[发明专利]用于电能传输系统的介电材料

说明书

本申请是以下申请的分案申请：申请日：2012年7月28日；申请号：2012103843984；发明名称：“用于电能传输系统的介电材料”。

背景技术

本发明总的涉及电能传输系统，特别涉及基于谐振的非接触电能传输系统。

在某些需要瞬时或持续的能量传输，但是互连导线不方便的应用中需要非接触电能传输。一种非接触电能传输方法是电磁感应方法，该电磁感应方法基于以下原理工作：第一变压器线圈产生主磁场，临近第一变压器线圈的第二变压器线圈产生相应的电压。第二变压器线圈接收的磁场的减少是两个线圈之间的距离的平方的函数，因此对于大于几毫米的距离，第一和第二线圈之间的耦合是微弱的。

另一种非接触电能传输方法试图通过谐振感应耦合提高感应电能传输的效率。发射器和接收器元件以相同的频率谐振，最大感应发生在谐振频率处。然而，这样的谐振感应对负载和间隙变化敏感。

需要一种有效的非接触电能传输系统，其可以用比目前可接受的距离分隔更长距离的线圈进行工作并且当经受偏移或负载变化时有效。此外，还需要适应性和有效的材料，其具有高介电特性和低介电损耗角正切(loss tangent)，能以所需的频率范围用于电能传输系统。

发明简述

简要地，在一个实施方案中，提供了一种电能传输系统。该电能传输系统包括场聚焦元件，该场聚焦元件包含介电材料。该介电材料包括含有(Mg_1-xSr_x)_yTiO_(2+y)的氧化物材料，其中x可以在值0和1之间变化，使得0≤x≤1，而y可以是0、1或2。

在一个实施方案中，提供一种电能传输系统。该电能传输系统包括连接到电源的第一线圈和连接到负载的第二线圈；和包括介电材料且设置在第一线圈和第二线圈之间的场聚焦元件。该介电材料包括含有(Mg_1-xSr_x)_yTiO_(2+y)的氧化物材料，其中x可以在值0和1之间变化，使得0≤x≤1，而y可以是0、1或2。

附图说明

当参考附图阅读以下详述时，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更易于理解，其中在整个附图中类似的字符代表类似的部件，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施方案的示例性非接触电能传输系统；

图2示出了根据本发明的多个实施方案的场聚焦元件的多个示例性结构；和

图3示出了根据本发明的一个实施方案的嵌入材料的多个示例性结构。

附图标记

10-示例性系统

12-第一线圈

14-电源

16-第二线圈

18-场聚焦元件

20-负载

22，24-场聚焦元件的开口端

50-单环线圈

52-开口环结构

54-螺旋结构

56-瑞士卷结构

58-螺旋线圈

发明详述

本发明的实施方案包括电能传输系统和可用于电能传输系统的介电材料。

在下面的说明书和随后的权利要求中，除非上下文清楚地另外指明，否则单数形式“一”和“该”包括复数个对象。

非接触电能传输系统一般特征在于第一和第二线圈之间的短距离电能传输。例如，感应电能传输系统的一个实施方案采用第一线圈和第二线圈来在电流隔离的两个电路之间传输电能。当连接到电源时，在第一线圈周围建立磁场。从第一线圈传输到第二线圈的电量与连接第二线圈的第一磁场的水平成比例。电力变压器采用高导磁性磁芯来连接第一和第二线圈之间的磁场，并且因而获得近似至少大约98％的效率。然而，当非接触电能传输配置这样的系统时，两个线圈之间的空气间隙降低了磁场耦合。这样降低的耦合影响了非接触电能传输系统的效率。

本文公开的某些实施方案提供了一种加强的非接触电能传输系统，该电能传输系统对负载变化的敏感性降低，在线圈偏移时具有有效的电能传输，并具有提高电能传输效率的场聚焦结构。