李洸稙功率放大系统
本帖最后由 能量海 于 2017-8-8 02:41 编辑
第三章:静脉冲系统
李洸稙功率放大系统
这个极为有趣的专利申请是李先生的，这里清楚地说明了如何安排一个谐振回路在电源和由电源供电的负载之间，能够具有一个引人入胜的效果。他的专利申请可能对一些人来说会有点难以跟随细节，而如果真是这样，那么请只重视整体效果，如他所述：
2. 一个功率放大器以产生放大了的谐振功率使用其电压和电流，而且,
3. 一个功率传输单元以传输放大了的谐振功率到负载使用一台变压器。
更好的是，电源既能提供交流电压，交流电流，也能提供直流电压，直流电流。理想情况下，还应包括功率放大器：
1. 一个变压器的初级电感器，
2. 一个电容器连接到初级电感器，串联或并联。
这里，放大了的谐振功率储存在初级电感器里。理想情况下，在变压器的初级侧的反向阻抗有一个相对小的值，以使功率放大器可以维持谐振。
图示简述
本发明的上述的和其它的目标、特征和其它优势可通过跟随下面的附图的详细说明而更清晰理解：
图.1是根据本发明的实施的电路原理方框图。
图.2是关于传输产生于串联谐振的、放大了的谐振功率到负载的图示说明，根据本发明而实施。
图.3显示的等效电路图是一台三相同步发电机，根据本发明而实施。
图.4a和图.4b是串联和并联谐振等效电路图，各自根据本发明而实施。
图.5是一台变压器的等效电路图，根据本发明而实施。
图.6a和图.6b当变压器连接到一个负载时在串联状态下的等效电路图，根据本发明而实施。
图.7是体现本发明所使用的一台变压器的模范说明示意图。
图.8是一个电功率放大（系数）/ 转移实验电路的等效电路图，根据本发明而实施。
图.9显示的是根据本发明而实施的实验里的一个电路的等效电路图。
图.10的电路图是负载直接连接到电源，根据本发明而实施。
图.11是一台根据本发明实验的用于电功率传输的终端变压器的等效电路图，
图.12是根据本发明实验的一个电功率转换谐振电压源的等效电路图。
图.13是根据本发明实验的一个电功率转换谐振电流源的等效电路图。
图.14是根据本发明实验的一个电功率转换家庭应用的变压器的等效电路图，而且，
图.15是根据本发明实验的一个电功率转换家庭应用的谐振电流源的等效电路图，以减低负载的功率消耗。
实现本发明的最佳模式
传输放大了的谐振功率的电路体现的首选，设定为包括上文所述的方法、及其运行，将——以相应的附图详细说明。
正如图.1所示，本发明的电路设定为包括：一个电源10，以产生并提供电流；一个功率放大器20，以谐振由电源10提供的电功率并使之产生放大了的谐振功率，并储存起来；还有一个功率传输单元30，以传输放大了的谐振功率到负载40。
电源10意味着一个通用的、独立的电源。这是用于这样一种方式，以便其输出电压上升或下跌至为负载变压器的必要电压，然后传送到负载。然而，在本发明中，电源只起附属电路的作用，电流或电压到功率放大器20，以便功率放大器20可以放大它。电源10不直接提供电源给负载。
独立电源用作电源10可以用交流电和直流电实现。交流电源包括交流电压源和交流电电流源。直流电源包括直流电压源和直流电流源。当电源是直流电源时，直流电源的输出可以通过换流器转换为交流电源。
功率放大器20用来自电源10的电压和电流产生放大了的谐振功率。在本发明的体现里，放大了的谐振功率通过一个变压器传输到负载。更具体地说，功率放大器20用变压器的初级电感器产生放大了的谐振功率，而放大了的功率随即存储在初级电感器里。
这里，功率放大器20设置包括变压器的初级电感器和一个连接到初级电感器的电容器，可以串联，也可以并联。功率放大器20谐振并放大由电源10提供的功率，然后储存在电感器里。
功率放大器20含有电感器（L）和电容器（C），它们是能量的电子零件，这些有效地连接到电源10，并能使电感器（L）和电容器（C）与电源频率同步，并因而形成串联或并联谐振。所以，源功率被放大Q倍然后储存在电感器（L）和电容器（C）里。
当Vg的源电压形成串联谐振，即Q倍源电压，Q x Vg伏特，施加电感器。这里，由谐振电流Io引起的串联谐振功率P流入电感器并生成诸如：Ps=Q x Vg x Io瓦。
另一方面，当并联谐振形成，Q倍于Ig的输入电流，即Q x Ig安培，流入电感器。这里，在电感器导线之间的电压Vp产生的并联谐振功率Pp生成为: Pp = Q x Ig x Vp瓦。
因此，在使用串联或并联谐振时，电感器为谐振储存Q倍的输入功率P在其中。这里，谐振类型可以根据电路设计目的选择，电感器里生成的功率是无功功率，而为方便起见，以功率符号P标注。
放大了的谐振功率20，由一个标准的变压器作为传输单元传输30给负载40。功率传输单元30传输功率，通过功率放大器20里的变压器放大了Q倍到负载。为了传输功率以最有效的方式，最好耦合系数k接近于1。
当串联谐振形成，在变压器的次级侧的电压V2———现在将被称为“次级电压V2”——基于变压器原理，可用下列方程式计算。这里，电流I2在次级侧——现在将被称为“次级电流I2”——假定为零。
V2 = k x V1/n 因此
V2 = k x Q x Vg/n 或
V2 = (Q/n) x k x Vg
这里：
Q是电路的质量因子
n是变压器的匝数比
k耦合系数
Vg是源电压和i
V1是当其为串联谐振时电感器导线间的电压标识符。
当变压器运行时，次级电流I2在变压器的次级侧里流动。然后，反射阻抗Z21是被从次级侧反射到初级侧，因而压制着初级侧的谐振。
因此，在初级侧的反射阻抗，现在将被称为“初级反射阻抗”，被设计为相对较小，以维持功率放大器20中的谐振。在本发明中，推导并应用于电路设计的一个方程式适用于电压传输到次级侧，而一个方程式适用于调节反射阻抗Z21。所以，基于变压器原理，本发明使得放大了的谐振功率可以无损传输到负载。
负载40是一个拥有在变压器的初级电感器上的功率放大了Q倍的电路。当次级电流I2不为零时，变压器次级侧的谐振为变压器的反射阻抗所破坏。为预防这种情况，必须调节反射阻抗Z21和选择负载电阻R0需要的最佳值，以维持变压器初级侧的谐振。
传输放大了的谐振功率到负载的电路的体现，设定如上，根据本发明，绘于图.2。 这里，电路包括一个有着交流电压源(Vg)和内阻(Rg)的电源10，一个有着变压器的初级电感器（L1）和一个与电感器（L1）串联连接的电容器（C1）的功率放大器20，一个有着变压器和一个负载(R0)的功率传输单元30，输入谐振功率，通过功率传输单元30放大。
