Бесконтактное питающее оборудование

Бесконтактное питающее оборудование

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к бесконтактному питающему оборудованию, в частности к устройству питания, которое подает переменный ток на индукционную линию или индукционную катушку.

Предшествующий уровень техники

В патентной литературе 1, патент Японии No 2667054 (Фиг. 6), раскрывается пример традиционного устройства питания, которое подает переменный ток на индукционную линию.

Устройство питания включает в себя: дроссель постоянного тока, питаемый постоянным током от положительного выходного контакта источника питания постоянного тока; высокочастотный трансформатор, включающий в себя первичную обмотку, имеющую вывод средней точки, питаемый постоянным током через дроссель постоянного тока, и вторичную обмотку, соединенную с индукционной линией; конденсатор, соединенный параллельно с обоими выводами первичной обмотки высокочастотного трансформатора; первый переключатель, включенный между одним выводом первичной обмотки высокочастотного трансформатора и отрицательным выходным контактом источника питания постоянного тока; и второй переключатель, включенный между другим выводом первичной обмотки высокочастотного трансформатора и отрицательным выходным контактом источника питания постоянного тока.

Первичная обмотка и вторичная обмотка высокочастотного трансформатора, индукционная линия и конденсатор выбраны таким образом, чтобы формировать резонансную схему, резонирующую на предварительно установленной частоте. Первый переключатель и второй переключатель попеременно переключаются контроллером переключателей каждые 180° таким образом, что ток проходит через вторичную обмотку с предварительно установленной частотой. Число витков на вторичной стороне высокочастотного трансформатора равно одному, чтобы увеличить ток, проходящий через индукционную линию и минимизировать влияние изменения нагрузки.

Таким образом, высокочастотный трансформатор обеспечивает изоляцию от источника питания постоянного тока и подает большой ток с синусоидальной формой волны с предварительно установленной частотой на индукционную линию.

Сущность изобретения

В традиционном бесконтактном питающем оборудовании первый переключатель и второй переключатель должны переключаться при сдвиге фаз точно в 180°. Тем не менее, если время переключений смещено таким образом, что оба переключателя включаются одновременно, конденсатор, соединенный последовательно с переключателями, формирует замкнутую цепь, которая отводит электричество, что приводит к избыточному потреблению энергии. Более того, шумовой ток, генерируемый переключателями, проходит через конденсатор и приводит к избыточному потреблению энергии. Кроме того, требуется контроллер переключения, чтобы переключать первый и второй переключатели.

Задачей настоящего изобретения является предоставление бесконтактного питающего оборудования, которое может предотвратить избыточное потребление энергии на переключение и исключить потребность в контроллере переключения.

Для решения задачи первым аспектом настоящего изобретения является бесконтактное питающее оборудование, включающее в себя индукционную линию, расположенную вдоль пути перемещения подвижного объекта и питаемую переменным током, или индукционную катушку, которая расположена в предварительно установленном месте для поддержания устройства и которая питается переменным током, причем подвижный объект включает в себя приемную катушку, на которой магнитным потоком, создаваемым на индукционной линии, наводится электродвижущая сила или устройство включает в себя приемную катушку, на которой магнитным потоком, создаваемым на индукционной катушке, наводится электродвижущая сила,

