[发明专利]功率传递装置

说明书

技术领域

本发明涉及经由电磁相互作用的功率传递装置。

背景技术

图1示出了现有技术的变压器。这种电感耦合的拓扑结构将功率从初级101传递到次级102侧而无需电接触。在初级101与次级102侧之间不存在电接触允许使用被用在空气甚至水中的完全分离的系统。这还具有另外的优点：变压器的导线和连接将不再受到侵蚀性或危险环境的损坏或腐蚀。

基于机械直径，变压器的最大部件是初级线圈。因此，整个系统的紧凑性取决于初级线圈的尺寸，并且初级线圈的最小尺寸取决于初级侧所需的电感量。随着科技的发展，对于紧凑型装置的需求在增加，因此也希望减小功率传递装置的尺寸。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种功率传递装置，其具有紧凑的尺寸和较高的功率传递性能。

为此，本发明提出一种功率传递装置，包括：初级线圈，其用于传递功率，该初级线圈包括第一初级线圈和第二初级线圈；次级线圈，其用于经由电磁相互作用与初级线圈传递功率；其中，将次级线圈定位在第一初级线圈与第二初级线圈之间，将第一和第二初级线圈配置为使得它们在次级线圈上感应的磁场方向一致。

可选地，同心地布置第一和第二初级线圈与次级线圈。

可选地，第一和第二初级线圈与次级线圈是环形的。

可选地，第一和第二初级线圈中的线圈层数不多于六层。

可选地，第一和第二初级线圈中的线圈层数是三层。

本发明还提出一种用于传递功率的装置，包括：第一初级线圈和第二初级线圈，将所述装置配置为与次级线圈传递功率，将所述次级线圈定位在第一和第二线圈之间，将所述第一和第二初级线圈配置为使得它们在次级线圈上感应的磁场方向一致。

可选地，第一和第二初级线圈与次级线圈是环形的并且被同心地布置。

本发明还提出一种用于传递功率的装置，所述装置包括次级线圈，将所述次级线圈配置为与第一初级线圈和第二初级线圈传递功率，将所述次级线圈定位在第一和第二初级线圈之间，将所述第一和第二初级线圈配置为使得它们在次级线圈上感应的磁场方向一致。

可选地，第一和第二初级线圈与次级线圈是环形的并且被同心地布置。

通过初级线圈与次级线圈的特定关联与定位，能够在初级线圈与次级线圈之间有效地传递功率；因此，能够显著地减小传递装置的尺寸。

通过参考下面附图与权利要求的本发明的说明，本发明的这些和其他方面将得以呈现，以便允许彻底的理解本发明。

附图说明

现参考附图，仅仅以示例的方式对本发明进行说明，其中：

图1示意地示出了现有技术的变压器，其中图1A是初级和次级线圈的横截面图，图1B是初级和次级线圈的俯视图。

图2示意地示出了根据本发明的功率传递装置，其中图2A是该功率传递装置的横截面图，图2B是该功率传递装置的俯视图。

图3示意地示出了在初级和次级线圈之间的磁场分布。

图4示意地示出了根据本发明的包括用于与次级线圈传递功率的第一初级线圈和第二初级线圈的装置，其中图4A是俯视图，图4B是横截面图。

图5示意地示出了根据本发明的包括用于与初级线圈传递功率的次级线圈的装置。

在上述附图中，相同的附图标记表示相同、相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

下面将采用照明应用作为例子，以示例性的方式说明根据本发明的功率传递装置。该照明系统使用变压器途径将功率从初级线圈耦合到次级线圈而没有电接触。该照明系统的当前的应用是其在空气管道领域中的使用，而将该应用进一步扩展到更宽的范围是切实可行的。

基于机械直径，变压器的最大部件是初级线圈，并且其最小尺寸取决于初级侧所需的电感量。可以通过增加线圈层数来增加初级线圈的电感量。如果线圈层数是固定的，则还可以通过增加线圈的高度来增加电感。通过增加线圈的高度来增加电感量可能会导致整个系统变得更高。当功率传递系统的高度被限制到其电子部件的建筑高度时，需要以这样的方式来设计线圈，从而使得其具有更高的电感而不是增加的高度。

表1以示例的方式示出，当所需电感是600μH时，对导线类型和层数的计算示出如下结果：

表1