CN104993603A - 一种基于磁场隔离的高压阻隔供电装置及其供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于磁场隔离的高压阻隔供电装置及其供电方法；该供电装置包括无线充电发射端变换器及无线充电接收端变换器；所述无线充电发射端变换器置于低压配电区，所述无线充电接收端变换器置于高压供电区，无线充电发射端变换器和无线充电接收端变换器之间有高低压仓隔板进行隔离。该装置能够大大增长传感器供电电源的寿命，实现高压设备供电方式的免维护；同时，供电方式不随母线电流的变化而变化，具有稳定的供电质量，能够在母线电流全电流范围内实现稳定供电。

Description

一种基于磁场隔离的高压阻隔供电装置及其供电方法

技术领域

本发明涉及高低压配电控制领域，尤其涉及一种基于磁场隔离的高压阻隔供电装置及其供电方法。

背景技术

随着电网容量的不断增加，高压设备在电网中应用越来越多，比如高压开关柜，干式变压器，箱式变电站等等。高压设备的可靠性是电网可靠运行的重要保障。设备运行监控后台能够监测采集必须的信息，通过远程通讯，及时把设备的运行状态反馈给设备管理员，设备管理员根据监控后台的反馈信息，可以及时安排检修，避免恶性事故，减小电网停电风险。

监控后台可以监控设备运行电压，电流，功率，温度等信息，一般来说，传感器采集相应信息是很容易的事，但是在高压环境下，由于绝缘安全的限制，传感器供电的获得是一个困难的事情。

如图1所示，一种高压设备的功能示意图，高低压仓室是严格区分的，维护人员的操作仓室也是单独隔开。低压室的电不能直接供给高压室的部件使用，如果高压室的控制电直接从低压室取，在单一故障条件下，有可能会使低压室绝缘失效，造成设备损坏甚至是人身伤害。因此，高压室的供电必须由独立的电源来完成。

对于高压室的供电电源，现有解决方案主要包括有电池供电和电流互感(CT)供电。

一、电池供电方案

高压设备由于其很强的绝缘安全考虑，会严格区分高压室和低压室，操作员操作的仓室也会单独划分，它是一个电气安全的仓室。高压设备的电压，电流以及温度等传感器都是放在高压室，直接测量相关物理量。出于安全的考虑，高压仓的传感器供电不能直接从低压室取，以保持严格而清晰的绝缘间距；为此，需要在高压室设置独立的供电电源，如图2所示，而电池便是其中一种能量的来源，电池通过相应的升压或者降压电路，或者直接对各传感器供电。

但是电池供电存在以下缺点：

1.由于高压设备使用环境是非空调环境，内部环境温度随本身负载和应用环境(如海拔，维度，季节等)会产生很大的浮动，容易导致电池过早失效，导致传感器电路失效。

2.由于电池的容量有限，为了尽量延长电池寿命，采取了很多低功耗的措施，大大降低了采样的实时性，不利于及时发现故障；

3.电池的寿命相对不确定，会增加巡视工作量，增加了高压设备管理成本，与“免维护”的发展趋势不相符。

二、电流互感(CT)供电

电流互感供电，其实现原理如下：

根据法拉第电磁感应定律，铜排上流过的交变电流会产生交变的磁场，在高压母排上套一个取能线圈，如图3所示，将交变的磁场转换成交变电压，然后通过整流电路，变成直流电，给传感器供电。

电流互感供电也存在以下不足：

1.对于大容量的设备，母排的电流可能从OA变化到几千安培，CT无法在全电流范围内提供足够的能量去维持传感器的消耗；

2.在全电流范围内，CT取能线圈上感应到的电压差异很大，整流电路设计很困难；

3.此方案不适用于高压直流输电，因为直流电不能产生交变磁场。

发明内容

鉴于上述电池供电和CT供电所存在的缺点，本发明的目的在于提供一种基于磁场隔离的高压阻隔供电装置。

本发明的技术方案如下：

一种基于磁场隔离的高压阻隔供电装置，包括无线充电发射端变换器及无线充电接收端变换器；所述无线充电发射端变换器置于低压配电区，所述无线充电接收端变换器置于高压供电区，无线充电发射端变换器和无线充电接收端变换器之间有高低压仓隔板进行隔离。