причем бесконтактное питающее оборудование включает в себя: устройство питания постоянного тока, которое подает постоянный ток; дроссель постоянного тока, который имеет один конец, соединенный с положительным выходным контактом устройства питания постоянного тока; изолирующий трансформатор, включающий в себя первичную обмотку с выводом средней точки, имеющей вывод средней точки, соединенный с другим концом дросселя постоянного тока, и вторичную обмотку, соединенную с одним из индукционной линии и индукционной катушки; резонансный конденсатор, который соединен параллельно со вторичной обмоткой и формирует резонансную схему с одним из индукционной линии и индукционной катушки при предварительно установленной частоте; первый диод, имеющий анод, соединенный с одним концом первичной обмотки с выводом средней точки; второй диод, имеющий анод, соединенный с другим концом первичной обмотки с выводом средней точки; первый переключающий элемент, включающий в себя транзистор, включенный между катодом первого диода и отрицательным выходным контактом устройства питания постоянного тока; второй переключающий элемент, включающий в себя транзистор, включенный между катодом второго диода и отрицательным выходным контактом устройства питания постоянного тока; первый стабилитрон, имеющий катод, соединенный с одним концом первичной обмотки с выводом средней точки и с базой транзистора, формирующего второй переключающий элемент, и анод, соединенный с отрицательным выходным контактом устройства питания постоянного тока; и второй стабилитрон, имеющий катод, соединенный с другим концом первичной обмотки с выводом средней точки и с базой транзистора, формирующего первый переключающий элемент, и анод, соединенный с отрицательным выходным контактом устройства питания постоянного тока, причем ток, проходящий через первый стабилитрон от одного конца первичной обмотки с выводом средней точки, приводит в действие транзистор, формирующий второй переключающий элемент, ток, проходящий через второй стабилитрон от другого конца первичной обмотки с выводом от средней точки, приводит в действие транзистор, формирующий первый переключающий элемент, а транзистор, формирующий первый переключающий элемент, и транзистор, формирующий второй переключающий элемент, попеременно приводятся в действие таким образом, чтобы проводить переменный ток через вторичную обмотку с предварительно установленной частотой.

В этой конфигурации постоянный ток подается от источника питания постоянного тока на первичную обмотку с выводом средней точки через дроссель постоянного тока. Когда ток проходит через первый стабилитрон от одного конца первичной обмотки с выводом средней точки, напряжение стабилитрона первого стабилитрона подается на базу второго транзистора, чтобы привести в действие второй транзистор, и ток проходит через второй диод, имеющий катод, соединенный со вторым транзистором, таким образом, что направление тока, протекающего в первичную обмотку, изменяется. Затем напряжение базы второго транзистора становится равным 0, напряжение стабилитрона второго стабилитрона подается на базу первого транзистора, чтобы привести в действие первый транзистор, и ток проходит через первый диод, имеющий катод, соединенный с первым транзистором, таким образом, что направление тока, протекающего в первичную обмотку, изменяется. Таким образом, первый транзистор и второй транзистор включаются попеременно. Направление тока, протекающего в первичную обмотку, изменяется каждый раз, когда транзисторы переключаются. Соответственно, ток, проходящий через вторичную обмотку, попеременно меняется. Ток максимален при предварительно установленной частоте, что позволяет схеме, включающей в себя резонансный конденсатор и одно из индукционной линии и индукционной катушки, формировать резонансную схему, таким образом, что первый транзистор и второй транзистор приводятся в действие с предварительно установленной частотой схемы. Другими словами, переменный ток подается в результате автоколебаний на одно из индукционной линии и индукционной катушки с предварительно установленной частотой схемы. Таким образом, контроллер переключения для приведения в действие транзисторов (переключающих элементов) не нужен.

Более того, даже если время переключений переключающих элементов смещено таким образом, что элементы одновременно включаются, замкнутая цепь, включающая в себя переключающие элементы, не питается циркулирующим током в результате срабатываний переключающих элементов, что уменьшает потери энергии. Это происходит, потому что конденсатор, соединенный с переключающими элементами, отсутствует, и предоставляются первый и второй диоды. Более того, ток восстановления диодов вызывает протекание мгновенного тока при приложении обратного напряжения. Так как соединена только первичная обмотка, можно предотвратить протекание циркулирующего тока через замкнутую цепь, тем самым уменьшая потери энергии.

Третьим аспектом данного изобретения является первый или второй аспекты данного изобретения, в которых переменный ток, проходящий через одно из индукционной линии и индукционной катушки, имеет частоту, которая становится меньше предварительно установленной частоты в присутствии чего-то одного из подвижного объекта или приемной катушки устройства.

В этой конфигурации резонансный конденсатор и одно из индукционной линии и индукционной катушки формируют резонансную схему с предварительно установленной частотой. Полное сопротивление схемы увеличивается в присутствии одного из подвижного объекта или приемной катушки устройства, таким образом, что резонансная частота уменьшается, и частота автоколебаний становится меньше предварительно установленной частоты соответственно.

