устройство для подачи электропитания на нагрузку и связанная с ним система

Формула изобретения

1. Устройство для подачи электроэнергии на нагрузку, содержащее: источник питания, оборудованный входом для тока промышленной частоты, средствами преобразования упомянутой выше частоты в более высокую, высокочастотным выходом; и индукционный разъем из двух частей, имеющий первую часть сердечника с присоединенной к выходу источника питания первичной обмоткой и вторую часть сердечника с вторичной обмоткой для подачи электроэнергии на нагрузку, причем обе части сердечника изготовлены из материала с высоким сопротивлением, а первичный и/или вторичный индукционный разъем с обмоткой, намотанной пользователем, имеет профиль, такой как винтовая дорожка, позволяющий контролировать количество витков.

2. Устройство по п.1, в котором первая и вторая части сердечника индукционного разъема выполнены с возможностью их сопряжения и разъединения.

3. Устройство по п.1, в котором средства преобразования частоты в более высокую, выполнены с возможностью повышения упомянутой выше промышленной частоты до частоты 23 кГц - 10 МГц.

4. Устройство по п.1, в котором средства преобразования частоты в более высокую выполнены с возможностью повышения упомянутой выше промышленной частоты до частоты 25-60 кГц.

5. Устройство по п.1, в котором средства преобразования частоты в более высокую выполнены с возможностью повышения упомянутой выше промышленной частоты до частоты 30-50 кГц.

6. Устройство по п.1, в котором средства преобразования упомянутой выше частоты в более высокую частоту включают электронный трансформатор и средства подачи питающего модулированного постоянного тока.

7. Устройство по п.6, в котором средства преобразования упомянутой выше частоты в более высокую частоту включают электронный трансформатор для подачи питающего модулированного постоянного тока при предварительно заданном напряжении.

8. Устройство по п.6, в котором предусмотрена защита от перегрузки по току и/или короткого замыкания в нагрузке.

9. Устройство по п.6, в котором средства преобразования упомянутой выше частоты в более высокую включают переключаемый источник питания или инвертор.

10. Устройство по п.1, в котором преобразование упомянутой выше частоты в более высокую осуществляется с помощью электронного балласта.

11. Устройство по п.1, в котором первая и вторая части сердечника индукционного разъема изготовлены из материала с объемным удельным сопротивлением по меньшей мере 10³ см.

12. Устройство по п.11, в котором первая и вторая части сердечника индукционного разъема изготовлены из материала с объемным удельным сопротивлением, по меньшей мере, 10 ⁴ см.

13. Устройство по п.1, в котором первая и вторая части сердечника изготовлены из цинкникелевого феррита.

14. Устройство по п.1, в котором первая и вторая части индукционного разъема из двух частей включают: штифты и пазы, которые разъемно сопрягаются друг с другом, соединяя первую и вторую части разъема.

15. Устройство по п.1, в котором части индукционного разъема из двух частей включают: защелкивающиеся фиксаторы и пазы, фиксирующие сопрягаемые части разъема.

16. Устройство по п.1, в котором части индукционного разъема из двух частей соединяются и фиксируются байонетным фиксатором.

17. Устройство по п.1, в котором нагрузкой является одно или более устройств следующих типов: лампы накаливания с питанием от сети переменного тока, ламп накаливания низкого напряжения, светодиоды и флуоресцентные лампы.

18. Устройство по п.17, в котором нагрузка содержит несколько ламп, подключенных параллельно.

19. Устройство по п.17, в котором нагрузка содержит несколько ламп, подключенных последовательно.

20. Устройство по п.17, в котором нагрузка содержит несколько ламп в гирлянде или на стойке.

21. Устройство по п.1, в котором нагрузка содержит электродвигатель, источник питания компьютера, радиотехники, телевизионных или других электронных устройств, нагревательные приборы и т.п.

22. Устройство по п.1, в котором нагрузка выбрана из группы: компьютеры и периферийное оборудование, телекоммуникационное оборудование, включая ручные устройства, офисное оборудование, медицинское оборудование, бытовые электроприборы, как, например, посудомоечные и стиральные машины, микроволновые печи (бытовая техника), миксеры, радиоприемники, телевизоры, звуковоспроизводящая аппаратура класса hi-fi, звуковая аппаратура, горное и промышленное оборудование, аэрокосмическое, судовое и подводное оборудование, автомобильное оборудование, офисные и бытовые аксессуары, учебное оборудование, торговое и рекламное оборудование, дорожные знаки и разметка, уличные аксессуары, нефтехимическое оборудование, осветительные приборы: включая торговые, промышленные, рекламные знаки, знаки взлетно-посадочных полос и аэродромов, дорожные знаки и разметка, электронные системы наблюдения, печатные платы, военное оборудование, транспортное оборудование и системы безопасности.

23. Устройство по любому из пп.1-21, пригодное для использования с электрогенераторами на возобновляемых источниках энергии, включая: ветровые, солнечные, приливные и гидроэлектрогенераторы.

24. Индукционный разъем из двух частей, первичная его часть, или вторичная его часть, для использования в устройстве по любому из описанных выше пунктов.

25. Индукционный разъем из двух частей по п.24, содержащий соединение первичной обмотки с многогранным первичным индукционным разъемом для подачи электроэнергии на один или более вторичных разъемов.

26. Индукционный разъем из двух частей по п.24, содержащий соединение вторичной обмотки с многогранным вторичным индукционным разъемом для получения электроэнергии от одного или более первичных разъемов.

27. Индукционный разъем из двух частей по п.24 с возможностью подключения двужильного кабеля, и в котором имеется первичный сердечник с намотанным на него проводом для обеспечения первичного индукционного соединения, причем провод подключен к двужильному кабелю посредством устройства прорезания изоляции.

28. Индукционный разъем из двух частей по п.27, в котором имеется третий провод для дополнительного подключения заземления.

29. Индукционный разъем из двух частей по п.24, с возможностью подачи напряжения, прямо пропорционального количеству витков обмотки на вторичном сердечнике.

30. Индукционный разъем из двух частей по п.24, в котором выходное напряжение от вторичного разъема может быть как переменного тока, так и постоянного тока.

31. Индукционный разъем из двух частей по п.24, в котором разъемы выполнены с возможностью вращения относительно друг друга для изменения таким образом количества энергии, передаваемой от первичной части сердечника на вторичную часть сердечника.

32. Индукционный разъем из двух частей по п.31, для использования в устройстве по любому из пп.17-20, в котором части сердечника могут вращаться относительно друг друга, обеспечивая, таким образом, постепенное выключение/включение.

33. Индукционный разъем из двух частей по п.31, для использования в устройстве по любому из пп.17-20, в котором эффект постепенного включения/выключения или же затухания обеспечивается за счет изменения зазора между первичным сердечником и вторичным сердечником.

