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jueves, 29 de agosto de 2024

Revision: A Decoupled Power and Data Parallel Transmission

 propone un nuevo método de transmisión paralela de energía y datos para sistemas de transferencia inalámbrica de energía (WPT) basado en una estructura de acoplamiento desacoplada magnéticamente.

Las bobinas unipolares se utilizan para la transferencia de energía, mientras que las bobinas bipolares perpendiculares conectadas en serie se utilizan para la transferencia de datos. 


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Trabajos previos

Parametros

 La viabilidad del método de transferencia de datos y potencia en paralelo propuesto se verifica mediante un prototipo de laboratorio de 122 WLa eficiencia del sistema alcanza el 87 % y la velocidad de transferencia de datos es de 19,2 kbps. (Esta carta va acompañada de un vídeo que muestra la prueba experimental) [162]

Usos

El método propuesto se puede utilizar en sistemas de carga inalámbrica para vehículos eléctricos, robots y teléfonos móviles, etc

Funcionamiento

tiene una buena SNR y la interferencia cruzada entre la transferencia de energía y la transferencia de datos se minimiza agregando captadores de ondas, es decir, filtro de paso de banda y filtro de rechazo de banda
a) La estructura de acoplamiento propuesta; (b) Tamaños de la estructura de acoplamiento; (c) La estructura de acoplamiento fabricada del lado secundario.
Diagrama de circuito del sistema TIP propuesto


Materiales

 se utiliza alambre Litz de 250 hilos con un diámetro de 2,1 mm para construir las bobinas de transferencia de energía

Aporte

1) Las longitudes laterales de las bobinas de transferencia de datos están diseñadas intencionalmente para ser más pequeñas que las bobinas de transferencia de potencia. Como resultado, en el área de desalineación específica de cuatro cuadrantes, la interferencia de diafonía entre los canales de transferencia de potencia y datos casi se puede descuidar.


 2) Las bobinas bipolares perpendiculares conectadas en serie utilizadas pueden proporcionar a la transferencia de datos una capacidad de desalineación simétrica dentro del área de desalineación específica de cuatro cuadrantes.
 más confiable. Se observa que, en este trabajo, el canal de transferencia de datos paralelo se utiliza para formar un control de bucle cerrado para el canal de potencia al entregar el voltaje de salida WPT de regreso al lado primario. Por lo tanto, en el área de desalineación específica de cuatro cuadrantes, se puede lograr una transferencia de potencia estable.

Bibliografia

[1] X. Li, J. Hu, Y. Li, H. Wang, M. Liu, and P. Deng, “A decoupled power and data-parallel transmission method with four-quadrant misalignment tolerance for wireless power transfer systems,” IEEE Trans Power Electron, vol. 34, no. 12, pp. 11531–11535, 2019, doi: 10.1109/TPEL.2019.2920441.

lunes, 17 de junio de 2024

Revision: Analysis and Design of a Simultaneous Wireless Power and Data Transfer System Featuring High Data Rate and Signal-to-noise Ratio

   Inicia con Terminología

Conceptos de WPT

La transferencia inalámbrica de datos es necesaria en algunos sistemas TIP para facilitar la supervisión del estado, el intercambio de instrucciones y el control en bucle cerrado

 la tasa de error de bits (BER) aumenta cuando aumenta la potencia transferida

Clasificacion de la SWPDT 

Pros y Contras de los metodos de modulacion digital


Resumen del sistema propuesto

Informe de las señales enviadas y recibidas

Aportes  

sistema de transferencia inalámbrica simultánea de energía y datos (SWPDT) basado en una topología de compensación LCC de doble cara y manipulación por desplazamiento de frecuencia. 
Esquema SI-SWPDT que utiliza topología de compensación DS-LCC, modulación y demodulación FSK, acoplamiento inductivo y circuito de demodulación de datos diferencia
método simplificado para analizar la transferencia de energía, la transferencia de datos y la interferencia entre ellas.
Modelos equivalentes simplificados del sistema SI-SWPDT propuesto.
Se logran simultáneamente una transferencia de energía inalámbrica de alta potencia y alta eficiencia y una transferencia de datos inalámbrica robusta y de alta velocidad

n. En primer lugar, este artículo propone un nuevo esquema SI-SWPDT que utiliza topología de compensación DS-LCC, modulación y demodulación FSK, acoplamiento inductivo y circuito de demodulación de datos diferencial. FSK se introduce en los sistemas SI-SWPDT para mejorar el rendimiento antiruido de la transferencia de datos. En segundo lugar, se construyen los modelos equivalentes simplificados del sistema SI-SWPDT propuesto, en base a los cuales se