图.3显示三相同步发电机的等效的电路图，根据本发明而实施。在这样的电路里，jXs表示发电机的电抗，而R1表示电感器的电阻。本发明以这样的一种方式传输电功率到负载：为了应用一个等效电路作为单相发电到一个电路，一个电容器被连接到电路，功率通过应用谐振而放大，而放大了的谐振功率根据变压器原理直接提供给负载。因此，本发明传输放大了的谐振功率到负载。此外，常规电源直接与负载连接并传输它的功率给它。
图.4a和图.4b图解表明一台发电机的单相等效电路，于此串联或并联谐振用于放大电功率。这样一种电路安排包括电源10和功率放大器20。
如图.4a所示，一个应用串联谐振的电路，如果忽略线圈电阻R1忽略，品质因数Qs表达为：
Qs = ω x L1/Rg
这里：Rg电源的内电阻，而
R1是线圈的损耗电阻。
这里，电路的因子Qs通常大于10。同样，一个电感器（L1）导线间电压V1在串联谐振中表达为：
V1 x Qs x Vg。这里，功率P1储存在电感器(L1)里表达如下：
P1 = V1 x Io 或 r
P1 = Qs x Vg x Io 或 r
P1 = Qs x Vg2/Rg
这里：Io = Vg/Rg (Io为谐振电流)
同时，串联谐振的源功率Pg表达为：
Pg = Vg x Io 或
Pg = Vg2/Rg 所以：
P1 = Qs x Pg 当串联谐振时显示电感器（L1），输入Qs倍输入功率。
如图.4b所示，电路对于并联谐振的应用，正如串联谐振电路，Q倍的输入功率应用于电感器的导线间。由于这种功率放大在并联谐振电路中与串联谐振电路相似，上面已经做过描述，这里将省略。
图.5是一个用在功率传输单元30里的变压器等效电路图，根据本发明而实施。
如果假定功率传输单元30的变压器是理想的，那么初级侧的输入功率P1就能无损传输到次级侧。因此，功率P2在次级侧变成初级侧的输入功率P1，既，P1 = P2。然而，当考虑耦合系数k和匝数比n时，如果忽略线圈电阻，次级侧可表达如下：
V2 = k x V1/n
I2 = k x n x I1
P2 = V2 x I2 或
P2 = k2 x P1
另一方面，当电源存在内部电阻Rg而且次级电流I2非为零时，由于负载的电阻Ro连接到次级侧，反射阻抗Z21耦合到初级侧。这里，反射阻抗Z21可以表达为：
Z21 = -(sM)2 / Z22 或
Z21 = R21 + jX21 欧姆
图.6a和图.6b是变压器初级侧和次级侧的等效电路图，当图.4a的串联谐振电路放大了谐振功率，各自地基于变压器原理被传送到变压器的次级侧，如图.5所示。
如图.6b所示，在半成品次级侧的等效电路图里，I1是初级电流而Z12是互感系数。
如图.6a所示，当初级侧的电源电路设定为串联谐振电路并且一个负载连接到次级侧电路时，反射阻抗Z21出现在初级的谐振电路里。当电路设计为使得反射阻Z21抗难以影响初级侧的谐振电路时，谐振电路继续其谐振。于是，通过这种谐振放大了的功率基于变压器原理传输到次级侧，以便这个放大了的功率可以伺给负载。
下面是一个示范实验的详细说明，以证明上述描述的本发明的实施。
图.7是用于实际实验中以体现本发明的变压器的视图说明。变压器设计为这样一种方式，线圈绕在一个铁氧体芯上形成初级侧和次级侧，其感应系数各为328毫亨，而其匝数比为n:1。并且，变压器运行在串联谐振模式。这里，线圈的直流电阻是2.8欧姆而耦合系数k是0.742。
为此实验，一台美国泰克CFG280信号发生器，其内阻抗为50欧姆，用作为一个交流电源，而且304使用千赫的串联谐振频率。一台美国泰克TDS220示波器用于测量电压。
图.8是一个电功率放大/传输实验电路的等效电路，根据本发明实施。
图.9a和图.9b是在图.8的等效电路里的初级和次级侧的等效电路图。
图.9a显示的等效电路的初级侧，等效电阻可表达为 RT = Rg + R1 + R21。这里，当负载(Ro)连接到电路，该质量因子Qs可表达为：Qs = XL1/RT 因此，反射阻抗R21越小，功率放大系数越大。
所以，如果当设计电路时，反射阻抗Z21在初级侧被最小化以维持谐振，放大了的谐振功率基于变压器原理被无损传输到次级侧，这样的电压和电流所对应的传输功率可以出现在次级侧。因此，在初级侧的电压通过串联谐振放大后，变成Qs x Vg，而次级侧的电压V2可表达为V2 = (Q2/n) x k x Vg。当耦合系数k为1而匝数比n比1，次级电压V2被放大后变成Q倍于源功率Vg随后施加到连接在次级侧的负载上。
由于次级电流I2是 k x n x I1，当n = 1和k = 1，那么I2 = I1。这里，I1是初级侧的谐振电流并无损传输到次级侧。
所以，功率P2被传输到次级侧用下面的方程式表达：
P2 = V2 x I2 或
P2 = (Qs / n) x k x Vg x k x n x I1 或
P2 = Qs x k2 x Vg x I1 或
P2 = Qs x k2 x P1
上面方程式显示当谐振实现且k = 1，然后计算输出功率P2，显示Q倍的输入功率被传输到次级侧。负载并不从电源汲取电功率，而是汲取被功率放大器放大了的谐振功率，这成其为主要功率源。这样，电源功能作为一个触发器（辅助电路）使得共振得以维持。
在图.9a和图.9b显示的实验电路里，当负载电阻假定为170K欧姆时，反射阻抗Z21表达如下：
Z21 = -(sM)2/Z22 或
Z21 = 1.43 - j5.6 x 10-3 欧姆 或
Z21 = R21 + jX21 欧姆
如果：
Rg = 50 欧姆，
Ro = 170K 欧姆，
XL1 = 665 欧姆，
XL2 = 665 欧姆，
k = 0.742，和
n = 1
正如方程式里所描述的，由于1.43欧姆的反射电阻R21，大大小于50欧姆的内电阻Rg，因而它很难影响电路的总性能因数Qs。同样，由于反射电容性电抗X21，为5.6 x 10-3 欧姆，大大小于在初级侧的665欧姆的感抗，使得谐振得以持续维持。
下表，“表.1”，显示实验测量数据说明有用输入功率用电源谐振电路供给到负载(Ro)，电源的内电阻Rg是50欧姆，而其电压为1伏。这里，当耦合系数k为0.742时，获得这些数据的。然而，当耦合系数为1时，那么，V2 = V1而功率供应到负载如表.1所描述。这里，XL2被忽略，因为当计算功率供应到负载时Ro大大大于XL2。
