Плоская катушка



Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка
Плоская катушка

 


Владельцы патента RU 2481662:

ПАНАСОНИК КОРПОРЭЙШН (JP)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях переменного тока в постоянный ток и в бесконтактных устройствах связи. Технический результат состоит в уменьшении роста эффективного сопротивления в высокочастотном диапазоне вследствие поверхностного эффекта за счет выполнения плоской катушки более тонкой. Плоская катушка 10 содержит параллельные друг другу провода 11, расположенные в одной плоскости и спирально намотанные. Концы 13а и 13b соответствующих проводов 11 электрически соединены друг с другом на выводах 12а и 12b катушки и таким образом соединены параллельно. Провода 11 расположены в одной плоскости, поэтому толщина катушки не увеличивается и катушка 10 выполнена тонкой. Кроме того, провода 11 соединены параллельно. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 21 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к плоской катушке для использования в устройстве для бесконтактной передачи электрической энергии и т.п.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В уровне техники, представленном, например, опубликованной патентной заявкой Японии №2006-42519, в качестве технологии бесконтактной передачи предложено устройство для бесконтактной передачи электрической энергии, использующее явление электромагнитной индукции, создаваемой катушкой. Это устройство показано на фиг.15. Устройство 80 для бесконтактной передачи электрической энергии содержит передающую катушку 81S и приемную катушку 81R, расположенные друг напротив друга и далее именуемые катушкой 81. При подаче в катушку 81S переменного тока электрическая энергия передается катушке 81R благодаря электромагнитной индукции. На фиг.16А и 16В показана плоская форма катушки, используемая для катушки 81. Плоская спиральная катушка 82 выполнена более тонкой.

[0003] Как правило, для обеспечения компактности устройства 80 катушку 81 выполняют небольшого размера и используют на высокой частоте от десятков до сотен килогерц. На фиг.17 показана частотная характеристика эффективного сопротивления катушки этого типа. При использовании одного медного провода для формирования катушки эффективное сопротивление в высокочастотном диапазоне возрастает под действием поверхностного эффекта и эффекта близости, а эффективность передачи электрической энергии уменьшается.

[0004] Во избежание увеличения эффективного сопротивления в высокочастотном диапазоне катушку 81 формируют путем наматывания многожильного провода. На фиг.18 показано сечение многожильного провода 83. Как правило, провод 83 изготовлен скручиванием собранных вместе медных проводов 84 небольшого наружного диаметра. Для указанной конфигурации общая площадь поверхности провода 84 больше, а многожильный провод 83 управляет ростом эффективного сопротивления в высокочастотном диапазоне (см. фиг.17).

[0005] Однако при использовании многожильного провода 83 в плоской катушке 82 наружный диаметр намотанного провода увеличивается, поскольку многожильный провод 83 сформирован скручиванием проводов, вследствие чего плоская катушка 82 не может быть выполнена тонкой.

[0006] С точки зрения эффективности передачи электрической энергии предпочтительно использовать катушку 81 с большим наружным диаметром. При использовании многожильного провода 83 в катушке 81 необходимо сформировать по меньшей мере заданное число витков или обеспечить промежуток между витками для создания наружного диаметра катушки. На фиг.19 показана плоская катушка 85, в которой между витками многожильного провода 83 имеется промежуток. В этом случае в плоской катушке 85 необходимо использовать дополнительный элемент для формирования промежутка, или катушка должна быть сформирована специальным способом с обеспечением промежутка между витками.

[0007] Для сравнения, на фиг.20 показана плоская катушка, использующая печатную монтажную плату. Плоская катушка 86 выполнена из структуры 88 из медной фольги в печатной монтажной плате 87 и имеет сквозное отверстие 89 для вывода внутреннего конца катушки. Структура 88 в катушке 86 имеет большую площадь поверхности, благодаря чему эффективное сопротивление незначительно возрастает в высокочастотном диапазоне. На фиг.21 показан в увеличенном виде участок X катушки 86. Структура 88 имеет большой вихревой ток 91, вызванный возникающим магнитным потоком В, причем с увеличением ширины структуры 88 потери вихревого тока возрастают.

