專利名稱：供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠從單個(gè)電源適配器向多個(gè)負(fù)載裝置供電的供電系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及其中基于電磁感應(yīng)通過(guò)無(wú)接觸輸電執(zhí)行供電操作的供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能夠從單個(gè)電源適配器向多個(gè)負(fù)載裝置供電的供電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是具有清潔裝置的電動(dòng)剃須刀。圖21A和21B顯示了供電動(dòng)剃須刀里使用的供電系統(tǒng)的配置。如圖21A所示，電動(dòng)剃須刀2可以連接至由RCC(振蕩扼流變換器)等形成的電源適配器1。如圖21B所示，清潔裝置3也可以連接至電源適配器1。如圖21B所述，在電動(dòng)剃須刀2安裝在清潔裝置3上的狀態(tài)下不僅可以清潔電動(dòng)剃須刀2的刀片而且可以向電動(dòng)剃須刀2充電。
在這種情形下，因?yàn)殡娫催m配器1輸出例如12V的直流電，所以在這種狀況下，向清潔裝置3中的清潔裝置驅(qū)動(dòng)電路4供電的任務(wù)以及向安裝在清潔裝置3上的電動(dòng)剃須刀2充電的任務(wù)就通過(guò)支線來(lái)執(zhí)行。然而，電源適配器1需要經(jīng)由接觸式觸點(diǎn)5連接至清潔裝置3或電動(dòng)剃須刀2。另外，因?yàn)殡娫催m配器1提供高達(dá)12V的電壓來(lái)匹配功耗較高的清潔裝置3，所以電動(dòng)剃須刀2需要使用降壓功率變換器7來(lái)將電壓降低至適于向可充電電池6充電的等級(jí)。因此，電動(dòng)剃須刀2的尺寸增大。
同時(shí)，對(duì)于頻繁地用在富含水的環(huán)境例如浴室中的電動(dòng)剃須刀，需要非接觸式或者無(wú)接觸供電。圖22顯示了傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)以無(wú)接觸的方式進(jìn)行供電。通過(guò)電源線11輸入電源適配器12的商業(yè)交流電轉(zhuǎn)換成變換器13中的直流電。直流電轉(zhuǎn)換成電壓諧振逆變器14中的高頻交流電，然后從作為電源適配器12的輸出端口的主線圈15輸出。
主線圈15以可拆卸的方式與作為電動(dòng)剃須刀16的輸入端口的副線圈17通過(guò)磁力耦合。副線圈17中形成的交流電壓轉(zhuǎn)換成變換器電路18中的直流電壓，然后供給由可充電電池和電動(dòng)機(jī)形成的負(fù)載19。變換器電路18為A/D變換器，它的尺寸小于上方所指的降壓功率變換器7的DC-DC變換器。
因此，如果圖22所示的無(wú)接觸供電系統(tǒng)應(yīng)用到圖21A和21B所示的供電系統(tǒng)中，那么就設(shè)置圖23A和23B顯示的配置，其中包括清潔裝置3的多個(gè)負(fù)載裝置可連接至該系統(tǒng)。
由電壓諧振逆變器等等所形成的電源適配器21用來(lái)向輸電線圈24輸出例如50kHz和30V的交流電。電動(dòng)剃須刀22的受電線圈25可以通過(guò)無(wú)接觸的方式連接至如圖23A所示的輸電線圈24。同樣，清潔裝置23的受電線圈26可以通過(guò)無(wú)接觸的方式連接至如圖23B所示的輸電線圈24。
從圖23B可以看出，A/D變換器27設(shè)置在清潔裝置23中。A/D變換器27用于產(chǎn)生例如12V的直流電，并且將它供給清潔裝置驅(qū)動(dòng)電路28。為了使安裝在清潔裝置23上的電動(dòng)剃須刀22充電，用于輸出例如50kHz和30V的交流電并且由電壓諧振逆變器等形成的逆變器29和輸電線圈30設(shè)置在清潔裝置23中。
在這一點(diǎn)上，使用電磁感應(yīng)的并聯(lián)供電技術(shù)的一個(gè)實(shí)例在例如日本公開未審的申請(qǐng)H3-101110A中已經(jīng)公開?，F(xiàn)有技術(shù)參考是指向一種電磁出口插座裝置，其中，充當(dāng)插座主體的多個(gè)主線圈并聯(lián)地嵌入壁中并且充當(dāng)插座蓋子的負(fù)載連接的副線圈裝配到插座主體中，從而使得可以同時(shí)以并聯(lián)和無(wú)接觸的方式向多個(gè)負(fù)載供電。因此，現(xiàn)有技術(shù)參考僅僅揭示了電磁耦合部分的結(jié)構(gòu)。
在如圖23A和23B所示的配置中，變換器27和逆變器29需要另外設(shè)置在清潔裝置23中從而實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸的供電操作。這會(huì)導(dǎo)致尺寸和成本的提高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述的和其它的問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠以無(wú)接觸的方式從單個(gè)電源適配器向多個(gè)負(fù)載裝置供電同時(shí)簡(jiǎn)化負(fù)載裝置的配置的供電系統(tǒng)。