可选地，无线充电发射端变换器定期发射短脉冲，并通过所述短脉冲检测所述无线充电接收端是否放置在充电区域，如果检测到所述无线充电接收端，则所述无线充电发射端变换器进入充电模式。

可选地，所述基于磁场隔离的高压阻隔供电装置，其中，所述供电装置还包括：与所述无线充电发射端变换器电连接的无线充电发射端线圈。

可选地，所述基于磁场隔离的高压阻隔供电装置，其中，所述无线充电发射端变换器包括四个采用桥式电路连接的MOS管Q21、MOS管Q22、MOS管Q23和MOS管Q24，以及母线电容C22；MOS管Q22和MOS管Q24的漏级管脚连接后与母线电容C22一端电连接，且连接交汇点通过电阻R接地；MOS管Q21和MOS管Q23的源级管脚连接后与母线电容C22的另一端电连接；

MOS管Q21与MOS管Q22的桥式电路连接点以及MOS管Q22与MOS管Q24的桥式电路连接点通过谐振电容C21与所述无线充电发射端线圈(L2)串联连接。

可选地，所述基于磁场隔离的高压阻隔供电装置，其中，所述供电装置还包括：与所述无线充电接收端变换器电连接的无线充电接收端线圈。

可选地所述基于磁场隔离的高压阻隔供电装置，其中，所述无线充电接收端变换器包括DC/DC直流变换器、四个采用桥式电连接的MOS管Q11、MOS管Q12、MOS管Q13和MOS管Q14、储能电容C13、投卸电容C11、投卸电容C12、开关管Q15、开关管Q16、谐振电容C15以及检测电容C14；

MOS管Q11和MOS管Q13的源级管脚连接后接DC/DC直流变换器的一端；MOS管Q12和MOS管Q14的漏级管脚连接后接DC/DC直流变换器的另一端；储能电容C13并联连接在DC/DC直流变换器的两端；

MOS管Q11与MOS管Q12的桥式电路连接点以及MOS管Q13与MOS管Q14的桥式电连接点通过谐振电容C15与所述无线充电接收端线圈(L1)串联连接；检测电容C14并联连接在谐振电容C15与无线充电接收端线圈(L1)两端；

开关管Q15和Q16均为MOS管；MOS管Q15和Q16的源极电连接后接地；MOS管Q15和Q16的栅极电连接；MOS管Q15和Q16的漏极分别通过投卸电容C11和投卸电容C12与检测电容C14的两端形成电连接连接。

所述基于磁场隔离的高压阻隔供电装置，其中，所述MOS管为N型沟道MOS管。

可选地，所述无线充电接收线圈上的交流电压包络线调制出通讯信号，且所述通讯信号通过磁场的耦合，传到无线充电发射端电感上，形成通讯的调制信号。

本发明还提供一种基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、无线充电发射端变换器上电，并将低压配电区的电能转变成高频交变磁场；

S2、高频交变磁场穿透高低压仓隔板，发射到高压供电区；

S3、高压供电区的无线充电接收端变换器感应到高频交变磁场，并将其整流成直流电压，供无线充电接收端变换器完成电路的上电和初始化；

S4、无线充电接收端变换器上电后，会根据当前状态，通过负载调制的方式，向无线充电发射变换器发送电压输送指令；

S5、无线充电发射端变换器接收到电压输送指令后，控制输出端的电压，同时，无线充电接收端变换器也将感应到的测量数据传输至发射单元，供上位机使用。

所述基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，步骤S1中，在所述无线充电发射端变换器上电后，还包括如下步骤：

无线充电发射端变换器上电后，发射两路通信检测信号，交互检测无线充电接收端变换器是否存在；

如果其中一路通信检测信号检测到无线充电接收端变换器存在，则无线发射端充电变换器进入充电模式。

所述基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，步骤S4中，所述无线充电接收端变换器上电后，还包括如下步骤：

