【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
专利
本专利技术涉及一种包括同轴电缆的电力传输组件。具体地，电力传输组件被配置为当由同轴电缆传送电磁信号时将电力从同轴电缆感应地耦合到接收器。其他实施方案包括具有所述电力传输组件的电外科器械。
技术介绍
0、专利技术背景
1、通常需要从电缆(例如同轴电缆)转移信号来为次级电路供电。这通常使用滤波器(例如双工器或多路复用器)来完成。
2、然而，电缆中可能存在大量损耗。诸如双工器和多路复用器的滤波器会增加这种损耗，并且因此会降低电缆在传送信号时的效率。因而，当试图从电缆转移信号以为次级电路供电时，可能不希望使用滤波器。
3、另外，已知诸如微波的较高频率信号在由同轴电缆传送时会产生大量损耗。这是因为来自较高频率信号的能量会因加热同轴电缆内的电介质而损失掉。由于传送诸如微波的较高频率信号时的损耗较高，因此可能更为重要的是避免使用诸如滤波器的设备来从电缆转移信号，以免增加已经较高量的损耗。
技术实现思路
1、最一般地，本专利技术公开了一种用于使用同轴电缆通过感应耦合来无线地传输电力的电力传输组件。由于电力传输是经由感应耦合进行无线传输，因此电力从发射器无线地或在没有有线连接的情况下传输到接收器。例如，电力可通过空气无线地传输。这不同于通过导体传输电力的有线传输。在通过感应耦合无线地接收电力之后，接收器可用于为需要电力的次级电路或电元件供电。
2、由于电力传输组件实现了无线电力传输，因此不会因为使用诸如滤波器的有线结构来转移通过电缆的信号而
3、在电源连线到初级线圈并且通过初级线圈发送振荡电流信号，从而在初级线圈周围感应出振荡磁场时，电感耦合实现无线传输。振荡磁场在靠近初级线圈放置的次级线圈中感应出振荡电压信号。以此方式，电能可通过电磁感应从初级线圈传输到次级线圈，而两个线圈并未导电地连接。根据本专利技术，初级线圈由同轴电缆或其一部分提供。
4、使用同轴电缆进行无线电力传输有着深远的应用。例如，可能期望获取由同轴电缆传送的能量，但不是将沿着同轴电缆传送的信号经由物理连接输送到不同的电路并且因此增加系统的损耗。替代地，根据本专利技术，沿着同轴电缆传送的能量可经由由感应耦合实现的无线连接来获取。因此，本专利技术在电信、安全、计量、医学、电外科以及需要使用同轴电缆进行无线电力传输的任何其他应用中都有应用。
5、根据本专利技术的第一方面，提供了一种电力传输组件，所述电力传输组件包括：发射器，所述发射器包括同轴电缆，所述同轴电缆具有由介电材料隔开的内导体和外导体，所述同轴电缆被配置为在由所述同轴电缆传送第一电磁(em)信号时在所述外导体外部生成磁场；以及接收器，所述接收器用于通过使用所述磁场进行感应耦合来从所述发射器接收电力。
6、同轴电缆具有彼此同轴并由介电材料隔开的内导体和外导体。对于同轴电缆，电缆外部的磁场通常为零或接近零。这是因为由同轴电缆的内导体传送的信号纵向地(例如，与电缆的相对端之间的电缆基本上成一直线地)传播通过内导体，并且纵向地往回传播通过同轴电缆的外导体。因此，在没有缺陷的对称同轴电缆上，因同轴电缆的内导体传送的信号而产生的磁场被外导体传送的信号抵消(或接近抵消)。这意味着同轴电缆的外导体外部存在零或接近零(例如，可忽略)的磁场。例如，存在于外导体外部的任何磁场可能都极小，使得接收器无法使用所述磁场来通过感应耦合接收有用量的电力。例如，有用量的电力可为操作电路(例如，包括微控制器(mcu)的电路)所需的量的电力。例如，有用量的电力可为至少1微瓦。
7、因此，由顺着同轴电缆的内导体和外导体传播的信号产生的磁场被限制于将内导体与外导体隔开的电介质以及导体本身。
8、然而，当同轴电缆被配置为在外导体外部生成磁场时，由外导体传送的信号生成的磁场不再抵消(或接近抵消)由内导体传送的信号生成的磁场。这意味着同轴电缆的外导体的外表面外部存在磁场(例如，不可忽略的磁场)。例如，外导体外部存在的不可忽略的磁场可能足够大，使得接收器可使用所述磁场来通过感应耦合接收有用量的电力。例如，有用量的电力可为操作电路(例如，包括微控制器(mcu)的电路)所需的量的电力。例如，有用量的电力可为至少1微瓦。
