CN106374633A - 一种基于倍压电路的无线电能传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于倍压电路的无线电能传输系统，其中的电源模块将高频交流电压传输至发射模块；发射模块用于根据高频交流电压产生驱动电流，并将驱动电流转化成交变电磁场；接收模块与发射模块产生的交变电磁场耦合，并产生感应电动势,接收模块中设有并联的倍压电路及负载，且接收模块将产生的交流感应电动势经倍压电路整流得到输出电压；控制模块根据供电输出电压值控制接收模块对负载供电。本发明实现了在不增加电路损耗的同时，一次性完成了整流和升压的功能，从而减小了使用升压变压器或者升压电路造成的多级电路损耗；更适用于高压应用场合如激光系统、X光系统、灰尘过滤器、静电喷涂等，增大了无线电能传输系统的应用场合。

Description

一种基于倍压电路的无线电能传输系统

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种基于倍压电路的无线电能传输系统。

背景技术

21世纪，环境和能源问题日益成为全球的突出问题之一。如何有效地利用现有能源，已引起了各国学者的广泛关注。随着材料学、电力电子器件、功率变换和控制技术的发展，无线电能传输系统在电动汽车、航空航天、电力系统、新能源发电、医疗仪器、照明、便携式通讯设备等领域均有着广泛的应用前景。

然而传统的基于电磁感应谐振的无线电能传输系统，其等效电路如图1所示，能量发射端一般是直流电源由一个全桥逆变器将直流电逆变成高频交流电，然后接入谐振补偿电路，接收端经过谐振补偿电路，再接入一个整流器将交流电整流成直流电。纵观整个无线电能传输拓扑，其输出电压的幅值基本取决于能量发射端的直流电源的电压，要想将无线电能传输系统应用于高压场合比如激光系统、X光系统、灰尘过滤器、静电喷涂等场合，则需在接收端整流电路前接入升压变压器，或者在整流电路后接入升压电路。这种多级电路的拓扑无疑会增加电路损耗，从而降低系统的总效率，并且不易于系统的集成。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于倍压电路的无线电能传输系统，在实现了与谐振补偿电路的相同补偿效果的同时，未增加电路损耗，且一次性完成了整流和升压的功能，从而减小了使用升压变压器或者升压电路造成的多级电路损耗；更适用于高压应用场合如激光系统、X光系统、灰尘过滤器、静电喷涂等，增大了无线电能 传输系统的应用场合。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种基于倍压电路的无线电能传输系统，包括：电源模块、与所述电源模块并联的发射模块、接收模块及连接至所述接收模块的控制模块；

所述电源模块用于产生高频交流电压，并将所述高频交流电压传输至所述发射模块；

所述发射模块用于根据所述高频交流电压产生驱动电流，并将所述驱动电流转化成交变电磁场；

所述接收模块中设有并联的倍压电路及负载，且所述接收模块用于耦合所述的交变电磁场并产生交流感应电动势，将交流感应电动势经所述倍压电路整流得到输出电压；

所述控制模块用于通过计算得到对所述负载供电的供电输出电压值，并根据所述供电输出电压值控制所述接收模块对所述负载供电。

进一步的，所述接收模块包括：接收线圈、双向开关、Cockcroft-Walton倍压电路和负载；

所述Cockcroft-Walton倍压电路和负载并联组成第一支路，所述Cockcroft-Walton倍压电路将所述交流感应电动势升压整流得到输出电压；

所述接收线圈为多匝螺旋圆环形线圈，且与所述双向开关及所述第一支路依次并联，以及所述接收线圈用于耦合所述发射模块产生的交变电磁场并产生交流感应电动势，并将所述交流感应电动势传输至所述Cockcroft-Walton倍压电路；

所述双向开关为一个功率半导体双向开关或者两个功率半导体开关，且所述双向开关与所述控制模块连接，以及所述双向开关用于根据所述控制模块发送的控制指令，控制所述供电输出电压向所述负载供电。

进一步的，所述Cockcroft-Walton倍压电路包括并联的N/2个倍压 子电路，其中，所述Cockcroft-Walton倍压电路中的电容总数为N，且N大于或等于2；

