JP6857665B2 - 非接触給電装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態の非接触給電装置1について、図1〜図3を参考にして説明する。図1は、第1実施形態の非接触給電装置1の電気的な構成を示す回路図である。第1実施形態の非接触給電装置1は、給電側装置1Sと受電側装置1Rからなる。給電側装置1Sは、定位置に配置される。受電側装置1Rは、給電側装置1Sに対して位置の変更が可能とされている。図1に示されるように、給電側装置1Sに対して受電側装置1Rが対向配置されると、非接触給電装置1は電磁誘導方式の非接触給電を行う。
次に、第1実施形態の非接触給電装置1の動作および作用について説明する。給電側装置1Sに対して受電側装置1Rが対向位置に配置されると、非接触給電装置1は非接触給電を開始する。これにより、直流受電電圧VRが発生する。サーボモータ92が停止した状態で、直流受電電圧VRは、閾電圧Vlmtに達しない。したがって、過電圧検出部6は、過電圧を判定せず、遮断信号Scを発生しない。直流変圧回路5は、直流受電電圧VRを直流負荷電圧VLに降圧して出力する。逆方向遮断部7のスイッチング素子71は、遮断信号Scが入力されていないので導通状態となり、直流負荷電圧VLを通過させる。これにより、サーボモータ92の回転が可能となる。サーボモータ92が電力を消費しているときに、直流変圧回路5は、順方向の降圧動作となる。
次に、受電側装置1Rの構造上の特徴について説明する。直流変圧回路5、過電圧検出部6、および逆方向遮断部7は、回路構成部品が1枚または複数枚の回路基板に実装されて構成される。かつ、過電圧検出部6および逆方向遮断部7の回路構成部品の未実装が可能となっている。さらに、整流平滑回路4も、回路構成部品が回路基板に実装されて構成される。
第1実施形態の非接触給電装置1は、非接触で交流電力を供給する非接触給電部2と、非接触給電部2に対向できるように配置されて、非接触で交流電力を受け取る非接触受電部3と、非接触受電部3が受け取った交流電力の交流電圧を変成して得た直流受電電圧VRを、直流負荷電圧VLに変圧して電気負荷9に供給するとともに、電気負荷9が電力を回生しているときに逆方向の昇圧動作となる直流変圧回路5と、直流変圧回路5の逆方向の昇圧動作によって上昇する直流受電電圧VRが過電圧を判定する所定の閾電圧Vlmtに達したことを検出して、遮断信号Scを発生する過電圧検出部6と、遮断信号Scが発生していない通常時に直流変圧回路5と電気負荷9の間を導通状態とし、遮断信号Scが発生したときに電気負荷9から直流変圧回路5に向かう逆方向を遮断状態にする逆方向遮断部7と、を備える。
次に、第2実施形態の非接触給電装置1Aについて、第1実施形態と異なる点を主にして説明する。図4は、第2実施形態の非接触給電装置1Aの電気的な構成を示す回路図である。第2実施形態では、過電圧検出部6に代え、回生検出部93を備える。回生検出部93は、サーボアンプ91の機能の一部として実現されている。
なお、本発明は、第1実施形態で説明した電磁誘導方式の非接触給電装置1に限定されない。つまり、本発明は、非接触で交流電力を給電する静電結合方式や電磁界共鳴方式の装置にも応用できる。また、整流平滑回路4や直流変圧回路5の回路構成は、適宜変形することができる。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。
Claims (6)
- 非接触で交流電力を供給する非接触給電部と、
前記非接触給電部に対向できるように配置されて、非接触で前記交流電力を受け取る非接触受電部と、
前記非接触受電部が受け取った前記交流電力の前記交流電圧を整流および平滑して直流受電電圧に変成する整流平滑回路と、
前記直流受電電圧を直流負荷電圧に降圧して電気負荷に供給するとともに、前記電気負荷が電力を回生しているときに逆方向の昇圧動作となる直流降圧回路と、
前記直流降圧回路の前記逆方向の前記昇圧動作によって上昇する前記直流受電電圧が過電圧を判定する所定の閾電圧に達したことを検出して、遮断信号を発生する過電圧検出部と、
前記遮断信号が発生していない通常時に前記直流降圧回路と前記電気負荷の間を導通状態とし、前記遮断信号が発生したときに前記電気負荷から前記直流降圧回路に向かう逆方向を遮断状態にする逆方向遮断部と、を備え、
前記整流平滑回路は、4個の整流ダイオードのブリッジ接続によって構成され、入力側に前記非接触受電部が接続され、出力側に正側端子および負側端子をもつ全波整流回路、ならびに、前記正側端子と前記負側端子の間に接続された平滑コンデンサを有し、
前記直流降圧回路は、第1端子が前記正側端子に接続され、第2端子が中間点に接続されたハイサイド側スイッチング素子、第1端子が前記中間点に接続され、第2端子が前記負側端子および前記電気負荷の他端に接続されたローサイド側スイッチング素子、前記中間点と前記逆方向遮断部の間に接続されたチョークコイル、ならびに、前記逆方向遮断部および前記電気負荷に対して並列接続された降圧側コンデンサを有し、
前記過電圧検出部は、前記降圧側コンデンサに発生する前記直流負荷電圧で駆動され、前記平滑コンデンサに発生する前記直流受電電圧を監視し、
前記逆方向遮断部は、前記電気負荷の一端に接続されており、前記遮断信号が発生したときに前記電気負荷から前記チョークコイルおよび前記降圧側コンデンサに向かう逆方向を遮断状態にする、
非接触給電装置。 - 前記過電圧検出部は、前記直流受電電圧が前記閾電圧よりも小さい所定の復帰電圧まで下降したときに、前記遮断信号を解消する請求項1に記載の非接触給電装置。
- 前記逆方向遮断部は、前記遮断信号が発生したときに前記直流降圧回路から前記電気負荷に向かう順方向の電力供給を可能としつつ、前記逆方向を遮断状態にする請求項1または2に記載の非接触給電装置。
- 前記逆方向遮断部は、前記遮断信号によって遮断されるスイッチング素子、および前記順方向の電力供給を可能とするダイオードの並列接続からなる等価回路で表された電力用半導体素子である請求項3に記載の非接触給電装置。
- 前記直流降圧回路、前記過電圧検出部、および前記逆方向遮断部を回路基板に実装して構成し、かつ、前記過電圧検出部および前記逆方向遮断部の未実装を可能とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
- 前記過電圧検出部に代え、前記電気負荷が前記電力を回生しているときに前記遮断信号を発生する回生検出部を備える請求項1〜5のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
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