JPH1051982A - 非接触給電装置 - Google Patents
非接触給電装置Info
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- JPH1051982A JPH1051982A JP8216701A JP21670196A JPH1051982A JP H1051982 A JPH1051982 A JP H1051982A JP 8216701 A JP8216701 A JP 8216701A JP 21670196 A JP21670196 A JP 21670196A JP H1051982 A JPH1051982 A JP H1051982A
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Abstract
信頼性を向上させる。 【構成】 誘導線路20に磁気結合された複数個のピッ
クアップコイル32を介して移動体30に給電する非接
触給電装置において、ピックアップコイル32に共振す
る共振コンデンサ33と、移動体30の負荷36に並列
接続された平滑コンデンサ35との間にリップル低減手
段を設けている。
Description
イルより電磁誘導作用によって移動体に給電する非接触
給電装置に関する。
電する非接触給電装置を図を参照して説明する。図8は
従来装置の要部説明図で、10は交流電源装置、20は
誘導線路で、移動体30の図外の走行路に沿って張架さ
れている。誘導線路20は、基端が前記交流電源装置1
0に接続され、先端が接続して1個ループ状に形成され
ており、その中間部分は電流の流れる方向が互いに逆と
なる2本の線路からなっている。
のE字状鉄心31A、31B(以下、総称する場合符号
31とする)にピックアップコイル32A、32B(以
下、総称する場合符号32とする)が巻回されている。
そして、前記鉄心31の開口部311に前記誘導線路2
0の2本の線路が挿通するように構成されている。
と、誘導線路20を一次側とし、ピックアップコイル3
2を二次側とする電磁誘導作用によりピックアップコイ
ル32に誘導電圧が発生し、移動体30の負荷36に電
力が供給される。
ピックアップコイル32に並列接続した共振用コンデン
サ33を設け、1個のピックアップコイルで電源周波数
に共振させるか、又は複数個のピックアップコイルを直
列接続して単一の共振回路として動作させている。また
は、複数個のピックアップコイルをそれぞれ別個に複数
個の共振回路を構成し、いずれも同一の周波数で共振さ
せるようにしている。また平滑コンデンサ35は整流回
路37の出力側の負荷36に並列接続されており、通常
はアルミ電解コンデンサが使用されている。
不特定位置で給電される場合を示したが、特定位置で給
電される場合は誘導線路20に替えて当該場所に設置さ
れた図外の誘導コイルとピックアップコイルによって前
記と同様の原理に基づいて行われている。
た平滑用電解コンデンサはその寿命がリップル電流によ
る内部発熱及び周囲温度によって大きく左右される。
で表される。
てΔTを減少し、電解コンデンサの寿を延ばすことによ
り、非接触給電装置の信頼性を向上させることができ
る。
コンデンサと直列に抵抗を入れる方法があるが、この方
法では、共振回路の鋭さQ(Quality Fact
or)を下げるほか、出力の電圧変動が大きくなるため
使用することができない。
は、Qを下げることなく平滑コンデンサの寿命を長く
し、装置本体の信頼性を向上するようにした非接触給電
装置を提供することを目的としている。
発明の目的に加えて、特殊な部品を使用せずにリップル
を低減できるようにした非接触給電装置を提供すること
を目的としている。
記載の発明の目的に加えて、共振コンデンサの容量を所
定値に選定することにより、本装置の出力電圧、電源周
波数特性を容易に均一化できるようにした非接触給電装
置を提供することを目的としている。
ために、本発明のうちで請求項1記載の発明は、交流電
流を流した誘導線路又は誘導コイルに磁気結合された複
数個のピックアップコイルを介して移動体に給電する非
接触給電装置において、前記ピックアップコイルに共振
する共振コンデンサと、移動体の負荷に並列接続された
平滑コンデンサとの間に、リップル低減手段を設けたこ
とを特徴としている。
明の構成のうち、リップル低減手段として、複数個のピ
ックアップコイルに接続されそれぞれ静電容量を異にす
る共振コンデンサと、ピックアップコイルごとに設けら
れ前記共振コンデンサに並列接続された整流ダイオード
とを具備したことを特徴としている。
載の発明の構成のうち、共振用コンデンサの容量を交流
電源の周波数に若干ずれた周波数で共振するように選定
したことを特徴としている。