Четвертый аспект данного изобретения представляет собой третий аспект данного изобретения, в котором нагрузка, соединенная с приемной катушкой, имеет значение, которое устанавливается на основании пониженной частоты.

В этой конфигурации нагрузка, питаемая от одного из подвижного объекта и приемной катушки устройства, имеет предварительно установленное значение, которое позволяет работать при пониженной частоте.

Пятый аспект данного изобретения представляет собой любой аспект данного изобретения из аспектов с первого по четвертый, в котором каждая из индукционной катушки и приемной катушки намотаны вокруг двух стержней сердечников, сформированных в форме канала при виде сбоку, и напряжение, наводимое на приемной катушке, ограничено предварительно установленным напряжением в связи с насыщением сердечников.

В этой конструкции напряжение приемной катушки не выше предварительно установленного напряжения в связи с насыщением сердечников. Таким образом, мощность, получаемая приемной катушкой, ограничена, что предотвращает перегрузку индукционной катушки.

Шестой аспект данного изобретения представляет собой пятый аспект данного изобретения, в котором сердечник приемной катушки меньше сердечника индукционной катушки.

В этой конфигурации сердечник приемной катушки меньше сердечника индукционной катушки. Таким образом, даже если положение удерживаемого сердечника приемной катушки смещено относительно положения сердечника индукционной катушки, напряжение, требуемое для приемной катушки, наводится.

Седьмым аспектом данного изобретения является бесконтактное питающее оборудование, включающее в себя индукционную линию, расположенную вдоль пути перемещения подвижного объекта и питаемую переменным током, или индукционную катушку, которая расположена в предварительно установленном положении для удержания устройства и которая питается переменным током, причем подвижный объект включает в себя приемную катушку, на которой магнитным потоком, создаваемым на индукционной линии, наводится электродвижущая сила, или устройство включает в себя приемную катушку, на которой магнитным потоком, создаваемым на индукционной линии, наводится электродвижущая сила,

причем бесконтактное питающее оборудование включает в себя: устройство питания постоянного тока, которое подает постоянный ток; дроссель постоянного тока, который имеет один конец, соединенный с положительным выходным контактом устройства питания постоянного тока; изолирующий трансформатор, включающий в себя первичную обмотку с выводом средней точки, имеющую вывод средней точки, соединенный с другим концом дросселя постоянного тока, и вторичную обмотку, соединенную с одним из индукционной линии и индукционной катушки; резонансный конденсатор, который соединен параллельно со вторичной обмоткой и формирует резонансную схему с одним из индукционной линии и индукционной катушки при предварительно установленной частоте; первый переключающий элемент, включающий в себя транзистор, включенный между одним концом первичной обмотки с выводом средней точки и отрицательным выходным контактом устройства питания постоянного тока; второй переключающий элемент, включающий в себя транзистор, включенный между другим концом первичной обмотки с выводом средней точки и отрицательным выходным контактом устройства питания постоянного тока; первый диод стабилизации тока, имеющий анод, соединенный с одним концом первичной обмотки с выводом средней точки; первый стабилитрон, имеющий катод, соединенный с катодом первого диода стабилизации тока и с базой транзистора, формирующего второй переключающий элемент, и анод, соединенный с отрицательным выходным контактом устройства питания постоянного тока; второй диод стабилизации тока, имеющий анод, соединенный с другим концом первичной обмотки с выводом от средней точки; и второй стабилитрон, имеющий катод, соединенный с катодом второго диода стабилизации тока и с базой транзистора, формирующего первый переключающий элемент, и анод, соединенный с отрицательным выходным контактом устройства питания постоянного тока, причем ток, проходящий через первый диод стабилизации тока и первый стабилитрон от одного конца первичной обмотки с выводом от средней точки, приводит в действие транзистор, формирующий второй переключающий элемент, причем заряд базы второго транзистора на данном этапе разряжается на один конец первичной обмотки, второй транзистор полностью переводится в непроводящее состоянии, ток, проходящий через второй диод стабилизации тока и стабилитрон от другого конца первичной обмотки с выводом от средней точки, приводит в действие транзистор, формирующий первый переключающий элемент, причем заряд базы второго транзистора на данном этапе разряжается на другой конец первичной обмотки, и первый транзистор переводится в непроводящее состояние.

