CN1185867A - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子装置中使用的非接触型电源装置,以小型、价廉并能传输大电力为发明目的。为实现上述目的,通过对使通以脉冲电流的初级线圈(11)与安装在不同于该初级线圈的筐架中的次级线圈(13)相对并从初级线圈向次级线圈传输电力的非接触型电源装置,设置从所述初级线圈伸入次级线圈的铁氧体磁心,从而能从初级线圈向次级线圈高效传输电力。

Description

电源装置
技术领域
本发明涉及如无绳电话、移动电话，PHS，电影，个人计算机等小型便携式装置的非接触型电源装置。
背景技术
非接触型电源装置是一种从初级向次级传送电力的装置，其初级电路和次级电路分别安装于完全独立的筐架中，故为了有效地传送电力，则初级变压器和次级变压器的磁耦合极其重要。作为这种磁耦合的手段，人们认为E-E磁心的结构比较有效。通常加大初级和次级线圈的相对面积能有效地进行磁耦合。
下面，参看图8至图10说明已有技术。
图8为采用E型磁心作为初级磁心1和次级磁心5的结构。初级磁心(E型磁心)1的沟部绕有初级线圈2，构成初级变压器4。同样，次级磁心(E型磁心)5的沟部绕有次级线圈6，构成次级变压器8。3为初级线圈骨架(下面简称为骨架)，7为次级骨架。
下面对其工作进行说明，若使高频电流流经卷绕在同心圆上的初级线圈2，则在初级线圈2及初级磁心1中产生磁通。该磁通传送给次级磁心5及次级线圈6，经电力变换供给负载。
图9为将初级线圈2、次级线圈6的相对面积扩大，使绕组之间磁耦合更强的情况。
为提高这种耦合，如图10(a)所示将次级线圈6和初级线圈2配置在同心圆上。
如图10(b)所示，虽从初级线圈获得电力供应，但为了需识别是次级线圈还是其它杂物，对于杂物提供小的电力，防止杂物异常发热，故提供这样的结构，即机械开关8a和磁开关9a合用，当设置于次级筐架5a的磁发生装置10a靠近时磁开关9a接通，当是次级筐架5a外的物体，初级筐架4a侧的机械开关8a即使接通，初级线圈中也不会通电。
然而，在图8所示结构中，由于磁路为开路，故从初级磁心(E型磁心)1的中路出发的磁通返回边路10，磁通呈短路状态，使传送至次级侧的磁通减少，这就是效率不能上升的主因。
两线圈相对面积扩大的图9结构，含有筐架，且初级、次级形状太大，不利于装置的小型化。
如图10(a)所示，虽然将次级线圈6和初级线圈2配置在同心圆上可提高两线圈2，6的耦合，从而可传送更大的电力(功率)，但是初级线圈2直径的大小也是次级线圈6的内径，故存在使次级线圈6形状变大的问题。
而且，如图10(b)所示，为了防止异物不正常发热，而在初级筐架4a设有机械开关8a，重新使用了非接触型中可省略的电触点，因此，一方面构成接触不良的因素，另一方面难以将直流电源装置作成密封结构或防水结构。再有，由于使用了霍尔元件等的磁开关9a，故次级筐架5a外的发热物为磁性体等情况下，存在不能完全识别与次级筐架5a构成的次级变压器的差别的问题。
本发明为了消除上述已有技术的缺点，其目的在于提供一种结构简单、电力传输效率高、可小型化、价廉且可靠性高的电源装置。
为了解决上述课题，本发明的电源装置是一种非接触型电源装置，它由供给电流的初级线圈和与所述初级线圈相对安装在与所述初级线圈不同的筐架内的次级线圈构成，并从所述初级线圈向次级线圈传输电力(功率)，其特征在于，在所述初级线圈侧设有从所述初级线圈侧向所述次线线圈侧延伸的铁氧体磁心，由此，实现了提高电力传输能获得更大输出的电源装置。
图面简单说明
图1为本发明一实施例电源装置主要部分的变压器的结构图；
图2为另一实施例电源装置主要部分的变压器的结构图；
图3为又一实施例电源装置主要部分的变压器的结构图；
图4为再一实施例电源装置主要部分的变压器的立体图；
图5为图4的剖视图；
图6(a)为第五实施例主要部分的变压器的次级线圈的正视图；
图6(b)为图6(a)初级线圈，次级线圈的结构图；
