JPH09182304A

JPH09182304A - 非接触型充電器

Info

Publication number: JPH09182304A
Application number: JP7338560A
Authority: JP
Inventors: Minoru Takahashi; 実高橋; Takashi Urano; 高志浦野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は非接触型充電器に関し、不要電波輻射
によるノイズの発生を少なくし、電力伝送効率を高く
し、受信側の出力電流を大きくして大容量２次電池の充
電も可能にする。【解決手段】送信ユニット１と受信ユニット２とを分離
して構成し、送信ユニット１には送信コイル１９と共振
用コンデンサ１７との並列共振回路を含むプッシュプル
発振回路を設け、受信ユニット２には中間タップｂをＧ
ＮＤ側とした受信コイル２６と共振用コンデンサ２８と
の並列共振回路を設けると共に、受信コイル２６の両端
子には、一方の電極を共通接続した２個のダイオード２
９、３０の他方の電極をそれぞれ接続し、ダイオード２
９、３０の共通接続した一方の電極と受信コイル２６の
中間タップｂ間に平滑用コンデンサ３１を接続して、ダ
イオード２９、３０による全波整流回路を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動シェーバー
（電動ひげそり器）、コードレス電話機、携帯用電話
機、電動歯ブラシ等の家庭用電気機器の電源、或いはラ
ップトップ型パソコン、その他の各種ＯＡ機器等の電源
として利用される非接触型充電器に関する。特に本願発
明は、電力を送信する送信ユニット（充電部）と、前記
送信ユニットから送信された電力を受信する受信ユニッ
ト（被充電部）からなり、前記送信ユニットから受信ユ
ニットに対して非接触で電力の伝送を行い、受信ユニッ
ト内で受信した電力により２次電池の充電を行う非接触
型充電装置に関する。

【０００２】非接触型電力伝送装置は、前記のように携
帯用電話機、電動シェーバーなど、充電を必要とする２
次電池を利用した機器が普及するに従い、接点部の接触
不良、感電等の事故を防ぐ目的で利用が増大している。
非接触型電力伝送の原理は、送信側と受信側を磁気的に
結合させ、電気的に絶縁した状態で電力を伝送するもの
である。従って、簡単に言えば、伝送すべき電気エネル
ギーを高周波電力に変換して送信側コイルを駆動し、送
信側コイルの近傍に置かれた受信側コイルに誘起する電
圧を利用すれば良い。

【０００３】しかしながら、利用範囲が家庭用機器や各
種ＯＡ機器などに広がったため、要求される特性として
は、小型であること、ラジオ、テレビ等への妨害となる
不要電波輻射が少ないこと、電力伝送効率の良いこと、
大容量の２次電池の充電が可能であることなどであり、
このような特性を満たした非接触型充電器の開発が要望
されていた。

【０００４】

【従来の技術】以下、図７、図８に基づいて従来例を説
明する。 §１：従来例１の説明・・・図７参照図７は従来例１の説明図である。図７において、Ｑはト
ランジスタ、Ｄ₁、Ｄ ₂はダイオード、ＺＤはツェナー
ダイオード、ＤＢはダイオードブリッジ、Ｌ₁〜Ｌ₄は
巻線（コイル）、ＢＴは２次電池、Ｃ₁、Ｃ₂はコンデ
ンサ、Ｒ₁、Ｒ ₂は抵抗、Ａは充電器、Ｂは本体（被充
電部）、ＡＣは交流電源を示す。

【０００５】従来、充電器と本体（被充電部）からな
り、前記充電器に発振回路を備え、前記本体には、充電
時に前記発振回路のコイルと電磁結合して電圧を誘起さ
せるためのコイルと、前記コイルに誘起した電圧により
充電可能な２次電池を備えた装置が知られていた（例え
ば、実開昭５７−１９２７３７号公報参照）。

【０００６】この装置は、内部に２次電池ＢＴを備えた
本体Ｂと、この本体Ｂと充電器Ａとの磁気結合により前
記２次電池ＢＴを充電するようにした装置である。そし
て前記充電器Ａは、本体Ｂと磁気結合される発振回路
と、本体Ｂとの結合状態を検出する巻線Ｌ₃とを有し、
本体Ｂと充電器Ａとが非結合状態の際に前記発振回路の
発振を間欠的に停止させるものである。