各所述倍压子电路中均包括一个由一个电容和一个二极管组成的第一倍压支路、与所述第一倍压支路并联的另一个二极管、及连接在两个二极管之间的另一个电容。

进一步的，所述接收模块还包括电容电压计算单元、输出电压波纹计算单元及电容选取单元；

所述电容电压计算单元用于计算所述电容两端电压值，并将所述电容两端电压值发送至所述电容选取单元；

所述输出电压波纹计算单元用于计算所述输出电压及输出电压的波纹值，并将所述输出电压及输出电压的波纹值发送至所述电容选取单元；

所述电容选取单元根据所述电容两端电压值、所述输出电压及输出电压值的波纹值，选取所述Cockcroft-Walton倍压电路中的电容。

进一步的，所述控制模块包括：控制集成电路；

所述控制集成电路与所述双向开关连接，所述控制集成电路用于接收预设输出电压值、所述接收模块发送的所述输出电压值、所述接收线圈两端电压及通过所述接收线圈的电流数据；并根据计算得到的供电输出电压值控制所述双向开关，向所述负载供电，以及所述控制集成电路控制所述接收线圈的感生电源的电压和电流同相位。

进一步的，所述控制集成电路控制流程包括：

对所述输出电压进行低通滤波，得到去掉高频电源频率的纹波后的电压，将所述去掉高频电源频率的纹波后的电压与参考电压比较，得到的误差信号；将所述误差信号经比例积分控制器调节，得到参考电流信号；

将所述接收线圈两端电压单位化，得到相位信息；将所述相位信息与所述参考电流信号相乘，得到电流环的参考信号；

比较所述电流环的参考信号与流过所述接收线圈的电流实际值， 并对所述电流实际值进行校正及与三角波进行比较，得到PWM信号。

进一步的，所述电容电压计算单元用下式(1)计算得到所述电容两端电压值：

$v_{ck}=\left\{\begin{array}{ccc}{v}_o/N& for& k=1\\ 2v_o/N& for& k=2,3,...,N\end{array}\right.---\left(1\right)$

式(1)中，v_ck表示某电容C_k两端的电压，N表示Cockcroft-Walton倍压电路中电容的总数，v_o表示所需输出负载电压的大小。

进一步的，所述输出电压波纹计算单元用下式(2)计算得到所述输出电压v_o的值：

$v_o=\frac{N}{1-D}\left|v_s\right|---\left(2\right)$

式(2)中，N表示Cockcroft-Walton倍压电路中电容的总数，D表示双向开关的占空比，|v_s|表示接收线圈两端电压的幅值；

所述输出电压波纹计算单元用下式(3)计算得到所述输出电压v_o的纹波的值：

${\mathrm{\δv}}_o=\underset{i=2,4,...}{\overset{N}{\Σ}}\frac{T_s{I}_o}{C}\left(\frac{N-i+1}{2}\right)---\left(3\right)$

式(3)中，δv_o表示输出电压的纹波大小，T_s表示电源模块中高频交流电压的周期，I_o表示输出电流的平均值，C表示CW倍压电路中电容的容值。

进一步的，所述发射模块包括并联的发射线圈及谐振电容；

所述发射线圈为多匝螺旋圆环形线圈；

所述谐振电容的容值根据通过所述发射线圈的电流频率和发射线圈电感值的大小选取。

进一步的，所述电源模块包括依次并联的工频交流电压源、整流器及逆变器；

所述工频交流电压源用于将工频交流电压传输至所述整流器；

所述整流器将所述工频交流电压输出为直流电压，并将所述直流 电压发送至所述逆变器；

所述逆变器将所述直流电压输出为高频交流电压，并将所述高频交流电压传输至所述发射模块，使发射模块中发射线圈中产生驱动电流，形成交变磁场。

由上述技术方案可知，本发明所述的一种基于倍压电路的无线电能传输系统，在实现了与谐振补偿电路的相同补偿效果的同时，未增加电路损耗，且一次性完成了整流和升压的功能，从而减小了使用升压变压器或者升压电路造成的多级电路损耗；更适用于高压应用场合如激光系统、X光系统、灰尘过滤器、静电喷涂等，增大了无线电能传输系统的应用场合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的传统的基于电磁感应谐振的无线电能传输系统的等效电路图；