34. Индукционный разъем из двух частей по п.24, в котором имеется ферритовый или аналогичный материал с низким магнитным сопротивлением.

35. Индукционный разъем из двух частей по п.24, отличающийся тем, что первичная и вторичная части могут иметь любую форму следующих типов: тороидальная, ромбическая, кубическая, параллелепипед, полусферическая, коническая призма или иная цельная структура с осевой симметрией.

36. Лампа с находящимся в ее цоколе вторичным сердечником индукционного разъема из двух частей, выполненного по любому из пп.24-31 и 34-35, при этом лампа подключена к обмотке указанного сердечника для питания лампы.

37. Лампа по п.36, в которой в цоколь заделана лампа накаливания или флуоресцентная трубка, причем на поверхность упомянутого выше цоколя выведены по меньшей мере два полюсных наконечника упомянутого выше вторичного сердечника.

38. Штепсель, содержащий вторичный сердечник, заключенный в корпус, причем на корпусе имеются зажимы для использования с устройством по любому из пп.1-23; или разъемом по любому из пп.24-35; или с лампой по п.36 или 37.

39. Штепсель по п.38, в котором упомянутые выше зажимы содержат байонетные соединения, винтовые соединения, защелки, задвижки и скользящие механизмы.

40. Гнездо, подключенное к источнику питания, причем в гнезде находится первичный сердечник, обеспечивающий возможность подключения по меньшей мере одного штепселя по п.38 или 39.

41. Система, включающая: гнездо по п.40 и штепсель по п.38 или 39, а также устройство по любому из пп.1-23; или разъем по любому из пп.24-35; или лампу по п.36 или 37; или любую другую нагрузку.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к устройству для подачи электропитания на нагрузку и к связанной с ним системе. Более конкретно, изобретение относится к устройству для передачи электрической энергии, включающему индукционный разъем из двух частей, как средство передачи энергии потребителям, такое как осветительное оборудование, вычислительная техника, периферийное оборудование, такое как приспособления для зарядки аккумуляторных батарей и принтеры, офисное оборудование, например фотокопировальные устройства, а также автоматы по продаже напитков. Устройство и связанная с ним система могут использоваться в электросетях зданий, квартир, офисов, школ и университетов, зданий коммерческого назначения и тому подобное, а также в фонарях уличного и садового освещения.

Изобретение включает индукционный разъем из двух частей для передачи электроэнергии от отдельного первичного разъема по меньшей мере на один вторичный разъем, причем к указанному вторичному разъему или к каждому вторичному разъему присоединен по меньшей мере один потребитель, такой как, например, лампа. Устройства, потребляющие электроэнергию, или иначе потребители могут иметь встроенные вторичные устройства для прямого индуктивного подключения к первичному разъему.

Одним из частных вариантов использования изобретения, впрочем никак не ограничивающим другие варианты его использования, является питание осветительных приборов низкого напряжения (напряжение <50 В) или люминесцентных ламп, хотя в качестве нагрузки также предусмотрено использование не только осветительной цепи, но и силовой цепи, в которой нагрузкой являются электродвигатели, блоки питания радиотехники, телетехники или аналогичных электронных устройств, нагревательные приборы и т.п.

Уровень техники

В источниках питания, используемых в помещениях, главным образом применяется электрооборудование, в котором в качестве соединения электрических контактов для подключения нагрузки использовано соединение «металл-металл». Такое оборудование включает различного типа разъемы из вилки и розетки. В Великобритании требования по монтажу проводки регулируются Британским стандартом BS 7671 "Требования к электроустановкам" и документом МЭК (Международная электротехническая комиссия) IEC 364 "Электроустановки в помещениях".

Электросети обычно разделены на несколько цепей с различным номинальным током от 6 А для цепей освещения, питающих потолочные розетки и патроны ламп, до 13 А для потребителей, запитываемых через штепсельные розетки (обычно применяются 3-штырьковые вилки согласно требованиям BS 1363), и до 40 А для электроплит и водогреев. Электрические штепсельные розетки поставляют признанные поставщики, такие как фирма MK Electric, мировой поставщик самых разнообразных электрических вилок, штепсельных розеток и разъемов.

Последнее время все большую популярность приобретают низковольтные осветительные системы, такие как утопленные светильники с галогенными вольфрамовыми лампами напряжением 12 В, подключаемыми через трансформатор, аналогичные точечные светильники поверхностного монтажа, люминесцентные светильники или системы освещения, установленные на проводниках или токопроводящих дорожках. Подобные осветительные приборы также требуют непосредственного электрического контакта между клеммами нагрузки и источником питания.

В публикации GB-A-0392052 (Siemens) описывается состоящий из двух частей индукционный магнитный разъем для использования в атмосфере, содержащей рудничный газ или иные взрывоопасные газы. Передача электроэнергии из сети на нагрузку осуществляется индуктивно с использованием корпуса, имеющего сетевую и нагрузочную части, каждая из которых заключает в себе соответствующую половину кольцевого магнитного сердечника, имеющего первичную (сетевую) и вторичную (нагрузочную) обмотки. Способ соединения частей корпуса подробно не описан, но из чертежа следует, что внутренняя поверхность нагрузочной части сформирована с пазом, обеспечивающим плотную посадку на внешний паз сетевой части. При отключении нагрузки происходит замыкание стержней главного полусердечника посредством якоря для предотвращения протекания избыточного тока через первичную обмотку, что может привести к ее перегреву и перегоранию. Публикация GB-A-1366134 относится к осветительной арматуре в опасных средах. В ней описаны аналогичные разъемы из двух частей, в которых первичная обмотка подключена к индуктивно-емкостной цепи, которая под нагрузкой настраивается на частоту источника питания (например, 1 кГц), но при разъединении частей эта настройка сбрасывается. В одном из вариантов осуществления изобретения части сердечника состыкованы друг с другом, а в другом варианте осуществления изобретения нагрузочная часть соосно входит внутрь части с сердечником. Аналогичные устройства описаны в публикации US-A-3995209, относящейся к разъемам для систем связи. В публикации US-A-4303902 также описаны в целом аналогичные устройства, но в них использованы ферритовые сердечники и частоты передачи, например, 100 кГц, так что эта публикация относится к передаче электрических сигналов для связи на указанных частотах, а не к передаче энергии на нагрузочные устройства, и в ней отсутствуют сведения, относящиеся к подаче электроэнергии. Описанные в ней индукционные соединители предназначены для применения в окружающей среде, не допускающей использования открытого контакта металл-металл, например во избежание искрения в взрывоопасных атмосферах или для применения на морских промышленных объектах или под водой. Кроме того, в публикации GB-A-2020116 описан соединитель для использования под водой, а в публикации US-A-4538863 описаны соединители для подводных линий электроснабжения и электропередачи.

