CN102340181A - 无穷级共振舱的超级电感 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无穷级共振舱的超级电感，包括电性连接的超级电感部和无穷级共振舱，无穷级共振舱由电性阻尼器及电容串联构成；超级电感部是由一与该无穷级共振舱的电性阻尼器及电容电性连接的实体电感线圈环绕在永久磁铁上所构成；无穷级共振舱入端由RF辐射电场接入电力其出端电性连接一组共振储电部，或是入端接入电荷其出端接负载；则无穷级共振舱的共振、阻尼效应，超级电感部的吸、放电动作，在永久磁铁造成磁场不收缩的作用下，由劳伦斯力将RF辐射电场端电流转成电子流输出，使该组共振储电部能以电压充电方式储存电力，或是在该组共振储电部的电力接触给负载使用时，均没有最大功率移转问题。

Description

无穷级共振舱的超级电感

技术领域

本发明涉及电感领域，尤其是一种无穷级共振舱的超级电感。 

背景技术

以在燃料电池的技术领域为例，如沿用锌燃料电能装置由图1、2所示，其包括有一电能生成器10、一充电器20及一组蓄电池30；该电能生成器10，是在一反应室11上插入一碳棒12及一锌燃料棒13，以电解液及石墨作为传导接口110，由氧气的引入形成氧化产生电能，透过该充电器20对该组蓄电池30充电作为负载40的输入端，由于其电能生成器10的反应室11内以电解液及石墨作为传导接口110，导体路径只有一条，且其所产生的是电能(Cell)不是电力(Battery)，在透过充电器20对蓄电池30充电时，为符合图3所示等效电路的最大功率移转定理，如图2，充电器20由一电感L与并联的晶体管Q与多数电容C所构成的充电电路，并利用控制器21对晶体管Q的控制，以电流充电方式对蓄电池30充电，因此造成反应效率差、电力储存少(最大值只有一半)、充电速度慢，充电温度高，且蓄电池30无法快速放电(高温会造成电池受损)，以及无法同时充电与放电(因路径只有一条)；若这些技术难题无法克服，则燃料电池在产业上，还是无法被广泛利用。解决电能产生器10反应室11传导接口110导体路径只有一条的问题，介电材料作为接口的作法，因介电因子是电子，利用电子的运动形成电子流，等效一般导体，且电子流的路径有无穷多组；依习用中国台湾发明公开公报第200729707号「用于解析是统电路的频谱器」专利案，可以被用来动态阻抗匹配，并推导建构出无穷级共振舱，解开系统对偶性难题，有利非线性动态系统稳定化，并包括动态因素调整、动态适应性阻尼，适应性全通滤波器均可获得完整解析；有了无穷级共振舱，这使通过的电子流可作振荡与阻尼效应，以多次短路吸电形成射频电力，即能以电压充电方式，将电力贮存入蓄电装置中作为负载的输入端，如此可完全突破习用电充电的缺失，惟，经长期测试，市面各种蓄电装置或储电器或储电构件均未能在直接利用时得到理想的成果，例如，超级电容虽已具备了各项要求的条件，但其储电时的短路(电流瞬间短路，整流电路毁损)现象却在技术上仍有瓶颈，关键在储电器要会作正功与负功，且超级电容是电容值电介电效应后极化产生：

$\mathrm{Xc}=\frac{1}{2\mathrm{\πfc}},$

频率f由介电效应后极化才为∞无限大，Xc＝0只要电容值C不为零(实体的电容存在)，即是超级电容等效电容，如图4；因而，为使充电时电堆的内阻为零成共振，则须在技术上再寻求突破。 

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种无穷级共振舱的超级电感，具有充电快、温度低，可倍能的效果，且具有可极度放电效益。 