这里：Vg = 1 伏，k = 0.742，和 n = 1。
在表.1里，由于源电压是1伏，电路的质量因子的值Qs等于施加到电感器（L1）的电压值V1。因此，电压V2传输到次级侧为，k x V1
同样，当 I2 = 0，初级侧的质量因子Q2表达为：
Qs = XL1 / (Rg + R1) 或
Qs = 665 欧姆/52.8 欧姆，因此
Qs = 12.59 欧姆
假若电源内阻Rg是50欧姆，而初级线圈的直流电阻是2.8欧姆。
由于负载电阻Ro是1M欧姆的情况下类似I2 = 0，Qs必须如理论值的12.59，但是，在表.1中所描述的，测出的实验值是8.97。这样一种结果是估计出来的，因为因子Qs的值因线圈的高频引起的电阻而减少，线圈的直流电阻也减少。
所以，基于这样的结果，初级电路的有效电阻Reff可以计算为：
Reff = XL1/Qs 即，
Reff = 667/8.97 = 74.1 欧姆。
因此，估计的实验电路是在有效电阻Reff为74.1欧姆和电源的内电阻Rg是50欧姆的状态下操作的。表.1显示的方法为质量因子Qs根据负载电阻Ro的改变为XL1/(Reff + R21)，即，Qs = XL1/(Reff + R21)。
表.1显示，当负载电阻Ro为1.2K欧姆时，反射电阻R21为202.89欧姆而电压放大率近似于2.4倍。因此，如果一个电路设计具有这样的特点，以这种方式操作，那么，当负载电阻Ro增加，反射电阻R21和反射阻抗Z21减小但质量因子Qs增加。
下面的表.2描述的计算值是当耦合系数k设置为图.8的等效谐振电路时，通过一个方程式而得出的。
这里：Vg = 1 伏，k = 1，和 n = 1。
在表.2里，由于当k = 1时，反射电阻R21随负载电阻Ro的变化而变化，当表.1和表.2里的每个Ro为1.2K欧姆或870欧姆时，供给负载(Ro)的有效功率比它在k = 0.742时还要少。这种结果是因为参数用于反射阻抗Z21，如耦合系数k，负载电阻Ro，匝数比n，和电抗XL1，都与谐振功率的变压器的电路设计有关。
下面的表.3显示供给负载(Ro)的有效功率值的对照，其时负载(Ro)与源电压直接连接，随即有效功率提供给负载(Ro)，其时负载与一个带1伏电压源的功率放大实验电路相连接，如图.8所示。
图.10的电路图是电源直接连接到负载以提供其功率给负载。这里，由于Ro的值大大高于Rg的值，电源的内部电阻Rg被忽略。
如表.1中所述，在电路中的Qs在串联谐振中维持在6.56，提供到负载的有效功率有着10K欧姆的负载电阻Ro，如表.3所述，在k = 0.742时是24.2倍功率，在k = 1时是31.58倍功率，相比于负载直接连接到电源。这意味着负载由放大了的功率提供，Qs2倍于常规功率提供方式。
以下是一种应用并联谐振放大和使用源功率电路的、根据实验结果的详细说明。
家庭电力是以这样一种方式提供的，即6600伏被传输到离一个家庭最近的变压器，然后由变压器降压到单相220伏去供给家庭，以使家用电器可以使用它。
图.11是家庭里的传输电力到负载的一个等效电路图。电路设计成这样一种方式，即负载电阻为1欧姆，而电路需要的因子Qp是8.58。这里，电源的内部电阻被忽略。
这里，变压器的初级电压是6,600伏，而次级电压是220伏。此外，当变压器的耦合系数k假定为1时，匝数比n是30（也就是说，V1/V2 或6,600/220）。同样，家庭里的负载电阻也假定为1欧姆。
这里，为了应用220伏到负载，图.11显示的变压器次级侧上的电抗必须以这样的方式选择，即负载电阻的1%，即0.0105欧姆。因为初级侧的电抗X1和次级侧上的电抗X2均与匝数比的平方成正比，XL1 = n2 x XL2，也就是302 x (0.0105) 或9.44欧姆。这里，由于反射阻抗Z21是 -(sM)2/Z22 或 0.1 - j0.01 欧姆，因而它很难在初级侧对电路产生影响。
所以，一个初级侧的并联谐振电路，为了放大功率，被应用于使用并联谐振的功率放大电路，如图.12中所示，由此传输放大了的谐振功率到次级侧。
这里，当初级侧上的线圈的电阻RL1是1欧姆时，线圈Qp的性能因数是8.58（即，XL1/Reff也就是9.44欧姆/1.1欧姆）。遵守条件Reff = RL1 + R21。同样，并联谐振的电阻R1是81欧姆（Reff x Q2 或 1.1欧姆 x (8.58)2）。这里，电源的内部电阻被忽略。
图.13电源的一个等效电路图，改自图.12，因为电压源替换为电流源。
如图.13中所示，谐振电流为81.5安培(因为V1/R1是6,600伏/81欧姆)。初级电抗X1允许一个699安培的环流，相当于Io(81.5安培)倍Qp，流入其间。6,600伏被施加到初级电抗的导线上，在这些条件下，并联谐振功率P1R为4,613.4千瓦(V1 x Qp x Io 则是6,600伏x699安培)。
然而，在图.11的等效电路里，当线圈电阻被RL1忽略，在初级电抗XL1里流动的电流I1是699安培(V1/XL1=6,600伏/9.44欧姆，所以，功率P1施加到初级电抗XL1为4,613.4千瓦，因为V1 x I1=6,600伏 x 699安培)。
因此，在并联谐振中的4,613.4千瓦的并联谐振功率P1R是同一的，在数量上，对4,613.4千瓦的功率P1，而不是在谐振上，并通过变压器传输到负载。从电源的角度来看，它必须产生4,613.4千瓦的功率P1，而不是共振。然而，由于源功率Pg在并联共振中，如图.13的等效电路所示，是0.54千瓦(因为V1 x Io为6,600伏x0.0815安培)，谐振中的电源能产生P1倍1/Qs。因此，从发电机的角度来看，其输出似乎增加了。另一方面，这样的效果，可用同样的方式在一个串联谐振电路中获得。
本发明能够比常规方法节省更多的负载消耗的功率。
下面基于实验结果的说明从理论上建议如何使本发明可以应用在家用电器上而节省功率消耗。
一台典型的家用电器用变压器把电压从220伏降到所需电压，然后保持已降电压为交流或转换为直流，再提供必要的功率给负载，例如，一台需要6伏和0.3安培的电源的仪器。