施例の形態を説明する。図1は本発明に係る非接触給電
装置(以下、本発明装置という)の電気回路図、図2は
本発明装置の作用原理説明図、図3は無負荷時における
ピックアップコイルの出力電圧−電源周波数の特性図、
図4から図5にかけては、2つのピックアップの出力電
圧、出力電流、負荷電流、平滑コンデンサに流れるの各
波形図で、図4は各ピックアップの共振周波数の共振点
をずらせた場合を、図5は同一の共振周波数にした場合
をそれぞれ示している。図6は2個のピックアップの出
力電圧の位相差とリップル電流低減率の関係図、図7は
2個のピックアップの出力電圧の位相差とリップル電圧
低減率の関係図である。従来装置と同一の部品は同じ符
号を用いている。
導線路、30は移動体、31A、31Bは移動体にそれ
ぞれ設けられたE字状鉄心で、32A、32Bは前記鉄
心31A、31Bに巻回されたピックアップコイルであ
る。そして、それぞれの鉄心開口部311(図1では図
示せず)に従来装置に準じ誘導線路20が挿通するよう
に構成されている。なお図1に於て、ピックアップコイ
ル32A、32Bは誘導線路20に発生する磁界で結合
されたトランスとみなすことができるので、便宜上トラ
ンスの記号で表示している。
2A、32Bと、移動体30の負荷36に並列接続され
た平滑コンデンサ35との間に介在するリップル低減手
段とを具備している。そして、前記リップル低減手段は
静電容量を異にするとともに前記ピックアップコイル3
2A、32Bと共振する共振コンデンサ33A、33B
と、前記共振コンデンサ33A、33Bにそれぞれ並列
接続された整流ダイオード34A、34Bを含んでい
る。
クアップコイル32A、32Bの出力を整流するダイオ
ードブリッジで構成されており、前記整流ダイオード3
4A、34Bの出力を並列接続し、これに平滑コンデン
サ35と移動体30の負荷36が並列接続されている。
2を参照して説明する。誘導線路20のインダクタンス
をL1、ピックアップコイルのインダクタンスをL2、
L1とL2間の相互インダクタンスをM、ピックアップ
コイル32に負荷36を接続したときの誘導電圧をE、
負荷電圧をVL、誘導電流をI1、負荷電流をI2、す
ると、数2の式の式がえられる。
では共振回路の周波数を決定するインダクタンスLはL
=L2−Mとなる。従って、ピックアップコイルのイン
ダクタンスLをL=L2−Mとして、再び図1を参照し
て説明する。
をC1、共振コンデンサ33Bの静電容量をC2、電源
周波数をF0、各ピックアップコイル32A、32Bの
共振周波数と電源周波数F0の差をΔFとすると、数3
の式となるように静電容量C1、C2を定めるものとす
る。
り、ピックアップコイル32A、32Bの出力に位相差
が生じる。即ち、ピックアップコイル32Aの出力は交
流電源の移相に対し進み位相となり、ピックアップコイ
ル32Bの出力は交流電源の移相に対し遅れ位相とな
る。
た場合に比して整流ダイオード34Aは早くターンオン
し、平滑コンデンサ35を充電する。続いて整流ダイオ
ード34Bがターンオンし、両整流ダイオード34A、
34Bから平滑コンデンサ35に充電される。そして、
整流ダイオード34Aがカットオフしてから後も、整流
ダイオード34Bはしばらくカットオフせずに充電を続
け、やがてカットオフする。
位相差に相当する時間だけ長くなる。一般に同一の電流
ILを負荷36に流す場合に、平滑コンデンサ35を充
電するピーク電流は、充電時間が長い程小さくすること
ができる。
ンサ33A、33Bの静電容量を変えることにより平滑
コンデンサ35への充電時間を長くし、充電ピーク電流
を小さくすることができる。それ故、整流ダイオード3
4A、34Bの整流作用と相俟ってリップル電流を少な
くすることを可能とした。これにより平滑コンデンサ3
5の寿命が長くなり、非接触給電装置の信頼性を向上さ
せることができる。また平滑コンデンサ35には直列抵
抗を接続しないので、Qが下がることもない。
電容量を異にした場合の無負荷時の電源周波数と各ピッ
クアップコイル32A、32Bの出力電圧の実測図であ
る。但し、 F0=10KHZ、 L=68.9μH C1=3.3μF C2=3.7μF としている。
32Bの静電容量C1、C2を異にした場合、即ち共振
点をずらせた場合の出力電圧、整流ダイオード34A、
34Bに流れる電流、負荷電流IL、平滑コンデンサ3
5に流れる電流の波形を示している。図5は図4と同じ
諸元で2個のピックアップコイル32A、32Bを同一
の共振周波数とした場合の、図4に準ずる波形図であ
る。図4に於ては図5と比較して、平滑コンデンサの電
流は充電時で87%に低減し、出力電圧VLのリップル
電圧は40%に低減されている。
2Bに生じる出力電圧の位相差とリップル電流低減率の
