JP3363341B2 - 非接触電力伝達装置 - Google Patents
非接触電力伝達装置Info
- Publication number
- JP3363341B2 JP3363341B2 JP07413497A JP7413497A JP3363341B2 JP 3363341 B2 JP3363341 B2 JP 3363341B2 JP 07413497 A JP07413497 A JP 07413497A JP 7413497 A JP7413497 A JP 7413497A JP 3363341 B2 JP3363341 B2 JP 3363341B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- oscillation
- power transmission
- primary winding
- secondary winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/14—Inductive couplings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
- H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Description
巻線と負荷機器側の二次巻線との間で電磁誘導によって
非接触で電力を伝達する非接触電力伝達装置に関するも
のである。
として図13に示すような回路構成のものが提供されて
いる。この非接触電力伝達装置では、電力伝達用一次巻
線L1を内蔵した電源装置1のハウジングの所定位置に
電力伝達用二次巻線L3 を内蔵した負荷機器2のハウジ
ングがセットされると、電力伝達用一次巻線L1 から電
力伝達用二次巻線L3 へ電磁誘導により非接触で電力が
伝達される。つまり、電源装置1側からの電力が負荷機
器2側へ伝達されるようになっている。
共振用コンデンサC1 と電力伝達用一次巻線L1 との並
列回路からなるLC共振回路と、スイッチング素子であ
るトランジスタQ1 と、抵抗R2 との直列回路を平滑コ
ンデンサC0 の両端に接続するとともに、抵抗R1 とコ
ンデンサC2 の直列回路を平滑コンデンサC0 の両端に
接続し、抵抗R1 とコンデンサC2 の接続点とトランジ
スタQ1 のベースとの間を一次巻線L1 と磁気的に結合
される帰還巻線L0 を介して接続してある。なお、商用
電源ACは、ダイオードD0 及び平滑コンデンサC0 に
より整流平滑される。
二次巻線L3 にダイオードD5 を介して被充電用の二次
電池EB が接続してあり、上記電力伝達用二次巻線L3
から出力される電圧がダイオードD5 により整流され、
この整流された直流電圧によって二次電池EB が充電さ
れる。なお、二次電池EB には操作部(図示せず)の操
作に応じてオンオフするスイッチSW1 を介して直流モ
ータなどの負荷Mが接続されている。
は、電源装置1の上記所定位置に例えばコインなどの金
属が誤って載せられた場合に、該金属が発熱するのを防
ぐために、負荷機器2の有無を検知し、負荷機器2の有
無に応じた制御信号(もしくは、負荷機器2の種類や二
次電池EB の充電状態を示す信号など)を電源装置1側
に伝達して、電源装置1側から負荷機器2側への出力制
御を行うようになっている。
二次巻線L3 の両端に、ダイオードD6 を介して信号伝
達用一次巻線L4 を接続してあり、二次電池EB の電圧
が所定電圧になると、信号伝達用一次巻線L4 から電源
装置1側の信号伝達用二次巻線L2 へ電磁誘導により非
接触で信号が伝達される。一方、電源装置1側では、信
号伝達用二次巻線L2 で受け取った信号がダイオードD
1 、コンデンサC3 で整流平滑され、この整流平滑され
た電圧がトランジスタQ2 のベースに印加される。する
と、トランジスタQ2 がオンして、トランジスタQ1 の
ベース電圧が降下するので、トランジスタQ1 がオフ
し、発振が停止する。
ており、電源投入後、予め設定されたタイマ時間が経過
すると、トランジスタQ2 をオンさせることにより、ト
ランジスタQ1 をオフさせて発振を停止するようになっ
ている。
成では、電力伝達用一次巻線L1 及び電力伝達用二次巻
線L3 により構成される電力伝達用トランスT1 と、信
号伝達用一次巻線4 L及び信号伝達用二次巻線L2 によ
り構成される制御信号伝達用トランスT2 とが独立して
おり、各巻線L1 〜L4 がそれぞれ別々のコアに巻回さ
れているので、コアの数が多く、コストが高くなるとと
もに、コアの設置スペースが大きくなり装置の小型化が
難しいという不具合があった。また、大きな電力を伝達
しようとすると、電力伝達用トランスT1 が大型化する
ので、装置全体の小型化がさらに難しくなるという不具
合があった。また、漏洩磁束が大きいため、電力伝達用
一次巻線L1 と信号伝達用二次巻線L2 との間を適宜距
離だけ離す必要があり、これに合わせて電力伝達用二次
巻線L3 と信号伝達用一次巻線L4 との間も離す必要が
あり、装置全体の小型化が難しくなるという不具合があ
った。したがって、負荷機器2の小型化も難しくなると
いう不具合があった。
重畳して両信号を1つのトランスで伝達するものもある
が、電力信号に情報信号を重畳させる手段と、情報信号
のみを取り出す手段とが必要となり、回路構成が複雑に
なるという不具合があり、また、負荷の大きさ(種類)
によって情報信号のレベルが変わってしまうという不具
合があった。
あり、その目的は、小型化及び低コスト化が可能な非接
触電力伝達装置を提供することにある。
目的を達成するために、電力伝達用一次巻線を内蔵した
電源装置の所定位置に電力伝達用二次巻線を内蔵した負
荷機器が配置された状態において電力伝達用一次巻線か
ら電力伝達用二次巻線へ電磁誘導により非接触で電力を
供給する非接触電力伝達装置であって、電源装置は、電
力伝達用一次巻線を有する第1の発振回路と、負荷機器
側からの信号を受信するための信号伝達用二次巻線と、
信号伝達用二次巻線の出力に基づいて第1の発振回路の
発振を制御する駆動制御回路とを備え、負荷機器は、電
源装置の所定位置に配置した状態で電力伝達用一次巻線
に磁気的に結合する電力伝達用二次巻線と、電力伝達用
二次巻線の出力に基づいて発振する第2の発振回路と、
第2の発振回路に接続され上記状態で信号伝達用二次巻
線に磁気的に結合する信号伝達用一次巻線とを備え、電
力伝達用一次巻線と信号伝達用二次巻線とが一つのコア
に巻回され、電力伝達用二次巻線と信号伝達用一次巻線
とが他の一つのコアに巻回され、第1の発振回路の発振