依照本發(fā)明，提供了一種用于從電源適配器向多個(gè)負(fù)載裝置供電的供電系統(tǒng)，其中，電源適配器包括主芯部；和主線圈，該主線圈纏繞著主芯部，充當(dāng)電源適配器的輸出端口以輸出交流電，并且其中，負(fù)載裝置包括用于在主芯部和負(fù)載裝置之間同時(shí)形成磁路的輔助芯部；和纏繞輔助芯部用于向負(fù)載裝置供給輸出功率的副線圈。
依照上方所述的配置，可以單獨(dú)地或者同時(shí)從單個(gè)電源適配器向多個(gè)負(fù)載裝置供電。為此，高頻交流電用作輸出功率，并且主芯部和纏繞著主芯部的主線圈用作輸出端口。同時(shí)，負(fù)載裝置設(shè)置有輔助芯部，該輔助芯部能夠與主芯部和纏繞輔助芯部的副線圈一起形成磁路。這樣，就可以產(chǎn)生要供給的輸出功率。因此，可以通過(guò)調(diào)節(jié)線圈繞組比或者線圈的磁通互鏈得到期望的輸出電壓。這樣，電功率可以從單個(gè)電源適配器向多個(gè)負(fù)載裝置以無(wú)接觸的方式供電。在本發(fā)明中，芯部形成如下的形狀，即同時(shí)在負(fù)載裝置基座上形成磁路，從而使得可以執(zhí)行并聯(lián)的供電操作。
因此，在以無(wú)接觸方式向多個(gè)負(fù)載裝置供電的過(guò)程中，多個(gè)負(fù)載裝置的輸入端口可以連接至單個(gè)電源適配器的輸出端口從而執(zhí)行并聯(lián)的供電操作。這就消除了提供功率轉(zhuǎn)換元件例如變換器或逆變器的需要，而這在從一個(gè)負(fù)載裝置向另一個(gè)傳遞電功率時(shí)是必需的。因此，可以簡(jiǎn)化供電系統(tǒng)的配置。
優(yōu)選地，主芯部具有兩對(duì)凸部，每一對(duì)凸部沿著相同的方向延伸，并且一對(duì)凸部與另一對(duì)凸部的朝向相反，并且其中，每個(gè)輔助芯部都具有一對(duì)沿著相同方向延伸的凸部，輔助芯部布置在主芯部的相對(duì)邊上，布置的方式是使主芯部位于輔助芯部之間以同時(shí)向負(fù)載裝置供電。
依照上文所述的配置，通過(guò)采用三級(jí)疊層結(jié)構(gòu)，使用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就可以向兩個(gè)負(fù)載裝置供電，在該疊層結(jié)構(gòu)中，輔助芯部通過(guò)使主芯部位于輔助芯部之間的方式布置在主芯部的相對(duì)邊上。
優(yōu)選地，主芯部具有兩對(duì)凸部和纏繞著主線圈的軸部分，其中每一對(duì)凸部從軸部沿著相同方向延伸，并且一對(duì)凸部沿著與另一對(duì)成正交的方向定向。每個(gè)輔助芯部具有兩對(duì)凸部，每一對(duì)凸部沿著相同的方向延伸，并且輔助芯部通過(guò)從軸部的軸向方向觀察時(shí)輔助芯部與主芯部形成“L”形的方式布置，并且同時(shí)向負(fù)載裝置供電。
依照上方所述的配置，兩個(gè)輔助芯部布置成與主芯部形成“L”狀的形狀。因此，在一個(gè)負(fù)載裝置傾斜地安裝在另一個(gè)負(fù)載裝置上的情形中，主芯部可以置于與容納在各個(gè)負(fù)載裝置中的輔助芯部非常鄰近的地方。
優(yōu)選地，主芯部形成為繞線管的形狀，輔助芯部形成為方形托架的形狀，繞著主芯部通過(guò)使輔助芯部的相對(duì)端面向主芯部的凸緣的方式布置多個(gè)輔助芯部，從而同時(shí)向負(fù)載裝置供電。
依照上方所述的配置，繞線管的凸緣允許用作從主芯部朝向輔助芯部伸出的凸部。因此，可以僅僅通過(guò)繞著主芯部布置輔助芯部來(lái)形成磁路。這意味著布置的輔助芯部的數(shù)目可以由纏繞方形托架狀的輔助芯部的中心部分的副線圈的直徑等來(lái)決定。
因此，可以使用簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)同時(shí)向許多負(fù)載裝置供電。
優(yōu)選地，電動(dòng)剃須刀充當(dāng)負(fù)載裝置的第一負(fù)載裝置，用于電動(dòng)剃須刀的清潔裝置充當(dāng)負(fù)載裝置的第二負(fù)載裝置。另外，在電動(dòng)剃須刀安裝在清潔裝置上的狀態(tài)下，電動(dòng)剃須刀直接從電源適配器供電并且被充電。
依照上方所述的配置，利用三級(jí)疊層結(jié)構(gòu)或“L”狀的結(jié)構(gòu)可以允許主芯部簡(jiǎn)單地插入到清潔裝置和安裝在清潔裝置上的電動(dòng)剃須刀之間。因此，對(duì)于電動(dòng)剃須刀系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，希望使用三級(jí)疊層結(jié)構(gòu)或“L”狀結(jié)構(gòu)。