Materiales utilizados 

 el prototipo contiene 10 módulos.
 fuente de alimentación de CC Chroma 62150H-600 para energizar el circuito de alimentación
Fuente de alimentación de CC RIGOL DP832 para alimentar el circuito de datos
osciloscopio Tektronix DPO4104B

Teoría  

Clasificación de la tecnología SWPDT,  (DM-SWPDT) y SI-SWPDT.
 Cuanto mayor es la Ganancia de transferencia de datos , más fácil es la demodulación y menor es la B

Topología  

 topología de compensación LCC
  
Fig. 1. Diagramas de circuito del sistema SWPDT propuesto. (a) Transferencia de energía e inyección y extracción de datos. (b) Modulación de datos. (c) Demodulación de datos. [1]

 topología de compensación simétrica SS.
inductor-condensador-inductor de doble cara (DS-LCL y DS-LCC)
el circuito de demodulación de datos, con un filtro de paso alto inductor comdensador (LC-HPF)
El circuito superior emplea un filtro de paso alto derivado de m (M-HPF), mientras que el circuito inferior utiliza un filtro de paso alto derivado de  m
 amplificador (Amp), el detector de envolvente (ED) y el filtro de paso bajo de resistencia-condensador (RC-LPF), 
la transferencia de energía y la transferencia de datos comparten el acoplador magnético.
Su transferencia de datos asifgna el mismo tiempo a los bits cero y uno

Estructura

el prototipo contiene 10 módulos. Se utiliza una fuente de alimentación de CC Chroma 62150H-600 para energizar el circuito de alimentación
se emplea una fuente de alimentación de CC RIGOL DP832 para alimentar el circuito de datos. 
Se incluye un osciloscopio Tektronix DPO4104B en la configuración de prueba para capturar formas de onda de voltaje y corrient




Parámetros 

e utiliza una red de compensación inductor-condensador-condensador (DS-LCC) de doble cara, modulación y demodulación FSK y acoplamiento inductivo. Tanto la potencia transferida como la velocidad de datos son altas en el sistema propuesto. La interferencia entre la transferencia de energía y la transferencia de datos se reduce significativamente mediante el uso de compensación DS-LCC y la optimización del circuito de transferencia de datos. FSK se emplea para mejorar el rendimiento de la transferencia de datos en condiciones desalineadas. Los datos se transfirieron correctamente a una velocidad de 150 kbps en el experimento a pesar de que el coeficiente de acoplamiento disminuyó en un 95,3%

  relación señal/ruido de 47 dB en el peor de los casos
La eficiencia de transferencia de energía PTE es del 90,5%
velocidad de datos es de 150 kbps.
Potencia de entrada 320,6 
Potencia de salida 290,1 W
Los espacios de aire entre las bobinas Tx y Rx aumentan a 97 mm y 267 m

 La transmisión de 28 bits del primario al secundario requiere 186,7 μs. La velocidad de datos del sistema propuesto es de 150 kbps. El retardo de tiempo del sistema propuesto es de sólo 5,2 μs y el tiempo de duración de cada bit de Udd (Tdd) es casi igual al de Uod (Tod). La diferencia normalizada entre Tdd y To es  9%




Aplicaciones mencionadas 

 

Bibliografía

Y. Yao et al., “Analysis and Design of a Simultaneous Wireless Power and Data Transfer System Featuring High Data Rate and Signal-to-Noise Ratio,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 68, no. 11, pp. 10761–10771, Nov. 2021, doi: 10.1109/TIE.2020.3031518..