管式线圈耦合器

1.一种管式线圈耦合器，其特征在于：它包括交变功率源(1)、中空环状铁磁芯(2)、管式金属圈组、若干个电容件(4)以及螺绕线圈(5)；
所述中空环状铁磁芯(2)套设于所述管式金属圈组的外周，所述螺绕线圈(5)为一根螺绕导线依次沿中空环状铁磁芯(2)的侧壁内外反复绕设而成的绕圈结构；所述管式金属圈组包括一个以上的管式金属圈A(3)；所述管式金属圈组的一端部与螺绕导线的一端相连接，同时管式金属圈组的另一端部及螺绕导线的另一端线头分别与交变功率源(1)的两端接头相连接形成电流回路，且管式金属圈组的电流方向与螺绕导线中位于中空环状铁磁芯(2)内侧壁线段的电流方向一致；若干个电容件(4)串联或并联在所述电流回路中；
或，
所述管式金属圈组套设于所述中空环状铁磁芯(2)外周，所述螺绕线圈(5)为一根螺绕导线沿中空环状铁磁芯(2)的外壁面反复绕设成若干线环；所述管式金属圈组包括一个以上的管式金属圈B(7)，所述管式金属圈B(7)的侧壁上沿其轴向方向开设有绝缘缝，管式金属圈B(7)上位于绝缘缝的两侧边为管式金属圈B(7)的导线接头(8)；所述管式金属圈组的一导线接头(8)端与螺绕导线的一端线头相连接，同时管式金属圈组的另一导线接头(8)端及螺绕导线的另一端线头分别与交变功率源(1)的两端接头相连接形成电流回路，且管式金属圈组的电流方向与螺绕导线的电流方向一致；若干个所述电容件(4)串联或并联在电流回路上。
2.根据权利要求1所述的管式线圈耦合器，其特征在于：
若所述管式金属圈A(3)的个数为两个以上时，两个以上的管式金属圈A(3)由内而外依次套设，且相邻的管式金属圈A(3)之间相互绝缘，两个以上的管式金属圈A(3)之间通过导线(10)首尾依次串联。
3.根据权利要求1或2所述的管式线圈耦合器，其特征在于：若干个电容件(4)串联在管式金属圈组的管式金属圈A(3)上，和/或串联在螺绕线圈(5)的螺绕导线中，和/或并联在交变功率源(1)的两端。
4.根据权利要求1所述的管式线圈耦合器，其特征在于：
若管式金属圈B(7)的个数为两个以上时，两个以上的管式金属圈B(7)由内而外依次套设，且任意相邻的管式金属圈B(7)之间相互绝缘，任意相邻的管式金属圈B(7)之间通过导线(10)与管式金属圈B(7)的导线接头(8)依次连接串联。
5.根据权利要求1或4所述的管式线圈耦合器，其特征在于：
所述管式金属圈B(7)包括若干个呈“C”字形的金属条(11)，相邻的金属条(11)之间相互绝缘，且若干个金属条(11)通过导线(10)依次串联成一体。
6.根据权利要求1或4所述的管式线圈耦合器，其特征在于：
若干个电容件(4)串联在管式金属圈组的管式金属圈B(7)上，和/或串联在螺绕线圈(5)的螺绕导线中，和/或并联在交变功率源(1)的两端。
7.根据权利要求1、2、或4所述的管式线圈耦合器，其特征在于：所述管式金属圈组的材料为铝或铝合金。
8.根据权利要求7所述的管式线圈耦合器，其特征在于：所述管式金属圈由片状结构或膜状结构卷绕而成。
9.根据权利要求1、2、或4所述的管式线圈耦合器，其特征在于：所述管式金属圈组的长度大于或等于中空环状铁磁芯(2)的长度。
10.根据权利要求1所述的管式线圈耦合器，其特征在于：
所述螺绕线圈为一根螺绕导线依次沿中空环状铁磁芯(2)的侧壁内外反复绕设而成的绕圈结构，且所有绕圈结构将整个中空环状铁磁芯(2)的侧壁内外面均匀布满成密绕螺绕线环状；
或，所述螺绕线圈(5)为一根螺绕导线沿中空环状铁磁芯(2)的外壁面反复绕设成若干线环，且若干线环依次从中空环状铁磁芯(2)的一端逐步向另一端均布绕设成紧密状的密绕螺绕线管结构。