9、外导体的外表面外部生成的磁场(例如，不可忽略的磁场)可用于由接收器感应耦合。接收器可能够连接到次级电路或电元件以将电力从发射器传输到次级电路或电元件。
10、同轴电缆可被配置为在特定频率或频率范围的信号顺着电缆传送时在电缆外部生成磁场(例如，不可忽略的磁场)。例如，同轴电缆可被配置为在由同轴电缆传送较低频率信号(例如，射频(rf)信号)时在外导体外部生成磁场(例如，不可忽略的磁场)。然而，同轴电缆可被配置为在由同轴电缆传送较高频率信号(例如，微波信号)时不在外导体外部生成显著的磁场(例如，被配置为生成可忽略的磁场)。
11、外导体可包括第一螺旋缠绕导体。螺旋缠绕的外导体可能是有泄漏的，以在同轴电缆的外导体外部产生磁场(例如，不可忽略的磁场)。例如，螺旋缠绕的同轴电缆上的泄漏可为由电缆传送的信号的约1/1,000至1/10,000。由于与用于同轴电缆的其他外导体类型相比，螺旋缠绕的外导体可能是有泄漏的，因此螺旋缠绕的外导体可用于与接收器感应地耦合以在接收器内产生电力。另外，使用螺旋缠绕的外导体以在同轴电缆外部产生不可忽略的磁场可能是有利的。这是因为由于螺旋缠绕的外导体可能是有泄漏的，因此它们消除了物理改造同轴电缆以在外导体外部产生磁场(例如，不可忽略的磁场)的需求。螺旋缠绕导体的泄漏性质的可能原因是相邻绕组之间的重叠量可能例如由于制造公差而沿着同轴电缆的长度变化。另外地或替代地，同样由于制造公差，相邻绕组之间可能存在一个或多个间隙。
12、第一螺旋缠绕导体可包括被配置为在外导体外部生成磁场的缺陷。螺旋缠绕导体可含有缺陷，所述缺陷会产生同轴电缆的不可忽略的磁场的泄漏。缺陷可为螺旋缠绕的同轴电缆内的以下这样的任何特征：导致由外导体传送的信号不能抵消(或不能接近抵消)由内导体上的信号产生的磁场，并且由此导致同轴电缆泄漏不可忽略的磁场，即在外导体外部存在不可忽略的磁场。缺陷可存在于外导体的仅一部分(例如，一个离散连续区域)或多个部分(例如，多于一个离散连续区域)中。缺陷可存在于外导体的小部分、大部分或全部中。
13、缺陷可增加第一螺旋缠绕导体的相邻绕组之间的电阻以使第一em信号在所述缺陷本身所在的区域中遵循沿着第一螺旋缠绕导体的螺旋路径。当信号由具有螺旋缠绕的外导体的同轴电缆传送时，信号通常遵循穿过内导体的纵向路径和穿过外导体的纵向路径。如果存在导致区域(例如，缺陷本身所在的区域)中电阻增加的缺陷，则信号可采取穿过所述区域的螺旋路径，例如沿着第一螺旋缠绕的外导体的螺旋路径，而不是顺着正常纵向路径。这是因为由于缺陷，与缺陷的本身区域中顺着外导体的纵向路径相比，螺旋路径在缺陷的本身区域中可能是电阻更小的路径。例如，螺旋缠绕的外本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电力传输组件，所述电力传输组件包括：
2.根据权利要求1所述的电力传输组件，其中所述外导体包括第一螺旋缠绕导体。
3.根据权利要求2所述的电力传输组件，其中所述第一螺旋缠绕导体包括被配置为在所述外导体外部生成所述磁场的缺陷。
4.根据权利要求3所述的电力传输组件，其中所述缺陷增加所述第一螺旋缠绕导体的相邻绕组之间的电阻以使所述第一EM信号在所述缺陷本身所在的区域中遵循沿着所述第一螺旋缠绕导体的螺旋路径。
5.根据权利要求3或4所述的电力传输组件，其中所述缺陷包括所述第一螺旋缠绕导体的相邻绕组之间的间隙。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的电力传输组件，其中所述外导体还包括第二螺旋缠绕导体，并且其中所述第一螺旋缠绕导体具有第一电导率并且所述第二螺旋缠绕导体具有第二电导率，所述第一电导率和所述第二电导率是不同的以在所述外导体外部生成所述磁场。
7.根据任一前述权利要求所述的电力传输组件，其中所述发射器包括辅助导体，所述辅助导体具有耦合到所述外导体的第一部分和第二部分，所述辅助导体还具有中间部分，所述中间
