[发明专利]一种航天器间近场无线能量传输系统

权利要求书

1.一种航天器间近场无线能量传输系统，其特征在于，包括在各航天器内分别设置的无线能量信号端，无线能量传输过程发生在任意两个满足一定空间距离的所述无线能量信号端之间，且各无线能量信号端均具备无线能量发射和无线能量接收两种工况状态；

所述无线能量信号端包括依次双向连接的航天器电源控制器、逆变/整流电路和能量发射/接收电路，还包括单向连接于所述逆变/整流电路中的整流电路与所述航天器电源控制器之间的调压电路，所述航天器电源控制器控制航天器能源的输入、输出和能量传输的握手控制以及生成航天器能源状态信息；所述逆变/整流电路在能量发射时将直流电逆变为高频交流电或者在能量接收时将高频交流电整流为直流电；所述逆变/整流电路采用有源全桥逆变与无源全桥整流共用主电路结构，将逆变电路与整流电路集成在一起，用于发射能量和接收能量，实现能量的对等双向传递；所述能量发射/接收电路在能量发射时发射交变电磁场或者在能量接收时接收交变磁场；所述调压电路在能量接收时对整流后的直流电进行调压。

2.根据权利要求1所述的航天器间近场无线能量传输系统，其特征在于，所述无线能量信号端还包括无线通信单元，所述无线通信单元传输航天器能源状态信息。

3.根据权利要求2所述的航天器间近场无线能量传输系统，其特征在于，所述无线通信单元采用Zigbee无线通信模块。

4.根据权利要求3所述的航天器间近场无线能量传输系统，其特征在于，所述航天器电源控制器包括从母线发出能量的能量输出接口和与所述能量输出接口后端串接的第一二极管，包括接受能量传送至母线的能量输入接口和与所述能量输入接口前端串接的第二二极管，还包括能量信息置位显示装置。

5.根据权利要求4所述的航天器间近场无线能量传输系统，其特征在于，所述能量信息置位显示装置生成航天器能源状态信息并以置信息位形式显示，当所述无线能量信号端需要接收能量时置信息位0，当所述无线能量信号端需要发射能量时置信息位1，任意两个满足一定空间距离的所述无线能量信号端的航天器能源状态的置位信息进行异或逻辑运算，结果为1时成功配对，启动无线能量传输过程。

6.根据权利要求1-5之一所述的航天器间近场无线能量传输系统，其特征在于，所述逆变/整流电路采用四个MOS场效应晶体管组成的全桥逆变电路，同时各MOS场效应晶体管分别并联一个整流二极管形成无源全桥整流电路。

7.根据权利要求6所述的航天器间近场无线能量传输系统，其特征在于，所述MOS场效应晶体管采用N沟道增强型MOS场效应晶体管；

和/或，所述整流二极管采用与相应MOS场效应晶体管的寄生二极管同极性的普通二极管。

8.根据权利要求1所述的航天器间近场无线能量传输系统，其特征在于，所述调压电路采用四开关升降压拓扑结构，在能量接收时根据整流后的直流电的电压情况自动采取升压或降压方式进行调压；

所述调压电路在所述无线能量信号端置信息位为0时使能，置信息位为1时禁止。

9.根据权利要求1所述的航天器间近场无线能量传输系统，其特征在于，所述能量发射/接收电路为发射线圈和接收线圈共用且采用双层平面螺旋线圈结构，所述发射线圈和接收线圈包括依次连接的上盖板、线圈、磁条与下盖板；

和/或，所述线圈和所述磁条之间集成有超薄谐振补偿电容；

和/或，所述线圈采用利兹线绕制。

10.根据权利要求9所述的航天器间近场无线能量传输系统，其特征在于，所述发射线圈和接收线圈由拼接式高强度铁氧体材料制成且正面采用聚酰亚胺材料包覆。