管式线圈耦合器\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种管式线圈耦合器结构，涉及应用于管式线圈耦合无极灯等涉及功率耦合的设备。\n背景技术\n[0002] 管式线圈功率耦合器是综合功率电子学、等离子体学、电介质和磁性材料学等领域最新科技成果研制开发出来的高新技术产品，在涉及功率耦合的场合有广阔的应用。管式线圈功率耦合器应用的例子之一，如无极灯。无极灯无灯丝，无电极，是无电极气体放电荧光灯的简称。无极灯是一种高光效、长寿命、高显色性新型光源。现有的无极灯有中空环状铁磁芯外置型和铁磁芯内置型两类，包括有交变功率源、铁磁芯、玻璃灯壳，铁磁芯缠绕有通电线圈。传统的无极灯存在如下缺点：耦合效率不是很高，散热性较差。\n发明内容\n[0003] 本实用新型的目的在于提供一种耦合效率高、耦合频率低，有效磁力线分布合理、散热快、磁通量大且节能的管式线圈耦合器。\n[0004] 本实用新型的目的通过如下技术方案实现：一种管式线圈耦合器，它包括交变功率源、中空环状铁磁芯、管式金属圈组、若干个电容件以及螺绕线圈；\n[0005] 所述中空环状铁磁芯套设于所述管式金属圈组的外周，所述螺绕线圈为一根螺绕导线依次沿中空环状铁磁芯的侧壁内外反复绕设而成的绕圈结构；所述管式金属圈组包括一个以上的管式金属圈A；所述管式金属圈组的一端部与螺绕导线的一端相连接，同时管式金属圈组的另一端部及螺绕导线的另一端线头分别与交变功率源的两端接头相连接形成电流回路，且管式金属圈组的电流方向与螺绕导线中位于中空环状铁磁芯内侧壁线段的电流方向一致；若干个电容件串联或并联在所述电流回路中；\n[0006] 或，\n[0007] 所述管式金属圈组套设于所述中空环状铁磁芯外周，所述螺绕线圈为一根螺绕导线沿中空环状铁磁芯的外壁面反复绕设成若干线环，且若干线环依次从中空环状铁磁芯的一端逐步向另一端均布绕设；所述管式金属圈组包括一个以上的管式金属圈B，所述管式金属圈B的侧壁上沿其轴向方向开设有绝缘缝，管式金属圈B上位于绝缘缝的两侧边为管式金属圈B的导线接头；所述管式金属圈组的一导线接头端与螺绕导线的一端线头相连接，同时管式金属圈组的另一导线接头端及螺绕导线的另一端线头分别与交变功率源的两端接头相连接形成电流回路，且管式金属圈组的电流方向与螺绕导线的电流方向一致；若干个所述电容件串联或并联在电流回路上。\n[0008] 若所述管式金属圈A的个数为两个以上时，两个以上的管式金属圈A由内而外依次套设，且相邻的管式金属圈A之间相互绝缘，两个以上的管式金属圈A之间通过导线首尾依次串联。\n[0009] 若干个电容件串联在管式金属圈组的管式金属圈A上，和/或串联在螺绕线圈的螺绕导线中，和/或并联在交变功率源的两端。\n[0010] 若管式金属圈B的个数为两个以上时，两个以上的管式金属圈B由内而外依次套设，且任意相邻的管式金属圈B之间相互绝缘，任意相邻的管式金属圈B之间通过导线与管式金属圈B的导线接头依次连接串联。\n[0011] 所述管式金属圈B包括若干个呈“C”字形的金属条，相邻的金属条之间相互绝缘，且若干个金属条通过导线依次串联成一体。\n[0012] 若干个电容件串联在管式金属圈组的管式金属圈B上，和/或串联在螺绕线圈的螺绕导线中，和/或并联在交变功率源的两端；\n[0013] 所述管式金属圈组的材料为铝或铝合金；所述管式金属圈由片状结构或膜状结构卷绕而成。\n[0014] 所述管式金属圈组的长度大于或等于中空环状铁磁芯的长度。\n[0015] 所述螺绕线圈为一根螺绕导线依次沿中空环状铁磁芯的侧壁内外反复绕设而成的绕圈结构，且所有绕圈结构将整个中空环状铁磁芯的侧壁内外面均匀布满成密绕螺绕线环状；\n[0016] 或，所述螺绕线圈为一根螺绕导线沿中空环状铁磁芯的外壁面反复绕设成若干线环，且若干线环依次从中空环状铁磁芯的一端逐步向另一端均布绕设成紧密状的密绕螺绕线管结构。\n[0017] 较之现有技术而言，本实用新型的优点在于：管式线圈耦合器为现有的功率耦合器增加了一种新的耦合器，管式线圈耦合器耦合效率高、耦合频率低，有效磁力线分布合理、磁通量大，节能；中空的铁磁芯直接连通空气，散热快，内置型耦合器管式线圈有辅助散热和支撑作用。