图2是本发明的一种基于倍压电路的无线电能传输系统示意图；

图3是本发明的系统中的接收模块300的结构示意图；

图4是本发明的控制模块40的结构示意图；

图5是本发明的发射模块20及电源模块10的结构示意图；

图6是本发明的应用例中的为基于接收端基于CW倍压电路的无线电能传输拓扑示意图；

图7是本发明的应用例中的为基于N/2级CW倍压电路的接收端电路结构图；

图8是本发明的应用例中的接收端电路的控制框图；

图9是本发明的应用例中的输出电压v_o、电感电流i_L及电源v_s的仿真波形图；

图10是本发明的应用例中的倍压电路中各电容两端电压仿真波形图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例一提供了一种基于倍压电路的无线电能传输系统。参见图2，该无线电能传输系统具体包括如下内容：

电源模块10、与电源模块10并联的发射模块20、接收模块30及连接至接收模块30的控制模块40。

电源模块10用于产生高频交流电压，并将高频交流电压传输至发射模块20。

在上述模块中，电源模块10由交流电压源、整流电路和逆变电路组成。

发射模块20用于根据高频交流电压产生驱动电流，并将驱动电流转化成交变电磁场。

在上述模块中，发射模块30由发射线圈、并联谐振电容C组成。

接收模块30中设有并联的倍压电路33及负载34，且接收模块30用于耦合所述的交变电磁场并产生交流感应电动势，将交流感应电动势经倍压电路整流得到输出电压。

在上述模块中，接收模块30由接收线圈、一个双向开关、Cockcroft-Walton倍压电路和负载组成，其中Cockcroft-Walton倍压电 路中的倍压整流是利用二极管D的整流和导引作用，将电压分别贮存到各自的电容C上，然后把它们按极性相加的原理串接起来，输出高于输入电压的高压来。

控制模块40用于通过计算得到对负载供电的供电输出电压值，并根据供电输出电压值控制接收模块30对负载34供电。

在上述模块中，控制模块40由控制集成电路组成。

从上述描述可知，本发明的实施例将Cockcroft-Walton倍压整流电路应用到基于电磁感应谐振的无线电能传输系统的接收端，具有传输效率高、集成性高、实现方法简便等优点，使得无线电能传输系统接收端能输出极高的电压，扩大了无线电能传输系统的应用范围。

进一步的，本发明的实施例二提供了上述接收模块20的一种具体实现方式。参见图3，接收模块30中具体包括如下内容：

接收线圈31、双向开关32、Cockcroft-Walton倍压电路33、负载34、电容电压计算单元35、输出电压波纹计算单元36及电容选取单元37；

Cockcroft-Walton倍压电路33和负载34并联组成第一支路，Cockcroft-Walton倍压电路33将交流感应电动势升压整流得到输出电压，其中Cockcroft-Walton倍压电路33的级数可根据所需输出电压的等级自行选择；负载接在CW倍压电路的输出端，其中，Cockcroft-Walton倍压电路包括并联的N/2个倍压子电路，其中，Cockcroft-Walton倍压电路中的电容C总数为N，且N大于或等于2。各倍压子电路中均包括一个由一个电容C和一个二极管D组成的第一倍压支路、与第一倍压支路并联的另一个二极管D、及连接在两个二极管D之间的另一个电容C。

接收线圈31为多匝螺旋圆环形线圈，且与双向开关32及第一支路依次并联，以及接收线圈31用于耦合所述发射模块20产生的交变电磁场并产生交流感应电动势，并将交流感应电动势传输至Cockcroft-Walton倍压电路33。

双向开关32为一个功率半导体双向开关或者两个功率半导体开关，且双向开关32与控制模块40连接，以及双向开关32用于根据控制模块40发送的控制指令，控制供电输出电压向负载34供电；

