專利名稱：連接器和饋電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連接器和饋電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近來，在家庭中使用的100V的交流配電系統(tǒng)中，輸入是低阻抗的電壓電源，并且來自此電壓電源的電力被利用一對導(dǎo)線來并行配送。此交流配電系統(tǒng)在電源是電壓源時(shí)是非常自然的，固定電壓被供應(yīng)給負(fù)載，并且電力值由負(fù)載的電流決定。同時(shí)，當(dāng)前使用的設(shè)備和裝置更適合由電流而不是電壓來驅(qū)動。適合由電流驅(qū)動的典型裝置和設(shè)備包括LED (發(fā)光二極管)。LED照字面意思指的是二極管，并且是恒定電 壓元件。因此，通過增大和減小電流而不是端子電壓來控制LED的電能量(S卩，控制亮度)。另外，白色LED已被投入實(shí)際使用，并且LED照明裝置的用途在未來將被擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)。為了將這樣的LED照明裝置連接到當(dāng)前的交流恒定電壓系統(tǒng)，電流在裝置內(nèi)被從交流變換成直流，然后該裝置被恒定電流驅(qū)動。另外，當(dāng)前，正在重新考查使用直流的輸電和配電(例如參見專利文獻(xiàn)I和2)。雖然下面不會描述例如直流配送的優(yōu)越性，但很明顯由于以上原因直流配送適合于LED照明
裝置等等。因此，雖然配送直流電的電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)不一定對于所有電氣裝置都是有效的，但電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)對于特定的電流驅(qū)動型的裝置是有效的。在電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)中，電流源和負(fù)載基本上是串聯(lián)連接的，并且通過維持固定電流、根據(jù)負(fù)載的數(shù)目改變(供應(yīng)源的)電壓并且適當(dāng)?shù)卦O(shè)定負(fù)載的端子電壓來增大和減小電力。引文列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP 2001-306191專利文獻(xiàn)2 JP 2008-12305
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)和配送交流電的電壓供應(yīng)型配電系統(tǒng)是成雙的，因此在比較一些方面時(shí)如下。首先，電源在電壓供應(yīng)型配電系統(tǒng)中是電壓源，而電源在電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)中是電流源。固定值的參數(shù)在電壓供應(yīng)型配電系統(tǒng)中是電壓，而固定值的參數(shù)在電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)中是電流。負(fù)載的連接在電壓供應(yīng)型配電系統(tǒng)中是并聯(lián)連接，而負(fù)載的連接在電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)中是串聯(lián)連接。另外，在電壓供應(yīng)型配電系統(tǒng)中連接器電極對于電壓始終是開路的，而在電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)中連接器電極需要對于電流始終閉路，并且在電壓供應(yīng)型配電系統(tǒng)中開關(guān)被開路以接通裝置開關(guān)，而在電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)中開關(guān)需要被閉路以接通裝置開關(guān)。
從而，電壓供應(yīng)型配電系統(tǒng)和電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)具有差異，并且存在取決于現(xiàn)有的電壓供應(yīng)型配電系統(tǒng)使用的連接器而不能供應(yīng)電力的問題。本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，因此本發(fā)明的一個目的是提供一種串聯(lián)連接負(fù)載以接收來自電源的電力供應(yīng)的新穎且改進(jìn)的饋電系統(tǒng)，以及適合用在該饋電系統(tǒng)中的新穎且改進(jìn)的連接器。解決問題的方案根據(jù)為了實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的一個方面，提供了一種連接器，包括連接部，該連接部是相對于電流源串聯(lián)設(shè)置的，并且插頭被可脫離地連接到該連接部，并 且該連接部包括第一端子和第二端子，該第一端子和第二端子利用導(dǎo)線連接，來自電流源的電流在導(dǎo)線中流動，當(dāng)插頭未連接到連接部時(shí)，該第一端子和第二端子相互接觸以短路來自電流源的電流，當(dāng)插頭連接到連接部時(shí)，該第一端子和第二端子之間的接觸被解除以使來自電流源的電流流向插頭，并且當(dāng)插頭與連接部的連接被解除時(shí)，該第一端子和第二端子再次相互接觸以短路來自電流源的電流。連接器還可包括接觸部，當(dāng)插頭連接到連接部時(shí)，該接觸部防止插頭脫離，并且當(dāng)插頭與連接部的連接被解除時(shí)，該接觸部使得第一端子和第二端子接觸。