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种无穷级共振舱的超级电感，包括电性连接的一超级电感部和一无穷级共振舱，该无穷级共振舱至少由一电性阻尼器及一电容串联构成；该超级电感部是由一与该无穷级共振舱的电性阻尼器及电容电性连接的一实体电感线圈环绕在一永久磁铁上所构成；该无穷级共振舱入端由RF辐射电场接入电力且其出端电性连接一组由介质材料构成的共振储电部，则无穷级共振舱的共振、阻尼效应，该超级电感部的吸、放电动作，在永久磁铁造成磁场不收缩的作用下，由劳伦斯力将RF辐射电场端电流转成电子流输出，使该组共振储电部表面聚集电荷，并瞬间产生极化效应，将电荷转成电压贮存；因此没有最大功率移转问题，具充电速度快、温度低，可倍能的效益；且这里的超级电感部与所述无穷级共振舱的电性连接的结构是：由多股细铜线在所述永久磁铁上绕成电感，使其通过的电流经由永久磁铁放大再变成无穷多束电子流发射出去；又这里的超级电感部为一有极性电抗型超级电感部，所述共振储电部由一无极性电抗型超级电容并联一有极性电纳型超级电容所构成，这样该有极性电抗型超级电感部将电流转成电子流，即能使无极性电抗型超级电容的表面聚集电荷，瞬间由该有极性电纳型超级电容极化效应，将电荷转成电压贮存，形成电压充电。 

本发明的又一种技术方案为：一种无穷级共振舱的超级 电感，包括电性连接的一超级电感部和一无穷级共振舱，该无穷级共振舱至少由一电性阻尼器及一电容串联构成；该超级电感部是由一与该无穷级共振舱的电性阻尼器及电容电性连接的一实体电感线圈环绕在一永久磁铁上所构成；该无穷级共振舱入端由一组共振储电部接出电力且其出端相接负载，则无穷级共振舱的共振、阻尼效应，该超级电感部与该组共振储电部的共振作用，使从共振储电部输出的高密度电荷，在流经超级电感部时转成电子流到负载，可极度放电，没有温度；且这里的超级电感部与所述无穷级共振舱电性连接的结构是：以多股细铜线在所述永久磁铁上绕成电感，使通过的电荷被转成无穷多束电子流发射出去；又这里的超级电感部为一无极性电纳型超级电感部，所述共振储电部为一有极性电纳型超级电容，这样该有极性电纳型超级电容所输出的高密度电荷，在流经无极性电纳型超级电感部时会因劳伦斯力的作用转成电子流到负载。 

本发明的再一种技术方案为：一种无穷级共振舱的超级电感，包括一第一超级电感部及一第二超级电感部；该第一超级电感部与第一无穷级共振舱电性连接，该第一无穷级共振舱至少由一第一电性阻尼器及一第一电容串联构成，且该第一超级电感部是由一与第一电性阻尼器及第一电容电性连接的一第一实体电感线圈环绕在一第一永久磁铁上所构成；该第二超级电感部与第二无穷级共振舱电性连接，该第二无穷级共振舱至少由一第二电性阻尼器及一第二电容串联构成，且该第二超级电感部是由一与该第二无穷级共振舱的第二电性阻尼器及第 二电容电性连接的第二实体电感线圈环绕在一第二永久磁铁上所构成；这样该第一无穷级共振舱入端由RF辐射电场接入电力，出端与该第二无穷级共振舱电性连接，且并联一组介电材料构成的共振储电部，并使该第二无穷级共振舱入端由该组共振储电部接出电力，出端是为负载的输入端；则第一无穷级共振舱的共振、阻尼效应，该第一超级电感部的吸、放电动作，在第一永久磁铁造成磁场不收缩的作用下，由劳伦斯力将电场端电流转成电子流输出，使该组共振储电部表面聚集电荷，并瞬间产生极化效应，将电荷转成电压贮存；而第二无穷级共振舱的共振、阻尼效应，该第二超级电感部与该组共振储电部的共振作用，使从共振储电部输出的高密度电荷，在流经第二超级电感部时转成电子流到负载；据以由该组共振储电部形成为高频响应的电压充电，达到充电速度快、温度低，可倍能的效益，并允许极度放电及可同时作充电与放电；且这里的第一超级电感部与第一无穷级共振舱电性连接的结构是：以多股细铜线在第一永久磁铁上绕成电感，使通过的电流经由第一永久磁铁放大再变成无穷多束电子流发射出去；又这里的第二超级电感部与第二无穷级共振舱电性连接的结构是：以多股细铜线在第二永久磁铁上绕成电感，使通过的电荷被转成无穷多束电子流发射出去；再者，这里的第一超级电感部为一有极性电抗型超级电感部，所述第二超级电感部为一无极性电纳型超级电感部，所述共振储电部是由一无极性电抗型超级电容并联一有极性电纳型超级电容所构成，这样该有极性电抗型第一超级电感部将电流转成电子流，即能使无极性电抗型超级电容的表面 聚集电荷，瞬间由该有极性电纳型超级电容的极化效应，将电荷转成电压贮存；以及该有极性电纳型超级电容所输出的高密度电荷，在流经无极性电纳型第二超级电感部时会因劳伦斯力的作用转成电子流到负载。 

