高频电力设备、电力发送设备和电力传输系统技术方案

电力传输系统(301)包括电力发送设备(101)和电力接收设备(201)，这些设备是电容性耦合的以允许以交变电流的方式进行电传导。电力发送设备(101)包括有源电极(3)、无源电极(2)、升压变压器(11)和高频电压产生电路(10)。电力接收设备(201)包括有源电极(6)、无源电极(7)和负载电路(5)。在有源电极(3)与无源电极(2)之间提供分压器，所用于基于负载电容(C1和C2)的电压划分。有源电极(3)和无源电极(2)具有各自的相对于接地电势的对地等效电容(Ca和Cp)。通过调节等效电路中各个电容的值来满足关系C2/C1＝Cp/Ca，使接地泄漏电流Ig最小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及处理高频电力的高频电力设备，以及以非接触方式传输电力的电力发送设备和电力传输系统。
技术介绍
专利文献I公开了一种系统，配置为通过电容性耦合传输电力。专利文献I所述的电力传输系统包括电力发送设备，包括高频高压发生器，以及形成产生电极的无源电极和有源电极；以及电力接收设备，包括高频高压负载，以及形成电动势电极的无源电极和有源电极。 被称作“产生电极”的电极产生一个场。被称作“电动势电极”的电极接收所述场。产生电极的无源电极与产生电极的有源电极相比被施加较低电压。电动势电极的无源电极与电动势电极的有源电极相比被施加较低电压。在这个系统中使用的高频电压具有从IOkHz到IOMHz的频率范围，以及从用于家电设备的100V到IOkV直至用于汽车或者工业设备的几百kV或者更高的电压范围。当高频电压的频率在这个范围内时，设备不以电磁波的形式辐射能量，并且在周围的介质中产生静电场，这是因为在周围介质中的波长(λ)相对于设备的尺寸D足够大，或者D << λ。图I是阐释专利文献I所述电力传输系统的基本结构的视图。电力发送设备包括高频高压发生器1，以及形成产生电极的无源电极2和有源电极3。电力接收设备包括高频高压负载5，以及形成电动势电极的无源电极7和有源电极6。电力发送设备的有源电极3和电力接收设备的有源电极6被高电场区域4包围。通过产生电极、电动势电极以及周围的电介质，电力发送设备和电力接收设备电容性耦合。(引用列表)(专利文献)(PTLl)国际专利申请的国家公开No. 2009-531009
技术实现思路
(技术问题)专利文献I所述结构的电力传输系统涉及如下所述问题。图2阐释了图I所示高频高压发生器的结构。在所述结构中，高频高压发生器包括升压变压器11，配置为在无源电极2与有源电极3之间提供高频的高压；以及高频电压产生电路10，配置为将高频波施加至变压器11。通常，电力发送设备的无源电极2和电力发送设备(高频电压产生电路10)的电路接地彼此等效地连接。变压器11初级线圈的一端和次级线圈的一端通常连接至高频电压产生电路10的接地。变压器11的初级线圈和次级线圈彼此不平衡连接。然而，在变压器11的初级线圈和次级线圈彼此不平衡连接的情况下，在变压器11的馈电部(electric feeder section)(初级线圈)的电势与高频电压产生电路10的电路接地之间出现电势差，从而造成接地泄漏电流，接地泄漏电流是一种流经高频电压发生电路10电源线的不必要的噪声电流(共模电流)。这种接地泄漏电流包括在其周围的感应磁场。甚至当电力发送设备具有静电屏蔽时，这种感应磁场也不容易抑制。另外，这种结构具有其他问题，问题特性如下所述。图3A阐释了由无源电极2、有源电极3和高频高压发生器I形成的电偶极ED及其原始偶极尺寸。图3B阐释了电偶极ED与大容量导体(参考接地)GND之间的关系。在没有消除所述接地泄漏电流的情况下，高频高压发生器I和无源电极2经由电源线等效地连接至大容量的远程参考接地GND，如图3B所示。出于这个原因，参考接地GND用作无源电极，使得有源电极3与无源电极之间的距离增加。因此，由有源电极3和无源电极形成的电偶极具有等效偶极尺寸，该尺寸增大以实际上用作新的等效偶极尺寸。也就是说，在电偶极的相对电极之间的至少部分振荡电流流经电源线到达远程接地。