在連接器中，可設(shè)置相對于插頭朝向不同方向的多對第一端子和第二端子。在連接器中，可設(shè)置具有不同長度的多對第一端子和第二端子?？蓮碾娏髟垂?yīng)直流電流。另外，根據(jù)為了實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的另一方面，提供了一種饋電系統(tǒng)，包括流動電流的電流源；接收來自電流源的電流供應(yīng)的電力接收裝置；以及連接器，該連接器將來自電流源的電流供應(yīng)給與該連接器相連接的電力接收裝置，并且電力接收裝置將插頭連接到連接器以接收來自電流源的電流供應(yīng)；該連接器包括連接部，插頭被可脫離地連接到該連接部，并且該連接部包括第一端子和第二端子，該第一端子和第二端子利用導(dǎo)線連接，來自電流源的電流在導(dǎo)線中流動，當(dāng)插頭未連接到連接部時(shí)，該第一端子和第二端子相互接觸以短路來自電流源的電流，當(dāng)插頭連接到連接部時(shí)，該第一端子和第二端子之間的接觸被解除以使來自電流源的電流流向插頭、然后流向電力接收裝置，并且當(dāng)插頭與連接部的連接被解除時(shí)，該第一端子和第二端子再次相互接觸以短路來自電流源的電流。電力接收裝置和電流源可利用導(dǎo)線向彼此發(fā)送和從彼此接收信息。在饋電系統(tǒng)中，可從電流源供應(yīng)直流電流。饋電系統(tǒng)還可包括當(dāng)來自電流源的電流被供應(yīng)時(shí)連接到連接器以補(bǔ)充電流的可脫離電流源，并且可脫離電流源可執(zhí)行把在可脫離電流源連接到連接器的時(shí)間點(diǎn)為零的電壓在該連接后經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后改變到預(yù)定電壓的切換操作。本發(fā)明的有利效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種串聯(lián)連接負(fù)載以接收來自電源的電力供應(yīng)的新穎且改進(jìn)的饋電系統(tǒng)，以及適合用在該饋電系統(tǒng)中的新穎且改進(jìn)的連接器。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的饋電系統(tǒng)I的示意性構(gòu)造的說明圖。圖2是示出連接器20和插頭100的結(jié)構(gòu)的示例的說明圖。
圖3是示出將插頭100連接到連接器20的過程的說明圖。圖4是示出具有電源開關(guān)的電流型負(fù)載30的構(gòu)造示例的說明圖。圖5是示出連接器和插頭的另一構(gòu)造示例的說明圖。圖6是當(dāng)從正面看圖5中所示的插頭IOOa時(shí)的說明圖。圖7是示出連接器和插頭的另一構(gòu)造示例的說明圖。圖8是示出連接器和插頭的另一構(gòu)造示例的說明圖。圖9是示出連接器和插頭的另一構(gòu)造示例的說明圖。圖10是示出連接器和插頭的另一構(gòu)造示例的說明圖。 圖11是示出饋電系統(tǒng)I的應(yīng)用示例的說明圖。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的饋電系統(tǒng)2的構(gòu)造的說明圖。圖13是示出通常的恒定電流電路的示例的說明圖。圖14是示出用半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)在不切斷電流的情況下增大電壓的電路的示例的說明圖。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的饋電系統(tǒng)3的構(gòu)造的說明圖。圖16是示出包括圖15中所示的電壓源400的電路單元在必要時(shí)可連接到饋電系統(tǒng)3的說明圖。圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的電氣車輛500的構(gòu)造的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。注意，在本說明書和附圖中，用相同的標(biāo)號表示具有基本相同的功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元素，并且省略重復(fù)說明。將按以下順序進(jìn)行描述。〈I.第一實(shí)施例>[1-1.饋電系統(tǒng)的構(gòu)造][1-2.連接器和插頭的構(gòu)造示例][1-3.饋電系統(tǒng)的應(yīng)用示例]<2.第二實(shí)施例>〈3.第三實(shí)施例〉〈4.第四實(shí)施例〉<5.結(jié)論〉〈I.第一實(shí)施例>[1-1.饋電系統(tǒng)的構(gòu)造]首先，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的饋電系統(tǒng)的構(gòu)造。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的饋電系統(tǒng)I的示意性構(gòu)造的說明圖。如圖I中所示，饋電系統(tǒng)I被構(gòu)造為包括電流源10、連接器20和電流型負(fù)載30。電流源10是輸出交流或直流電流的電源。此外，實(shí)際上優(yōu)選從電流源10輸出直流電流以構(gòu)造圖I中所不的饋電系統(tǒng)I。連接器20將電流型負(fù)載30連接到饋電系統(tǒng)I，并且具有其中插入插頭100的連接部。此連接部被構(gòu)造為包括電極21a和21b。