Сущность изобретения

Изобретение базируется на понимании того, что в современных электронных высокочастотных источниках энергии для передачи энергии на нагрузку стало возможным использование индукционного соединения из двух частей, при условии, что материал сердечника соединительного устройства обладает достаточным сопротивлением, чтобы избежать возникновения вихревых токов и малого гистерезиса, а также обеспечивает малые потери, чтобы избежать перегрева при используемых частотах, и что проблемы с перегрузкой по току без нагрузки не так остры на более высоких частотах, используемых, если первичная обмотка первой половины сердечника имеет некоторое реактивное сопротивление, а источник питания имеет встроенную защиту от короткого замыкания из-за перегрузки по току и/или из-за чрезмерной нагрузки. В особенности, предполагается, что является новым сочетание высокочастотного источника питания и соединителя из двух частей, имеющего сердечник, изготовленный из материала с низким магнитным сопротивлением, причем первичный и/или вторичный индукционный разъем с обмоткой, намотанной пользователем, имеет профиль, такой как винтовая дорожка. Рассматриваемые частоты как правило находятся в диапазоне от 23 кГц до 10 МГц. В предпочтительном варианте этот диапазон ограничен частотами 25-100 кГц, более предпочтительно 25-60 кГц. Использование так называемых квазимодовых источников питания позволяет осуществлять эффективное преобразование частот из относительно низких в высокие.

Согласно одному из аспектов изобретения предложено устройство для подачи электроэнергии на нагрузку, содержащее источник питания, оборудованный входом для тока промышленной частоты, средствами преобразования этой частоты в более высокую, высокочастотным выходом, а также индукционный разъем из двух частей, имеющий первую часть сердечника с присоединенной к выходу источника питания первичной обмоткой и сопрягаемую с ней вторую часть сердечника с вторичной обмоткой для подачи электроэнергии на нагрузку, причем обе части сердечника изготовлены из материала с высоким сопротивлением, а первичный и/или вторичный индукционный разъем с обмоткой, намотанной пользователем, имеет профиль, такой как винтовая дорожка, позволяющий контролировать количество витков.

Использование намотанных пользователем обмоток обусловливает, в частности, появление индукции с точно заданными параметрами, а следовательно, подачу на нагрузку энергии с точно заданными параметрами.

Термин "питание от промышленной сети" относится к стандартным местным сетям электропитания, частота в которых обычно составляет 50-60 Гц, может быть выше или ниже.

Изобретением также предусматривается наличие индукционного разъема из двух частей, первичной его части или вторичной его части, для использования в описанном выше устройстве. Вышеупомянутый разъем из двух частей в идеале должен иметь взаимодействующие части для обеспечения как механического, так и индукционного соединения между двумя частями для их фиксации в необходимом положении таким образом, чтобы полюсные наконечники указанных первичной и вторичной частей совпадали и обеспечивали эффективное индукционное соединение.

Предпочтительно первичная и вторичная части разъема удерживаются вместе зажимами или иными упругими средствами, обеспечивающими минимальный воздушный зазор, или тонкими разделительными мембранами из пластмассы или иного диэлектрика. Части индукционного разъема могут включать штифты и пазы под них для разборного соединения сопрягаемых деталей разъема.

Части разъема могут также быть оборудованы зажимами и пазами под них, выполненными с возможностью разъемного соединения первой и второй частей путем защелкивания. В более предпочтительном варианте возможно применение байонетного соединения для соединения частей разъема с возможностью разъединения.

Как видно из приведенного выше, для надежного удержания двух частей соединения вместе могут быть использованы различные виды механических соединений.

Желательно, чтобы сердечник был изготовлен из феррита с низкими потерями, что позволит избежать потерь от вихревых токов и малого гистерезиса, а также предотвратить перегрев при работе на частотах передачи энергии и повысить КПД системы.

Согласно еще одному аспекту изобретения предложена электрическая нагрузка, имеющая в своей ближней зоне полусердечник индукционного разъема из двух частей и установленную на этом полусердечнике вторичную обмотку для подачи электроэнергии на эту нагрузку. В одном из вариантов такая нагрузка выполнена в виде лампы накаливания или флуоресцентной лампы, в основании которой имеется полусердечник индукционного разъема и вторичная обмотка для подачи питания на лампу.

Изобретением также предложено соединительное звено между высокочастотным источником питания переменного тока, подключенным к первичной обмотке индукционного соединителя, и нагрузкой, подключенной к вторичной обмотке того же индукционного соединителя. Следует отметить, что в этом варианте осуществления изобретения, в котором оно работает как система, предусмотрен соединитель, который выполняет функции трансформатора и который может быть разделен на первую и вторую части с обеспечением возможности передачи энергии от источника питания, предназначенного для подачи электроэнергии, на нагрузку любого применимого типа.

Указанная система не создает напряжения и не вырабатывает тока, так что она может безопасно работать в широком диапазоне рабочих сред. Одним из основных применений изобретения являются осветительные приборы, однако возможно также его использование, например, в силовых цепях вычислительного оборудования, техники связи, авиационной техники, корабельных устройств, в промышленности и в быту. Кроме того, поскольку в изобретении используется индукционная передача энергии, оно может использоваться в опасных средах, например на газовых или буровых вышках, на нефтеперерабатывающих заводах или иных нефтехимических производствах, в подводном или горнодобывающем оборудовании и в других местах, где имеются взрывоопасные среды.

Краткое описание чертежей

Ниже исключительно для примера описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения и принципы их работы со ссылками на чертежи, на которых:

фиг.1 иллюстрирует базовую конфигурацию электропитания нагрузки от сети через высокочастотный блок питания и индукционный соединитель из двух частей;

фиг.2а изображает схему высокочастотного соединителя, предназначенного для использования в осветительных цепях низкого напряжения;

фиг.2b изображает форму кривой выходного сигнала;

фиг.2с изображает блок-схему изделия;

фиг.2d более подробно изображает схему изделия;

фиг.3а изображает схему электронного балластного блока;

фиг.3b - форма кривой выходного сигнала на выходе из блока, представленного на фиг.3а;

фиг.4 изображает вид в подробностях индукционного соединителя из двух частей;

фиг.5 изображает блок-схему индукционного соединения, сконфигурированного для использования в осветительных цепях низкого напряжения;

фиг.6а изображает блок-схему конфигурации для приведения в действие газоразрядной лампы;

фиг.6b более подробно изображает схему конфигурации для приведения в действие газоразрядной лампы, представленной на фиг.6а;

фиг.7а изображает блок-схему конфигурации для приведения в действие светодиода;

