【技术实现步骤摘要】
一种基于4ASK的高速全双工无线电能与数据同步传输系统
[0001]本专利技术属于无线电能传输控制
，特别涉及一种基于4ASK的高速全双工无线电能与数据同步传输系统。
技术介绍
[0002]无线电能传输系统因其可靠、安全、方便以及低维护成本等优势已广泛应用于医疗设备、便携式电子设备、智能家居、交通和航空航天等领域。为实现反馈控制，负载识别以及状态见识等功能，需要可靠的双向数据通讯。但是传统的无线通讯装置(如射频通信技术)电磁兼容性不好，电能传输对信号传输的准确率有影响。
[0003]现有文献已经提出了几种基于电磁感应实现电能与数据信号传输的技术，其大致可以以下三种：
[0004]1.通过调制能量信号实现无线信号通信；该方案在现有的无线电能传输系统基础上对系统传输电能加以调制，将能量信号的变化转化为副边电压的变化以实现无线电能与数据同步传输。但由于无线电能传输的频率限制，该方案传输速率较低；其次，对传输能量的直接调制会使降低系统效率与稳定性。
[0005]2.采用独立通道实现无线电能与信号传输；该...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于4ASK的高速全双工无线电能与数据同步传输系统，其特征在于，包括原边电路、副边电路和磁耦合单元；原边电路包括逆变单元、原边补偿单元、前向信号调制单元与加载单元和后向信号提取单元与解调单元；逆变单元用于将直流电压源输出的直流电压信号转换为高频交流电压信号；原边补偿单元用于提供原边电路工作所需的无功功率以及滤除逆变电路输出的高次谐波；前向信号调制单元与加载单元是将待前向待传输的信号数据进行4ASK调制，并将已调信号加载到待传输的能量信号上；后向信号提取单元与解调单元是提取反向传输的已调信号，并对提取到的已调信号进行4ASK解调，得到数据信号；副边电路包括整流单元、副边补偿单元、后向信号调制单元与加载单元和前向信号提取单元与解调单元；逆变单元用于将高频交流电压信号转换为直流电压信号；副边补偿单元用于提供副边电路工作所需的无功功率以及滤除整流电路输出的高次谐波；后向信号调制单元与加载单元是将待后向待传输的信号数据进行4ASK调制，并将已调信号加载到待传输的能量信号上；前向信号提取单元与解调单元是提取前向传输的已调信号，并对提取到的已调信号进行4ASK解调，得到数据信号；磁耦合单元为松散耦合变压器，能够双向传输原边与副边电路的电能与信号的叠加信号。2.根据权利要求1所述的一种基于4ASK的高速全双工无线电能与数据同步传输系统，其特征在于，原边电路、副边电路和磁耦合单元包括功率传输通道、前向数据传输通道和后向数据传输通道。3.根据权利要求2所述的一种基于4ASK的高速全双工无线电能与数据同步传输系统，其特征在于，对于功率传输通道，V
in
与V
out
为无线电能传输系统的直流输入与输出电压，L
pi
、C
pt
、L
si
与C
st
为双边补偿单元，L
pt
与L
st
磁耦合单元的自感，S
p1
‑
S
p4
与S
s1
‑
S
s4
分别为主边逆变器与副边整流器的开关信号，C
f
为整流滤波电容。4.根据权利要求2所述的一种基于4ASK的高速全双工无线电能与数据同步传输系统，其特征在于，对于前向数据传输通道，前向加载单元与提取单元是通过数据加载变压器T
f1
与数据加载变压器T
f2
串接于功率耦合线圈，L
f2
、C
f1
、L
f3
与C
f2
构成双谐滤波器，L
f5
、C
f3
、L
f6
与C
f4
与其对称相等，均具有2个串联谐振频率ω1与ω3，以及1个并联谐振频率ω2，表示为：其中ω1为前向数据传输载波频率，ω2为后向数据传输载波频率；R
a0
与R
a1
为前向数据加载电路输入串、并联电阻，R
a2
前向数据提取电路的输出电阻；预先设定L
f2
与ω1‑3去求取C
f1
、L
f3
与C
f2
：
5.根据权利要求2所述的一种基于4ASK的高速全双工无线电能与数据同步传输系统，其特征在于，对于后向数据传输通道，后向加载单元与提取单元是通过数据加载变压器T
b1
与数据加载变压器T
b2
并接于功率耦合线圈，L
b1
、C
b1
、L
b2
与C
b2
构成双谐滤波器，L
b3
、C
b3
、L
b4
与C
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