В этой конфигурации постоянный ток, подаваемый на первичную обмотку с выводом средней точки от источника питания постоянного тока через дроссель постоянного тока, подается на первый стабилитрон через первый диод стабилизации тока или на второй стабилитрон через второй диод стабилизации тока, напряжение стабилитрона первого стабилитрона или второго стабилитрона подается на базу транзистора, формирующего первый переключающий элемент, или на базу транзистора, формирующего второй переключающий элемент, и один из первого переключающего элемента и второго переключающего элемента включается, когда напряжение стабилитрона достигает предварительно установленного напряжения базы, с небольшой временной задержкой, таким образом, что схема восстанавливается. Когда приводится в действие первый переключающий элемент, заряд базы второго переключающего элемента разряжается. Когда приводится в действие второй переключающий элемент, заряд базы первого переключающего элемента разряжается. Таким образом, может быть достигнута устойчивая работа при переключениях.

При этом, даже если время переключений переключающих элементов смещено таким образом, что элементы включаются одновременно, замкнутая цепь, включающая в себя переключающие элементы, не питается циркулирующим током в результате срабатываний переключающих элементов, что уменьшает потери энергии. Это происходит, потому что отсутствует конденсатор, соединенный с переключающими элементами.

Диод стабилизации тока используется для увеличения напряжения стабилитрона для обеспечения напряжения базы транзистора, формирующего переключающий элемент, таким образом, что напряжение стабилитрона устойчиво увеличивается, не приводя к временной задержке, и достигается более устойчивая работа при переключениях.

Восьмой аспект данного изобретения представляет собой седьмой аспект данного изобретения, в котором бесконтактное питающее оборудование также включает в себя: первый переключающий диод, имеющий анод, соединенный с катодом первого диода стабилизации тока, и катод, соединенный с одним концом первичной обмотки с выводом средней точки; и второй переключающий диод, имеющий анод, соединенный с катодом второго диода стабилизации тока, и катод, соединенный с другим концом первичной обмотки с выводом от средней точки.

В этой конфигурации постоянный ток, подаваемый от источника питания постоянного тока на первичную обмотку с выводом от средней точки через дроссель постоянного тока, подается на первый стабилитрон через первый диод стабилизации тока или на второй стабилитрон через второй диод стабилизации тока. Напряжение стабилитрона одного из первого стабилитрона и второго стабилитрона подается на базу транзистора, формирующего первый переключающий элемент, или на базу транзистора, формирующего второй переключающий элемент, и один из первого переключающего элемента и второго переключающего элемента включается, когда напряжение стабилитрона достигает предварительно установленного напряжения базы, с небольшой временной задержкой, таким образом, что схема восстанавливается. Когда приводится в действие первый переключающий элемент, заряд базы второго переключающего элемента разряжается через первый переключающий диод. Когда приводится в действие второй переключающий элемент, заряд базы первого переключающего элемента разряжается через второй переключающий диод. Таким образом, может быть достигнута устойчивая работа при переключениях.

В соответствии с бесконтактным питающим оборудованием по данному изобретению первый транзистор и второй транзистор включаются попеременно, и направление тока в первичной обмотке изменяется каждый раз, когда транзисторы переключаются. Соответственно, ток, проходящий через вторичную обмотку, попеременно меняет направление. Ток максимален при предварительно установленной частоте, которая позволяет схеме, включающей в себя резонансный конденсатор и одно из индукционной линии и индукционной обмотки, сформировать резонансную цепь, таким образом, что первый транзистор и второй транзистор приводятся в действие с предварительно установленной частотой схемы. Другими словами, переменный ток подается в результате автоколебаний на одно из индукционной линии и индукционной катушки с предварительно установленной частотой схемы. Таким образом, контроллер переключения для приведения в действие транзисторов (переключающих элементов) не нужен.