电容电压计算单元35用于计算电容C两端电压值，并将电容C两端电压值发送至电容选取单元37。

上述单元中，电容电压计算单元用下式(1)计算得到电容C两端电压值：

$v_{ck}=\left\{\begin{array}{ccc}{v}_o/N& for& k=1\\ 2v_o/N& for& k=2,3,...,N\end{array}\right.---\left(1\right)$

式(1)中，v_ck表示某电容CC_k两端的电压，N表示Cockcroft-Walton倍压电路中电容C的总数，v_o表示所需输出负载电压的大小。

上述单元中，，输出电压波纹计算单元用下式(2)计算得到输出电压v_o的值：

$v_o=\frac{N}{1-D}\left|v_s\right|---\left(2\right)$

式(2)中，N表示Cockcroft-Walton倍压电路中电容C的总数，D表示双向开关的占空比，|v_s|表示接收线圈两端电压的幅值；

输出电压波纹计算单元用下式(3)计算得到输出电压v_o的纹波的值：

${\mathrm{\δv}}_o=\underset{i=2,4,...}{\overset{N}{\Σ}}\frac{T_s{I}_o}{C}\left(\frac{N-i+1}{2}\right)---\left(3\right)$

式(3)中，δv_o表示输出电压的纹波大小，T_s表示电源模块中高频交流电压的周期，I_o表示输出电流的平均值，C表示CW倍压电路中电容C的容值。

输出电压波纹计算单元36用于计算输出电压及输出电压的波纹值，并将输出电压及输出电压的波纹值发送至电容选取单元37；

电容选取单元37根据电容C两端电压值、输出电压及输出电压值的波纹值，选取Cockcroft-Walton倍压电路中的电容C。

从上述描述可知，本发明的实施例提出的新型拓扑将传统无线电能传输系统电能接收端的谐振补偿电路和整流电路替换为改进的CW 倍压电路，通过控制也能使接收端线圈感生电源的电压和电流同相位，从而与谐振补偿电路的补偿效果相同；并且一次性完成了整流和升压的功能，从而减小了使用升压变压器或者升压电路造成的多级电路损耗；更适用于高压应用场合如激光系统、X光系统、灰尘过滤器、静电喷涂等，增大了无线电能传输系统的应用场合。

进一步的，本发明的实施例三提供了上述控制模块40的一种具体实现方式。参见图4，控制模块40中具体包括如下内容：

控制集成电路41；

控制集成电路41与双向开关32连接，控制集成电路41用于接收预设输出电压值、接收模块30发送的输出电压值、接收线圈31两端电压及通过接收线圈31的电流数据。并根据计算得到的供电输出电压值控制双向开关32，向负载34供电，以及控制集成电路41控制接收线圈31的感生电源的电压和电流同相位。

所述控制集成电路控制流程包括：对输出电压进行低通滤波，得到去掉高频电源频率的纹波后的电压，将去掉高频电源频率的纹波后的电压与参考电压比较，得到的误差信号；将误差信号经比例积分控制器调节，得到参考电流信号。

将接收线圈两端电压单位化，得到相位信息；将相位信息与参考电流信号相乘，得到电流环的参考信号。

比较电流环的参考信号与流过接收线圈的电流实际值，并对电流实际值进行校正及与三角波进行比较，得到PWM信号。

从上述描述可知，控制模块的使用，使得无需在接收端整流电路前接入升压变压器，或者在整流电路后接入升压电路，即可实现一次性完成了整流和升压的功能。且不会增减电路损耗，从而保证了系统的总效率，并易于系统的集成。

