一种能量信号同传系统及设备技术方案

本实用新型专利技术一个或多个实施例中提供了一种能量信号同传系统及设备，该系统在传递能量和信号时，有不同的等效结构。具体的，该能量信号同传系统会等效为CLC型拓扑结构进行能量的传递，并且该能量信号同传系统还会等效为LCC型拓扑结构进行信号的传递。由于在本实用新型专利技术中能量信号同传系统等效为不同的拓扑结构，能量和信号的传递通过不同的拓扑结构实现，可以有效的降低能量和信号之间的干扰，并且整个切换的过程不需要外部施加控制，仅靠能量信号同传系统本身的频率特性实现，能量信号同传系统具备恒压输出特性，在空载情况时第一发送装置和第二发送装置所在电路的电流不会出现过流的情况，同时也无需加入控制措施调节。同时也无需加入控制措施调节。同时也无需加入控制措施调节。

【技术实现步骤摘要】
一种能量信号同传系统及设备


[0001]本技术涉及无线能量信号传输领域，尤其涉及一种能量信号同传系统及设备。

技术介绍

[0002]无线电能传输(Wireless Power Transfer，WPT)技术如今应用到多个领域中，如电动汽车、手机、传感器、医疗设备等，这项技术因其高效、灵活、稳定等优点正在蓬勃发展。在WPT技术应用中，能量的反馈控制、系统的状态监测、电池单芯片系统(System on a Chip，SOC)的信息上传、负载和异物检测都不可避免地需要在发送装置和接收装置进行数据传输，因此关于能量信号同传系统的研究逐渐受到关注。
[0003]能量信号同传系统常采用的方案包括：双线圈方案和单线圈方案，其中双线圈方案中能量传输回路和信号传输回路相互独立，但是双线圈方案占用体积较大，基于此，在实际应用中为节省体积，多采用单线圈方案。其中，单线圈方案为能量传输回路和信号传输回路共用同一套耦合结构，即信号产生装置和能量产生装置组成发送端，信号接收装置和能量接收装置组成接收端，该发送端和接收端通过耦合结构连接，组成能量信号同传系统。单线圈方案可以有效的提高系统的灵活性。目前单线圈方案的能量信号同传系统主要包括：双谐振电路、变参数电路以及阻波电路。
[0004]其中，双谐振电路利用特定拓扑结构本身具有两个谐振点的特性，实现能量谐振频率和信号谐振频率的分离，进而实现能量、信号的同传，但是无论在传输能量还是传输信号时，该双谐振电路都固定使用同一个拓扑结构，这就导致了在空载情况下信号产生装置和能量产生装置组成的发送端电流较大、易损坏系统，并且信号接收装置和能量接收装置组成的接收端的电流恒定，在负载变化的应用场景下需要加入控制措施调节，使得能量接收装置的输出电压恒定。