周波数と第2の発振回路の発振周波数とを異ならせて成
ることを特徴とするものであり、従来に比べてコアの数
を減らすことができるから、負荷機器、電源装置、装置
全体の小型化及び低コスト化を図ることができる。ま
た、負荷機器及び電源装置とも1つのコアを備えていれ
ばよいから、従来に比べてコアのサイズを大きくするこ
とができ、従来よりも大きな電力を伝達することが可能
となる。
て、電源装置は、信号伝達用二次巻線と駆動制御回路と
の間に信号伝達用一次巻線からの信号を取り出すための
フィルタ回路が設けてあるので、負荷機器側からの信号
を駆動制御回路へ確実に伝達することができ、その結
果、第1の発振回路を適切に制御することができる。請
求項3の発明は、請求項1の発明において、駆動制御回
路が、信号伝達用二次巻線の出力の有無により第1の発
振回路を制御するので、無負荷時における電力を制御す
ることが可能となり、節電を図ることができる。
て、負荷機器は、第2の発振回路に当該第2の発振回路
の発振を停止するためのスイッチを設けてあるので、第
2の発振回路の発振を確実に停止させることができる。
したがって、例えば蓄電素子の充電が終了した時に、発
振を停止させることにより、電源装置側からの電力を制
御することも可能になる。
て、第2の発振回路が、LC発振回路により構成され、
該LC発振回路のインダクタが上記信号伝達用一次巻線
を兼ねているので、部品点数を削減することが可能とな
り、さらに小型化が可能となる。請求項6の発明は、請
求項5の発明において、LC発振回路は、該LC発振回
路の発振を停止するためのスイッチが挿入されているの
で、該LC発振回路の発振を確実に停止させることがで
きる。したがって、例えば蓄電素子の充電が終了した時
に、発振を停止させることにより、電源装置側からの電
力を制限することも可能になる。
て、LC発振回路が、直列共振回路構成であり、該LC
発振回路とグラウンドとの間に該LC発振回路の発振を
停止するためのスイッチが挿入されているので、該LC
発振回路の発振を確実に停止させることができる。した
がって、例えば蓄電素子の充電が終了した時に、発振を
停止させることにより、電源装置側からの電力を制限す
ることも可能になる。
の発明において、電力伝達用一次巻線を含む共振回路の
共振周波数とLC発振回路の発振周波数とを異ならせた
ものであり、望ましい実施態様である。請求項9の発明
は、請求項5の発明において、LC発振回路の駆動用ト
ランジスタのコレクタと上記インダクタとの間にダイオ
ードが挿入されているので、駆動用トランジスタのコレ
クタ電位が負電位になるのを防止でき、連続した発振を
得ることができる。
いて、LC発振回路の駆動用トランジスタのベース電位
の立ち上がりのRC時定数が、第2の発振回路の発振の
一周期よりも十分短く設定されているので、駆動用トラ
ンジスタがオフした後に駆動用トランジスタがオンする
際のベース電位の立ち上がりが早くなり、LC発振回路
が発振している期間を長くすることができる。
の回路図を示す。電源装置1は、ダイオードブリッジD
B及びコンデンサC0 により商用電源ACを整流平滑す
るようになっている。また、共振用コンデンサC1 と電
力伝達用一次巻線L1 との並列回路からなるLC共振回
路と、スイッチング素子であるトランジスタQ1 との直
列回路(発振回路)を平滑コンデンサC0 の両端に接続
するとともに、トランジスタQ1 のオンオフを制御して
電力伝達用一次巻線L1 から負荷機器2側の電力伝達用
二次巻線L3 へ伝達する電力を調整する駆動制御回路3
を平滑コンデンサC0 の両端に接続してある。
L1 に磁気的に結合して電磁誘導により二次出力を発生
する電力伝達用二次巻線L3 の両端にダイオードD5 を
介して被充電用の蓄電素子である二次電池EB を接続し
てあり、二次出力により二次電池EB を充電するように
なっている。二次電池EB には操作部(図示せず)の操
作に応じてオンオフするスイッチSW1 を介して直流モ
ータなどの負荷Mが接続されている。
巻線L3 の両端に、ダイオードD6を介して発振回路6
及び信号伝達用一次巻線L4 を接続してある。さらに、
負荷機器2には二次電池EB の両端電圧を検出しこの両
端電圧が所定電圧に達すると発振回路6の発振を停止さ
せる信号を出力する制御回路5を備えている。ところ
で、本実施形態では、図2に示すように電源装置1のハ
ウジング10に内蔵される電力伝達用一次巻線L1 と信
号伝達用二次巻線L2 とを1つのC型コア15に巻回
し、負荷機器2のハウジング20に内蔵される電力伝達
用二次巻線L3 と信号伝達用一次巻線L4 とを1つのC
型コア25に巻回してあるので、従来のように電力伝達
用のトランスと信号伝達用のトランスとを別々にしてあ
る場合に比べて、コアの数を削減でき、電源装置1及び
負荷機器2の小型化及び低コスト化を図ることができ
る。要するに、非接触電力伝達装置の小型化及び低コス
ト化を図ることができる。また、コアの数を削減できる
から、従来に比べてコアを大きくすることが可能とな
り、従来に比べて装置を大型化することなしに電源装置
1から負荷機器2へ大きな電力を伝達することも可能と
なる。
されると、駆動制御回路3は、図3(a)に示すような
電圧V1 を出力しトランジスタQ1 を間欠的に駆動す
る。電源装置1は、トランジスタQ1がオンすると、電
力伝達用一次巻線L1 と共振用コンデンサC1 とからな
るLC共振回路により発振が開始されるようになってお
り、この際のLC共振回路とトランジスタQ1 のコレク
タとの接続点の電圧V2 は図3(b)に示すようにな
る。
グ20を電源装置1のハウジング10の所定位置に適切
にセットすると、電力伝達用二次巻線L3 が電力伝達用
一次巻線L1 に磁気的に結合し、電力伝達用二次巻線L
3 に電圧が誘起されてこの電圧がダイオードD5 により
整流され、この整流された直流電圧によって二次電池E
B が充電される。また、電力伝達用二次巻線L3 に誘起
された電圧はダイオードD6 を介して発振回路6に印加
され、発振回路6で発振が起こり、信号伝達用一次巻線
L4 から信号伝達用二次巻線L2 へ電磁誘導により非接
触で信号が伝達される。ここに、電源装置1側の発振周
波数をf1 (例えば50kHz)とし、負荷機器2側の
発振回路6の発振周波数をf2 (例えば1MHz)とす
ると、信号伝達用二次巻線L2 に発生する電圧は周波数
f1 の成分と周波数をf2 の成分とが重畳されている。
て、信号伝達用二次巻線L2 に発生した電圧から周波数
がf2 の信号のみを取り出し、取り出した信号をダイオ
ードD 4 を介して駆動制御回路3に入力する。駆動制御