ССЫЛКА НА УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0008] Патентный документ 1: опубликованная патентная заявка Японии №2006-42519.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Настоящее изобретение решает вышеуказанную задачу, состоящую в создании более тонкой плоской катушки, уменьшающей рост эффективного сопротивления в высокочастотном диапазоне.

РЕШЕНИЕ УКАЗАННОЙ ЗАДАЧИ

[0010] Для решения вышеуказанной задачи настоящим изобретением предложена плоская катушка, содержащая провода, параллельные друг другу, расположенные в одной плоскости и намотанные по спирали, причем концы соответствующих проводов катушки электрически соединены друг с другом на выводе катушки с обеспечением параллельного соединения проводов.

[0011] Благодаря вышеуказанной конфигурации, в которой провода расположены в одной плоскости, толщина катушки не увеличивается, а, напротив, катушка становится тоньше. Более того, провода соединены друг с другом параллельно, так что рост эффективного сопротивления в высокочастотном диапазоне вследствие поверхностного эффекта уменьшен.

[0012] В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения взаимное расположение внешнего и внутреннего контуров параллельно соединенных проводов изменяется вдоль намотки проводов.

[0013] Благодаря вышеуказанной конфигурации, в которой взаимное расположение внешнего и внутреннего контуров соединенных параллельно проводов изменяется вдоль намотки, предотвращена контурного тока генерация, потери в обмотке являются управляемыми, а при бесконтактной передаче электрической энергии эффективность передачи энергии возрастает.

[0014] В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения взаимное расположение проводов изменяется четное число раз за один оборот.

[0015] Благодаря вышеуказанной конфигурации, в которой взаимное расположение проводов изменяется четное число раз за один оборот, уменьшено влияние изменения диаметра катушки, имеющего место в спиральной форме, и с высокой точностью обеспечена компенсация контурного тока.

[0016] В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения места изменения взаимного расположения проводов не выровнены друг относительно друга.

[0017] Благодаря вышеуказанной конфигурации, в которой места изменения взаимного расположения проводов не выровнены друг относительно друга, указанные места изменения взаимного расположения не находятся в одном месте, а увеличение толщины, вызванное изменением взаимного расположения проводов, остается минимальным.

[0018] В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения плоская катушка имеет конфигурацию, в которой провода, число которых равно четному числу соединенных параллельно витков, намотаны в заданное число оборотов, разделенное на указанное четное число; провода, расположение внутреннего и внешнего контуров которых отличается друг от друга, соединены последовательно на выводе катушки с формированием заданного числа оборотов; а концы соответствующих проводов катушки соединены друг с другом параллельно на выводе катушки.

[0019] Благодаря вышеуказанной конфигурации взаимное расположение проводов изменяется на выводе катушки, так что нет необходимости изменять взаимное расположение проводов в намотанной катушке, что позволяет просто сформировать тонкую плоскую катушку.

[0020] В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения плоская катушка имеет конфигурацию, в которой четное число витков, имеющих одинаковый диаметр или по меньшей мере равное число оборотов, уложены стопой; взаимное расположение проводов, расположение внутреннего и внешнего контуров которых отличается друг от друга, изменяется между витками, а провода последовательно соединены друг с другом.

[0021] Благодаря вышеуказанной конфигурации расположение проводов изменяется между витками таким образом, что нет необходимости изменять взаимное расположение проводов в намотанной катушке, что позволяет просто сформировать тонкую плоскую катушку.

[0022] В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения в качестве провода использован медный провод.

[0023] Благодаря вышеуказанной конфигурации, в которой использован тонкий медный провод, плоская катушка выполнена более тонкой.

[0024] В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения провод может быть сформирован из структуры на основе медной фольги.

[0025] Благодаря вышеуказанной конфигурации группы проводов структуры на основе медной фольги соединены параллельно, так что ширина каждой группы проводов и вихревой ток могут быть уменьшены.

[0026] В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения медный провод выполнен из многожильного провода.