【０００７】§２：従来例２の説明・・・図８参照図８は従来例２の説明図である。従来、プッシュプル発
振回路で発生させた電力を負荷側へ伝送する装置とし
て、例えば、図示のような装置（ＤＣ−ＤＣコンバー
タ）が知られていた（実開平４−１０１２８８号公報参
照）。図８において、Ｑ₁、Ｑ₂はトランジスタ、ＴＲ
はトランス、Ｌ₁はトランスＴＲの１次巻線、Ｌ_fはト
ランスＴＲの帰還巻線、Ｌ₂はトランスＴＲの２次巻
線、Ｒ₃、Ｒ₄は抵抗、Ｃ₃、Ｃ₄はコンデンサ、
Ｔ₁、Ｔ₂は入力端子、Ｔ₃、Ｔ₄は出力端子、Ｃ
Ｈ₁、ＣＨ₂はチョークコイル、ｄ₁はダイオード、Ｅ
は入力電圧を示す。

【０００８】この装置は、トランスＴＲの１次巻線Ｌ₁
とコンデンＣ３で構成した並列共振回路と、２個のトラ
ンジスタＱ₁、Ｑ₂と、トランスＴＲの帰還巻線Ｌ
_fと、抵抗Ｒ₃、Ｒ₄によりプッシュプル発振回路を構
成している。そして、トランスＴＲの２次側にダイオー
ドｄ₁からなる半波整流回路を接続し、コンデンサＣ₄
で平滑化した直流電圧を出力端子Ｔ₃、Ｔ₄から取り出
すものである。

【０００９】この装置では、２個のトランジスタＱ₁、
Ｑ₂でトランスＴＲの１次側の直流入力（入力電圧：
Ｅ）を交互にオン／オフすることで、プッシュプル発振
動作を行い、前記並列共振回路に正弦波状の交流電圧を
誘起させる。そして、前記誘起した交流電圧はトランス
ＴＲによって所定の電圧に変換され、ダイオードｄ₁に
よって整流された後、チョークコイルＣＨ₂を介してコ
ンデンサＣ₄により平滑化され出力端子Ｔ₃、Ｔ₄から
直流電圧を取り出している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。 (1) ：従来例１は、トランジスタ１個を使用した発振回
路（励振回路）により電力を発生させ、その電力を本体
側へ伝送することで、２次電池を充電するようにしたも
のである。このため、前記トランジスタのコレクタ電流
は正弦波状にならず、断続的な電流となる。その結果、
充電器からの輻射ノイズが多くなる。

【００１１】(2) ：従来例１では、トランジスタが１個
のため発振回路の出力が小さく、本体側での充電電流は
極めて小さい。従って、２次電池のトリクル充電、或い
は極めて小容量の２次電池の充電にのみ適用できるもの
であり、容量の大きな２次電池の充電は不可能である。

【００１２】(3) ：従来例２は発振回路としてプッシュ
プル型発振回路を使用しており、正弦波状の発振出力が
得られる。しかし、従来例２はトランスを使用したＤＣ
−ＤＣコンバータの例であり、電力の送信側と受信側を
分離することはできない。

【００１３】(4) ：従来例２では、トランスの２次側は
半波整流回路であり、共振回路も備えていない。すなわ
ち、トランスの１次側と２次側の結合係数が０．９以上
と高いため、２次側巻線には共振用のコンデンサが接続
されていなかった。従って、前記トランスの２次側出力
を２次電池の充電に使用したとしても、効率の良い充電
は不可能である。

【００１４】本発明は、このような従来の課題を解決
し、：ラジオ、テレビ等への妨害となる不要電波輻射
によるノイズの発生が少ないこと、：電力伝送効率の
高いこと、：受信側の出力電流を大きくして大容量２
次電池の充電も可能にすること、等の条件を満たした非
接触型充電器を実現することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。本発明は前記の目的を達成するため、次のよ
うに構成した。図示のように、非接触型充電器は、電力
を送信する送信ユニット１と、送信ユニット１から送信
された電力を受信する受信ユニット２からなり、送信ユ
ニット１から受信ユニット２に対して非接触で電力の伝
送を行い、受信ユニット２内で受信した電力により２次
電池３３の充電を行うものである。

【００１６】この場合、送信ユニット１と受信ユニット
２とを分離して構成し、送信ユニット１には、送信コイ
ル１９と共振用コンデンサ１７との並列共振回路と、２
個のトランジスタ１５、１６と、帰還コイル２１と、バ
イアス電流供給用の抵抗１３、１４等からなるプッシュ
プル発振回路（プッシュプル型高周波電力発振回路）を
設けた。

