TW416172B - Distributed inductive power transfer systems - Google Patents

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TW416172B TW087120180A TW87120180A TW416172B TW 416172 B TW416172 B TW 416172B TW 087120180 A TW087120180 A TW 087120180A TW 87120180 A TW87120180 A TW 87120180A TW 416172 B TW416172 B TW 416172B
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John Talbot Boys
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Auckland Uniservices Ltd
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Description

本發明係有關於一 ^ ^ 、,德#说* ♦ 種供應器’係供應電源至導線線路 以構成感應性電力供康糸姑 關於-種供應n,:;mm路。本發明特別是有 2路=振電路係包括-感應性電力供應系統之一次 電路,能夠在-定距離下分配感應性電力。 …感應性電力傳送系統—般包括:(a) 一交流電流 產生L⑴一條或多條導線隨著其路徑承載交流電流 j一次感應路徑)至一或多個能量消耗物(consumer)之 處,(C) 一充滿交流磁通量之空間,係為該電流流過該導 線所產生之結果;(d) —截取裝置(pickup)(二次 線圈),用以截取部分之磁通量:(e)能量消耗裝置,其產 物產生具有本發明系統之特質:(f) 一般之工作頻率係大 於10千赫兹(kHz) ;(g) —震盈,共振之一次線路及一震 盪,共振之二次線圈;(h )在—次與二次間之鬆耦合; 以及(i )在不影響其他與能量消耗物共用一次導線的情 況下’藉由二次線圈之部分去耦合作用以提供電力控制。 首先,先以並聯之震盪一次感應路徑用於感應性電力 傳送’當感應性電力傳送加至包括長的一次感應導線或路 徑之系統時’在一實際形式下產生之所需要的高頻率交流 電流在高電壓下用於驅動並聯震盪路徑變得略微困難。為 了加入足夠的電流至此路徑中,係需要一高的電壓,已知 之能避免的導線電感值;驅動一長的、並聯的導線是报困 難的一件事,因為(不安全且基於絕緣的烤量)切換之電 壓限制是有限的,且操作係使用已知之技術。更甚於此,
第4頁 416172 五、發明說明(2) 安全是一件實際的重點,骞绐,
震盡導線係因為當導線的巧並不適用於並聯 特性阻抗趨於無限大時之導線二二而之頻羊處之 velocity )係趙向於〇。相斜祕,速度(gr〇UP 用集總串聯電容,而不加入夺地统極串聯叙補償之路徑能夠使 个加入系統極點數目之"模型”來延 伸0 、 拍2 I : ί f 2電力傳送器中用以產生直流電流的技術 ί見第1闇)且古—/ 想’—高頻反相器的例子 、 半電橋電路(ha 1 f-bridge )。開關的 切能夠簡單地認為是升壓的加入至此共振電路中,就像 孩子在活動時之動作一般。有效地,此開關-般 ,、改變,、狀態使之在或是非常靠近於零電壓狀態,且開關 =失敗,此而減少。在較理想的敘述中,共振電容一般為 集總電容,且在或適時分接近電源供應H,並且,該線路 之電感值包括大。p分的共振電感。而位於導線中的電流關 係則為純正弦波;正反器的形式係以公告號 PCT/GB92/01 463中之例子所述,其可認做一„半電橋電路„ 反相器’其中一具有高電抗之中央之接點電感形成一被動 之半電橋電並提供—直流之回流路徑。這種切換頻率 係由系統之實際共振頻率所決定的正反器形式稱做,,從屬" 模式,且該種特別的正反器十分的有效率其切換損失 低’b且自我切換並不會帶走導線之磁化電流。但是,該正 反器確實傾向於解調,且在高量負載情況下纟有不穩定 之頻率’並且’若突然降低負載,儲存於該直流電感的能
第5頁 4*^6172
量可能造成電壓及/或電流過高。 如今,串聯補償線路的優點(如同前述)變 顯’且串聯補償線路看來與感應性電力傳送器其商業加明 化更有關係而其他種類之電源供應器也許會較理辨’。、 甚且,對於可能的應用如提供感應性電力至^ 工具’則必須增加流入已知路徑之電流量,且電流所$通 的範圍係加大,並且,一般係減少與裝備有關之首^要^響 費。 用於感應性電力傳送系統之串聯補償線路可用一加 的感應性回路所述,其中出去的與返追導線係並聯,且有 一空間相隔。在裝設期間,此感應性電抗係藉置入離散電 容於一或多個位置而與導線串聯,以維持在一相對小的 值’而不考慮其長度的延伸;電感之M值小"的一個例子為 620微亨利(//Η),其關係在15千赫茲、電阻為〇. 4歐姆 (〇)電流在1千伏下以每250安培(人)循環。 本發明之型態在於提供一種用於感應性電力傳送系統 的一種改進方法,或是至少提供公眾一種有用的選擇口 於本發明的第一個廣泛的型態中,係由一交流電源至 具有至少一次震盪導線的電力轉送系統之一次線圈提供用 於電源供應器的裝置;每--次導線具有一固有共振頻 率,其中該裝置係包括具有一輸入及一輸出的至少一個相 關網路;而該網路則連接於此電源及至少一個一次導線之 間,該網路包括至少一個具有一既定之值的電感,並連接 於至少一個具有既定之值的電容,而該網路能夠影響電力