依照上方所述的配置，本發(fā)明的供電系統(tǒng)使得可以單獨(dú)地或者同時(shí)從單個(gè)電源適配器向多個(gè)負(fù)載裝置供電。為此，高頻交流電用作輸出功率，并且主芯部和纏繞著主芯部的主線圈用作輸出端口。同時(shí)，負(fù)載裝置設(shè)置有輔助芯部，該輔助芯部能夠與主芯部一起形成磁路，和纏繞輔助芯部的副線圈。這樣，就可以產(chǎn)生要供給的輸出功率。在本發(fā)明中，芯部形成如下的形狀，即同時(shí)在負(fù)載裝置基座上形成磁路，從而使得可以執(zhí)行并聯(lián)的供電操作。
因此，在以無(wú)接觸方式向多個(gè)負(fù)載裝置供電的過(guò)程中，多個(gè)負(fù)載裝置的輸入端口可以連接至單個(gè)電源適配器的輸出端口從而執(zhí)行并聯(lián)的供電操作。這就消除了提供電功率轉(zhuǎn)換元件例如變換器或逆變器的需要，而這在從一個(gè)負(fù)載裝置向另一個(gè)傳遞電功率時(shí)是必需的。因此，可以簡(jiǎn)化供電系統(tǒng)的配置。


圖1A和1B顯示了依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的供電系統(tǒng)的配置；圖2A和2B顯示了依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的供電系統(tǒng)的其它配置；圖3是顯示了如圖1A和1B所示的供電系統(tǒng)的電配置的框圖；圖4是顯示了在圖1或圖2所示的供電系統(tǒng)中纏繞著芯部執(zhí)行無(wú)接觸供電操作的各個(gè)線圈的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5是顯示了在圖1或圖2所示的供電系統(tǒng)中纏繞著芯部執(zhí)行無(wú)接觸供電操作的各個(gè)線圈的另一種結(jié)構(gòu)的透視圖；圖6是顯示了在圖1或圖2所示的供電系統(tǒng)中纏繞著芯部執(zhí)行無(wú)接觸供電操作的各個(gè)線圈的又一種結(jié)構(gòu)的透視圖；圖7是顯示了在圖1或圖2所示的供電系統(tǒng)中纏繞著芯部執(zhí)行無(wú)接觸供電操作的各個(gè)線圈的再一種結(jié)構(gòu)的透視圖；圖8是圖7中所示的纏繞著芯部的各個(gè)線圈的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖9是顯示了在圖1或圖2所示的供電系統(tǒng)中纏繞著芯部執(zhí)行無(wú)接觸供電操作的各個(gè)線圈的另外一種結(jié)構(gòu)的透視圖；圖10A和10B顯示了依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的供電系統(tǒng)的配置；圖11是顯示了在圖10A和10B所示的供電系統(tǒng)中纏繞著芯部執(zhí)行無(wú)接觸供電操作的各個(gè)線圈的一種結(jié)構(gòu)的透視圖；圖12是顯示了在圖10所示的供電系統(tǒng)中纏繞著芯部執(zhí)行無(wú)接觸供電操作的各個(gè)線圈的另一種結(jié)構(gòu)的透視圖；圖13是顯示了在依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的供電系統(tǒng)中的纏繞有輸電線圈和受電線圈的芯部結(jié)構(gòu)的透視圖；
圖14是顯示了在依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的供電系統(tǒng)中的纏繞有輸電線圈和受電線圈的芯部結(jié)構(gòu)的透視圖；圖15是顯示了在依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的供電系統(tǒng)中的纏繞有輸電線圈和受電線圈的芯部結(jié)構(gòu)的透視圖；圖16是顯示了在依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的供電系統(tǒng)中的纏繞有輸電線圈和受電線圈的芯部結(jié)構(gòu)的透視圖；圖17A和17B顯示了依照本發(fā)明的第五實(shí)施例的供電系統(tǒng)的配置；圖18A和18B顯示了依照本發(fā)明的第五實(shí)施例的供電系統(tǒng)的其它配置；圖19是顯示了如圖17A和17B所示的供電系統(tǒng)的電配置的框圖；圖20A和20B顯示了依照本發(fā)明的第六實(shí)施例的供電系統(tǒng)的配置；圖21A和21B顯示了傳統(tǒng)的接觸式供電系統(tǒng)；圖22顯示了傳統(tǒng)的非接觸式供電系統(tǒng)的配置；以及圖23A和23B顯示了圖22中的非接觸式供電系統(tǒng)應(yīng)用到圖21A和21B所示的接觸式供電系統(tǒng)上的配置。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)圖1A至2B顯示了依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的供電系統(tǒng)的配置。該供電系統(tǒng)供具有清除裝置的電動(dòng)剃須刀里使用。如圖1A和2A所示，電動(dòng)剃須刀32可以連接至單個(gè)電源適配器31或31a。如圖1B和2B所示，清除裝置33也可以連接至電源適配器31或31a。參照?qǐng)D1B和2B，在電動(dòng)剃須刀32安裝在清潔裝置33上的狀態(tài)下，不僅可以清潔刀口，而且還可以對(duì)電動(dòng)剃須刀32充電。