【００１７】また、受信ユニット２には、中間タップｂ
をＧＮＤ側とした受信コイル２６と共振用コンデンサ２
８との並列共振回路を設けると共に、受信コイル２６の
両端子には、一方の電極（カソード）を共通接続した２
個のダイオード２９、３０の他方の電極（アノード）を
それぞれ接続し、前記ダイオード２９、３０の共通接続
した一方の電極と受信コイル２６の中間タップｂ間に平
滑用コンデンサ３１を接続して、前記ダイオード２９、
３０による全波整流回路を構成した。更に、前記平滑用
コンデンサ３１の出力側には、定電流回路３２を接続
し、前記定電流回路３２の出力側に２次電池３３を接続
した。

【００１８】（作用）前記構成に基づく本発明の作用
を、図１に基づいて説明する。 (1) ：送信ユニット１の作用送信ユニット１に入力電源（電圧：Ｖ_IN）を印加すると
プッシュプル発振回路は動作を開始する。プッシュプル
発振回路では入力電源の電圧Ｖ_INによりバイアス電流供
給用の抵抗１３、１４を介してトランジスタ１５、１６
のベースにベース電流が流れ、何れか一方のトランジス
タがオンで他方のトランジスタがオフになる。

【００１９】例えば、トランジスタ１５が先にオンにな
るとすると、先ず、入力電源→中間タップａ→送信コイ
ル１９→トランジスタ１５のコレクタ→エミッタ→ＧＮ
Ｄの経路で電流が流れ始める。このため、帰還コイル２
１に電圧が誘起することで、トランジスタ１５がますま
すオンになるように正帰還がかかり、やがてトランジス
タ１５は完全にオン状態となる。

【００２０】一方、トランジスタ１６のベースには、帰
還コイル２１に誘起した電圧により自動的に逆バイアス
がかかり、トランジスタ１５がオン状態の時トランジス
タ１６はオフ状態となる。以降、トランジスタ１５とト
ランジスタ１６はプッシュプル動作を行い、交互にオン
／オフを繰り返して自励発振を継続する。

【００２１】前記動作において、送信コイル１９とコン
デンサ１７からなる並列共振回路は並列共振状態となる
が、この並列共振回路は送信コイル１９のインダクタン
ス値とコンデンサ１７の容量値で決まる周波数で共振す
る。そして、送信ユニット１では、プッシュプル発振回
路が前記並列共振回路の共振周波数で高周波発振を行
い、送信コイル１９から、高周波の電磁波による電力の
送信を行う。

【００２２】(2) ：受信ユニット２の作用送信ユニット１と受信ユニット２を対向配置した状態で
送信ユニット１を動作させると、前記のように送信ユニ
ット１からは高周波の電磁界が発生し電力の送信が行わ
れる。一方、受信ユニット２では、前記高周波の電磁界
により受信コイル２６に電圧が誘起する。

【００２３】この時、受信コイル２６とコンデンサ２８
からなる並列共振回路が所定の周波数で並列共振状態と
なり、受信コイル２６及びコンデンサ２８に共振電流が
流れる。そして、受信コイル２６に発生した電圧によ
り、全波整流回路のダイオード２９、３０を介してコン
デンサ３１に電流を流しコンデンサ３１の端子間に平滑
化した直流電圧を発生させる。

【００２４】すなわち、受信コイル２６の一方の端子で
あるｄ点が＋の時、受信コイル２６→ｄ点→ダイオード
２９→コンデンサ３１→中間タップｂの経路で電流が流
れ、前記ダイオード２９で整流した電流がコンデンサ３
１に流れる。また、受信コイル２６の他方の端子である
ｅ点が＋の時、受信コイル２６→ｅ点→ダイオード３０
→コンデンサ３１→中間タップｂの経路で電流が流れ、
前記ダイオード３０で整流した電流がコンデンサ３１に
流れる。

【００２５】このようにしてダイオード２９、３０によ
り全波整流を行い、コンデンサ３１で平滑化した直流電
圧を発生させる。そして、コンデンサ３１の両端の電圧
を定電流回路３２に印加することで、定電流回路３２か
ら定電流を出力し、この定電流で２次電池３３を充電す
る。