當(dāng)電流型負(fù)載30未連接到連接器20時(shí)，電極21a和21b處于閉路狀態(tài)。這與具有在未連接負(fù)載(裝置)時(shí)處于開路狀態(tài)的電極的電壓供應(yīng)型配電系統(tǒng)是不同的。電流型負(fù)載30具有用于連接到饋電系統(tǒng)I的插頭100。通過將插頭100插入連接器20的連接部中，插頭100接觸電極21a和21b，并且可從電流源10接收電力。此外，插頭100被構(gòu)造為包括絕緣材料110以防止電極(圖I中未示出)短路。當(dāng)多個負(fù)載連接到饋電系統(tǒng)I時(shí)，這些負(fù)載如圖I中所示串聯(lián)連接到電流源10。優(yōu)選地，電流源10使用恒定電流源，用于執(zhí)行即使當(dāng)連接到饋電系統(tǒng)I的負(fù)載的數(shù)目增加或減少時(shí)也提供固定的電流的控制。[1-2.連接器和插頭的構(gòu)造示例]接下來，將詳細(xì)描述連接器20和插頭100的結(jié)構(gòu)。圖2是示出連接器20和插頭100的結(jié)構(gòu)的示例的說明圖。圖2(A)是示出連接器 20和插頭100的結(jié)構(gòu)的示例的截面的說明圖。圖2(B)是從正面示出插頭100的說明圖。如圖2(A)中所示，連接器20被構(gòu)造為包括電極21a和21b。另外，插頭100被構(gòu)造為包括電極IOla和101b，以及防止電極IOla和IOlb短路的絕緣材料110。將描述將這樣構(gòu)造的插頭100連接到連接器20的過程。圖3是示出將圖2中所示的插頭100連接到連接器20的過程的說明圖。此外，雖然在圖3中未示出，但需要來自電流源10的電流的一些負(fù)載連接到插頭100。圖3(A)示出了插頭100未連接到連接器20的狀態(tài)。如圖3(A)中所示，在插頭100未連接到連接器20的狀態(tài)中，連接器20的電極21a和21b是短路的。圖3(B)示出了插頭100—半插入在連接器20中的狀態(tài)。如圖3(B)中所示，在插頭100—半插入在連接器20中的狀態(tài)中，雖然電極IOla連接到電極21a并且電極IOlb連接到電極21b，但電極21a和21b仍是短路的。圖3(C)示出了插頭100完全插入在連接器20中的狀態(tài)。如圖3(C)中所示，在插頭100完全插入在連接器20中的狀態(tài)中，電極IOla連接到電極21a并且電極IOlb連接到電極21b，并且電極21a和21b的短路也被解除了。連接器20和插頭100是如圖2 (A)中所示那樣構(gòu)造的，從而可以防止在饋電系統(tǒng)I中來自電流源10的電流供應(yīng)環(huán)路中的電流瞬間中斷，并且可以將電流型負(fù)載30連接到饋電系統(tǒng)I或者將電流型負(fù)載30與饋電系統(tǒng)I斷開連接。此外，即使饋電系統(tǒng)I中來自電流源10的電流供應(yīng)環(huán)路中的電流的瞬間中斷不要緊，也可以簡化連接器的電極的結(jié)構(gòu)。此外，在一些情況下，要連接到饋電系統(tǒng)I的裝置需要用于控制從電流源10供應(yīng)的電力的接收的電源開關(guān)。圖4是示出具有電源開關(guān)的電流型負(fù)載30的構(gòu)造示例的說明圖。圖4中所示的電流型負(fù)載30具有用于控制從電流源10供應(yīng)的電力的接收的電源開關(guān)31。如圖4中所示，電源開關(guān)31在短路狀態(tài)中阻止從電流源10供應(yīng)的電力供應(yīng)到電流型負(fù)載30的內(nèi)部，并且在開路狀態(tài)中將從電流源10供應(yīng)的電力供應(yīng)到電流型負(fù)載30的內(nèi)部。此外，當(dāng)然，用于連接到饋電系統(tǒng)I以接收電力供應(yīng)的連接器和插頭的構(gòu)造絕不限于上述那些。以下，將描述用于連接到饋電系統(tǒng)I以接收電力供應(yīng)的連接器和插頭的另一構(gòu)造示例。圖5是示出用于連接到饋電系統(tǒng)I以接收電力供應(yīng)的連接器和插頭的另一構(gòu)造示例的說明圖。圖5示出了連接器20a和插頭100a。在圖5中所示的連接器和插頭的構(gòu)造示例中，作為雌性側(cè)觸點(diǎn)的連接器20a被分割成多份(在圖5的示例中被分割成兩份)，并且分割的觸點(diǎn)被并聯(lián)連接。圖6是當(dāng)從正面看圖5中所示的插頭IOOa時(shí)的說明圖。從而，插頭IOOa被構(gòu)造為包括兩組電極IOla和IOlb和防止電極IOla和IOlb短路的絕緣材料110。另外，連接器20a被構(gòu)造為包括如圖2(A)中所示的電極21a和21b，并且被構(gòu)造為包括兩組電極21a和21b。當(dāng)插頭IOOa未插入時(shí)，電極21a和21b短路，并且當(dāng)插頭IOOa插入時(shí)，電極21a和21b的短路被解除。圖7是示出用于連接到饋電系統(tǒng)I以接收電力供應(yīng)的連接器和插頭的另一構(gòu)造示例的說明圖。圖7(A)示出了連接器20b和插頭100b。在圖7(A)中所示的連接器和插頭的構(gòu)造示例中，作為雌性側(cè)觸點(diǎn)的連接器20b被分割成多份(在圖5的示例中被分割成兩份)，并且分割的觸點(diǎn)被并聯(lián)連接，而且作為 雌性側(cè)觸點(diǎn)的電極的長度還有所不同。圖7(B)和7(C)是示出設(shè)在連接器20b內(nèi)的電極的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖7(B)示出了設(shè)在圖7(A)中所示的連接器20b的上側(cè)的電極21a和21b，并且圖7(C)示出了設(shè)在圖7(A)中所示的連接器20b的下側(cè)的電極21c和21d。