出于这个原因，电偶极有效尺寸增加，从而导致增加的不必要的电磁场(噪声)。为了保持电偶极尺寸实质上等于如图3A所示的原始偶极尺寸，变压器11的馈电·部(低压线圈)的电势需要等于高频电压产生电路10的电路接地电势。为了使变压器11的馈电部的电势等于高频电压产生电路10的电路接地电势，使用用于浮动平衡(float balance)连接的变压器，使得变压器的次级线圈被浮动平衡连接在电力发送设备侧有源电极与电力发送设备侧无源电极之间，同时变压器的初级线圈浮动平衡连接至高频电压产生电路。图4是电路图，其中高阻抗分压器连接至高频电压产生电路I的相对两端，预定的分压点接地。当电路完全浮动平衡时，如果分压点是打开的，那么没有电压产生，如果分压点是闭合的，那么没有电流通过，如图4所示。也就是说，不产生经过电源线达到参考接地的振荡电流。这等于在等效电路中不存在电源线。因此，电偶极尺寸保持较小。然而，在高电压侧的电极与接地之间的等效电容以及在初级线圈与次级线圈之间的等效杂散电容通常不是平衡的，从而允许接地泄漏电流通过。电力发送设备的理想电路和真实等效电路如图5A和5B所示。因此，本专利技术的一个目的是提供一种高频电力设备、电力发送设备和电力传输系统，利用连接至各个电极的阻抗元件，将一个电极与接地之间浮动电容的影响和另一个电极与接地之间浮动电容的影响相平衡，来减小流经高频电压产生电路电源线的不必要的接地泄漏电流，从而在不增加电偶极有效尺寸的情况下抑制不必要的电磁场的发生和泄漏。(问题的解决方案)根据本专利技术的一种高频电力设备配置如下。(I) 一种高频电力设备，包括变压器；高频电压产生电路，配置为向所述变压器的初级线圈馈送高频电压，所述初级线圈形成了馈电部；以及分压器，配置为以预定的电压比划分所述变压器的次级线圈的相对端子上或者与所述次级线圈相关联的电路的元件的相对端子上的电压，所述元件被施加高压，其中所述分压器是其中第一阻抗元件和第二阻抗元件串联连接的串联电路；所述第一阻抗元件是连接至所述变压器次级线圈的相对端子或者连接至与所述次级线圈相关联的电路的高电势侧的阻抗元件，以及所述第二阻抗元件是连接至所述次级线圈的相对端子或者连接至与所述次级线圈相关联的电路的低电势侧的阻抗元件；所述第一阻抗元件具有表示为Za的阻抗，以及所述第二阻抗元件具有表示为Zp的阻抗，比率Za/Zp是所述第一阻抗元件的阻抗与所述第二阻抗元件的阻抗之比，实质上等于比率Cp/Ca,比率Cp/Ca是所述低电势侧的第二对地等效电容Cp与所述高电势侧的第一对地等效电容Ca之比。当分压器的输出被连接至浮动的馈电部时，这种配置能够使馈电部的电势实质上等于接地电势。因此，不必要的接地泄漏电流很难流经高频电压产生电路的电源线，使得不必要电磁场的发生和泄漏被抑制。另外，偶极尺寸没有增加。(2)根据本专利技术，一种电力传输系统包括根据配置(I)所述的高频电力设备；以及彼此电感性耦合的电力发送设备和电力接收设备，其中变压器的初级线圈是安置在电力发送设备中的电力发送线圈，而变压器的次级线圈是安置在电力接收设备中的电力接收线 圈。(3)根据本专利技术，一种用在电力传输系统中的电力发送设备，电力发送设备包括根据配置(I)所述的高频电力设备以及彼此电容性耦合的电力发送设备和电力接收设备，其特征在于用于电容性耦合的电力发送设备侧有源电极连接至高电势侧，而用于电容性耦合的电力发送设备侧无源电极连接至低电势侧。(4)在根据配置(3)的电力发送设备中，例如，第一阻抗元件是在有源电极与馈电部之间的第一负载电容(Cl)，以及第二阻抗元件是在无源电极与馈电部之间的第二负载电容(C2)。(5)在根据配置⑷的电力发送设备中，例如，第一负载电容(Cl)可以是由连接在有源电极与馈电部之间的电容元件与寄生电容组成的复合电容，或者全部是寄生电容；在无源电极与馈电部之间的第二负载电容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：市川敬一，亨利·邦达尔，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：
国别省市：