8.根据权利要求7所述的电力传输组件，其中所述外导体具有使所述第一EM信号流过所述辅助导体的厚度和/或材料。
9.根据权利要求7或8所述的电力传输组件，其中所述外导体包括减薄部段并且所述辅助导体耦合到所述减薄部段，所述减薄部段具有使所述第一EM信号流过辅助导体的厚度。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电力传输组件，其中所述第一部分和/或所述第二部分物理地耦合到所述外导体。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的电力传输组件，其中所述第一部分和/或所述第二部分与所述外导体间隔开以形成用于将所述辅助导体电容性地耦合到所述外导体的电容性元件。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的电力传输组件，其中所述接收器位于所述空隙中。
13.根据任一前述权利要求所述的电力传输组件，其中所述接收器包括可磁化元件。
14.根据权利要求13所述的电力传输组件，其中所述接收器还包括缠绕在所述可磁化元件周围的接收导体。
15.根据权利要求13或14所述的电力传输组件，其中所述可磁化元件包括圆环面。
16.根据任一前述权利要求所述的电力传输组件，其中所述外导体被配置为在由所述同轴电缆传送第二EM信号时不在所述外导体外部生成磁场，所述第二信号具有比所述第一信号更高的频率。
17.根据权利要求16所述的电力传输组件，其中所述第二EM信号是微波(MW)信号。
18.根据任一前述权利要求所述的电力传输组件，其中所述第一EM信号是射频(RF)信号。
19.一种用于将电磁(EM)能量递送到生物组织以进行组织治疗的电外科器械，所述电外科器械包括：
20.根据权利要求19所述的电外科器械，其中所述电外科器械的大小被设计成穿过外科窥视装置的器械通道插入。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电力传输组件，所述电力传输组件包括：
2.根据权利要求1所述的电力传输组件，其中所述外导体包括第一螺旋缠绕导体。
3.根据权利要求2所述的电力传输组件，其中所述第一螺旋缠绕导体包括被配置为在所述外导体外部生成所述磁场的缺陷。
4.根据权利要求3所述的电力传输组件，其中所述缺陷增加所述第一螺旋缠绕导体的相邻绕组之间的电阻以使所述第一em信号在所述缺陷本身所在的区域中遵循沿着所述第一螺旋缠绕导体的螺旋路径。
5.根据权利要求3或4所述的电力传输组件，其中所述缺陷包括所述第一螺旋缠绕导体的相邻绕组之间的间隙。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的电力传输组件，其中所述外导体还包括第二螺旋缠绕导体，并且其中所述第一螺旋缠绕导体具有第一电导率并且所述第二螺旋缠绕导体具有第二电导率，所述第一电导率和所述第二电导率是不同的以在所述外导体外部生成所述磁场。
7.根据任一前述权利要求所述的电力传输组件，其中所述发射器包括辅助导体，所述辅助导体具有耦合到所述外导体的第一部分和第二部分，所述辅助导体还具有中间部分，所述中间部分是在所述第一部分与所述第二部分之间并且与所述外导体间隔开以限定空隙，所述辅助导体和所述外导体被配置为使所述第一em信号流过所述辅助导体。
8.根据权利要求7所述的电力传输组件，其中所述外导体具有使所述第一em信号流过所述辅助导体的厚度和/或材料。
9.根据权利要求7或8所述的电力传输组件，其中所述外导体包括减薄部段并且所述辅助导体耦合到所述减薄...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·汉考克，M·怀特，
申请(专利权)人：科瑞欧医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：
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