这里，负载的等效电阻是20欧姆(V2/I2=6伏/0.3安培)。为了应用99%的电压到负载(Ro)，XL2取0.2欧姆。这里，匝数比n为36.7(V1/V2=220伏/6伏)，而初级电抗XL1是269欧姆(n2 x XL2=36.72x0.2欧姆)。
同样，当选择反射阻抗Z21和初级线圈(L1)电阻RL1，结果Z21=-(sM)2/Z22=2.7-j0.027欧姆 而RL1=40欧姆，反射阻抗Z21难以影响线圈。变压器的这样的一种等效电路在图.14里做了说明，其电源的内部电阻被忽略。
在图.14里，为了施加6伏到20欧姆的负载(Ro)，初级电流I1约需818毫安(即，I1=V1/XL1= 220伏/269欧姆，约为818毫安)，假定忽略初级线圈的电阻RL1。
因此，功率通过负载（Ro）的实际消耗是由220伏的初级电压和变压器初级侧的818毫安的电流决定的，如图.14所示。
图.15显示的等效电路改自图.14的电路。因为电压源为电流源所替换。图.15的电路设置为在并联谐振中运行。
在图.15中，电源的内部电阻被忽略。在使用并联谐振的等效电路里，性能因子Qp的获得为Qp=XL1/(RL1+R21)=269欧姆/(40+27)欧姆，其约为6.3。同样，初级电路电阻R1的获得为R1= (RL1+R21)xQp2即42.7x6.3其约为1,694.7欧姆。
因此，初级电流I1是与谐振电流Io同一的，并由Io=V1/R1或220伏/1,694.7欧姆给出，其约为129.8毫安。这样，在初级电抗XL1里流动的电流Iq计算为Iq=QpxIo即6.3x129.8毫安或约818毫安。
这样，在耦合系数k为1和匝数比n为36.7的条件下，电压V2和电流I2获得为V2 = V1/n或220伏/36.7其约为6伏，而I2=n x IQ或36.7 x 818毫安，其约为30安培，各自地，在变压器的次级侧传输到负载。如此，负载可由电压V2和电流I2操作，用作负载的常规的电压和电流。
然而，由于负载的功率消耗是由变压器初级侧的功率感应引起的，通过电压和电流在初级侧的使用导致负载的实际消耗。所以，当显示在图.14的等效电路的谐振不被使用时，初级电流I1近似于818毫安而电流Io，流动在图.15中显示的并联谐振中的初级侧，近似于129.8毫安。由于电路输入同样的220伏，它会降低功率，当并联谐振时提供给负载，以一个因子的约6.3倍于运行在无谐振模式的功率提供载。也就是说，当在并联谐振运行时，与无谐振模式下运行相比，电路可以降低功耗Qp倍。
工业实用性
如上所述，根据本发明的电路可以传输放大了的功率到负载，与传统电路相比，它只是用了一台电动发电机和一个变压器传输电功率到负载。为此，本发明的电路配置以这样一种方式：谐振（串联或并联谐振）在电源侧形成，而用于传输功率到负载日变压器电路，被设计为便于反射阻抗可以用一个值设置来维持谐振。由此，放大了的谐振功率传输到负载。也就是，根据本发明的电路不传输通过一台电动发电机生成的、作为主要功率源的功率到负载，而是传输放大了的谐振功率到负载。
在根据本发明的电路中，电源 (一台电动发电机，等等) 被视为谐振功率生产的一个辅助电路。传输到负载的功率是由串联或并联电路放大了的，因而提供放大了的谐振功率给负载，与常规电路比较，常规电路是以一台电动发电机产生功率并直接伺给负载。所以，本发明的电路显示可以关注运行负载所需的功率消耗。
使用本发明通过一个变压器去传输谐振功率给负载，而且可以设置为即可用串联可用并联谐振电路。所以，本发明可有效地应用于工业能源应用，同时满足能量守恒定律。
虽然本发明实施例的首选已做了用途说明的披露，那些熟悉该领域的人将体会到各种修改、补充和替代是可能的，而无需背离本发明的范围和精神，正如所附的声明。
声明
1.一个传输放大了的谐振功率到负载的电路，组成：一个电源以产生和供应电压或电流；一个功率放大器以用电压或电流产生放大了的谐振功率；和一个功率传输单元以用一台放大器传输放大了的谐振功率到负载。
2.该电路根据声明 1，其中的电源是一个交流电压源，交流电流源，直流电压源和直流电流源。
3.该电路根据声明 1，其中的功率放大器包括：一个变压器的初级电感器，和一个串联或并联连接到初级电感器的电容器，其中放大了的谐振功率是储存在初级电感器内。
4.该电路根据声明 1，其中在变压器初级侧上的反射阻抗有一个相对小值使功率放大器可以维持谐振，其中反射阻抗(Z2)的反射电阻(R21)小于传输谐振功率的变压器初级侧的等效感抗(XL1)，而反射电抗(X21)小于变压器初级侧的等效感抗(XL1)的0.5。
5.该电路根据声明 1，其中通过应用并联谐振放大功率，并传输放大了的功率到负载，以使负载消耗的功率得以降低。
第三章:静脉冲系统
李洸稙功率放大系统
这个极为有趣的专利申请是李先生的，这里清楚地说明了如何安排一个谐振回路在电源和由电源供电的负载之间，能够具有一个引人入胜的效果。他的专利申请可能对一些人来说会有点难以跟随细节，而如果真是这样，那么请只重视整体效果，如他所述：
专利申请 美国2008/0297134 2008年4月12日 发明人: 李洸稙
向负载传输放大了的谐振功率的电路
摘要
公开一个向负载传输放大了的谐振功率的电路。电路传输放大的谐振功率，是常规电源形成的串联或并联谐振在常规变压器的电感器里生成的。此放大了的功率通过常规变压器传送给负载。电路组成有：一个电源以产生并供应电压或电流，一个功率放大器以产生放大的谐振功率使用电压或电流，和一个功率传输装置以传输放大了的谐振功率给负载使用一个变压器。
技术领域
本发明涉及一种功率放大电路及其功率传输能力。更特别的是，这项发明涉及可以传输放大了的谐振功率通过常规变压器给负载的一种电路，该功率是当常规电源形成串联或并联谐振时由一个常规变压器的电感器产生的。
背景技术
电力供应产生电能并供应给直接连接到它的一个负载。这类电源的范例就是一台发电机。当这样的一台发电机产生电能时，一台变压器被用于把电能转换成电压或电流与负载的电阻相适应，然后供应给负载。
对于一个常规电源，斟酌的电源供应是直接供给负载。就是由独立的电源直接提供负载的消耗。一个方法尚未被了解的是：一个独立电源提供的电力被放大后提供给负载。如果做到了这一点，那么可以减少电力消耗。就是说，这种理念将成为该行业的一个里程碑。
本发明的公开