本发明的有益效果是：由于无穷级共振舱入端由RF辐射电场接入电力，出端与一组共振储电部电性连接，或是入端接入电荷，出端相接负载；则无穷级共振舱的共振、阻尼效应，超级电感部吸、放电动作，在永久磁铁造成磁场不收缩的作用下，由劳伦斯力将RF辐射电场端电流转成电子流输出；据以使共振储电部能以电压充电方式储存电力，或是在共振储电部的电力接出给负载使用时，均没有最大效率转移问题；如此，电堆贮存的充放电，可达到充电速度快、温度低，可倍能的效益，并允许极度放电及可同时作充放电。 

附图说明

图1为沿用锌燃料电能装置的电能生成器构造示意图； 

图2为沿用锌燃料电能装置的充电器电路示意图； 

图3为最大功率移转定理的等效电路示意图； 

图4为超级电容的等效电路示意图； 

图5为本发明第一实施例构造电路示意图； 

图6为本发明第二实施例构造电路示意图； 

图7为本发明第三实施例构造电路示意图； 

图8为无穷级共振舱正电性阻尼效应等效电路示意图； 

图9为无穷级共振舱负电性阻尼效应等效电路示意图； 

图10为超级电感的等效电路示意图。 

具体实施方式

实施例：一种无穷级共振舱的超级电感，如图5，包括电性连接的一超级电感部50和一无穷级共振舱60，该无穷级共振舱60至少由一电性阻尼器Xu及一电容C串联构成；该超级电感部50是由一与该无穷级共振舱60的电性阻尼器Xu及电容C电性连接的一实体电感线圈L环绕在一永久磁铁51上所构成；该无穷级共振舱60入端由RF辐射电场70接入电力且其出端电性连接一组由介质材料构成的共振储电部80，则无穷级共振舱60的共振、阻尼效应，该超级电感部50的吸、放电动作，在永久磁铁51造成磁场不收缩的作用下，由劳伦斯力将RF辐射电场70端电流转成电子流输出，使该组共振储电部80表面聚集电荷，并瞬间产生极化效应，将电荷转成电压贮存；因此没有最大功率移转问题，具充电速度快、温度低，可倍能的效益；且这里的超级电感部50与所述无穷级共振舱60的电性连接的结构是：由多股细铜线在所述永久磁铁51上绕成电感，使其通过的电流经由永久磁铁51放大再变成无穷多束电子流发射出去；又这里的超级电感部50为一有极性电抗型超级电感部，所述共振储电部80由一无极性电抗型超级电容SC₁并联一有极性电纳型超级电容SC₂所构成，这样该有极性电抗型超级电感部50将电流转成电子流，即能使无极性电抗型超级电容SC₁的表面聚集电荷，瞬间由该有极性电纳型超级电容SC₂极化效应，将电荷转成电压贮存，形成电压充电。 

根据上述第一实施例，本发明可由以下第二实施例，使贮存的电堆，能以电子流提供给负载使用电力： 

一种无穷级共振舱的超级电感，如图6，包括电性连接的一超级电感部50和一无穷级共振舱60，该无穷级共振舱60至少由一电性阻尼器Xu及一电容C串联构成；该超级电感部50是由一与该无穷级共振舱60的电性阻尼器Xu及电容C电性连接的一实体电感线圈L环绕在一永久磁铁51上所构成；该无穷级共振舱60入端由一组共振储电部80接出电力且其出端相接负载71；则无穷级共振舱60的共振、阻尼效应，该超级电感部50与该组共振储电部80的共振作用，使从共振储电部80输出的高密度电荷，在流经超级电感部50时转成电子流到负载，可极度放电，没有温度；且这里的超级电感部50与所述无穷级共振舱60电性连接的结构是：以多股细铜线在所述永久磁铁51上绕成电感，使通过的电荷被转成无穷多束电子流发射出去；又这里的超级电感部50为一无极性电纳型超级电感部，所述共振储电部80为一有极性电纳型超级电容SC₂，这样该有极性电纳型超级电容SC₂所输出的高密度电荷，在流经无极性电纳型超级电感部50时会因劳伦斯力的作用转成电子流到负载71。 