第6頁 五、發明說明(4) 在電源的供應與該至少—個一次導線之間的傳送。 此較佳之震盪—次導線在沿著其長度方向上係包括一 或更多串聯補償電容。 依據本發明,於一相關的型態中係提供如同前述之裝 置,其中該網路包括一貫通電導(transconductance)冗 網路(如同固有的定義),包括一個或更多電感及電容, 且此貫通電導;Γ網路具有一個輸入及一個輸出;而此網路 係連接於該電源之輸入及至少—個一次導線之輸出,其中 其中’該網路可在交流電源與一次導線間提供一有計畫的 f耦合(mis-matched coupling),以該電源係表現出 質的無限大阻抗,而此一次導線則表現出零阻抗的特性; 且因此於貫通電導π網路之輸出電壓於使用中實際上夫 於提供至該貫通電導π網路之輸入。 ’、 依據本發 置’其中位於 因此該網路能 的部分,以及 明之其他 貫通電導 夠決定出 控制在該 再一個依據本發明 裝置包括至少一個貫 裴置,其中該 網路連接於一 定之由該網路 值的決定,而 仍舊是依 述之裝置,其 對應之一次導線,而 流進每一 控制在該 據本發明 中該裝置 相關的型態 7Γ網路中之 由其輸出進 一次導線内 之相關的型 一次導線的 一次導線内 的一個相關 包括超過一 係提供如同 任何元件值 入此一次導 流動之電流 態’係提供 通電導7Γ網 該網路係能 電流部分其 流動之電流 的型態,係 個的貫通電 係既定的, 線循環電岛 量。 如同前述$ 路,且每一 夠依據所幻 適當之4 量。 提供如同育 導7Γ網路,
-έ!£122_______ 五、發明說明(5) 且每一個網路連接於可控制之開關裝置與--次導線之 間,因此在該一次導線内流動的電流量能夠藉任何時刻之 一或多個網路之輸出與一次導線的連接而控制。 再一個依據本發明的一個相關的型態,係提供如同前 述之裝置’其中該裝置包括至少—個的貫通電導α網路, 連接於每 次導線,且此至少一個的網路係與至少一額 外活性元件一同提供’而該元件可由元件之首要設定以決 疋第一電流,做為控制進或出該網路電路之開關群體,至 7L件之第二設定,而能夠決定第二電流,因此由該網路之 輸出而至每 次導線所提供的流動電流可經常受控,因 而控制在該一次導線内流動之電流量。 仍舊是本發明的一個相關的型態,係提供如同前述之 裝置’其中該裝置係於貫通電導π網路連接此導線處之一 次導線的一次電導提供開關裝置;此開關裝置係可於短路 該導線的封閉狀態下,使得在一次導線内循環之電流量下 降’且因此該一次導線實際上並沒有與該電源相連,所以 電源供應器本身並未經歷一短路電路之輸出。 依據本發明再一個相關的型態,係提供如同前述之裝 置,其中任何一個貫通電導π網路之一或更多個感應性元 件係選定的’因此,假若一大於電流趨勢之電流應流過一 飽和之電感器,該一或更多個感應性元件則能夠進入一飽 和的狀態,所以可以限制在該一次導線内流動之最大電流 量。 再一個依據本發明的一個相關的型態,係提供如同前
第8頁 ^^—416172___-___ '赘明說明(6) 述之裝置,具有比/個更多之一次導線,其中每一一次導 線係形成延伸之一次導線的一部分;每--次導線 < —端 則於接近一交流電源處’接觸其他至少一個一次導線之_ 端;每一連接於分隔貫通電導7Γ網路之連接點的一次導線 具有一開關裝置,係連接此貫通電導7:網路之輸出,因 此,於使用間,任何一次導線對於開關裝置開路之一次導 線之上的感應性電源之能量消耗物活化,以致電源供應器 之輸出可由該一次導線之選定的部分下所帶出,且依據電 源供應器的電容,可實質地克服該一次導線長度之限制。 於本發明再一個相關的型態中,係提供適用於如同前 述之包括貫通電導;Γ網路裝置之電感,其中,該電感係與 一陶鐵(ferrimagnetic)或鐵電(ferromagnetic)線心 一同提供,而該線心可在一電流特意之位準下飽和,因此 能夠限定在網路内流動之總電流。 -仍舊於本發明之相關的型態中,係提供適用於如同前 述之貫通電導7Γ網路之電感,其中,超過一圈之辮線 (litz wire)係維持於一傳導性的容器内,並遠離該容 器之内表面。 於本發明之次要的型態令,係提供如同前述之電感裝 置,其中,一陶鐵線心包括一或更多亞鐵鹽元件,且每一 兀件具有一"C"的形狀’或模式化之亞鐵鹽線心包括於一 圈的辮線申間穿過—空隙。 依據本發明再其他之相關型態中,係提供如前所述之 電感其中該一或更多亞鐵鹽元件皆依據一支持物,位於
第9頁
416172______ 五、發明說明(7) 此空隙間。 於本發明之第二個較廣的型態中,係提供如同前述之 裝置’其中該裝置更包括末端裝置(terminati〇n apparatus );該末端裝置係在遠離連接一電源供應器 處,連接於一電導之一端及另一電導之一端,而此末端裝 置包括並聯連接(A) —實際電阻,能夠於任何頻率下展 現出其特性阻抗,以及(B) —串聯震盪電路,調至固有 的共振頻率;該末端裝置在共振頻率下能表現出一導線之 短路電路,並且能在其他頻率下表現該導線之特性阻抗, 因此降低了在導線内循環之電流諧波(harm〇nic cogent 於本發 提供電力至 力傳送裝置 率,其中該 以及第二串 係連接於開 之間,該裝 而使得每一 内,做重複 關閉,且此 率,重複地 他。 於本發 明之第三個型態中,係提供電源供 該具有至少一個串聯震盪—次導線 之一次導線;每 應裝置包括 電源供 聯對的 關裝置 置具有 開關裝 的開關 串聯補 先連接 四個開關裝 之第一串聯 控制裝置, 置在關於其 動作以致兩 償線路係在 於電力供應 一次導線 電力供應 置之設定 對與開關 可用於傳 他的開關 對開關並 或靠近該 器之一方 具有一 間之排 ,此串 裝置之 遞其開 裝置所 不會在 導線之 向,然 應裝置,以 之感應性電 固有共振頻 列於第一、 聯補償線路 第二串聯對 關之指令, 控制的週期 同一時間内 固有共振頻 後連接於其 明之相關的型態中 係提供如同前述之電源 4U172- 五、發明說明(8) 應器’其中,該裝置 於本發明之其他 源供應器,其中,該 於本發明再一個 源供應裝置,其中, 且更包括一並聯共振 率,連接於電源供應 仍舊於本發明之 之電源供應器,其中 該控制的關係;該控 開關的指令其脈衝間 動之電流量可改變。 係由一電壓源所驅動。 型態中,係提供如同前 由一電流源所驅動。 係提供如同前 流源之電力所 近線路之固有 相關的 裝置係 相關的 該裝置 電路, 型態中, 係由一電 係於或接 裝置之輸出。 一個相關的型態 ’該裝置係包括 制裝置更允許到 隔的改變,因此 中’係提供如 控制裝置,能 至少一對開關 在串聯補償線 述之電 述之電 驅動, 共振頻 同前述 夠決定 裝置之 路中流 裝置 驻番Μ二驻品=i _㈡叩丨荆衣1你依微軍容橫跨每一開關 裝置的女裝而配合,以在零電壓狀態下,係藉一控 來控制其開關,並藉該串聯補償線路之固有共振頻率 替,以略微低於傳遞控制信號到開關裝置的速率。 父 丹於不赞明之一個型態,係提供如同前述之電 ,其中,至少一個開關裝置係依據電容橫跨每一 治安裝而西己各,I、/ 士雨·At — .. 於本發明之再一個型態,係提供如同前述之電 裝置,其中,該電源供應裝置包括一具有一共振頻率 聯共振電路,並包括至少兩個開關裝置,係排列以使電流 由電流源流向共振電路,且操作以致於接近共振頻率下, 開關裝置其重複性的補償截止能造成共振電流流進並聯共 振電路中,以及,電源供應裝置之電源輸出係橫跨連接於 並聯共振電路間,其中,該電源供應裝置在全電橋之配置