所述无线充电接收端变换器上电后，判断单片机是否激活，如果是，则与无线充电发射端变换器建立通信联系。

所述基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，其中，步骤S4中，还包括无线充电发射端变换器的闭环控制过程，其控制步骤如下：

由输入电压给定给跟当前输入电压做差，得到一个电压前馈误差值；该误差值经过PID算法之后，得到输入电压前馈。

本发明提供一种基于磁场隔离的高压阻隔供电装置，该装置能够大大增长传感器供电电源的寿命，实现高压设备供电方式的免维护；同时，供电方式不随母线电流的变化而变化，具有稳定的供电质量，能够在母线电流全电流范围内实现稳定供电。

使用该供电方法，高压设备运行监控后台的传感器能够获得稳定，高质量的供电，不再需要定期更换电池，也不再需要为了延长电池寿命而降低传感器的检测性能，同时也不再需要担心检测存在的盲区，实现从定期检修到安故障检修的跨越，从而降低高压设备的检修工作和维护成本，极大的提高高压设备的运行可靠性和电网运行质量。

附图说明

图1为高压设备的功能分区示意图；

图2为现有电池供电方案示意图；

图3为现有电流互感供电方案示意图；

图4为本发明的磁场隔离供电方案示意图；

图5为本发明实施例中无线充电发射端电路原理图；

图6为本发明实施例中无线充电接收端电路原理图；

图7为本发明的磁场隔离供电方案流程图；

图8为本发明的磁场隔离供电方案详细控制方案流程图；

图9为本发明一实施例中无线充电发射端上电后的方案实现流程示意图；

图10为本发明一实施例中无线充电接收端上电后的方案实现流程示意图；

图11为本发明一实施例中采用负载调制的通讯信号波形示意图；

图12发射端变换器在未检测到接收端时L2上的脉冲信号。

具体实施方式

如图4所示，本发明提供的一种基于磁场隔离的高压阻隔供电装置，包括无线充电发射端变换器及无线充电接收端变换器；所述无线充电发射端变换器置于低压配电区，所述无线充电接收端变换器置于高压供电区，无线充电发射端变换器和无线充电接收端变换器之间有高低压仓隔板进行隔离。图中黑色的粗线是高低压仓室的隔板，目的是说明这种技术方案是可以穿透高低压仓的隔板而不会破坏高压设备的绝缘结构。

在该供电装置中，还包括与所述无线充电发射端变换器电连接的无线充电发射端线圈，以及与所述无线充电接收端变换器电连接的无线充电接收端线圈。

在本发明实施例中，无线充电发射端变换器定期发射短脉冲，并通过所述短脉冲检测所述无线充电接收端是否放置在充电区域，如果检测到所述无线充电接收端，则所述无线充电发射端变换器进入充电模式。

在本发明实施例中，所述无线充电接收线圈上的交流电压包络线调制出通讯信号，且所述通讯信号通过磁场的耦合，传到无线充电发射端电感上，形成通讯的调制信号。本发明的工作原理如下：

从低压区配电取电，通过无线充电发射端变换器和无线充电发射线圈，将电能变成高频交变磁场，磁场可以穿透高压仓和低压仓的隔板，在无线充电接收端线圈上感应出交变的电压，通过无线充电接收端变换器，把交变的电压整定成直流电，并对传感器供电。无线充电接收端变换器在获取初始电压使得无线充电接收端变换器电路上电后，会通过负载调制方式，给无线充电发射端变换器发送指令，无线充电发射端变换器根据指令可以控制输出端的电压，使其电压保持稳定，同时，无线充电接收端变换器也可以将传感器的测量数据通过负载调制的方式传输到发射端，以供上位机(图中未示出，上位机就是可以远程监测和操控当前设备的机器，类似于电脑)使用。