\n附图说明\n[0018] 图1是本实用新型一种外置型管式线圈耦合器的结构示意图。\n[0019] 图2是图1外置型管式线圈耦合器接上环形无极灯后的使用状态图。\n[0020] 图3是图1中管式金属圈组的结构示意图。\n[0021] 图4是本实用新型中螺绕线圈环绕在中空环状铁磁芯上的结构示意图。\n[0022] 图5-图9是本实用新型中各结构件的线路连接图。\n[0023] 图10是本实用新型一种内置型管式线圈耦合器的使用状态图。\n[0024] 图11是本实用新型一种内置型管式线圈耦合器中管式金属圈B的使用状态图。\n[0025] 图12是本实用新型内置型管式线圈耦合器中一种管式金属圈B的结构示意图。\n[0026] 标号说明：1交变功率源、2中空环状铁磁芯、3管式金属圈A、4电容件、5螺绕线圈、6环形无极灯、7管式金属圈B、8导线接头、9筒状无极灯管、10导线、11金属条。\n具体实施方式\n[0027] 下面结合说明书附图和实施例对本实用新型内容进行详细说明：\n[0028] 实施例一\n[0029] 如图1和图2所示为本实用新型提供的一种外置型管式线圈耦合器的实施例示意图，它包括交变功率源1、中空环状铁磁芯2、管式金属圈组、若干个电容件4、螺绕线圈5；所述中空环状铁磁芯2套设于所述管式金属圈组的外周。如图1所示，所述螺绕线圈5为一根螺绕导线依次沿中空环状铁磁芯2的侧壁内外反复绕设而成的绕圈结构，如图4所示，若整个螺绕线圈5能将整个中空环状铁磁芯2环绕均布满成密绕螺绕线环的话，使电磁场更加均匀，以能对电子均匀加速。\n[0030] 如图1和3所示，所述管式金属圈组包括一个以上的管式金属圈A3；所述管式金属圈组的一端部与螺绕导线的一端相连接，同时管式金属圈组的另一端部及螺绕导线的另一端线头分别与交变功率源1的两端接头相连接形成电流回路，且管式金属圈组的电流方向与螺绕导线中位于中空环状铁磁芯2内侧壁线段的电流方向一致。\n[0031] 如图1和3所示，管式金属圈组可以由两个以上的所述管式金属圈A3组成，两个以上的管式金属圈A3由内而外依次套设，且相邻的管式金属圈A3之间相互绝缘，两个以上的管式金属圈A3之间通过导线10首尾依次串联。同时，相应地，各个管式金属圈A3的电流方向需与螺绕导线中位于中空环状铁磁芯2内侧壁线段的电流方向一致。增加管式金属圈A3的个数可以有效提高耦合器整体的耦合效果。\n[0032] 本实施例中，电容件4可以是一个，也可以是多个。电容件4在电流回路中的位置也可以有多种方式，如图5和6所示，将电容件4直接串联在任意管式金属圈A3的两端，如图7所示，也可以直接串联在螺绕线圈5的螺绕导线中(图中螺绕线圈5分成螺绕线圈5A和螺绕线圈5B)，或者如图8所示，直接与交变功率源1的两端，让电容件4与整个螺绕线圈\n5、管式金属圈相并联。\n[0033] 另外，为满足谐振和限流需要，如图9所示，可直接在螺绕线圈与交变电源之间串联一个电感件。\n[0034] 所述管式金属圈组的材料为铝或铝合金，例如，可通过铝(铝合金)片或铝(铝合金)膜片直接卷绕成管式金属圈。\n[0035] 所述管式金属圈组的长度大于或等于中空环状铁磁芯2的长度。\n[0036] 如图2所示，使用时，将环形无极灯6中的一小段部位置于管式金属圈A3内，该小段部位相当于整个外置型管式线圈耦合器的中空加速管道。管式金属圈A3由磁导率近似为的金属如铝或铝合金制成。在图1和2中，所述交变功率源1与螺绕线圈5所连接的一端未示出，所述螺绕线圈5缠绕在所述环状铁磁芯上并通以电流交变电流I(为了便于视图清楚，视图中的螺绕线圈5只画出几圈作为示意，若螺绕线圈5能够将整个中空环状铁磁芯\n2环绕均匀密绕布满的话，整个耦合器的耦合效果会达到最佳)，交变电流I在所述中空环状铁磁芯2体内产生磁场强度为B的交变磁场，交变磁场B的变化在中空加速管道内产生强度为E的交变电场(反抗磁场强度B的变化)；在交变电场E的作用下，中空加速管道内和环形无极灯6管其它位置内部的气体被电离出等离子体，而且等离子体的自由电子被交变电场加速；加速到一定能量的自由电子和灯管内的汞原子碰撞，激发了汞原子中的电子；\n激发了的汞原子中的电子返回基态时，辐射出紫外线，所述紫外线通过所述灯管壁上荧光粉的时候，所述荧光粉产生了可见光。