所以，这是本发明的一个目标：提供一个传输放大了的功率给负载的电路。一个电路能够传输Q倍原始功率输出作为一个放大了的谐振功率输出。该功率是当常规电源形成串联或并联谐振时由一个常规变压器的电感器产生的。这个功率于是通过一个常规变压器传送给负载，从而相比于常规电路所能提供的动力，它能提供更多的动力给负载。
与本发明的一个方面相一致的是，通过传输放大了的谐振功率给负载，可以达至上述和其它目标，包括：
1. 一个电源以产生和提供电压和电流。向负载传输放大了的谐振功率的电路
摘要
公开一个向负载传输放大了的谐振功率的电路。电路传输放大的谐振功率，是常规电源形成的串联或并联谐振在常规变压器的电感器里生成的。此放大了的功率通过常规变压器传送给负载。电路组成有：一个电源以产生并供应电压或电流，一个功率放大器以产生放大的谐振功率使用电压或电流，和一个功率传输装置以传输放大了的谐振功率给负载使用一个变压器。
技术领域
本发明涉及一种功率放大电路及其功率传输能力。更特别的是，这项发明涉及可以传输放大了的谐振功率通过常规变压器给负载的一种电路，该功率是当常规电源形成串联或并联谐振时由一个常规变压器的电感器产生的。
背景技术
电力供应产生电能并供应给直接连接到它的一个负载。这类电源的范例就是一台发电机。当这样的一台发电机产生电能时，一台变压器被用于把电能转换成电压或电流与负载的电阻相适应，然后供应给负载。
对于一个常规电源，斟酌的电源供应是直接供给负载。就是由独立的电源直接提供负载的消耗。一个方法尚未被了解的是：一个独立电源提供的电力被放大后提供给负载。如果做到了这一点，那么可以减少电力消耗。就是说，这种理念将成为该行业的一个里程碑。
本发明的公开
所以，这是本发明的一个目标：提供一个传输放大了的功率给负载的电路。一个电路能够传输Q倍原始功率输出作为一个放大了的谐振功率输出。该功率是当常规电源形成串联或并联谐振时由一个常规变压器的电感器产生的。这个功率于是通过一个常规变压器传送给负载，从而相比于常规电路所能提供的动力，它能提供更多的动力给负载。
与本发明的一个方面相一致的是，通过传输放大了的谐振功率给负载，可以达至上述和其它目标，包括：
2. 一个功率放大器以产生放大了的谐振功率使用其电压和电流，而且,
3. 一个功率传输单元以传输放大了的谐振功率到负载使用一台变压器。
更好的是，电源既能提供交流电压，交流电流，也能提供直流电压，直流电流。理想情况下，还应包括功率放大器：
1. 一个变压器的初级电感器，
2. 一个电容器连接到初级电感器，串联或并联。
这里，放大了的谐振功率储存在初级电感器里。理想情况下，在变压器的初级侧的反向阻抗有一个相对小的值，以使功率放大器可以维持谐振。
图示简述
本发明的上述的和其它的目标、特征和其它优势可通过跟随下面的附图的详细说明而更清晰理解：
图.1是根据本发明的实施的电路原理方框图。
图.2是关于传输产生于串联谐振的、放大了的谐振功率到负载的图示说明，根据本发明而实施。
图.3显示的等效电路图是一台三相同步发电机，根据本发明而实施。
图.4a和图.4b是串联和并联谐振等效电路图，各自根据本发明而实施。
图.5是一台变压器的等效电路图，根据本发明而实施。
图.6a和图.6b当变压器连接到一个负载时在串联状态下的等效电路图，根据本发明而实施。
图.7是体现本发明所使用的一台变压器的模范说明示意图。
图.8是一个电功率放大（系数）/ 转移实验电路的等效电路图，根据本发明而实施。
图.9显示的是根据本发明而实施的实验里的一个电路的等效电路图。
图.10的电路图是负载直接连接到电源，根据本发明而实施。
图.11是一台根据本发明实验的用于电功率传输的终端变压器的等效电路图，
图.12是根据本发明实验的一个电功率转换谐振电压源的等效电路图。
图.13是根据本发明实验的一个电功率转换谐振电流源的等效电路图。
图.14是根据本发明实验的一个电功率转换家庭应用的变压器的等效电路图，而且，
图.15是根据本发明实验的一个电功率转换家庭应用的谐振电流源的等效电路图，以减低负载的功率消耗。
实现本发明的最佳模式
传输放大了的谐振功率的电路体现的首选，设定为包括上文所述的方法、及其运行，将——以相应的附图详细说明。
正如图.1所示，本发明的电路设定为包括：一个电源10，以产生并提供电流；一个功率放大器20，以谐振由电源10提供的电功率并使之产生放大了的谐振功率，并储存起来；还有一个功率传输单元30，以传输放大了的谐振功率到负载40。
电源10意味着一个通用的、独立的电源。这是用于这样一种方式，以便其输出电压上升或下跌至为负载变压器的必要电压，然后传送到负载。然而，在本发明中，电源只起附属电路的作用，电流或电压到功率放大器20，以便功率放大器20可以放大它。电源10不直接提供电源给负载。
独立电源用作电源10可以用交流电和直流电实现。交流电源包括交流电压源和交流电电流源。直流电源包括直流电压源和直流电流源。当电源是直流电源时，直流电源的输出可以通过换流器转换为交流电源。
功率放大器20用来自电源10的电压和电流产生放大了的谐振功率。在本发明的体现里，放大了的谐振功率通过一个变压器传输到负载。更具体地说，功率放大器20用变压器的初级电感器产生放大了的谐振功率，而放大了的功率随即存储在初级电感器里。
这里，功率放大器20设置包括变压器的初级电感器和一个连接到初级电感器的电容器，可以串联，也可以并联。功率放大器20谐振并放大由电源10提供的功率，然后储存在电感器里。
功率放大器20含有电感器（L）和电容器（C），它们是能量的电子零件，这些有效地连接到电源10，并能使电感器（L）和电容器（C）与电源频率同步，并因而形成串联或并联谐振。所以，源功率被放大Q倍然后储存在电感器（L）和电容器（C）里。
当Vg的源电压形成串联谐振，即Q倍源电压，Q x Vg伏特，施加电感器。这里，由谐振电流Io引起的串联谐振功率P流入电感器并生成诸如：Ps=Q x Vg x Io瓦。
另一方面，当并联谐振形成，Q倍于Ig的输入电流，即Q x Ig安培，流入电感器。这里，在电感器导线之间的电压Vp产生的并联谐振功率Pp生成为: Pp = Q x Ig x Vp瓦。
因此，在使用串联或并联谐振时，电感器为谐振储存Q倍的输入功率P在其中。这里，谐振类型可以根据电路设计目的选择，电感器里生成的功率是无功功率，而为方便起见，以功率符号P标注。
放大了的谐振功率20，由一个标准的变压器作为传输单元传输30给负载40。功率传输单元30传输功率，通过功率放大器20里的变压器放大了Q倍到负载。为了传输功率以最有效的方式，最好耦合系数k接近于1。
