JPH09182322A - Non-contact type electric power transmission device - Google Patents
Non-contact type electric power transmission deviceInfo
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- JPH09182322A JPH09182322A JP7332928A JP33292895A JPH09182322A JP H09182322 A JPH09182322 A JP H09182322A JP 7332928 A JP7332928 A JP 7332928A JP 33292895 A JP33292895 A JP 33292895A JP H09182322 A JPH09182322 A JP H09182322A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、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
は各種ＯＡ機器等の電源として利用される非接触型電力
伝送装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used as a power source for household electric appliances such as an electric shaver (electric shaving device), a cordless telephone, a portable telephone, an electric toothbrush, or various office automation equipment. The present invention relates to a non-contact power transmission device.
【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、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。A non-contact type power transmission device, such as a portable telephone or an electric shaver, which needs charging as described above.
With the widespread use of devices using secondary batteries, their use is increasing to prevent accidents such as electric shock. The principle of non-contact type power transmission is that the transmitting side and the receiving side are magnetically coupled and electric power is transmitted in an electrically insulated state. Therefore, in simple terms, it is sufficient to convert the electric energy to be transmitted into high frequency power to drive the transmitting side coil, and use the voltage induced in the receiving side coil placed in the vicinity of the transmitting side coil.
【０００３】しかしながら、利用範囲が家庭用機器に広
がったため、価格が十分に下げられないと実用的ではな
い。そのため、非接触型電力伝送装置で最も価格の高い
高周波エネルギー発生手段、すなわち送信側の発信回路
に色々な工夫がなされている。更に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
などであり、このような特性を満たした非接触型電力伝
送装置の開発が要望されていた。However, since the range of use has expanded to household appliances, it is not practical unless the price is lowered sufficiently. Therefore, in the non-contact type power transmission device, various innovations have been made in the most expensive high-frequency energy generation means, that is, in the transmission circuit on the transmission side. Further required characteristics are a small size, a small amount of unnecessary radio wave radiation that interferes with radios, TVs, etc., and good power transmission efficiency. There has been a demand for development of a transmission device.
【０００４】[0004]
【従来の技術】以下、従来例について説明する。 §１：従来例１の説明・・・図１０参照 図１０は従来例１の説明図である。図１０中、１はスタ
ンド、２は電源プラグ、３は歯ブラシの柄、４は電源コ
ード、５は２次電池、Ｌ1 、Ｌ2 は１次コイル、Ｌ3 は
２次コイル、Ｄ1 、Ｄ2 はダイオード、Ｔｒはトランジ
スタ、Ｃ1 、Ｃ 2 、Ｃ3 はコンデンサ、Ｒ1 は抵抗を示
す。2. Description of the Related Art A conventional example will be described below. §1: Description of Conventional Example 1 ... See FIG. 10 FIG. 10 is an explanatory diagram of Conventional Example 1. In FIG. 10, 1 is a star
2 is a power plug, 3 is a toothbrush handle, 4 is a power cord
Mode, 5 is a secondary battery, L1, LTwoIs the primary coil, LThreeIs
Secondary coil, D1, DTwoIs a diode and Tr is a transition
Star, C1, C Two, CThreeIs a capacitor, R1Shows resistance
You.
【０００５】従来、負荷に電力を供給する装置として、
非接触で電力伝送を行う非接触型電力伝送装置が知られ
ていた。この装置は一般的に、送信ユニットと受信ユニ
ットで構成されており、送信ユニットには送信用コイル
を有する高周波発振器を備え、受信ユニットには受信コ
イルを備えている。そして、送信ユニットの送信コイル
と受信ユニットの受信用コイルが電磁結合することで、
非接触で電力伝送し、受信用コイルで受信した電力を負
荷に供給するものである。以下、負荷を２次電池とした
例について説明する。Conventionally, as a device for supplying electric power to a load,
There has been known a non-contact power transmission device that performs non-contact power transmission. This device is generally composed of a transmitting unit and a receiving unit, the transmitting unit is provided with a high frequency oscillator having a transmitting coil, and the receiving unit is provided with a receiving coil. Then, by electromagnetically coupling the transmitter coil of the transmitter unit and the receiver coil of the receiver unit,
The power is transmitted in a contactless manner, and the power received by the receiving coil is supplied to the load. Hereinafter, an example in which the load is a secondary battery will be described.
【０００６】この場合、負荷が２次電池なので、非接触
型電力伝送装置を構成する送信ユニットが充電部であ
り、受信ユニットが充電用の２次電池を備えた被充電部
となる。制御充電部と被充電部を備え非接触式充電を行
う装置として、例えば、図１０に示した装置が知られて
いた（実開昭６０−８６３６号公報参照）。In this case, since the load is the secondary battery, the transmitting unit which constitutes the non-contact type power transmission device is the charging unit, and the receiving unit is the charged unit having the secondary battery for charging. A device shown in FIG. 10, for example, has been known as a device having a controlled charging part and a charged part for performing non-contact charging (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-8636).
【０００７】この装置は、電動歯ブラシの例であり、ス
タンド１に充電部があり、歯ブラシの柄３に被充電部が
ある。そして、スタンド１の充電部には、トランスの１
次コイルＬ1 、Ｌ2 、トランジスタＴｒ、抵抗Ｒ1 、コ
ンデンサＣ2 、Ｃ3 で構成された高周波発振器（自励振
型発振回路）を備えており、前記高周波発振回路から外
部に電磁界を発生するように構成されている。This device is an example of an electric toothbrush, and the stand 1 has a charging section and the handle 3 of the toothbrush has a charging section. And, in the charging part of the stand 1, the transformer 1
A high frequency oscillator (self-excited oscillation circuit) composed of the following coils L 1 and L 2 , a transistor Tr, a resistor R 1 and capacitors C 2 and C 3 is provided, and an electromagnetic field is generated from the high frequency oscillation circuit to the outside. Is configured to.
【０００８】また、歯ブラシの柄３の被充電部には、充
電部の１次コイルＬ1 、Ｌ2 と電磁結合して電圧を誘起
させるために、トランスの２次コイルＬ3 を設けると共
に、整流用のダイオードＤ2 、２次電池（Ｎｉ−Ｃｄ電
池）５等が設けてある。この電動歯ブラシは、歯ブラシ
の使用時には、人が歯ブラシの柄３を持ってスタンド１
から取り出して使用するが、使用しない時は図示のよう
に歯ブラシをスタンド１に建てて保管する。The charged portion of the handle 3 of the toothbrush is provided with a secondary coil L 3 of a transformer for electromagnetically coupling with the primary coils L 1 and L 2 of the charging portion to induce a voltage. A rectifying diode D 2 , a secondary battery (Ni-Cd battery) 5 and the like are provided. With this electric toothbrush, when using the toothbrush, a person holds the handle 3 of the toothbrush and holds the stand 1
The toothbrush is taken out from the stand and used, but when not used, the toothbrush is built and stored in the stand 1 as shown in the figure.
【０００９】この状態で、充電部の１次コイルＬ1 、Ｌ
2 と、被充電部の２次コイルＬ3 が電磁結合するので、
被充電部の２次コイルＬ3 には電圧が誘起する。そし
て、この誘起した電圧によりダイオードＤ2 を介して２
次電池５が充電される。In this state, the primary coils L 1 and L of the charging section are
2 and the secondary coil L 3 of the part to be charged are electromagnetically coupled,
A voltage is induced in the secondary coil L 3 of the part to be charged. By voltage the induced via the diode D 2 2
The secondary battery 5 is charged.
【００１０】§２：従来例２の説明・・・図１１参照 図１１は従来例２の説明図である。図１１中、２０は送
信ユニット、２１は受信ユニット、Ｌ5 は送信用コイ
ル、Ｌ6 は帰還用コイル、Ｌ7 は受信用コイル、Ｑ1 は
トランジスタ（ＦＥＴ）、ｄ5 はダイオード、Ｃ5 はコ
ンデンサ、Ｒ5 、Ｒ6 は抵抗を示す。§2: Description of Conventional Example 2 ... See FIG. 11 FIG. 11 is an explanatory diagram of Conventional Example 2. In FIG. 11, 20 is a transmitting unit, 21 is a receiving unit, L 5 is a transmitting coil, L 6 is a feedback coil, L 7 is a receiving coil, Q 1 is a transistor (FET), d 5 is a diode, C 5 Is a capacitor, and R 5 and R 6 are resistors.
【００１１】従来例２の非接触型電力伝送装置は、送信
ユニット２０と受信ユニット２１からなり、送信ユニッ
ト２０に図示構成の発振回路が設けてある。前記発振回
路は、反結合発振回路として知られているもので、送信
用コイルＬ5 と磁気的に結合したトランスを構成する帰
還用コイルＬ6 、及びトランジスタＱ1 がオンの時のゲ
ートバイアス電圧を安定化するためのダイオードｄ5 と
抵抗Ｒ5 の直列回路からなるバイアス安定化回路を備え
ている。The non-contact type power transmission device of Conventional Example 2 comprises a transmission unit 20 and a reception unit 21, and the transmission unit 20 is provided with an oscillation circuit having the structure shown in the figure. The oscillating circuit is known as an anti-coupling oscillating circuit, and includes a feedback coil L 6 forming a transformer magnetically coupled to the transmitting coil L 5 , and a gate bias voltage when the transistor Q 1 is on. Is provided with a bias stabilizing circuit including a series circuit of a diode d 5 and a resistor R 5 for stabilizing the.
【００１２】前記反結合発振回路は、トランジスタＱ1
のドレイン電圧と同相の電圧をゲートに帰還することで
発振回路を構成するものである。良く知られているよう
に、トランジスタ増幅器ではトランジスタ（ＦＥＴ）の
ゲートとドレインは逆相となるから、同相帰還のために
はトランスでの位相反転は不可欠である。The anti-coupling oscillator circuit includes a transistor Q 1
The oscillation circuit is configured by feeding back a voltage in phase with the drain voltage of the gate to the gate. As is well known, in a transistor amplifier, the gate and drain of a transistor (FET) have opposite phases, so that phase inversion in a transformer is essential for in-phase feedback.