電源適配器31或31a包括由二極管橋和平滑電容器等形成的變換器34，還包括諧振逆變器35。電源適配器31或31a用于將例如50kHz和30V的交流電輸出至具有單個(gè)供電插頭36的輸電線圈37，其中該輸電線圈37用作輸出端口并且構(gòu)成變壓器的主線圈。電動(dòng)剃須刀32的用作輸入端口并且構(gòu)成變壓器的次級(jí)線圈的受電線圈38可以通過(guò)如圖1A、1B、2A和2B所示的無(wú)接觸的方式連接至輸電線圈37。清潔裝置33的受電線圈39也可以通過(guò)如圖1B和2B所示的無(wú)接觸方式連接至輸電線圈37。
變換器34和電壓諧振逆變器35如圖1A和1B所示在電源適配器31中設(shè)計(jì)為一體。這種配置適于電力電纜40在電源適配器31和電動(dòng)剃須刀32或清潔裝置33之間延伸相對(duì)較短的長(zhǎng)度的情形。高頻電流在電力電纜40中流過(guò)。如果供電設(shè)備的逆變器是諧振式的，那么就會(huì)產(chǎn)生附有減小的噪聲成分的正弦或梯形電壓波。這樣就可以減小延伸較長(zhǎng)距離的電力電纜中所產(chǎn)生的電磁噪聲，以及從用于電磁感應(yīng)耦合的線圈部分中少量泄漏出的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁噪聲。因此，可以去掉防噪部分。
變換器34和電壓諧振逆變器35如圖2A和2B所示單獨(dú)地設(shè)計(jì)在電源適配器31a中。這種配置有助于避免高頻波的輻射，并且適合于電力電纜40a延伸相對(duì)較長(zhǎng)的情形。例如12V的直流電可以在電力電纜40a中流過(guò)。
設(shè)置在電動(dòng)剃須刀32中的是由可充電電池、電動(dòng)機(jī)等形成的負(fù)載電路41和降壓功率變換器42，該變換器42由A/D變換器形成并且適用于通過(guò)使用在受電線圈38中生成的交流電生成適于負(fù)載電路41使用的例如3V的直流電。另外，使用受電線圈39中生成的交流電進(jìn)行偏壓的驅(qū)動(dòng)電路43設(shè)置在清潔裝置33中。
圖3是顯示了如圖1A和1B所示的供電系統(tǒng)的電配置的框圖。對(duì)應(yīng)于圖1A和1B所示的配置的部分由同樣的參考數(shù)字指定，并且不再給出其說(shuō)明。在電源適配器31中，充當(dāng)主線圈的輸電線圈37纏繞著由磁性材料制成的主芯部47。在電動(dòng)剃須刀32中，充當(dāng)次副線圈的受電線圈38纏繞著由磁性材料制成的輔助芯部48。類似地，在清潔裝置33中，充當(dāng)次副線圈的受電線圈39纏繞著由磁性材料制成的輔助芯部49。這樣，輔助芯部48和49通過(guò)磁通并聯(lián)地連接至主芯部47執(zhí)行基于電磁感應(yīng)的無(wú)接觸輸電操作。
電動(dòng)剃須刀32包括用作降壓功率變換器42的變換器51、連接至變換器51的例如為電動(dòng)機(jī)等的負(fù)載電路52、平行于變換器51布置的變換器53以及由變換器53驅(qū)動(dòng)的例如為微型計(jì)算機(jī)等的負(fù)載電路54。清潔裝置33包括變換器55、例如為清潔水泵電動(dòng)機(jī)、干燥風(fēng)扇、用于干燥目的的感應(yīng)加熱器電路等的連接至變換器55的負(fù)載電路56、平行于變換器55布置的變換器57以及由變換器57驅(qū)動(dòng)的例如為微型計(jì)算機(jī)等的負(fù)載電路58。
應(yīng)該注意到在本發(fā)明中，電源適配器31或31a的輸電線圈37位于與受電線圈38和39都鄰近的地方，從而在如圖1B和2B所示的電動(dòng)剃須刀32安裝在清潔裝置33上的狀態(tài)下執(zhí)行并聯(lián)的供電操作?？紤]到這一點(diǎn)，因此清潔裝置33設(shè)置有槽59a，用于接收板形的供電插頭36。清潔裝置33中的受電線圈38連接至非磁性殼體59b內(nèi)的槽59a的背面。在電動(dòng)剃須刀32中，受電線圈38布置在非磁性殼體59c內(nèi)，以便在電動(dòng)剃須刀32安裝在清潔裝置33上時(shí)它可以面向供電插頭36。