[0027] Благодаря вышеуказанной конфигурации многожильные провода расположены в одной плоскости и спирально намотаны с обеспечением значения диаметра, требуемого для плоской катушки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0028] Ниже приведено описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Следует отметить, что все чертежи представлены с целью иллюстрации сущности настоящего изобретения или вариантов его реализации. На прилагаемых чертежах:

на фиг.1А показан вид сверху плоской катушки согласно первому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, а на фиг.1В показан вид сбоку плоской катушки, изображенной на фиг.1А;

на фиг.2 показана эквивалентная принципиальная электрическая схема плоской катушки, изображенной на фиг.1А;

на фиг.3 показан вид сбоку, иллюстрирующий конфигурацию плоской катушки, изображенной на фиг.1А, при бесконтактной передаче электрической энергии;

на фиг.4А показан вид сверху, иллюстрирующий магнитный поток, связанный с плоской катушкой, согласно первому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, а на фиг.4 В показан вид сбоку, иллюстрирующий магнитный поток, изображенный на фиг.4А;

на фиг.5 показана эквивалентная принципиальная электрическая схема плоской катушки, показанной на фиг.4А;

на фиг.6 показан вид сверху плоской катушки согласно второму предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.7 показан вид сверху плоской катушки согласно третьему предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.8 показан вид сверху плоской катушки согласно четвертому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.9 показан вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию провода плоской катушки согласно пятому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.10 приведено изображение плоской катушки, иллюстрирующее соединение провода плоской катушки, показанного на фиг.9;

на фиг.11 показана эквивалентная принципиальная электрическая схема плоской катушки, изображенной на фиг.10;

на фиг.12А показан вид сверху плоской катушки согласно шестому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, а на фиг.12 В показан вид сбоку плоской катушки, изображенной на фиг.12А;

на фиг.13 показана эквивалентная принципиальная электрическая схема плоской катушки, изображенной на фиг.12А;

на фиг.14 показан вид сверху плоской катушки согласно настоящему изобретению, в которой в качестве провода использована структура из медной фольги;

на фиг.15 показана структурная схема известного устройства для бесконтактной передачи электрической энергии;

на фиг.16А показан вид сверху плоской катушки, изображенной на фиг.15, а на фиг.16В показан вид сбоку плоской катушки, изображенной на фиг.15;

на фиг.17 показан график зависимости общей частотной характеристики от эффективного сопротивления катушки;

на фиг.18 показано поперечное сечение многожильного провода;

на фиг.19 показан вид сверху известной плоской катушки, в которой использован многожильный провод,

на фиг.20 показан вид сверху известной плоской катушки, в которой использована печатная монтажная плата; а

на фиг.21 в увеличенном виде показан участок X, показанный на фиг.20.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ

[0029] На фиг.1А и 1 В показана конфигурация плоской катушки 10 согласно первому предпочтительному варианту реализации. Катушка 10 оснащена проводами 11А, 11В, 11С и 11D (далее именуемыми проводами 11), которые намотаны параллельно друг другу по спирали в одной плоскости. Концы 13а и 13b проводов 11 расположены на выводах 12а и 12b катушки 10. Провода 11 параллельно соединены путем электрического соединения концов 13а соответствующих параллельных проводов 11 на выводе 12а и путем электрического соединения противоположных концов 13b на выводе 12b. Провода 11 изолированы друг от друга между концами 13а и 13b. Число проводов 11 не ограничено четырьмя, но необходимо использовать по меньшей мере два провода. Диаметр и число проводов выбраны в зависимости от значения эффективного сопротивления на используемой частоте, а также диаметра и толщины катушки 10.

[0030] На фиг.2 показана эквивалентная принципиальная электрическая схема катушки 10. Электрический ток проходит в катушке при подаче электрического тока между концами 13а и 13b или изменении магнитного потока, связанного с катушкой 10.