関係図である。図示のように2個のピックアップコイル
の出力電圧の位相差が大きい程リップル電流が減少して
いる。
プル電圧低減率の関係図で、計算値を示している。但し
本図に於ては、2個のコイルの共振点をずらせて位相差
を作った場合には、2個のピックアップコイルの発生電
圧も変化するため、前記の計算では、2個のピックアッ
プコイルの電圧を同じくし、位相のみを変えて行ってい
る。
載の発明は、交流電流を流した誘導線路又は誘導コイル
に磁気結合された複数個のピックアップコイルを介して
移動体に給電する非接触給電装置において、前記ピック
アップコイルに共振する共振コンデンサと、移動体の負
荷に並列接続された平滑コンデンサとの間に、リップル
低減手段を設けたことを特徴としている。従って共振の
鋭さQを下げることなく、平滑コンデンサの寿命を長く
し本発明装置の信頼性を向上させることができる。
手段として複数個のピックアップコイルに接続されそれ
ぞれ静電容量を異にする共振コンデンサと、ピックアッ
プコイルごとに設けられ前記共振コンデンサに並列接続
された整流ダイオードとを具備したことを特徴としてい
る。従って、請求項1記載の効果に加えて、特殊な部品
を使用しないようにしてコストを低減することができ
る。
静電容量を交流電源の周波数に若干ずれた周波数で共振
するように選定したことを特徴としている。従って、請
求項1又は2記載の発明の効果に加えて、本発明装置の
特性を容易に均一化することが出来るので、都合がよい
ものである。
イルの出力電圧−電源周波数の特性図である。
一実施例の態様を示す電圧、電流波形図である。
場合の前記に準ずる電圧、電流波形図である。
プル電流低減率の関係図である。
プル電圧低減率の関係図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 交流電流を流した誘導線路又は誘導コイ
ルに磁気結合された複数個のピックアップコイルを介し
て移動体に給電する非接触給電装置において、前記ピッ
クアップコイルに共振する共振コンデンサと、移動体の
負荷に並列接続された平滑コンデンサとの間に、リップ
ル低減手段を設けたことを特徴とする非接触給電装置。 - 【請求項2】 前記リップル低減手段は、複数個のピッ
クアップコイルに接続されそれぞれ静電容量を異にする
共振コンデンサと、ピックアップコイルごとに設けられ
前記共振コンデンサに並列接続された整流ダイオードと
を具備したことを特徴とする請求項1記載の非接触給電
装置。 - 【請求項3】 前記共振コンデンサの静電容量は交流電
源の周波数に若干ずれた周波数で共振するように選定し
たことを特徴とする請求項1、又は2記載の非接触給電
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21670196A JP3522456B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 非接触給電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21670196A JP3522456B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 非接触給電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1051982A true JPH1051982A (ja) | 1998-02-20 |
JP3522456B2 JP3522456B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=16692573
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP21670196A Expired - Fee Related JP3522456B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 非接触給電装置 |
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-
1996
- 1996-07-29 JP JP21670196A patent/JP3522456B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US10797523B2 (en) | 2016-02-17 | 2020-10-06 | Fuji Corporation | Non-contact power supply device |
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