【００１３】なお、送信側ユニット２０において、抵抗
Ｒ6 はバイアス抵抗、コンデンサＣ 5 は直流遮断用のコ
ンデンサである。また、受信側ユニット２１において、
受信用コイルＬ7 は送信用コイルと電磁結合して電力の
受信を行うものである。In the transmitter unit 20, the resistance is
R6Is a bias resistor and capacitor C FiveIs a DC disconnector
It is a capacitor. In the receiving side unit 21,
Receiving coil L7Is electromagnetically coupled to the transmitting coil
It is to receive.
【００１４】前記送信側ユニット２０に設けた発振回路
の動作は次の通りである。送信用コイルＬ5 に蓄えられ
るエネルギーは、流れる電流の２乗及びその継続時間、
つまりトランジスタＱ1 のオン時間に比例する。トラン
ジスタＱ1 のオン時間はゲートバイアス時間で決まるの
で、ダイオードｄ5 と抵抗Ｒ5 からなるバイアス安定化
回路がない場合、電源電圧が上昇するとトランジスタＱ
1 のバイアス電圧が高くなり、ドレイン電流が増大し、
その結果送信用コイルＬ5 に蓄えられるエネルギーが増
大する。The operation of the oscillator circuit provided in the transmission side unit 20 is as follows. The energy stored in the transmitting coil L 5 is the square of the flowing current and its duration,
That is, it is proportional to the ON time of the transistor Q 1 . Since the on-time of the transistor Q 1 is determined by the gate bias time, if the power supply voltage rises, the transistor Q 1 will be turned on when the bias stabilization circuit including the diode d 5 and the resistor R 5 is not provided.
The bias voltage of 1 becomes high, the drain current increases,
As a result, the energy stored in the transmitting coil L 5 increases.
【００１５】この時、受信ユニット２１側で負荷を少な
くすると送信用コイルＬ5 に蓄えられたエネルギーは、
逃げ場がなく、結果として送信用コイルＬ5 の両端電圧
が異常に増大しトランジスタＱ1 が破壊される。これを
防ぐため、バイアス電圧が不必要に上がらない手段が必
要である。At this time, if the load is reduced on the receiving unit 21 side, the energy stored in the transmitting coil L 5 becomes
There is no escape, and as a result the voltage across the transmission coil L 5 increases abnormally and the transistor Q 1 is destroyed. In order to prevent this, means for preventing the bias voltage from rising unnecessarily is needed.
【００１６】このため、前記バイアス安定化回路は、ト
ランジスタＱ1 のオン時間、つまりドレインがＧＮＤ電
位と等しい時のみ、コンデンサＣ5 に保持されたバイア
ス電圧をドレイン側に逃がしてオン時間を短縮する働き
をする。従って、トランジスタＱ1 のオン時間は、コン
デンサＣ5 、及びバイアス安定化回路を構成するダイオ
ードｄ5 と抵抗Ｒ5 で決まる時定数で制御され、電源電
圧が上昇した場合でもオン時間が短縮されるので、送信
用コイルＬ5 に蓄えられるエネルギーは減少し、送信用
コイルＬ5 の両端電圧が不必要に増大することを防いで
いる。Therefore, the bias stabilizing circuit allows the bias voltage held in the capacitor C 5 to escape to the drain side only when the ON time of the transistor Q 1 , that is, when the drain is equal to the GND potential, to shorten the ON time. Work. Therefore, the on-time of the transistor Q 1 is controlled by the time constant determined by the capacitor C 5 , the diode d 5 forming the bias stabilizing circuit and the resistor R 5 , and the on-time is shortened even when the power supply voltage rises. Therefore, the energy stored in the transmitting coil L 5 is reduced, and the voltage across the transmitting coil L 5 is prevented from unnecessarily increasing.
【００１７】[0017]
【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) ：前記従来例のようにトランジスタ１個の発振回路
では、反結合発振回路を用いざるを得ず、送信用コイル
に帰還用コイルを付加する、つまり、トランスを構成し
なければならなかった。このことは、送信用コイルの構
造を複雑化し、例えば送信用コイルとしてボビンレスの
単一巻線コイルが利用できないなど、価格アップの原因
ともなっていた。The above-mentioned prior art has the following problems. (1): In the oscillation circuit with one transistor as in the conventional example, the anti-coupling oscillation circuit must be used, and the feedback coil must be added to the transmission coil, that is, the transformer must be configured. It was This complicates the structure of the transmission coil and causes a cost increase, for example, because a bobbinless single winding coil cannot be used as the transmission coil.
【００１８】(2) ：前記従来例の発振回路では、発振が
パルス的に行われるため、不要輻射が極めて大きくな
る。そのため、ラジオ、テレビ等の他の機器へのノイズ
の影響が大きくなる。(2): In the oscillation circuit of the above conventional example, since the oscillation is performed in a pulsed manner, unnecessary radiation becomes extremely large. Therefore, the influence of noise on other devices such as radios and televisions becomes large.
【００１９】(3) ：前記従来例２では、バイアス安定化
回路に用いるダイオードは、トランジスタのドレイン電
圧変動をゲートに帰還させないため、接合容量の小さな
ダイオードが必要となる。一方、この回路のダイオード
はドレインにかかる高電圧に耐えなければならないた
め、通常、５００Ｖ以上の逆耐圧が必要である。一般に
高逆耐圧で小容量のダイオードは極めて高価である。従
って、非接触型電力伝送装置のコストアップの原因とな
っていた。(3) In the second conventional example, the diode used in the bias stabilizing circuit does not feed back the fluctuation of the drain voltage of the transistor to the gate, so that a diode having a small junction capacitance is required. On the other hand, the diode of this circuit must withstand a high voltage applied to the drain, and therefore, a reverse breakdown voltage of 500 V or more is usually required. Generally, a diode having a high reverse breakdown voltage and a small capacity is extremely expensive. Therefore, the cost of the non-contact power transmission device is increased.
【００２０】(4) ：送信用コイルとして安価なボビンレ
スの単一巻線コイルを利用し、かつ帰還コイルを持つト
ランス構造とするため、帰還コイルを回路基板上にプリ
ントコイルとして構成したものは既に提案されていた。
しかし、前記提案されたものは、プリントコイルを回路
基板上に構成するため、プリント基板の面積を増大した
り、それを避けるため、両面プリント基板を用いれば、
片面プリント基板より高価になることは避けられなかっ
た。(4): An inexpensive bobbin-less single-winding coil is used as the transmitting coil, and a transformer structure having a feedback coil is used, so that the feedback coil is already formed as a printed coil on the circuit board. Was proposed.
However, in the above-mentioned proposal, since the printed coil is formed on the circuit board, the area of the printed board is increased, and in order to avoid it, if a double-sided printed board is used,
It was inevitable that it would be more expensive than a single-sided printed circuit board.
【００２１】本発明は、このような従来の課題を解決
し、：十分安価で不要輻射が少ないこと、：高価と
なる原因の帰還巻線を含まないこと、：高価な小容量
ダイオードを含まずにバイアス安定化が達成されるこ
と、等の条件を満たし、小型、安価で高効率の電力伝送
を可能にすることを目的とする。The present invention solves such conventional problems as follows: sufficiently inexpensive and less unnecessary radiation: not including a feedback winding that causes an increase in price: not including an expensive small capacitance diode It is intended to satisfy the requirements such as that the bias stabilization is achieved, and to enable small-sized, inexpensive, and highly efficient power transmission.
【００２２】[0022]
【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。 (1) ：発振回路を含み、該発振回路で発生した電力を送
信する送信ユニット２０と、送信ユニット２０から送信
された電力を受信する受信ユニット２１からなり、送信
ユニット２０から受信ユニット２１に対して非接触で電
力の伝送を行う非接触型電力伝送装置において、前記発
振回路に、第１の電極Ｅ１（ベース、又はゲート）を制
御信号入力用とし、第２の電極Ｅ２（エミッタ、又はソ
ース）をＧＮＤ接続用とし、第３の電極Ｅ３（コレク
タ、又はドレイン）を負荷接続用としたトランジスタＱ
を備えた。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. The present invention is configured as follows to achieve the above object. (1): The transmitter unit 20 includes an oscillation circuit and transmits the electric power generated in the oscillation circuit, and the reception unit 21 receives the electric power transmitted from the transmission unit 20. In a non-contact power transmission device for non-contact power transmission, a first electrode E1 (base or gate) is used as a control signal input to the oscillation circuit, and a second electrode E2 (emitter or source) is used. ) For GND connection and the third electrode E3 (collector or drain) for load connection Q
Equipped with.
【００２３】そして、トランジスタＱの第３の電極Ｅ３
と電源間に第１のコイル２５（送信用コイル）を接続
し、第１の電極Ｅ１とＧＮＤ間に直流遮断手段（コンデ
ンサ３５）を有し、かつ第１のコイル２５とは磁気的に
結合していない第２のコイル２６を接続し、第１の電極
Ｅ１と電源間にバイアス用抵抗３７を接続すると共に、
第１の電極Ｅ１と第３の電極Ｅ３間にはコンデンサ２８
による帰還手段を接続した。The third electrode E3 of the transistor Q is then
The first coil 25 (transmitting coil) between the power supply and the power source, has a DC blocking means (capacitor 35) between the first electrode E1 and GND, and is magnetically coupled to the first coil 25. The second coil 26 not connected is connected, and the bias resistor 37 is connected between the first electrode E1 and the power source,
A capacitor 28 is provided between the first electrode E1 and the third electrode E3.
Connected the return means by.