进一步的，本发明的实施例四提供了上述发射模块20及电源模块10的一种具体实现方式。参见图5，上述发射模块20及电源模块10中具体包括如下内容：

发射模块20包括并联的发射线圈21及谐振电容22；

发射线圈21为多匝螺旋圆环形线圈。

谐振电容22的容值根据通过发射线圈21的电流频率和发射线圈电感值的大小选取。

电源模块10包括依次并联的工频交流电压源11、整流器12及逆变器13。

工频交流电压源11用于将工频交流电压传输至整流器12。

整流器12将工频交流电压输出为直流电压，并将直流电压发送至逆变器13。

逆变器13将直流电压输出为高频交流电压，并将高频交流电压传输至发射模块20，使发射模块20中发射线圈21中产生驱动电流，形成交变磁场。

为更进一步的说明本系统，本发明的实施例五提供了一种基于倍压电路的无线电能传输系统的一种应用例。具体包括如下内容：

发射模块20，用于无线电能的发射；接收模块30，用于无线电能的接收；电源模块10，用于产生发射模块20的驱动电流；

控制模块40，用于控制保持接收端交流部分电压和电流同相位；发射模块20，由发射线圈、并联谐振电容组成；接收模块30，由接收线圈、一个双向开关、Cockcroft-Walton(以下简称CW)倍压电路和负载组成。电源模块10，由交流电压源、整流电路和逆变电路组成。控制模块40，由控制集成电路组成。

发射模块20的发射线圈为多匝螺旋圆环形；发射线圈由电源模块10供电；发射线圈前面需要并联一个谐振电容，电容容值的大小根据发射线圈通过的电流的频率和发射线圈电感值的大小计算选取。

接收模块30的接收线圈为多匝螺旋圆环形；一个功率半导体双向开关或者两个功率半导体开关组成的双向开关并联接在在接收线圈的输出端；由电容和二极管组成的CW倍压电路并联接在双向开关两端，其中倍压电路的级数可根据所需输出电压的等级自行选择；负载接在CW倍压电路的输出端。

电源模块10是将工频交流电压转换成高频交流电压，其输入端为工频交流电压源，交流电压经整流电路输出直流电压，直流电压经高频逆变器输出高频交流电压，高频交流电压接入发射模块20，使发射模块20中发射线圈中产生驱动电流，形成交变磁场。

控制模块40的控制集成电路在接收到给定输出电压，实际输出电压，接收线圈两端电压和通过接收线圈的电流这些信息后，通过控制算法使接收端线圈感生电源的电压和电流同相位。

接收模块30的CW倍压电路如图7所示，由电容C₁、C₂和二极管D₁、D₂组成倍压电路的第一级(图中标识为First Stage)，依此结构类推，假设倍压电路共有N个电容，则可构成N/2级倍压电路。将下标为奇数的电容分为一组(图中标识为Odd group)，将下标为偶数的电容分为一组(图中标识为Even group)，则输出电压即负载两端电压为偶数组电容的电压之和，因此电容两端电压的计算方法为：

$v_{ck}=\left\{\begin{array}{ccc}{v}_o/N& for& k=1\\ 2v_o/N& for& k=2,3,...,N\end{array}\right.$

其中v_ck表示电容C_k两端的电压，N表示CW倍压电路中电容的总个数，vo表示所需输出负载电压的大小。输出电压的计算方法为：

$v_o=\frac{N}{1-D}\left|v_s\right|$

其中N表示CW倍压电路中电容的总个数，D表示双向开关的占空比，|v_s|表示接收线圈两端电压的幅值。输出电压vo的纹波大小的计算方法为：

${\mathrm{\δv}}_o=\underset{i=2,4,...}{\overset{N}{\Σ}}\frac{T_s{I}_o}{C}\left(\frac{N-i+1}{2}\right)$

其中，δv_o表示输出电压的纹波大小，N表示CW倍压电路中电容的总个数，T_s表示电源模块10中高频交流电压的周期，I_o表示输出电流的平均值，C表示CW倍压电路中电容的容值。可根据实际应用中输出电压的大小及其纹波的大小，根据以上两式，权衡选取电容。

该无线电能传输系统的具体实现步骤如下：

步骤1：电源模块10输出高频交流电压驱动发射线圈，发射线圈 产生交变磁场，接收线圈耦合到该交变磁场，从而产生交流感应电动势，该感应电动势经过改进的CW倍压电路输出直流电压。