【００２６】以上のようにすれば、送信ユニットの発振
波形が正弦波状となり受信ユニットの受信電圧も正弦波
状となる。このため、ラジオ、テレビ等への妨害となる
不要電波輻射によるノイズの発生が少くなり、かつ、電
力伝送効率を高くすることができる。また、受信側では
全波整流を行うことで平滑化した直流電圧を発生させ、
２次電池の充電を行っている。従って、受信側の出力電
流は前記従来例に比べて大きくなり、大容量２次電池の
充電も可能になる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 §１：非接触型充電器の構成の説明・・・図２参照図２は回路構成図である。図２に示したように、非接触
型充電器は、電力を送信する送信ユニット（充電部）１
と、前記送信ユニット１から送信された電力を受信する
受信ユニット（被充電部）２からなり、前記送信ユニッ
ト１から受信ユニット２に対して非接触で電力の伝送を
行い、受信ユニット２に設けた２次電池３３を充電する
ものである。

【００２８】この場合、送信ユニット１と受信ユニット
２は分離して構成し、送信ユニット１には、自励振型の
プッシュプル発振回路（プッシュプル型高周波電力発振
回路）を設け、このプッシュプル発振回路の発振出力
（電力）を送信コイル１９から送信するように構成し
た。また、受信ユニット２には、送信ユニット１から送
信された電力を受信するための受信コイル２６を設け、
この受信コイル２６で受信した電力により２次電池３３
を充電するように構成した。以下、送信ユニット１と受
信ユニット２の構成を詳細に説明する。

【００２９】(1) ：送信ユニット１の構成送信ユニット１に設けたプッシュプル発振回路は、互い
にエミッタを共通接続してＧＮＤに接続した２個のＮＰ
Ｎ型のトランジスタ（バイポーラ型トランジスタ）１
５、１６と、コア（例えば、フェライトコア）１８に巻
いた送信コイル（送信用主巻線）１９と、帰還コイル
（帰還巻線）２１と、バイアス電流供給用の抵抗１３、
１４と、前記送信コイル１９と並列接続された共振用の
コンデンサ１７で構成されている。

【００３０】この場合、送信コイル１９とコンデンサ１
７は並列共振回路を構成しており、コンデンサ１９の両
端子がそれぞれトランジスタ１５、１６のコレクタに接
続されている。そして前記プッシュプル発振回路の入力
側には、電流制限用のチョークコイル１２と、平滑用の
コンデンサ１１が接続されており、前記コンデンサ１１
の両端子間には、入力端子Ｔ₁、Ｔ₂に接続された入力
電源１０が印加するように構成されている。この場合、
入力端子Ｔ₁が＋側で、Ｔ₂がＧＮＤ（接地側）であ
る。

【００３１】前記入力端子Ｔ₁は、チョークコイル１２
を介して送信コイル１９の中間タップａに接続すると共
に、チョークコイル１２及び抵抗１３、１４を介してト
ランジスタ１５、１６のベース、及び帰還コイル２１に
接続されている。

【００３２】(2) ：受信ユニット２の構成受信ユニット２では、送信ユニット１から送信された電
力を受信するために、コア（例えば、フェライトコア）
２５に巻いた受信コイル２６が設けられると共に、前記
受信コイル２６には共振用のコンデンサ２８が並列接続
され、並列共振回路を構成している。また、受信コイル
２６の一方の端子ｄには整流用のダイオード２９のアノ
ードが接続され、他方の端子ｅには整流用のダイオード
３０のアノードが接続されると共に、前記ダイオード２
９、３０の各カソードはｆ点で共通接続されている。

【００３３】更に、前記ダイオード２９、３０のカソー
ドの共通接続点であるｆ点と、受信コイル２６の中間タ
ップｂの間には平滑用のコンデンサ３１が接続されると
共に、前記コンデンサ３１の出力側に定電流回路３２が
接続され前記定電流回路３２の出力側に、負荷として２
次電池３３が接続されている。

【００３４】§２：回路動作の説明・・・図３、図４参
照図３は回路動作説明図である。また、図４は各部の波形
図であり、はトランジスタ１５の動作状態（オン／オ
フ状態）、はトランジスタ１５のエミッタ・コレクタ
間電圧Ｖ_CE、はトランジスタ１５のコレクタ電流
Ｉ_C1、はトランジスタ１５のエミッタ・ベース間電圧
Ｖ_BE、はトランジスタ１６のエミッタ・コレクタ間電
圧Ｖ_CE、はコンデンサ１７に流れる共振電流Ｉ_R、
は受信用コイル２６に誘起する電圧Ｖ_S、は位相角φ
を示す。なお、送信ユニット１の入力電圧をＶ_IN、入力
電流をＩ_IN、受信ユニット２の出力電圧（定電流回路３
２の出力電圧）をＶ_O、出力電流をＩ_Oとする。