從而，通過在連接器20b內(nèi)設(shè)置具有不同長度的電極，可以從機(jī)械上防止當(dāng)插頭IOOb被插入在連接器20b中時(shí)電流的瞬間中斷。圖5和7中所示的連接器20a和20b利用由電極的彈性產(chǎn)生的壓力來短路電極。將描述更高效地短路這些電極的構(gòu)造示例。圖8(A)是示出用于連接到饋電系統(tǒng)I以接收電力供應(yīng)的連接器和插頭的另一構(gòu)造示例的說明圖。圖8(A)示出了連接器20c和插頭100c。另外，圖8(B)是示出圖8(A)中所示的連接器20c的電極22的截面的說明圖。圖8(A)中所示的插頭IOOc具有由絕緣材料構(gòu)成的突起111。此突起111起到將連接器20c的短路觸點(diǎn)23推出的作用。連接器20c具有用于在插頭IOOc被拔出時(shí)短路電極的彈簧24。優(yōu)選地，連接器20c或插頭IOOc具有用于抵消此彈簧24的回復(fù)力的閉鎖機(jī)械或鎖定機(jī)構(gòu)。在像圖I所示的饋電系統(tǒng)I中那樣的串聯(lián)饋電的情況下，優(yōu)選向連接器或插頭賦予極性。圖9(A)是示出用于連接到饋電系統(tǒng)I以接收電力供應(yīng)的連接器和插頭的另一構(gòu)造示例的說明圖。圖9(4)示出了連接器20(1和插頭100(1。圖9 (A)示出了連接器20d是通過將圖8(A)中所示的連接器20c的一個電極繞著長度方向旋轉(zhuǎn)90度來提供的，并且插頭IOOd是通過伴隨著一個電極的旋轉(zhuǎn)將另一電極同樣地繞著長度方向旋轉(zhuǎn)90度來提供的。圖9(B)是示出圖9(A)中所示的連接器20d的外罩的形狀的示例的說明圖，并且示出了從正面看的連接器20a。因此，可以通過改變一個電極的朝向來明確定義極性。此外，當(dāng)然，用于明確定義極性的電極的布置絕不限于此示例。圖10是示出用于連接到饋電系統(tǒng)I以接收電力供應(yīng)的連接器和插頭的另一構(gòu)造示例的說明圖。圖10示出了連接器20d和插頭100d。圖10中所示的連接器20d和插頭IOOd是傳統(tǒng)上經(jīng)常用于頭戴式耳機(jī)的帶開關(guān)的插孔和插頭，并且通過將圖10中所示的連接器20d的布線用于插孔的布線，該插孔可用于串聯(lián)饋電的連接器。當(dāng)插頭IOOd未被插入在圖10中所示的連接器20d中時(shí)，電極21a和電極21b是短路的。當(dāng)插頭IOOd被插入在連接器20d中時(shí)，電極21a和電極21b的短路被解除，并且連接器20d的電極28與插頭IOOd的電極114導(dǎo)通。此外，插頭IOOd具有當(dāng)插入連接器20d中時(shí)與電極21a鎖住的連接部112，以及設(shè)在連接部112與電極114之間并防止連接部112和電極114短路的絕緣材料113。在圖10中所示的連接器20d和插頭IOOd中，可以使構(gòu)造更小，從而可以提供如下效果提供極性，以及利用與電極21a鎖住的連接部112來自己保持插頭IOOd的力。已描述了用于連接到饋電系統(tǒng)I以接收電力供應(yīng)的連接器和插頭的構(gòu)造示例。接下來，將參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的饋電系統(tǒng)I的具體應(yīng)用示例。[1-3.饋電系統(tǒng)的應(yīng)用示例]
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的饋電系統(tǒng)I的應(yīng)用示例的說明圖。圖11示出了電流源10、連接器20、作為電流型負(fù)載的LED照明裝置200和用于將LED照明裝置200連接到饋電系統(tǒng)I的插頭100。存在適當(dāng)數(shù)目的LED照明裝置200、連接器20和插頭100。在圖11中所示的根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的饋電系統(tǒng)I的應(yīng)用示例中，電流值由電流源10設(shè)定。另外，LED照明裝置200兩端的電壓由LED的物理屬性決定，并且各為大約2至4V。因此，即使隨機(jī)數(shù)目的LED照明裝置200被連接或斷開連接，在LED照明裝置200中流動的電流以及各個LED照明裝置200的亮度也不會變化。另外，即使LED照明裝置200的數(shù)目隨機(jī)變化，也不會向特定的LED照明裝置200供應(yīng)過量的電力。在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的饋電系統(tǒng)I的電源是電壓源的情況下，該電壓源的電壓需要基本上等于由串聯(lián)連接的所有LED照明裝置200決定的電壓，并且改變LED照明裝置200的數(shù)目需要在每次改變電壓時(shí)再調(diào)整電壓，這是不現(xiàn)實(shí)的。最終，需要基于此電壓源設(shè)定恒定電流源。即使當(dāng)通過串聯(lián)連接一些LED照明裝置200形成單元時(shí)，(雖然此單元的額定電壓變化)，也能夠以相同的亮度同樣地驅(qū)動隨機(jī)數(shù)目的LED。當(dāng)然，當(dāng)開關(guān)連接到這些LED單元時(shí)，可以設(shè)置圖4中所示的電源開關(guān)31。圖11中所示的根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的饋電系統(tǒng)I絕不限于該應(yīng)用示例，如果在供應(yīng)恒定電流時(shí)負(fù)載端子的總電壓增大，則電流源10的輸出端電壓被增大以維持恒定電流的屬性。