фиг.7b и 7с изображают возможные формы кривой выходного сигнала;

фиг.8 изображает блок-схему выполнения обмоток;

фиг.9 изображает блок-схему лампы низкого напряжения, используемой в качестве локального светильника;

фиг.10 изображает блок-схему системы, в которой используются два индукционных соединителя и соединительный кабель;

фиг.11 изображает блок-схему осветительной системы, в которой питание на лампы поступает от нескольких связанных источников питания;

фиг.12 изображает блок-схему ламп, питание на которые последовательно поступает от одного источника питания;

фиг.13 изображает блок-схему ламп, питание на которые поступает параллельно от одного источника питания;

фиг.14а изображает вид с пространственным разделением частей светильника на светодиодах и разъема, представленный для примера;

фиг.14b изображает вид с пространственным разделением частей компонента разъема;

фиг.14с изображает схематический вид компонента лампы;

фиг.14d изображает подробный вид лампы и полусердечника;

фиг.14е изображает схематический вид корпуса светильника, в котором могут быть установлены указанные выше компоненты;

фиг.15 изображает вид с пространственным разделением частей флуоресцентной лампы, потолочной розетки и полусердечника с первичной стороны;

фиг.16а и 16b изображают виды в перспективе нижней и верхней поверхностей источника питания лампы, представленной на фиг.15;

фиг.16с схематически изображает обмотки трехжильного кабеля;

фиг.17а и 17b изображают виды в перспективе верхней и нижней части штепселя для подачи электроэнергии на нагрузку;

фиг.17с изображает этот штепсель, подключаемый к соответствующей розетке;

фиг.17d изображает вид с пространственным разделением частей предпочтительного варианта осуществления штепселя;

фиг.18а изображает вид в перспективе источника питания со встроенным первичным индукционным соединителем для параллельного подключения нескольких вторичных индукционных разъемов;

фиг.18b изображает схему, иллюстрирующую возможные изделия, в которые может быть встроен индукционный соединитель; в том числе в вариантах с последовательным подключением и с защитой посредством кодирования;

фиг.19 изображает индукционный разъем из двух частей, которые соединяются посредством байонетного соединения;

фиг.20 изображает флуоресцентную лампу со встроенной частью разъема и соответствующим контуром возбуждения, встроенным в патрон;

фиг.21 изображает две флуоресцентных лампы и токопроводящую дорожку с гнездами, в которых эти лампы могут быть установлены;

фиг.22 изображает штепсель, являющийся частью двухпроводной системы, содержащей двужильный питающий кабель большого сечения, замкнутый на в первичный индукционный соединитель с использованием монтажного устройства, прорезающего изоляцию;

фиг.22а изображает розетку для подключения штепселя, представленного на фиг.22, в которой вторичный индукционный разъем приспособлен для соединения с первичным индукционным соединителем, представленным на фиг.22;

фиг.22b изображает схему, на которой электропитание от сети переменного тока поступает на ВЧ-генератор, от которого запитан двужильный кабель большого диаметра, замкнутый параллельными первичными индукционными соединителями;

фиг.22с изображает сечение 3-жильного кабеля большого диаметра с сердечником, используемого в случаях, когда необходимо наличие клеммы заземления, и пригодного для использования в монтажной системе с прорезанием изоляции, обеспечивающей заземление; и

фиг.23 изображает схему многосекционной индукционной соединительной системы, обеспечивающей возможность использования нескольких первичных и/или вторичных разъемов.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг.1, на которой показана базовая конфигурация источника питания, соответствующего положениям данного изобретения, питание от сетевого источника 100 переменного тока с напряжением, например, 110 В или 240 В и частотой 50-60 Гц поступает на высокочастотный источник 102 питания переменного тока, от которого запитывается первичная обмотка 104 полусердечника 106 составного трансформатора 108. Вторичная обмотка 110 полусердечника 112 подключена к нагрузке 114. Нагрузкой, которая может получать энергию от указанного источника, могут быть галогенные лампы низкого напряжения, другие типы ламп накаливания, флуоресцентные лампы, электровентиляторы, электродвигатели, датчики, вычислительные устройства, промышленные и бытовые приборы или энергораспределительные системы, например, для использования в зданиях или отдельных помещениях или для наружного освещения. Контакт может быть установлен соединением двух частей соединителя и прерван соответственно их разъединением. Части перемещаются относительно друг друга в направлении, показанном стрелкой 116.

На фиг.2а схематично показан высокочастотный источник питания низкого напряжения, в котором электроэнергия от источника 200 подается на высокочастотный источник 202 питания переменного тока низкого напряжения, также работающий на 110 В или 240 В и 50-60 Гц, который подает на выходы 204 переменное напряжение с номиналом 11 В. Как видно из фиг.2b, форма сигнала может соответствовать, например, номинальному среднеквадратичному действующему значению напряжения 11,7 В и может включать сигнал переменного тока с частотой 23-100 кГц, предпочтительно 23-60 кГц, который модулирует огибающую низкую частоту, например, 100 Гц (50 Гц на входе) или 120 Гц (60 Гц на входе), причем данная схема источника питания пригодна для использования в питании, к примеру, ламп накаливания. Преимуществом галогенных ламп низкого напряжения является большая яркость и ресурс; обычно они имеют мощность от 5 Вт до 50 Вт, потребляя от 0,4 А до 4 А при напряжении 12 В. Они могут поставляться с внешней оболочкой или с дихроичным зеркалом и используются в качестве точечных светильников для установки на тросе или направляющей или как потолочные светильники для монтажа на потолке.

Основные элементы источника питания с режимом импульсного преобразования показаны на фиг.2с.

Электроэнергия от электросети 200 поступает на источник 202 питания, в состав которого входит каскад 203 фильтрования сетевого напряжения для подавления помех, поступающих от сети переменного тока на источник 202 и от него обратно в сеть. Отфильтрованный ток сети поступает на диодный выпрямитель 205, который выводит выпрямленный выходной сигнал с частотой 100 Гц или 120 Гц, в зависимости от частоты сети, который поступает на модулятор 207, модулирующий огибающую для получения переменного тока с частотой 23-100 кГц, предпочтительно 23-60 кГц, наиболее предпочтительно 30-50 кГц, с формой сигнала, показанной на фиг.2b. Модулированный сигнал поступает на выходной каскад 209, который подает высокочастотный выходной сигнал переменного тока с напряжением 12 В или 24 В, модулированный на частоте 100 Гц или 120 Гц на выходы 204 для подачи на первичную обмотку 211 полутрансформатора 213. Указанный полутрансформатор сопрягается с полутрансформатором 217, содержащим вторичную обмотку 215, передавая таким образом энергию на лампу накаливания 219.

