CN111725898A - 非金属接触电能传输连接装置 - Google Patents

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蒋克勤
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Abstract

一种非接触式电能传输连接装置,包括插座和插头,所述插座包括初级线圈、E形磁芯、线路板，所述插头包括次级线圈、圆片磁芯、线路板。当插头插座插合时，插座和插头直接无直接电路连接，其中插头中的次级线圈套住插座中的初级线圈，形成电磁耦合，感应输出电能，实现非接触式电能传输。本发明中，插头和插座之间无金属直接接触，避免磨损，安全性能高，使用寿命长，易于安装拆卸，可应用于水下或其他特殊环境中。

Description

非金属接触电能传输连接装置
技术领域
本发明涉及一种非金属接触电能传输连接装置。
背景技术
传统的插座是采用裸露金属接触的方式。这种插座无法适用于水下，一些安全性要求高的场合，例如面粉厂环境中，传统的金属接触式插座在插拔过程中可能产生电弧，进而引发危险。
发明内容
本发明的目的是提供一种非金属接触电能传输连接装置。
本发明中的一种非金属接触电能传输连接装置，包括插头和插座，其特征在于：所述插座具有第一密封壳体，所述第一密封壳体中设置有初级线圈、E形磁芯、线路板，所述插头具有第二密封壳体,所述第二密封壳体内设有次级线圈、圆片磁芯。
进一步的，所述的线路板中设有MCU控制芯片。
进一步的，所述的第一密封壳体轮廓为圆柱形状。
进一步的，第一密封壳体的一端面上设有环形凹槽。
进一步的，所述的环形凹槽内侧设有初级线圈。
进一步的，所述的第二密封壳体包括圆柱形壳体和环形凸起部。
进一步的，所述的次级线圈设在所述的环状凸起部，所述的圆片磁芯和所述的线路板设在所述的圆柱形壳体内。
进一步的，所述的环状凸起部可插入至所述的环形凹槽中。
本发明提供的插头插座可以根据需要实现任何电压的电能传输，可以实现直流输出或交流输出。通过mcu控制芯片(单片芯片)，检测插头插座的耦合状态和漏感情况，进而控制高频震荡的脉宽和频率，优化耦合功率，确保传输效率。
附图说明
图1为本发明的示意图。
其中1、插头，2、插座，3、环形凹槽，4、环形凸起。
图2为本发明的截面示意图。
其中，1、插头，2、插座，3、第一密封壳体，4、第二密封壳体，5、初级线圈，6、次级线圈，7、E形磁芯，8、圆盘磁芯，9、第一线路板，10、第二线路板。
图3为插头截面示意图。
其中，1、插头密封壳体，2、次级线圈，3、初级线圈，4、插座线路板。
图4为插座截面示意图。
其中，1、插座密封壳体，2、E形磁芯，3、插座线路板，4、圆盘磁芯。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明非金属接触电能传输连接装置包括插头1，插座2，插头1为圆柱形，圆柱一端上有环形凸起4，插座2为圆柱形，一端上有环形凹槽3，环形凸起4可以插入到环形凹槽3中。插头1和插座2分别与电线连接。环形凸起内设置了次级线圈，环形凹槽靠中心一边设有初级线圈，当插头1上的环形凸起插入至插座2的环形凹槽中时，次级线圈套住插座中的初级线圈，形成电磁耦合，感应传输电能。
如图2所示，本发明的非金属接触电能传输连接装置,包括插头1和插座2,插头和插座的截面为圆形，其中插座2中设有初级线圈5、E形磁芯7，E形磁芯的截面为E字型，第一线路板9，插头1中设有次级线圈6、圆盘磁芯8、第二线路板10。当插头插座插合时，插座和插头直接无直接电路连接，其中插头中的次级线圈套住插座中的初级线圈，形成电磁耦合，感应输出电能，实现非接触式电能传输。其中的线路板与外部电线连接。
另外,由于插座的结构,初级线圈和次级线圈无法紧密贴合,耦合度差,初级线圈的电能不能被次级线圈充分吸收,初级线圈存在的多余能量以反电动势的形式泄放,反电动势消耗了电路中的电能。当功率加大后，反电动势也增大，需要器件具有更高的耐压性能。同时，插头插座插合状态与分离状态下(有载和空载)，磁芯的导磁回路是不一样的，所以电感量变化很大，由于磁芯回路缝隙很大(外壳的壁厚)，使得漏感大，电感量的变化会影响空载损耗，漏感大会使耦合功率做不大。
为解决上述问题，本发明的插座线路板还使用了mcu控制芯片(集成电路芯片)，它能检测线圈耦合状态和漏感情况，控制高频震荡的脉宽和频率，将线圈漏感产生的反电势控制在一个定量上，同时将这个定量的反电势作为电能再次利用，因此电能传输效率得以提高。其运行过程为：mcu控制芯片监测电源输入的电压和电流得到即刻的电功率，监测初级线圈的反电势和给定的系数(相或)，再和即刻功率(相差)，得出次级负载的即刻功率，再比对要求给定的值，在0或者1之间去控制脉宽或者频率，使比对值始终在0和1之间徘徊。
对于本领域的技术人员，可根据以上描述的技术方案及构思，出其他改变或形变，但这些变化或形变仍应属于本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种非金属接触电能传输连接装置，包括插头和插座，其特征在于：所述插座具有第一密封壳体，所述第一密封壳体中设置有初级线圈、E形磁芯、第一线路板，所述插头具有第二密封壳体,所述第二密封壳体内设有次级线圈、圆片磁芯、第二线路板。
2.根据权利要求1所述的非金属接触电能传输连接装置，其特征在于，所述的第一线路板中设有MCU控制芯片。
3.根据权利要求1所述的非金属接触电能传输连接装置，其特征在于，所述的第一密封壳体轮廓为圆柱形状。
4.根据权利要求3所述的非金属接触电能传输连接装置，其特征所述的第一密封壳体的一端面上设有环形凹槽。
5.根据权利要求4所述的非金属接触电能传输连接装置，所述的环形凹槽内侧设有所述的初级线圈。
6.根据权利要求5所述的非金属接触电能传输连接装置，其特征在于，所述的第二密封壳体包括圆柱形壳体和环形凸起部。
7.根据权利要求6所述的非金属接触电能传输连接装置，所述的次级线圈设在所述的环状凸起部内，所述的圆片磁芯和所述的线路板设在所述的圆柱形壳体内。
8.根据权利要求7所述的非金属接触电能传输连接装置,所述的环状凸起部可插入至所述的环形凹槽中。
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