第11頁 _ 416172_______ 五、發明說明(9) 下’係使用四個開關裝置,以使電流由電流源流向共振電 路〇 於本發明之第四個廣泛的型態中,係提供用以在一距 離下之感應性電力傳送的裝置,該裝置包括(1) 一傳導 之一次路徑或線路’具有一對導線,而該導線係能承載電 流;此導線係包括一或更多可對串聯電感做補償之串聯電 容的設定,且因此包括在一共振頻率下共振之電路’而此 線路係以(a)在共振頻率下之短路電路,與(b)在其他 頻率下之導線特性阻抗做末端,以及(2 ) —能夠在理想 之頻率下產生交流電之電源供應器,並包括配合將其輸出 送進該導線線路中。 於本發明之相關的型態係提供電源供應裝置之第一種 形式’係用於活化一交流感應性電力傳送系統之傳導性一 次路徑或線路,其中’該電源供應裝置包括排列於電橋配 ^之四個開關,且具電力之供應,並具有裝置,用以造成 每一開關在關於其他開關之關係控制下打開或關上,因此 連接於電橋之其他臂其串聯補償導線係在或接金該線路之 固有共振頻率下,重複性地在一方向至其他方向 力的供應。 伐% 1; 較佳之控制關係允許驅動至少一對開關相位的改 以致循環於該串聯補償導線之電流量亦可控制。 較佳之任何或每一開關在零電壓狀態下 換,該程序係包括(a )橫過每一開關皆設置一電容,盥刀 (b )在—略高於系統之自然頻率下,供應切換指令,’包
第12頁 _iurn____ 五、發明説明(10) 括此串聯補償導線。 於本發明再一個相關的型態中’係提供電源供應裝置 年第二種形式,用以活化前述之感應性電力傳送系統之交 流傳導性一次導線或線路,其中,該電源供應裝置包括— 並聯共振電路,其具有一共振頻率,一電流源,以及至少 二個開關’排列以使得電流流向該共振電路以操作,以致 在一接近此共振頻率之開關的重複性補償載止能夠使共振 電流流向並聯共振電路,且電源供應裝置之電源輸出係連 接跨於並聯共振電路。 仍舊於本發明之相關的型態中,此電源供應裝置於一 全電橋之配置中’利用四個開關以使電流由電流原流向該 共振電路中。 於本發明之再一個相關的型態中,係提供一種方法, 以自一次導線移動供應自貫通電導π網路之電流,其中, 此方法包括短路在或接近供應處之感應性—次導線。 依舊於本發明之相關的型態中,係提供一種方法,用 以=變供應自比—個更多的網路之感應性一次導線循環的 電流’其中,此方法包括自比一個更多之每一網路而至感 應性一次導線其額外控制。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 樓’下文特舉一較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說 明如下: 圖式之簡單說明: 第1圖表示依據習知之並聯可調線路,所簡化之習知
第13頁 416172 五、發明說明αι) 之半電橋正反器電路圖形; 第2圖依據本發明之簡化的全電橋正反器,並提供電 流流向一串聯補償線路; 第3圖依據本發明之簡化的全電橋正反器,包括電 容’係於每一閘極絕緣基極電晶體(insulated_gate base transistor)之射極(emitter)與集極 (col lector )間接線’以獲得一零電壓切換模式; 第4圖顯示關於全電橋正反器之簡化波形圖形; 第5圖顯示一半電橋正反器之一簡化的電路圖形,包 括一共振電路’以提供流向串聯補償線路之電流; 第6圖顯示一較佳之裝置其簡化之電路圖形,以成為 一串聯補償線路之末端; 第7圖顯示一全電橋之簡化的線路,其包括一共振電 路,並且加入一串聯補償線路。 第8圖顯示一簡化的電路圖形,其表示貫通電導π網 路之結合,用以匹配一電流源與一感應性電力傳送線路; 注意:於下列圖示中的字母如"j2" ,"_j6l,代表感應性或 電容性阻抗;(例如,"j 2" =2歐姆的感應性電抗,且在 15kHz系統下,j2係等效於21 ) 第9圖顯示一較佳裝置之簡化電路圖形,係用貫通電 導7Γ網路以匹配電流源與一感應性電力傳送線路; 第圖顯示一更加實用之裝置其簡化之電路圖形,係 用貫通電導7Γ網路以匹配電流源與一感應性電力傳送線 路, — 第14頁 416172 五、發明說明 ,11圖顯示一感應性電力傳送線路之電路簡化圖形, 其對每一分支係使用單一電源供應與貫通電導π網路; 第12圖顯不一簡化之電路圖形,藉由分開該線路並提 供裝置以通過貫通電導π網路而導入一半電力,以提供電 力至一長的感應性電路,諸如一鐵路或道路,且該兩半皆 由一單一供應器供應電力。 第13圖顯不依據開關,其裝置所提供之零,低,與高 的循環電流; 第14圖顯不界由一或更多飽和電感用以限制在貫通電 導τ網路内所循環之電流限制值(若線路變為開路,則有 可能發生)之裝置; 第15圖顯tf對於適用於貫通電導冗網路其在電力位準 約2 50kW下之較佳設計;及 第16圖顯不關於一具有線心之電感及適用於一貫通電 導;r網路在電力位準約25 〇kw下之其他的較佳設計。 符號說明 I 〇 5直流電源供應器 201直流共振線路 104、203 電感 208二極體 301、504 電容 505 ' 904 電感 801直流電源 II 01單一電源供應 106直流分路電感 202串聯電容 204、2 05、206、207 開關 501控制器 601阻抗 804串聯補償線路 11 0 6、11 0 7、11 〇 8 開關