[0031] Катушка 10 сформирована, например, путем наматывания прямых проводов 11 на остов (не показан). Расстояние между боковыми пластинами намоточного остова выбрано небольшим и незначительно превышает диаметр проводов 11. Спирально намотанные провода 11 расположены между боковыми пластинами остова. Провода 11 выполнены в виде самосклеивающихся изолированных проводов, в которых слой связующего материала расположен, например, вокруг покрытого эмалью медного провода. В качестве связующего материала могут быть использованы, например, смола на основе поливинилбутираля, смола на основе сополимеризованного полиамида или феноксисмолы. Самосклеивающиеся изолированные провода могут быть быстро и легко прикреплены друг к другу при нагревании или обработке растворителем. Спиральная конфигурация катушки 10 сохраняется благодаря скреплению друг с другом проводов 11. Сформированную катушку 10 снимают с намоточного остова.

[0032] В соответствии с настоящим предпочтительным вариантом реализации катушки 10, провода 11 расположены в одной плоскости, так что толщина катушки не увеличена, а, напротив, катушка выполнена более тонкой. Более того, провода 11 соединены друг с другом параллельно, так, что уменьшен рост эффективного сопротивления в высокочастотном диапазоне вследствие поверхностного эффекта. Кроме того, параллельно соединенные провода 11 намотаны по спирали, так что можно легко получить требуемый диаметр плоской катушки.

[0033] Ниже описана бесконтактная передача электрической энергии с использованием катушки 10. На фиг.3 показана конфигурация плоской катушки при бесконтактной передаче электрической энергии. Передающая катушка 10S и приемная катушка 10R, выполненные как катушка 10 согласно настоящему предпочтительному варианту реализации, обращены друг к другу вдоль передающей оболочки 14 и приемной оболочки 15. Магнитный поток В связан с катушками 10S и 10R, а электрическая энергия передается от передающей стороны к приемной стороне.

[0034] Далее подробно описан магнитный поток, связанный с соответствующими плоскими катушками при бесконтактной передаче электрической энергии, на примере плоской катушки, в которой два провода намотаны в один оборот. На фиг.4А и 4В проиллюстрированы плоская катушка и магнитный поток. Магнитный поток, проходящий за пределами внешнего контура плоской катушки, не показан. В плоской катушке 17 два параллельных провода 18 и 19 расположены в одной плоскости и намотаны в один оборот. Концы 18а и 19а проводов 18 и 19 электрически соединены друг с другом путем пайки, например, на выводе 20 катушки 17, а концы 18b и 19b электрически соединены друг с другом таким же способом на выводе 21. При подаче электрического тока на выводы 20 и 21 в катушке 17 возникает магнитный поток В, что обеспечивает передачу электрической энергии. Часть магнитного потока В между проводами 18 и 19 не участвует в передаче электрической энергии в дополнение к магнитному потоку, участвующему в передаче электрической энергии. Магнитный поток В между проводами 18 и 19 создает контурный ток 23 в параллельно соединенных проводах 18 и 19. Контурный ток 23 вызывает потери в катушке 17 и уменьшает эффективность передачи электрической энергии. Кроме того, контурный ток 23 увеличивает температуру катушки 17, что приводит к необходимости высвобождения тепла и исключает возможность уменьшения размеров устройства для бесконтактной передачи электрической энергии.

[0035] На фиг.5 показана эквивалентная принципиальная электрическая схема катушки 17. На одной стороне электрически соединены концы 18а и 19а, а на другой стороне электрически соединены концы 18b и 19b таким образом, что между концами 18а, 19а и между концами 18b, 19b сформирована катушка.

[0036] На фиг.6 показана конфигурация плоской катушки 24 согласно второму предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения. В дополнение к конфигурации первого предпочтительного варианта реализации, в катушке 24 взаимное расположение внешнего и внутреннего контуров параллельно соединенных поводов 25, 26 изменяется в месте 27 изменения взаимного расположения проводов вдоль обмотки проводов 25, 26. Провода 25, 26 электрически соединены на выводах 28, 29.

[0037] В имеющей вышеуказанную конфигурацию катушке 24 направления прохождения контурного тока в проводах 25 и 26 являются противоположными, т.е. контурный ток проходит в противоположных направлениях между выводом 28 и местом 27 (левая сторона катушки 24 на фиг.6) и между местом 27 и выводом 29 (правая сторона катушки 24 на фиг.6), что приводит к компенсации и отсутствию контурного тока. Место 27 предпочтительно расположено таким образом, что длина проводов от выводов 28 и 29 является по существу одинаковой. Благодаря вышеуказанной конфигурации улучшена симметрия между выводами 28, 29 и местом 27 и таким образом обеспечена компенсация контурного тока с высокой точностью.