結(jié)果，當(dāng)總電壓超過一定的固定電壓時(shí)，不再能夠供應(yīng)恒定電流并且電流減小。這也適用于恒定電壓供應(yīng)系統(tǒng)，當(dāng)總電流量超過限定的值時(shí)，不再能夠維持恒定電壓的屬性。另外，當(dāng)所有負(fù)載都開路時(shí)(雖然這是故障狀態(tài))，電流環(huán)路被切斷，因此當(dāng)電流環(huán)路被切斷時(shí)產(chǎn)生無窮大的電壓來供應(yīng)恒定電流。實(shí)際上，優(yōu)選確定電壓的最大值，并且防止電壓上升到超出此最大值。這相當(dāng)于限制最大電流值以在現(xiàn)有的電力供應(yīng)網(wǎng)中供應(yīng)恒定電壓。另外，通過改變電流源10的電流值并且使用戶能夠控制，可以非常簡單地控制照明裝置的亮度。<2.第二實(shí)施例>
已在上述的本發(fā)明第一實(shí)施例中描述了從電流源供應(yīng)電力的電力供應(yīng)系統(tǒng)。如例如上述專利文獻(xiàn)2中所公開的,存在一種方法,即不僅單純向消耗電力的負(fù)載供應(yīng)電力，而且疊加信息并就負(fù)載進(jìn)行通信。將在本發(fā)明的第二實(shí)施例中描述一種情況，其中主系統(tǒng)是電流供應(yīng)型的，并且與外部就負(fù)載進(jìn)行通信。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的饋電系統(tǒng)2的構(gòu)造的說明圖。如圖12中所示，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的饋電系統(tǒng)2具有電流源10、連接器20、電流型負(fù)載300和用于將電流型負(fù)載300連接到饋電系統(tǒng)2的插頭100。另外，電流型負(fù)載300具有變換電路301、負(fù)載控制電路302、負(fù)載303、主開關(guān)304、通信電路310和電感器LI、L2和L3。變換電路301內(nèi)部具有用于累積要供應(yīng)給電流型負(fù)載300的每個單元的電力的電池，并且變換來自連接器100的電流(在兩端產(chǎn)生的電壓)并將電源電壓供應(yīng)給諸如負(fù)載控制電路302或通信電路310之類的電路。 雖然此變換電路301是由于例如目前一般可獲得的通用模擬IC或微處理器是電壓驅(qū)動型裝置的原因而設(shè)置的，并且原理上也可設(shè)計(jì)電流驅(qū)動型裝置，但當(dāng)前并沒有制作這樣的裝置，而且將來其出現(xiàn)的可能性也很低。因此，根據(jù)本實(shí)施例的電流型負(fù)載300支持向具有此變換電路301的電壓驅(qū)動型裝置供應(yīng)電源電壓。另外，可以很容易地設(shè)計(jì)變換電路301，并且開發(fā)了諸如負(fù)載控制電路302或通信電路310之類的節(jié)電(小電流)電壓電源裝置，從而使用這些電壓裝置并不是不方便的。負(fù)載控制電路302執(zhí)行對負(fù)載303的各種控制，并且具有控制負(fù)載303和與外部就負(fù)載303的狀態(tài)進(jìn)行通信的功能。負(fù)載303是電流驅(qū)動型負(fù)載，并且消耗從電池301或電流源10供應(yīng)的電力。主開關(guān)304控制對負(fù)載303的電力供應(yīng)，在主開關(guān)304被閉路的狀態(tài)中不向負(fù)載303供應(yīng)電力，而在負(fù)載303被開路的狀態(tài)中向負(fù)載303供應(yīng)電力。通信電路310使得能夠通過饋電系統(tǒng)2導(dǎo)線來通信，并且被構(gòu)造為包括運(yùn)算放大器311、放大器312以及電阻Rl和R2。電感器L1、L2和L3是電流型耦合電路，并且用于通過通信電路310通信。雖然在圖12中沒有示出，但電流源10也具有與通信電路310相同的通信功能，并且通過在電流源10與隨機(jī)連接的電流型負(fù)載300之間執(zhí)行通信，可以控制負(fù)載303的狀態(tài)并且將負(fù)載303的狀態(tài)報(bào)告給電流源。更具體而言，電流型負(fù)載300在使主開關(guān)304開路并向負(fù)載303供應(yīng)電力之前就供應(yīng)內(nèi)容與電流源10協(xié)商。例如，負(fù)載303是電流驅(qū)動型的，因此要協(xié)商的內(nèi)容可以是關(guān)于負(fù)載303需要的電壓的信息。當(dāng)協(xié)商完成時(shí)，電流源10開始向電流型負(fù)載300供應(yīng)電力。因此，負(fù)載控制電路302優(yōu)選至少存儲負(fù)載303的操作開始時(shí)的條件和標(biāo)準(zhǔn)。此外，實(shí)際協(xié)商協(xié)議和協(xié)商協(xié)議的具體示例例如在上述專利文獻(xiàn)2中公開，因此將不對其作詳細(xì)描述。<3.第三實(shí)施例>在上述本發(fā)明第二實(shí)施例中描述了主系統(tǒng)是電流供應(yīng)型并且與外部就負(fù)載進(jìn)行通信的情況。雖然已在上述每個實(shí)施例中描述了負(fù)載串聯(lián)連接的情況，但當(dāng)負(fù)載的數(shù)目增加時(shí)，恒定電流被供應(yīng)給各個負(fù)載，因此供應(yīng)側(cè)的電源電壓上升。因此，當(dāng)負(fù)載的數(shù)目增加時(shí)，發(fā)生恒定電流裝置的電源電壓的不足。這相當(dāng)于恒定電壓電源中的電流容量的不足。