回路3は、この信号が入力されると、連続駆動となって
図4(a)に示すような電圧V1 を出力する。すると、
上述のLC共振回路とトランジスタQ1 との接続点の電
圧V2 は図4(b)に示すような電圧となり、負荷機器
2へ所定の電力を伝達させるようになっている。つま
り、駆動制御回路3は、負荷機器2が電源装置1にセッ
トされる前は、間欠駆動しており(図3(a)参照)、
セットされると連続駆動する(図4(a)参照)。
B の電圧が所定電圧になったことを制御回路5が検出す
ると、制御回路5により発振回路6の発振が停止され、
駆動制御回路3は、図3(a)に示したような間欠駆動
に戻る。要するに、電源装置1に負荷機器2がセットさ
れていない時及び二次電池EB への充電が終了した後は
駆動制御回路3が間欠駆動するようになっているので、
消費電力を少なくすることができ節電を図れるのであ
る。
発振周波数f2 とを異ならせてあるので、電源装置1側
から負荷機器2側へ電力を伝達するとともに、負荷機器
2側から電源装置1側へ信号を伝達することが可能とな
り、各巻線L1 〜L4 などにより構成される電力/信号
伝達トランスの小型化が可能となり、装置全体の小型化
が可能となる。
電力伝達装置の回路図を示す。本実施形態の基本回路構
成及び基本動作は実施形態1と略同じであり、負荷機器
2側の発振回路6をコルピッツ形発振回路により構成
し、コルピッツ形発振回路のインダクタを負荷機器2側
のコア25(図2参照)に巻回することで前記インダク
タが実施形態1における信号伝達用一次巻線L4 を兼ね
るようにした点に特徴がある。なお、その他の構成は実
施形態1と略同じなので説明は省略する。また、図5中
のEB は蓄電素子たる二次電池であり、同図中のSW1
は操作部(図示せず)の操作に応じてオンオフするスイ
ッチである。また、フィルタ回路4は、インダクタ
L01、ダイオードD01、コンデンサC01,C02,C03、
抵抗R01などにより構成される。また、図5中のL
5 は、コルピッツ形発振回路の電源用巻線である。
コルピッツ形発振回路により構成することで発振回路6
の回路構成を簡単化し、コルピッツ形発振回路のインダ
クタと信号伝達用一次巻線L4 とを兼用することで部品
点数の削減が図れ、小型化及び低コスト化が可能とな
る。 (実施形態3)本実施形態の非接触電力伝達装置は、負
荷機器2側が図6に示すような回路構成であって、電源
装置1側の構成は実施形態1及び実施形態2と同じであ
る。
ピッツ発振を停止するには、通常はトランジスタQ3 の
ベース電位をグラウンドレベルに下げればよいが、実施
形態2においてはコルピッツ形発振回路のインダクタが
信号伝達用一次巻線L4 を兼ねているため、信号伝達用
一次巻線L4 には電源装置1側から負荷機器2側へ伝達
される電力の周波数が乗っている。このため、実施形態
2の非接触電力伝達装置では、トランジスタQ3 のベー
ス電位をグラウンドレベルに下げても、信号伝達用一次
巻線L4 とコンデンサC5 ,C6 で構成される共振回路
には常にエネルギが供給された状態となっており、この
共振回路の発振を完全に停止できない。
ように、発振停止用のスイッチSW 2 を信号伝達用一次
巻線L4 とコンデンサC5 ,C6 で構成される共振回路
内に挿入してあるので、蓄電素子たる二次電池EB の両
端電圧が所定電圧に達した時に制御回路5によってスイ
ッチSW2 をオフさせることにより、共振回路の発振を
完全に停止させることが可能となる。
7に示すようなpnp形トランジスタQ5 を用いればよ
く、pnp形トランジスタQ5 のベース電圧を制御回路
5によって制御するようにすればよい。 (実施形態4)ところで、実施形態3のように発振回路
6の共振回路内にスイッチSW2 を設けることで、共振
回路の発振を確実に停止することができるが、図7に示
すようにスイッチSW2 としてpnpトランジスタQ5
を用いるとコストが高くなってしまう。
を図8に示すような直列共振回路構成のコルピッツ発振
回路とし、発振回路6のnpn形トランジスタQ3 のエ
ミッタに接続された抵抗R8 とグラウンドとの間にnp
n形トランジスタよりなるスイッチング素子Q4 を設け
てある。ここに、スイッチング素子Q4 は、制御回路5
からベースに与えられる信号によってオンオフされるよ
うになっている。したがって、本実施形態では、図7に
示す並列共振回路構成の発振回路6にpnp形トランジ
スタQ5 を設けた場合に比べて低コスト化を図ることが
できる。
以外の構成は実施形態2と同じなので図示及び説明は省
略する。ところで、本実施形態、実施形態2及び実施形
態3においては、発振回路6を構成するコルピッツ発振
回路のインダクタが信号伝達用一次巻線L4 を兼ねてい
るので、負荷機器2のハウジング20を電源装置1のハ
ウジング10の所定位置にセットした場合に、電力伝達
用一次巻線L1 及び信号伝達用二次巻線L2 により構成
される電源側トランスの影響により、上記インダクタ
(信号伝達用一次巻線L4 )のインダクタンス値が変化
する。また、このインダクタンス値は、周波数にも依存
している。図5(a)に上記インダクタのインダクタン
ス値の変化の様子を示す。
ス値は、負荷機器2と電源装置1とが離れている状態で
は図9(a)に実線で示すように変化する。これに対
し、負荷機器2のハウジング20を電源装置1のハウジ
ング10の所定位置にセットすると、インダクタンス値
は、図9(a)に破線で示すように変化し周波数f A
付近でインダクタンス値の変化が大きくなる。ここに、
周波数fA は、電力伝達用一次巻線L1 や信号伝達用二
次巻線L2 と線間の浮遊容量とからなる共振周波数と略
一致している。なお、図9(b)は信号伝達用二次巻線
L2 のインピーダンスの周波数特性を示すものである。
えば周波数fA にあわせると、コルピッツ発振回路を構
成するコンデンサの容量がばらついた場合、負荷機器2
のハウジング20を電源装置1のハウジング10の所定
位置にセットした際の発振周波数の変化が非常に大きく
なる。もし、周波数fA よりも高い周波数ならば、イン
ダクタンス値は減少し、発振周波数はさらに大きな周波
数へずれる。逆に、周波数fA よりも低くければ、イン
ダクタンス値は増加し、発振周波数はさらに低い周波数
へずれる。また、電源装置1側ではフィルタ回路4によ
り負荷機器2側からの信号を取り出す(分離する)必要
があるから、コルピッツ形発振回路の発振周波数を、上
述の共振周波数からずらす必要がある。
線L2 は、上述の共振周波数で最も信号伝達用一次巻線
L4 からの信号を受けやすいので、コルピッツ発振回路
の発振周波数を上述の共振周波数からあまり大きくずら