Упрощенная схема источника питания приведена на фиг.2d. После прохождения сетевого фильтра, образованного конденсаторами С1-С3 и ферритовым дросселем HFC, напряжение переменного тока подается на мостовой выпрямитель D1-D4. Отфильтрованный сетевой ток имеет огибающую форму сигнала, смодулированную полумостом, образованным транзисторами Q1, Q2, работающими попеременно, и конденсаторами С5, С6. Первичная обмотка выходного трансформатора Т2 шунтирует полумост, а первичная обмотка Т1с трансформатора Т1 с обратной связью, последовательно подключенного к первичной обмотке Т2, образует автоколебательную плату L-C. Противоположные вторичные обмотки Т1b и Т1а обеспечивают накачку баз транзисторов Q1, Q2 через сопротивления R1, R2 и переключаемые конденсаторы С7, С8. Стабилитроны D5, D6 с обратным напряжением обеспечивают защиту баз Q1, Q2, а диоды D7, D8 защищают транзисторы Q1 и Q2 от обратного тока.

Пускатель, синхронизированный цепью R3, С9 и управляемый динистором, подключен к базе Q2. Вторичная обмотка трансформатора Т2 обеспечивает требуемое падение напряжения для лампы 219 и может выдавать на выходе мощность до 60 Вт для питания одной лампы 219 или 200 Вт для нескольких ламп, установленных на направляющей или на аналогичном приспособлении. Во избежание чрезмерной нагрузки по току, например, если в лампе 219 произошел обрыв цепи, предварительно установленное увеличение падения напряжения на сопротивлении R4 (которое дозирует ток, отводимый транзисторами Q1, Q2) обеспечивает подачу сигнала через сопротивления R5, R6 на базу транзистора Q3, который нормально смещен в закрытое состояние сопротивлением R7. В случае обрыва цепи Q3 открывается, вызывая закорачивание конденсатора С9, и таким образом прекращается колебание полумоста. Время восстановления определяется постоянной времени R5, поскольку С10 подключен к базе Q3. Кроме этого электронно-переключаемого устройства защиты от перегрузки по току возможен монтаж устройства термической защиты, реализуемого через тепловой выключатель (не показан), отслеживающий температуру, например, выходного трансформатора Т2 или его обмотки, или же транзисторов Q1 или Q2.

Следует также отметить, что все описанные схемы находятся в источнике 202, принадлежащем к типу широко представленных на рынке устройств на дискретных компонентах и биполярных транзисторах.

Источник питания с режимом импульсного преобразования подробно описан в патентной литературе, при этом известные технологии могут применяться в изобретении. Схема, стабилизированная по выходному току или выходному напряжению, описана в патенте US-A-3538518 (Allington, Instrument Specialities Company), некоторые другие конструкции источников питания с режимом импульсного преобразования описываются, например, в US-A-4453205 (Voight) и US-A-4945465 (Marinus, Philips). Устройства защиты и контроля перегрузки по току, к примеру, описываются в US-A-4713740 (Drabing, SMS Advanced Power), US-A-4916569 (Onopka, Zenith Electronics), US-A-4858094 (Barlage, Allied-Signal), US-A-5633787 (Song, Samsung), US-A-6434023 (Preller, Infineon Technologies), US-A-2001/0009517 (Preller), US-A-2001/0019469 (Koh, Thomson Multimedia) и US-A 2002/0105767 (Schuellein, Semiconductor Components). В последнем документе подробно описаны устройства защиты от перегрузки по току, в том числе: (а) схемы с чередованием импульсов, фиксирующие пиковый выходной ток источника питания при обнаружении в контролируемых цепях превышения током установленного порогового значения и снижающие выходные параметры источника питания путем снижения коэффициента заполнения переключающего устройства; (b) импульсные (hiccup) схемы защиты от перегрузок по току, отключающие источник питания в случае перегрузки по току и перезапускающие его по истечении предварительно установленного периода; (с) схемы на основе свертки тока, снижающие максимальный предельный ток источника питания и выходное напряжение, так что при снижении напряжения источника вследствие перегрузки или короткого замыкания максимальный предельный ток также снижается, а выходной ток уменьшается до безопасного уровня; (d) релейные схемы (latch-off protection scheme), которые полностью выключают источник питания при перегрузке по току, и нормальная работа возможна только после переключения входного напряжения (ВКЛ/ВЫКЛ) или подачи сигнала на командный вход. Как было изложено выше, также достаточно распространена термическая защита от перегрева. И приведенные выше схемы, разумеется, могут применяться в источнике питания настоящего изобретения. Высокочастотный бюджетный источник питания для питания галогеновой лампы 12 В описывается в патенте US-A-6208086 (Nerone, General Electric Company).

Для получения информации по электрическим трансформаторам, представленным на рынке Великобритании для галогеновых ламп низкого напряжения, например Leax LT 60 (20-60 Вт) и PD 250 (100-250 Вт), перейдите по ссылке http://www.leax.co.uk/PDF/electronic%20transformers.pdf. Подходящие ВЧ-источники питания производятся также Arlen-EFA, Слау, Великобритания (см. трансформатор TRX-105 LV с диапазоном нагрузки 20-105 Вт, защитой короткого замыкания и защитой от перегрузки), Tridonic Limited, Бейсингстоук, Великобритания (ТЕ разделительный трансформатор 20-105 Вт, с защитами от перегрузки, перегрева и короткого замыкания для питания ламп при частоте 30-40 кГц; ВЧ балластные устройства, источники питания для светодиодов и газоразрядных ламп), Osram (трансформаторы 105 VA 12 В, а также ВЧ балластные устройства, источники питания для светодиодов и газоразрядных ламп), продукция Black Box (трансформатор низкого напряжения), Mode (трансформаторы низкого напряжения), Universal Light & Power (трансформаторы низкого напряжения), Multiload (трансформаторы низкого напряжения серии VoltMaster), Huco (трансформаторы низкого напряжения), Philips (ВЧ балластные устройства, источники питания для светодиодов и газоразрядных ламп), Magnatech (ВЧ балластные устройства), Helvar (ВЧ балластные устройства, источники питания для газоразрядных ламп), Transfiltala (трансформаторы низкого напряжения) и Kaoyi (вспомогательная фурнитура).