当串联谐振形成，在变压器的次级侧的电压V2———现在将被称为“次级电压V2”——基于变压器原理，可用下列方程式计算。这里，电流I2在次级侧——现在将被称为“次级电流I2”——假定为零。
V2 = k x V1/n 因此
V2 = k x Q x Vg/n 或
V2 = (Q/n) x k x Vg
这里：
Q是电路的质量因子
n是变压器的匝数比
k耦合系数
Vg是源电压和i
V1是当其为串联谐振时电感器导线间的电压标识符。
当变压器运行时，次级电流I2在变压器的次级侧里流动。然后，反射阻抗Z21是被从次级侧反射到初级侧，因而压制着初级侧的谐振。
因此，在初级侧的反射阻抗，现在将被称为“初级反射阻抗”，被设计为相对较小，以维持功率放大器20中的谐振。在本发明中，推导并应用于电路设计的一个方程式适用于电压传输到次级侧，而一个方程式适用于调节反射阻抗Z21。所以，基于变压器原理，本发明使得放大了的谐振功率可以无损传输到负载。
负载40是一个拥有在变压器的初级电感器上的功率放大了Q倍的电路。当次级电流I2不为零时，变压器次级侧的谐振为变压器的反射阻抗所破坏。为预防这种情况，必须调节反射阻抗Z21和选择负载电阻R0需要的最佳值，以维持变压器初级侧的谐振。
传输放大了的谐振功率到负载的电路的体现，设定如上，根据本发明，绘于图.2。 这里，电路包括一个有着交流电压源(Vg)和内阻(Rg)的电源10，一个有着变压器的初级电感器（L1）和一个与电感器（L1）串联连接的电容器（C1）的功率放大器20，一个有着变压器和一个负载(R0)的功率传输单元30，输入谐振功率，通过功率传输单元30放大。
图.3显示三相同步发电机的等效的电路图，根据本发明而实施。在这样的电路里，jXs表示发电机的电抗，而R1表示电感器的电阻。本发明以这样的一种方式传输电功率到负载：为了应用一个等效电路作为单相发电到一个电路，一个电容器被连接到电路，功率通过应用谐振而放大，而放大了的谐振功率根据变压器原理直接提供给负载。因此，本发明传输放大了的谐振功率到负载。此外，常规电源直接与负载连接并传输它的功率给它。
图.4a和图.4b图解表明一台发电机的单相等效电路，于此串联或并联谐振用于放大电功率。这样一种电路安排包括电源10和功率放大器20。
如图.4a所示，一个应用串联谐振的电路，如果忽略线圈电阻R1忽略，品质因数Qs表达为：
Qs = ω x L1/Rg
这里：Rg电源的内电阻，而
R1是线圈的损耗电阻。
这里，电路的因子Qs通常大于10。同样，一个电感器（L1）导线间电压V1在串联谐振中表达为：
V1 x Qs x Vg。这里，功率P1储存在电感器(L1)里表达如下：
P1 = V1 x Io 或 r
P1 = Qs x Vg x Io 或 r
P1 = Qs x Vg2/Rg
这里：Io = Vg/Rg (Io为谐振电流)
同时，串联谐振的源功率Pg表达为：
Pg = Vg x Io 或
Pg = Vg2/Rg 所以：
P1 = Qs x Pg 当串联谐振时显示电感器（L1），输入Qs倍输入功率。
如图.4b所示，电路对于并联谐振的应用，正如串联谐振电路，Q倍的输入功率应用于电感器的导线间。由于这种功率放大在并联谐振电路中与串联谐振电路相似，上面已经做过描述，这里将省略。
图.5是一个用在功率传输单元30里的变压器等效电路图，根据本发明而实施。
如果假定功率传输单元30的变压器是理想的，那么初级侧的输入功率P1就能无损传输到次级侧。因此，功率P2在次级侧变成初级侧的输入功率P1，既，P1 = P2。然而，当考虑耦合系数k和匝数比n时，如果忽略线圈电阻，次级侧可表达如下：
V2 = k x V1/n
I2 = k x n x I1
P2 = V2 x I2 或
P2 = k2 x P1
另一方面，当电源存在内部电阻Rg而且次级电流I2非为零时，由于负载的电阻Ro连接到次级侧，反射阻抗Z21耦合到初级侧。这里，反射阻抗Z21可以表达为：
Z21 = -(sM)2 / Z22 或
Z21 = R21 + jX21 欧姆
图.6a和图.6b是变压器初级侧和次级侧的等效电路图，当图.4a的串联谐振电路放大了谐振功率，各自地基于变压器原理被传送到变压器的次级侧，如图.5所示。
如图.6b所示，在半成品次级侧的等效电路图里，I1是初级电流而Z12是互感系数。
如图.6a所示，当初级侧的电源电路设定为串联谐振电路并且一个负载连接到次级侧电路时，反射阻抗Z21出现在初级的谐振电路里。当电路设计为使得反射阻Z21抗难以影响初级侧的谐振电路时，谐振电路继续其谐振。于是，通过这种谐振放大了的功率基于变压器原理传输到次级侧，以便这个放大了的功率可以伺给负载。
下面是一个示范实验的详细说明，以证明上述描述的本发明的实施。
图.7是用于实际实验中以体现本发明的变压器的视图说明。变压器设计为这样一种方式，线圈绕在一个铁氧体芯上形成初级侧和次级侧，其感应系数各为328毫亨，而其匝数比为n:1。并且，变压器运行在串联谐振模式。这里，线圈的直流电阻是2.8欧姆而耦合系数k是0.742。
为此实验，一台美国泰克CFG280信号发生器，其内阻抗为50欧姆，用作为一个交流电源，而且304使用千赫的串联谐振频率。一台美国泰克TDS220示波器用于测量电压。
图.8是一个电功率放大/传输实验电路的等效电路，根据本发明实施。
图.9a和图.9b是在图.8的等效电路里的初级和次级侧的等效电路图。
图.9a显示的等效电路的初级侧，等效电阻可表达为 RT = Rg + R1 + R21。这里，当负载(Ro)连接到电路，该质量因子Qs可表达为：Qs = XL1/RT 因此，反射阻抗R21越小，功率放大系数越大。
所以，如果当设计电路时，反射阻抗Z21在初级侧被最小化以维持谐振，放大了的谐振功率基于变压器原理被无损传输到次级侧，这样的电压和电流所对应的传输功率可以出现在次级侧。因此，在初级侧的电压通过串联谐振放大后，变成Qs x Vg，而次级侧的电压V2可表达为V2 = (Q2/n) x k x Vg。当耦合系数k为1而匝数比n比1，次级电压V2被放大后变成Q倍于源功率Vg随后施加到连接在次级侧的负载上。
由于次级电流I2是 k x n x I1，当n = 1和k = 1，那么I2 = I1。这里，I1是初级侧的谐振电流并无损传输到次级侧。