\n[0037] 实施例二\n[0038] 如图10所示为本实用新型提供的一种内置型管式线圈耦合器的实施例示意图，它包括交变功率源1、中空环状铁磁芯2、管式金属圈组、若干个电容件4、螺绕线圈5；所述管式金属圈组套设于所述中空环状铁磁芯2外周，所述螺绕线圈5为一根螺绕导线沿中空环状铁磁芯2的外壁面反复绕设成若干线环，且若干线环依次从中空环状铁磁芯2的一端逐步向另一端均布绕设。较佳的，若干线环依次从中空环状铁磁芯的一端逐步向另一端均布绕设成紧密状的密绕螺绕线圈结构，可以保证中空环状铁磁芯四周的电磁场更加均匀，以能对电子均匀加速。\n[0039] 如图10和11所示，所述管式金属圈组包括一个以上的管式金属圈B7，所述管式金属圈B7的侧壁上沿其轴向方向开设有绝缘缝，管式金属圈B7上位于绝缘缝的两侧边为管式金属圈B7的导线接头8；所述管式金属圈组的一导线接头8端与螺绕导线的一端线头相连接，同时管式金属圈组的另一导线接头8端及螺绕导线的另一端线头分别与交变功率源1的两端接头相连接形成电流回路，且管式金属圈组的电流方向与螺绕导线的电流方向一致；若干个所述电容件4串联或并联在电流回路上。\n[0040] 与实施例一相同地，管式金属圈组也可以由两个以上的管式金属圈B7组成，两个以上的管式金属圈B7由内而外依次套设，且任意相邻的管式金属圈B7之间相互绝缘，任意相邻的管式金属圈B7之间通过导线10与管式金属圈B7的导线接头8(即绝缘缝两侧边)依次连接串联。或者，如图11所示，管式金属圈组直接由一个管式金属圈B7反复绕设成多层的管圈结构。同时如图12所示，管式金属圈B7也可以直接由若干个呈“C”字形的金属条11并排组成，相邻的金属条11之间相互绝缘，且若干个金属条11通过导线10依次串联成一体。\n[0041] 与实施例一相同地，本实施例中，电容件4也可以是一个或者多个。电容件4在电流回路中的位置也可以有多种方式，如图5-8所示，将电容件4直接串联在任意管式金属圈B7的两端，也可以直接串联在螺绕线圈5的螺绕导线中，或者直接与交变功率源1的两端，让电容件4与整个螺绕线圈5、管式金属圈B7相并联。\n[0042] 所述管式金属圈组的材料为铝或铝合金，例如，可通过铝(铝合金)片或铝(铝合金)膜片直接卷绕成管式金属圈。\n[0043] 所述管式金属圈组的长度大于或等于中空环状铁磁芯2的长度。。\n[0044] 使用时，将筒状无极灯管9直接套设于内置型管式线圈耦合器的管式金属圈B7(由磁导率近似为1的金属如铝或铝合金制成)外侧。如图10所示所示，管式金属圈B7四周外是一封闭的筒状无极灯管9，中空环状铁磁芯2中心两端连通空气；中空环状铁磁芯\n2外表面缠绕有螺绕线圈5，且中空环状铁磁芯2外还套设有上述管式金属圈B7。通以交变功率源1后产生交变电流I，在所述中空环状铁磁芯2体内产生磁场强度为B的交变磁场，从而在管式金属圈B7四周外的封闭的筒状无极灯管9产生交变电场E；在交变电场E的作用下，灯管内部的气体被电离出等离子体，而且等离子体的自由电子被交变电场E加速；加速到一定能量的自由电子和灯管内的汞原子碰撞，激发了汞原子中的电子；激发了的汞原子中的电子返回基态时，辐射出紫外线，所述紫外线照射到所述灯管壁上的荧光粉的时候，所述荧光粉产生了可见光。\n[0045] 本实用新型的管式线圈耦合器为现有的功率耦合器增加了一种新的耦合器，且耦合效率高、耦合频率低，有效磁力线分布合理、磁通量大，节能；中空的铁磁芯直接连通空气，散热快，内置型耦合器管式线圈有辅助散热和支撑作用。\n[0046] 上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。