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全橋雙向感應電能暨訊號傳輸

為了解決電動車車牌號碼的問題，作者郭彥霆 這樣論述：

近年來感應電能傳輸 ( Inductive Power Transfer, IPT ) 逐漸受到重視，原因是相較傳統插電方式，它更能給消費者帶來便利及安全。其 IPT 原理是透過互感及磁偶合，將能量從一端傳送另一端，目前國內外已有高效率應用感應電能傳輸系統 ( IPT system ) 對電動載具電池的充電研究，然而，具備定功率雙向充放電及資料傳輸功能的文獻則相當罕見，少數具有該功能的概念設計則僅有數值模擬的結果呈現。 先前的研究 “電動車無線充電同時資料傳送裝置“ 在充電的同時提供訊號回傳功能，本研究接續進行改良，提出了另一種 IPT 系統架構具有雙向傳送電力及訊號的方法。並且提供了

系統可因應負載變化而適應性調整操作頻率。在電能傳輸方面，ㄧ次側的變頻逆變器利用相移式脈衝寬度調變 ( Phase Shifted Pulse Width Modulated, PSPWM ) 驅動全橋電路產生週期性的載波頻率及交變電流。交變電流透過 LC 拓撲結構傳送電能到二次側。二次側利用 LC 拓樸結構及整流器將電能傳送到負載端。為提高效能達到最小伏安比 ( Volt-Amp Rating, VAR )，本研究 IPT 系統操作在零相位角度 ( Zero-Phase-Angle, ZPA )。 在資料傳輸方面，例如ㄧ次側要求二次側回傳車牌號碼等資料。本研究依此設計了該系統專屬的通訊方

式與協議，利用 PSPWM 機制模擬二位元相位偏移調變 ( Binary phase-shift keying, BPSK ) 促成二位元正交振幅調變 ( Binary Quadrature Amplitude Modulation, 2-QAM ) 組成數位訊號，達到資料傳輸的目的。為求提昇通訊品質，本研究提出漢明碼 ( Hamming code ) 搭配 Single Error Correct, Double Error Detect ( SECDED ) 增強訊號傳輸的強健性。本研究將依循 SAE TIR J2954 的標準將傳輸頻率設定在 81.39-90 kHz 輕量車充電系統的常

用頻帶，及實現電能傳輸 1000 W 時，通訊品質可達 99%。