步骤2：输出直流电压经过低通滤波后去掉高频电源频率的纹波，与参考电压v_ref比较。得到的误差信号v_err经过比例-积分控制器调节后得到需要的参考电流信号

步骤3：接收线圈两端电压单位化后得到相位信息，然后与相乘，得到电流环的参考信号 与流过接收线圈的电流实际值i_L比较后经过电流补偿器和再次相位校正后，与三角波比较得到PWM信号，以同时控制双向开关，从而可以得到高功率因。

如图6所示，为本发明的基于接收端CW倍压电路的无线电能传输拓扑(不包括控制模块40)示意图，包括发射模块20，用于无线电能的发射；接收模块30，用于无线电能的接收；电源模块10，用于产生发射模块20的驱动电流；控制模块40，用于控制输出电压的大小和保持接收线圈感生电压和电流同相位；发射模块20，由发射线圈、并联谐振电容组成；接收模块30，由接收线圈、一个双向开关、Cockcroft-Walton(以下简称CW)倍压电路和负载组成；电源模块10，由交流电压源、整流电路和逆变电路组成。控制模块40，由控制集成电路组成；

如图8所示，为接收端电路的控制框图，输出直流电压经过低通滤波后去掉高频电源频率的纹波，与参考电压v_ref比较。得到的误差信号v_err经过比例-积分控制器调节后得到需要的参考电流信号接收线圈两端电压单位化后得到相位信息，然后与相乘，得到电流环的参考信号 与流过接收线圈的电流实际值i_L比较后经过电流补偿器和再次相位校正后，与三角波比较得到PWM信号，以同时控制双向开关，从而可以得到高功率因数的电流i_L和需要的电压。

下面以一个案例进行说明：

为了验证接收端基于Cockcroft-Walton倍压电路的无线电能传输系统的可行性，假设电源模块10输出的高频交流电源的频率为15khz， 则接收线圈等效的交流电压源v_s也是15khz，幅值为电感L_s为33.3μH，负载电阻为1.28kΩ,双向开关的开关频率为20khz，给定的输出电压参考值v_ref为800V。

图9示出了v_o，i_L，v_s的结果，可以看出电流i_L能被控成和电源电压同相位，而电路中不需要其他的功率因数补偿措施，同时也获得了给定的较高的直流电压。图10示出了倍压电路中的电容两端的电压。

从上述描述可知，本应用例提出的新型拓扑将传统无线电能传输系统电能接收端的谐振补偿电路和整流电路替换为改进的CW倍压电路，通过控制也能使接收端线圈感生电源的电压和电流同相位，从而与谐振补偿电路的补偿效果相同；并且一次性完成了整流和升压的功能，从而减小了使用升压变压器或者升压电路造成的多级电路损耗；更适用于高压应用场合如激光系统、X光系统、灰尘过滤器、静电喷涂等，增大了无线电能传输系统的应用场合。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于倍压电路的无线电能传输系统，其特征在于，包括：电源模块、与所述电源模块并联的发射模块、接收模块及连接至所述接收模块的控制模块；

所述电源模块用于产生高频交流电压，并将所述高频交流电压传输至所述发射模块；

所述发射模块用于根据所述高频交流电压产生驱动电流，并将所述驱动电流转化成交变电磁场；

所述接收模块中设有并联的倍压电路及负载，且所述接收模块用于耦合所述的交变电磁场并产生交流感应电动势，将交流感应电动势经所述倍压电路整流得到输出电压；

所述控制模块用于通过计算得到对所述负载供电的供电输出电压值，并根据所述供电输出电压值控制所述接收模块对所述负载供电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收模块包括：接收线圈、双向开关、Cockcroft-Walton倍压电路和负载；

所述Cockcroft-Walton倍压电路和负载并联组成第一支路，所述Cockcroft-Walton倍压电路将所述交流感应电动势升压整流得到输出电压；

所述接收线圈为多匝螺旋圆环形线圈，且与所述双向开关及所述第一支路依次并联，以及所述接收线圈用于耦合所述发射模块产生的交变电磁场并产生交流感应电动势，并将所述交流感应电动势传输至所述Cockcroft-Walton倍压电路；