同時(shí)，在恒定電流系統(tǒng)的情況下，基本上是不希望切斷電流的，而是希望具有在不切斷電流的情況下調(diào)整電源的電壓的手段。因此，將在本發(fā)明的第三實(shí)施例中描述能夠在不切斷電流的情況下調(diào)整電源的電壓的饋電系統(tǒng)。首先，將描述在通常的恒定電流電路中在不切斷電流的情況下調(diào)整電源的電壓時(shí)發(fā)生的問題。圖13是示出通常的恒定電流電路的示例的說明圖。圖13示出了電流源10、開關(guān)11和多個(在此情況下是三個)負(fù)載40。在此恒定電流電路中，為了將電壓源串聯(lián)連接到電流源，必須將電路開路一次并插入電壓源。當(dāng)在例如電流源10和負(fù)載40如圖13所示連接的電路中發(fā)生電流源10的電壓的不足時(shí)，即使電壓源12需要被插入在電路中，如果不關(guān)斷串聯(lián)開關(guān)11 一次，也是不能插入電壓源12的。如果在開關(guān)11處于接通狀態(tài)的狀態(tài)中連接電壓源12，則電壓源12被開、關(guān)11短路。因此，為了在基于串聯(lián)系統(tǒng)饋電時(shí)在不切斷電流的情況下增大電壓，希望預(yù)先放上一個能夠?qū)⒌扔诹愕碾妷焊淖兊筋A(yù)定電壓的電路。圖14是示出用半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)這樣的電路的示例的說明圖。對于圖14中的A，使用NPN晶體管TR1和電阻Rl I和Rl2，對于圖14中的B，使用PNP晶體管TR2和電阻Rl I和Rl2。通過適當(dāng)?shù)剡x擇電阻Rll和R12的值，A和B都能夠產(chǎn)生與電壓源12等價(jià)的電壓。此外，圖14中所示的箭頭指示電流的朝向。然而，圖14中的A和B不會自動產(chǎn)生電壓，具有在外部的電源，并且當(dāng)接收如箭頭所示的供應(yīng)時(shí)看起來是電壓源12。另外，當(dāng)在圖14中所示的每個電路中Rl2是無窮大時(shí)，晶體管TR1和TR2看起來是二極管。通過使用這個圖14中所示的電路，可以在基于串聯(lián)系統(tǒng)饋電時(shí)在不切斷電流的情況下增大電壓。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的饋電系統(tǒng)3的構(gòu)造的說明圖。如圖15中所示，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的饋電系統(tǒng)3被構(gòu)造為包括電壓源12、負(fù)載40以及包括電阻R21、R22和R23、NPN晶體管TRtl和運(yùn)算放大器50的恒定電流電路。在圖15中所示的饋電系統(tǒng)3中，當(dāng)負(fù)載40的數(shù)目進(jìn)一步增加或者當(dāng)負(fù)載40的消耗電力增大時(shí)，電壓源12的電壓的不足有可能發(fā)生。然后，將描述在不切斷電路的情況下連接新的電壓源400的方法。如圖15中所示，電源400被構(gòu)造為包括開關(guān)401和402、電壓源410、PNP晶體管TR2以及電阻Rll和R12。開關(guān)401和402起初處于開路狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)401和402處于開路狀態(tài)時(shí)，PNP晶體管TR2看起來只是二極管，并且電壓源400整體上產(chǎn)生很小的電壓。當(dāng)開關(guān)402在此狀態(tài)中被接通時(shí)，PNP晶體管TR2作為具有與電壓源410相同的電勢差的電路工作。當(dāng)開關(guān)401隨后被接通時(shí)，電壓源410生效。通過最后關(guān)斷開關(guān)402，此饋電系統(tǒng)3與電壓源410相連接。此外，如果開關(guān)402此時(shí)被關(guān)斷，則反向偏置由于電壓源410而被施加到PNP晶體管TR2,并且PNP晶體管TR2看起來不是二極管。此外，電源400在此操作中消耗一定的電壓，因此如果發(fā)生負(fù)載40等等的電壓的不足，則無法維持恒定電流的屬性。圖16是示出包括圖15中所示的電壓源400的電路單元在必要時(shí)可連接到饋電系統(tǒng)3的說明圖。電壓源400在內(nèi)部具有開關(guān)401和402，并且在連接到饋電系統(tǒng)3之前將開關(guān)401和402置于開路狀態(tài)中。在此單元中準(zhǔn)備了用于串聯(lián)連接的插頭100，并且當(dāng)連接到饋電系統(tǒng)3時(shí)，在插頭100的兩端產(chǎn)生與一個二極管相當(dāng)?shù)碾妱莶?。通過隨后接通開關(guān)402，插頭100兩端的電勢差是與電壓源410相當(dāng)?shù)碾妱荩⑶彝ㄟ^進(jìn)一步接通開關(guān)401，實(shí)際電壓源410連接到饋電系統(tǒng)3。因此，電壓源400需要連接到連接器(例如圖I中所示的連接器20)，并隨后執(zhí)行使開關(guān)401和402開路和閉路的控制。例如，可以設(shè)置一結(jié)構(gòu)，其將插頭100插入連接器中，然后旋轉(zhuǎn)插頭100以順序操作開關(guān)401和402?！?.第四實(shí)施例〉在車輪中具有內(nèi)置的驅(qū)動電機(jī)的電氣車輛需要至少兩個電機(jī)來驅(qū)動車輪。為了驅(qū)動前后輪需要四個驅(qū)動電機(jī)，并且驅(qū)動電機(jī)的數(shù)目根據(jù)需要驅(qū)動的車輪的數(shù)目而變化。