1.一种基于软开关谐波特性的电能与信号同步无线传输方法,其特征在于,包括步骤:(1)在无线电能传输系统中利用频闪映射模型求出无线电能传输系统中所有的逆变器软开关工作点,具体步骤包括:(11)根据原边电能发射电路和副边电能传输电路列出系统空间状态模型,其中,x为系统状态变量,表示x的微分量,u为系统输入变量,A和B分别为2
其中,Δ=M‑LpLs;Lp表示原边电能发射电路中发射线圈的电感,Cp表示原边电能发射电路谐振电容,Rp为发射线圈内阻,Ls表示副边电能传输电路中接收线圈的电感,Rs表示接收线圈内阻,M为发射线圈和接收线圈之间的互感系数,RL表示系统负载等效电阻;
(12)根据频闪映射模型,将A和B带入频闪映射模型的逆变器输出电流软开关不动点方程:其中,Y=[1 0 0 0],I是4×4的单位矩阵,Φ表示系统状态转移矩阵;
(13)计算电流软开关不动点的方程取0时的解,即为逆变器所有的软开关工作点;
(2)在基波和三次谐波分别单独作用下,应用Simulink中FFT分析方法,在系统工作在各个逆变器软开关工作点时,分析出无线电能传输系统的原边电能发射电路中电流的三次谐波含有率;选取一个原边电能发射电路中电流三次谐波含有率低于预设阈值的逆变器软开关工作点作为系统的工作频率f;
(3)设置频偏Δf,将引入频偏后的频率f1作为信号待传的工作频率;
(4)通过二进制移频键控调制方法实现原边基带信号调制,即在基带信号为0时,控制无线电能传输系统工作在频率f,在基带信号为1时,控制无线电能传输系统工作在频率f1;
(5)在无线电能传输系统的副边,基于频率偏差放大效应分离出原边发射信号的基波和三次谐波,其中,基波用来传输能量,三次谐波来传输信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于软开关谐波特性的电能与信号同步无线传输方法,其特征在于,所述步骤(2)中,选取一个原边电能发射电路中电流三次谐波含有率低于10%的逆变器软开关工作点作为系统的工作频率f。
3.根据权利要求2所述的一种基于软开关谐波特性的电能与信号同步无线传输方法,其特征在于,所述频偏Δf选取时,需要保证无线电能传输系统中副边电能传输电路中负载电压变化低于3%。