申请/专利权人：天津大学

申请日：2020-10-21

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN112271830B

主分类号：H02J50/12

分类号：H02J50/12;B63B22/00;H04J1/05;H04J1/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2021.02.12#实质审查的生效;2021.01.26#公开

摘要：本发明公开了一种基于频分复用实现电能和数据并行传输的海洋浮标系统，包括水上系统、系留缆和水下系统；水上系统包括直流电源、水上中央处理器、水上电能发送模块和水上双向通信单元，水上电能发送模块包括逆变电路和水上谐振环路；水下系统包括负载、水下中央处理器、水下电能接收模块和水下双向通信单元，水下电能接收模块包括整流电路和水下谐振环路；水上双向通信单元和水下双向通信单元均有两种工作模式，包括发送模式和接收模式。本发明实现电能和数据的并行传输，适用于不同功率需求，成本较低。

主权项：1.一种基于频分复用实现电能和数据并行传输的海洋浮标系统，其特征在于，包括水上系统、系留缆和水下系统，所述水上系统和系留缆通过水上电磁耦合器连接，所述水下系统和系留缆通过水下耦合器连接；所述水上系统包括直流电源、水上中央处理器、水上电能发送模块和水上双向通信单元，所述水上电能发送模块包括逆变电路和水上谐振环路；所述逆变电路由直流电源供电，所述逆变电路输出端与水上谐振环路连接，所述水上谐振环路和系留缆通过水上电磁耦合器耦合，所述水上谐振环路和水上双向通信单元耦合连接；所述水上谐振环路为串联补偿结构，包括串联于逆变电路两路输出端之间的水上耦合器初级线圈L1、水上数据线圈L6、水上补偿电容C1、水上线圈交流电阻R1；所述水下系统包括负载、水下中央处理器、水下电能接收模块和水下双向通信单元，所述水下电能接收模块包括整流电路和水下谐振环路；所述水下谐振环路和系留缆通过水下电磁耦合器耦合，所述水下谐振环路输出端连接整流电路，整流电路输出端连接负载，所述水下谐振环路和水下双向通信单元耦合连接；所述水下谐振环路包括串联连接的水下耦合器次级线圈L3、水下数据线圈L7、水下补偿电容C3、水下线圈交流电阻R3；所述整流电路采用二极管全波整流电路，输入端并联于水下补偿电容C3两端，输出端连接滤波电容CL和负载RL，滤波电容CL和负载RL并联连接；所述水上双向通信单元和水下双向通信单元均包括数据发送模块和数据接收模块，所述数据发送模块和数据接收模块并联连接，通过模拟开关切换决定数据发送模块或数据接收模块工作；所述数据发送模块包括调制电路和发送选频电路，所述调制电路的输入端和与其所在侧的水上中央处理器或水下中央处理器连接，所述调制电路的输出端和发送选频电路的输入端连接，所述发送选频电路的输出端与其所在侧的水上谐波环路或水下谐波环路耦合连接；所述数据接收模块包括接收选频电路和解调电路，所述接收选频电路的输入端与其所在侧的水上谐波环路或水下谐波环路耦合连接，所述接收选频电路的输出端和解调电路的输入端连接，所述解调电路的输出端与其所在侧的水上中央处理器或水下中央处理器连接；所述水上双向通信单元和水下双向通信单元均有两种工作模式，包括发送模式和接收模式；所述水上中央处理器由直流电源供电，产生的方波信号为水上电能发送模块提供控制信号，并控制水上双向通信单处于何种工作模式，其中，水上电能发送模块和水上双向通信单元在控制上是解耦的；所述水下中央处理器由接收的电能供电，控制水下电能接收模块，并控制水下双向通信单元处于何种工作模式，其中水下电能接收模块和双向通信单元在控制上是解耦的；所述逆变电路、水上谐振环路、系留缆、整流电路和水下谐振环路通过感应耦合将电能从水上的直流电源非接触传输到水下的负载，所述水上双向通信单元和水下双向通信单元负责水上系统和水下系统的信息通信，电能传输和数据传输均以耦合方式共用系留缆实现。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津大学 基于频分复用实现电能和数据并行传输的海洋浮标系统

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