【００３５】(1) ：送信ユニットの動作入力電源１０（電圧：Ｖ_IN）を印加すると、入力電源１
０によりコンデンサ１１に電流が流れ、コンデンサ１１
に平滑化された直流電圧が発生する。この時、コンデン
サ１１の直流電圧がプッシュプル発振回路に供給され、
該プッシュプル発振回路は動作を開始する。前記プッシ
ュプル発振回路では、コンデンサ１１の電圧によりチョ
ークコイル１２、及びバイアス電流供給用の抵抗１３、
１４を介してトランジスタ１５、１６のベースにベース
電流が流れ、何れか一方のトランジスタがオンで他方の
トランジスタがオフになる。

【００３６】例えば、トランジスタ１５、１６の素子定
数ｈ_FE（ｈ_FE：直流電流増幅率）のバラツキ等により、
トランジスタ１５が先にオンになるとする。この時、ト
ランジスタ１５、１６のコレクタ間には送信コイル１９
が接続され、ベースには帰還コイル２１が接続されてい
るので、コア１８に磁束が発生し、入力電源１０より送
信コイル１９の中間タップａ、送信コイル１９を通り、
トランジスタ１５のコレクタにコレクタ電流Ｉ_C1が流れ
始める。

【００３７】すなわち、入力電源１０→チョークコイル
１２→中間タップａ→送信コイル１９→トランジスタ１
５のコレクタ→エミッタ→ＧＮＤの経路で電流が流れ始
める。このため、帰還コイル２１に電圧が誘起すること
で、トランジスタ１５がますますオンになるように正帰
還がかかり、やがてトランジスタ１５は完全にオン状態
となる。一方、トランジスタ１６のベースには、帰還コ
イル２１に誘起した電圧により自動的に逆バイアスがか
かり、トランジスタ１５がオン状態の時、トランジスタ
１６はオフ状態となる。

【００３８】前記のようにしてトランジスタ１５に半周
期の期間だけ正バイアスがかかりオンとなった後、１８
０°位相が進むと、トランジスタ１５のベースには逆バ
イアスがかかりオフ状態になる。逆にトランジスタ１６
のベースには、正バイアスがかかり、ターンオンする。
この時、コア１８に磁束が発生し、入力電源１０より送
信コイル１９の中間タップａ、送信コイル１９を通り、
トランジスタ１６のコレクタにコレクタ電流Ｉ_C2（Ｉ_C2
≒Ｉ_C1）が流れ始める。

【００３９】すなわち、入力電源１０→チョークコイル
１２→中間タップａ→送信コイル１９→トランジスタ１
６のコレクタ→エミッタ→ＧＮＤの経路で電流が流れ始
める。このため、帰還コイル２１に電圧が誘起すること
で、トランジスタ１６がますますオンになるように正帰
還がかかり、やがてトランジスタ１６は完全にオン状態
となる。

【００４０】一方、トランジスタ１５のベースには帰還
コイル２１に誘起した電圧により自動的に逆バイアスが
かかり、トランジスタ１６がオン状態の時、トランジス
タ１５はオフ状態となる。以下、トランジスタ１５とト
ランジスタ１６はプッシュプル動作を行い、交互にオン
／オフを繰り返して自励発振を継続する。

【００４１】前記動作において、送信コイル１９とコン
デンサ１７からなる並列共振回路は並列共振状態となる
が、この並列共振回路は送信コイル１９のインダクタン
ス値とコンデンサ１７の容量値で決まる周波数で共振す
る。そして、送信ユニット１では、前記プッシュプル発
振回路が前記並列共振回路の共振周波数で高周波発振を
行い、送信コイル１９から、高周波の電磁波による電力
の送信を行う。

【００４２】前記動作において、トランジスタ１５、１
６のエミッタ・コレクタ間電圧Ｖ_CEは、図４の、に
示したように、トランジスタがオン状態の時、略０で、
オフ状態の時は正弦波状に高くなる電圧波形である。ト
ランジスタ１５のコレクタ電流Ｉ_C1は、オン状態の時大
きな電流となりオフ状態では殆ど流れない。なお、トラ
ンジスタ１６のコレクタ電流Ｉ_C2も同様の電流である。