さないことが望ましい。 (実施形態5)本実施形態の基本構成は実施形態4と略
同じであって、図10に示すように、信号伝達用一次巻
線L4 の一端と、発振回路6の駆動用トランジスタQ3
のコレクタとの間にダイオードD11を挿入した点が実施
形態4と相違するので、実施形態4と同じ点については
説明を省略し、相違する点について説明する。
場合の駆動用トランジスタQ3 のコレクタ電位の波形を
図11に示す。図11からわかるように、駆動用トラン
ジスタQ3 のコレクタ電位は、毎周期グランド以下に低
下する。これは、電源装置1側から負荷機器2側へ電磁
誘導により電力を伝達するために使用している周波数
(電力伝達用一次巻線L1 と共振用コンデンサC1 とに
より決まる共振周波数)の影響によるものである。
レクタ電位がグラウンドレベル以下の期間は、駆動用ト
ランジスタQ3 のベースからコレクタへ電流が流れ、ベ
ース電位も負電位となり駆動用トランジスタQ3 は停止
する。その後コレクタ電位が上昇してきても、ベース電
位は抵抗R9 、コンデンサC7 で決まるRC時定数によ
り徐々に上昇するので、駆動用トランジスタQ3 がオン
するのが遅れるため、コルピッツ発振は、図11に示す
期間Tだけで起こる。
オードD11を挿入することにより、駆動用トランジスタ
Q3 のコレクタ電位が図12に示すようになり、コレク
タ電位が負電位に下がることがなくなるから、連続した
コルピッツ発振が得られる。しかして、本実施形態で
は、負荷機器2側からの信号を電源装置1側へ確実に伝
達することができるのである。
で用いた発振回路6において、ダイオードD11を挿入せ
ずに信号伝達用一次巻線L4 の一端と駆動用トランジス
タQ3 のコレクタとを直接接続し、コンデンサC7 の容
量と抵抗R9 の抵抗値を適宜設定して、電源装置1側の
発振周期(電力伝達用一次巻線L1 と共振用コンデンサ
C1 との共振回路の共振周波数により決まる周期)より
も発振回路6の発振周期の方を十分短くするようにして
ある。
と抵抗R9 の抵抗値により決まるRC時定数が小さいか
ら、図11に示した電圧波形のように駆動用トランジス
タQ 3 のコレクタ電位がグランドレベル以下に低下して
駆動用トランジスタQ3 がオフしても、その後のベース
電位の上昇が早く、コルピッツ発振回路を充分発振させ
ることが可能となる。なお、RC時定数が大きすぎる
と、駆動用トランジスタQ3 が全くオンできない状態と
なる。
を内蔵した電源装置の所定位置に電力伝達用二次巻線を
内蔵した負荷機器が配置された状態において電力伝達用
一次巻線から電力伝達用二次巻線へ電磁誘導により非接
触で電力を供給する非接触電力伝達装置であって、電源
装置は、電力伝達用一次巻線を有する第1の発振回路
と、負荷機器側からの信号を受信するための信号伝達用
二次巻線と、信号伝達用二次巻線の出力に基づいて第1
の発振回路の発振を制御する駆動制御回路とを備え、負
荷機器は、電源装置の所定位置に配置した状態で電力伝
達用一次巻線に磁気的に結合する電力伝達用二次巻線
と、電力伝達用二次巻線の出力に基づいて発振する第2
の発振回路と、第2の発振回路に接続され上記状態で信
号伝達用二次巻線に磁気的に結合する信号伝達用一次巻
線とを備え、電力伝達用一次巻線と信号伝達用二次巻線
とが一つのコアに巻回され、電力伝達用二次巻線と信号
伝達用一次巻線とが他の一つのコアに巻回され、第1の
発振回路の発振周波数と第2の発振回路の発振周波数と
を異ならせてあるので、従来に比べてコアの数を減らす
ことができるから、負荷機器、電源装置、装置全体の小
型化及び低コスト化を図ることができるという効果があ
る。また、負荷機器及び電源装置とも1つのコアを備え
ていればよいから、従来に比べてコアのサイズを大きく
することができ、従来よりも大きな電力を伝達すること
が可能となる。
て、電源装置は、信号伝達用二次巻線と駆動制御回路と
の間に信号伝達用一次巻線からの信号を取り出すための
フィルタ回路が設けてあるので、負荷機器側からの信号
を駆動制御回路へ確実に伝達することができ、その結
果、第1の発振回路を適切に制御することができるとい
う効果がある。
て、駆動制御回路が、信号伝達用二次巻線の出力の有無
により第1の発振回路を制御するので、無負荷時におけ
る電力を制御することが可能となり、節電を図ることが
できるという効果がある。請求項4の発明は、請求項3
の発明において、負荷機器は、第2の発振回路に当該第
2の発振回路の発振を停止するためのスイッチを設けて
あるので、第2の発振回路の発振を確実に停止させるこ
とができる。したがって、例えば蓄電素子の充電が終了
した時に、発振を停止させることにより、電源装置側か
らの電力を制御することも可能になるという効果があ
る。
て、第2の発振回路が、LC発振回路により構成され、
該LC発振回路のインダクタが上記信号伝達用一次巻線
を兼ねているので、部品点数を削減することが可能とな
り、さらに小型化が可能となるという効果がある。請求
項6の発明は、請求項5の発明において、LC発振回路
は、該LC発振回路の発振を停止するためのスイッチが
挿入されているので、該LC発振回路の発振を確実に停
止させることができる。したがって、例えば蓄電素子の
充電が終了した時に、発振を停止させることにより、電
源装置側からの電力を制限することも可能になるという
効果がある。
て、LC発振回路が、直列共振回路構成であり、該LC
発振回路とグラウンドとの間に該LC発振回路の発振を
停止するためのスイッチが挿入されているので、該LC
発振回路の発振を確実に停止させることができるという
効果がある。したがって、例えば蓄電素子の充電が終了
した時に、発振を停止させることにより、電源装置側か
らの電力を制限することも可能になる。
て、LC発振回路の駆動用トランジスタのコレクタと上
記インダクタとの間にダイオードが挿入されているの
で、駆動用トランジスタのコレクタ電位が負電位になる
のを防止でき、連続した発振を得ることができるという
効果がある。請求項10の発明は、請求項5の発明にお
いて、LC発振回路の駆動用トランジスタのベース電位
の立ち上がりのRC時定数が、第2の発振回路の発振の
一周期よりも十分短く設定されているので、駆動用トラ
ンジスタがオフした後に駆動用トランジスタがオンする
際のベース電位の立ち上がりが早くなり、LC発振回路
が発振している期間を長くすることができるという効果
がある。
Claims (10)
- 【請求項1】 電力伝達用一次巻線を内蔵した電源装置
の所定位置に電力伝達用二次巻線を内蔵した負荷機器が
配置された状態において電力伝達用一次巻線から電力伝
達用二次巻線へ電磁誘導により非接触で電力を供給する