第15頁 4^6172 五、發明說明(13) 1 304控制線 1 502鋁容器 1 503、1 504連接處 1 505導線 1 6 0 2導線 1 6 0 3鐵電線心 1604空隙 1 605懸吊線路 並聯可調線路(如第1圖之習知技術所示)對於大範 圍的感應性配電傳送系統而言並不實用;部分原因是因為 流入線路之電流容易達到其臨界值,部分是因速率的緣 故。(1 0 3代表一次導線之電感,而丨〇 2為集總電容 (limped capacitor ),用以調整系統頻率,1〇1則為電 感1 0 3與集總電容1 〇 2間之電容)。 這種應用特別有關於一一次串聯補償線路,其中該線 路包括-集總串聯電容,以適當維持系統之共振頻率在或 接近-理想值。此種串聯補償線路設計之優點包括: 1.若忽略導線長度’藉由電源供應器可看出其具 質之固定阻抗,因此能夠維持一適當電壓值。 2 ·由於系統並沒有額外的极 ^ ^ ^ . ^ ^ , r的極點(Pole),因此共振之 i穩疋的。例如’在此線路中,並沒有接合處可連 因此,整個線路係為單-共振電路,且無法 產生不同模式之共振。 3.當然,:阻率(集膚效應,—心"消失且 二射’例如,最後將會限制串聯補償一次線路之適當長 度0 例1 ·(第2圖) 這個例子包括一全電橋切換 ^ ^ ^ ^ 所1:路,其中,此電橋的每
第16胃 mm 206,207 )中之每一開關係於18{Γ之傳導相位差異下來 操作;即電流由一直流電源供應器〗〇5流過2〇4,然後通過 此線路,流過20 7,或者是由直流電源供應器流過2〇5,於 反方向經過此線路,到206,再返回直流電源供應器。二 極體(如208 )吸收切換時之過度電流;於此電路中多半 ::重要的電流遺失’纟中’開關通常是沒 電壓狀況下關閉的。 + 臂皆具一開關,且在此電路中,並沒有共振元件。此電 路之配置原理係繪於第2圖之中;依據本發明之較佳開闕 係為間極絕緣基極電晶體(IGBTs ),雖然IGBT裝置可以 f較高之速率下操作,但較佳之操作頻率一般約在10千赫 兹C kHz)。而此串聯共振線路係標示為2〇1,並包括一串 聯之串聯電容2 02 ’係與線路之電感2〇3串聯(在此,線路 電感係如一集總記號表示)。 於此簡易之形式中,至少這4個開關( 204,205, 第4圖指出用這種電路形式所做檢查之波形;4〇丨為開 關(204與207 )設定之閘極驅動,且4〇2為相對的驅動作 定(205與206)。波形403顯示最後伴席至电丛 叹 忐一二分蔞錄9Π1 P r隹认取设供應至串聯共振線路 〆 ϋ 集U電感2 〇 3與配置之串聯電容 202 )之電流’由於起初方波之奇數和諧之一串聯電: 元件高之電感i ’則在此線路中之 較基本 向於弦波式。 ^扣較起來係趨 線路電流之控制 為了控制線路之電流,可改變直流電源之電壓,或改
416172 五、發明說明(15) ----- 變輸入此開關之驅動信號的相位,因此當 m。之間變動時’此(基本元件之)輸=: 直流供應之0到90%之間。 电®範圍係在 其(關於第11個和諧波)之關係式係為:
Vn = 4EDCsin(n a/2)/ ^nvr2________、 其中Vn係為輸出電壓,α為參考之驅: (〇 動信號間之相角’及EDC為直流供應電壓動化號與二次驅 另外,假若α為120。,且V3 (第3諧和 0 ’而此第-個維持和諧的電壓是第5個波, 小的電壓降係由於第3個和諧波無效而相當。、 例2·(第3圖) @ 零電壓切換(簡輩切拖、 第1圖之習知技術半電橋共振電路可以容易地控制, 以在每-零電位狀況下切換—適當之切換切
換之遺失’以及干涉之產生。第2圖之電路係假設零電壓 之切換並不會產生;其實可以發現假若第2圖之電路係於 略微高於此電路之共振頻率下操作,且若再加入一個小電 容川,使之跨於每-開關裝置,如第3圖所示,則可能利 用其線路之感應性阻抗以達到零電壓之切換。一剩餘之線 路電感在切換間會對該並聯電容放電,而此小電容每一個 約於100到1 000耐法拉(nF)之間;(實例中,電容使用 於15kHz_其中開關係為300安培,12〇〇伏特iGBTsAnMA 0. 22 μ F FKP1 )當然,在切換開關之最高點與最低點之間 之此Μ關閉"時間(lock-out time )必須受控制,且實用
IBH 第18頁 416172 五'發明說明(16) 固態開關的關閉時間係較於此設計中之導通時間長。 例3.(第5圖) 當上述之全電橋正反器具有一些優點,其亦蒙受著缺 點之損害即循環之電流流過該開關裝置。假若半電橋電源 供應可修正,而提供電流至一串聯補償線路,則預期此 關裝置之負載應較輕許多,更甚於此,由前一例所提供^ 驅動,流在和諧度上將相對的增加。即使較高的和諧^帶 來較高的阻抗’但是至少部分的較高和諧波會散發掉。 於第5圖中,電路5〇〇係驅動一串聯共振—次感應性回 路201 ;包括接自半電橋之開關對5〇2,5〇3之震盪電容2〇2 與配線電感203,其係使用一内部共振電路,包括一電感 505及電容504,以作為連接於該回路之共振電路。元件之 值το全可決疋’因此在沒有干擾至負載的情況下,能達到 在一頻率下共振的情況,或者該電感與電容值藉由線路而 表示。該電路500維持係與第1圖類似;一控制器5〇1以補 充的方法驅動一對I GBT裝置,這些裝置首先由一側開始, 然後是另一側,直流分路器電感丨〇 6在操作頻率向一負電 位下具有一高電抗,電感丨〇 6之中間接點係由電壓源丨〇 5流 入固定電流(電感104所造成)。此電路包括一電流源之 半電橋供應。 ’ ^此電路之優點包括由開關所承載之電流僅需”達到',該 循環電流值,且此一次線路2 〇 1係與一極近似正弦波 (sine wave )之波一同供應。由於此裝置係於零電壓狀 況下切換,過度時期係可簡短,且此裝置可在其定格下使
第19胃 416172 五、發明說明(17) 用’操作取消時之平常頻率其主要目的。 於一缺少共振電路之全電橋電路(見第2圖或第3圖) 中,該開關裝置必須承載全部的循環電流量,且必須取消 尚頻的使用(因為其並非於零電壓狀況下切換)。雖然 IGBT裝置目前正在製造,且可切換的電流頻率高達 15kHz,但其價格昂貴。若一次線圈具有品質因子Q的值為 3_ 0,且頻率取消之因數為2. 〇,則開關之定格可為6倍的 依據例一及例二之電路所需的流進電流(drawn_〇ff current )。相對的,於—半電橋電路中,該開關裝置係 充滿其可容納之電流量,且係在零電壓狀態下切換,因 此,額定之電流為全電橋電路之1/4到1/6之間。於此一 線路之循環電流控制上,假如需要,彳以透過直流的 變動而使用於供應至半電橋電路上。 界的 再一個狀況下,切換電流之頻率可以藉由獨立頻率源 (autonomous frequency s〇urce)或獨立於 ,、 振頻率之"浮動"(fl〇atlng)切換而維持。(除非系,、先如、 2圖或第3圖所示’其-係試著使用-略高於共振頻率而伴 隨零電壓切換) 派頻年而伴 例4.(第6圖) 若此用於串聯補償線路較佳之末端裝置; 以簡易之短路電路(無阻抗之η::)係 路之電子長度譜波頻率下,依據此線 除了修正的活性阻抗外,不再看出短路