图7(a)为第六实施例主要部分的变压器的用作次级线圈的印刷电路板的顶视图；
图7(b)为图7(a)的底视图；
图7(c)为图7(a)的侧视图；
图8为已有技术的电源装置的主要部分的变压器的初级线圈，次级线圈的结构图；
图9为另一已有技术的电源装置主要部分的变压器的初级、次级线圈的结构图；
图10(a)为又一已有技术电源装置主要部分的变压器的初级、次级线圈的结构图；
图10(b)为再一已有技术电源装置主要部分的变压器的初、次级线圈的结构图。
实施本发明的最佳形态
(实施例1)
下面，结合图1说明本发明一实施例。
按照图1，11为初级线圈，12为插入初级线圈11向着次级线圈13配置的铁氧体磁心，次级线圈13以铁氧体磁心12为中心绕制。14为内部安装有初级线圈11的初级筐架，15为内部安装有次级线圈13的次级筐架。
下面说明具有上述结构的非接触型直流电源装置的工作(动作)。对初级线圈11通以高频电流产生磁通，该磁通大部分通过贯穿初级线圈11中心的铁氧体心(磁心)12。由于该铁氧体心12伸入次级线圈13，故初级线圈11中产生的磁通能有效地传送到次级线圈13。
这里，上述铁氧体心12是杆状磁心，由于其磁路为开磁路，故极难发生磁心的磁饱和现象。因此，铁氧体心12可用细直径的磁心。从而有利于装置小型化。
(实施例2)
图2表示本发明另一实施例。在一般的非接触型直流电源装置中，由于初级线圈与次级线圈的耦合极低，故初级线圈基本不受次级状态变化的影响。因此，在初级线圈侧很难检测次级侧安装的是正常的次级线圈还是其它的杂物，如图2所示，若在铁氧体22上不易受初级线圈21影响而易受次级线圈23影响的位置处，即比初级线圈21向外更靠近次级线圈23的位置处设置检测线圈26，由于与次级线圈23的耦合比与初级线圈21的耦合紧，故检测线圈26中产生的电压使得在检测线圈26中能再现次级侧状态的变化。因此，只要监测检测线圈的电压，就能识别安装于直流电源装置中的是接于整流电路的次级线圈23还是像短路那样低阻抗的杂物。
利用该检测线圈26的输出控制流经初级线圈21的高频电流小且断续，从而能防止杂物温度上升。
图2中24为初级筐架，25为次级筐架。
(实施例3)
图3为本发明又一实施例的示意图，由图可见，在实施例2结构的检测线圈26的两端接有谐振用电容器27，使之可对次级侧状态变化进行放大，能极其容易可靠地检测杂物。
按照以上所述，图1至图3实施例以将细长铁氧体磁心从初级线圈伸入次级线圈配置的那样简单结构，能构成从初级侧向次级侧有效传输电力的非接触型直流电源。
再有，由于铁氧体心设有检测线圈，故能构成无需机械开关或磁开关等而能检测杂物的极安全的非接触型直流电源装置。
(实施例4)
图4、图5为本发明再一实施例，图中，在初级线圈架30的中部设有I型磁心的初级磁心31，进而在I型初级磁心31的四周绕制初级线圈32，构成初级筐架33。同样在次级线圈架35的中部设有E型磁心的次级磁心36，在次级磁心36的中路(中脚)和边路(处脚)间绕制次级线圈37，构成次级筐架38。
下面说明工作，若对绕成同心圆状初级线圈32通以高频电流，则在初级线圈32及设于其当中的初级磁心31中产生磁通。在已有技术例中由于在初级线圈中使用E型磁心，故E型磁心的中路与边路间出现短路，而本发明采用I型磁心作为初级磁心31，故在初级磁心间不存在磁通短路。且从初级磁心31一端断面发出的磁通构成大的环，通过次级筐架38返回到初级线圈的另一端断面。也即，将I型磁心用于初级磁心31，使磁通易于通过次级筐架38。为了使该磁通集中于中部发出，故用I型磁心作为初级磁心31是极其有效的。
由于磁路为开磁路，故从初级筐架33向多方向发出磁通。为了提高效率有必要拾取更多的磁通，相对的次级筐架38在宽范围内进行磁耦合很重，因此，作为上述手段，将E型磁心作为次级磁心36用于次级筐架38的结构是很有效的。
如上所述，本发明由于将I型的初级磁心31设于初级线圈32的中部，将E型次级磁心36设于次级线圈37，故能用简单的结构使装置小型化，且效率高，从而获得具有更大输出电力可靠性高的非接触型电源装置。