Возвращаясь к фиг.2d, следует сказать, что сердечник состоящего из двух частей трансформатора Т3 в предпочтительном варианте изготовлен из мягкой металлоксидной керамики или мягкого феррита. Ферритовые материалы можно разделить на несколько групп: (а) цинк-марганцевые ферриты (Mn, Zn)O·Fe₂ O₃, эта группа обозначается как Н-материалы, которые имеют удельное сопротивление 101-103 Ом·см и являются наименее предпочтительными; (b) никель-марганцевые ферриты (Ni, Zn)O·Fe₂O₃, данная группа обозначается как N-материалы, их удельное сопротивление превышает 103 Ом·см и обычно находится в диапазоне 104-107 Ом·см, например 104-105 Ом·см; (с) цинк-магниевые ферриты (Mg, Mn, Zn)O·Fe₂O ₃, группа обозначается как HR-материалы. Ферриты могут также содержать небольшие количества кобальта, титана, кальция, кремния и т.д. для получения необходимых свойств. В данном изобретении могут применяться Mn-Zn ферриты, но предпочтительно применение Ni-Zn ферритов вследствие их более высокого собственного удельного сопротивления и меньших потерей в стали, к примеру, марок N27 и N67.

Для флуоресцентных ламп используются высокочастотные источники питания переменного тока. Именно таковой источник питания приведен на фиг.3а, включающий подключение к сети переменного тока 300, блок источника питания 302 и выводы 304, но в данном примере на выводы подается среднеквадратичное значение напряжения 240 В на частоте 23-100 кГц и частотой пульсаций, например, 100 Гц. Ранее традиционные флуоресцентные осветительные системы запитывались от сети переменного тока через последовательно подключенный дроссель, используемый как балласт с целью создания достаточного напряжения для работы лампы и накачки стартера, а также для ограничения тока лампы после запуска. При всей дешевизне подобных систем им свойственен ряд недостатков - гудение, потери в дросселе, задержка включения лампы и мерцание. Использование дросселя стартера для подачи питания на лампу делает необходимым выпрямление переменного тока сети электропитания в постоянный ток, который затем преобразуется в высокочастотный переменный ток, подаваемый на лампу.

Дроссель стартера обычно работает на частоте 20-60 кГц, причем повышение рабочей частоты увеличивает КПД примерно на 10%, поскольку увеличение электризации кристаллолюминофора устраняет мерцание, увеличивает скорость перехода лампы в рабочий режим и увеличивает ресурс. Электронный дроссель стартера также характеризуется меньшим энергопотреблением, нежели магнитный дроссель, а при применении технологии переключений суммарная экономия энергии достигает 25% при том же световом потоке. Кроме этого, уменьшаются размеры пусковых устройств. Высокочастотный переменный ток от электронного дросселя стартера может также использоваться в сочетании с упомянутым выше режимом переключения и состоящим из двух частей трансформатором связи на ферритовых полусердечниках. Переключаемые источники питания для флуоресцентных ламп описываются, например, в патенте US-A-5065074 (Hesketh, Coolie), US-A-5359274 (Bandel, Philips), US-A-5796597 (Fitzgerald, Thomson), US-A-6100647 (Giannopoulos, Philips).

На фиг.4 подробно показан составной трансформатор. На стороне источника питания или розетки обмотка 104 имеет NT оборотов, а со стороны выхода или штепселя обмотка имеет МТ оборотов. Для повышения скачком напряжения Vout соотношение NT/MT должно быть >1, тогда как для скачкообразного понижения Vout соотношение NT/MT должно быть <1. Таким образом, на фиг.5 элементы 500-512 соответствуют ранее описанным, то есть МТ равно, например, четырем оборотам, a NT - также четырем, что необходимо, чтобы подать выходное действующее значение напряжения 12 В на лампу низкого напряжения 514 или же NT может равняться 8 оборотам для подачи 24 В. На примере, приведенном на фиг.6а, элементы 600-612 соответствуют приведенным выше: МТ равняется, например, 91 обороту, a NT - также 91 для подачи выходного действующего значения напряжения на оборудование лампы. Одна сторона вторичной обмотки 610 подключена к дросселю стартера 614, который в свою очередь последовательно соединен с одним из электродов флуоресцентной лампы 616, и далее последовательно подключается через ряд конденсаторов 617, 618 и шунтирующее переменное сопротивление 620 (620: Rv = положительный температурный коэффициент сопротивления, РТС) к другому электроду лампы 616, который, в свою очередь, подсоединен к другому полюсу вторичной обмотки 610.

Более детальное описание схемы приведено на фиг.6b, которое является аналогичным фиг.2d, за исключением того, что электролитический конденсатор С11 подключается между одним полюсом выпрямителя и отрицательным выводом, выходной трансформатор Т2 удален, а первичная обмотка трансформатора из двух частей шунтирована полумостом, подключенным последовательно с катушкой обратной связи Т1с.

На последующем примере на фиг.7а элементы 700-712 соответствуют описанным ранее, но обмотка 710 шунтирует ВЧ-диоды D1-D4, образующие мостовой выпрямитель 714, который подает постоянный ток через последовательно подключенное сопротивление 716 и дополнительный ВЧ-конденсатор 720 на светодиод 718. На выходе источника питания 702 может быть получен либо ВЧ модулированный постоянный ток, как на фиг.7b, либо ВЧ постоянный ток, как на фиг.7с.

На фиг.8 и 9 приведены схемы подключения проводки. На фиг.8 детали 800-814 идентичны указанным выше, а для первичной обмотки 804 выбрано произвольное место на проводе 803. Передача энергии от источника питания 802 на нагрузку 814 может быть осуществлена без резки проводов или снятия изоляции для намотки обмотки 804, и, следовательно, нагрузка может быть перенесена на новое место без повреждения кабеля.

На фиг.9 провод 903 и части 904, 906 разъема образуют осветительную проводку и выполнены как внутренняя проводка в помещении. Части 910 и 912 штепселя образуют часть осветительной арматуры 916, встроенной в потолок помещения, причем осветительная арматура имеет традиционное гнездо 918 для обычных ламп накаливания низкого напряжения 920, обеспечивающих нагрузку 914, обозначаемую обычно стрелкой. Соединение может быть установлено без использования клеммных колодок или резки проводов, что значительно снижает требования к квалификации персонала, выполняющего работы по монтажу арматуры 916.

На фиг.10 электропитание от сети переменного тока 1000 подается на высокочастотный источник питания 1002, выводы которого подключены к первому состоящему из двух частей разъему 1004а, часть 1010а через соединительный кабель 1007 соединяется со вторым состоящим из двух частей разъемом 1004b, а часть 1010b, в свою очередь, подключена к нагрузке 1014, таким образом обеспечивая косвенное соединение между источником питания 1002 и нагрузкой 1014.