在這種車輪內(nèi)型驅(qū)動電氣車輛的情況下，如果一對左右輪之一發(fā)生故障并且停止旋轉(zhuǎn)，則這些車輪有可能在行進(jìn)方向上產(chǎn)生相當(dāng)?shù)挠绊懖⑶覍?dǎo)致危險(xiǎn)。避免此影響的最簡 單方法是串聯(lián)連接一對左右輪驅(qū)動電機(jī)的主電路連接線。雖然串聯(lián)連接的電機(jī)可被恒定電壓驅(qū)動或者可被恒定電流驅(qū)動，但如果電機(jī)中的至少一個的驅(qū)動連接線被切斷，則一對左右輪的驅(qū)動力同時(shí)消失。在利用車輪內(nèi)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動時(shí)，必須執(zhí)行改變左右輪的旋轉(zhuǎn)數(shù)的控制以便改變行進(jìn)方向，而當(dāng)電機(jī)只是簡單地被串聯(lián)連接時(shí)是不可能執(zhí)行改變此旋轉(zhuǎn)數(shù)的控制的。因此，當(dāng)具有例如磁體之類的轉(zhuǎn)子的無刷電機(jī)被用于左右輪中的電機(jī)時(shí)，對于定子繞組準(zhǔn)備輔助繞組，并且調(diào)整此電流以調(diào)整左右電機(jī)的速度。雖然需要對左右輪分別進(jìn)行此調(diào)整并且因此電機(jī)的串聯(lián)連接原則上是不適當(dāng)?shù)模{(diào)整量小于主連接線的電流量。因此，當(dāng)主連接線被串聯(lián)連接并且電機(jī)電力線被切斷時(shí)，可以在保證安全的同時(shí)(在某種程度上)控制左右輪的速度之間的差異。圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的電氣車輛500的構(gòu)造的說明圖。圖17示出了考慮了實(shí)用性的電機(jī)與控制電路之間的連接線。在圖17中所示的電氣車輛500中，前輪501a和501b和后輪501c和501d是形成左右輪對的被驅(qū)動部分。雖然電機(jī)被分別內(nèi)置在前輪501a和501b和后輪501c和501d中，并且實(shí)際上使用三相無刷電機(jī)，但為了易于描述，車輪將被兩線的電力供應(yīng)DC電機(jī)驅(qū)動。電力供應(yīng)線502a和502b分別與前輪501a和501b相關(guān)聯(lián)，并且在驅(qū)動逆變器510內(nèi)部串聯(lián)連接。另外，電力供應(yīng)線502c和502d分別與后輪501c和501d相關(guān)聯(lián)，并且在驅(qū)動逆變器510內(nèi)部串聯(lián)連接。當(dāng)然，雖然供應(yīng)線可在驅(qū)動逆變器510外部串聯(lián)連接，但當(dāng)考慮實(shí)際連接線時(shí)，最好基于公共規(guī)范設(shè)計(jì)來自所有驅(qū)動單元的電力線，并且像圖17所示的驅(qū)動逆變器510中那樣連接電力線是高效的。驅(qū)動逆變器510具有電力輸出單元520，并且電力輸出單元520被構(gòu)造為包括前輪驅(qū)動輸出單元521和后輪驅(qū)動輸出單元522。只示出了主驅(qū)動部分，并且前輪驅(qū)動輸出單元521和后輪驅(qū)動輸出單元522可以是電壓驅(qū)動型的、電流驅(qū)動型的或者兩者的組合。S卩，前輪驅(qū)動輸出單元521和后輪驅(qū)動輸出單元522的驅(qū)動系統(tǒng)是電壓驅(qū)動型還是電流驅(qū)動型并不要緊。在圖17所示的電氣車輛500中，即使電力供應(yīng)線502a、502b、502c和502d之一被切斷，在左右輪之間驅(qū)動力也不會變得不平衡。因此，即使當(dāng)電力供應(yīng)線502a、502b、502c和502d之一在行駛期間被切斷時(shí)，駕駛也不會變得不穩(wěn)定。
在本實(shí)施例中，電機(jī)可由恒定電壓或恒定電流驅(qū)動，電機(jī)和逆變器的連接原則上是永久連接。從而，本實(shí)施例不意味著適合于恒定電流驅(qū)動的串聯(lián)連接，而主要關(guān)注對主驅(qū)動連接線被切斷的情況的對策。<5.結(jié)論〉如上所述，根據(jù)本發(fā)明的每個實(shí)施例，其中隨機(jī)數(shù)目的電流型負(fù)載和電流型電源串聯(lián)連接的電力供應(yīng)系統(tǒng)能夠利用連接器連接和斷開連接負(fù)載，并且具有能夠在不切斷整個電流環(huán)路的情況下連接和斷開連接負(fù)載的連接器。因此，當(dāng)負(fù)載被連接和斷開連接時(shí)，可以在不切斷電流環(huán)路的情況下連接和斷開連接負(fù)載。用于供應(yīng)電力的一對連接器和插頭涉及如下三個階段的狀態(tài)當(dāng)未連接插頭時(shí)，連接器內(nèi)部的電極被短路，并且當(dāng)連接插頭時(shí)，插頭的兩端和連接器電極首先被連接，然后連接器的短路被解除。通過此方式，在其中串聯(lián)連接了隨機(jī)數(shù)目的電流型負(fù)載和電流型電源的電力供應(yīng)系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載被連接或斷開連接時(shí)，可以在不切斷電流環(huán)路的情況下連接 負(fù)載和使負(fù)載斷開連接。另外，在其中串聯(lián)連接了隨機(jī)數(shù)目的電流型負(fù)載和電流型電源的電力供應(yīng)系統(tǒng)中，負(fù)載和電源具有疊加在電力供應(yīng)環(huán)路上的通信手段，從而可以基于負(fù)載和電源之間的這種通信來確定系統(tǒng)的狀態(tài)。以上已參考附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而本發(fā)明當(dāng)然不限于上述示例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以發(fā)現(xiàn)所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的各種替換和修改，并且應(yīng)當(dāng)理解它們當(dāng)然在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。標(biāo)號列表