[0038] Как описано выше, в катушке 24 согласно настоящему предпочтительному варианту реализации взаимное расположение внутреннего и внешнего контуров соединенных параллельно проводов 25, 26 изменяется вдоль обмотки, так что можно избежать образования контурного тока и управлять потерями в катушке, а при бесконтактной передаче электрической энергии увеличена эффективность передачи энергии.

[0039] На фиг.7 показана конфигурация катушки 30 согласно третьему предпочтительному варианту реализации. В дополнение к конфигурации второго предпочтительного варианта реализации, в катушке 30 взаимное расположение проводов 31 и 32 изменяется четное число раз, по меньшей мере два раза за один оборот. Концы проводов 31 и 32 электрически соединены соответственно (не показано: далее следует понимать аналогичным образом). В катушке 30 провода 31, 32 спирально намотаны в несколько оборотов, а взаимное расположение внешнего и внутреннего контуров параллельно соединенных проводов 31, 32 изменяется четное число раз в местах 33 и 34 изменения взаимного расположения. Четное число мест 33, 34 предпочтительно расположены по существу симметрично относительно центра катушки 30.

[0040] В намотанной в несколько оборотов плоской катушке компенсация контурного тока с высокой точностью путем изменения взаимного расположения проводов один раз за один оборот является затруднительной ввиду изменения диаметра намотки, имеющего место при спиральной форме. Согласно настоящему предпочтительному варианту реализации плоской катушки 30 взаимное расположение проводов 31, 32 изменяется четное число раз за один оборот, так что влияние изменения диаметра катушки уменьшено, что позволяет с высокой точностью компенсировать контурный ток и уменьшить потери в катушке.

[0041] На фиг.8 показана конфигурация плоской катушки 40 согласно четвертому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения. В дополнение к конфигурации второго предпочтительного варианта реализации, в катушке 40 места 45, 46 изменения взаимного расположения проводов 41, 42, 43, 44 не выровнены друг относительно друга. Например, взаимное расположение двух проводов 41, 44 из четырех проводов 11-44 изменяется в месте 45 (расположено в верхней части катушки, показанной на фиг.8), а взаимное расположение остальных двух проводов 42, 43 изменяется в месте 46 (расположено в нижней части катушки, показанной на фиг.8).

[0042] При изменении взаимного расположения всех проводов в одном месте в плоской катушке, сформированной путем наматывания большого числа параллельно соединенных проводов, толщина катушки увеличивается в этом месте. Согласно настоящему предпочтительному варианту реализации катушки 40 места 45 и 46 не выровнены друг относительно друга и не расположены в одном положении, благодаря чему увеличение толщины, вызванное изменением взаимного расположения проводов, остается минимальным.

[0043] На фиг.9 показана конфигурация проводов 51, 52, 53, 54, используемых в плоской катушке согласно пятому предпочтительному варианту реализации, а на фиг.10 показана плоская катушка 50 согласно этому предпочтительному варианту реализации, в которой проводящие провода 51, 52, 53, 54 соединены друг с другом. В дополнение к конфигурации второго предпочтительного варианта реализации в катушке 50 провода 51, 52, 53, 54, число которых равно четному числу параллельно соединенных проводов, намотаны в заданное число оборотов, разделенное на указанное четное число, провода, взаимное расположение внутреннего и внешнего контуров которых отличается друг от друга, соединены последовательно на выводе катушки с формированием указанного заданного числа оборотов, а концы соответствующих проводов катушки параллельно соединены друг с другом на выводе катушки.

