专利名称：非接触式电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非接触式电源，特别涉及一种具有使用寿命长、不出现误动作特性的非接触式电源，该非接触式电源即使在由于非接触电力传输引起的低耦合系数及大漏电感的状态下，仍具有高效电力传输功能，其中，以多种方案设计负荷端电源控制系统，以适应各种情形。
背景技术：
大多数的传统电动机、制动系统或电池充电系统使用具有传统接触式电路的接触式电源。
接触式电源具有比较简单且成本低的优点，但其寿命有限。同时，接触式电源由于具有这样的缺点，即当控制环境变化时，所有的电路需要被重新设计，因此其应用已逐渐减少。
此外，由于现今半导体技术的令人瞩目的发展，具有非接触式电路的非接触式电源已开始用于自动程序控制。
然而，在使用上述非接触式电源的情况下，直到将电源连接至工作地点处的机器来确定所进行的操作时，才会建立操作程序。这样，在工作地点处修改程序的次数变得频繁。由于产品多样化和产品少量化的趋势以及生产技术的发展，这种生产系统不得不频繁地被修改。结果就是需要改变导线连接或者重新构建整个系统。
因此，申请人开发出一种非接触式电源，例如，提供稳定的电源而使设置在电动机中的电动机转子稳定地调整电力。
上述非接触式电源不仅能够用于电动机，而且也具有使用寿命长及不出现误动作的特性，其中，以多种方案设计负荷端电源控制系统，以适应各种情形。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有使用寿命长及不出现误动作特性的非接触式电源，该非接触式电源即使在由于非接触电力传输引起的低耦合系数及大漏电感的状态下，仍具有高效电力传输功能，其中，以多种方案设计负荷端电源控制系统，以适应各种情形。
为了达到本发明的上述目的，本发明提供了一种非接触式电源，包括主体；主电路，具有接收主电力的电力输入部分的主电路，具有多个直流转换器的开关电路，和置于主体一侧的主变压器；以及次电路，具有置于距离主电路预定距离处，并且无接触地接收来自主变压器的电力的次变压器，对该电力进行滤波及整流的外围电路，和供应电力到控制系统的电力供应单元。
在此，主变压器和次变压器分别由UU形铁芯制成。
线圈架分别被安装在UU形铁芯的两个柱或者中心处。线圈相对于每个线圈架以平行关系缠绕。
在彼此相对的主变压器的铁芯和次变压器的铁芯之间，次变压器的铁芯截面积等于或大于主变压器的铁芯截面积。
通过参考附图对优选实施例的详细描述，本发明的上述及其他目的和优点将变得更加显而易见，其中图1A及1B分别为根据本发明的一种非接触式电源的前视图和后视图；图2为根据本发明的非接触式电源的电路示意图；图3A及图3B为根据本发明的每个实施例线圈被缠绕在主变压器和次变压器的铁芯的示例；及图4为根据本发明的每个实施例主变压器和次变压器的铁芯截面积中磁通量的形状。
具体实施例方式
参考附图描述本发明的优选实施例。在下文中，每个实施例中相同的附图标记对应相同的元件。
图1A和1B分别为根据本发明的一种非接触式电源的前视图和后视图。图2为根据本发明的非接触式电源的电路示意图。
如图1A至图2所示，根据本发明的非接触式电源具有使用寿命长及不出现误动作的特性。在此，当以各种方案设计负载端电源控制系统时，该非接触式电源能够适于各种情形。
举例来说，参考图1A和1B，根据本发明的非接触式电源施加电力到电动机(M)的旋转单元(未示出)，以使电动机(M)运行。该非接触式电源利用磁感应现象，其中，主电路20和次电路30被设计为空间上彼此分离或具有间隙(H)。工作原理是，当电流在主电路20的主线圈45中流动时，产生的磁场使电流在次电路30的次线圈55中流动，即与一般变压器的工作原理相同。然而，由于主电路20和次电路30空间上彼此分隔间隙(H)，该非接触式电源具有在低耦合系数及大漏电感的状态下高效地供应电力的优点。
该非接触式电源主要包括主体10，主电路20及次电路30。在主体10的外侧，设置有多个结合部10a，用以在本发明的非接触式电源被安装在单一系统中时，连接该主体10与该单一系统。
如图2所示，主电路20包括接收主电力的电力输入部21，具有多个直流(DC)转换器的开关电路22及主变压器23。
例如，DC23V的主电力被施加到电力输入部21。这样，分离型电力输入电缆21a被连接到电力输入部21。
开关电路22由单一电路构成，该单一电路包括电力输入部21和主变压器23。这里，开关电路22中设置有晶体管Q1，电阻R1、R2及R3，以及电容器C1和C2。
在主体10中，次电路30置于距离主电路20的预定距离(H)处。次电路30包括无接触地接收来自主变压器23的电力的次变压器31，对该电力进行滤波及整流的外围电路32，以及提供整流后的电力至控制系统的电力供应单元33。
外围电路32包括滤波器(filter)，整流器及平滑器(smoother)，其中设置有电容器C1，C2，C3及C4和桥BD1。这样，在无接触的基础上，从主电路20传送的电力在次电路30中被整流，接着，该整流后的电力被供应至电动机旋转单元，以使电动机(M)运行。在此，通过电力供应单元33供应至电动机(M)的电力变为直流3V的电压，该电力是通过分离型电源电缆33a被供应至电动机(M)。