根据上述第一、二实施例，本发明可由以下第三实施例，使电堆的贮存与放电，具有多种优异的性能表现： 

一种无穷级共振舱的超级电感，包括一第一超级电感部50A及一第二超级电感部50B；该第一超级电感部50A与第一无穷级共振舱60A电性连接，该第一无穷级共振舱60A至少由 一第一电性阻尼器Xu₁及一第一电容C₁串联构成，且该第一超级电感部50A是由一与第一电性阻尼器Xu₁及第一电容C₁电性连接的一第一实体电感线圈L₁环绕在一第一永久磁铁51A上所构成；该第二超级电感部50B与第二无穷级共振舱60B电性连接，该第二无穷级共振舱60B至少由一第二电性阻尼器Xu₂及一第二电容C₂串联构成，且该第二超级电感部50B是由一与该第二无穷级共振舱60B的第二电性阻尼器Xu₂及第二电容C₂电性连接的第二实体电感线圈L₂环绕在一第二永久磁铁51B上所构成；这样该第一无穷级共振舱60A入端由RF辐射电场70接入电力，出端与该第二无穷级共振舱60B电性连接，且并联一组介电材料构成的共振储电部80，并使该第二无穷级共振舱60B入端由该组共振储电部80接出电力，出端是为负载71的输入端；则第一无穷级共振舱60A的共振、阻尼效应，该第一超级电感部50A的吸、放电动作，在第一永久磁铁51A造成磁场不收缩的作用下，由劳伦斯力将电场70端电流转成电子流输出，使该组共振储电部80表面聚集电荷，并瞬间产生极化效应，将电荷转成电压贮存；而第二无穷级共振舱60B的共振、阻尼效应，该第二超级电感部50B与该组共振储电部80的共振作用，使从共振储电部80输出的高密度电荷，在流经第二超级电感部50B时转成电子流到负载71；据以由该组共振储电部80形成为高频响应的电压充电，达到充电速度快、温度低，可倍能的效益，并允许极度放电及可同时作充电与放电；且这里的第一超级电感部50A与第一无穷级共振舱60A电性连接的结构是：以多股细铜线在第一永久磁铁51A上绕成 电感，使通过的电流经由第一永久磁铁51A放大再变成无穷多束电子流发射出去；又这里的第二超级电感部50B与第二无穷级共振舱60B电性连接的结构是：以多股细铜线在第二永久磁铁51B上绕成电感，使通过的电荷被转成无穷多束电子流发射出去；再者，这里的第一超级电感部50A为一有极性电抗型超级电感部，所述第二超级电感部50B为一无极性电纳型超级电感部，所述共振储电部80是由一无极性电抗型超级电容SC₁并联一有极性电纳型超级电容SC₂所构成，这样该有极性电抗型第一超级电感部50A将电流转成电子流，即能使无极性电抗型超级电容SC₁的表面聚集电荷，瞬间由该有极性电纳型超级电容SC₂的极化效应，将电荷转成电压贮存；以及该有极性电纳型超级电容SC₂所输出的高密度电荷，在流经无极性电纳型第二超级电感部50B时会因劳伦斯力的作用转成电子流到负载。 