圖4至9顯示了分別纏繞著芯部47、48和49的各個(gè)線圈37、38和39的結(jié)構(gòu)。在如圖4所示的結(jié)構(gòu)中，主芯部47a與多個(gè)獨(dú)立布置的輔助芯部48a和49a一起形成磁路。為此，主芯部47a形成“I”狀，并且具有兩個(gè)凸部對(duì)59和60，每個(gè)凸部對(duì)中的凸部都沿著相同的方向延伸，其中一個(gè)凸部對(duì)的朝向與另一個(gè)相反。通過(guò)相應(yīng)的方式，每個(gè)輔助芯部48a和49a形成方形的托架形狀并且具有沿相同方向延伸的一對(duì)凸部61或62。主芯部47a的各個(gè)凸部59和60布置成面向輔助芯部48a和49a的相應(yīng)的凸部61和62，由此形成磁路。凸部59和60的橫截面積比凸部61和62大，從而實(shí)現(xiàn)較高的磁耦合率，由此就可以提供一種顯示有輸電效率提高的系統(tǒng)。
因此，提供了一種三級(jí)疊層結(jié)構(gòu)，其中，用作負(fù)載裝置的兩個(gè)輸入端口的芯部的輔助芯部48a和49a布置在用作輸出端口芯部的主芯部47a的對(duì)邊上。如圖1B和2B所示，供電插頭36插在清潔裝置33和電動(dòng)剃須刀32之間。這樣，就可以對(duì)具有簡(jiǎn)化和緊湊結(jié)構(gòu)的兩個(gè)負(fù)載裝置同時(shí)執(zhí)行供電操作。
在如圖5所示的結(jié)構(gòu)中，輔助芯部48b和49b形成“E”狀的形狀，具有三個(gè)凸部63和64。同樣，主芯部47b形成具有多個(gè)凸部65和66，這些凸部面向“E”狀的輔助芯部48b和49b的凸部63和64從而形成磁路。為此，主線圈37被分成兩個(gè)線圈37a和37b。
這種配置還保證在用作輸出端口芯部的主芯部47b和用作負(fù)載裝置的兩個(gè)輸入端口芯部的輔助芯部48b和49b之間實(shí)現(xiàn)較高的磁耦合率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三級(jí)疊層結(jié)構(gòu)。
在如圖6所示的結(jié)構(gòu)中，芯部47c、48c和49c是圓柱形或矩形的支柱(圖6中為圓柱形)，線圈37、38和39纏繞著芯部47c、48c和49c的外圓周。芯部47c、48c和49c以端對(duì)端的關(guān)系成直線布置。這種配置還可以保證用作輸出端口芯部的主芯部47c和用作負(fù)載裝置的兩個(gè)輸入端口芯部分輔助芯部48c和49c之間實(shí)現(xiàn)較高的磁耦合率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三級(jí)疊層結(jié)構(gòu)。
圖7和8所示的結(jié)構(gòu)與圖5和6所示的結(jié)構(gòu)類似。兩個(gè)輔助芯部48d和49d是所謂的坩鍋形的芯部，且分別設(shè)置有管狀主體67、隔離管狀主體67的一個(gè)端部的端板68和從端板68的中心垂直安裝的同心立柱69。線圈38和39纏繞著輔助芯部48d和49d的立柱69。對(duì)應(yīng)于輔助芯部48d和49d，主芯部47d具有看起來(lái)好像輔助芯部48d和49d以背靠背的關(guān)系聯(lián)合在一起的形狀。主芯部47d設(shè)置有纏繞著線圈37的兩個(gè)立柱69。因此，輔助芯部48d和49d的管狀主體67和立柱69布置成面向主芯部47d的管狀主體和立柱，從而形成由端板68隔離的磁路。因?yàn)槔p繞著線圈37、38和39的立柱69由管狀主體67進(jìn)行封閉，所有保持磁通的泄漏比較小。
這種配置還保證在用作輸出端口芯部的主芯部47d和用作負(fù)載裝置的兩個(gè)輸入端口芯部的輔助芯部48d和49d之間實(shí)現(xiàn)較高的磁耦合率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三級(jí)疊層結(jié)構(gòu)。
在如圖9所述的機(jī)構(gòu)中，主芯部47e是細(xì)長(zhǎng)的圓柱形或細(xì)長(zhǎng)的矩形支柱形(圖9中為圓柱形)。兩個(gè)輔助芯部48e和49e形成環(huán)形，從而允許主芯部47e的相對(duì)的端部穿過(guò)輔助芯部48e和49e的中心。副線圈38和39纏繞著芯部48e和49e的外圓周。
這種配置還保證在用作輸出端口芯部的主芯部47e和用作負(fù)載裝置的兩個(gè)輸入端口芯部的輔助芯部48e和49e之間實(shí)現(xiàn)較高的磁耦合率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三級(jí)疊層結(jié)構(gòu)。然而，在這種配置中，用于接收主芯部47e的凹槽(未顯示)需要在殼體59b和59c上形成。
利用圖4至9所示的芯部和線圈的結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)簡(jiǎn)單和緊湊的三級(jí)疊層結(jié)構(gòu)執(zhí)行無(wú)接觸的并聯(lián)供電操作，在該三級(jí)疊層結(jié)構(gòu)中，輸電線圈37位于與受電線圈38和39都鄰近的地方。這就消除了在清潔裝置33中提供電功率轉(zhuǎn)換元件例如變換器、逆變器等的需要，否則在電動(dòng)剃須刀32安裝在清潔裝置33上的狀態(tài)下，當(dāng)向電動(dòng)剃須刀32供電時(shí)就是必需的。
