实现3 kW功率与50 Mb/s速率的电能-数据同步无线传输的解耦设计技术

相较于传统注入式同步无线电能和数据传输(Simultaneous Wireless Power and Data Transfer, SWPDT),“共口径”SWPDT方案具有电能传输功率大、转换效率高、数据传输速率高、可靠性好的优点。针对共口径集成后高压大功率电能传输通道与通信链路强耦合导致通信速率下降乃至失败的问题，结合D型传能松耦合变压器，提出基于耦合电感的双边LCC拓扑、DD型通信线圈及滤波网络协同设计的解耦设计技术，实现传能线圈谐波优化和电能-通信空域解耦，提升了通信链路通带阻抗匹配和带外抑制能力，增强了与传能线圈的频域解耦。分析了功率传输链路和数据传输链路的设计及解耦实现原理，构建了一台270 V输入、270 V/3 kW恒压输出、传能30 mm的SWPDT原理样机。实验结果证明了所提解耦设计技术的可行性和先进性，在实现94.89%电能转换效率的同时可实现50 Mb/s的高速数据同步传输。