所述双向开关为一个功率半导体双向开关或者两个功率半导体开关，且所述双向开关与所述控制模块连接，以及所述双向开关用于根据所述控制模块发送的控制指令，控制所述供电输出电压向所述负载供电。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述Cockcroft-Walton倍压电路包括并联的N/2个倍压子电路，其中，所述Cockcroft-Walton倍压电路中的电容总数为N，且N大于或等于2；

各所述倍压子电路中均包括一个由一个电容和一个二极管组成的第一倍压支路、与所述第一倍压支路并联的另一个二极管、及连接在两个二极管之间的另一个电容。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述接收模块还包括电容电压计算单元、输出电压波纹计算单元及电容选取单元；

所述电容电压计算单元用于计算所述电容两端电压值，并将所述电容两端电压值发送至所述电容选取单元；

所述输出电压波纹计算单元用于计算所述输出电压及输出电压的波纹值，并将所述输出电压及输出电压的波纹值发送至所述电容选取单元；

所述电容选取单元根据所述电容两端电压值、所述输出电压及输出电压值的波纹值，选取所述Cockcroft-Walton倍压电路中的电容。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制模块包括：控制集成电路；

所述控制集成电路与所述双向开关连接，所述控制集成电路用于接收预设输出电压值、所述接收模块发送的所述输出电压值、所述接收线圈两端电压及通过所述接收线圈的电流数据；并根据计算得到的供电输出电压值控制所述双向开关，向所述负载供电，以及所述控制集成电路控制所述接收线圈的感生电源的电压和电流同相位。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制集成电路控制流程包括：

对所述输出电压进行低通滤波，得到去掉高频电源频率的纹波后的电压，将所述去掉高频电源频率的纹波后的电压与参考电压比较，得到的误差信号；将所述误差信号经比例积分控制器调节，得到参考电流信号；

将所述接收线圈两端电压单位化，得到相位信息；将所述相位信息与所述参考电流信号相乘，得到电流环的参考信号；

比较所述电流环的参考信号与流过所述接收线圈的电流实际值，并对所述电流实际值进行校正及与三角波进行比较，得到PWM信号。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电容电压计算单元用下式(1)计算得到所述电容两端电压值：

$v_{ck}=\left\{\begin{array}{ccc}{v}_o/N& for& k=1\\ 2v_o/N& for& k=2,3,...,N\end{array}\right.---\left(1\right)$

式(1)中，v_ck表示某电容C_k两端的电压，N表示Cockcroft-Walton倍压电路中电容的总数，v_o表示所需输出负载电压的大小。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述输出电压波纹计算单元用下式(2)计算得到所述输出电压v_o的值：

$v_o=\frac{N}{1-D}\left|v_s\right|---\left(2\right)$

式(2)中，N表示Cockcroft-Walton倍压电路中电容的总数，D表示双向开关的占空比，|v_s|表示接收线圈两端电压的幅值；

所述输出电压波纹计算单元用下式(3)计算得到所述输出电压v_o的纹波的值：

${\mathrm{\δv}}_o=\underset{i=2,4,...}{\overset{N}{\Σ}}\frac{T_s{I}_o}{C}\left(\frac{N-i+1}{2}\right)---\left(3\right)$

式(3)中，δv_o表示输出电压的纹波大小，T_s表示电源模块中高频交流电压的周期，I_o表示输出电流的平均值，C表示CW倍压电路中电容的容值。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射模块包括并联的发射线圈及谐振电容；

所述发射线圈为多匝螺旋圆环形线圈；

所述谐振电容的容值根据通过所述发射线圈的电流频率和发射线圈电感值的大小选取。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源模块包括依次并联的工频交流电压源、整流器及逆变器；

所述工频交流电压源用于将工频交流电压传输至所述整流器；

所述整流器将所述工频交流电压输出为直流电压，并将所述直流电压发送至所述逆变器；

所述逆变器将所述直流电压输出为高频交流电压，并将所述高频交流电压传输至所述发射模块，使发射模块中发射线圈中产生驱动电流，形成交变磁场。