(第二實(shí)施例)圖10A和10B顯示了依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的供電系統(tǒng)的配置；該供電系統(tǒng)供具有清潔裝置的電動(dòng)剃須刀里使用，并且與圖1A至2B所示的系統(tǒng)類似。相應(yīng)的部分由類似的參考數(shù)字指定，并且不再給出說(shuō)明。應(yīng)該注意到，在這個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)中，電源適配器71的供電插頭76形成如圖10B所示的楔形，從而適應(yīng)電動(dòng)剃須刀32在清潔裝置73上的傾斜安裝。與圖2A和2B中所示的電源適配器31a相同的是，變換器34和電壓諧振逆變器35可以彼此分離，其中直流電傳遞至電力電纜40a。
用于通過(guò)感應(yīng)加熱來(lái)干燥電動(dòng)剃須刀32的刀片的感應(yīng)加熱線圈74連接至與清潔裝置驅(qū)動(dòng)電路43并聯(lián)的清潔裝置73。感應(yīng)加熱線圈74由圖中未示出的開關(guān)啟動(dòng)，并且由清潔裝置驅(qū)動(dòng)電路43控制，由此在清潔過(guò)程結(jié)束時(shí)使用50kHz的高頻交流電對(duì)電動(dòng)剃須刀32的刀片進(jìn)行感應(yīng)加熱和干燥。
圖11是顯示了芯部87a、88a和89a的結(jié)構(gòu)的透視圖，這些芯部纏繞了供電插頭76的輸電線圈77和受電線圈38和39。在如圖11所示的結(jié)構(gòu)中，主芯部87a與具有兩個(gè)獨(dú)立布置的輔助芯部88a和89a形成磁路。為此，主芯部87a具有兩個(gè)凸部對(duì)81和82，每個(gè)凸部對(duì)中的凸部沿相同的方向延伸，一個(gè)凸部對(duì)與另一個(gè)的方向正交。換句話說(shuō)，當(dāng)從纏繞有輸電線圈77的軸部分85的軸向方向觀察時(shí)，凸部81和82形成“L”狀形。以相應(yīng)的方式，輔助芯部88a和89a形成方形托架狀，并且具有一對(duì)沿著相同方向延伸的凸部83或84，與圖4所示的端頭芯部48a和49a類似。主芯部87a的各個(gè)凸部81和82布置成面向輔助芯部88a和89a的相應(yīng)的凸部83和84，由此形成磁路。凸部81和82的橫截面積比凸部83和84大，從而實(shí)現(xiàn)較高的磁耦合率，由此就可以提供一種顯示有輸電效率提高的系統(tǒng)。
因此，提供了一種“L”狀的結(jié)構(gòu)，其中，用作輸出端口芯部的主芯部47a夾在用作負(fù)載裝置的兩個(gè)輸入端口芯部的輔助芯部88a和89a之間，從而沿著軸向方向觀察時(shí)具有“L”狀。如果電動(dòng)剃須刀32傾斜地安裝在如圖10B所示的清潔裝置73上，主芯部87a就可以與分別容納在電動(dòng)剃須刀32和清潔裝置73中的輔助芯部88a和89a非常鄰近。
圖12是顯示了芯部87b、88b和89b的結(jié)構(gòu)的透視圖，這些芯部纏繞了供電插頭76的輸電線圈77和受電線圈38和39。在如圖12所示的結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)輔助芯部88b和89b與上面所述的芯部88a和89a相同。需要注意的是，在本實(shí)施例中主芯部87b形成繞線管的形狀。具有方形托架形的輔助芯部88b和89b繞著主芯部布置有多個(gè)，布置的方式為使輔助芯部88b和89b的相對(duì)端上的凸部83和84面向主芯部87b的凸緣87c。這使得可以同時(shí)向相應(yīng)的負(fù)載裝置供電。
如果繞線管的凸緣允許以這種方式用作從主芯部87b向輔助芯部88b和89b延伸的凸部，那么磁路就可以通過(guò)僅僅繞著主芯部87b布置輔助芯部88b和89b來(lái)形成。這意味著布置的輔助芯部的數(shù)目可以由纏繞方形托架狀的輔助芯部的中心部分的受電線圈38和39的直徑等來(lái)決定。包括由參考數(shù)字90b指定的三個(gè)輔助芯部布置在如圖12所示的實(shí)施例中。
利用如圖11和12所示的芯部和線圈的結(jié)構(gòu)，可以使用簡(jiǎn)單緊湊的“L”狀結(jié)構(gòu)通過(guò)無(wú)接觸和并聯(lián)的方式向兩個(gè)傾斜地安裝的負(fù)載裝置供電，其中受電線圈38和39布置在輸電線圈77的對(duì)邊上。
