JP6055530B2 - 非接触電力供給装置 - Google Patents
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Description
特許文献4の図7には、可飽和鉄心を用い、負荷を接続する二次コイルの他に、共振用のコンデンサ(キャパシター)を負荷とする共振コイルを設けた電力供給装置が提案され、このキャパシター回路と二次コイルは電気的に絶縁状態であることが記載されている。しかしながら、このように構成しても、一次コイルと二次コイルの隙間が大きくなると、受電効率が極端に落ちて実用化にはならないという問題がある。
しかしながら、これらの装置においては、一次コイルと二次コイルの間隔を離すと、二次コイルに大きな電流は発生しないという問題がある。
前記給電部は螺旋巻きした一次コイルを有し、該一次コイルは高周波電源が接続され、
前記受電部は、磁性材料フェライトを用いたE形コアと、該E形コアの中央磁極部の奥側に巻かれた二次コイルと、前記中央磁極部の手前側に巻かれた二次側共振コイルと、該二次側共振コイルに直列に接続された共振用の第2のコンデンサとを有し、
前記一次コイルの背部には、該一次コイルの全広さより大きくなって、該一次コイルを底から覆う、一辺が前記一次コイルの外径の1.1〜1.5倍の範囲にある正方形の磁性材料フェライトを用いた磁気シールド板が設けられ、
更に、前記高周波電源の周波数は20〜30kHzの範囲にあって、前記高周波電源の周波数をpとした場合、前記二次側共振コイルと前記第2のコンデンサによって形成される二次側共振回路の共振周波数は、0.97p〜1.03pの範囲にある。
図1〜図4に示すように、本発明の第1の実施例に係る非接触電力供給装置10は、側壁、床部又は天井部に配置された給電部11と、移動車両12に給電部11と対向配置して設けられた受電部13とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。
二次側共振コイル22の巻数は10〜15ターン、二次コイル23の巻数は5〜7ターンとなっている。なお、二次コイル23に中間タップを設けてもよい。
二次コイル23には、充電部(充電器)35が接続されて、高周波電流を直流に整流し、電池36を充電している。なお、当然のことながら、一次側共振コイル15、一次コイル14、二次側共振コイル22及び二次コイル23は磁気結合している。
なお、給電部11と受電部13の共振周波数の調整は、給電部11と受電部13の隙間Lが200mm〜300mmと大きいので、独立に行っても大きな誤差は生じないし、これらを独立に調整した後、正規位置にセットして、再調整を行うことによって、正確に周波数設定が可能となる。
図3に示す回路で、充電部35の代わりに、100Wの電球を5個並列に接続したものを負荷とし、給電部11及び受電部13の共振周波数を25kHz、高周波電源16の発振周波数を25kHzとして、Lの長さを変えた場合の、電球の電圧Vrmsを図5に示す。この実施例によれば、Lの長さが230mmの場合に、最大の出力を示す。
図6、図7に示すように、本発明の第2の実施例に係る非接触電力供給装置45は、側壁(又は床部若しくは天井部)に配置された給電部46と、給電部46に対向配置されて、例えば自動車、搬送台車等の移動車両47に設けられた受電部48とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。
実験において、給電部11及び受電部13については、図2に示した非接触電力供給装置10と同一の構成のものを使用した。二次コイル23に接続される負荷80は、200W電球を10個(負荷RL=5Ω)又は5個(負荷RL=10Ω)並列に接続して使用した。
そしてまた、一次コイル14、一次側共振コイル15、二次コイル23及び二次側共振コイル22は平面状に螺旋巻していたが、これらの一部又は全部を筒状巻や多重巻とする場合も本発明は適用される。
更に、以上の実施例においては、高周波電源の周波数は20kHz〜30kHzの範囲で実験されているが、20kHz〜200kHzの範囲でも本発明が成り立つことは当然である。
Claims (1)
- 側壁、床部又は天井部に取付けられた給電部と、自動車又は搬送台車に取付けられた受電部とを有する非接触電力供給装置において、
前記給電部は螺旋巻きした一次コイルを有し、該一次コイルは高周波電源が接続され、
前記受電部は、磁性材料フェライトを用いたE形コアと、該E形コアの中央磁極部の奥側に巻かれた二次コイルと、前記中央磁極部の手前側に巻かれた二次側共振コイルと、該二次側共振コイルに直列に接続された共振用の第2のコンデンサとを有し、
前記一次コイルの背部には、該一次コイルの全広さより大きくなって、該一次コイルを底から覆う、一辺が前記一次コイルの外径の1.1〜1.5倍の範囲にある正方形の磁性材料フェライトを用いた磁気シールド板が設けられ、
更に、前記高周波電源の周波数は20〜30kHzの範囲にあって、前記高周波電源の周波数をpとした場合、前記二次側共振コイルと前記第2のコンデンサによって形成される二次側共振回路の共振周波数は、0.97p〜1.03pの範囲にあることを特徴とする非接触電力供給装置。
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