Page 24 - 《应该声学》2022年第2期

第 41 卷 第 2 期 Vol. 41, No. 2
2022 年 3 月 Journal of Applied Acoustics March, 2022

⋄ 研究报告 ⋄

声载波无线电能传输的自适应负载匹配 ∗

宋哲超 1,2 余紫莹 1 杨 军 1,2†

(1 中国科学院声学研究所 噪声与振动重点实验室 北京 100190)
(2 中国科学院大学 北京 100049)

摘要：该文提出了一种可以实现动态阻抗匹配的交直流转换电路及自适应阻抗调节算法，通过可调电容矩阵
和可调电感的共振作用实现阻抗匹配，并利用改进的梯度下降算法实现了元器件参数的动态调整，提高了声
载波无线电能传输系统在实际应用中的驱动效果和适应能力。研究对提出的电路结构和算法进行了模型仿
真，并分析了不同负载接入时系统阻抗的变化及其动态调整的过程。仿真结果表明，该阻抗匹配调整算法可以
迅速对交直流转换电路进行调整，在负载变化的情况下可达到较好的动态匹配效果。
关键词：声载波通信，无线电能传输，交直流转换电路，阻抗匹配，动态调节算法
中图法分类号: TN710.9 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2022)02-0192-07
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2022.02.003

Adaptive impedance matching of different loads in ultrasonic wireless energy
transmission system

SONG Zhechao 1,2 YU Ziying 1 YANG Jun 1,2

(1 Key Laboratory of Noise and Vibration Research, Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
(2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Abstract: A dynamic impedance matching AC-DC converter and adaptive impedance matching algorithm
are proposed, in order to improve the efficiency of the ultrasonic wireless energy transmission system with
different driving loads. The dynamic impedance matching of the AC/DC converter is realized by adjusting the
component values of the adjustable capacitance matrix and the adjustable inductance in the AC/DC converter.
The value of electron components is calculated by the improved gradient descent algorithm. A model is built
to simulate the AC/DC converter and the algorithm performances. Simulation results show that the dynamic
impedance matching can be achieved by adjusting the value of electron components in the AC/DC converter
with the improved gradient descent algorithm under different load conditions.
Keywords: Ultrasonic communication; Wireless energy transmission; AC/DC converter; Impedance matching;
Adaptive algorithm

2021-03-23 收稿; 2021-04-19 定稿
国家自然科学基金项目 (11804368), 中国科学院声学研究所青年英才计划项目 (QNYC201722)
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作者简介: 宋哲超 (1996– ), 男, 山东青岛人, 硕士研究生, 研究方向: 电子与通信工程。
† 通信作者 E-mail: jyang@mail.ioa.ac.cn