(第三實(shí)施例)圖13至15是顯示了在依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的供電系統(tǒng)中纏繞有輸電線圈37和受電線圈38和39的芯部97a-99a、97b-99b和97c-99c的透視圖。就各個(gè)芯部97a-99a、97b-99b和97c-99c而言，應(yīng)該注意的是，纏繞有受電線圈38和39的芯部98a、98b、98c、99a、99b和99c布置在纏繞有受電線圈37的芯部97a、97b和97c的一側(cè)上。
在如圖13所示的芯部97a、98a和99a中，輔助芯部98a和99a具有與如圖5所示的輔助芯部48b和49b相似的“E”狀。主芯部97a的結(jié)構(gòu)如下，其中兩個(gè)“E”狀的芯部沿縱向方向彼此連接，連接的方式是使主芯部97a可以面向沿縱向(垂直)方向布置在主芯部97a一側(cè)上的輔助芯部98a和99a。為此，輸電線圈37被分成兩個(gè)線圈37a和37b。主芯部97a的面向部分的橫截面積等于或大于輔助芯部98a和99a的面向部分的總橫截面積。
在如圖14中所示的芯部97b、98b和99b中，輔助芯部98b和99b是具有與上面所描述的輔助芯部48b、49b、98a和99a相似的“E”狀。主芯部97b的結(jié)構(gòu)如下，其中兩個(gè)“E”狀的芯部沿厚度方向彼此連接，連接的方式是使主芯部97b可以面向沿厚度(橫向)方向布置在主芯部97b一側(cè)上的輔助芯部98b和99b。主芯部97b的面向部分的橫截面積等于或大于輔助芯部98b和99b的面向部分的總橫截面積。
在如圖15中所示的芯部97c、98c和99c中，輔助芯部98c和99c具有與圖6所示的輔助芯部48c和49c相似的圓柱形或矩形支柱的形狀(圖15中為圓柱形)。通過(guò)允許主側(cè)的磁通流過(guò)副線圈38和39來(lái)執(zhí)行輸電。主芯部97c形成盤形以便它可以面向在它的一側(cè)上并排(沿橫向方向)布置的輔助芯部98c和99c。
利用圖13至15所示的結(jié)構(gòu)可以保證對(duì)于兩個(gè)并列的負(fù)載裝置適當(dāng)?shù)貓?zhí)行輸電。
(第四實(shí)施例)
圖16是顯示了在依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的供電系統(tǒng)中纏繞有輸電線圈37和受電線圈38和39的芯部107、108和109的結(jié)構(gòu)的透視圖。應(yīng)該注意到，在本實(shí)施例中，各個(gè)線圈37、38和39纏繞著方形托架形的芯部107、108和109，其中當(dāng)從頂部或底部觀察時(shí)，這些芯部以120度的等間隔依次布置。這種配置還可以保證電功率均勻地從一個(gè)輸電線圈37傳遞到兩個(gè)受電線圈38和39。
本發(fā)明的目標(biāo)是一種供電系統(tǒng)，其中，與應(yīng)用到供電裝置的高頻電力電纜上的高頻電壓具有相同頻率的電壓可以應(yīng)用于特定電裝置的電力電纜。然而，電壓-電流關(guān)系卻與阻抗有一定的關(guān)系。因此，在供電裝置的逆變器的輸出功率等同地構(gòu)成高頻電流源時(shí)，相同頻率的電流可以流經(jīng)特定電裝置的電力電纜，這種情形也落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。因?yàn)楸景l(fā)明涉及能夠相對(duì)于多個(gè)特定電裝置同時(shí)執(zhí)行并聯(lián)的供電操作，所以就在特定的電裝置的輸入端口中生成高頻交流電壓。用來(lái)控制通電的電子開關(guān)、機(jī)械開關(guān)、變換器電路等可以提供在連接至特定電裝置的輸入端口的電力電纜或電路上，從而可以控制電裝置內(nèi)的供電操作。當(dāng)然，這種配置也落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
(第五實(shí)施例)圖17A至18B顯示了依照本發(fā)明的第五實(shí)施例的供電系統(tǒng)的配置。該供電系統(tǒng)在具有清潔裝置的電動(dòng)剃須刀中使用，并且與圖1A至3和圖10A和10B所示的系統(tǒng)類似。相應(yīng)的部分由類似的參考數(shù)字指定，并且不再給出說(shuō)明。如圖19所示，在這個(gè)實(shí)施例的電源適配器101的供電插頭106中，輸電線圈37纏繞著用于電動(dòng)剃須刀32的主芯部107，并且一起使用用于向清潔裝置103或103’輸電的金屬接點(diǎn)102。如圖17B所示的清潔裝置103與圖18B所示的清潔裝置103’的不同之處在于感應(yīng)加熱線圈73的存在與否。
受電金屬接點(diǎn)104以相應(yīng)的方式設(shè)置在清潔裝置103或103’上。金屬接點(diǎn)102和104使用顯示有較高的抗侵蝕性能的材料形成。通過(guò)使用50kHz交流電的電力電纜40，相對(duì)于電動(dòng)剃須刀32可以執(zhí)行無(wú)接觸供電操作，在該電動(dòng)剃須刀32中，不希望在它的設(shè)計(jì)表面上暴露出任何金屬接點(diǎn)，并且相對(duì)于清潔裝置103或103’可以執(zhí)行接觸式供電操作，其中在清潔裝置103或103’中，功耗較高并且需要避免功率損耗。接觸式供電操作費(fèi)用比較低廉。
