CN100364208C - 无接触供电设备的感应受电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无接触供电设备的感应受电电路，可防止突入电流发生。对消费电力变动的负荷(12)供电的无接触供电设备的感应受电电路(1)中，包括有并联联结于该受电线圈(2)且形成受电线圈(2)与感应线路的频率共振的共振电路的共振电容器(3)；由四个二极管(6)形成，供给至负荷(12)的全波整流器(4)；分别并联联结于在该全波整流器的归还侧的两个二极管(6c、6d)的晶体管(5a、5b)，即短路装置；在全波整流器(4)的输出端与负荷(12)间串联联结的电流限制用线圈(10)；以及在电流限制用线圈(10)与负荷(12)间并联联结于负荷(12)的平滑用电容器(11)；其中，由动作任一短路装置(5a、5b)，使得共振电路的共振停止。本发明可避免晶体管破坏，降低线圈的热损失，且达到元件的小型化。

Description

无接触供电设备的感应受电电路
技术领域
本发明是有关于一种无接触供电设备的感应受电电路。
背景技术
现有的无接触供电设备的感应受电电路，例如特许文献一(日本特开平11-252912号公报)中所揭示。
二次侧受电电路(感应受电电路)是设有相对于高频电流流经的一次侧感应线路的线圈，该线圈接续有形成线圈与感应线路的频率共振的共振电路的共振电容器，该电容器接续有全波整流电路，另外整流电路接续有输出电压控制于基准电压的定电压控制电路而构成。负荷是接续于定电压控制电路，而由该定电压控制电路向负荷供电。又，该全波整流电路的归还侧的两个二极管，分别并联联结有短路装置，例如晶体管(以下称为短路用晶体管)。
又，全波整流电路中未接续晶体管的一方的二极管的阴极，与全波整流电路的输出端接续的输出调整用晶体管之间介装有电流限制用线圈，而在定电压控制电路设有由比较输出电压与基准电压的比较器的输出信号打开且开始计数的定时器。该定时器是在计数值变为预先设定的计数值(设定时间)时，将输出信号打开，由该打开的输出信号打开短路用晶体管。又，定电压控制电路设有串联电路(AND电路)，当比较器的输出信号打开，且定时器的输出信号打开时，具有输出调整用晶体管关闭的结构。
由上述结构，负荷减少而输出电压上升，若输出电压超过基准电压，则由比较器的输出信号打开输出调整用晶体管。同时，由比较器的输出信号起动定时器，既定时间(定时器的设定时间)后，定时器的输出信号打开，打开短路用晶体管且关闭输出调整用晶体管。
由上述作用，输出调整用晶体管打开时，输出电压维持在基准电压，又，共振电容器蓄积的电荷，是蓄积于电流限制用线圈，打开短路用晶体管且关闭输出调整用晶体管时，电流限制用线圈蓄积的能量输出至负荷而可有效使用，因而可减少损失。
然而，上述现有结构中，上升过度的输出电压使用定电压控制电路下降至基准电压时，定电压控制电路的输出调整用晶体管打开，又，共振电容器蓄积的电荷，是借由电流限制用线圈而一次流入输出调整用晶体管。这个突入电流可能会招致输出调整用晶体管的破坏，且对电流限制用线圈急速加热，因而有产生热损失的问题，由于上述突入电流，电流限制用线圈或输出调整用晶体管无法小型化。
又，现有的结构中，控制短路用晶体管以及输出调整用晶体管的电路具有复杂结构的问题。
发明内容
因此，本发明的一目的在于提供一种无接触供电设备的感应受电电路，由防止突入电流发生，可避免晶体管破坏，降低线圈的热损失，且达到元件的小型化。
