[发明专利]基于电场耦合的无线电能传输装置及控制方法

权利要求书

1.一种基于电场耦合的无线电能传输装置，其特征在于，包括相互独立设置的电能发射部和电能接收部，所述电能发射部包括第一子支路和第二子支路、第一电感和开关支路，所述第一子支路的一端为电能输入正极端，另一端设置第一极板，所述第二子支路的一端为电能输入负极端，另一端设置第一导电端子，所述电能接收部包括第三子支路、第四子支路、第二电感和电容，所述第三子支路的一端为电能输出正极端，另一端设置第二极板，所述第四子支路的一端为电能输出负极端，另一端设置第二导电端子；

第一电感设置于第一子支路上，开关支路连接于第一电感与第一极板之间，第三子支路上设置有二极管且二极管允许电流由第二极板流向电能输出正极端；第二电感一端连接于第三子支路的第二极板与二极管之间，另一端连接于第四子支路，电容的一端连接于第三子支路的二极管与电能输出正极端之间，另一端连接于第四子支路，且电容的另一端相较于第二电感的另一端更靠近电能输出负极端设置；

所述无线电能传输装置具有电能传输状态，在所述电能传输状态，所述电能发射部的所述第一极板和所述电能接收部的所述第二极板相对设置以形成耦合电容，使得所述第一子支路和所述第三子支路形成能量流传输支路，所述电能发射部的所述第一导电端子与所述电能接收部的所述第二导电端子相接触，使得所述第二子支路和所述第四子支路形成能量流返回支路。

2.根据权利要求1所述的基于电场耦合的无线电能传输装置，其特征在于，所述电能发射部还包括第一承载部，所述第一极板和所述第一导电端子设置于所述第一承载部，

所述第一导电端子在所述第一承载部上的位置可调；和/或，

所述第一极板在所述第一承载部上的位置可调。

3.根据权利要求2所述的基于电场耦合的无线电能传输装置，其特征在于，所述电能发射部还包括第一驱动部件，用于驱动所述第一导电端子运动；和/或，

所述电能发射部还包括第二驱动部件，用于驱动所述第一极板运动。

4.根据权利要求3所述的基于电场耦合的无线电能传输装置，其特征在于，所述电能发射部还包括控制器，所述控制器与所述第一驱动部件和/或所述第二驱动部件通讯连接。

5.根据权利要求2所述的基于电场耦合的无线电能传输装置，其特征在于，所述电能接收部还包括第二承载部，所述第一承载部上设置有第一配合结构，所述第二承载部上设置有第二配合结构，所述第一配合结构与所述第二配合结构相配合使得所述无线电能传输装置处于所述电能传输状态。

6.根据权利要求1所述的基于电场耦合的无线电能传输装置，其特征在于，其特征在于，所述电能发射部的所述第一极板和所述电能接收部的所述第二极板表面均覆盖绝缘层。

7.根据权利要求1至6任一项所述的基于电场耦合的无线电能传输装置，其特征在于，在所述电能传输状态，所述无线电能传输装置形成Sepic型直流变换器、Cuk型直流变换器或Zeta型直流变换器。

8.根据权利要求1至6任一项所述的基于电场耦合的无线电能传输装置，其特征在于，所述开关支路上设置有电控开关。

9.一种如权利要求8所述的基于电场耦合的无线电能传输装置的控制方法，其特征在于，在所述电能传输状态，

响应于调节输出功率的控制指令，确定占空比；

根据确定的所述占空比对所述电控开关进行调节。

10.一种无人船充电系统，其特征在于，包括充电基站和如权利要求1至8任一项所述的基于电场耦合的无线电能传输装置，其中，所述电能发射部设置于所述充电基站，所述电能接收部设置于无人船。