【００４３】トランジスタ１５のエミッタ・ベース間電
圧Ｖ_BEは、のように、トランジスタ１５がオン状態の
時、略一定の順方向電圧であり、オフ状態の時は逆方向
の略正弦波状の電圧となる。コンデンサ１７に流れる共
振電流Ｉ_Rは、に示したように、コレクタ電流Ｉ_C1に
対して略１８０°位相の進んだ電流となる。

【００４４】(2) ：受信ユニットの動作送信ユニット１と受信ユニット２を対向配置した状態で
送信ユニット１を動作させると、前記のように送信ユニ
ット１からは高周波の電磁界が発生し電力の送信が行わ
れる。一方、受信ユニット２では、前記高周波の電磁界
により受信コイル２６に電圧Ｖ_Sが誘起する。

【００４５】この時、前記受信コイル２６とコンデンサ
２８からなる並列共振回路が所定の周波数で並列共振状
態となり、受信コイル２６及びコンデンサ２８に共振電
流が流れる。このようにして、前記並列共振回路が共振
状態になると、受信コイル２６の両端子間には、前記送
信ユニット１側の並列共振回路のコンデンサ１７に流れ
る共振電流Ｉ_Rと同相の略正弦波状の電圧Ｖ_Sが発生す
る。

【００４６】そして、前記受信コイル２６に発生した電
圧Ｖ_Sによりダイオード２９、３０を介してコンデンサ
３１に電流を流しコンデンサ３１の端子間に平滑化した
直流電圧を発生させる。すなわち、受信コイル２６の一
方の端子であるｄ点が＋の時、受信コイル２６→ｄ点→
ダイオード２９→コンデンサ３１→中間タップｂの経路
で電流が流れ、前記ダイオード２９で整流した電流がコ
ンデンサ３１に流れる。

【００４７】また、受信コイル２６の他方の端子である
ｅ点が＋の時、受信コイル２６→ｅ点→ダイオード３０
→コンデンサ３１→中間タップｂの経路で電流が流れ、
前記ダイオード３０で整流した電流がコンデンサ３１に
流れる。このようにしてダイオード２９、３０により全
波整流を行い、コンデンサ３１で平滑化した直流電圧を
発生させる。

【００４８】そして、前記コンデンサ３１の両端の電圧
を定電流回路３２に印加することにより、定電流回路３
２から定電流を出力し、この定電流で２次電池３３を充
電する。前記動作において、受信コイル２６に発生する
電圧Ｖ_Sは、図４のに示したように、送信ユニット１
の共振用のコンデンサ１７に流れる共振電流Ｉ_Rと略同
相の電圧となる。

【００４９】§３：送信ユニット及び受信ユニットの実
装例の説明・・・図５参照図５は送信ユニット及び受信ユニットの実装例である。
送信ユニット１はＢ図に示したように、プリント基板４
１上に、コア（フェライトコア）１８に巻いた送信コイ
ル１９、及び帰還コイル２１を実装すると共に、前記コ
イルを除く他の回路部４２を実装し、このプリント基板
４１をケース４０に収納したものである。

【００５０】また、受信ユニット２は図５のＡ図に示し
たように、ケース３５が設けてあり、このケース３５
に、コア（フェライトコア）２５に巻いた受信コイル２
６を収納すると共に、前記受信コイルを除く他の回路部
３７を実装したプリント基板３６を収納したものであ
る。

【００５１】前記送信ユニット１と受信ユニット２を使
用した２次電池３３を充電する場合は、Ｃ図に示した状
態にする。すなわち、送信ユニット１に入力電源１０を
接続し、受信ユニット２に２次電池を接続した状態で、
送信ユニット１の上に受信ユニット２を載せる。そし
て、送信コイル１９と受信コイル２６が対向するように
配置する。なお、送信ユニット１と受信ユニット２の位
置決めは、例えば、送信ユニット１と受信ユニット２の
一部に位置決め用部材を設けることにより実現する。

【００５２】この状態で送信ユニット１から受信ユニッ
ト２へ高周波の電力が送信され、この電力は受信ユニッ
ト２で受信される。そして、受信ユニット２では受信し
た電力を基に、直流電圧を発生させ、更に定電流化して
２次電池３３を充電する。