В соответствии с бесконтактным питающим оборудованием по данному изобретению, даже если время переключений переключающих элементов смещено таким образом, что элементы включаются одновременно, замкнутая цепь, включающая в себя переключающие элементы, не питается циркулирующим током в результате срабатываний переключающих элементов, что уменьшает потери энергии. Это происходит, потому что конденсатор, соединенный с переключающими элементами, отсутствует, и предоставляются первый и второй диоды. Более того, ток восстановления диодов вызывает протекание мгновенного тока при приложении обратного напряжения. Так как соединена только первичная обмотка, можно предотвратить протекание циркулирующего тока через замкнутую цепь, тем самым уменьшая потери энергии.

В соответствии с бесконтактным питающим оборудованием по данному изобретению диод стабилизации тока используется для увеличения напряжения стабилитрона для обеспечения напряжения базы транзистора, формирующего переключающий элемент, таким образом, что напряжение стабилитрона устойчиво увеличивается, не приводя к временной задержке, и достигается более устойчивая работа при переключениях.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретения поясняются описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает схему бесконтактного питающего оборудования в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;

Фиг. 2 изображает вид в поперечном разрезе, индукционные катушки и приемные катушки бесконтактного питающего оборудования;

Фиг. 3 изображает общий вид индукционных катушек и приемных катушек бесконтактного питающего оборудования;

Фиг. 4 изображает схему бесконтактного питающего оборудования в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;

Фиг. 5 изображает схему бесконтактного питающего оборудования в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения;

Фиг. 6 изображает схему бесконтактного питающего оборудования в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения;

Фиг. 7 изображает схему бесконтактного питающего оборудования в соответствии с пятым вариантом осуществления изобретения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Первый вариант осуществления.

Фиг. 1 изображает схему бесконтактного питающего оборудования в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.

Как изображено на Фиг. 1, первичная сторона (питающая сторона) включает в себя устройство 11 питания постоянного тока, питающее устройство 12 и блок 13 питания, а вторичная сторона (приемная сторона) включает в себя приемный блок 15. Блок 13 питания расположен в предварительно установленном положении, где удерживается подвижное устройство (не изображено), включающее в себя приемный блок 15. На Фиг. 1 штрихпунктирная линия указывает на путь 17 перемещения устройства.

Устройство 11 питания постоянного тока получает энергию от сетевого источника питания переменного тока, преобразует переменный ток в постоянный ток и подает постоянный ток при номинальном напряжении постоянного тока на питающее устройство 12.

Питающее устройство 12 включает в себя:

дроссель 21 постоянного тока, который имеет один конец, соединенный с положительным выходным контактом устройства 11 питания постоянного тока и питается постоянным током;

изолирующий трансформатор 24, включающий в себя первичную обмотку 22 с выводом средней точки, имеющую вывод 22а средней точки, соединенный с другим концом дросселя 21 постоянного тока, и вторичную обмотку 23, противоположную первичной обмотке 22 и соединенную с индукционной катушкой 42 (как будет описано позже) блока 13 питания;

резонансный конденсатор 25, который соединен параллельно со вторичной обмоткой 23 изолирующего трансформатора 24 и формирует резонансную схему с индукционной катушкой 42 блока 13 питания при предварительно установленной частоте;

первый диод 26, имеющий анод, соединенный с одним концом 22b первичной обмотки 22 с выводом средней точки;

второй диод 27, имеющий анод, соединенный с другим концом 22с первичной обмотки 22 с выводом средней точки;

первый резистор 28 и первый стабилитрон 29, которые соединены последовательно между одним концом 22b первичной обмотки 22 с выводом средней точки и отрицательным выходным контактом устройства 11 питания постоянного тока;

первый резистор 30 затвора, имеющий один конец, соединенный с местом соединения первого резистора 28 и первого стабилитрона 29;

второй резистор 31 и второй стабилитрон 32, которые соединены последовательно между другим концом 22с первичной обмотки 22 с выводом средней точки и отрицательным выходным контактом устройства 11 питания постоянного тока;