(第六實(shí)施例)圖20A和20B顯示了依照本發(fā)明的第六實(shí)施例的供電系統(tǒng)的配置；這種供電系統(tǒng)在具有清潔裝置的電動(dòng)剃須刀中使用，并且該系統(tǒng)與圖10A和10B所示的系統(tǒng)類似。相應(yīng)的部分由類似的參考數(shù)字指定，并且不再給出說(shuō)明。在這個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)剃須刀112和清潔裝置113中，充當(dāng)副線圈的受電線圈118和119配置成不具有芯部。因此，電源適配器111的供電插頭116中的輸電線圈117插入到纏繞為環(huán)形的受電線圈118和119中。
盡管已經(jīng)相對(duì)于優(yōu)選實(shí)施例顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以不脫離由下文中的權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的范圍而做出各種變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于從電源適配器向多個(gè)負(fù)載裝置供電的供電系統(tǒng)，其中，電源適配器包括主芯部；和纏繞主芯部充當(dāng)電源適配器的輸出端口以輸出交流電的主線圈，以及其中，負(fù)載裝置包括用于在主芯部和負(fù)載裝置之間同時(shí)形成磁路的輔助芯部；和纏繞輔助芯部用于向負(fù)載裝置供給輸出功率的副線圈。
2.如權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，主芯部具有兩對(duì)凸部，每一對(duì)凸部沿著相同的方向延伸，并且一對(duì)凸部與另一對(duì)凸部的朝向相反，以及其中，每個(gè)輔助芯部都具有一對(duì)沿著相同方向延伸的凸部，輔助芯部布置在主芯部的相對(duì)邊上，從而使主芯部位于輔助芯部之間以同時(shí)向負(fù)載裝置供電。
3.如權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，主芯部具有兩對(duì)凸部和纏繞著主線圈的軸部分，其中每一對(duì)凸部從軸部沿著相同方向延伸，并且一對(duì)凸部沿著與另一對(duì)凸部成正交的方向定向，以及其中，每個(gè)輔助芯部具有兩對(duì)凸部，每一對(duì)凸部沿著相同的方向延伸，并且輔助芯部通過(guò)從軸部的軸向方向觀察時(shí)輔助芯部與主芯部形成“L”形的方式布置以同時(shí)向負(fù)載裝置供電。
4.如權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，主芯部形成為繞線管的形狀，輔助芯部形成為方形托架的形狀，繞著主芯部通過(guò)使輔助芯部的相對(duì)端面向主芯部的凸緣的方式布置了多個(gè)輔助芯部，以同時(shí)向負(fù)載裝置供電。
5.如權(quán)利要求2所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，電動(dòng)剃須刀充當(dāng)負(fù)載裝置的第一負(fù)載裝置，和用于電動(dòng)剃須刀的清潔裝置充當(dāng)負(fù)載裝置的第二負(fù)載裝置，以及其中，在電動(dòng)剃須刀安裝在清潔裝置上的狀態(tài)下，電動(dòng)剃須刀直接從電源適配器供電并且被充電。
6.如權(quán)利要求3所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，電動(dòng)剃須刀充當(dāng)負(fù)載裝置的第一負(fù)載裝置，和用于電動(dòng)剃須刀的清潔裝置充當(dāng)負(fù)載裝置的第二負(fù)載裝置，以及其中，在電動(dòng)剃須刀安裝在清潔裝置上的狀態(tài)下，電動(dòng)剃須刀直接從電源適配器供電并且被充電。
全文摘要
供電系統(tǒng)能夠從電源適配器向多個(gè)負(fù)載裝置供電。電源適配器包括主芯部；和主線圈，該主線圈纏繞著主芯部，充當(dāng)電源適配器的輸出端口輸出交流電。負(fù)載裝置包括用于在主芯部和負(fù)載裝置之間同時(shí)形成磁路的輔助芯部；和纏繞輔助芯部用于向負(fù)載裝置供給輸出功率的副線圈。主芯部具有兩對(duì)凸部，并且輔助芯部布置在主芯部的相對(duì)邊上，布置的方式使主芯部位于輔助芯部之間從而同時(shí)向負(fù)載裝置供電。
文檔編號(hào)B26B19/38GK1960151SQ20061013655
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者安倍秀明, 北村浩康, 山下干弘 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社