[0044] Как показано на фиг.9, в плоской катушке 50 указанное заданное число оборотов равно шести, а число параллельно соединенных проводов равно двум. Два выбрано в качестве указанного четного числа, а четыре провода 51, 52, 53 и 54, т.е. удвоенное число двух параллельно соединенных проводов, намотаны в три оборота, что получено путем деления указанного заданного числа оборотов, т.е. шести, на два. Концы 51а, 52а, 53а и 54а проводов катушки расположены на одном выводе, а концы 51b, 52b, 53b и 54b расположены на другом выводе катушки 50. Далее, как показано на фиг.10, на концах проводов 51, 52, а также проводов 53 и 54 взаимное расположение внутреннего и внешнего контуров концов 52b и 53а, а также концов 51b и 54а изменяется, а концы 52b и 53а, 51b и 54а соединены последовательно с формированием катушки. В результате благодаря последовательному соединению число оборотов увеличивается и становится равным шести (3+3=6), а число параллельно соединенных проводов становится равным двум. Концы катушки последовательно соединены в месте 55 изменения взаимного расположения. Благодаря соединению, при котором в катушке 50 взаимное расположение проводов изменяется, как описано выше, электрические токи, вызванные контурным током, проходят в противоположных направлениях между проводами 51, 54 и между проводами 52, 53, так что электрический ток компенсируется, а контурный ток не проходит.

[0045] На фиг.11 показана эквивалентная схема плоской катушки 50. Концы 51а и 52а электрически соединены на одной стороне, а концы 53b и 54b электрически соединены на другой стороне с формированием катушки между концами катушки.

[0046] Согласно настоящему предпочтительному варианту реализации катушки 50, взаимное расположение проводов изменяется на выводе катушки, благодаря чему отсутствует необходимость изменения взаимного расположения проводов в намотанной катушке и, следовательно, легко может быть сформирована тонкая плоская катушка.

[0047] На фиг.12А и 12В показана конфигурация плоской катушки 60 согласно шестому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения. В дополнение к конфигурации второго предпочтительного варианта реализации, в катушке 60 уложено стопой четное число витков 61 и 62, которые имеют одинаковый диаметр или по меньшей мере равное число оборотов, а взаимное расположение проводов 611, 612 и проводов 621, 622, расположение внутреннего и внешнего контуров которых отличается друг от друга, изменяется между витками 61 и 62, благодаря чему провода последовательно соединены друг с другом. Диаметры и число оборотов в витках 61, 62 предпочтительно выбраны одинаковыми, так что контурный ток с высокой точностью компенсируется.

[0048] Как показано на фиг.12А и 12В, провод 611 намотан по внешнему контуру, а провод 612 намотан по внутреннему контуру витка 61. Провод 621 намотан по внешнему контуру, а провод 622 намотан по внутреннему контуру витка 62. В проводах 611 и 612 концы 611а и 612а на одной стороне выполнены в виде выводов из катушки 60, а концы 611b и 612b на другой стороне выполнены в виде соединительных концов, соединенных с витком 62. В проводах 621 и 622 концы 621а и 622а на одной стороне выполнены в виде соединительных концов, соединенных с витком 62, а концы 621b и 622b на другой стороне выполнены в виде выводов. Соединительный конец 611b провода 611 на внешнем контуре последовательно соединен с соединительным концом 622а провода 622 на внутреннем контуре в месте 63 изменения взаимного расположения, а соединительный конец 612b провода 612 на внутреннем контуре последовательно соединен с соединительным концом 621а провода 621 на внешнем контуре в месте 63.

[0049] На фиг.13 показана эквивалентная схема катушки 60. Выводы 611а и 612а параллельно соединены друг с другом на одной стороне, выводы 621b и 622b параллельно соединены друг с другом на другой стороне, а соединительные концы 611b, 612b, 621а и 622а соединены последовательно, как описано выше.

[0050] Как описано выше, в катушке 60 согласно настоящему предпочтительному варианту реализации взаимное расположение проводов 611 и 612 и проводов 621 и 622, расположение внутреннего и внешнего контуров которых отличается друг от друга, изменяется между витками 61 и 62, благодаря чему провода последовательно соединены друг с другом, а контурный ток компенсируется. Более того, взаимное расположение проводов изменяется между витками 61 и 62, благодаря чему отсутствует необходимость изменения взаимного расположения проводов в намотанной катушке, и, следовательно, катушка может быть легко сформирована.

[0051] Настоящее изобретение не ограничено вышеуказанными предпочтительными вариантами реализации, и возможны различные модификации в пределах объема изобретения. Например, число проводов и число оборотов в катушке в соответствующем предпочтительном варианте реализации не ограничено числом, проиллюстрированным на чертежах. Кроме того, в качестве проводящего материала для провода может быть использован материал, отличный от меди, например, также могут быть использованы алюминиевый провод или структура на основе алюминиевой фольги.

[0052] Кроме того, в вышеуказанном предпочтительном варианте реализации в качестве провода могут быть использованы параллельно намотанные одиночные медные провода или многожильные провода, поскольку они создают аналогичный эффект. Одиночный медный провод или многожильный провод выбирают подходящим образом в качестве провода с учетом толщины катушки, используемой, например, для формирования готового изделия требуемой формы.

[0053] Кроме того, провода могут быть сформированы из структуры на основе медной фольги. На фиг.14 показана конфигурация плоской катушки 70, в которой в качестве провода использована структура на основе медной фольги. В катушке 70 провода выполнены в виде группы 71 проводов из структуры на основе медной фольги. Ширина структуры каждой группы 71 уменьшена, а группы 71А, 71В, 71С и 71D проводов сформированы на плате 72 для изменения взаимного расположения группы 71 и осуществления изменения взаимного расположения при соединении групп проводов на выводе. Группы 71 соединены параллельно, а ширина структуры каждой группы 71 и вихревой ток могут быть уменьшены. В плате 72 выполнено сквозное отверстие, проходящее через одну сторону платы 72 к другой стороне платы 72 и соединяющее группу 71 вдоль намотки группы 71 (в намотанной катушке) и на выводе. Взаимное расположение группы 71 изменяется, например, в сквозном отверстии в катушке или в сквозном отверстии 73 на выводе.

[0054] Настоящее изобретение не ограничено плоской катушкой, используемой в устройстве для бесконтактной передачи электрической энергии, однако плоская катушка согласно настоящему изобретению может быть использована, например, в преобразователе переменного тока в постоянный ток или в бесконтактном устройстве связи.

[0055] Хотя настоящее изобретение подробно описано на примерах предпочтительных вариантов реализации со ссылкой на прилагаемые чертежи, специалистам ясно, что возможны различные модификации, не выходящие за пределы объема изобретения.

1. Плоская катушка, содержащая провода, параллельные друг другу, расположенные в одной плоскости и намотанные спирально, причем
концы соответствующих проводов катушки электрически соединены друг с другом на выводе катушки с обеспечением параллельного соединения проводов, и взаимное расположение внешнего и внутреннего контуров параллельно соединенных проводов изменяется вдоль намотки проводов, а места изменения взаимного расположения проводов не выровнены относительно друг друга.

2. Катушка по п.1, в которой в качестве провода использован медный провод.

3. Катушка по п.1, в которой в качестве провода использована структура на основе медной фольги.

4. Катушка по п.2, в которой в качестве медного провода использован многожильный провод.

5. Плоская катушка, содержащая провода, параллельные друг другу, расположенные в одной плоскости и намотанные спирально, причем
концы соответствующих проводов катушки электрически соединены друг с другом на выводе катушки с обеспечением параллельного соединения проводов, причем
провода, число которых равно четному числу параллельно соединенных проводом, намотаны в заданное число оборотов, разделенное на четное число; а
провода, взаимное расположение внешнего и внутреннего контуров которых отличается друг от друга, соединены последовательно на выводе катушки с формированием заданного числа оборотов.

6. Катушка по п.5, в которой в качестве провода использован медный провод.

7. Катушка по п.5, в которой в качестве провода использована структура на основе медной фольги.

8. Катушка по п.6, в которой в качестве медного провода использован многожильный провод.