【００２４】(2) ：発振回路を含み、該発振回路で発生
した電力を送信する送信ユニット２０と、送信ユニット
２０から送信された電力を受信する受信ユニット２１か
らなり、送信ユニット２０から受信ユニット２１に対し
て非接触で電力の伝送を行う非接触型電力伝送装置にお
いて、前記発振回路に、第１の電極Ｅ１（ベース、又は
ゲート）を制御信号入力用とし、第２の電極Ｅ２（エミ
ッタ、又はソース）をＧＮＤ接続用とし、第３の電極Ｅ
３（コレクタ、又はドレイン）を負荷接続用としたトラ
ンジスタを備えた。(2): A transmitter unit 20 including an oscillator circuit for transmitting the power generated by the oscillator circuit and a receiver unit 21 for receiving the power transmitted from the transmitter unit 20, and the transmitter unit 20 to the receiver unit In a non-contact type power transmission device for transmitting electric power to 21 in a non-contact manner, a first electrode E1 (base or gate) is used as a control signal input to the oscillation circuit, and a second electrode E2 (emitter is used. , Or source) for GND connection, and the third electrode E
3 (collector or drain) was provided with a transistor for load connection.
【００２５】そして、トランジスタＱの第３の電極Ｅ３
と電源間に第１のコイル２５（送信用コイル）を接続
し、第１の電極Ｅ１とＧＮＤ間に直流遮断手段（コンデ
ンサ３５）を有し、かつ第１のコイル２５とは磁気的に
結合していない第２のコイル２６を接続し、第１の電極
Ｅ１と電源間にバイアス用抵抗３７を接続し、第１の電
極Ｅ１と第３の電極Ｅ３間にはコンデンサ２８による帰
還手段を接続すると共に、第１の電極Ｅ１と第３の電極
Ｅ３間に、アノードを第１の電極Ｅ１側としてダイオー
ド４２を接続した。The third electrode E3 of the transistor Q is then
The first coil 25 (transmitting coil) between the power supply and the power source, has a DC blocking means (capacitor 35) between the first electrode E1 and GND, and is magnetically coupled to the first coil 25. The second coil 26 which is not connected is connected, the bias resistor 37 is connected between the first electrode E1 and the power supply, and the feedback means by the capacitor 28 is connected between the first electrode E1 and the third electrode E3. In addition, the diode 42 was connected between the first electrode E1 and the third electrode E3 with the anode on the first electrode E1 side.
【００２６】(3) ：前記(1) 又(2) の非接触型電力伝送
装置において、受信ユニット２１に受信用の第３のコイ
ル２７を備え、第３のコイル２７と送信ユニット２０の
第１のコイル２５の極性を逆にし、フライバックコンバ
ータ方式による電力の伝送を可能にした。(3): In the non-contact power transmission device of (1) or (2) above, the receiving unit 21 is provided with a third coil 27 for reception, and the third coil 27 and the transmitting unit 20 By reversing the polarity of the coil 25 of No. 1, electric power can be transmitted by the flyback converter method.
【００２７】（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。非接触型電力伝送装置を
使用する場合は、送信ユニット２０に電源を接続し、受
信ユニット２１に負荷Ｌを接続すると共に、送信ユニッ
ト２０と受信ユニット２１を対向配置する。そして、前
記第１のコイル２５と第３のコイル２７は、その極性を
逆にして、フライバックコンバータ方式により電力伝送
ができるようにしておく。この状態での動作は次の通り
である。(Operation) The operation of the present invention based on the above configuration will be described with reference to FIG. When using the non-contact power transmission device, a power source is connected to the transmission unit 20, a load L is connected to the reception unit 21, and the transmission unit 20 and the reception unit 21 are arranged to face each other. The polarities of the first coil 25 and the third coil 27 are reversed so that power can be transmitted by the flyback converter method. The operation in this state is as follows.
【００２８】送信ユニット２０に電源が印加されると、
送信ユニット２０の発振回路では発振動作を開始する。
この発振動作では、第１のコイル２５と第２のコイル２
６と、帰還用のコンデンサ２８からなる共振回路が所定
の共振周波数で共振し、この共振動作によりトランジス
タＱがオン／オフ動作を繰り返して行うことにより、高
周波発振を行う。When power is applied to the transmitting unit 20,
The oscillation circuit of the transmission unit 20 starts the oscillation operation.
In this oscillating operation, the first coil 25 and the second coil 2
6, and the resonance circuit including the feedback capacitor 28 resonates at a predetermined resonance frequency, and the resonance operation causes the transistor Q to repeatedly perform on / off operations, thereby performing high-frequency oscillation.
【００２９】この場合、第１のコイル２５と第２のコイ
ル２６のインダクタンス値と、帰還用のコンデンサ２８
の容量値で決まる周波数で発振を行う。そして、前記発
振回路の発振動作により発生した高周波電力は第１のコ
イル２５から高周波の電磁波による電力の送信を行う。In this case, the inductance values of the first coil 25 and the second coil 26, and the feedback capacitor 28.
Oscillates at a frequency determined by the capacitance value of. The high frequency power generated by the oscillation operation of the oscillator circuit is transmitted from the first coil 25 as a high frequency electromagnetic wave.
【００３０】前記のように、送信ユニット２０と受信ユ
ニット２１を対向配置した状態で送信ユニット２０の発
振回路を動作させると、送信ユニット２０から高周波の
電磁界が発生する。この場合、第１のコイル２５と第３
のコイル２７はフライバックコンバータ方式により電磁
結合する。As described above, when the oscillating circuit of the transmitting unit 20 is operated with the transmitting unit 20 and the receiving unit 21 facing each other, a high-frequency electromagnetic field is generated from the transmitting unit 20. In this case, the first coil 25 and the third coil
The coil 27 is electromagnetically coupled by the flyback converter method.
【００３１】このため、第３のコイル２７には電圧が誘
起するので、第３のコイル２７と共振用のコンデンサ３
０からなる並列共振回路は、所定の周波数で共振する。
そして、前記並列共振回路の出力はダイオード３２によ
り整流されコンデンサ３１で平滑化され、コンデンサ３
１の端子に平滑化された直流電圧を発生させる。このコ
ンデンサ３１の直流電圧により、定電流回路３３が定電
流を出力し負荷Ｌに供給する。このようにして、送信ユ
ニット２０と受信ユニット２１を対向配置することによ
り非接触で送信ユニット２０から受信ユニット２１への
高周波電力の伝送が可能になる。For this reason, a voltage is induced in the third coil 27, and the third coil 27 and the resonance capacitor 3 are used.
The parallel resonant circuit consisting of 0 resonates at a predetermined frequency.
The output of the parallel resonant circuit is rectified by the diode 32 and smoothed by the capacitor 31,
A smoothed DC voltage is generated at the first terminal. The DC voltage of the capacitor 31 causes the constant current circuit 33 to output a constant current and supply it to the load L. In this way, by disposing the transmission unit 20 and the reception unit 21 so as to face each other, it is possible to transmit high-frequency power from the transmission unit 20 to the reception unit 21 in a contactless manner.
【００３２】以上のようにして、不要輻射が少なく、高
価となる原因の帰還巻線を含まず、高価な小容量ダイオ
ードを含まずに安定した発振動作を行うことができる。
そのため、小型、安価で高効率の電力伝送が可能とな
る。As described above, a stable oscillation operation can be performed without the need for an expensive small-capacity diode, which does not include a feedback winding that causes an increase in the amount of unnecessary radiation and is expensive.
As a result, it is possible to achieve small-sized, inexpensive and highly efficient power transmission.
【００３３】[0033]
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態における
各例を図面に基づいて説明する。 §１：非接触型電力伝送装置の基本的な説明・・・図２
参照 図２は非接触型電力伝送装置の基本構成図である。図示
のように非接触型電力伝送装置は、電力を送信する送信
ユニット２０と、送信ユニット２０から送信された電力
を受信する受信ユニット２１からなり、送信ユニット２
０から受信ユニット２１に対して非接触で電力を伝送す
る装置である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Each example in the embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. §1: Basic description of non-contact power transmission device ... Fig. 2
Reference FIG. 2 is a basic configuration diagram of the non-contact power transmission device. As illustrated, the non-contact power transmission device includes a transmission unit 20 that transmits electric power and a reception unit 21 that receives the electric power transmitted from the transmission unit 20.
This is a device for transmitting electric power from 0 to the receiving unit 21 in a non-contact manner.
【００３４】前記送信ユニット２０には送信用の電力を
発生させるための発振回路２２と、発振回路２２で発生
した電力を送信するための第１のコイル２５（送信用コ
イル）が設けてある。そして発振回路２２には、逆相増
幅器２３と、帰還用のコンデンサ２８と、第２のコイル
２６が設けてある。なお、第１のコイル２５は送信用コ
イルであるが、前記発振回路の素子も兼ねている。The transmitting unit 20 is provided with an oscillating circuit 22 for generating electric power for transmission, and a first coil 25 (transmitting coil) for transmitting electric power generated by the oscillating circuit 22. The oscillator circuit 22 is provided with a negative phase amplifier 23, a feedback capacitor 28, and a second coil 26. Although the first coil 25 is a transmission coil, it also serves as an element of the oscillation circuit.
【００３５】また、受信ユニット２１には、送信ユニッ
ト２０から送信された電力を受信するための第３のコイ
ル２７（受信用コイル）と、共振用のコンデンサ３０
と、整流用のダイオード３２と、平滑用のコンデンサ３
１と、定電流回路３３が設けてあり、定電流回路３３の
出力側には負荷として２次電池３４が接続されている。
なお、受信ユニット２１では、前記第３のコイル２７と
コンデンサ３０とで並列共振回路を構成している。前記
送信ユニット２０と受信ユニット２１の動作は次の通り
である。Further, the receiving unit 21 has a third coil 27 (receiving coil) for receiving the electric power transmitted from the transmitting unit 20, and a resonance capacitor 30.
, Rectifying diode 32, and smoothing capacitor 3
1 and a constant current circuit 33 are provided, and a secondary battery 34 as a load is connected to the output side of the constant current circuit 33.
In the receiving unit 21, the third coil 27 and the capacitor 30 form a parallel resonance circuit. The operation of the transmitting unit 20 and the receiving unit 21 is as follows.