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五、發明說明(18) 的線路。例如,假如其電子 則顯現出開路的狀態,且和 裝置係趨於所有和諧波之適 性的’獨立於頻率之阻抗, 性阻抗而設定,且於此包含 電路中之元件值為選擇出來 現一短路電路。因此,末端 頻率下的電流大小。 長度係等於波長,在輸入時, 諧之内容將變換。此較佳末端 當末端,此阻抗6 0 1係為電阻 具有之阻抗值係藉此線路之特 電感602及電容603之串聯共振 在共振頻率下做共振的,且呈 裝置係趨向定義與共振不同之 使用一包括如第5圖中所示之並聯共振電路及如第6圖 中之末端構造即可理解此最少和諧波之内容;在這些狀況 下,透過發散所浪費之電量(最小的無線電周波數)或通 過之直接耦合係降低;經由可調之共振拾取裝置無法獲得 之電力的遺失量亦減少,並且串聯補償線路之優點亦可 得。 例5.(第7圖) 此圖係顯示一包括並聯共振電路或震盪電路之全電橋 電源供應器配置之較佳實施例;其配置係提供了例3中之 數個優點。於此電路中,電容7〇1與電感7〇2為一選定之 值,以在一預定之操作頻率下共振;並且,有重要之循環 電流將要流過這些元件。開關裝置204,205,206,及207 則形成一全電橋以實現電路之共振,其係藉由交替地由其 一端或另外一端連接電容701至高電壓或低電壓口 2〇2代表 如圖所示之此串聯補償一次傳導回路或線路該處之開端, 經由由直流電源供應器經電感1 〇4,流進該全電橋之電流
第21頁 五、發明說明(19) ' 係作為固定電流源,電感丨〇4係提供順應性電壓供應,並 且降低開關過度的回流進電源供應器。 例6.(第8圖到第1 4圖) 第8圖係為簡化的圖示,表示一般對於"有計畫的非轉 合(mi s-matched coup 1 ing )"之觀念;一串聯補償線路 (804)表示一實質的零阻抗,且當電感/電容網路(8〇2 與803)在操作頻率下共振,表示此線路之阻抗係為無限 大。而提供一零阻抗負載而非無限大之阻抗造成此線路内 之固定電流的循環,此時’經由共振電路其包含電感8〇2 與電容803而驅動此系統之電源可發現其阻抗(a)不是 零,且(b )並不是純電阻性。這個觀念係假設任何置於 此線路中之負載實質上係為純電阻,亦即一已調整之共振 電路係調至接近於此線路的頻率。 較適用於此例子中之交流電源801係為電壓源,且最 好製造出電壓的波為正弦波或是在控制之下,在一既定之 共振頻率下共振,其電壓係近似於正弦波。但是,這些要 求可能有所改變。 第9圖成為第8圖之貫通電導π網路的第一個敘述,以 匹配一電流源與一串聯共振感應性電力傳送線路, 901 ’與902形成一可調電路,並且一般係為電源的一部 分。903為電容,使作為功率因數校正電容(p〇wer factor correction capacitor),並且被選擇以當驅動 此純電阻性負載時’輸入此貫通電導7Γ網路之輸入阻抗本 身係為純電阻,因此可調電路之頻率固定。令人驚苛的
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是,當在操作頻率下與電感904共振時,這個值是相同 的m假若電感904 之感應性電抗為4歐姆,則 電容(-j4 )之電容性電抗應為4歐姆,電容9〇5亦應 為此值。並聯共振元件903,904,舆9〇5群體包括貫通電 導7Γ網路的敘述,比較上’此一般用於無 (radio transmitter)之貫通電導疋網路其天線負載及 輪出級係為串聯共振。 第10圖顯示一更理想之裝置其簡化的電路圖形,用以 匹配電源及一感應性電力傳送線路,其係使用貫通電導π 網路。在此’第9圖中之電感904係分為一對,每一邊上皆 存在一個(1〇〇4與1〇〇4,)。一個優點為在感應性路徑中 之電流為平均的,並且其無線電干擾較少;每一個電感之 電抗為j2 ’而並不是第9圖中之j4,因此,本發明之較佳 貫通電導π網路包括(於第1〇圖中)電容903與9〇5 (每— 電容性電抗為4歐姆)以及電感1〇〇4與1004,(每一感應性 電抗為2歐姆)。 此操作電容之電流應該足夠用以操作循環之電流,而 該電流係為與"線路電流"不同之11偏壓電流"。例如—個供 應1000伏特之供應器,係設定電抗為j 2之共振元件的使 用’則將會造成一偏壓電流為1 0 0 0 /j2 = 500A ;若忽略該 線路之阻抗,其為大約1到8歐姆,通常此線路電流將為偏 壓電流的一半。在一實際之系統其頻率在15kHz,電壓供 電為500伏特,其偏壓電流為500安培,且線路電流為250 安培,則感應性電抗應該大約為2 1 # Η。當然,這個用以
第23頁 4^6172 五、發明說明(21) 設定線路電流之事先決定之程序係假設用一固定電壓源, 若電Μ能夠改變,則在不同線路上之部分電流亦將會改 變。 使用—貫通電導7Γ網路及其帶有之不匹配特性之優點 在於其動作如同一電壓正反器;此線路之阻抗應該較用於 此網路之電抗值要大,則輸出電壓係較輸入電壓為大,且 當網路驅動為一較低’適合於半導體之電壓如800到1〇〇〇 伏特f ’由貫通電導π網路輸出而驅動數千伏特的線路是 有可此的’這使得所驅動之線路長度增長。 弟Π圖顯示 傳送線路,其使 貫通電導π網路 含一個),此即 由於在一特別分 )’藉由關閉一 是有可能切斷電 統’其中,來自 的支線内(11 〇2 由一斷時間的打 使所有線路都短 用’更甚於此, 網路其供應此線 預置(preset ) 非使用在移動之 一簡化的電路圖形 用單一電源供應( ’在每一條支線上 為"星形配置11 ( s t 支内(11 0 2,11 〇 3 相對之短路開關( 流的,因此系統之 電源的所有電力會 ,1103,或是}】〇4 開超過一個開關而 路’該電源供應器 藉由決定此貫通電 路所示,於特定之 。在此系統中,若 交通工具的感應性 ,包括數個感應性電为 1101),以及一分離的 (每個方形1105内皆包 ar configuration )。 ,或1104其中任何之~ 1106 , 1107 ,或1108 ) 設計師可以設計一個系 全部流進任何·條单一 )°另外,電力可以藉 與數條支線共同分,即 並無法做逆向的影響作 導;r網路之元件值,如 線路中循環之電流可以 是用於某些目的,而並 路徑上,這可能會很有
