JP4676409B2 - 非接触電力伝送装置 - Google Patents
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Description
この電源装置において、1次側コイルとは異なる筐体の中に実装された2次側コイルとを対向させ、1次側コイルから2次側コイルに電力を伝達する非接触電力伝送装置を図7に示す。
クランプ回路は、2次側コイルと同じ巻数で極性の異なる3次側コイルを設け、3次側コイルの両端に接続された3次側共振コンデンサと、3次側コイルの一端と出力端との間にダイオードを設けたことを特徴とする。
送電側の1次側電源部10は、商用電源から整流平滑された直流電圧の入力電源1の両端に高周波電流発生回路11を接続し、トランスの1次側コイルLpの両端に1次側共振コンデンサC1が接続されている。回路図中の点(・)はコイルの極性を示す。
高周波電流発生回路11は、自励発振を構成する制御巻線Laからなり、抵抗R1とR2の接続点をMOSFETからなるスイッチング素子Q1のゲートに接続されている。
2次側電源部は受電側コイルとして2次側コイルLs1と3次側コイルLs2を備えており、互いに逆極性となる端子からダイオードD1、D2を介して出力コンデンサCoの出力端子2に接続される。他端子は互いに接続され共通端子となる。
2次側コイルLs1は1次側コイルLpと同極性であり、3次側コイルLs2とは逆極性となる。
出力検出回路22は制御用トランジスタQ6のベースに出力コンデンサCoの両端に接続された検出抵抗R8とR9の分岐点に接続されている。制御用トランジスタQ6のコレクタは出力コンデンサの両端に接続された抵抗R5と基準電圧となるツェナーダイオードZDのアノード側の接続点に接続され、制御用トランジスタQ6のエミッタは抵抗R6を介してスイッチング素子Q5のゲートに接続されている。また、抵抗R7はスイッチング素子Q5のゲートに接続されるバイアス抵抗である。
ここで、受電側の2次側コイルLs1と3次側コイルLs2は図5の斜視図に示すように、2本の絶縁皮膜導線を螺旋状にバイファイラ巻して絶縁樹脂等で固められた空芯コイルを用いる。空芯コイルを用いることにより受電側の機器を軽量化することができる。また、バイファイラ巻きすることにより一次側コイルLpの磁束を2次側コイルLs1および3次側コイルLs2に均等に伝達することができ、結合係数も同等にすることができ伝達効率がよい。
なお、空芯コイルは2本のペアー線を用いたり、熱融着線を用いて熱を加えながら巻線し固めてもよい。また、2本の導線は断面が円形や四角形のものを用いてもよい。
図6の出力電圧―電流特性は横軸に出力電流を縦軸に出力電圧を示したものである。図6の(A)は従来の回路でインピーダンス可変回路を用いないものの特性を示す。特徴として、出力電流の低域側(軽負荷)で異常に高い電圧となる。図6の(B)は従来の回路においてインピーダンス可変回路を用いたもので、出力電流の低域側の出力電圧を抑えた特性である。図6の(C)は本願発明の特性で、クランプ回路により、さらに出力電流の低域側の出力電圧を抑えたものである。
2 出力端子
10 送電側の1次側電源部
11 高周波電流発生回路
20 受電側の2次側電源部
21 インピーダンス可変回路
22 出力検出回路
Lp 1次側コイルLp
Ls1 2次側コイル
Ls2 3次側コイル
C1、Cs1、Cs2 共振コンデンサ
Co 出力コンデンサ
D1、D2 整流ダイオード
Claims (2)
- 1次側コイルの両端に接続された1次側共振コンデンサと、この1次側コイルとは異なる筐体の中に実装された2次側コイルとを対向させ、該1次側コイルから該2次側コイルに電力を伝達する非接触電力伝送装置において、
該2次側コイルの両端に接続された2次側共振コンデンサとインピーダンス可変回路の直列回路を設け、
該2次側コイルと同じ筐体に実装された3次側コイルを該1次側コイルと対向させ、該1次側コイルから該3次側コイルに電力を伝達し、該2次側コイルおよび該3次側コイルから両波出力整流を得るとともに、
該2次側コイルと同じ巻数で極性の異なる該3次側コイルと、該3次側コイルの両端に接続された3次側共振コンデンサと、該3次側コイルの一端と出力端との間に接続されたダイオードとを備えるクランプ回路を設け、
定常状態においては該インピーダンス可変回路により出力電圧を安定化させ、軽負荷時においては該インピーダンス可変回路を遮断し該クランプ回路により電力損失を軽減させることを特徴とする非接触電力伝送装置。 - 前記2次側コイルと前記3次側コイルを絶縁被覆導線を用いてバイファイラ巻した空芯コイルであることを特徴とする請求項1記載の非接触電力伝送装置。
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