所以，功率P2被传输到次级侧用下面的方程式表达：
P2 = V2 x I2 或
P2 = (Qs / n) x k x Vg x k x n x I1 或
P2 = Qs x k2 x Vg x I1 或
P2 = Qs x k2 x P1
上面方程式显示当谐振实现且k = 1，然后计算输出功率P2，显示Q倍的输入功率被传输到次级侧。负载并不从电源汲取电功率，而是汲取被功率放大器放大了的谐振功率，这成其为主要功率源。这样，电源功能作为一个触发器（辅助电路）使得共振得以维持。
在图.9a和图.9b显示的实验电路里，当负载电阻假定为170K欧姆时，反射阻抗Z21表达如下：
Z21 = -(sM)2/Z22 或
Z21 = 1.43 - j5.6 x 10-3 欧姆 或
Z21 = R21 + jX21 欧姆
如果：
Rg = 50 欧姆，
Ro = 170K 欧姆，
XL1 = 665 欧姆，
XL2 = 665 欧姆，
k = 0.742，和
n = 1
正如方程式里所描述的，由于1.43欧姆的反射电阻R21，大大小于50欧姆的内电阻Rg，因而它很难影响电路的总性能因数Qs。同样，由于反射电容性电抗X21，为5.6 x 10-3 欧姆，大大小于在初级侧的665欧姆的感抗，使得谐振得以持续维持。
下表，“表.1”，显示实验测量数据说明有用输入功率用电源谐振电路供给到负载(Ro)，电源的内电阻Rg是50欧姆，而其电压为1伏。这里，当耦合系数k为0.742时，获得这些数据的。然而，当耦合系数为1时，那么，V2 = V1而功率供应到负载如表.1所描述。这里，XL2被忽略，因为当计算功率供应到负载时Ro大大大于XL2。
这里：Vg = 1 伏，k = 0.742，和 n = 1。
在表.1里，由于源电压是1伏，电路的质量因子的值Qs等于施加到电感器（L1）的电压值V1。因此，电压V2传输到次级侧为，k x V1
同样，当 I2 = 0，初级侧的质量因子Q2表达为：
Qs = XL1 / (Rg + R1) 或
Qs = 665 欧姆/52.8 欧姆，因此
Qs = 12.59 欧姆
假若电源内阻Rg是50欧姆，而初级线圈的直流电阻是2.8欧姆。
由于负载电阻Ro是1M欧姆的情况下类似I2 = 0，Qs必须如理论值的12.59，但是，在表.1中所描述的，测出的实验值是8.97。这样一种结果是估计出来的，因为因子Qs的值因线圈的高频引起的电阻而减少，线圈的直流电阻也减少。
所以，基于这样的结果，初级电路的有效电阻Reff可以计算为：
Reff = XL1/Qs 即，
Reff = 667/8.97 = 74.1 欧姆。
因此，估计的实验电路是在有效电阻Reff为74.1欧姆和电源的内电阻Rg是50欧姆的状态下操作的。表.1显示的方法为质量因子Qs根据负载电阻Ro的改变为XL1/(Reff + R21)，即，Qs = XL1/(Reff + R21)。
表.1显示，当负载电阻Ro为1.2K欧姆时，反射电阻R21为202.89欧姆而电压放大率近似于2.4倍。因此，如果一个电路设计具有这样的特点，以这种方式操作，那么，当负载电阻Ro增加，反射电阻R21和反射阻抗Z21减小但质量因子Qs增加。
下面的表.2描述的计算值是当耦合系数k设置为图.8的等效谐振电路时，通过一个方程式而得出的。
这里：Vg = 1 伏，k = 1，和 n = 1。
在表.2里，由于当k = 1时，反射电阻R21随负载电阻Ro的变化而变化，当表.1和表.2里的每个Ro为1.2K欧姆或870欧姆时，供给负载(Ro)的有效功率比它在k = 0.742时还要少。这种结果是因为参数用于反射阻抗Z21，如耦合系数k，负载电阻Ro，匝数比n，和电抗XL1，都与谐振功率的变压器的电路设计有关。
下面的表.3显示供给负载(Ro)的有效功率值的对照，其时负载(Ro)与源电压直接连接，随即有效功率提供给负载(Ro)，其时负载与一个带1伏电压源的功率放大实验电路相连接，如图.8所示。
图.10的电路图是电源直接连接到负载以提供其功率给负载。这里，由于Ro的值大大高于Rg的值，电源的内部电阻Rg被忽略。
如表.1中所述，在电路中的Qs在串联谐振中维持在6.56，提供到负载的有效功率有着10K欧姆的负载电阻Ro，如表.3所述，在k = 0.742时是24.2倍功率，在k = 1时是31.58倍功率，相比于负载直接连接到电源。这意味着负载由放大了的功率提供，Qs2倍于常规功率提供方式。
以下是一种应用并联谐振放大和使用源功率电路的、根据实验结果的详细说明。
家庭电力是以这样一种方式提供的，即6600伏被传输到离一个家庭最近的变压器，然后由变压器降压到单相220伏去供给家庭，以使家用电器可以使用它。
图.11是家庭里的传输电力到负载的一个等效电路图。电路设计成这样一种方式，即负载电阻为1欧姆，而电路需要的因子Qp是8.58。这里，电源的内部电阻被忽略。
这里，变压器的初级电压是6,600伏，而次级电压是220伏。此外，当变压器的耦合系数k假定为1时，匝数比n是30（也就是说，V1/V2 或6,600/220）。同样，家庭里的负载电阻也假定为1欧姆。
这里，为了应用220伏到负载，图.11显示的变压器次级侧上的电抗必须以这样的方式选择，即负载电阻的1%，即0.0105欧姆。因为初级侧的电抗X1和次级侧上的电抗X2均与匝数比的平方成正比，XL1 = n2 x XL2，也就是302 x (0.0105) 或9.44欧姆。这里，由于反射阻抗Z21是 -(sM)2/Z22 或 0.1 - j0.01 欧姆，因而它很难在初级侧对电路产生影响。
所以，一个初级侧的并联谐振电路，为了放大功率，被应用于使用并联谐振的功率放大电路，如图.12中所示，由此传输放大了的谐振功率到次级侧。
这里，当初级侧上的线圈的电阻RL1是1欧姆时，线圈Qp的性能因数是8.58（即，XL1/Reff也就是9.44欧姆/1.1欧姆）。遵守条件Reff = RL1 + R21。同样，并联谐振的电阻R1是81欧姆（Reff x Q2 或 1.1欧姆 x (8.58)2）。这里，电源的内部电阻被忽略。
图.13电源的一个等效电路图，改自图.12，因为电压源替换为电流源。