4^6172 五、發明說明(22) 用,但是取而代之的,將具有較少之裝置需求如電池插座 的連接。 降低損失(1 〇 s s )的方法可以在一實際之系統上實 行;藉由降低此線路之電流至0 _ 7,則損失減半;例如, 注意第11圖中的線路1104,其具有電感之感應性電抗3歐 姆及電容之電抗6歐姆,這使得一循環之電流為另外兩個 線路1102與11G3的66.7 %,而其電感之電抗係為2歐姆, 且電容之電抗為4歐姆。 這種電路可以稱做”零售介面” (retai 1 in1;erface ),其中所有的元件皆由一感應性傳導線路而獲得電力。 —旦,此能量消耗物之計算已被確認(假定由一些電子裝 置),電流則被允許於適當之開關在一”確認控制器” (verification controller)發出之信號而流動,且可 傳送到該能量消耗物,這也許能夠使用於道路傳輸或用於 電池之充電。 第12圖顯示係一簡化的電路圖形,其用於一種方法即 其導線長度係為可以由一單一電源供應器供應電力之感應 性電力傳送系統之導線長度之2倍;此程序係依靠於在不 影響此電源供應器或線路,且電流依舊由同一供應器流出 的情況下,藉由短路該單一之線路而使其產生去能源 (de-energ i s i ng )的可能性;一單一電源供應器11 〇 1驅 動一對單元1105,1105’ ,且每—單元皆與第丨丨圖中之虛 線方形11 0 5内之包含物相同,每一單元亦包括—短路之開 關,如第11圖所示之11〇6。有加長的—次導線(注意:串
第25頁 _ ____416172 五、發 聯補>f當^^ Θ 4_ 、 近 項電谷未顯示)由兩條1201及1202所構成,其非常靠 大i且共同位於電源供應器/貫通電導π網路之區域間, ,為此加長之線路中間。可以使用接近偵測器之表現的 半式以決定是否有裝置,其能夠送出電力至位於線路之一 ,並且假如有,則其對應的短路開關丨丨06會打開並且對 線路供給電力,因而供應給該能量消耗物。 ,此線路並不會造成電力浪費,㈣偵測器 形式包括極輕微地對此線路供電,並偵察一負載;否則活 生之感應器,也許可以使用單獨連接於此線路之導線。這 種導線"可以使用用於表示發光安裝之電源纜線,如螢光 發光之安裝。 於第13圖中,係顯示更多的裝置’藉切換貫通電導冗 網路内元件的值,用以控制在線路中流動之電流。利用元 件之群體來取代單一元件係有可能使用,並於不同元件之 結合來切換以改變線路之電流,例如,如第丨3圖所示,其 一可由j3到j6來降低電感(藉由加入並聯之電感ι3〇ια, 1301D至1301B與1301C ’且同時加入並聯之電容1302B斑 1302D至1302A與1302C已由j3到j6,且當維持共振的狀態 時,當無法達到其全電力’則去除其損失至一半)。 於第一操作模式下,不論是否切換已在上述之第二或 第三模式’藉由短路此貫通電導π網路之輸出電流係可獲 得零電流最好這個開關具有水銀-濕(mercury_we t ted ) 接觸,以致存在最小的内電阻’但一交替之图態開關可能 於動作間更快且更可靠’如零交又轉換(zer〇_cr〇ssin
第26頁 416172 五、發明說明(24) - switching)是可理解的,控制線13〇5則控制此開關。 *於^ _操作模式,當維持共振時,一低的線路電流係 藉由在貫通電導;τ網路中使用較高的電感與較低的電容 而獲得。 於第二操作模式,當維持共振時,藉由在貫通電導^ 網路中使用一較低電感與較高之電容值係可獲得一較高之 線路電流。傳統上,加入電感與加入電容且皆並聯於已存 在之元件,並關閉一遠離控制開關之合適型態,其影響控 制線1 304以使連接造成由第二操作模式到第三操作模式的 傳輸。 第14圖顯示所提供之裝置與方法其如何以迅速地且被 動地在貫通電導7Γ網路中控制電流的循環,而造成漏電, 例如’若線路1 4 0 1變為一開路電路時。假如發生此事,在 此網路中循環的電流會趨於無限大。為了限制此最大之電 J>it_ 1 ’最好準備一具有鐵電(或陶電)線心之飽和電感, 而第14圖中係顯示1402與1403兩個飽和電感;當飽和時, 此網路之共振頻率會改變其指示之先飽和之值j2,且因此 在一定義之頻率下所產生的能量其工作之效率較低。飽和 係為物質大小之性質且十分容易理解,且理想下,必須注 意保護此電源供應器之某種形式其關斷之防護,以防持續 之飽和導致過度加熱。縮然陶電或鐵電線心最後會飽和, 這種被動保護元件的使用其包含了設計階段,其中,決定 了可容忍之最大電流量,且設計了電感,以在該位準下達 到飽和。
第27頁 416172 五、發明說明(25) 第15圖顯示一種形式之電感其物理性設計1500,且其 可與250到500千瓦的供應器一同使用。一種具有適當電抗 之電感係包括大約10公尺長的導線1505,可以承載大約 500安培之偏壓電流’而於鋁容器1502中形成4圈的回路, 以依據此容器之内表面所產生的满流(eddy current), 做一電子性的遮蔽。A-A’切面1501,如下所示,係顯示一 較佳之容器會如何與導線1 505等距離,此纜線包括之電感 應集總(c 1 amped )(固定裝置1 50 6 ),以致該線圈大約 維持容器1 50 1内空間之中心。有些則要求冷卻孔,連接處 1503與1504為規線之電子式連接,連接至此電路之維持 物’這種容器係懸吊在箱背而維持電路。 第16圖顯不此種電感的其他救述;一單一懸吊線路 1 605穿過數個鐵電線心電感1603 — π ^ ^ 狀’使該圓環面被載斷。在實用上,可能在此導線之下降 的方向使用50個線心,並於其上升的方向上使用5〇個線 心。此線心係增加了導線單一圈之電感值(也許為一公尺 ):提供一飽和元件,且限制由導線所發出之磁通量其危 險。最好一遮蔽盒子(未顯示於圖中)仍用以裝漏通^巴 (leakage flux ),且用以保護及安全。線心在使用期間 將經由磁滯現象(hysteresis)而被加熱,且會被強制二 卻。—單一之像圓環面被截斷之線心16〇3之切面圖如下^ 示,其中包括導線1 602,及空隙1 6 04,其為能量儲存 方。若該圓環狀物係較一足夠長的辮線便宜,而該 額定至承載500安培的電流,則這種設計之花費要比第η