非接触電力伝達装置であって、電源装置は、電力伝達用
一次巻線を有する第1の発振回路と、負荷機器側からの
信号を受信するための信号伝達用二次巻線と、信号伝達
用二次巻線の出力に基づいて第1の発振回路の発振を制
御する駆動制御回路とを備え、負荷機器は、電源装置の
所定位置に配置した状態で電力伝達用一次巻線に磁気的
に結合する電力伝達用二次巻線と、電力伝達用二次巻線
の出力に基づいて発振する第2の発振回路と、第2の発
振回路に接続され上記状態で信号伝達用二次巻線に磁気
的に結合する信号伝達用一次巻線とを備え、電力伝達用
一次巻線と信号伝達用二次巻線とが一つのコアに巻回さ
れ、電力伝達用二次巻線と信号伝達用一次巻線とが他の
一つのコアに巻回され、第1の発振回路の発振周波数と
第2の発振回路の発振周波数とを異ならせて成ることを
特徴とする非接触電力伝達装置。 - 【請求項2】 電源装置は、信号伝達用二次巻線と駆動
制御回路との間に信号伝達用一次巻線からの信号を取り
出すためのフィルタ回路を設けて成ることをことを特徴
とする請求項1記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項3】 駆動制御回路は、信号伝達用二次巻線の
出力の有無により第1の発振回路を制御することを特徴
とする請求項1記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項4】 負荷機器は、第2の発振回路に当該第2
の発振回路の発振を停止するためのスイッチを設けて成
ることを特徴とする請求項3記載の非接触電力伝達装
置。 - 【請求項5】 第2の発振回路は、LC発振回路により
構成され、該LC発振回路のインダクタが上記信号伝達
用一次巻線を兼ねて成ることを特徴とする請求項1記載
の非接触電力伝達装置。 - 【請求項6】 LC発振回路は、該LC発振回路の発振
を停止するためのスイッチが挿入されて成ることを特徴
とする請求項5記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項7】 LC発振回路は、直列共振回路構成であ
り、該LC発振回路とグラウンドとの間に該LC発振回
路の発振を停止するためのスイッチが挿入されて成るこ
とを特徴とする請求項5記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項8】 電力伝達用一次巻線を含む共振回路の共
振周波数とLC発振回路の発振周波数とを異ならせて成
ることを特徴とする請求項5乃至請求項7記載の非接触
電力伝達装置。 - 【請求項9】 LC発振回路の駆動用トランジスタのコ
レクタと上記インダクタとの間にダイオードが挿入され
て成ることを特徴とする請求項5記載の非接触電力伝達
装置。 - 【請求項10】 LC発振回路の駆動用トランジスタの
ベース電位の立ち上がりのRC時定数が、第2の発振回
路の発振の一周期よりも十分短く設定されて成ることを
特徴とする請求項5記載の非接触電力伝達装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07413497A JP3363341B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 非接触電力伝達装置 |
CNB981002617A CN1153230C (zh) | 1997-03-26 | 1998-01-21 | 非接触式电力传递装置 |
US09/028,497 US5896278A (en) | 1997-03-26 | 1998-02-24 | Non-contact electric power transmission apparatus |
DE69825651T DE69825651T2 (de) | 1997-03-26 | 1998-03-25 | Kontaktlose Energieübertragungseinrichtung |
EP98105424A EP0867899B1 (en) | 1997-03-26 | 1998-03-25 | Noncontacting power transfer apparatus |
AT98105424T ATE274230T1 (de) | 1997-03-26 | 1998-03-25 | Kontaktlose energieübertragungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07413497A JP3363341B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 非接触電力伝達装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10271713A JPH10271713A (ja) | 1998-10-09 |
JP3363341B2 true JP3363341B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=13538422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07413497A Expired - Fee Related JP3363341B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 非接触電力伝達装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5896278A (ja) |
EP (1) | EP0867899B1 (ja) |
JP (1) | JP3363341B2 (ja) |
CN (1) | CN1153230C (ja) |
AT (1) | ATE274230T1 (ja) |
DE (1) | DE69825651T2 (ja) |
Families Citing this family (44)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19840620C1 (de) * | 1998-09-05 | 2000-04-27 | Steute Schaltgeraete Gmbh & Co | Berührungsloser Sicherheitsschalter |
US7385357B2 (en) | 1999-06-21 | 2008-06-10 | Access Business Group International Llc | Inductively coupled ballast circuit |