下面结合附图，通过实施例进一步描述本发明的技术方案。

如图5所示，无线充电发射端变换器包括四个采用桥式电路连接的MOS管Q21、MOS管Q22、MOS管Q23和MOS管Q24，以及母线电容C22；MOS管Q22和MOS管Q24的漏级管脚连接后与母线电容C22一端电连接，且连接交汇点通过电阻R接地；MOS管Q21和MOS管Q23的源级管脚连接后与母线电容C22的另一端电连接；当然，桥式电路中，也可以采用三极管代替MOS管。

MOS管Q21与MOS管Q22的桥式电路连接点以及MOS管Q22与MOS管Q24的桥式电路连接点通过谐振电容C21与所述无线充电发射端线圈L2串联连接。

四个MOS管(Q21、Q22、Q23和Q24)组成桥式整流电路，用于将直流电压转换为高频交变磁场，且四个MOS管均为N型沟道MOS管。

如图6所示，所述无线充电接收端变换器包括DC/DC直流变换器、四个采用桥式电连接的MOS管Q11、MOS管Q12、MOS管Q13和MOS管Q14、储能电容C13、投卸电容C11、投卸电容C12、开关管Q15、开关管Q16、谐振电容C15以及检测电容C14；

MOS管Q11和MOS管Q13的源级管脚连接后接DC/DC直流变换器的一端；MOS管Q12和MOS管Q14的漏级管脚连接后接DC/DC直流变换器的另一端；储能电容C13并联连接在DC/DC直流变换器的两端；

MOS管Q11与MOS管Q12的桥式电路连接点以及MOS管Q13与MOS管Q14的桥式电连接点通过谐振电容C15与所述无线充电接收端线圈(L1)串联连接；检测电容C14并联连接在谐振电容C15与无线充电接收端线圈(L1)两端；

本实施例中的开关管Q15和Q16均为MOS管(在另一实施例中，开关管也可以是三极管)；MOS管Q15和Q16的源极电连接后接地；MOS管Q15和Q16的栅极电连接；MOS管Q15和Q16的漏极分别通过投卸电容C11和投卸电容C12与检测电容C14的两端形成电连接连接。

四个MOS管(Q11、Q12、Q13和Q14)均为N型沟道MOS管，组成桥式整流电路，用于将高频交变磁场转变成直流电源。

如图7所示，上述基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，其实现过程如下：

S1、无线充电发射端变换器上电，并将低压配电区的电能转变成高频交变磁场；

S2、高频交变磁场穿透高低压仓隔板，发射到高压供电区；

S3、高压供电区的无线充电接收端变换器感应到高频交变磁场，并将其整流成直流电压，供无线充电接收端变换器完成电路的上电和初始化；

S4、无线充电接收端变换器上电后，会根据当前状态，通过负载调制的方式，向无线充电发射变换器发送电压输送指令；

S5、无线充电发射端变换器接收到电压输送指令后，控制输出端的电压，同时，无线充电接收端变换器也将感应到的测量数据传输至发射单元，供上位机使用。

上述基于磁场隔离的高压阻隔供电方法中：

步骤S1中，无线充电发射端变换器上电后，会定期发射短脉冲，用于检测无线充电接收端是否放置在充电区域；短脉冲信号在接收线圈L2上体现为正弦波信号，如图12所示；如果未检测到无线充电接收端，则循环继续发射脉冲信号，如果检测到接收端，则短脉冲会根据接收端反馈回来的通讯信号延长脉冲时间，如果满足充电条件，则进入充电模式。

步骤S2中，步骤S1中的脉冲信号经过线圈，变成交变的磁场，向外界发射。

步骤S3中，无线充电接收端变换器中，如图10所示，无线充电接收端变换器的工作首先需要储能电容C3获得一个初始电压，使无线充电接收端变换器上电，以激活无线充电接收端变换器的单片机，在激活接收端的过程中，四个MOS管(Q11、Q12、Q13和Q14)都是关断的，靠晶体二极管进行工作。无线充电接收端线圈一旦放置到充电区域，无线充电接收端线圈L1将会在无线充电发射端产生的磁场中感应出交流电压，无线充电接收端会将交流电压整流成直流电压，用以完成无线充电接收端电路的上电和初始化。一旦初始化被完成，单片机会控制开关管Q15和开关管Q16，通过投卸电容C11和投卸电容C12来改变系统的谐振频率，从而在无线充电发射端变换器和无线充电接收端变换器之间建立通讯。