Различные варианты оборудования осветительных приборов индукционными разъемами из двух частей изложены на фиг.11-13. На фиг.11 электропитание от сети переменного тока 1100а-1100d подается на отдельные источники питания 1102a-1102d, подключенные через соответствующие разъемы 1106а-1106d, 1112a-1112d из двух частей к нагрузкам 1114a-1114d (в данном примере - осветительным приборам). При установке системы не требуется резка проводов - всего лишь необходимо протянуть провод под потолком. Нет необходимости в клеммных колодках, обеспечивается простота, легкость установки и замены осветительных устройств. На фиг.12 электропитание от сети переменного тока 1200 подается на источник питания 1202, подключенный по кольцевой последовательной схеме к разъемам 1204а-1204с, 1210а, 1210с, подключенным в свою очередь к соответствующим нагрузкам 1214а-1214с (1&lt; c&lt; n). Схема на фиг.13 аналогична предыдущей, за исключением того, что разъемы 1304а-1304n, 1310а-1310n подключены к блоку 1303 параллельно.

Применение настоящего изобретения и указанных способов подключения проводки значительно снижает, к примеру, в осветительных системах в помещениях суммарное количество винтовых или зажимных подключений. Данный факт имеет тем большее значение, что большинство пожаров вызвано неполадками или искрением в электрических подключениях и клеммах. Соответственно чем больше число подключений клемм и контактов, тем больше вероятность возникновения пожара или поражения электрическим током. Кроме того, разделка концевых подключений является наиболее трудоемкой и дорогостоящей частью работ в сфере электроустановок и требует высокой квалификации персонала. Чем меньше количество концевых подключений, тем меньше ошибок может быть допущено. Установка осветительных приборов является наиболее трудной операцией, поскольку арматура устанавливается на высоте (на потолке), вверх дном, и приходиться работать против силы тяжести. Требуется выполнить несколько подключений:

долговременная заземленная нейтраль, переключаемое долговременное соединение и зачастую постоянное долговременное соединение. Для установок низкого напряжения необходимы трансформаторы, и подобным установкам свойственны большие токи, что повышает риск искрения. В дополнение к электрическим подключениям необходимо выполнить работы по монтажу, причем при монтаже необходимо удерживать на весу осветительную арматуру, которая бывает достаточно тяжелой.

На фиг.14a-14e показано как с помощью индукционного разъема из двух частей выполняются подключения осветительных приборов на светодиодах. Патрон лампы 1401 выполнен из поликарбоната или иного пластмассового диэлектрика, и в нем наверху выполнено отверстие для установки ферритового полусердечника 1403, на который намотана первичная обмотка 1404; на патроне также имеются фиксаторы 1407. Патрон лампы 1409 имеет выполненный литьем под давлением алюминиевый рефлектор 1411, крепящийся к поликарбонатному корпусу 1413, в котором крепится второй ферритовый полусердечник 1415. Смотрящий вверх язычок фиксатора 1417 защелкивается фиксаторами 1407, таким образом фиксируя патрон лампы. Патрон лампы 1409 также может использоваться для светодиодных ламп, таких как Luxeon (зарегистрированная торговая марка), питание на которые подается через вторичную обмотку 1420, выпрямитель и соответствующие детали, приведенные на фиг.7а, а также полусердечник 1415. Захват язычка 1417 между фиксаторами 1407 и упругость используемых материалов обеспечивает надежное прилегание и фиксацию полусердечников 1403, 1415, сводя к минимуму зазоры между ними и вызываемое этим снижение эффективности передачи энергии. Предоставленный поставщиком комплектующий корпус 1422 предназначен для заглубленной установки в потолок, и на его верхней поверхности 1424 имеется вырез 1426, в который вставляются концы первичного полусердечника 1403 и в который входит язычок 1417 патрона лампы 1409, после чего он защелкивается в фиксаторах 1407. Плечики 1405 корпуса 1401 крепятся к плечикам 1405 посредством болтов или шпилек (не показаны). Энергия на первичную обмотку 1404 поступает от ВЧ-трансформатора 1430, подключенного к сети переменного тока и имеющего выводную петлю 1432, которая может быть намотана на полусердечник 1403, образуя таким образом первичную обмотку. Следует отметить, что вместо светодиода может использоваться лампа накаливания, например лампа низкого напряжения с дихроичным отражателем.

Установка флуоресцентной лампы, работающей на напряжении сети переменного тока, показана на фиг.15.

Лампы 1500 заделаны в корпус 1502, в котором также находятся балласт и пускатель, пусковая схема показана на фиг.6а (на малой плате); также в корпус вмонтирована вторичная обмотка нагрузочного полусердечника 1504, который находится на торце корпуса 1502. Потолочная розетка 1506 имеет стенки 1508, в которые свободно входит корпус 1502, а язычки фиксаторов 1510, также находящиеся на розетке 1506, скользят по выточкам 1512 на корпусе и защелкиваются, фиксируясь в пазах 1514, надежно удерживая таким образом корпус 1502 в розетке 1506. Второй полусердечник 1516, вокруг которого намотана петля первичной обмотки 1518, входит между стенками 1520, 1522 и удерживается на месте защелками 1524. Надежный контакт и тесное прилегание полусердечников 1504, 1516 опять же обеспечиваются применением упругих фиксаторов. На фиг.16а, 16b показан источник питания 1602, запитанный от сети переменного тока через питающий кабель 1600 и включающий в себя схему, как, например, показанную на фиг.6b. На нижней стороне блока 1602 находятся полюсные наконечники полусердечника 1616, защелкиваемого в гнезде, образованном стенками 1520, 1522 розетки 1506. Устройство полюсных наконечников 1616 позволяет устанавливать блок в гнездо либо в вертикальном (фиг.16а), либо в горизонтальном (фиг.16b) положении.

На фиг.16с показаны множественные вторичные обмотки, идущие от индуктивного разъема. Приведенный на фиг.17a-17d штепсельный разъем для подключения нагрузки, будь то лампа или иное электрическое устройство, оборудован кабелем 1700 для подачи электроэнергии на нагрузку, заделанным в корпус 1702 штепселя, внутри которого находятся первый и второй полюсные наконечники 1704, 1706 индукционного полусердечника, а на боках корпуса 1702 расположены выступающие вперед защелкивающиеся фиксаторы 1708, 1710.

Штепсельный разъем устанавливается в дополнительный участок гнезда 1712, запитанного согласно, например, фиг.2d или фиг.6b и защищенного, при необходимости, тонкой мембраной из пластмассы или иного диэлектрика.

Как следует из фиг.17d, корпус штепселя состоит из верхней и нижней частей 1702а, 1702b, скрепляемых вместе винтами 1713, и внутри него находится индукционный сердечник 1714, на который намотана вторичная обмотка, идущая к клеммам 1715, к которым подключается кабель.