技术实现思路

[0005]本技术实施例提供了一种能量信号同传系统及设备，用于解决现有技术中的双谐振电路在空载情况下信号产生装置和能量产生装置组成的发送端电流较大、易损坏系统，并且信号接收装置和能量接收装置组成的接收端在负载变化的应用场景下需要加入控制措施调节，使得能量接收装置的输出电压恒定的问题。
[0006]本技术一个或多个实施例提供了一种能量信号同传系统，所述系统包括：用于提供电压的第一发送装置及对应的第一接收装置，用于提供信号的第二发送装置及对应的第二接收装置，由第一电感和第一电容串联得到的第一串联电路，由第二电感和第二电容并联得到的第一并联电路，由第三电感和第三电容串联得到的第二串联电路，由第四电感和第四电容并联得到的第二并联电路、由第五电感和第六电感耦合得到的第一耦合机构，第五电容以及第六电容；
[0007]所述第一发送装置的一端与所述第二发送装置的一端连接，所述第一发送装置的
另一端与所述第一串联电路连接；所述第一串联电路另一端分别与所述第一并联电路、第五电容连接；所述第一并联电路的另一端分别与所述第二发送装置的另一端、第一耦合机构的第一端连接；所述第五电容的另一端与所述第一耦合机构的第二端连接；
[0008]所述第一接收装置的一端与所述第二接收装置的一端连接，所述第一接收装置的另一端与所述第二串联电路连接；所述第二串联电路另一端分别与所述第二并联电路、第六电容连接；所述第二并联电路的另一端分别与所述第二接收装置的另一端、第一耦合机构的第三端连接；所述第六电容的另一端与所述第一耦合机构的第四端连接。
[0009]在本技术一个或多个实施例中，所述第一发送装置包括电压源、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管；
[0010]所述第一场效应管的源极与第二场效应管的漏极串联，得到第三串联电路；所述第三场效应管的源极与第四场效应管的漏极串联得到第四串联电路；
[0011]所述第一场效应管的漏极连接所述电压源的正极，所述电压源的负极与所述第二场效应管的源极连接；第三场效应管的漏极连接所述电压源的正极，所述电压源的负极与所述第四场效应管的源极连接；
[0012]其中，所述第一发送装置的一端为所述第三场效应管的源极，所述第一发送装置的另一端为所述第二场效应管的漏极。
[0013]在本技术一个或多个实施例中，所述第二发送装置包括第七电感和第八电感耦合得到的第二耦合机构、第七电容以及第一信号源；
[0014]所述第二耦合机构的第一端口与所述第一发送装置的一端连接，所述第二耦合机构的第二端口与所述第一并联电路连接，所述第二耦合机构的第三端口与所述第七电容的一端连接，所述第二耦合机构的第四端口与所述第一信号源的一端连接；
[0015]所述第一信号源的另一端与所述第七电容的另一端连接。
[0016]在本技术一个或多个实施例中，所述第一接收装置包括第八电容、第一电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；
[0017]所述第一二极管的正极与第二二极管的负极串联，得到第五串联电路；所述第三二极管的正极与第四二极管的负极串联得到第六串联电路；
[0018]所述第一二极管的负极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端与第二二极管的正极连接；所述第三二极管的负极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端与第四二极管的正极连接；
[0019]其中，所述第一接收装置的一端为所述第一二极管的正极，所述第一接收装置的另一端为所述第四二极管的负极。
[0020]在本技术一个或多个实施例中，所述第二接收装置包括由第九电感和第十电感耦合得到的第三耦合机构、第九电容以及第二电阻；
[0021]所述第九电容和所述第二电阻并联，得到第三并联电路；
[0022]所述第三耦合机构的第一端口与所述第一接收装置的一端连接，所述第三耦合机构的第二端口与所述第二并联电路连接，所述第三耦合机构的第三端口和第四端口分别与所述第三并联电路的两端连接。
[0023]在本技术一个或多个实施例中，所述系统还包括用于提供信号的第三发送装置及对应的第三接收装置；
[0024]所述第三接收装置的一端与所述第一发送装置的一端串联，所述第三发送装置的另一端与所述第二发送装置的一端串联；
[0025]所述第三发送装置的一端与所述第一接收装置的一端串联，所述第三发送装置的另一端与所述第二接收装置的一端串联。
[0026]在本技术一个或多个实施例中，所述第三发送装置包括第十一电感和第十二电感耦合得到的第四耦合机构、第十电容以及第二信号源；
[0027]所述第四耦合机构的第一端口与所述第一接收装置的一端连接，所述第四耦合机构的第二端口与所述第二接收装置的一端连接，所述第四耦合机构的第三端口与所述第十电容的一端连接，所述第四耦合机构的第四端口与所述第二信号源的一端连接；
[0028]所述第二信号源的另一端与所述第十电容的另一端连接。
[0029]在本技术一个或多个实施例中，所述第三接收装置包括由第十三电感和第十四电感耦合得到的第五耦合机构、第十一电容以及第三电阻；
[0030]所述第十一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能量信号同传系统，其特征在于，所述系统包括：用于提供电压的第一发送装置及对应的第一接收装置，用于提供信号的第二发送装置及对应的第二接收装置，由第一电感和第一电容串联得到的第一串联电路，由第二电感和第二电容并联得到的第一并联电路，由第三电感和第三电容串联得到的第二串联电路，由第四电感和第四电容并联得到的第二并联电路、由第五电感和第六电感耦合得到的第一耦合机构，第五电容以及第六电容；所述第一发送装置的一端与所述第二发送装置的一端连接，所述第一发送装置的另一端与所述第一串联电路连接；所述第一串联电路另一端分别与所述第一并联电路、第五电容连接；所述第一并联电路的另一端分别与所述第二发送装置的另一端、第一耦合机构的第一端连接；所述第五电容的另一端与所述第一耦合机构的第二端连接；所述第一接收装置的一端与所述第二接收装置的一端连接，所述第一接收装置的另一端与所述第二串联电路连接；所述第二串联电路另一端分别与所述第二并联电路、第六电容连接；所述第二并联电路的另一端分别与所述第二接收装置的另一端、第一耦合机构的第三端连接；所述第六电容的另一端与所述第一耦合机构的第四端连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一发送装置包括电压源、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管；所述第一场效应管的源极与第二场效应管的漏极串联，得到第三串联电路；所述第三场效应管的源极与第四场效应管的漏极串联得到第四串联电路；所述第一场效应管的漏极连接所述电压源的正极，所述电压源的负极与所述第二场效应管的源极连接；第三场效应管的漏极连接所述电压源的正极，所述电压源的负极与所述第四场效应管的源极连接；其中，所述第一发送装置的一端为所述第三场效应管的源极，所述第一发送装置的另一端为所述第二场效应管的漏极。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管的栅极分别连接驱动电路。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二发送装置包括第七电感和第八电感耦合得到的第二耦合机构、第七电容以及第一信号源；所述第二耦合机构的第一端口与所述第一发送装置的一端连接，所述第二耦合机构的第二端口与所述第一并联电路连接，所述第二耦合机构的第三端口与所述第七电容的一端连接，所述第二耦合机构的第四端口与所述第一信号源的一端连接；所述第一信号源的另一端与所述第七电容的另一端连接。5.根据权利要求1所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：犹安红，胡勇超，石坤宏，彭维峰，刘星辉，孙雪戈，
申请(专利权)人：中国星网网络应用有限公司，
类型：新型
国别省市：