在S4中，开关管Q15和开关管Q16定时的开通或关断，将投卸电容C11和投卸电容C12定时的投入电路或切开，此时会改变系统的谐振频率，导致无线充电接收线圈L1上的电压突变，这就使得无线充电线圈L1上的交流电压包络线调制出一个通讯信号，无线充电接收端变换器调制的通讯信号会通过磁场的耦合，传到无线充电发射端电感L2上，这样就形成了一个通讯的调制信号，如图11所示。

通过采集VC对地的电压，将信号解调制之后，得到一个纯数字信号，此信号送入单片机的捕获口，视为第一路检测信号，视为code1。

VC上的电压体现的是视在功率，包含有功成分和无功成分，在全负载范围内，有功成分和无功成分的强弱是变化的，可能导致code1通讯失效。为此，增加另一路检测信号，该通讯通过采集Ir进行解调制，视为code2。Ir是发射端的输入电流，体现了有功分量，当负载量比较大的时候，code2通讯会比较强，通过参数设计，让code2和code1的通讯在全负载范围内形成互补，并将根据通讯的丢失情况，交替地切换两路通讯信号(code2和code1)，以保障通讯的可靠性。

Code1和code2的工作逻辑如图10所示。无线充电发射端变换器上电初始，先启动code1通讯，如果检测到有无线充电接收端变换器存在，则进入充电；否则，更换成code2通讯，检测是否存在无线充电接收端变换器，如果两路通讯均未检测到无线充电接收端变换器，则循环检测，直到检测到有无线充电接收端变换器，并进入充电模式。

在充电模式下，如果通讯信号长时间丢失，则切换一次通讯，看是否由于通讯信号不良导致的通讯丢失，如果通讯切换之后，能收到通讯，则继续工作在充电模式，如果通讯仍然丢失，则认为无线充电接收端变换器已经不在充电范围内，无线充电发射端变换器进入待机，继续检测通讯，直到检测到无线充电接收端变换器。

在S5中，无线充电接收端变换器将输出电压给定发送给无线充电发射端变换器，由无线充电发射端变换器调节接收端的输出电压，得到期望的输出电压V1，如图6所示。同时，单片机会控制四个MOS管(Q11，Q12，Q13和Q4)工作在同步整流状态，提高系统效率。输出电压V1可以经过后级DC/DC电路进一步变换成所需的电压。

所述基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，还包括无线充电发射端变换器的闭环控制过程，其控制步骤如下：

由输入电压给定给当前输入电压做差，得到一个电压前馈误差值；该误差值经过PID算法之后，得到输入电压前馈。

该输入电压前馈与输入电压反馈共同作用，用于调节输出电压V1。

无线充电接收端变换器中的同步整流的实现方式如下：

无线充电接收端变换器的检测电容C14两端的电压，当电压大于零的时候，桥式整流器中，MOS管Q11和MOS管Q14开通，MOS管Q12和MOS管Q13关闭，电压通过MOS管Q11、储能电容C13(包含后级负载)和MOS管Q14形成回路，由于MOS管的等效阻抗远小于二极管，因此，跟MOS管并联的二极管在实际上被旁路掉(二极管通常为MOS管的寄生二极管)，可以降低功耗。

当电压小于零的时候，桥式整流器中，MOS管Q12和MOS管Q13开通，MOS管Q11和MOS管Q14关闭，电压通过MOS管Q13、储能电容C13(包含后级负载)和MOS管Q12形成回路，同样也是旁路掉MOS管并联的二极管，以降低功耗。