416172 五、發明說明(26) 圖中之設計花費低。此線心依據該空隙而設置,且因此可 控制該彈性之纜線的位置,一般用於250到500千瓦的貫通 電導π網路其電容單元的設置係為一標準的程序。 優點 本發明涵蓋了數個電源供應至導線之型態,而該線路 係形成感應性電力供應系統之一次電路;以此電源供應的 例子而在輸出端不包括一 聯共振電路: 可以實現零電壓之切換,以及 2 ·可以藉由交互之驅動脈衝而達到線路電流之控制。 電源供應器之例子包括一共振電路,其優點包括: 1. 能夠驅動串聯補償感應性電力傳送線路,並且能夠 容易地成比例增加其電力。 2. 容易達到零電壓之切換。 3. 於有用處之頻率下(諸如5,10,15kHz ),不會有 開關之小的’或沒有去額定值(derating)。 4. 係供應一正弦波電壓至此線路,並降低了和諸波之 發散。 使用貫通電導7Γ網路以供應一串聯補償線路的敘述其 優點包括: 1,使用貫通電導π網路以耦合多條線路與單一之大型 電源供應1 tb對每一線路提供一個電源供應器要符合經濟 之效應。一種在工廠中包含數百個單一電源複雜之運輸系 統設計,則應該較為便宜,係因為相關的小的電源的^ ” 供,而使得安裝變成最責的部分。在如此複雜的系統中,
416172 五、發明說明(27) 電池充電裝置,運輸系統,以及路旁之傳送裝置亦可以安 裝’且亦可由感應性電力傳送而供應。 線路可以供應更多’或藉由改變貫通電導江網路元件 之電抗而使得電流減小;例如一道路感應性電力傳送系統 於馬路的一側(或是另一側),在交通擁擠的情況下接收 更多的電流’在其他的時間’損失則可因供應較少的電流 而減少。 —加長的線路在一電壓下可導入電力,而該電壓比藉 由今日之裝置所產生之電壓要高;該裝置係藉整修貫通電 導π網路内之電抗使其阻抗與該線路之阻抗一樣。因而允 許每個單元之電源供應其感應性電源傳輸之距離較長。 加長的線路可使用如第12圖所示之貫通電導冗網路 於中間導入電力,所以長距離的感應性電力之傳送要求 (以此為例)每單位線路長度(最大能量傳送長度)包括 —半數量的電源供應器。 飽和電感可以提供"第一防護”,以免線路中開路電路 漏電。 雖然本發明已以較佳實 限定本發明,任何熟習此項 神和範圍内,當可作更動與 當視後附之申請專利範圍所 施例揭露如上’然其並非用以 技藝者’在不脫離本發明之精 潤飾,因此本發明之保護範圍 界定者為準。

Claims (1)

  1. 416171 Μ% 8712Q1Rfl 夂、申請專利範圍 一種用於電源供
    煩請委示 ^1 〔:.-1-,1.更及 f1生電力傳送系統之·一次 線,每 括至少 接該電 感,且 —次導線具有 一活性具 源與至少 該電感係 的電容, 線間的傳 如申請專 貫通電導 貫通電導 該電源之 網路係可 非耦合, 導線係表 於使用上 定的值 一次導2. 包括一 容,該 連接於 中,該 畫性的 此一次 出電壓 出。 3. 如申請專 一個貫通電導;τ 夠決定由該網路 控制在該一次導 4. 如申請專 包括至少一個貫 的一次導線,該 由該網路流進該 應之裝置,係由交流電源至— 導線’具有至少一個可調的一次^ 一内部共振頻率’其中,該製置包 入及一輸出之網路;該網路能詞= 一個一次導線,該網路包括至少一個電 具一選定之值’並聯接於至少一具有一選 能夠影響電力在電源與該至少一 ^ 有一輸 該網路 輸。 利範圍 7T網路 7Γ網路 該輸入 在該交 因此該 現出零 可能大 第1項所述之裝置,其中,該網路 ,包括一或更多電感及一或更多電 具有一輸入及一輸出:且該網路係 ’以及至少--次導線之輸出,其 流電源與該一次導線之間提供—計 電源係表現出一無限大之阻抗,1 阻抗,所以在貫通電導7Γ網路之輸 於提供至該貫通電導JT網路之輸
    利範圍第2項所述之裝置,其中,在任何 網路中的元件值係選定的,因此該網路能 流進該一次導線之循環電流部分,且能夠 線内流動之電流。 利範圍第3項所述之裝置,其中’該裝置 通電導7Γ網路,且每一網路係連接於對應 網路係能夠藉適用元件之選定的值’決定 —次導線之電流部分,以致在該一次
    第31頁 416171 Μ% 8712Q1Rfl 夂、申請專利範圍 一種用於電源供
    煩請委示 ^1 〔:.-1-,1.更及 f1生電力傳送系統之·一次 線,每 括至少 接該電 感,且 —次導線具有 一活性具 源與至少 該電感係 的電容, 線間的傳 如申請專 貫通電導 貫通電導 該電源之 網路係可 非耦合, 導線係表 於使用上 定的值 一次導2. 包括一 容,該 連接於 中,該 畫性的 此一次 出電壓 出。 3. 如申請專 一個貫通電導;τ 夠決定由該網路 控制在該一次導 4. 如申請專 包括至少一個貫 的一次導線,該 由該網路流進該 應之裝置,係由交流電源至— 導線’具有至少一個可調的一次^ 一内部共振頻率’其中,該製置包 入及一輸出之網路;該網路能詞= 一個一次導線,該網路包括至少一個電 具一選定之值’並聯接於至少一具有一選 能夠影響電力在電源與該至少一 ^ 有一輸 該網路 輸。 利範圍 7T網路 7Γ網路 該輸入 在該交 因此該 現出零 可能大 第1項所述之裝置,其中,該網路 ,包括一或更多電感及一或更多電 具有一輸入及一輸出:且該網路係 ’以及至少--次導線之輸出,其 流電源與該一次導線之間提供—計 電源係表現出一無限大之阻抗,1 阻抗,所以在貫通電導7Γ網路之輸 於提供至該貫通電導JT網路之輸
    利範圍第2項所述之裝置,其中,在任何 網路中的元件值係選定的,因此該網路能 流進該一次導線之循環電流部分,且能夠 線内流動之電流。 利範圍第3項所述之裝置,其中’該裝置 通電導7Γ網路,且每一網路係連接於對應 網路係能夠藉適用元件之選定的值’決定 —次導線之電流部分,以致在該一次