如图.13中所示，谐振电流为81.5安培(因为V1/R1是6,600伏/81欧姆)。初级电抗X1允许一个699安培的环流，相当于Io(81.5安培)倍Qp，流入其间。6,600伏被施加到初级电抗的导线上，在这些条件下，并联谐振功率P1R为4,613.4千瓦(V1 x Qp x Io 则是6,600伏x699安培)。
然而，在图.11的等效电路里，当线圈电阻被RL1忽略，在初级电抗XL1里流动的电流I1是699安培(V1/XL1=6,600伏/9.44欧姆，所以，功率P1施加到初级电抗XL1为4,613.4千瓦，因为V1 x I1=6,600伏 x 699安培)。
因此，在并联谐振中的4,613.4千瓦的并联谐振功率P1R是同一的，在数量上，对4,613.4千瓦的功率P1，而不是在谐振上，并通过变压器传输到负载。从电源的角度来看，它必须产生4,613.4千瓦的功率P1，而不是共振。然而，由于源功率Pg在并联共振中，如图.13的等效电路所示，是0.54千瓦(因为V1 x Io为6,600伏x0.0815安培)，谐振中的电源能产生P1倍1/Qs。因此，从发电机的角度来看，其输出似乎增加了。另一方面，这样的效果，可用同样的方式在一个串联谐振电路中获得。
本发明能够比常规方法节省更多的负载消耗的功率。
下面基于实验结果的说明从理论上建议如何使本发明可以应用在家用电器上而节省功率消耗。
一台典型的家用电器用变压器把电压从220伏降到所需电压，然后保持已降电压为交流或转换为直流，再提供必要的功率给负载，例如，一台需要6伏和0.3安培的电源的仪器。
这里，负载的等效电阻是20欧姆(V2/I2=6伏/0.3安培)。为了应用99%的电压到负载(Ro)，XL2取0.2欧姆。这里，匝数比n为36.7(V1/V2=220伏/6伏)，而初级电抗XL1是269欧姆(n2 x XL2=36.72x0.2欧姆)。
同样，当选择反射阻抗Z21和初级线圈(L1)电阻RL1，结果Z21=-(sM)2/Z22=2.7-j0.027欧姆 而RL1=40欧姆，反射阻抗Z21难以影响线圈。变压器的这样的一种等效电路在图.14里做了说明，其电源的内部电阻被忽略。
在图.14里，为了施加6伏到20欧姆的负载(Ro)，初级电流I1约需818毫安(即，I1=V1/XL1= 220伏/269欧姆，约为818毫安)，假定忽略初级线圈的电阻RL1。
因此，功率通过负载（Ro）的实际消耗是由220伏的初级电压和变压器初级侧的818毫安的电流决定的，如图.14所示。
图.15显示的等效电路改自图.14的电路。因为电压源为电流源所替换。图.15的电路设置为在并联谐振中运行。
在图.15中，电源的内部电阻被忽略。在使用并联谐振的等效电路里，性能因子Qp的获得为Qp=XL1/(RL1+R21)=269欧姆/(40+27)欧姆，其约为6.3。同样，初级电路电阻R1的获得为R1= (RL1+R21)xQp2即42.7x6.3其约为1,694.7欧姆。
因此，初级电流I1是与谐振电流Io同一的，并由Io=V1/R1或220伏/1,694.7欧姆给出，其约为129.8毫安。这样，在初级电抗XL1里流动的电流Iq计算为Iq=QpxIo即6.3x129.8毫安或约818毫安。
这样，在耦合系数k为1和匝数比n为36.7的条件下，电压V2和电流I2获得为V2 = V1/n或220伏/36.7其约为6伏，而I2=n x IQ或36.7 x 818毫安，其约为30安培，各自地，在变压器的次级侧传输到负载。如此，负载可由电压V2和电流I2操作，用作负载的常规的电压和电流。
然而，由于负载的功率消耗是由变压器初级侧的功率感应引起的，通过电压和电流在初级侧的使用导致负载的实际消耗。所以，当显示在图.14的等效电路的谐振不被使用时，初级电流I1近似于818毫安而电流Io，流动在图.15中显示的并联谐振中的初级侧，近似于129.8毫安。由于电路输入同样的220伏，它会降低功率，当并联谐振时提供给负载，以一个因子的约6.3倍于运行在无谐振模式的功率提供载。也就是说，当在并联谐振运行时，与无谐振模式下运行相比，电路可以降低功耗Qp倍。
工业实用性
如上所述，根据本发明的电路可以传输放大了的功率到负载，与传统电路相比，它只是用了一台电动发电机和一个变压器传输电功率到负载。为此，本发明的电路配置以这样一种方式：谐振（串联或并联谐振）在电源侧形成，而用于传输功率到负载日变压器电路，被设计为便于反射阻抗可以用一个值设置来维持谐振。由此，放大了的谐振功率传输到负载。也就是，根据本发明的电路不传输通过一台电动发电机生成的、作为主要功率源的功率到负载，而是传输放大了的谐振功率到负载。
在根据本发明的电路中，电源 (一台电动发电机，等等) 被视为谐振功率生产的一个辅助电路。传输到负载的功率是由串联或并联电路放大了的，因而提供放大了的谐振功率给负载，与常规电路比较，常规电路是以一台电动发电机产生功率并直接伺给负载。所以，本发明的电路显示可以关注运行负载所需的功率消耗。
使用本发明通过一个变压器去传输谐振功率给负载，而且可以设置为即可用串联可用并联谐振电路。所以，本发明可有效地应用于工业能源应用，同时满足能量守恒定律。
虽然本发明实施例的首选已做了用途说明的披露，那些熟悉该领域的人将体会到各种修改、补充和替代是可能的，而无需背离本发明的范围和精神，正如所附的声明。
声明
1.一个传输放大了的谐振功率到负载的电路，组成：一个电源以产生和供应电压或电流；一个功率放大器以用电压或电流产生放大了的谐振功率；和一个功率传输单元以用一台放大器传输放大了的谐振功率到负载。
2.该电路根据声明 1，其中的电源是一个交流电压源，交流电流源，直流电压源和直流电流源。
3.该电路根据声明 1，其中的功率放大器包括：一个变压器的初级电感器，和一个串联或并联连接到初级电感器的电容器，其中放大了的谐振功率是储存在初级电感器内。
4.该电路根据声明 1，其中在变压器初级侧上的反射阻抗有一个相对小值使功率放大器可以维持谐振，其中反射阻抗(Z2)的反射电阻(R21)小于传输谐振功率的变压器初级侧的等效感抗(XL1)，而反射电抗(X21)小于变压器初级侧的等效感抗(XL1)的0.5。
5.该电路根据声明 1，其中通过应用并联谐振放大功率，并传输放大了的功率到负载，以使负载消耗的功率得以降低。
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