DE102014102593A1

DE102014102593A1 - Stromversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE102014102593A1
Application number: DE102014102593.8A
Authority: DE
Inventors: Ayako Ichinose; Michio Tamate; Kouji Maruyama; Tomotaka NISHIJIMA
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2014-10-02
Also published as: US9608539B2; JP6047442B2; JP2014195387A; US20140292092A1

Abstract

In einer Stromversorgungseinrichtung ist die Brückenschaltung so konfiguriert, dass mehrere Reihenschaltungen aus zwei antiparallelen Schaltkreisen aus einem Halbleiterschalter und einer Diode parallel geschaltet sind. Die Stromversorgungseinrichtung enthält eine Steuereinheit (200), die konfiguriert ist, den Halbleiterschalter derart zu steuern, dass eine Spannung zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstrom eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenstromwert ist. Folglich wird der Leistungsfaktor der Leistungsempfangsschaltung verbessert und der Verlust einer ganzen Einrichtung wird blockiert, und Größe und Kosten der ganzen Einrichtung können reduziert werden.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung, die unter Nutzung einer magnetischen Kopplung zwischen Spulen Strom an eine Last liefert.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Als ein Beispiel zum Liefern von Strom an eine Last unter Nutzung einer magnetischen Kopplung zwischen Spulen durch elektromagnetische Induktion wird eine kontaktlose Stromversorgung als Beispiel angegeben. Ihr Prinzip bildet eine Art von Transformator durch magnetisches Koppeln mehrerer Spulen über einen Raum unter Nutzung der elektromagnetischen Induktion zwischen den Spulen, wodurch Leistung ausgetauscht wird.
Beispielsweise beinhaltet das Verfahren das Anordnen einer primärseitigen Spule, die einer Stromversorgungsquelle entspricht, als einer Stromversorgungsleitung in einer Schienenform, Integrieren einer sekundärseitigen Spule mit einer Leistungsempfangsschaltung zum Konfigurieren eines mobilen Objekts und gleichzeitig Veranlassen, dass die primärseitige Spule und die sekundärseitige Spule einander gegenüber liegen. Damit ist es möglich, eine kontaktlose Stromversorgung zu einem mobilen Objekt zu führen, das sich entlang der Stromversorgungsleitung bewegt.
Hier veranschaulicht 41 eine kontaktlose Stromversorgungseinrichtung, die in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2002-354711 beschrieben wird. In 41 ist an beiden Enden einer Hochfrequenzstromquelle 100 eine primärseitige Stromversorgungsleitung 110 als Spule angeschlossen. Mit der primärseitigen Stromversorgungsleitung 110 ist eine Leistungsempfangsspule 120 magnetisch gekoppelt, und die primärseitige Stromversorgungsleitung 110 und die Leistungsempfangsspule 120 bilden eine Art von Transformator.
Beide Enden der Leistungsempfangsspule 120 sind durch einen Resonanzkondensator C mit einem Paar von Wechselstromanschlüssen (AC) einer Vollwellengleichrichterschaltung 10 verbunden. Die Leistungsempfangsspule 120 und der Resonanzkondensator C konfigurieren einen Reihenschwingkreis.