JP2001112190A (ja) * | 1999-10-05 | 2001-04-20 | Sharp Corp | 非接触による電力及び信号伝達システム |
JP2002043151A (ja) * | 2000-07-25 | 2002-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 非接触充電用トランス及び充電式電動機器セットの製造方法 |
KR100344532B1 (ko) * | 2000-07-31 | 2002-07-24 | 삼성전자 주식회사 | 휴대용 컴퓨터용 에이씨/디씨 어댑터의 절전회로 |
GB2414120B (en) * | 2004-05-11 | 2008-04-02 | Splashpower Ltd | Controlling inductive power transfer systems |
JP4333519B2 (ja) * | 2004-08-18 | 2009-09-16 | サンケン電気株式会社 | スイッチング電源装置 |
EP1958218A2 (en) * | 2005-12-02 | 2008-08-20 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Coupling system |
CN100375370C (zh) * | 2006-03-03 | 2008-03-12 | 重庆大学 | 可分区控制的电源板 |
US8054651B2 (en) | 2006-08-09 | 2011-11-08 | Mbda Uk Limited | Simple and effective self regulating inductive power transfer system |
US8004235B2 (en) * | 2006-09-29 | 2011-08-23 | Access Business Group International Llc | System and method for inductively charging a battery |
US8629577B2 (en) | 2007-01-29 | 2014-01-14 | Powermat Technologies, Ltd | Pinless power coupling |
KR100999770B1 (ko) * | 2007-02-20 | 2010-12-08 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 송전 제어 장치, 송전 장치, 전자 기기 및 무접점 전력전송 시스템 |
ES2894931T3 (es) | 2007-03-22 | 2022-02-16 | Powermat Tech Ltd | Monitor de eficiencia para transmisión de energía inductiva |
US8228025B2 (en) * | 2007-11-09 | 2012-07-24 | City University Of Hong Kong | Electronic control method for a planar inductive battery charging apparatus |
EP2238666A1 (en) * | 2007-12-21 | 2010-10-13 | Access Business Group International LLC | Circuitry for inductive power transfer |
JP5544705B2 (ja) * | 2008-01-09 | 2014-07-09 | セイコーエプソン株式会社 | 送電制御装置、送電装置、無接点電力伝送システム、電子機器および送電制御方法 |
EP2083407B1 (de) * | 2008-01-25 | 2012-05-16 | Pepperl + Fuchs GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung |
JP4835697B2 (ja) * | 2009-01-08 | 2011-12-14 | パナソニック電工株式会社 | 非接触電力伝送回路 |
JP5554937B2 (ja) * | 2009-04-22 | 2014-07-23 | パナソニック株式会社 | 非接触給電システム |
JP5177287B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2013-04-03 | オムロン株式会社 | 近接スイッチ |
JP4930653B2 (ja) * | 2009-05-14 | 2012-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用充電装置 |
WO2010131348A1 (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用充電装置 |
USD611898S1 (en) | 2009-07-17 | 2010-03-16 | Lin Wei Yang | Induction charger |
USD611900S1 (en) | 2009-07-31 | 2010-03-16 | Lin Wei Yang | Induction charger |
USD611899S1 (en) | 2009-07-31 | 2010-03-16 | Lin Wei Yang | Induction charger |
US20110164471A1 (en) * | 2010-01-05 | 2011-07-07 | Access Business Group International Llc | Integrated wireless power system |
WO2011091343A2 (en) * | 2010-01-25 | 2011-07-28 | Access Business Group International Llc | Systems and methods for detecting data communication over a wireless power link |
CN101902083B (zh) * | 2010-07-30 | 2012-08-22 | 重庆大学 | 具有方位自整定功能的感应电能传输*** |