【００３６】(1) ：発振回路２２の発振原理の説明 逆相増幅器２３の入力（Ｐ１側）に対し、逆相増幅器２
３の出力（Ｐ２側）は、前記入力とは逆相となるが、帰
還用のコンデンサ２８と第２のコイル２６との接続点
（Ｐ１）では、１８０°の位相変位が生じるので、入力
に対し同相で帰還される。このため、前記の構成により
発振回路は発振動作を行うことができる。(1): Description of Oscillation Principle of Oscillation Circuit 22 With respect to the input (P1 side) of the anti-phase amplifier 23, the anti-phase amplifier 2
The output (P2 side) of 3 has a phase opposite to that of the input, but at the connection point (P1) between the feedback capacitor 28 and the second coil 26, a phase shift of 180 ° occurs, so On the other hand, they are returned in phase. Therefore, with the above configuration, the oscillator circuit can perform an oscillating operation.
【００３７】(2) ：送信ユニット２０と受信ユニット２
１間の非接触電力伝送の説明 送信ユニット２０と受信ユニット２１が接近して対向す
るように位置決めする。この時、第１のコイル２５と第
３のコイル２７が対向配置されるようにする。この状態
で、送信ユニット２０の発振回路２２が発振動作を開始
すると、送信ユニット２０には高周波電力が発生し、第
１のコイル２５から高周波電力が送信される。(2): Transmitting unit 20 and receiving unit 2
Description of non-contact power transmission between 1 The transmission unit 20 and the reception unit 21 are positioned so as to approach and face each other. At this time, the first coil 25 and the third coil 27 are arranged to face each other. In this state, when the oscillation circuit 22 of the transmission unit 20 starts an oscillating operation, high frequency power is generated in the transmission unit 20 and the high frequency power is transmitted from the first coil 25.
【００３８】この時、第１のコイル２５と第３のコイル
２７が電磁結合し、第３のコイル２７に電圧が誘起す
る。そして、前記第３のコイル２７に誘起した電圧によ
り共振用のコンデンサ３０にも電流が流れ、第３のコイ
ル２７とコンデンサ３０からなる並列回路は並列共振状
態となる。そして、前記並列共振回路の出力はダイオー
ド３２で整流され、コンデンサ３１で平滑化されて直流
電圧に変換される。そして、コンデンサ３１の電圧によ
り定電流回路３３で定電流化した電流を出力し、２次電
池３４に定電流を供給することで２次電池３４を充電す
る。以下、前記非接触型電力伝送装置の基本構成を基に
具体化した各例について説明する。At this time, the first coil 25 and the third coil 27 are electromagnetically coupled, and a voltage is induced in the third coil 27. Then, the current induced by the voltage induced in the third coil 27 also flows through the resonance capacitor 30, so that the parallel circuit including the third coil 27 and the capacitor 30 is brought into a parallel resonance state. The output of the parallel resonant circuit is rectified by the diode 32, smoothed by the capacitor 31, and converted into a DC voltage. Then, the constant current circuit 33 outputs a constant current by the voltage of the capacitor 31 and supplies the constant current to the secondary battery 34 to charge the secondary battery 34. Hereinafter, each example embodied based on the basic configuration of the non-contact power transmission device will be described.
【００３９】§２：例１の説明・・・図３参照 図３は例１の説明図である。以下、図３に基づいて例１
の非接触型電力伝送装置を説明する。§2: Description of Example 1 ... See FIG. 3 FIG. 3 is an explanatory diagram of Example 1. Hereinafter, example 1 will be described with reference to FIG.
The non-contact power transmission device will be described.
【００４０】(1) ：回路構成の説明 例１は、前記発振回路２２を構成する逆相増幅器２３と
して、バイポーラ型のトランジスタ３９を使用した例で
ある。図示のように、非接触型電力伝送装置は、送信ユ
ニット２０と受信ユニット２１からなり、送信ユニット
２０から受信ユニット２１に対して非接触で電力が伝送
できるように構成されている。(1): Description of Circuit Configuration Example 1 is an example in which a bipolar transistor 39 is used as the anti-phase amplifier 23 constituting the oscillation circuit 22. As shown in the figure, the non-contact power transmission device includes a transmission unit 20 and a reception unit 21, and is configured to be able to transmit electric power from the transmission unit 20 to the reception unit 21 in a non-contact manner.
【００４１】前記送信ユニット２０には、前記逆相増幅
器を構成するバイポーラ型のトランジスタ３９と、帰還
用のコンデンサ２８と、第２のコイル２６と、直流遮断
用のコンデンサ３５と、電流調整用の抵抗３７及び可変
抵抗３８からなる発振回路が設けてあり、この発振回路
の出力側に第１のコイル２５が接続されている。この場
合、第１のコイル２５は前記発振回路の素子も兼ねてい
る。In the transmitting unit 20, a bipolar transistor 39 forming the anti-phase amplifier, a feedback capacitor 28, a second coil 26, a DC blocking capacitor 35, and a current adjusting capacitor. An oscillator circuit including a resistor 37 and a variable resistor 38 is provided, and the first coil 25 is connected to the output side of the oscillator circuit. In this case, the first coil 25 also serves as the element of the oscillation circuit.
【００４２】すなわち、前記発振回路において、トラン
ジスタ３９には第１のコイル２５（送信用コイル）がコ
レクタ負荷として接続され、ベースには第１のコイル２
５とは磁気的に結合してない第２のコイル２６が接続さ
れている。また、第２のコイル２６には、トランジスタ
３９のベースに印加するバイアス電圧がＧＮＤに接続さ
れないように直流遮断用のコンデンサ３５が直列に接続
されている。That is, in the oscillation circuit, the first coil 25 (transmission coil) is connected to the transistor 39 as a collector load, and the first coil 2 is connected to the base.
A second coil 26, which is not magnetically coupled to 5, is connected. A capacitor 35 for blocking direct current is connected in series to the second coil 26 so that the bias voltage applied to the base of the transistor 39 is not connected to GND.
【００４３】更にトランジスタ３９のベースは、電流調
整用の抵抗３７及び可変抵抗３８の直列回路を介して電
源に接続されており、前記可変抵抗３８の調整によりト
ランジスタ３９のバイアス電流を調整できるようになっ
ている。なお、コンデンサ３６はバイパス用のコンデン
サである。Further, the base of the transistor 39 is connected to a power source through a series circuit of a current adjusting resistor 37 and a variable resistor 38, so that the bias current of the transistor 39 can be adjusted by adjusting the variable resistor 38. Has become. The capacitor 36 is a bypass capacitor.
【００４４】コンデンサ２８はトランジスタ３９のコレ
クタからベースへの帰還用のコンデンサであり、このコ
ンデンサ２８と第２のコイル２６によりコレクタ信号は
位相が反転されてベースへ帰還されるようになってい
る。また、コンデンサ２８は第１のコイル２５、第２の
コイル２６と共に共振回路（直列共振回路）を構成して
おり、この共振回路の共振周波数に応じてトランジスタ
３９が動作することにより、この発振回路は正弦波発振
を行うように構成されている。The capacitor 28 is a capacitor for feedback from the collector of the transistor 39 to the base, and the collector signal is inverted in phase by the capacitor 28 and the second coil 26 and is fed back to the base. The capacitor 28 constitutes a resonance circuit (series resonance circuit) together with the first coil 25 and the second coil 26, and the transistor 39 operates according to the resonance frequency of the resonance circuit, so that the oscillation circuit. Is configured to perform sinusoidal oscillation.
【００４５】前記構成において、第１のコイル２５と第
２のコイル２６は、磁気的に結合しない独立した別のコ
イルであるから、第１のコイル２５には安価なボビンレ
スコイルが使用でき、第２のコイル２６としては安価な
汎用の固定コイルが使用できる。In the above structure, since the first coil 25 and the second coil 26 are independent coils that are not magnetically coupled, an inexpensive bobbinless coil can be used for the first coil 25. As the second coil 26, an inexpensive general-purpose fixed coil can be used.
【００４６】(2) ：例１の動作説明・・・図４参照 図４は例１の動作説明図である。以下、図４に基づいて
例１の非接触型電力伝送装置の動作を説明する。(2): Description of operation of Example 1--see FIG. 4 FIG. 4 is a diagram of operation of Example 1. The operation of the non-contact power transmission device of Example 1 will be described below with reference to FIG.
【００４７】非接触型電力伝送装置を使用する場合は、
送信ユニット２０に直流電源（電圧：ＶIN）を接続し、
受信ユニット２１の負荷として、定電流回路３３の出力
側に２次電池３４を接続すると共に、送信ユニット２０
と受信ユニット２１を対向配置する。この場合、第１の
コイル２５と第３のコイル２７は極性を逆にし、フライ
バックコンバータ方式により電力伝送できるようにして
おく。この状態での動作は次の通りである。When using a non-contact type power transmission device,
Connect a DC power supply (voltage: V IN ) to the transmitter unit 20,
As the load of the receiving unit 21, the secondary battery 34 is connected to the output side of the constant current circuit 33, and the transmitting unit 20
And the receiving unit 21 are arranged to face each other. In this case, the first coil 25 and the third coil 27 have opposite polarities so that power can be transmitted by the flyback converter method. The operation in this state is as follows.
【００４８】送信ユニット２０に直流電源（電圧：
ＶIN）が印加すると、送信ユニット２０の発振回路では
発振動作を開始する。この発振動作では、第１のコイル
２５と第２のコイル２６と、帰還用のコンデンサ２８か
らなる共振回路（直列共振回路）が所定の共振周波数で
共振し、この共振動作によりトランジスタ３９がオン／
オフ動作を繰り返して行うことにより、高周波発振を行
う。A DC power source (voltage:
When V IN ) is applied, the oscillation circuit of the transmission unit 20 starts oscillating operation. In this oscillation operation, the resonance circuit (series resonance circuit) including the first coil 25, the second coil 26, and the feedback capacitor 28 resonates at a predetermined resonance frequency, and this resonance operation turns on / off the transistor 39.
High frequency oscillation is performed by repeating the off operation.
【００４９】この場合、第１のコイル２５と第２のコイ
ル２６のインダクタンス値と、帰還用のコンデンサ２８
の容量値で決まる周波数で発振を行う。そして、前記発
振回路の発振動作により発生した高周波電力は第１のコ
イル２５から高周波の電磁波による電力の送信を行う。In this case, the inductance values of the first coil 25 and the second coil 26, and the feedback capacitor 28.
Oscillates at a frequency determined by the capacitance value of. The high frequency power generated by the oscillation operation of the oscillator circuit is transmitted from the first coil 25 as a high frequency electromagnetic wave.
【００５０】前記のように、送信ユニット２０と受信ユ
ニット２１を対向配置した状態で送信ユニット２０の発
振回路を動作させると、送信ユニット２０から高周波の
電磁界が発生する。この場合、送信ユニット２０の第１
のコイル２５と受信ユニット２１の第３のコイル２７は
トランスのフライバックコンバータ方式による１次コイ
ルと２次コイルの関係と同じ状態（逆極性）で電磁結合
する。As described above, when the oscillating circuit of the transmitting unit 20 is operated with the transmitting unit 20 and the receiving unit 21 facing each other, a high-frequency electromagnetic field is generated from the transmitting unit 20. In this case, the first of the transmitting units 20
The coil 25 and the third coil 27 of the receiving unit 21 are electromagnetically coupled in the same state (reverse polarity) as the relationship between the primary coil and the secondary coil of the transformer flyback converter method.
【００５１】このため、第３のコイル２７には電圧が誘
起する。この誘起電圧により、第３のコイル２７と共振
用のコンデンサ３０からなる並列共振回路は、所定の周
波数で共振状態となる。また、この時、第３のコイル２
７の電圧によりダイオード３２を介して平滑用のコンデ
ンサ３１に電流が流れ、コンデンサ３１を充電する。こ
のようにしてコンデンサ３１には平滑化された直流電圧
が発生する。そして、コンデンサ３１で平滑化された直
流電圧により定電流回路３３で定電流を出力し、この定
電流により２次電池３４を充電する。Therefore, a voltage is induced in the third coil 27. Due to this induced voltage, the parallel resonance circuit including the third coil 27 and the resonance capacitor 30 is brought into a resonance state at a predetermined frequency. At this time, the third coil 2
The voltage of 7 causes a current to flow in the smoothing capacitor 31 via the diode 32, and charges the capacitor 31. In this way, the smoothed DC voltage is generated in the capacitor 31. Then, the constant current circuit 33 outputs a constant current by the DC voltage smoothed by the capacitor 31, and the secondary battery 34 is charged by this constant current.
【００５２】このようにして、送信ユニット２０と受信
ユニット２１を対向配置することにより送信ユニット２
０から受信ユニット２１へ非接触で高周波電力を伝送す
ることができる。この場合の各部の波形は図５に示した
通りである。In this way, by arranging the transmitting unit 20 and the receiving unit 21 to face each other, the transmitting unit 2
High frequency power can be transmitted from 0 to the receiving unit 21 in a contactless manner. The waveform of each part in this case is as shown in FIG.
【００５３】図５において、はトランジスタ３９の状
態（オン／オフ）、はトランジスタ３９のコレクタ・
エミッタ間電圧ＶCE、はトランジスタ３９のコレクタ
電流ＩC 、はトランジスタ３９のベース・エミッタ間
電圧ＶBE、は帰還用のコンデンサ２８に流れる電流Ｉ
1 、は第３のコイル２７に発生する電圧ＶS 、は共
振用のコンデンサ３０に流れる電流ＩS を示す。In FIG. 5, is the state of the transistor 39 (on / off), is the collector of the transistor 39,
The emitter-to-emitter voltage V CE is the collector current I C of the transistor 39, is the base-emitter voltage V BE of the transistor 39, and is the current I flowing through the feedback capacitor 28.
1 , 1 is the voltage V S generated in the third coil 27, and 1 is the current I S flowing through the resonance capacitor 30.
【００５４】前記のように送信ユニット２０の発振回路
が発振動作を行うと、トランジスタ３９は、のように
オン／オフ動作を繰り返して行う。この時トランジスタ
３９のコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEは、のようにト
ランジスタ３９がオン状態の時ＶCEは略０となり、オフ
状態の時ＶCEは正弦波状に大きくなる。When the oscillating circuit of the transmitting unit 20 performs the oscillating operation as described above, the transistor 39 repeats the on / off operation as follows. Collector-emitter voltage V CE of the time transistor 39, the transistor 39 is V CE is substantially zero when the on-state, V CE when the OFF state increases sinusoidally as.
【００５５】また、トランジスタ３９のコレクタ電流Ｉ
ｃは、のようにトランジスタ３９がオン状態の時大き
く、オフ状態の時殆ど流れないが、トランジスタ３９が
オン時の電流が少し遅れるので、トランジスタ３９がオ
フになってもコレクタ電流は少し流れる）。Further, the collector current I of the transistor 39
(c is large when the transistor 39 is in the on state and hardly flows when the transistor 39 is in the off state, but the current when the transistor 39 is on is slightly delayed, so that a small collector current flows even when the transistor 39 is off). .
【００５６】トランジスタ３９のベース・エミッタ間電
圧ＶBEは、のようにトランジスタ３９がオン状態の時
略一定の電圧（エミッタに対しベース側が高い電位）で
あり、オフ状態の時逆方向に正弦波状の大きな電圧（エ
ミッタに対しベース側が低い電位）となる。帰還用のコ
ンデンサ２８に流れる電流Ｉ1 は、のように略正弦波
状の共振電流が流れる。The base-emitter voltage V BE of the transistor 39 is a substantially constant voltage when the transistor 39 is in the on state (high potential on the base side with respect to the emitter), and is a sinusoidal wave in the reverse direction when the transistor 39 is in the off state. Becomes a large voltage (a lower potential on the base side than the emitter). As the current I 1 flowing through the feedback capacitor 28, a substantially sinusoidal resonance current flows as follows.
【００５７】一方、受信ユニット２１では、第３のコイ
ル２７は送信ユニット２０の第１のコイル２５に対し
て、フライバックコンバータ方式により結合（逆極性で
結合）しているため、第３のコイル２７に発生する電圧
ＶS はのようになる。すなわち、第３のコイル２７に
発生する電圧ＶS は、トランジスタ３９がオンになって
コレクタ電流が大きくなった時のみ、略正弦波状の大き
な電圧（正弦波の半波状の誘起電圧）が発生する。ま
た、コンデンサ３０に流れる電流ＩS はのような電流
が流れる。On the other hand, in the receiving unit 21, the third coil 27 is coupled to the first coil 25 of the transmitting unit 20 by the flyback converter method (combining with the reverse polarity), so that the third coil 27 is The voltage V S generated at 27 is as follows. That is, the voltage V S generated in the third coil 27 generates a substantially sinusoidal large voltage (a half-wave sinusoidal induced voltage) only when the transistor 39 is turned on and the collector current becomes large. . The current I S flowing through the capacitor 30 is as follows.
【００５８】前記動作において、送信ユニット２０の入
力電源の電圧をＶIN、入力電流をＩ INとし、受信ユニッ
ト２１の出力電圧（定電流回路３３の出力電圧）を
ＶO 、出力電流をＩO とし、電力伝送効率をηとすると
ηは次の通りである。すなわち、入力電力はＶIN×ＩIN
（Ｗ）であり、出力電力はＶO ×ＩO （Ｗ）であるか
ら、電力伝送効率ηは、η＝ＶO ×ＩO ／ＶIN×Ｉ
IN（％）となる。In the above operation, the transmission unit 20 is turned on.
The power supply voltage to VIN, Input current I INAnd receive unit
The output voltage of the inverter 21 (output voltage of the constant current circuit 33)
VO, Output current IOAnd the power transfer efficiency is η
η is as follows. That is, the input power is VIN× IIN
(W) and the output power is VO× IOIs it (W)
, The power transfer efficiency η is η = VO× IO/ VIN× I
IN(%).
【００５９】(3) ：その他の説明 前記非接触型電力伝送装置において、第１のコイル２５
と第３のコイル２７との電磁結合は、フライバックコン
バータ方式による結合と、フォワードコンバータ方式に
よる結合とがあり、両方の結合方法で実施した結果、図
４のＡ図、Ｂ図に示した結果が得られた。図４のＡ図は
フライバックコンバータ方式による波形図であり、Ｂ図
はフォワードコンバータ方式による波形図である。(3): Other Descriptions In the non-contact power transmission device, the first coil 25 is used.
The electromagnetic coupling between the third coil 27 and the third coil 27 includes a flyback converter type coupling and a forward converter type coupling. As a result of performing both coupling methods, the results shown in FIGS. was gotten. FIG. 4A is a waveform diagram by the flyback converter system, and FIG. 4B is a waveform diagram by the forward converter system.
【００６０】図４のＡ図及びＢ図に示したように、トラ
ンジスタ３９のコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEに対して
コレクタ電流ＩC は図示のように流れるが、前記両波形
の重なった部分において電力の損失が発生する。この場
合、Ａ図に示したフライバックコンバータ方式による場
合の損失をＰＡ（Ｗ）、Ｂ図に示したフォーワードコン
バータ方式による場合の損失をＰＢ（Ｗ）とし、Ａ図の
コレクタ電流のピーク値をＩC1、Ｂ図のコレクタ電流の
ピーク値をＩC2とすると、ＩC1＜ＩC2（例えば、ＩC1＝
４００ｍＡ、ＩC2＝６００ｍＡ）、ＰＡ＜ＰＢの関係に
なる。As shown in FIGS. 4A and 4B, the collector current I C flows with respect to the collector-emitter voltage V CE of the transistor 39 as shown in the figure, but in the overlapping portion of the two waveforms. Power loss occurs. In this case, the loss in the case of the flyback converter method shown in FIG. A is PA (W), the loss in the case of the forward converter method shown in FIG. B is PB (W), and the peak value of the collector current in FIG. Is I C1 and the peak value of the collector current in the diagram B is I C2 , I C1 <I C2 (for example, I C1 =
400 mA, I C2 = 600 mA) and PA <PB.
【００６１】前記のように、第１のコイル２５と第３の
コイル２７の極性を逆にし、フライバックコンバータ方
式による電力伝送では、トランジスタ３９がオンの時、
受信ユニット２１のダイオード３２がカットオフ状態と
なる。このため、第３のコイル２７のインダクタンスに
よりトランジスタ３９のピーク電流ＩC1が低減され（Ｉ
C1＜ＩC2）、トランジスタ３９のオフ時の損失電力ＰＡ
が低減できる（ＰＡ＜ＰＢ）。As described above, the polarities of the first coil 25 and the third coil 27 are reversed, and in the power transmission by the flyback converter system, when the transistor 39 is on,
The diode 32 of the receiving unit 21 is cut off. Therefore, the peak current I C1 of the transistor 39 is reduced by the inductance of the third coil 27 (I
C1 <I C2 ), power loss PA when transistor 39 is off
Can be reduced (PA <PB).
【００６２】その結果、フライバック結合により電力伝
送した場合には、フォーワード結合により電力伝送した
場合に比べて、電力伝送効率η（η＝ＶO ×ＩO ／ＶIN
×Ｉ IN）が改善される。As a result, the power is transferred by the flyback coupling.
When it was sent, power was transferred by forward coupling.
Power transfer efficiency η (η = VO× IO/ VIN
× I IN) Is improved.
【００６３】§３：例２の説明・・・図６〜図８参照 図６は例２の説明図、図７は例２の動作説明図、図８は
例２の特性図である。以下、図６〜図８に基づいて例２
の非接触型電力伝送装置を説明する。例２は前記逆相増
幅器として電界効果型のトランジスタ（ＦＥＴ）を用い
た例であり、基本的には前記例１と同じである。§3: Description of Example 2 ... See FIGS. 6 to 8. FIG. 6 is an explanatory diagram of Example 2, FIG. 7 is an operation explanatory diagram of Example 2, and FIG. 8 is a characteristic diagram of Example 2. Hereinafter, Example 2 will be described with reference to FIGS.
The non-contact power transmission device will be described. Example 2 is an example in which a field effect transistor (FET) is used as the anti-phase amplifier, and is basically the same as Example 1.
【００６４】(1) ：例２の構成の説明 送信ユニット２０には、前記逆相増幅器として電界効果
型のトランジスタ４０が設けてあり、前記トランジスタ
４０のドレインには送信用コイルを構成する第１のコイ
ル２５が負荷として接続され、第１のコイル２５とは磁
気的に結合していない第２のコイル２６がゲートに接続
されている。この例でも、第１のコイル２５と第２のコ
イル２６は磁気的に結合しない独立した別のコイルであ
るから、第１のコイル２５には安価なボビンレスコイル
が使用でき、第２のコイル２６としては、安価な汎用の
固定コイルが使用できる。(1): Description of Configuration of Example 2 The transmission unit 20 is provided with a field effect transistor 40 as the anti-phase amplifier, and a drain of the transistor 40 forms a first transmission coil. Is connected as a load, and a second coil 26 that is not magnetically coupled to the first coil 25 is connected to the gate. Also in this example, since the first coil 25 and the second coil 26 are separate independent coils that are not magnetically coupled, an inexpensive bobbinless coil can be used for the first coil 25, and the second coil An inexpensive general-purpose fixed coil can be used as 26.
【００６５】前記第２のコイル２６の一端（Ｐ３）は、
直流遮断用のコンデンサ３５を介してＧＮＤに接続さ
れ、他端（Ｐ１）は抵抗４３を介してトランジスタ４０
のゲートに接続されている。前記第２のコイル２６の他
端（Ｐ１）と電源との間には抵抗３７、可変抵抗３８が
接続されている。One end (P3) of the second coil 26 is
It is connected to GND via a DC blocking capacitor 35, and the other end (P1) is connected to a transistor 40 via a resistor 43.
Connected to the gate. A resistor 37 and a variable resistor 38 are connected between the other end (P1) of the second coil 26 and the power source.
【００６６】また、トランジスタ４０のドレインとゲー
ト間には、抵抗４３を介して帰還用のコンデンサ２８が
接続されると共に、前記コンデンサ２８に対し、ダイオ
ード４２がアノードをゲート側にして並列接続されてい
る。なお、コンデンサ３６はバイパス用のコンデンサで
あり、４４はヒューズである。Further, a feedback capacitor 28 is connected between the drain and the gate of the transistor 40 via a resistor 43, and a diode 42 is connected in parallel to the capacitor 28 with the anode side of the gate side thereof. There is. The capacitor 36 is a bypass capacitor, and 44 is a fuse.
【００６７】前記のようにトランジスタ４０のゲートに
は、抵抗４３を介してバイアス電圧が加えられており、
ドレイン側の電圧は帰還用コンデンサ２８、及び抵抗４
３を介してゲートに帰還されている。そして、送信ユニ
ット２０の発振回路では、第１のコイル２５、及び第２
のコイル２６のインダクタンス値と、コンデンサ２８の
容量値で決まる周波数で発振（高周波発振）するように
構成されている。As described above, a bias voltage is applied to the gate of the transistor 40 via the resistor 43,
The voltage on the drain side is the feedback capacitor 28 and the resistor 4
It is returned to the gate through 3. Then, in the oscillation circuit of the transmission unit 20, the first coil 25 and the second coil 25
The coil 26 is configured to oscillate (high-frequency oscillation) at a frequency determined by the inductance value of the coil 26 and the capacitance value of the capacitor 28.
【００６８】前記発振回路で発生した電力は第１のコイ
ル２５から送信され、この送信された電力は受信ユニッ
ト２１で受信される。この場合、発振回路に設けたダイ
オード４２は、直流負帰還用のダイオードであるが、従
来例とは異なりトランジスタ４０はパルス的な動作では
なく、線型動作に近いため、直流的にはゲートバイアス
電圧が一定になるような負帰還回路として動作するもの
である。The power generated by the oscillator circuit is transmitted from the first coil 25, and the transmitted power is received by the receiving unit 21. In this case, the diode 42 provided in the oscillating circuit is a diode for DC negative feedback, but unlike the conventional example, the transistor 40 is not a pulse-like operation but is close to a linear operation. It operates as a negative feedback circuit such that is constant.
【００６９】ダイオード４１は、トランジスタ４０のゲ
ート電位が何らかの原因で負になった時、トランジスタ
４０のゲート、ソース間が破壊されることを防ぐための
ダイオードである。ダイオード４２はコンデンサ２８と
並列に接続され、その接合容量は帰還用のコンデンサ２
８の容量に加わるだけであるから、もし、接合容量が大
きければ、その分、帰還用コンデンサ２８の容量を減ら
せば良く、従来のように、接合容量の存在が回路動作を
不安定にすることはない。The diode 41 is a diode for preventing the gate and source of the transistor 40 from being destroyed when the gate potential of the transistor 40 becomes negative for some reason. The diode 42 is connected in parallel with the capacitor 28, and its junction capacitance is the feedback capacitor 2
If the junction capacitance is large, it suffices to reduce the capacitance of the feedback capacitor 28 accordingly, and the presence of the junction capacitance makes the circuit operation unstable as in the conventional case. There is no.
【００７０】また、例２の発振回路では前記のように線
型動作に近い動作をするため、トランジスタ４０のドレ
イン電圧、ドレイン電流共に正弦波に近く、高周波成分
が非常に少ないため、不要な電磁界輻射は極めて少な
い。Further, in the oscillator circuit of Example 2, since the operation similar to the linear operation is performed as described above, both the drain voltage and the drain current of the transistor 40 are close to a sine wave, and the high frequency component is very small. Radiation is extremely low.
【００７１】(2) ：例２の動作説明・・・図７参照 図７は例２の動作説明図である。以下、図７に基づいて
例２の非接触型電力伝送装置の動作を説明する。(2): Description of operation of Example 2 ... See FIG. 7 FIG. 7 is an operation explanatory diagram of Example 2. Hereinafter, the operation of the non-contact power transmission device of Example 2 will be described with reference to FIG. 7.
【００７２】非接触型電力伝送装置を使用する場合は、
送信ユニット２０に直流電源（電圧：ＶIN）を接続し、
受信ユニット２１の負荷として、定電流回路３３の出力
側に２次電池３４を接続すると共に、送信ユニット２０
と受信ユニット２１を対向配置する。この場合、第１の
コイル２５と第３のコイル２７は極性を逆にし、フライ
バックコンバータ方式により電力伝送できるようにして
おく。この状態での動作は次の通りである。When using the non-contact type power transmission device,
Connect a DC power supply (voltage: V IN ) to the transmitter unit 20,
As the load of the receiving unit 21, the secondary battery 34 is connected to the output side of the constant current circuit 33, and the transmitting unit 20
And the receiving unit 21 are arranged to face each other. In this case, the first coil 25 and the third coil 27 have opposite polarities so that power can be transmitted by the flyback converter method. The operation in this state is as follows.
【００７３】送信ユニット２０に直流電源ＶINが印加さ
れると、送信ユニット２０の発振回路では発振動作を開
始する。この発振動作では、第１のコイル２５と第２の
コイル２６と、帰還用のコンデンサ２８からなる共振回
路が所定の共振周波数で共振し、この共振動作によりト
ランジスタ４０がオン／オフ動作を繰り返すことによ
り、高周波発振を行う。When the DC power supply V IN is applied to the transmission unit 20, the oscillation circuit of the transmission unit 20 starts the oscillation operation. In this oscillating operation, the resonant circuit including the first coil 25, the second coil 26, and the feedback capacitor 28 resonates at a predetermined resonant frequency, and the resonant operation causes the transistor 40 to repeat on / off operation. To oscillate high frequency.
【００７４】この場合、第１のコイル２５及び第２のコ
イル２６のインダクタンス値と、帰還用のコンデンサ２
８の容量値で決まる周波数で発振を行う。そして、前記
発振回路の発振動作により発生した高周波電力は第１の
コイル２５から高周波の電磁波による電力の送信を行
う。In this case, the inductance values of the first coil 25 and the second coil 26 and the feedback capacitor 2
Oscillation is performed at a frequency determined by the capacitance value of 8. The high frequency power generated by the oscillation operation of the oscillator circuit is transmitted from the first coil 25 as a high frequency electromagnetic wave.
【００７５】前記のように、送信ユニット２０と受信ユ
ニット２１を対向配置した状態で送信ユニット２０の発
振回路を動作させると、送信ユニット２０から高周波の
電磁界が発生する。この場合、送信ユニット２０の第１
のコイル２５と受信ユニット２１の第３のコイル２７は
トランスのフライバックコンバータ方式による１次コイ
ルと２次コイルの関係と同じ状態で電磁結合（逆極性で
結合）する。As described above, when the oscillating circuit of the transmitting unit 20 is operated with the transmitting unit 20 and the receiving unit 21 arranged facing each other, a high-frequency electromagnetic field is generated from the transmitting unit 20. In this case, the first of the transmitting units 20
The coil 25 and the third coil 27 of the receiving unit 21 are electromagnetically coupled (coupled with opposite polarities) in the same state as the relation between the primary coil and the secondary coil of the flyback converter method of the transformer.
【００７６】このため、第３のコイル２７には電圧が誘
起し、この誘起電圧により第３のコイル２７と共振用の
コンデンサ３０からなる並列共振回路は、所定の周波数
で共振状態となる。また、この時、第３のコイル２７の
電圧によりダイオード３２を介してコンデンサ３１に電
流が流れ、コンデンサ３１を充電する。このようにして
コンデンサ３１には平滑化された直流電圧が発生する。
そして、コンデンサ３１で平滑化された直流電圧により
定電流回路３３で定電流を出力し、この定電流により２
次電池３４を充電する。For this reason, a voltage is induced in the third coil 27, and the induced voltage causes the parallel resonance circuit including the third coil 27 and the resonance capacitor 30 to resonate at a predetermined frequency. At this time, the voltage of the third coil 27 causes a current to flow in the capacitor 31 via the diode 32 to charge the capacitor 31. In this way, the smoothed DC voltage is generated in the capacitor 31.
Then, the constant current is output from the constant current circuit 33 by the DC voltage smoothed by the capacitor 31.
The secondary battery 34 is charged.
【００７７】このようにして、送信ユニット２０と受信
ユニット２１を対向配置することにより非接触で送信ユ
ニット２０から受信ユニット２１への高周波電力の伝送
を行う。前記のように送信ユニット２０の発振回路が発
振動作を行うと、トランジスタ４０はオン／オフ動作を
繰り返して行う。この時トランジスタ４０のドレイン・
ソース間電圧はオン状態で略０となり、オフ状態で正弦
波状に大きくなる。また、トランジスタ４０のドレイン
電流はオン状態で大きく、オフ状態で殆ど流れないが、
トランジスタ４０がオン時の電流が少し遅れるので、ト
ランジスタ４０がオフになってもドレイン電流は少し流
れる。In this way, by arranging the transmission unit 20 and the reception unit 21 so as to face each other, high-frequency power is transmitted from the transmission unit 20 to the reception unit 21 in a contactless manner. When the oscillating circuit of the transmitting unit 20 oscillates as described above, the transistor 40 repeats on / off operation. At this time, the drain of the transistor 40
The source-to-source voltage becomes substantially 0 in the on state, and increases in a sine wave shape in the off state. Further, the drain current of the transistor 40 is large in the on state and hardly flows in the off state,
Since the current when the transistor 40 is on is delayed a little, the drain current slightly flows even when the transistor 40 is off.
【００７８】トランジスタ４０のゲート・ソース間電圧
は、オン状態では略一定の電圧（ソースに対しゲート側
が高い電位）であり、オフ状態では逆方向に正弦波状の
大きな電圧（ソースに対しゲート側が低い電位）とな
る。帰還用のコンデンサ２８に流れる電流は、略正弦波
状の共振電流である。The gate-source voltage of the transistor 40 is a substantially constant voltage in the ON state (a higher potential on the gate side with respect to the source), and in the OFF state, a large sinusoidal voltage in the opposite direction (lower on the gate side than the source). Potential). The current flowing through the feedback capacitor 28 is a substantially sinusoidal resonance current.
【００７９】一方、受信ユニット２１では、第３のコイ
ル２７は送信ユニット２１の第１のコイル２５に対し
て、フライバックコンバータ方式による結合をしている
ため、第３のコイル２７に発生する電圧は、トランジス
タ４０がオンになってドレイン電流が大きくなった時の
み、略正弦波状の大きな電圧（正弦波の半波状の誘起電
圧）が発生する。On the other hand, in the receiving unit 21, the third coil 27 is coupled to the first coil 25 of the transmitting unit 21 by the flyback converter method, and therefore the voltage generated in the third coil 27. Generates a substantially sinusoidal large voltage (a sinusoidal half-wave induced voltage) only when the transistor 40 is turned on and the drain current becomes large.
【００８０】前記動作において、送信ユニット２０の入
力電源をＶIN、入力電流をＩINとし、受信ユニット２１
の出力電圧（定電流回路３３の出力電圧）をＶO 、出力
電流をＩO とし、電力伝送効率をηとするとηは次の通
りである。すなわち、入力電力はＶIN×ＩIN（Ｗ）であ
り、出力電力はＶO ×ＩO （Ｗ）であるから、電力伝送
効率をηは、η＝ＶO ×ＩO ／ＶIN×ＩIN（％）とな
る。In the above operation, the input power source of the transmission unit 20 is V IN , the input current is I IN , and the reception unit 21
The output voltage (output voltage of the constant current circuit 33) V O, an output current and I O, is η when the power transmission efficiency and η are as follows. That is, since the input power is V IN × I IN (W) and the output power is V O × I O (W), the power transmission efficiency η is η = V O × I O / V IN × I It becomes IN (%).
【００８１】(3) ：その他の説明 非接触型電力伝送装置において、第１のコイル２５と第
３のコイル２７との電磁結合は、フライバックコンバー
タ方式による結合と、フォワードコンバータ方式による
結合とがあり、両方の結合方法で実施した結果、図７の
Ａ図、Ｂ図に示した結果が得られた。図７のＡ図はフラ
イバックコンバータ方式による波形図であり、Ｂ図はフ
ォワードコンバータ方式による波形図である。(3): Other Description In the non-contact type power transmission device, the electromagnetic coupling between the first coil 25 and the third coil 27 is either a flyback converter type coupling or a forward converter type coupling. As a result of performing both binding methods, the results shown in FIGS. 7A and 7B were obtained. FIG. 7A is a waveform diagram by the flyback converter system, and FIG. 7B is a waveform diagram by the forward converter system.
【００８２】図７のＡ図及びＢ図に示したように、トラ
ンジスタ４０のドレイン・ソース間電圧ＶDSに対してド
レイン電流ＩD は図示のように流れるが、前記両波形の
重なった部分において電力の損失が発生する。この場
合、Ａ図に示したフライバックコンバータ方式による場
合の損失をＰＡ（Ｗ）、Ｂ図に示したフォーワードコン
バータ方式による場合の損失をＰＢ（Ｗ）とし、Ａ図の
コレクタ電流のピーク値をＩD1、Ｂ図のコレクタ電流の
ピーク値をＩD2とすると、ＩD1＜ＩD2、ＰＡ＜ＰＢの関
係になる。As shown in FIGS. 7A and 7B, the drain current I D flows with respect to the drain-source voltage V DS of the transistor 40 as shown in the figure, but in the overlapping portion of the both waveforms. Power loss occurs. In this case, the loss in the case of the flyback converter method shown in FIG. A is PA (W), the loss in the case of the forward converter method shown in FIG. B is PB (W), and the peak value of the collector current in FIG. Is I D1 and the peak value of the collector current in the diagram B is I D2 , I D1 <I D2 , PA <PB.
【００８３】前記のように、第１のコイル２５と第３の
コイル２７の極性を逆にし、フライバックコンバータ方
式による電力伝送では、トランジスタ４０がオンの時、
受信ユニット２１のダイオード３２がカットオフ状態と
なる。このため、第３のコイル２７のインダクタンスに
よりトランジスタ４０のピーク電流ＩD1が低減され（Ｉ
D1＜ＩD2）、トランジスタ４０のオフ時の損失電力ＰＡ
が低減できる（ＰＡ＜ＰＢ）。As described above, the polarities of the first coil 25 and the third coil 27 are reversed, and in power transmission by the flyback converter method, when the transistor 40 is on,
The diode 32 of the receiving unit 21 is cut off. Therefore, the peak current I D1 of the transistor 40 is reduced by the inductance of the third coil 27 (I
D1 <I D2 ), power loss PA when transistor 40 is off
Can be reduced (PA <PB).
【００８４】その結果、フライバックコンバータ方式に
より電力伝送した場合には、フォーワードコンバータ方
式により電力伝送した場合に比べて、電力伝送効率η
（η＝ＶO ×ＩO ／ＶIN×ＩIN）が改善される。As a result, when the power is transferred by the flyback converter method, the power transfer efficiency η is higher than that when the power is transferred by the forward converter method.
(Η = V O × I O / V IN × I IN ) is improved.
【００８５】前記のように動作を行う例２の装置におい
て、フライバックコンバータ方式による電力伝送効率と
フォワードコンバータ方式による電力伝送効率を比較す
るため実験を行った結果、図８のような特性が得られ
た。図８において、横軸は出力電流ＩO （ｍＡ）、縦軸
は電力伝送効率η（％）であり、はフライバックコン
バータ方式による電力伝送効率の特性、はフォワード
コンバータ方式による電力伝送効率の特性を表す。In the device of Example 2 which operates as described above, an experiment was conducted to compare the power transfer efficiency of the flyback converter system and the power transfer efficiency of the forward converter system. As a result, the characteristics shown in FIG. 8 were obtained. Was given. In FIG. 8, the horizontal axis is the output current I O (mA), the vertical axis is the power transfer efficiency η (%), is the characteristic of the power transfer efficiency by the flyback converter system, and is the property of the power transfer efficiency by the forward converter system. Represents
【００８６】実験例では、フライバックコンバータ方式
により電力伝送した場合（図８のの特性）には、フォ
ーワードコンバータ方式により電力伝送した場合（図８
のの特性）に比べて、電力伝送効率η（η＝ＶO ×Ｉ
O ／ＶIN×ＩIN）が１３％改善された。なお、実験によ
れば、例２による非接触電力伝送時の電力伝送効率は、
５０％を越え、パルス的な動作を行う従来の装置に比べ
て遜色はなかった。In the experimental example, when power is transmitted by the flyback converter system (characteristics in FIG. 8), power is transmitted by the forward converter system (FIG. 8).