同时，主变压器23和次变压器31分别由铁芯40和50构成。主线圈45和次线圈55分别缠绕在主铁芯40和次铁芯50的周围。当设计主线圈45和次线圈55时，应选择合适的铁芯以提高其耦合系数。
当然，当主铁芯40和次铁芯50彼此相对的截面变大时，耦合系数也将变大。然而，如果主铁芯40和次铁芯50受到空间上的限制，其截面就不能无限制地增加。在取决于产品的类型的各种RM、EE、POT、环形及UU形铁芯中，铁芯的磁导率越大，则磁通量强度(A)越大。鉴于这点，根据本发明的非接触式电源使用如图3A和3B中所示的，具有UU形截面的UU形铁芯40和50。与在结构上不同形状的铁芯相比，该UU形铁芯40和50具有减少磁通量(A)泄漏的优点。
如上所述，当主变压器23和次变压器31被设计为分别使用UU形铁芯40和50时，能够减少磁通量(A)的泄漏。
然而，磁通量的耦合系数还会随分别缠绕主线圈45和次线圈55于主铁芯40和次铁芯50上的位置和方法而变化。
例如，当主线圈45和次线圈55以如图3B所示的方式，缠绕在主铁芯40和次铁芯50的两个柱40a和50a上时，要比主线圈45和次线圈55以如图3A所示的方式，缠绕在主铁芯40和次铁芯50的中心部分40b和50b上时，以及比未示出的主线圈45和次线圈55缠绕在主铁芯40和次铁芯50的柱40a和50a的其中之一上时，能够获得更大的耦合系数。
在此，根据所使用的缠绕方法，线圈架(bobbins)(未示出)被安装在主铁芯40和次铁芯50的两个柱40a和50a上，接着，主线圈45和次线圈55以互相平行的关系缠绕在线圈架上。
除了将主电路20产生的磁通量(A)与其他磁通量有效地交叉耦合之外，次铁芯的截面积50’应当设计为略大于主铁芯40的截面积，如图4所示。其理由在于，当次铁芯50’面向主铁心40的截面积变得大于主铁芯40的截面积时，就会减少泄漏的磁通量(A)，从而提高耦合系数。因此，当DC23V的主电力施加到主电路20中的电力输入部分21时，在开关电路22中对所施加的主电力进行调整。接下来，该调整后的电力通过主电路23传送给次电路30的次变压器31。
当然，由于主电路20和次电路30因共有的间隙(H)而彼此分离，所以，电力在非接触的基础上传输于主电路20和次电路30之间。也就是说，当将电力施加到主铁芯40的主线圈45时，该主铁芯40形成主变压器23，由于供应的电力产生的磁通量，电流会在次铁芯50的次线圈55中流动。如上所述，当电流在次线圈55中流动时，电流被外围电路32滤波及整流，然后被供应至电力供应单元33。
同时，当整流后的DC9V电力被提供到电力供应单元33时，通过电源电缆33a，该电力被供应到电动机的旋转部分(未示出)，从而使电动机(M)运行。
如上所述，本发明提供了一种非接触式电源，由于非接触式电力传输，其具有使用寿命长和不出现误动作的特性，其中，以各种方案设计负载侧电源控制系统，以适于各种场合。
本发明通过采用非接触式电源驱动电动机(M)的实施例而得以描述，但不限于此。即，本发明能够用于各种类型的控制系统，除了电动机(M)外，例如还可用于电动机的制动系统或电池充电系统。
如上所述，根据本发明的非接触式电源具有许多功效，包括使用寿命长、不出现误动作的特性，以及即使在由于非接触电力传输引起的低耦合系数及大漏电感的状态下，仍具有高效电力传输功能，其中，以多种方案设计负荷端电源控制系统，以适应各种情形。
权利要求
1.一种非接触式电源，包括主体；主电路，具有接收主电力的电力输入部分，具有多个直流转换器的开关电路，和置于主体一侧的主变压器；以及次电路，具有置于距离主电路的预定距离处，并且无接触地接收来自主变压器的电力的次变压器，对该电力进行滤波及整流的外围电路，和供应整流后的电力至控制系统的电力供应单元。
2.如权利要求1所述的非接触式电源，其中，主变压器和次变压器分别由UU形铁芯构成。
3.如权利要求2所述的非接触式电源，其中，线圈架分别被安装在所述UU形铁芯的两个柱或中心处，并且线圈相对于每个线圈架以平行关系缠绕。
4.如权利要求3所述的非接触式电源，其中，在彼此相对的主变压器和次变压器的铁芯之间，次变压器的铁芯截面积等于或大于主变压器的铁芯截面积。
全文摘要
本发明提供了一种非接触式电源，其包括主体；主电路，具有接收主电力的电力输入部分，具有多个直流(DC)转换器的开关电路，和置于主体一侧的主变压器；以及次电路，具有置于距离主电路的预定距离处，并且无接触地接收来自主变压器的电力的次变压器，对该电力进行滤波及整流的外围电路，和供应整流后的电力至控制系统的电力供应单元。如上所述，该非接触式电源具有使用寿命长和不出现误动作的特性，并且即使在低耦合系数及大漏电感的状态下，仍具有高效电力传输功能，其中，以多种方案设计负荷端电源控制系统，以适应各种情形。
文档编号H02M3/24GK1574588SQ20041004935
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月10日 优先权日2003年6月11日
发明者徐完锡 申请人:Winia万都株式会社