WO2012036024A1 (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | ソニー株式会社 | 電力供給方法、充電制御装置及び電力供給システム |
TW201236301A (en) | 2010-12-08 | 2012-09-01 | Access Business Group Int Llc | System and method for providing communications in a wireless power supply |
TWI542174B (zh) | 2011-02-07 | 2016-07-11 | 通路實業集團國際公司 | 於無線電力傳輸系統中提供通訊之系統與方法 |
DE102011056265A1 (de) | 2011-12-12 | 2013-06-13 | Weidmüller Interface GmbH & Co. KG | Steckvorrichtung zur kontaktlosen induktiven Energieübertragung und Betriebsverfahren für eine solche Steckvorrichtung |
JP6019581B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2016-11-02 | ソニー株式会社 | 検知装置、検知システム、送電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法 |
CN202550592U (zh) * | 2011-12-31 | 2012-11-21 | 东莞市洁德电子科技有限公司 | 感应装置及其感应头灯 |
US9344155B2 (en) | 2012-01-08 | 2016-05-17 | Access Business Group International Llc | Interference mitigation for multiple inductive systems |
WO2013111437A1 (ja) | 2012-01-23 | 2013-08-01 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源装置 |
US10173539B2 (en) * | 2012-08-31 | 2019-01-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Battery charging system and method for cableless charging of a battery with voltage and current sensors on both the primary and secondary sides and a DC-DC converter on the primary side involved in an efficiency calibration power loop |
CN103094996B (zh) * | 2013-01-10 | 2015-06-17 | 李鹏 | 一种无线电能传输***及其实现方法 |
US10170933B2 (en) * | 2013-11-20 | 2019-01-01 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Non-contact type power supplying apparatus and non-contact type power supplying method |
US11303156B2 (en) * | 2015-12-18 | 2022-04-12 | General Electric Company | Contactless power transfer system and method for controlling the same |
US11223240B2 (en) * | 2016-12-15 | 2022-01-11 | General Electric Company | Charging pad and a method for charging one or more receiver devices |
CN117748763A (zh) * | 2017-06-06 | 2024-03-22 | 通用电气公司 | 无线充电装置和接收器装置 |
KR102164026B1 (ko) * | 2019-03-05 | 2020-10-13 | 류기환 | 정전 감지 회로 장치 및 이를 포함하는 조명 장치 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3925772A (en) * | 1974-06-27 | 1975-12-09 | Com Tel Inc | A.C. power supply circuit in combination with an A.C. source and a D.C. source |
NL7706447A (nl) * | 1977-06-13 | 1978-12-15 | Philips Nv | Inrichting voor het voeden van een gelijkstroom- motor bevattende een accubatterij. |
US4318008A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-02 | J. N. Engineering, Inc. | Random power controller |
DE3503347A1 (de) * | 1985-02-01 | 1986-08-14 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zur drahtlosen messsignaluebertragung |
JP3116418B2 (ja) * | 1991-05-21 | 2000-12-11 | 株式会社安川電機 | 無接触給電装置 |
JP3306675B2 (ja) * | 1993-04-21 | 2002-07-24 | 九州日立マクセル株式会社 | 小型電気機器 |