Die Vollwellengleichrichterschaltung 10 ist durch Dioden D_u, D_v, D_x und D_y in Brückenschaltung konfiguriert.
Mit einem Paar von Gleichstromanschlüssen (DC) der Vollwellengleichrichterschaltung 10 ist eine Konstantspannungssteuerschaltung 20 verbunden, die eine DC-Ausgangsspannung der Vollwellengleichrichterschaltung 10 so steuert, dass die DC-Ausgangsspannung ein Referenzspannungswert sein soll. Die Konstantspannungssteuerschaltung 20 ist aus einer Hochsetzstellerschaltung konfiguriert, die beispielsweise aus einer Drossel L₁, einer Diode D₁, einem Glättkondensator C₀ und einem Halbleiterschalter SW₁ gebildet wird. Weiterhin ist an beide Enden des Glättkondensators C₀ eine Last R angeschlossen.
In 41 ist eine Steuereinrichtung zum Schalten eines Halbleiterschalters SW₁ weggelassen.
Bei der in 41 offenbarten herkömmlichen Technologie wird ein hochfrequenter Strom durch eine Hochfrequenzstromversorgung 100 an die primärseitige Stromversorgungsleitung 110 angelegt, und der durch die Leistungsempfangsspule 120 gelieferte hochfrequente Strom wird in die Vollwellengleichrichterschaltung 10 eingegeben, um ihn in einen Gleichstrom umzuwandeln.
Bei dieser Art von kontaktloser Stromversorgungseinrichtung ändert sich allgemein aufgrund einer Änderung bei einer Spaltlänge zwischen der primärseitigen Stromversorgungsleitung 110 und der Leistungsempfangsspule 120, einer Änderung bei einem Positionsspalt von beiden oder der gleichen, in der Leistungsempfangsspule 120 eine Spannung induziert. Damit ändert sich die DC-Ausgangsspannung der Vollwellengleichrichterschaltung 10. Weiterhin bewirken auch Charakteristika der Last R, dass sich die DC-Ausgangsspannung der Vollwellengleichrichterschaltung 10 ändert.
Bei der in 41 offenbarten herkömmlichen Technologie wird die DC-Ausgangsspannung der Vollwellengleichrichterschaltung 10 durch die Konstantspannungssteuerschaltung 20 so gesteuert, dass sie einen konstanten Wert aufweist.
Bei der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung kann die zum Übertragen einer Leistung erforderliche Erregungsinduktanz umso kleiner kann werden, je höher die Frequenz der durch eine Spule zugeführten Strom ist, und die Größe einer Spule oder eines an einer Peripherie der Spule angeordneten Kerns kann klein ausgeführt werden. Bei dem Leistungswandler jedoch, der eine Hochfrequenzstromeinrichtung oder eine Leistungsempfangsschaltung konfiguriert, steigt der Schaltverlust eines Halbleiterschalters umso stärkerer, je höher die Frequenz des durch die Schaltung fließenden Stroms wird, und die Stromversorgungseffizienz sinkt. Dementsprechend ist es üblich, die Frequenz des in einem kontaktlosen Zustand zugeführten Stroms auf mehrere [kHz] bis mehrere Dutzende [kHz] einzustellen.
Die in 41 offenbarte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung und insbesondere die Leistungsempfangsschaltung in einem nachfolgenden Stadium des Resonanzkondensators C weist die folgenden Probleme auf.

(1) Da eine Leistungsempfangsschaltung durch eine Vollwellengleichrichterschaltung 10 und eine Konstantspannungssteuerschaltung 20 konfiguriert ist, nimmt die Größe der ganzen Schaltung zu und dies bewirkt eine Zunahme beim Installationsraum oder den Kosten.
(2) Da Verluste nicht nur in den Dioden D_u, D_v, D_x und D_y der Vollwellengleichrichterschaltung 10 auftreten, sondern auch in einer Drossel L₁, einem Halbleiterschalter SW₁ und der Diode D₁ der Konstantspannungssteuerschaltung 20, bewirken diese Verluste eine Abnahme bei der Stromversorgungseffizienz.

Angesichts der oben erwähnten Punkte haben die Erfinder eine kontaktlose Stromversorgungseinrichtung und ein Verfahren zu ihrer Steuerung vorgeschlagen (im Folgenden als Erfindung der früheren Anmeldung bezeichnet), wie in der japanischen offenbelegten Patentveröffentlichung Nr. 2012-125138 beschrieben (im Folgenden als frühere Anmeldung bezeichnet). Dementsprechend kann eine kleine und preiswerte Stromversorgungseinrichtung erhalten werden, und eine hocheffiziente und stabile Stromversorgung kann verfügbar wenden.
42 veranschaulicht eine erste kontaktlose Stromversorgungseinrichtung gemäß der oben erwähnten früheren Anmeldung.
In 42, ist 310 eine Leistungsempfangsschaltung. Die Leistungsempfangsschaltung 310 enthält in Brückenschaltung Halbleiterschalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y, Dioden D_u, D_x, D_v, und D_y, Kondensatoren C_x und C_v und einen Glättkondensator C₀. Die Dioden D_u, D_x, D_v und D_y sind antiparallel zu jedem der Schalter Q_u, Q_x, Q_v bzw. Q_y geschaltet. Die Kondensatoren C_x und C_y sind parallel zu jedem der Schalter Q_x und Q_y jeweils eines unteren Zweigs geschaltet. Ein Glättkondensator C₀ ist zwischen DC-Anschlüsse einer aus diesen Elementen ausgebildeten Brückenschaltung (Vollbrückenwandler) geschaltet. Eine Reihenschaltung aus einem Resonanzkondensator C und einer Leistungsempfangsspule 120 sind zwischen AC-Anschlüsse einer Brückenschaltung geschaltet, und eine Last R ist an beiden Enden eines Glättkondensators C₀ angeschlossen.
200 ist eine Steuereinrichtung, die ein Ansteuersignal zum Schalten der Halbleiterschalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y generiert. Die Steuereinrichtung 200 generiert das obenerwähnte Ansteuersignal auf der Basis eines Stroms i der Leistungsempfangsspule 120, der durch eine Stromdetektionseinheit CT detektiert wird, und einer DC-Ausgangsspannung (Spannung zwischen DC-Anschlüssen) V₀ der Leistungsempfangsschaltung 310.
Bei der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung wird durch Steuern der Halbleiterschalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y eine AC-Spannung v einer Brückenschaltung auf eine Positiv-Negativ-Spannung gesteuert, bei der eine DC-Ausgangsspannung V₀ als ein Spitzenwert eingestellt ist. Eine von der primärseitigen Stromversorgungsleitung 110 an die Leistungsempfangsschaltung 310 gelieferte Leistung ist ein Produkt aus einem Strom i einer Leistungsempfangsspule 120 und einer AC-Spannung v einer Brückenschaltung. Da die Steuereinrichtung 200 eine Phase von Ansteuersignalen der Halbleiterschalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y, auf der Basis einer DC-Ausgangsspannung V₀ verstellt, wird eine Steuerung der zugeführten Leistung, das heißt eine konstante Steuerung einer DC-Ausgangsspannung V₀, verfügbar.
Durch Konfigurieren der Leistungsempfangsschaltung 310 unter Verwendung einer Brückenschaltung, die aus den Schaltern Q_u, Q_x, Q_v und Q_y und den Dioden D_u, D_v, D_x und D_y gebildet wird, wird eine Operation des Konstanthaltens der Leistung selbst dann verfügbar, wenn eine Last R eine regenerative Last ist.
Gemäß dieser kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung kann eine DC-Ausgangsspannung V₀ durch eine Phasensteuerung von Ansteuersignalen von Halbleiterschaltern Q_u, Q_x, Q_v und Q_y in einem konstanten Zustand gesteuert werden, ohne dass eine Konstantspannungssteuerschaltung wie in der bisherigen Technologie von 41 verwendet wird. Außerdem wird möglicherweise die Leistungsempfangsschaltung 310 nur aus einer Brückenschaltung und einem Glättkondensator C₀ gebildet. Deshalb kann die Schaltungskonfiguration vereinfacht werden, ihre Größe und Kosten können reduziert werden und weiterhin können Verluste reduziert werden, indem die Anzahl von Komponenten herabgesetzt wird, und folglich kann eine hocheffiziente und stabile kontaktlose Stromversorgung verfügbar werden.
Durch eine Lade-/Entladeoperation der Kondensatoren C_x und C_v wird außerdem bewirkt, dass ein sogenanntes weiches Umschalten durchgeführt wird, um Schaltverluste zu reduzieren, wodurch eine noch höhere Effizienz gestattet wird.
43 veranschaulicht eine zweite kontaktlose Stromversorgungseinrichtung gemäß der oben erwähnten früheren Anmeldung.
Bei der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung von 42 gibt es, da vier Halbleiterschalter erforderlich sind, ein Problem dahingehend, dass die Größe und Kosten der Einrichtung bei Betrachtung einer Kühleinheit steigen. Deshalb beabsichtigt die kontaktlose Stromversorgungseinrichtung von 43, die Größe und die Kosten weiter zu reduzieren, indem sie nicht einer regenerativen Last entspricht, sondern indem sie nur einer Leistungslast entspricht.
In 43 weist die Leistungsempfangsschaltung 320 eine Schaltzweigreihenschaltung auf, bei der ein Zweig, bei dem eine Diode D_u antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_u geschaltet ist, und ein Zweig, bei dem eine Diode D_x antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_x geschaltet ist, in Reihe geschaltet sind. Zusammen damit weist die Leistungsempfangsschaltung 320 eine Diodenreihenschaltung auf, bei der die Dioden D_v und D_y in Reihe geschaltet sind. Diese Schaltzweigreihenschaltung und Diodenreihenschaltung sind parallel geschaltet, und ein Glättkondensator C₀ ist an beiden Enden der Diodenreihenschaltung angeschlossen. Die Konfigurationen von Komponenten außer der Stromempfangsschaltung 320 sind ähnlich jenen in 42 dargestellten.
44 veranschaulicht eine erläuternde Ansicht für einen Betrieb einer in 43 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung.
Bei der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung von 43 wird die Spannung v zwischen AC-Anschlüssen auf eine Positiv-Negativ-Spannung gesteuert, bei der eine DC-Ausgangsspannung V₀ auf einen Spitzenwert eingestellt ist, indem die Halbleiterschalter Q_u und Q_x gesteuert werden. Von der primärseitigen Stromversorgungsleitung 110 zu der Leistungsempfangsschaltung 320 gelieferte Leistung ist ein Produkt aus einem Strom i und einer Spannung v in 44. Da die Steuereinrichtung 200 eine Phase von Ansteuersignalen der Halbleiterschalter Q_u und Q_x auf der Basis einer DC-Ausgangsspannung V₀ einstellt, wird dementsprechend eine Steuerung der zugeführten Leistung, das heißt eine konstante Steuerung einer DC-Ausgangsspannung V₀, verfügbar.
Gemäß der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung von 43 kann, da Halbleiterschalter für zwei der vier Elemente, die eine Brückenschaltung konfigurieren, unnötig werden, ein Schaltverlust in großem Ausmaß reduziert werden. Zusammen damit kann die Größe einer Kühlrippe für die Brückenschaltung reduziert werden und dadurch können die Größe und die Kosten einer ganzen Einrichtung weiter reduziert werden.
Gemäß der Erfindung der früheren Anmeldung kann deshalb im Vergleich zu früherer Technologie bezüglich der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2002-354711 der Verlust im großen Ausmaß reduziert werden, und auch Größe und Kosten der Einrichtung können reduziert werden.
Gemäß der Erfindung der früheren Anmeldung jedoch, wie in 44 veranschaulicht, wird ein Strom i eine voreilende Phase zu einer Grundschwingungskomponente v'. Deshalb tritt ein Problem mit einem reduzierten Leistungsfaktor der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung auf, und das Problem führt zu einer Steigerung beim Verlust der ganzen Einrichtung und verursacht Blockierungen beim weiteren Reduzieren der Größe der ganzen Einrichtung.
Kurze Darstellung der Erfindung
Das durch die vorliegende Erfindung zu lösende Problem besteht deshalb in der Bereitstellung einer Stromversorgungseinrichtung, die einen Leistungsfaktor weiter verbessert als die Erfindung der früheren Anmeldung, um einen Verlust bei der ganzen Einrichtung zu unterbinden und bei der ganzen Einrichtung reduzierte Größe und Kosten zu realisieren.
Zur Lösung des obigen Problems enthält eine Stromversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 der vorliegenden Erfindung