根据上述各实施例，本发明可由以下说明，了解超级电感的作用与效益： 

亦即，如图5、6、7，上述第一、二实施例的无穷级共振舱60，或是第三实施例的第一无穷级共振舱60A及第二无穷级共振舱60B，其电性阻尼会产生以下效应： 

(一)正电性阻尼效应 

1.将搜集的再生电结合凸型谐振器，呈阻抗状态。 

2.将搜集的再生电结合凹型谐振器，呈导纳状态。 

3.凸型谐振器结合凹型谐振器，呈无穷共振-∞Ohm状态。 

故将实功转成虚功呈Sink状态，等效电路如图8。 

(二)负电性阻尼效应 

1.将搜集之再生电结合凸型谐振器，呈导纳状态。 

2.将搜集之再生电结合凹型谐振器，呈阻抗状态。 

3.凸型谐振器结合凹型谐振器，呈无穷共振∞Ohm状态。 

故将虚功转成实功呈Source状态，等效电路如图9。 

因此，如图7所示，超级电感运用在这里的电路也称为二次R F辐射电堆储存器(RF Cell Storage)，可快充快放没有温度及不会有最大功率移转的问题。将可取代现今所有的二次电池。有极性电抗型第一超级电感部50A、无极性电纳型第二超级电感部50B、无极性电抗、有极性电纳型超级电容SC₁、SC₂的组合，快速充电与放电分别表示导纳与阻抗呈-∞与+∞，换言之，即是超导或零损。 

也就是，有极性电抗型第一超级电感部50A、无极性电纳型超级电感部50B分别是电感值各由第一、二永久磁铁51A、51B分别激发第一、二实体电感线圈L₁、L₂产生：X_L＝2πfL，频率f各是由第一、二永久磁铁51A、51B激发为∞，X_L＝∞，只要电感值L不为零(实体的电感存在)，即是构成为超级电感，其等效电感电路如图10。由于，如图7，该无极性电抗、有极性电纳型超级电容SC₁、SC₂，分别是电容值由介电效应后极化产生： 

$\mathrm{Xc}=\frac{1}{2\mathrm{\πfc}}$

频率f由介电效应后极化为∞，X_c＝0，只要电容值C不为零 (实体的电容存在)，即是超级电容，其等效电容如图4。若携带的电能为 

则 

$W_L(t_1,t_2)={\∫}_{t_1}^{t_2}\mathrm{vidt}={\∫}_{t_1}^{t_2}L\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}\mathrm{idt}=L{\∫}_{i\left(t_1\right)}^{i\left(t_2\right)}\mathrm{idi}$

$=\frac{L}{2}{i}^2{|}_{i\left(t_1\right)}^{i\left(t_2\right)}=\frac{L}{2}\{{\left[i\left(t_2\right)\right]}^2-{\left[i\left(t_1\right)\right]}^2\}$

$W_c(t_1,t_2)={\∫}_{t_1}^{t_2}\mathrm{vidt}={\∫}_{t_1}^{t_2}\mathrm{vC}\frac{\mathrm{dv}}{\mathrm{dt}}\mathrm{dt}=C{\∫}_{v\left(t_1\right)}^{v\left(t_2\right)}\mathrm{vdv}$

$=\frac{C}{2}{v}^2{|}_{v\left(t_1\right)}^{v\left(t_2\right)}=\frac{C}{2}\{{\left[v\left(t_2\right)\right]}^2-{\left[v\left(t_1\right)\right]}^2\}$

若i与v同属周期函数T＝t2-t1，i(t2)＝i(t1)； 

v(t2)＝v(t1) 

W(t1，t2)＝0故不会耗能(物理上称为耗虚功)。 

再言之，如图7，极化端有极性电纳型超级电容SC₂开始放电(在正、负极接负载51的状态下)，原本只要输出端是一高密度电荷送到负载51端，但因不希望是直流(会让电堆发热)，故是由无极性电纳型第二超级电感部50B与有极性电纳型超级电容SC₂共振；这时，超级电感X_L＝2πfL，X_L＝∞，是f＝∞或L＝∞，由于频率f是由第二永久磁铁51B激发为∞，形成放电时电堆的内阻∞，因此流经无极性电纳型第二超级电感部51B的高密度电荷，则会被转成高密度电子流输出给负载71，不存在有发热问题，允许极度放电(电流大小，随负载71作变化)；而这里无极性电纳型第二超级电感部50B，其两端所产生的涡电流(作用于磁场中的楞次效应)，则可由 第二无穷级共振舱60B的电性阻尼器Xu2的效用加以消除。 

综合上述实施及说明，本发明被运用在辐射电堆储存器上可以具备以下效益及特色： 

1.电压充电(电能功率) 