I 饋電系統(tǒng) 10 電流源 20 連接器 21a、21b 電極 30 電流型負(fù)載 100 插頭 101a、IOlb 電極
權(quán)利要求
1.一種連接器，包括 連接部，該連接部是相對于電流源串聯(lián)設(shè)置的，并且插頭被可脫離地連接到該連接部，其中，所述連接部包括第一端子和第二端子，該第一端子和第二端子利用導(dǎo)線連接，來自所述電流源的電流在所述導(dǎo)線中流動，當(dāng)所述插頭未連接到所述連接部時(shí)，該第一端子和第二端子相互接觸以短路來自所述電流源的電流，當(dāng)所述插頭連接到所述連接部時(shí)，該第一端子和第二端子之間的接觸被解除以使來自所述電流源的電流流向所述插頭，并且當(dāng)所述插頭與所述連接部的連接被解除時(shí)，該第一端子和第二端子再次相互接觸以短路來自所述電流源的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連接器，還包括 接觸部，當(dāng)所述插頭連接到所述連接部時(shí)，該接觸部防止所述插頭脫離，并且當(dāng)所述插頭與所述連接部的連接被解除時(shí)，該接觸部使得所述第一端子和所述第二端子接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連接器，其中，設(shè)置了相對于所述插頭朝向不同方向的多對所述第一端子和所述第二端子。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連接器，其中，設(shè)置了具有不同長度的多對所述第一端子和所述第二端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連接器，其中，從所述電流源供應(yīng)直流電流。
6.—種饋電系統(tǒng),包括 流動電流的電流源； 接收來自所述電流源的電流供應(yīng)的電力接收裝置；以及 連接器，該連接器將來自所述電流源的電流供應(yīng)給與該連接器相連接的所述電力接收裝置， 其中，所述電力接收裝置將插頭連接到所述連接器以接收來自所述電流源的電流供應(yīng)， 所述連接器包括連接部，所述插頭被可脫離地連接到該連接部，并且所述連接部包括第一端子和第二端子，該第一端子和第二端子利用導(dǎo)線連接，來自所述電流源的電流在所述導(dǎo)線中流動，當(dāng)所述插頭未連接到所述連接部時(shí)，該第一端子和第二端子相互接觸以短路來自所述電流源的電流，當(dāng)所述插頭連接到所述連接部時(shí)，該第一端子和第二端子之間的接觸被解除以使來自所述電流源的電流流向所述插頭、然后流向所述電力接收裝置，并且當(dāng)所述插頭與所述連接部的連接被解除時(shí)，該第一端子和第二端子再次相互接觸以短路來自所述電流源的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的饋電系統(tǒng)，其中，所述電力接收裝置和所述電流源利用所述導(dǎo)線向彼此發(fā)送和從彼此接收信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的饋電系統(tǒng)，其中，從所述電流源供應(yīng)直流電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的饋電系統(tǒng)，還包括 當(dāng)來自所述電流源的電流被供應(yīng)時(shí)連接到所述連接器以補(bǔ)充電流的可脫離電流源，其中，所述可脫離電流源執(zhí)行把在所述可脫離電流源連接到所述連接器的時(shí)間點(diǎn)為零的電壓在該連接后經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后改變到預(yù)定電壓的切換操作。
全文摘要
在傳統(tǒng)的電流供應(yīng)型配電系統(tǒng)中，存在不能利用在現(xiàn)有的電壓供應(yīng)型配電系統(tǒng)中使用的連接器來接收電力供應(yīng)的問題。公開了一種連接器，其具有連接部，該連接部是對電流源(10)串聯(lián)設(shè)置的，并且插頭(100)被連接到該連接部以及被從該連接部移除。連接部具有電極(21a、21b)。當(dāng)插頭(100)未連接到連接部時(shí)，電極(21a、21b)彼此接觸，并且從電流源(10)供應(yīng)的電流被短路。當(dāng)插頭(100)連接到連接部時(shí)，短路被消除，并且從電流源(10)供應(yīng)的電流被供應(yīng)到插頭(100)。當(dāng)插頭(100)未連接到連接部時(shí)，電極(21a、21b)再次彼此接觸，并且從電流源(10)供應(yīng)的電流被短路。從而，從電流源(10)供應(yīng)的電流的瞬間中斷被消除，從而使得可以連接和移除電流型負(fù)載(30)。
文檔編號H01R13/71GK102725923SQ20118000692
公開日2012年10月10日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者所真理雄, 田島茂 申請人:索尼公司