Power transfer efficiency η (η = V O × I
O / V IN × I IN ) was improved by 13%. According to the experiment, the power transfer efficiency during contactless power transfer according to Example 2 is
It exceeded 50%, and was comparable to the conventional device that operates in a pulsed manner.
【００８７】§４：例３の説明・・・図９参照 図９は例３の説明図である。例３は前記例２の非接触型
電力伝送装置において、前記発振回路に設けた直流遮断
用のコンデンサ３５の挿入位置を変えた例であり、他の
構成は例２と同じである。§4: Description of Example 3 ... See FIG. 9 FIG. 9 is an explanatory diagram of Example 3. Example 3 is an example in which the insertion position of the DC blocking capacitor 35 provided in the oscillation circuit is changed in the non-contact power transmission device of Example 2, and other configurations are the same as in Example 2.
【００８８】前記直流遮断用のコンデンサ３５は例２の
ようにＧＮＤ側に挿入する必要はなく、例３のように、
第２のコイル２６とトランジスタ４０のゲートの間に挿
入しても良い。また、この場合電源とトランジスタ４０
のゲートとの間に抵抗３７を接続する。なお、例３の動
作は実質的に前記例２の動作と同じなので説明は省略す
る。It is not necessary to insert the DC blocking capacitor 35 into the GND side as in Example 2, but as in Example 3,
It may be inserted between the second coil 26 and the gate of the transistor 40. In this case, the power supply and the transistor 40
A resistor 37 is connected to the gate of the. Since the operation of Example 3 is substantially the same as the operation of Example 2, the description thereof will be omitted.
【００８９】（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。(Other Embodiments) The embodiments have been described above, but the present invention can be implemented as follows.
【００９０】(1) ：受信ユニットの回路構成は、前記実
施の形態例に示したものに限らず、他の任意の回路にも
適用可能である。但し、受信用コイルは必要である。 (2) ：受信ユニットの負荷は、２次電池に限らず、他の
任意の負荷で実施可能である。(1): The circuit configuration of the receiving unit is not limited to that shown in the above-mentioned embodiment, but can be applied to other arbitrary circuits. However, a receiving coil is necessary. (2): The load of the receiving unit is not limited to the secondary battery and can be implemented by any other load.
【００９１】[0091]
【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) ：発振回路には、従来のような高価となる原因の帰
還巻線を含まないので、安価で、かつ小型の非接触型電
力伝送装置が実現できる。As described above, the present invention has the following effects. (1): Since the oscillation circuit does not include a feedback winding that causes an increase in price as in the conventional case, it is possible to realize an inexpensive and small non-contact power transmission device.
【００９２】(2) ：発振回路は、従来のようなパルス的
な動作ではなく、線型的な動作をするので、不要輻射が
少なくなる。このため、他の電気機器等に対してノイズ
による悪影響を与えない。(2): Since the oscillation circuit performs a linear operation, not the conventional pulse-like operation, unnecessary radiation is reduced. Therefore, no adverse effect of noise is given to other electric devices.
【００９３】(3) 発振回路において、高価な小容量ダイ
オードを含まずにバイアス安定化が達成されるので、安
価で安定した発振動作を行う装置が実現できる。 (4) ：発振回路において、第１のコイルと第２のコイル
は、磁気的に結合しない独立した別のコイルであるか
ら、第１のコイルには安価なボビンレスコイルが使用で
き、第２のコイルとしては安価な汎用の固定コイルが使
用できる。従って、小型、安価で高効率の電力伝送が可
能な非接触型電力伝送装置を実現することができる。(3) Since bias stabilization is achieved without including an expensive small-capacity diode in the oscillator circuit, an inexpensive and stable oscillation device can be realized. (4): In the oscillation circuit, since the first coil and the second coil are separate independent coils that are not magnetically coupled, an inexpensive bobbinless coil can be used for the first coil, and the second coil An inexpensive general-purpose fixed coil can be used as the coil. Therefore, it is possible to realize a non-contact type power transmission device that is compact, inexpensive, and capable of highly efficient power transmission.
【００９４】(6) ：受信ユニットの第３のコイルと送信
ユニットの第１のコイルの極性を逆にし、フライバック
コンバータ方式による電力の伝送を可能にしたので、フ
ォワードコンバータ方式による電力伝送に比べて、電力
伝送効率が大幅に改善できる。(6): Since the third coil of the receiving unit and the first coil of the transmitting unit have opposite polarities to enable power transmission by the flyback converter system, compared to power transmission by the forward converter system. As a result, the power transmission efficiency can be greatly improved.
【図１】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
【図２】実施の形態における非接触型電力伝送装置の基
本構成図である。FIG. 2 is a basic configuration diagram of a non-contact power transmission device according to an embodiment.
【図３】実施の形態における例１の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of Example 1 in the embodiment.
【図４】実施の形態における例１の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram of Example 1 in the embodiment.
【図５】実施の形態における例１の各部の波形図であ
る。FIG. 5 is a waveform diagram of each part of Example 1 in the embodiment.
【図６】実施の形態における例２の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of Example 2 according to the embodiment.
【図７】実施の形態における例２の動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of Example 2 in the embodiment.
【図８】実施の形態における例２の特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram of Example 2 in the embodiment.
【図９】実施の形態における例３の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of Example 3 according to the embodiment.
【図１０】従来例１の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of Conventional Example 1.
【図１１】従来例２の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of Conventional Example 2.
Ｅ１ 第１の電極（ベース、又はゲート） Ｅ２ 第２の電極（エミッタ、又はソース） Ｅ３ 第３の電極（コレクタ、又はドレイン） Ｑ トランジスタ ２０ 送信ユニット ２１ 受信ユニット ２２ 発振回路 ２３ 逆相増幅器 ２５ 第１のコイル ２６ 第２のコイル ２７ 第３のコイル ２８、３０、３１、３５ コンデンサ ３２、４１、４２ ダイオード ３３ 定電流回路 ３７、４３ 抵抗 E1 First Electrode (Base or Gate) E2 Second Electrode (Emitter or Source) E3 Third Electrode (Collector or Drain) Q Transistor 20 Transmission Unit 21 Reception Unit 22 Oscillation Circuit 23 Reverse Phase Amplifier 25th 1 coil 26 2nd coil 27 3rd coil 28, 30, 31, 35 Capacitor 32, 41, 42 Diode 33 Constant current circuit 37, 43 Resistance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 実 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Minoru Takahashi 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDC Corporation
Claims (3)
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
送を行う非接触型電力伝送装置において、 前記発振回路に、第１の電極を制御信号入力用とし、第
２の電極をＧＮＤ接続用とし、第３の電極を負荷接続用
としたトランジスタを備え、 前記トランジスタの第３の電極と電源間に第１のコイル
を接続し、前記第１の電極とＧＮＤ間に直流遮断手段を
有しかつ前記第１のコイルとは磁気的に結合していない
第２のコイルを接続し、前記第１の電極と電源間にバイ
アス用抵抗を接続すると共に、前記第１の電極と第３の
電極間にはコンデンサによる帰還手段を接続したことを
特徴とする非接触型電力伝送装置。1. A transmission unit including an oscillating circuit, which transmits electric power generated in the oscillating circuit, and a receiving unit which receives electric power transmitted from the transmitting unit. In a non-contact power transmission device for transmitting power by contact, in the oscillation circuit, a first electrode is used for control signal input, a second electrode is used for GND connection, and a third electrode is used for load connection. A first coil is connected between a third electrode of the transistor and a power source, a direct current cutoff unit is provided between the first electrode and GND, and the first coil is magnetically connected to the first coil. A second coil which is not coupled is connected, a bias resistor is connected between the first electrode and a power source, and a feedback means by a capacitor is connected between the first electrode and the third electrode. To Contactless power transmission device according to symptoms.
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
送を行う非接触型電力伝送装置において、 前記発振回路に、第１の電極を制御信号入力用とし、第
２の電極をＧＮＤ接続用とし、第３の電極を負荷接続用
としたトランジスタを備え、 前記トランジスタの第３の電極と電源間に第１のコイル
を接続し、前記第１の電極とＧＮＤ間に直流遮断手段を
有しかつ前記第１のコイルとは磁気的に結合していない
第２のコイルを接続し、前記第１の電極と電源間にバイ
アス用抵抗を接続し、前記第１の電極と第３の電極間に
はコンデンサによる帰還手段を接続すると共に、前記第
１の電極と第３の電極間に、アノードを第１の電極側と
してダイオードを接続したことを特徴とする非接触型電
力伝送装置。2. A transmission unit including an oscillating circuit, which transmits electric power generated in the oscillating circuit, and a receiving unit which receives electric power transmitted from the transmitting unit. In a non-contact power transmission device for transmitting power by contact, in the oscillation circuit, a first electrode is used for control signal input, a second electrode is used for GND connection, and a third electrode is used for load connection. A first coil is connected between a third electrode of the transistor and a power source, a direct current cutoff unit is provided between the first electrode and GND, and the first coil is magnetically connected to the first coil. A second coil which is not coupled is connected, a bias resistor is connected between the first electrode and a power source, and a feedback means by a capacitor is connected between the first electrode and the third electrode, and The above Contactless power transmission apparatus of between the electrodes and the third electrode, characterized in that a diode is connected to the anode as the first electrode side.
を備え、前記第３のコイルと前記送信ユニットの第１の
コイルの極性を逆にし、フライバックコンバータ方式に
よる電力の伝送を可能にしたことを特徴とする請求項１
又は２記載の非接触型電力伝送装置。3. The receiving unit is provided with a third coil for reception, and the polarities of the third coil and the first coil of the transmitting unit are reversed to enable power transmission by a flyback converter system. Claim 1 characterized in that
Alternatively, the non-contact power transmission device according to item 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33292895A JP3357233B2 (en) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | Non-contact power transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33292895A JP3357233B2 (en) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | Non-contact power transmission device |
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1995
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