V1的稳压是通过如下方式得到的：

开关管Q15和开关管Q16定时的开通和关断，将投卸电容C11和投卸电容C12定时的投入电路和切开，这样就形成了一个通讯的调制信号，如图11所示。

开关管Q15和开关管Q16开通时，强行切入投卸电容C11和投卸电容C12，此时会改变系统的谐振频率，导致无线充电接收线圈L1上的电压突变，这就使得无线充电线圈L1上的交流电压包络线调制出一个通讯信号，此信号内包含当前输出的电压和电流信息。这个调制信号通过无线充电接收线圈，耦合到无线充电发射线圈L2，让无线充电发射线圈L2上存在一个同频的调制信号。

无线充电发射端变换器的电路通过解调制，将完整的通讯信号送到单片机进行处理，单片机通过提取通讯信号中包含的当前输出的电压和电流信息，进行闭环控制。

磁场隔离供电实现过程为：无线充电发射端变换器从低压区配电取电，并通过桥式整流器整流为直流电源，然后通过无线充电发射端变换器和发射线圈L2，利用PFM或PWM方式将电能变成高频交变磁场，磁场可以穿透高压仓和低压仓的隔板，在无线充电接收端线圈上感应出交变的电压，通过无线充电接收端变换器，把交变的电压整定成直流电，并对传感器供电；无线充电接收端变换器在获取初始电压使得无线充电接收端变换器电路上电后，会通过负载调制方式，给无线充电发射端变换器发送指令，无线充电发射端变换器根据指令可以控制输出端的电压，使其电压保持稳定，同时，无线充电接收端变换器也可以将传感器的测量数据通过负载调制的方式传输到发射端，以供上位机使用。

下面详细描述一下基于磁场隔离的高压阻隔供电的闭环控制方法，如图8所示；图8中，体现第j个误差帧，i是第i拍。(j，i)意思是第j个误差帧中的第i拍控制；

是当前误差帧形成的电流环输入给定；

是当前输出电流输出采样值，即上一个误差帧经过控制调节之后的稳态值；

当前电流环输入给定是通过下等式形成的：

$t_a^{\left(j\right)}=t_a^{(j-1)}\×(1+C)$

C是当前误差帧里包含的误差信息，是由接收端发过来的通讯信号包含的信息，它是电压环的输出，体现的是电压环误差(由输出电压跟输出电压给定的差值得到)经过PID调解之后得到的一个系数。

电流环的误差由下式得到：

$e^{(j,i)}=t_a^{\left(j\right)}-t_a^{(j,i-1)}$

e^(j，i)经过PID算法之后，跟输入电压前馈求和，得到PID^(j，i)，PID^(j，i)是控制环的输出，为了得到最终的控制信号，需要对PID^(j，i)进行定标，定标由下式确定：

v^(j，i)＝v^(j，i-1)-S_v·PID^(j，i)

定标之后，将v^(j，i)进行必要的限幅，然后就用于发射端功率变换器，以达到稳定输出的目的。

输入电压前馈是如下得到的：

由Vin_ref(即输入电压给定)给当前输入电压Vin做差，得到一个电压前馈误差值，该误差值经过PID算法之后(可以只用一个比例算法即P算法)，得到输入电压前馈的输出。本实施例中通过增加输入电压前馈的环节，以增加装置对外部电源的适应。

综上，本发明提供一种基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，高压设备运行监控后台的传感器能够获得稳定，高质量的供电，不再需要定期更换电池，也不再需要为了延长电池寿命而降低传感器的检测性能，同时也不再需要担心检测存在的盲区，实现从定期检修到安故障检修的跨越，从而降低高压设备的检修工作和维护成本，极大的提高高压设备的运行可靠性和电网运行质量。