为达到上述目的，本发明提供一种无接触供电设备的感应受电电路中设有受电线圈，该受电线圈感应流经感应线路中的高频电流产生一电动势，由该受电线圈感应的电动势而对消费电力变动的负荷供电，包括：共振电容器，并联联结于受电线圈，形成受电线圈与感应线路的频率共振的共振电路；全波整流器，由四个二极管形成，将由共振电路取出的交流电压整流，供给至负荷；短路装置，分别并联联结于在全波整流器中阳极连接于一点的两个该二极管；电流限制用线圈，在全波整流器的输出端与负荷间串联联结；以及平滑用电容器，在电流限制用线圈与负荷间并联联结于该负荷；其中，由动作任一短路装置，即监视任一与短路装置并联的二极管上的电压，而在两个该短路装置之中动作该二极管为顺偏压的短路装置，使得共振电路的共振停止。
根据上述结构，在动作任一短路装置，使得共振电路的共振停止的场合，由共振电路取出的交流电流借由电流限制用线圈而不会流向共振电路，可防止突入电流流经电流限制用线圈。如此，短路装置与全波整流器共通化，又，动作短路装置而使得共振电路的共振停止使得突入电流不流向电流限制用线圈，可达到元件的小型化。
根据上述结构，动作二极管为顺偏压的短路装置，二极管由顺偏压切换为逆偏压时，可使电流徐徐流动，防止突入电流流向短路装置以及电流限制用线圈，因而可防止短路装置破坏，且可大幅降低电流限制用线圈的热损失。
本发明的无接触供电设备的感应受电电路中，短路装置是由半导体元件形成。
根据上述结构，短路装置使用半导体元件，可对应于共振电路的高频电流流经半导体元件，且使用短路装置时可得到同样的效果。
本发明的无接触供电设备的感应受电电路，是将短路装置与全波整流器共通化，又，动作短路装置使得共振电路的共振停止，突入电流不会流入电流限制用线圈，可达到元件的小型化。
附图说明
图1是显示本发明一实施例的无接触供电设备的感应受电电路的电路图；
图2是显示本发明一实施例的共振电路的共振停止时的电流流动的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述及其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举具体的较佳实施例，并配合所附图式做详细说明。
以下请参考相关图式，说明本发明一实施例的无接触供电设备的感应受电电路。
如图1所示，无接触供电设备的感应受电电路1，是由置于10KHz等一定频率的交替磁场中而发生感应电动势的受电线圈2、并联联结于受电线圈2且形成受电线圈2与感应线路的频率共振的共振电路的共振电容器3、由四个二极管6a、6b、6c、6d形成，将由共振电路取出的交流电压整流，供给至负荷12的全波整流器4、分别并联联结于在该全波整流器的归还侧的两个二极管6c及6d的晶体管(短路装置的一例)5a及5b、与全波整流器4的输出端接续的整流用二极管9、在全波整流器4的输出端以及整流用二极管9的阴极的接续点与负荷12间串联联结的电流限制用线圈(DC线圈)10、以及在电流限制用线圈10与负荷12间并联联结于负荷12的平滑用电容器11所构成。又，由与全波整流器4共通化而进行开关动作的晶体管5a及5b、整流用二极管9、以及电流限制用线圈10形成直流定电压电路8。又，全波整流器4是由四个二极管6a、6b、6c、6d桥状接续而形成桥形全波整流电路。
又，晶体管5a是在集电极接续二极管6c的阴极，在发射极接续二极管6c的阳极，晶体管5b是在集电极接续二极管6d的阴极，在发射极接续二极管6d的阳极。又，二极管中由阳极流向阴极的电流的方向顺偏压。
又，进行各晶体管5a、5b的控制的晶体管控制电路7是监视晶体管5b的集电极(X点)施加的电压与负荷12(Y点)施加的输出电压(负荷电压)。又，共振电路的共振停止时，晶体管控制电路7是顺偏压并联联结于二极管6c、6d而打开任一晶体管5a或5b，例如在二极管6c为顺偏压的场合，晶体管5a打开而共振电路的共振停止，在二极管6d为顺偏压的场合，晶体管5b打开而共振电路的共振停止的结构。
以下说明上述实施例的作用：
例如10KHz等的高频电流供给至感应线路，由在该感应线路发生磁束，而在受电线圈2发生感应电动势，由该电动势发生的交流电流而得到的交流电压在全波整流器4整流，借由电流限制用线圈(DC线圈)10而供给至负荷12。此时，电荷在平滑用电容器11充电。
在此，晶体管控制电路7，在负荷12减少的轻负荷状态，监视到输出电压较预先设定的既定电压(基准电压)上升的场合，控制输出电压而停止共振电路的共振。
此时，在二极管6c为顺偏压的场合，共振电路的共振停止，晶体管控制电路7将晶体管5a打开。此时电流不流通，晶体管5a的集电极施加的电压的电位至少在半周期后由负侧切换至正侧。
又，二极管6c变为逆偏压，如图2所示，电流是由共振电路→晶体管5a→二极管6d→共振电路(路径1)徐徐流动，突入电流不会流入晶体管5a以及电流限制用线圈10，因而可使共振电路的共振停止。
如上所述使共振电路的共振停止，电流限制用线圈10会将电流限制用线圈10所贮存的能量放出，由平滑电容器11平滑化而供给至负荷12。
又，晶体管控制电路7，在负荷增加的通常负荷状态，监视输出电压较基准电压低的场合中，为使共振电路再度共振，将晶体管5a关闭(开路状态)。
以上所述的本实施例，是将晶体管5a、5b与全波整流器4共通化，动作晶体管5a、5b，而使共振电路的共振停止，突入电流不会流入电流限制用线圈10，可达到元件的小型化。
又，本实施例中，共振电容器3蓄积的电荷不会一次流入，各晶体管5a、5b以及电流限制用线圈10不会有突入电流流入，可防止各晶体管5a、5b破坏，且可大幅降低电流限制用线圈10的热损失。
又，本实施例中，由使用晶体管或晶闸管(thyristor)等的半导体元件，可对应由共振电路流经的高频电流。
又，本实施例中，使用做为短路装置的晶体管，然而也可使用晶闸管等的半导体元件，可得到同样的效果。
又，本实施例中，全波整流器的二极管是为顺偏压而只有一方的晶体管(短路装置5a、5b)打开，但在顺偏压而一方的晶体管(短路装置5a、5b)打开之后，也可在时间差而将另一方的晶体管(短路装置5a、5b)打开。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下：
1～感应受电电路
2～受电线圈
3～共振电容器
4～全波整流器
7～晶体管控制电路
8～直流定电压电路
9～整流用二极管
10～电流限制用线圈
11～平滑用电容器
12～负荷
6a、6b、6c、6d～二极管
5a、5b～晶体管(短路装置)

Claims (2)

1.一种无接触供电设备的感应受电电路，其特征在于：所述无接触供电设备的感应受电电路中设有受电线圈，该受电线圈感应流经感应线路中的高频电流产生一电动势，  由该受电线圈感应的电动势而对消费电力变动的负荷供电，包括：
共振电容器，并联联结于该受电线圈，形成该受电线圈与该感应线路的频率共振的共振电路；
全波整流器，由四个二极管形成，将由该共振电路取出的交流电压整流，供给至该负荷；
短路装置，分别并联联结于在该全波整流器中阳极连接于一点的两个该二极管；
电流限制用线圈，在该全波整流器的输出端与该负荷间串联联结；以及
平滑用电容器，在该电流限制用线圈与该负荷间并联联结于该负荷；
其中，由动作任一该短路装置，即监视任一与短路装置并联的二极管上的电压，而在两个该短路装置之中动作该二极管为顺偏压的短路装置，使得该共振电路的共振停止。
2.根据权利要求1所述的无接触供电设备的感应受电电路，其特征在于：该短路装置是由半导体元件形成。
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