    第31頁 416172 __案號 871201S0_±__1--—-~i^;___ 六、申請專利範圍 線路内循環之該循環之電流量能夠受到控制。 5. 如申請專利範圍第4項所述之裝置’其中’該裝置 包括超過一個之貫通電導;j網路’且每一個貫通電導;Γ網 路係連接於控制之開關裝置與/ 一次導線之間,因此能夠 在任何時間藉由一或更多網路輸出與該一次導線的連接, 控制在該一次導線内循環之電流量。 6. 如申請專利範圍第4項所述之裝置’其中,該裝置 包括至少一個貫通電導π網路,連接於每--次導線,且 該至少一個網路係與另外之至少一個活性元件的設定一同 提供,而該網路能由一第一元件的設定控制切換電流進入 或流出該網路電路,以決定一第一電流,至元件的第二設 定’以決定第二電流,因此由該網路供應至每--次導線 的循環電流可以經由時間對時間而受控制,且因此能夠控 制在該一次導線内循環之電流量。 7·如申請專利範圍第2項所述之裝置,其中,該裝置 係在任何一個貫通電導π網路連接此一次導線處提供-- 次導線的一次電導;當在一關閉狀態時,該一次導線能夠 短路此線路,因此造成在該一次導線内流動之 電μ量下降’且因此該一次導線係於未連接該電源供應器 效應之下’故該電源供應器並未經歷一短路輸出。 # 8.如申請專利範圍第2項所述之裝置,其中,該貫通 電導7Γ網路中之一或更多該感應性元件能夠進入一飽和的 狀態係若一電流大於應流過該飽和電感的電流,因此, 可以限制在該一次導線内循環之電流。
    第32頁
    六、申請專利範圍 的:ί: η;:::線係形成-延伸之-次導線 至少一條& π導線之末端在一交流電源之附近係與 條其他一次導線之末端一 有一開關裝W i 可人守綠係在具 φ ^貫通電導7Γ網路之連接點與該貫通電導 =接’因此’在使用h任何-次導線可以藉 Ϊ = ί應之開關裝[在該-次導線之上提供能量予 感應14電源之能量消耗物。 7Γ Ϊ電感’適用於包括如巾請專利範圍第6項或第 7項所,之貫通電導江網路的裝置…,該電感係與_ ί Ϊ Ϊ 一特定電流位準下飽和之特性的鐵電或陶電線心一 5 ’、因此能夠限制在該網路内循環之總電流。 U . 一種電感,適用於包括如申請專利範圍第6項 7,所述之貫通電導冗網路的裝置,纟中,在一傳導性容 器中係包含多於一圈的辮線,且遠離該容器之内表面。 12. —種電感,適用於包括如申請專利範圍第6項或第 7項所述之貫通電導α網路的裝置,其中,—鐵電線心係 已括或更多個亞鐵鹽元件,且皆具有一截斷之圓環面亞 鐵鹽線心,包括一空隙,大約穿過一圈的線心而於辮線 上。 13. 如_請專利範圍第12項所述之電感,其中,該一 或更多亞鐵鹽元件係皆位於其所佔之空隙。 14. 如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中,該裝置 更包括末端裝置;此末端裝置係在遠離一電源供應器之連 接處連接於一導線之一端及其他導線之一端,該末端裝置 係包括並聯連接之(A ) 一電阻,係能在任何頻率下表現
    第33頁
    416172 案號 87120180 六、申請專利範圍 出該導線之特性阻抗,及(B) —串聯可調共振電路, 可調至内部之共振頻率;該末端裝置在此共振頻率下係\ 表現一至線路之短路電路,且能在其他頻率下表現出該 線之特性阻抗’因此,降低了於此線路中之電流揭環=導 諧0 1 5 _ —種用於電源供應之裝置’係由交流電源至一感 應性電力傳送系統之一次導線’具有至少一個串聯可調的 一次導線,每 次導線具有一内部共振頻率,其中,該 電源供應裝置包括四個開關裝置的設定,係經由電源排^ 於第一,與第二串聯連接對,該串聯補償線路係連接於開 關裝置之第一串聯對與開關裝置之第二串聯對之接點,'二 裝置具有控制裝置,能夠遞送開關之指示,以使得每—門 關裝置於其他開關所控制之一個週期的關係内重複地打^ 或關上’因此每一對的開關不會在同一時間内關上,且因 此該串聯補償線路係重複性地先於—個方向連接於該電源 的供應,再於或接近該導線之内部共振頻率換另一個方” 向。 16.如申請專利範圍第15項所述之裝置,其中,該 置係由一電壓源所驅動。 17‘如申請專利範圍第15項所述之裝置’其中,該裝 置係由一電流源所驅動。 18.如申請專利範圍第15項所述之裝置,其中,該裝 置係由一電流源所驅動,且包括一並聯共振電路,能夠在 或接近此線路之共振頻率下共振’並連接於此電源供應裝 置之輸出。
    第34頁 1*72 案號 87120180_年 J__§--- τ'申請專利範圍 19. 如申請專利範圍第15項所述之裝置’其中,該裝 置更包括控制裝置,能夠決定控制間之關係;該控制裝置 更允許至少一對開關裝置之開關指令之脈衝間隔的改變, 因此能夠改變在串聯補償線路中循環之電流量。 20. 如申請專利範圍第15項所述之裝置’其中’至少 一個開關裝置當於一零電壓狀態下’係藉著安裝在每一開 關裝置之電容,以藉由一控制裝置切換’以及藉由該串聯 補償線路之内部共振頻率之交替,以使其切換略低於該控 制信號遞送至該開關裝置的速率。 21. 如申請專利範圍第15項所述之裝置,其中,該電 源供應裝置包括一具有一共振頻率之一並聯共振電路,並 包括至少兩個開關裝置,係連接以使電流由一電流源至該 共振電路而操作,因此,在一頻率下重複的開關裝置的截 止能夠使得共振電流流進該並聯共振電路中,而上述之頻 率係非常接近於該共振頻率;且一電源供應裝置之輸出係 連接於該並聯共振電路,其中,該電源供應裝置利用於一 全電橋配置中之開關裝置以使電流由該電流源流進該共振 電路。 2 2. —種用於電源供應至一感應性電力傳送系統之一 次導線之裝置,具有至少一個串聯可調的一次導線,其 中’該裝置包括一反應性的網路,能夠連接於交流電源與 該導線之間,該網路包括至少一個電感,其連接於至少一 個電容’且該網路能夠修正該導線的阻抗,且因此升高能 夠由一電源供應器送至該導線的能量。
    第35頁
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