JP3116715B2 (ja) * | 1994-03-11 | 2000-12-11 | 株式会社安川電機 | Faコネクタおよびそれを用いたワークパレット |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP07413497A patent/JP3363341B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-21 CN CNB981002617A patent/CN1153230C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-02-24 US US09/028,497 patent/US5896278A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-25 EP EP98105424A patent/EP0867899B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-25 DE DE69825651T patent/DE69825651T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-25 AT AT98105424T patent/ATE274230T1/de active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0867899B1 (en) | 2004-08-18 |
DE69825651T2 (de) | 2005-07-14 |
CN1194444A (zh) | 1998-09-30 |
ATE274230T1 (de) | 2004-09-15 |
JPH10271713A (ja) | 1998-10-09 |
US5896278A (en) | 1999-04-20 |
DE69825651D1 (de) | 2004-09-23 |
EP0867899A3 (en) | 1999-07-21 |
EP0867899A2 (en) | 1998-09-30 |
CN1153230C (zh) | 2004-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3363341B2 (ja) | 非接触電力伝達装置 | |
JP2803943B2 (ja) | 非接触電力供給装置 | |
JP3306675B2 (ja) | 小型電気機器 | |
US6040986A (en) | Non-contact power transmitting device having simplified self-oscillation feedback loop which interrupts power transmission when no load is present | |
TW493312B (en) | Power transmission apparatus and power transmission method | |
JP5177187B2 (ja) | 電力伝送システム | |
CN101253591B (zh) | 用于ac-ac电源的负载检测器 | |
JP2002199712A (ja) | 無線制御装置による電源装置および誘導結合バッテリ・チャージャならびに電源装置および誘導結合バッテリ・チャージャを無線制御する方法 | |
JP2000295796A (ja) | 非接触電力供給装置 | |
JP2006074848A (ja) | 非接触電力伝送装置 | |
JP3906708B2 (ja) | 非接触電力伝達装置 | |
JP2000166129A (ja) | 非接触充電器の待機電力低減方法および装置 | |
JP2000134830A (ja) | 電磁誘導電源装置 | |
EP1022840B1 (en) | Controller for an inductive battery charger | |
JP2003284264A (ja) | 非接触給電システム | |
JP2008236968A (ja) | 非接触電力伝送装置 | |
US20210175009A1 (en) | Wireless Power Transmission with Current-Limiting Coil | |
WO2013015208A1 (ja) | 電池内蔵機器と充電台及び電池内蔵機器 | |
EP0851440B1 (en) | Noncontacting power transfer device | |
JPH05300662A (ja) | 充電装置 | |
JP3392103B2 (ja) | 小型電気機器 | |
JP3247199B2 (ja) | 充電装置 | |
JP2000287369A (ja) | 充電装置 | |
JP2003037950A (ja) | 非接触電力伝達装置 | |
JP2003037949A (ja) | 非接触電力伝達装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021001 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071025 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081025 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081025 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091025 Year of fee payment: 7 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091025 Year of fee payment: 7 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101025 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101025 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111025 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111025 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121025 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131025 Year of fee payment: 11 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |