[发明专利]分离式电力变压器

说明书

技术领域

本发明涉及到一种用于电力无线传输的分离式电力变压器。

背景技术

传统的变压器都是在一个磁导体(铁芯或磁芯)上绕上初级线圈和次级线圈组成的，这种变压器的主要作用有两方面，首先是将两个绕组隔离了，同时，两个绕组通过磁导体的耦合，实现了电能的传递，其中包括电流和电压的变换。但是，由于磁导体的存在，不仅在重量和和体积上增加了许多(相对于线圈而言，变压器的重量主要来源于磁导体)，而且将两个绕组紧紧地约束在一起，无法分离，从外观上看，它们是一体的，因此，所有通过交流方式或外接电池供电的电器，都要通过电源线直接与电源(插座)连接。这不仅限制了电器使用时的灵活性和自由性，同时也带来了短路和触电的隐患，轻则损坏电器，重则引起火灾甚至人生安全问题。

发明内容

本发明的目的在于创造一种用于电力无线传输的分离式变压器，它由完全分离的初级和次级两部分组成，初级部分就是电力发射部分，次级部分就是电力接收部分。当用于供电时，发射部分置于用电器的外部(可单独成形)，接收部分置于用电器的内部。发射部分通过一个电力发射专用集成块和一个初级线圈将电能转换为磁能发射出去，接收部分用一个次级线圈接收磁能，同时将磁能转换为电能，这样，电能便从初级线圈传递到了次级线圈。与传统变压器不同的是，初级部分除了有初级线圈，还有一个与线圈紧密相连的电力发射专用集成块及少数相关元件，由于采用了电力发射专用集成块，使两个线圈的匝数均很少，只需要一至数圈，而且线圈之间电力的发射和接收不依赖于任何介质，因此，这种电力变压器，就没有磁导体的存在，这样不仅减轻了变压器的重量和和体积，也使变压器的初级线圈和次级线圈完全分离，在实现了无线供电的同时，也实现了用电器与电源的完全分离。

这种分离式电力变压器，输入的是直流电，输出的是交流电。

这种分离式电力变压器的漏损极小，效率极高，而且对原材料无特别要求，全部成本几乎都集中在一个廉价的电力发射集成块上。因此，本发明可广泛应用于各个行业的各种小功率电器，尤其是对移动性和隔离性要求较高的环境，如无线灯具、手机的无线充电、水下电器的隔离供电、无线音响、无线玩具等。

附图说明

图1是分离式电力变压器的工作原理图。

图2是电分离式电力变压器在手机充电中的实际应用原理图。

图1中，L1为发射线圈，即初级线圈，U1为电力发射专用集成块，C1和C2均为电源滤波电容，R1和R2均为限流电阻，C3输出电容，这些元件共同组成了本发明的发射部分(即初级部分)。L2为接收线圈，即次级线圈，组成了本发明的接收部分(即次级部分)。

图2中，L1为发射线圈，即初级线圈，U1为电力发射专用集成块，C1和C2均为电源滤波电容，R1和R2均为限流电阻，C3输出电容，这些元件共同组成了本发明的发射部分。L2为接收线圈，即次级线圈，D1为整流管，C4和C5为次级电流滤波电容，这些元件共同组成了本发明的接收部分。

具体实施方式

电力无线传输的分离式电力变压器的电路包括电力发射和电力接收两部分。发射部分以发射线圈L1和电力发射专用集成块U1为主，发射部分置于用电器的外部(可单独成形)。接收部分是一个独立的线圈L2，置于用电器的内部。

图1中，发射线圈L1和电力发射专用集成块U1及其相关元件组成了初级部分(即发射部分)，接收线圈L2就是次级部分(即接收部分)。发射线圈L1与输出电容C3串联后，分别接在电力发射专用集成块U1的4脚和5脚上，集成块型号为VOX06MPxx系列(x表示数字)之一，U1的内部包含有电力振荡器和电力功率输出等电路，U1的1脚是电力振荡器的电源输入端，由R2提供工作电流，3脚是电力功率输出电路的电源输入端。滤波电容C1并联在U1的1脚和电源地线之间，C2与限流电阻R1串联后，再并联于U1的3脚和电源地线之间。

接收线圈L2是一个独立的线圈，不依赖于任何介质，P1和P2是这个线圈的两个端，当L2在L1的发射范围内，L2接收磁能转变为电能，P1和P2两端输出交流电流。

发射部分使用直流电源，若要交流供电，应先将交流变为直流，然后给发射部分供电。

L1和L2分别用漆包线或有绝缘保护层的导线绕数圈成形，线圈大小和形状不限，匝数因需要而定，但因采用了专用电力发射集成块U1，因此两个线圈的匝数均变得很少，1匝以上便可以工作。

发射线圈L1发射的磁能主要分布在线圈的两侧，若在L1的一侧放置一块反射板，可提高另一侧的能量密度。当L2靠近L1时，磁能大部分被L2吸收并转换为电能，因此漏损很小。

实测本发明对人畜无害，对家电无影响。