(实施例5)
图6为表示本发明第五实施例的示意图，图6(a)为次级筐架40的结构图。使用偏平T型磁心作为次级磁心41，将次级线圈42配置在该T型磁心突起的周围。
图6(b)为初级筐体43和次级筐体40构成的作为电源装置主要部分的变压器的剖面图，使高频电流供给初级线圈44的初级筐体43向次级筐体40发出磁通。此时，由于磁路为开磁路，故从初级筐体43向多方向发出磁通。为了提高传输效率，有必要使初级筐体43发出的磁通集中，且次级筐体40拾取更多的磁通，故使用I型磁心作为初级磁心31，偏平T型磁心作为次级筐体40的次级磁心41，使初级筐体43发出的磁通集中，次级磁心41全面拾取，因此，大大提高了传输效率，能使次级筐体40薄型化。
对于用作次级磁心41的偏平的侧剖面为T型的磁心形状，其上面可为圆型、椭圆型、四方型或多边型的任一种。
(实施例6)
图7为表示将次级线圈45制作在印刷线路板46上与实施例5有关的第六实施例的示意图，图7(a)表示印刷线路板46的表面，图7(b)表示底面，图7(c)表示侧剖面。
按照上图，在印刷线路板46的表和底面同心圆上设有线圈图型47(pattern)，在内侧部分经通孔47连接表、底面的各图型47。由此，与通常使用的次级线圈一样，可收取初级筐架发出的磁通，进而可将次级筐架作成薄型化。
对于次级线圈45的形状，虽已如实施例5中说明，但也可为圆型，椭圆型，四边型或多边型的任一种，印刷线路板46可为两面基板，单面基板或多层基板的任一种。
如上所述，图6、图7实施例，由于设置偏平T型磁心作为次级磁心，故可以简单结构作成薄型次级线圈，使装置小型化，实现效率高可靠性高的非接触型电源装置，与已有技术的E型磁心相比，能减少E型磁心边路部分的磁心材料，故能降低成本，工业价值大。
工业上的应用性
如上所述，本发明的电源装置，能以简单结构提高电力传输效率，并能小型化，能提供一种价廉可靠性高的电源装置。
尤其是设置了插入初级线圈向次级线圈伸入的铁氧体磁心，故初级线圈中产生的磁通能高效地传输给次级线圈。
又，铁氧体磁心未插入初级线圈的部分设有第三线圈，故用该第三线圈能可靠地检测杂物。
第三线圈的两端设有检测线圈，该检测线圈两端设有电容器，故能放大次级侧的状态变化，能更可靠地检测杂物。
初级线圈中设有I型磁心，次线线圈中设有E型磁心，故能使电源装置小型化并获得大的输出电力。
初级线圈中设有I型初级磁心，次级线圈中使用T型磁心，故能进一步小型化，并能减少E型磁心边路的磁心材料，从而能降低生产成本。

Claims (5)

1.一种电源装置，在使通以高频电流的初级线圈与安装在与该初级线圈不同筐架中的次级线圈相对，从所述初级线圈向所述次级线圈传输电力的非接触型电源装置中，其特征在于，设有从所述初级线圈伸入所述次级线圈的氧体磁心。
2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，在所述铁氧体磁心未插入所述初级线圈的部分设有第三线圈。
3.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，在所述第三线圈的两端连接有电容器。
4.一种电源装置，使至少通以高频电流的初级线圈与安装在与该初级线圈不同筐架中的次级线圈相对，从所述初级线圈向所述次级线圈传输电力的非接触型电源装置中，其特征在于，所述初级线圈与所述次级线圈相对的面为扁平状，所述初级线圈的中部设有I型的初级磁心，所述次级线圈设有E型的次级磁心。
5.一种电源装置，在使通以电流的第一线圈与安装在与该第一级线圈不同筐架中的第二线圈相对，从所述第一线圈向所述第二线圈传输电力的非接触型电源装置中，其特征在于，将所述第一线圈作成在I型磁心周围备有初级绕组的结构，所述第二线圈采用扁平的T型磁心，在所述T型磁心的突起的周围设置具有次级绕组或线圈图型的印刷线路板。
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