9. Плоская катушка, содержащая провода, параллельные друг другу, расположенные в одной плоскости и намотанные спирально, причем
концы соответствующих проводов катушки электрически соединены друг с другом на выводе катушки с обеспечением параллельного соединения проводов, и взаимное расположение внешнего и внутреннего контуров параллельно соединенных проводов изменяется вдоль намотки проводов, причем
четное число витков, имеющих одинаковый диаметр или равное число оборотов, уложены стопой;
взаимное расположение проводов, взаимное расположение внутреннего и внешнего контуров которых отличается друг от друга, изменяется между витками, а провода последовательно соединены друг с другом.

10. Катушка по п.9, в которой в качестве провода использован медный провод.

11. Катушка по п.9, в которой в качестве провода использована структура на основе медной фольги.

12. Катушка по п.10, в которой в качестве медного провода использован многожильный провод.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах асинхронного электропривода с фазным ротором, содержащим пусковые индукционные резисторы в цепи ротора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве силового трансформатора на подстанциях, в том числе и на тяговых. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во всех конструкциях силовых и измерительных трансформаторов с ферромагнитными обмотками-стержнями.

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам с зарядным элементом, предназначенным для бесконтактной передачи электромагнитной энергии множеству электронных приборов.

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным трансформаторам. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во всех конструкциях силовых и измерительных трансформаторов с ферромагнитными обмотками-стержнями.

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным трансформаторам. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, при создании силовых трансформаторов. .

Изобретение относится к электропроводящему проводу, который окружен выполненным из бумаги слоем, для изготовления обмотки, которая может быть расположена в электрическом приборе, и в котором находится масло, которое окружает обмотку и используется в качестве охлаждающей среды, и к способу изготовления провода.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции электрических высокочастотных трансформаторов для устройств передачи электрической энергии.

Изобретение относится к устройству для передачи электрической энергии и данных между первичной стороной (1) и вторичной стороной (2). .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в магнитных фокусирующих системах ускорителей заряженных частиц и в мощных импульсных электромагнитах.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромагнитном приводном механизме или моторе автомобиля. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в области измерительной техники в качестве индуктивного датчика, например в устройствах для исследования физических свойств протяженных объектов, и в области медицины в качестве индуктора низкочастотных и сверхнизкочастотных магнитотерапевтических приборов.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности и в антенносогласующих устройствах коротковолновых радиопередатчиков.

Изобретение относится к электротехнике, к трехфазным устройствам вторичного электропитания электротехнической и электронной аппаратуры. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в антенносогласующих устройствах и узлах настройки радиопередатчиков. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве индуктивного датчика в ряде областей техники, а также в медицине при обследовании биологических объектов.

Изобретение относится к проектированию и изготовлению элементов радиоэлектронной аппаратуры, а именно индуктивных элементов, изготовленных методом печатного монтажа.

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к конструированию индуктивных элементов, выполненных на печатных платах, и может использоваться в качестве датчиков для поиска и обнаружения предметов, изготовленных из магнитного или электропроводящего материала.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотных фильтрах для радиотехнических устройств различного назначения, например в фильтрах гармоник мощных высокочастотных радиопередатчиков. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей. Катушка индуктивности содержит рядовую цилиндрическую намотку с шагом, расположенную на сборном каркасе, состоящем из двух боковых панелей, расположенных параллельно и соединенных гребенками, выполненными в виде планок прямоугольного сечения с пазами для провода. Намотка выполнена неизолированным проводом круглого сечения в виде N обмоток, уложенных в соответствующие пазы гребенок с образованием витков некруглой формы и соединенных параллельно. Каждый виток каждой обмотки имеет М граней, где М - количество гребенок, из которых две диаметрально противоположные и расположенные в одной плоскости гребенки имеют увеличенную длину, выступают за боковые панели и имеют отверстия для крепления. Боковые панели и гребенки выполнены из термостойкого диэлектрика. Остальные М - 2 гребенки также имеют увеличенную длину и выступают за боковые панели. Все гребенки и боковые панели имеют металлизацию в местах их соединения и обеспечивают возможность их скрепления. Каждая боковая панель имеет N металлизированных отверстий, соединенных между собой и с дополнительно введенным контактом при помощи двухсторонней металлизации боковых панелей и предназначенных для закрепления проводов в начале и в конце каждой обмотки при помощи пайки. 3 ил.
Наверх