【００５３】§４：特性図の説明・・・図６参照図６は特性図である。図６の特性図において、縦軸は定
電流回路３２の出力電圧Ｖ_O（Ｖ）、横軸は受信ユニッ
ト２の定電流回路３２の出力電流Ｉ_O（ｍＡ）を示す。
なお、比較のため、前記従来例１の特性も求めて図示し
てある。この場合、図示のは本実施の形態の特性であ
り、は従来例１の特性である。

【００５４】この特性図から明らかなように、に示し
た従来例１の特性は、出力電圧Ｖ_Oが低く、２次電池の
トリクル充電、或いは極めて小容量の２次電池の充電に
しか使用できない。しかし、に示した本実施の形態の
装置では、受信ユニット２で全波整流を行うため、出力
電圧Ｖ_Oが極めて大きく、出力電流Ｉ_Oも大きなものと
なる。このため、容量の大きな２次電池でも十分充電を
行うことができる。

【００５５】なお、電力伝送効率ηは、η＝（入力電圧
×入力電流）／（出力電圧×出力電流）＝Ｖ_IN×Ｉ_IN／
Ｖ_O×Ｉ_O（％）である。従って、Ｖ_IN×Ｉ_INが一定で
あれば、Ｖ_O×Ｉ_Oの大きい本実施の形態における非接
触型充電器は、従来例１に比べて電力伝送効率ηも大き
くなる、すなわち、高効率の充電を行うことができるこ
とが明らかである。

【００５６】（他の実施の形態）以上実施の形態につい
て説明したが、本発明は次のようにしても実施可能であ
る。

【００５７】(1) ：前記送信ユニットに設けたトランジ
スタは、バイポーラ型トランジスタに限らず、電界効果
型のトランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ等）でも同様に適用
可能である。

【００５８】(2) ：送信ユニットのプッシュプル発振回
路は、他の同様なプッシュプル発振回路にも適用可能で
ある。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 (1) ：送信ユニットの発振波形は正弦波状となり、受信
ユニットの受信電圧も正弦波状となる。このため、ラジ
オ、テレビ等への妨害となる不要電波輻射によるノイズ
の発生が少くなり、かつ、電力伝送効率を高くすること
ができる。

【００６０】(2) ：受信ユニットでは、全波整流を行う
ことにより平滑化した直流電圧を発生させ、この直流電
圧により２次電池の充電を行っている。従って、受信側
の出力電流は前記従来例に比べて大きくなり、大容量２
次電池の充電、或いは２次電池の急速充電も可能にな
る。

【００６１】(3) ：受信ユニット側での出力電圧、及び
出力電流が大きくなるので、従来例に比べて電力伝送効
率が大きくなり、高効率の充電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】実施の形態における回路構成図である。

【図３】実施の形態における回路動作説明図である。

【図４】実施の形態における各部の波形図である。

【図５】実施の形態における送信ユニット及び受信ユニ
ットの実装例である。

【図６】実施の形態における特性図である。

【図７】従来例１の説明図である。

【図８】従来例２の説明図である。

【符号の説明】

１０入力電源１１コンデンサ１２チョークコイル１３、１４抵抗１５、１６トランジスタ１８コア１９送信コイル（送信用主巻線）２１帰還コイル（帰還巻線）２６受信コイル１７、２８コンデンサ（共振用）２９、３０ダイオード３１コンデンサ（平滑用）３２定電流回路３３２次電池

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力を送信する送信ユニットと、前記送信
ユニットから送信された電力を受信する受信ユニットか
らなり、前記送信ユニットから受信ユニットに対して非
接触で電力の伝送を行い、受信ユニット内で受信した電
力により２次電池の充電を行う非接触型充電装置におい
て、前記送信ユニットと受信ユニットとを分離して構成し、
前記送信ユニットには、送信コイルと共振用コンデンサ
との並列共振回路を含むプッシュプル発振回路を設け、前記受信ユニットには、中間タップをＧＮＤ側とした受
信コイルと共振用コンデンサとの並列共振回路を設ける
と共に、前記受信コイルの両端子には、一方の電極を共
通接続した２個のダイオードの他方の電極をそれぞれ接
続し、前記ダイオードの共通接続した一方の電極と受信
コイルの中間タップ間に平滑用コンデンサを接続して、
前記ダイオードによる全波整流回路を構成したことを特
徴とする非接触型充電器。