CN101276947A - 一种电磁感应储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁感应储能系统，包括均向性电磁感应储能装置和高频交变磁场产生电路，均向性电磁感应储能装置与蓄电装置一体并与用电器连接，高频交变磁场产生电路由电源驱动产生高频交变磁场，当均向性电磁感应储能装置接近时在电磁感应的作用下产生电流。均向性电磁感应储能装置进一步包含磁体，高频线圈，滤波整流电路，蓄电装置，磁体为两根或三根且每根相互垂直，所述高频线圈分两组或三组缠绕该磁体。本发明具有磁场接受均向性设计，使磁场接受方向死角最小化，从而提高耦合系数和电磁转换效率。本发明适用于各种用电器，尤其是对于人体内的医疗器械等传统的接触式充电难于实施的用电器。

Description

一种电磁感应储能系统
技术领域
本发明涉及一种储能充电装置，特别是涉及一种应用电磁感应的储能充电装置。
背景技术
在这个电气化时代，充电电池的使用已相当广泛。对充电电池的传统充电储能技术都是通过充电电池直接接触电源正负两极来实现的。这种充电技术当前还普遍采用着。它存在用电安全问题，还存在电极接触不良，充电器型号众多、规格不一，不能通用，充电时因电线牵连导致使用电器受限制等等缺点。
中国发明专利申请200510085491.5公开了一种“隔离式充电系统及其应用”(公开号：CN1710777A，公开日：2005年12月21日)包括设置于外接电源座体内的发射电路组和设置于充电电池内的接受电路组，发射电路内有发射线圈，接受电路内有接受线圈，当接受电路接近发射电路时，接受线圈接受发射线圈释放出的交流信号，从而实现隔离式非接触充电。中国发明专利01145418.0公开了“一种无触点充电器”(授权公告号：CN1295839C，授权公告日：2007年1月17日)，包括初级线圈和次级线圈，线圈各有U形磁心和围绕U形磁心的绕组，初级线圈的U形磁心的截面积大于次级线圈U形磁心的截面积。中国实用新型专利01253440.4公开了“一种电磁感应充电装置”(授权公告号：CN2506010Y，授权公告日：2002年8月14日)，包括充电座内的主线圈和充电体内的感应线圈，主线圈由一直流电源经高频推挽振荡电路驱动。
以上现有技术不能克服短暂时效性、空间区域限制性的问题，且没有磁场接受均向性的设计，磁场接受方向死角大，从而导致电磁转换效率低、电能损耗大。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，提供一种电磁感应储能系统。
本发明的目的可以通过以下技术措施来实现：
电磁感应储能系统包括均向性电磁感应储能装置和高频交变磁场产生电路，均向性电磁感应储能装置与用电器之间电连接，高频交变磁场产生电路由电源驱动产生高频交变磁场，当均向性电磁感应储能装置接近时，在电磁感应的作用下产生电流从而进行储能充电，均向性电磁感应储能装置包括磁体、高频线圈、滤波整流电路、蓄电装置，所述磁体为两根或三根且每根相互垂直，所述高频线圈分两组或三组缠绕该磁体。作为一个最佳实施例，磁体为三根，两两相互垂直，高频线圈分三组以圆形中空的包扎形式缠绕磁体，将磁体完全包裹于内部。高频线圈在每一根磁体上的缠绕均采取非连续缠绕的方式，使每根磁体上缠绕的线圈各自为独立线圈。
作为一个较佳实施例，高频交变磁场产生电路进一步包含由控制电路、过电流检知电路、反馈电路组成的功能控制电路，对电磁谐振、耦合效果及电路的功能进行控制。
作为另一较佳实施例，高频交变磁场产生电路由直流电源经高频推挽振荡电路驱动。
作为一个更佳实施例，电磁感应储能系统连接的用电器为置于人体内的医疗器械，高频交变磁场产生电路置于人体外，用电器连同均向性电磁感应储能装置、蓄电装置置于人体内，高频交变磁场产生电路贴近人体内的均向性电磁感应储能装置部位发出高频交变磁场，从而实现对人体内的医疗器械进行隔离式的储能充电。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)磁场接受均向性设计，使磁场接受方向死角最小化，提高电磁转换效率；
(2)磁体线圈非连续缠绕，防止磁场相互干扰或抵消，提高电磁耦合能量传输效率；
(3)实现人体内医疗器械的隔离式充电，使用便利。
附图说明
图1是电磁感应储能系统的结构示意图；
图2是高频线圈缠绕磁体的示意图。
图中，1是均向性电磁感应储能装置，2是电源，3是磁体，4是高频线圈，5是滤波整流电路，6是蓄电装置，9为高频交变磁场产生电路，10为功能控制电路，11为用电器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但附图和实施例不构成对本发明的任何限制：
实施例1
电磁感应储能系统的电源2可以是交流电，也可以是直流电，如电池。若是直流电供电，则高频交变磁场产生电路9内包含一高频推挽振荡电路。高频交变磁场产生电路9一般包含线圈、谐振电路、放大电路，以及含有控制电路、过电流检知电路、反馈电路的功能控制电路10。