Хотя данный вариант осуществления изобретения базируется на защелкивающихся фиксаторах, которые надежно удерживают сопрягаемые детали, сводя к минимуму зазор между индукционными полусердечниками и снижая таким образом потери в соединении, вполне приемлем вариант, при котором два или три плоских штифта, выступающих из вторичной части разъема или штепселя, входят в пазы на первичной части разъема или в гнезда. Штифты и гнезда могут быть как металлическими, так и пластмассовыми, но обязательно должны быть изолированы и не должны участвовать в обеспечении электрического соединения, за исключением подключения заземления нагрузки. На штепсель 1702 намотана в несколько оборотов обмотка, как показано на фиг.4 (NT), с целью получения определенного выходного напряжения.

На фиг.18а показан кабель 1800 электропитания от сети переменного тока, подключенный к высокочастотному трансформатору или балласту 1802, на торцы которого выведены имеющие форму брусков полюсные наконечники 1804, 1806 первичного полусердечника. Располагающиеся сверху и снизу брусков 1804, 1806 пазы образуют несколько гнезд. Штепсели 1810 входят в гнезда бок о бок, и в штепселях находятся полусердечники, которые прилегают к брускам 1804, 1806, а в пазах 1808 защелкиваются фиксаторы 1812, 1814. Вторичные обмотки разъемов 1810 подключены к кабелю 1816, идущему к нагрузке. На фиг.18b показаны различные конфигурации - они достаточно понятны и не требуют пояснений; через данные конфигурации можно обеспечить последовательные или параллельные подключения с различными значениями выходных напряжений и дополнительными пассивными или защищенными разъемами.

На фиг.19 показан монтируемый на потребителе разъем 1900 байонетного типа, присоединяемый к коробу BESA (British Engineering Standards Association, Британская ассоциация технических стандартов) 1902.

На фиг.20 показаны флуоресцентная лампа 2000 с флуоресцентной трубкой 2002, корпусом 2004, вмещающим схему, описанную на фиг.6а, для электропитания лампы, два полюсных наконечника 2006 для установления индукционного соединения с гнездом, а также два фиксатора для крепления лампы в гнезде. Механическое соединение может быть реализовано через защелкивающиеся фиксаторы, винтовое или байонетное соединение, при условии, что выбранный тип соединения обеспечивает правильную ориентацию лампы в плане прилегания полюсных наконечников лампы и гнезда. Как видно из фиг.21, флуоресцентные лампы 2100, 2102 могут устанавливаться в гнезда 2106, 2106а, расположенные на направляющей 2104, в которой может находиться высокочастотный электронный пускатель, аналогичный приведенному на фиг.6b, запитанный от сети переменного тока через кабель 2108.

На фиг.22 показан первичный индукционный разъем 3000, выполненный в виде штепселя, возможно в защищенном исполнении, а также двухпроводная система 3002, включающая двужильный питающий кабель 3004 большого диаметра, подключенный к первичному индукционному сердечнику 3006 посредством прокола изоляции устройствами 3007а и 3007b. Для передачи сигналов от отдельных нагрузок на электронный или программируемый приемник (не показан), связанный с каждой нагрузкой, могут использоваться датчики. Например, отдельная нагрузка, такая как лампа, может иметь собственный адрес, который вводится в электронное запоминающее устройство, как например, электронно-перепрограммируемая постоянная память (electronic erasable read-only memory, EEPROM), используемое для избирательного включения/отключения или постепенного гашения указанной нагрузки или всех нагрузок. Следует понимать, что конфигурация первичной и вторичной частей разъема может быть выбрана такой, чтобы обеспечить подключения нескольких первичных частей к одной вторичной части.

На фиг.22а показан вторичный индукционный разъем 4000, который может быть подключен к первичному индукционному разъему 3000, как показано на фиг.22. Схемы на фиг.22 и 22а можно расценивать как чертежи штепселя 3000 и гнезда 4000 соответственно. Хотя на фиг.22 приведен штепсель 3000 с первичным сердечником 3006 и гнездо 4000 с вторичным сердечником 4004, следует помнить, что часть 4004 вторичного сердечника может располагаться внутри штепселя 3000. В наиболее предпочтительном варианте штепсель 3000 оборудован фиксаторами 3010а и 3010b, которые обеспечивают вынимание штепселя 3000 из гнезда 4000, оборудованного фиксаторами 4010а и 4010b. Фиксаторы 3010а и b, а также 4010а и b могут быть реализованы через, например, байонетное или винтовое соединение, защелки, задвижки или скользящий фиксирующий механизм.

Также следует понимать, что в гнезде 4000, соединенном с высокочастотным источником питания, может находиться первичный сердечник, причем гнездо может обеспечивать возможность размещения нескольких штепселей 3000.

На фиг.22b схематично показано электропитание от сети переменного тока, подведенное к высокочастотному (ВЧ) генератору 4016, питающему двужильный входной кабель 3004 большого диаметра, к которому параллельно подключены первичные индукционные разъемы 4018 и 4019. Схема является примером того, что первичный сердечник может находиться в прямом электрическом соединении с ВЧ-генератором 4016 для подключения одного или нескольких вторичных разъемов (не показаны).

На фиг.22с показано сечение трехжильного кабеля 4020 большого диаметра, используемого в случаях, когда необходимо наличие интегрированной клеммы заземления, и пригодного для использования в разъемах с прорезанием изоляции (IDC), обеспечивающих подключение заземления. Системы IDC позволяют проникать сквозь внешние слои оплетки кабелей с минимальным риском оголения проводящих поверхностей. Следовательно, применение настоящего изобретения совместно с подобными системами обеспечивает соответствие требованиям самых жестких норм техники безопасности.

На фиг.23 показана схема многогранной соединительной системы, позволяющей, согласно одному из вариантом осуществления изобретения, запитывать несколько вторичных частей 4024, 4026 и 4028 от одной первичной части 4018. Следует понимать, что конфигурация первичной и вторичной частей разъема может быть выбрана такой, чтобы обеспечить подключение нескольких первичных частей к одной вторичной части.

Количество передаваемой энергии можно корректировать путем изменения взаимного расположения частей соединительной системы. Например, при вращении первого разъема по отношению к второму количество передаваемой энергии изменяется пропорционально эффективной площади сопрягаемых поверхностей первой и второй частей. Также можно изменять форму первичного и вторичного сердечников; к примеру, они могут быть кубические, круглые, тороидальные или в форме конической призмы. Аналогично форме, может быть изменена форма рабочих поверхностей первичного и вторичного сердечников, то есть они могут быть круглыми, квадратными, треугольными или любой иной формы.

Также следует помнить, что при передаче энергии не пропускается электрический ток, поскольку электроэнергия передается через магнитное соединение; таким образом, значительно повышается безопасность, исключается возможность искрения и поражения электрическим током.

Изобретение было описано с помощью примеров, и следует понимать, что внесение изменений в описанные примеры не влечет за собой выход из объема охраны изобретения.