второй резистор 33 затвора, имеющий один конец, соединенный с местом соединения второго резистора 31 и второго стабилитрона 32;

первый (NPN) транзистор (пример первого переключающего элемента) 35, имеющий ограничитель бросков тока (диод), причем первый транзистор имеет коллектор, соединенный с катодом первого диода 26, эмиттер, соединенный с отрицательным выходным контактом источника 11 питания постоянного тока, и базу, соединенную с другим концом второго резистора 33 затвора;

второй (NPN) транзистор (пример второго переключающего элемента) 36, имеющий ограничитель бросков тока (диод), причем первый транзистор имеет коллектор, соединенный с катодом второго диода 27, эмиттер, соединенный с отрицательным выходным контактом источника 11 питания постоянного тока, и базу, соединенную с другим концом первого резистора 30 затвора; и

пластина воздушного охлаждения (не изображено), на которой эти элементы расположены.

Катод первого стабилитрона 29 соединен с одним концом 22b первичной обмотки 22 с выводом средней точки через первый резистор 28. Анод первого стабилитрона 29 соединен с отрицательным выходным контактом источника 11 питания постоянного тока. Катод второго стабилитрона 32 соединен с другим концом 22с первичной обмотки 22 с выводом средней точки через второй резистор 31. Анод второго стабилитрона 32 соединен с отрицательным выходным контактом источника 11 питания постоянного тока.

В конфигурации питающего 12 устройства, ток, проходящий через первый стабилитрон 29 от одного конца 22b первичной обмотки 22 с выводом средней точки, приводит в действие второй транзистор 36, а ток, проходящий через второй стабилитрон 32 от другого конца 22b первичной обмотки 22 с выводом средней точки, приводит в действие первый транзистор 35.

Как изображено на Фиг. 2 и 3, питающий блок 13 имеет плоские элементы 41 ферритового сердечника, соединенные в форме канала при виде сбоку. Элементы 41 ферритового сердечника горизонтально соединены с концами стержней 13А. На каждый из стержней 13А в форме канала наматывается индукционная катушка 42 для формирования питающего элемента 43. Два питающих элемента 43 расположены на алюминиевом напольном элементе 44 таким образом, что промежутки в форме канала располагаются последовательно в направлении перемещения Х приемного блока 15.

Как изображено на Фиг. 1, приемный блок 15 включает в себя приемный элемент 52 (Фиг. 2), на который намотаны приемные катушки 51, резонансный конденсатор 53, который формирует резонансную схему при резонансной частоте, что будет описано позже, с приемными катушками 51 и выпрямитель 54, который соединен параллельно с резонансным конденсатором 53.

Как изображено на Фиг. 2 и 3, приемный элемент 52 имеет плоские элементы 56 ферритового сердечника, соединенные в форме канала на виде сбоку. Элементы 56 ферритового сердечника горизонтально соединены с концами стержней 52А. На каждый из стержней в форме канала 52А наматывается приемная катушка 51, и они закреплены на алюминиевом напольном элементе 57. Напряжение, генерируемое на приемном элементе 52 ограничено предварительно установленным значением напряжения, или более низким значением из-за напряжений насыщения элементов 56 ферритового сердечника. Как изображено на Фиг. 2 и 3, элементы 56 ферритового сердечника приемного элемента 52 (приемных катушек 51) меньше размером по сравнению с элементами 41 ферритового сердечника блока 13 питания (индукционных катушек 42), и форма (размеры) приемного элемента 52 меньше по сравнению с формой (размерами) питающего элемента 43.

Как изображено на Фиг. 2, приемный элемент 52 (приемные катушки 51) перемещается таким образом, что элементы ферритового сердечника 56, расположенные на концах стержней 52А приемного элемента 52, расположены напротив элементов 41 ферритового сердечника, расположенных на концах четырех стержней 13А блока 13 питания.

Работа данной конфигурации будет описана ниже.