应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种基于磁场隔离的高压阻隔供电装置，其特征在于，包括无线充电发射端变换器及无线充电接收端变换器；所述无线充电发射端变换器置于低压配电区，所述无线充电接收端变换器置于高压供电区，无线充电发射端变换器和无线充电接收端变换器之间有高低压仓隔板进行隔离。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，无线充电发射端变换器定期发射短脉冲，并通过所述短脉冲检测所述无线充电接收端是否放置在充电区域，如果检测到所述无线充电接收端，则所述无线充电发射端变换器进入充电模式。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述供电装置还包括：与所述无线充电发射端变换器电连接的无线充电发射端线圈。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述无线充电发射端变换器包括四个采用桥式电路连接的MOS管Q21、MOS管Q22、MOS管Q23和MOS管Q24，以及母线电容C22；MOS管Q22和MOS管Q24的漏级管脚连接后与母线电容C22一端电连接，且连接交汇点通过电阻R接地；MOS管Q21和MOS管Q23的源级管脚连接后与母线电容C22的另一端电连接；

MOS管Q21与MOS管Q22的桥式电路连接点以及MOS管Q22与MOS管Q24的桥式电路连接点通过谐振电容C21与所述无线充电发射端线圈(L2)串联连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述供电装置还包括：与所述无线充电接收端变换器电连接的无线充电接收端线圈。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述无线充电接收端变换器包括DC/DC直流变换器、四个采用桥式电路连接的MOS管Q11、MOS管Q12、MOS管Q13和MOS管Q14、储能电容C13、投卸电容C11、投卸电容C12、开关管Q15、开关管Q16、谐振电容C15以及检测电容C14；

MOS管Q11和MOS管Q13的源级管脚连接后接DC/DC直流变换器的一端；MOS管Q12和MOS管Q14的漏级管脚连接后接DC/DC直流变换器的另一端； 储能电容C13并联连接在DC/DC直流变换器的两端；

MOS管Q11与MOS管Q12的桥式电路连接点以及MOS管Q13与MOS管Q14的桥式电连接点通过谐振电容C15与所述无线充电接收端线圈(L1)串联连接；检测电容C14并联连接在谐振电容C15与无线充电接收端线圈(L1)两端；

开关管Q15和Q16均为MOS管；MOS管Q15和Q16的源极电连接后接地；MOS管Q15和Q16的栅极电连接；MOS管Q15和Q16的漏极分别通过投卸电容C11和投卸电容C12与检测电容C14的两端形成电连接连接。

7.根据权利要求4或6所述的装置，其特征在于，所述MOS管为N型沟道MOS管。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述无线充电接收线圈上的交流电压包络线调制出通讯信号,且所述通讯信号通过磁场的耦合，传到无线充电发射端电感上，形成通讯的调制信号。

9.一种基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、无线充电发射端变换器上电，并将低压配电区的电能转变成高频交变磁场；

S2、高频交变磁场穿透高低压仓隔板，发射到高压供电区；

S3、高压供电区的无线充电接收端变换器感应到高频交变磁场，并将其整流成直流电压，供无线充电接收端变换器完成电路的上电和初始化；

S4、无线充电接收端变换器上电后，会根据当前状态，通过负载调制的方式，向无线充电发射变换器发送电压输送指令；

S5、无线充电发射端变换器接收到电压输送指令后，控制输出端的电压，同时，无线充电接收端变换器也将感应到的测量数据传输至发射单元，供上位机使用。

10.根据权利要求9所述的基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，其特征 在于，步骤S1中，所述无线充电发射端变换器上电后，还包括如下步骤：

无线充电发射端变换器上电后，发射两路通信检测信号，交互检测无线充电接收端变换器是否存在；

如果其中一路通信检测信号检测到无线充电接收端变换器存在，则无线发射端充电变换器进入充电模式。

11.根据权利要求9所述的基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，其特征在于，步骤S4中，所述无线充电接收端变换器上电后，还包 括如下步骤：

判断单片机是否激活，如果是，则与无线充电发射端变换器建立通信联系。

12.根据权利要求9所述的基于磁场隔离的高压阻隔供电方法，其特征在于，步骤S4中，还包括无线充电发射端变换器的闭环控制过程，其控制步骤如下：

由输入电压给定给跟当前输入电压做差，得到一个电压前馈误差值；该误差值经过PID算法之后，得到输入电压前馈。