在均向性电磁感应储能装置1中，包含磁体3、高频线圈4、滤波整流电路5、蓄电装置6。磁体一般为柱体形式，也可为棱形。磁体采用低磁滞系数的材料，如磁铁、钴或镍等。磁体为相互垂直的两根，或两两相互垂直的三根。当有三根磁体时，高频线圈可为两组，缠绕三根磁体中的任两根。作为最佳实施例，高频线圈是三组，以圆形中空包扎的形式缠绕三根磁体，将磁体完全包裹于内部。附图2就是这样一种结构。这是一种磁场接受均向性的设计，可使磁场接受方向死角最小化，极大地提高电磁传输效率。
高频线圈4最好采用高频多绞线。在每一根磁体上，高频线圈的缠绕均采取非连续的方式绕组。也就是说，在一根磁体上缠绕完毕后，用另一组线圈来缠绕另一根磁体，使每根磁体缠绕的线圈各自为独立线圈。这样，可防止磁场相互干扰和抵消，提高耦合效率。
均向性电磁感应储能装置1通过谐振电路与滤波整流电路5连接，并通过充电电路与蓄电装置6连接。均向性电磁感应储能装置1可设置于充电体内或电器内部。
电源2供电驱动，经功能控制电路10控制，高频交变磁场产生电路9可生成高频交变的磁场。当均向性电磁感应储能装置1接近时，将产生电磁感应，在均向性电磁感应储能装置1中产生电流，对电器进行充电储能，从而实现隔空充电。
实施例2
电磁感应储能系统连接置于人体内的医疗器械。所述置于人体内的医疗器械包括但不限于节律器、电荷耦合组件、人造器官、电子胶囊式内窥镜等。这些医疗器械广泛应用于临床。目前，这些医疗器械的能量只能靠体外的电线供能或体内的电池自供电，给患者造成非常不便。
应用本发明的电磁感应储能系统，高频交变磁场产生电路9置于人体外，用电器11即医疗器械连同均向性电磁感应储能装置1、蓄电装置6置于人体内。高频交变磁场产生电路9贴近人体内的均向性电磁感应储能装置1所在的部位发出高频交变磁场，人体内的电磁感应储能装置1就可接受交流信号，产生电流，从而实现对人体内的医疗器械进行隔离式的储能充电。在一实施例中，高频交变磁场产生电路9设置于背心、夹克等衣物内，通过直流电源供电，经高频推挽振荡电路驱动产生高频交变磁场，当患者穿上这种夹克或背心时，通过电磁感应，对体内的生物传感器进行储能充电。在另一实施例中，高频交变磁场产生电路9设置在被毯或床垫里。
当患者躺在床垫上时，通过电磁感应，对体内的生物传感器进行储能充电。
本发明电磁感应储能系统还可广泛应用于其他电器领域，如玩具、家电、吸尘器等，实现隔空充电，方便使用，用电安全。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1、一种电磁感应储能系统，包括均向性电磁感应储能装置(1)和高频交变磁场产生电路(9)，均向性电磁感应储能装置(1)与用电器(11)电连接，高频交变磁场产生电路(9)由电源(2)驱动产生高频交变磁场，与均向性电磁感应储能装置(1)接近时在电磁感应的作用下产生电流进行储能充电，其特征在于：所述均向性电磁感应储能装置(1)包括磁体(3)、高频线圈(4)、滤波整流电路(5)、蓄电装置(6)，所述磁体(3)为两根或三根且每根相互垂直，所述高频线圈(4)分两组或三组缠绕该磁体(3)。
2、根据权利要求1所述的电磁感应储能系统，其特征在于：所述磁体(3)为三根，两两相互垂直，所述高频线圈(4)分三组以圆形中空的包扎形式缠绕磁体(3)，将磁体(3)完全包裹于内部。
3、根据权利要求1或2所述的电磁感应储能系统，其特征在于：所述高频线圈(4)在每一根磁体(3)上的缠绕均采取非连续缠绕的方式，使每根磁体(3)上缠绕的线圈各自为独立线圈。
4、根据权利要求1或2所述的电磁感应储能系统，其特征在于：所述高频交变磁场产生电路(9)进一步包含由控制电路、过电流检知电路、反馈电路组成的功能控制电路(10)，对电磁谐振、耦合效果及电路的功能进行控制。
5、根据权利要求3所述的电磁感应储能系统，其特征在于：高频交变磁场产生电路(9)进一步包含由控制电路、过电流检知电路、反馈电路组成的功能控制电路(10)，对电磁谐振、耦合效果及电路的功能进行控制。
6、根据权利要求1或2所述的电磁感应储能系统，其特征在于：所述高频交变磁场产生电路(9)由直流电源经高频推挽振荡电路驱动。
7、根据权利要求3所述的电磁感应储能系统，其特征在于：所述高频交变磁场产生电路(9)由直流电源经高频推挽振荡电路驱动。
8、根据权利要求1或2所述的电磁感应储能系统，其特征在于：所述用电器(11)为置于人体内的医疗器械，高频交变磁场产生电路(9)置于人体外，用电器(11)连同均向性电磁感应储能装置(1)、蓄电装置(6)置于人体内，高频交变磁场产生电路(9)贴近人体内的均向性电磁感应储能装置(1)部位发出高频交变磁场，从而实现对人体内的医疗器械进行隔离式的储能充电。
9、根据权利要求8所述的电磁感应储能系统，其特征在于：所述高频交变磁场产生电路(9)由直流电源经高频推挽振荡电路驱动。
10、根据权利要求3所述的电磁感应储能系统，其特征在于：所述用电器(11)可为置于人体内的医疗器械，高频交变磁场产生电路(9)置于人体外，用电器(11)连同均向性电磁感应储能装置(1)、蓄电装置(6)置于人体内，高频交变磁场产生电路(9)贴近人体内的均向性电磁感应储能装置(1)部位发出高频交变磁场，从而实现对人体内的医疗器械进行隔离式的储能充电。
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