1. Когда устройство 11 питания постоянного тока соединено с сетевым источником питания, постоянный ток подается на дроссель 21 постоянного тока питающего устройства 12. В этом состоянии первый транзистор 35 и второй транзистор 36 оба выключены.

2. Постоянный ток, подаваемый на дроссель 21 постоянного тока, изменяется, в зависимости от, например, прямых напряжений диодов 26 и 27, изменений характеристик транзисторов 35 и 36, и погрешностей сопротивления резисторов 28, 30, 31 и 33, даже если значения компонентов одинаковые. В этом случае предполагается, что ток проходит через второй стабилитрон 32 от другого конца 22с первичной обмотки 22 с выводом средней точки, первый транзистор 35 имеет напряжение базы, равное 0,7 В, и затем первый транзистор 35 первым включается (становится проводящим).

3. Таким образом, постоянный ток, подаваемый на дроссель 21 постоянного тока, проходит через один конец 22b, первый диод 26 и первый транзистор 35 от вывода 22а средней точки первичной обмотки 22 и затем течет в первый стабилитрон 29 от одного конца 22b через первый резистор 28.

Заряд затвора первого транзистора 35 переходит на другой конец 22с первичной обмотки 22 с выводом средней точки через второй резистор 33 затвора и второй резистор 31, первый транзистор 35 имеет напряжение затвора, равное 0 В, и первый транзистор 35 выключается (становится непроводящим). В то же время второй транзистор 36, имеющий напряжение базы, равное 0,7 В, включается (становится проводящим).

4. Постоянный ток, подаваемый на дроссель 21 постоянного тока, проходит через другой конец 22с, второй диод 27 и второй транзистор 36 от вывода 22а средней точки первичной обмотки 22 и затем течет во второй стабилитрон 32 от другого конца 22с через второй резистор 31.

На этом этапе заряд затвора второго транзистора 36 переходит на один конец 22b первичной обмотки 22 с выводом средней точки через первый резистор 30 затвора и первый резистор 28, второй транзистор 36 имеет напряжение затвора, равное 0 В, и второй транзистор 36 выключается (становится непроводящим). В то же время первый транзистор 35, имеющий напряжение базы, равное 0,7 В, включается (становится проводящим).

Эти процессы повторяются для совершения колебаний.

Таким образом, первый транзистор 35 и второй транзистор 36 попеременно включаются. Направление тока в первичной обмотке 22 изменяется каждый раз, когда транзисторы переключаются.

5. Соответственно, ток, проходящий через вторичную обмотку 23, попеременно меняет направление. Ток максимален при резонансной частоте (например, 15 кГц) схемы, включающей в себя резонансный конденсатор 25 и индукционные катушки 42 блока 13 питания, таким образом, что первый транзистор 35 и второй транзистор 36 попеременно переключаются при резонансной частоте каждые 180°. Другими словами, получаются автоколебания при резонансной частоте схемы, включающей в себя резонансный конденсатор 25 и индуктивные катушки 42 блока 13 питания, и переменный ток с резонансной частотой подается на индукционные катушки 42. Таким образом, схема управления для приведения в действие первого транзистора 35 и второго транзистора 36 не нужна.

6. Когда приемный блок 15, расположенный напротив питающего блока 13, перемещается, магнитные потоки, создаваемые на индукционных катушках 42, наводят большую электродвижущую силу на приемных катушках 51, которые резонируют с частотой индукционной катушки 42. Переменный ток, создаваемый электродвижущей силой, подается на выпрямитель 54, и затем постоянный ток, выпрямленный выпрямителем 54, подается на нагрузку устройства. На этом этапе приемные катушки 51 устройства приводят к увеличению полного сопротивления цепи, соединенной с резонансным конденсатором 25 блока 12 питания. Таким образом, частота переменного тока, проходящего через индукционные катушки 42, падает ниже (например, до 14 кГц) предварительно установленного значения частоты (резонансной частоты схемы, включающей в себя резонансный конденсатор 25 и индукционные катушки 42), и частота автоколебаний уменьшается соответственно. Приемные катушки 51 и резонансный конденсатор 53 приемного блока 15 выбираются таким образом, чтобы уменьшенная частота (например, 14 кГц) выступала в роли резонансной частоты. Более того, напряжение, генерируемое на приемном элементе 52 (приемных катушках 51), ограничено предварительно установленным значением напряжения в связи с напряжениями насыщения элементов 56 ферритного сердечника, тем самым ограничивая энергию, получаемую приемным блоком 15.