2.高频响应(电荷与电子流) 

3.充电时间快速(电堆内阻为零) 

4.没有最大功率移转问题 

5.没有温度问题 

6.可极度放电 

可同时充电与放电(输入与输出绝缘) 

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附说明书所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种无穷级共振舱的超级电感，其特征在于：包括电性连接的一超级电感部(50)和一无穷级共振舱(60)，该无穷级共振舱(60)至少由一电性阻尼器(Xu)及一电容(C)串联构成；该超级电感部(50)是由一与该无穷级共振舱(60)的电性阻尼器(Xu)及电容(C)电性连接的一实体电感线圈

(L)环绕在一永久磁铁(51)上所构成；该无穷级共振舱(60)入端由RF辐射电场(70)接入电力且其出端电性连接一组由介质材料构成的共振储电部(80)。

2.根据权利要求1所述的无穷级共振舱的超级电感，其特征在于：所述超级电感部(50)与所述无穷级共振舱(60)的电性连接的结构是：由多股细铜线在所述永久磁铁(51)上绕成电感。

3.根据权利要求1所述的无穷级共振舱的超级电感，其特征在于：所述超级电感部(50)为一有极性电抗型超级电感部，所述共振储电部(80)由一无极性电抗型超级电容(SC₁)并联一有极性电纳型超级电容(SC₂)所构成。

4.一种无穷级共振舱的超级电感，其特征在于：包括电性连接的一超级电感部(50)和一无穷级共振舱(60)，该无穷级共振舱(60)至少由一电性阻尼器(Xu)及一电容(C)串联构成；该超级电感部(50)是由一与该无穷级共振舱(60)的电性阻尼器(Xu)及电容(C)电性连接的一实体电感线圈(L)环绕在一永久磁铁(51)上所构成；该无穷级共振舱(60)入端由一组共振储电部(80)接出电力且其出端相接负载(71)。

5.根据权利要求4所述的无穷级共振舱的超级电感，其特征在于：所述超级电感部(50)与所述无穷级共振舱(60)电性连接的结构是：以多股细铜线在所述永久磁铁(51)上绕成电感。

6.根据权利要求4所述的无穷级共振舱的超级电感，其特征在于：所述超级电感部(50)为一无极性电纳型超级电感部，所述共振储电部(80)为一有极性电纳型超级电容(SC₂)。

7.一种无穷级共振舱的超级电感，其特征在于：包括一第一超级电感部(50A)及一第二超级电感部(50B)；该第一超级电感部(50A)与第一无穷级共振舱(60A)电性连接，该第一无穷级共振舱(60A)至少由一第一电性阻尼器(Xu₁)及一第一电容(C₁)串联构成，且该第一超级电感部(50A)是由一与第一电性阻尼器(Xu₁)及第一电容(C₁)电性连接的一第一实体电感线圈(L₁)环绕在一第一永久磁铁(51A)上所构成；该第二超级电感部(50B)与第二无穷级共振舱(60B)电性连接，该第二无穷级共振舱(60B)至少由一第二电性阻尼器(Xu₂)及一第二电容(C₂)串联构成，且该第二超级电感部(50B)是由一与该第二无穷级共振舱(60B)的第二电性阻尼器(Xu₂)及第二电容(C₂)电性连接的第二实体电感线圈(L₂)环绕在一第二永久磁铁(51B)上所构成。

8.根据权利要求7所述的无穷级共振舱的超级电感，其特征在于：所述第一超级电感部(50A)与第一无穷级共振舱(60A)电性连接的结构是：以多股细铜线在第一永久磁铁(51A)上绕成电感。

9.根据权利要求7所述的无穷级共振舱的超级电感，其特征在于：所述第二超级电感部(50B)与第二无穷级共振舱(60B)电性连接的结构是：以多股细铜线在第二永久磁铁(51B)上绕成电感。

10.根据权利要求7所述的无穷级共振舱的超级电感，其特征在于：所述第一超级电感部(50A)为一有极性电抗型超级电感部，所述第二超级电感部(50B)为一无极性电纳型超级电感部，所述共振储电部(80)是由一无极性电抗型超级电容(SC₁)并联一有极性电纳型超级电容(SC₂)所构成。

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