Как уже обсуждалось, в соответствии с первым вариантом осуществления, даже если время переключений транзисторов 35 и 36 смещено таким образом, что элементы одновременно включаются, замкнутая цепь, включающая в себя транзисторы 35 и 36, не питается циркулирующим током в результате срабатываний транзисторов 35 и 36, или не питается шумовым током, создаваемым при переключении транзисторов 35 и 36, что уменьшает потери энергии. Это происходит, потому что конденсатор, соединенный с транзисторами 35 и 36, отсутствует и предусмотрены первый и второй диоды 26 и 27. Более того, ток восстановления диодов 26 и 27 приводит к прохождению тока при приложении обратного напряжения. Так как соединена только первичная обмотка 22, можно предотвратить протекание циркулирующего тока через замкнутую цепь, тем самым уменьшая потери энергии и увеличивая кпд.

В соответствии с первым вариантом осуществления автоколебание транзисторов 35 и 36 может исключить потребность в схеме управления для приведения в действие транзисторов 35 и 36.

В соответствии с первым вариантом осуществления, в случае когда приемный элемент 15 отсутствует, ток проходит через индукционные катушки 42 с большей частотой, чем в присутствии приемного блока 15. Таким образом, требуется лишь небольшой ток, что уменьшает потери энергии в отсутствие приемного элемента 15.

В соответствии с первым вариантом осуществления элемент 56 ферритового сердечника приемной катушки 51 меньше размером по сравнению с элементом 41 ферритового сердечника индукционной катушки 42. Таким образом, даже если положение элемента 56 ферритового сердечника приемной катушки 51 смещено относительно положения элемента 41 ферритового сердечника индукционной катушки 42, необходимое напряжение может быть наведено на приемной катушке 51.

В соответствии с первым вариантом осуществления напряжение, создаваемое на приемном элементе 52, ограничено предварительно установленным значением напряжения или более малым значением в связи с напряжениями намагничивания элементов 56 ферритового сердечника. Таким образом, энергия, получаемая приемным блоком 15, ограничена, что предотвращает перегрузку индукционной катушки 42 (первичной стороны).

Второй вариант осуществления

Фиг. 4 изображает схему бесконтактного питающего оборудования в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения. Те же конфигурации схемы, что и в первом варианте осуществления, обозначены теми же ссылочными номерами, и их пояснение опущено.

В первом варианте осуществления блок 13 питания соединен с резонансным конденсатором 25, в то время как во втором варианте осуществления, как изображено на Фиг. 4, индукционная линия 62, формирующая резонансную схему с резонансным конденсатором 25 при предварительно установленной частоте, подсоединена вместо блока 13 питания. Индукционная линия 62 проложена вдоль пути перемещения 61 подвижных объектов. Приемные блоки 15 установлены на подвижных объектах и получают энергию из индукционной линии 62.

Подробное описание работы аналогично описанию для первого варианта осуществления и, таким образом, его пояснение будет опущено.

Когда энергия подается на приемные блоки 15 из индукционной линии 62, полное сопротивление цепи, соединенной с резонансным конденсатором 25 питающего устройства 12 меняется с изменением мощности нагрузки, соединенной с приемным блоком 15, изменяя резонансную частоту. Таким образом, изменяется электродвижущая сила, которая наводится на приемном блоке 15. Подвижные объекты должны быть спроектированы таким образом, чтобы подавать энергию на нагрузку, даже при изменении электродвижущей силы в зависимости от изменения частоты.

Третий вариант осуществления

Фиг. 5 изображает схему бесконтактного питающего оборудования в соответствии с третьим вариантом осуществления данного изобретения. Те же конфигурации схемы, что и в первом варианте осуществления, обозначены теми же ссылочными номерами, и их пояснение опу