– eine Spule, die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist,
– eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist, und
– einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass mehrere Schaltzweigreihenschaltungen, bei denen zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung jede der folgenden Konfigurationen umfasst:
– eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist;
– eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist.

Anspruch 1 enthält weiterhin eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Anspruch 2 enthält eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung nur während einer vorgeschrieben Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms ein Spitzenwert ist, und so, dass die Spannung während anderer Zeitperioden eine Nullspannung wird.
Anspruch 3 enthält eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Null wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Eine Stromversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6 enthält:

– eine Spule, die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist,
– eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist, und
– einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass eine Schaltzweigreihenschaltung, bei der zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, und eine Diodenreihenschaltung, bei der zwei Dioden in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung jede der folgenden Konfigurationen umfasst:
– eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist;
– eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist.

Anspruch 4 enthält weiterhin eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Anspruch 5 enthält weiterhin eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung nur während einer vorgeschrieben Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms ein Spitzenwert ist, und so, dass die Spannung während anderer Zeitperioden eine Nullspannung wird.
Anspruch 6 enthält eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Eine Stromversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9 enthält:

– eine Spule, die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist,
– eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist, und
– einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass mehrere DC-Schaltungen, bei denen ein antiparalleler Schaltkreis aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe mit einer Diode geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung jede der folgenden Konfigurationen umfasst:
– eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; und
– eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist.

Anspruch 7 enthält weiterhin eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Anspruch 8 enthält eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung nur während einer vorgeschrieben Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms ein Spitzenwert ist, und so, dass die Spannung während anderer Zeitperioden eine Nullspannung wird.
Anspruch 9 enthält eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Bei einer Stromversorgungseinheit nach Anspruch 10 bewirkt eine Steuereinheit, wenn bei der in Anspruch 9 aufgeführten Stromversorgungseinrichtung zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, dass eine Ein-Periode jedes Halbleiterschalters teilweise so überlappt, dass der eine Nulldurchgangspunkt enthalten ist, und jeden Halbleiterschalter schaltet.
Eine Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 11 enthält:

– eine Spule, die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist,
– eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist, und
– einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass eine Schaltzweigreihenschaltung, bei der zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, und eine Diodenreihenschaltung, bei der zwei Dioden in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, und so, dass eine andere Diode zwischen einen DC-Anschluss der Brückenschaltung und ein Ende des Glättkondensators geschaltet ist, wobei die andere Diode die gleiche Polarität wie die der Diodenreihenschaltung aufweist, wobei die Stromversorgungseinrichtung jede der folgenden Konfigurationen umfasst:
– eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist;
– eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und
– eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.

Die Steuereinheit bewirkt, wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, dass eine Ein-Periode jedes Halbleiterschalters teilweise so überlappt, dass der eine Nulldurchgangspunkt enthalten ist, und jeden Halbleiterschalter schaltet.
Bei einer Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 12 schaltet die Steuereinheit, wenn bei der in Anspruch 9 aufgeführten Stromversorgungseinrichtung zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, jeden Halbleiterschalter so, dass jeder Halbleiterschalter während einer vorgeschriebenen Zeitperiode, die den einen Nulldurchgangspunkt enthält, gleichzeitig eingeschaltet wird.
Eine Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 13 enthält:

– eine Spule, die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist,
– eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist, und
– einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass eine Schaltzweigreihenschaltung, bei der zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, und eine Diodenreihenschaltung, bei der zwei Dioden in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, und so, dass eine andere Diode zwischen einen DC-Anschluss der Brückenschaltung und ein Ende des Glättkondensators geschaltet ist, wobei die andere Diode die gleiche Polarität wie die der Diodenreihenschaltung aufweist, wobei die Stromversorgungseinrichtung jede der folgenden Konfigurationen umfasst:
– eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist;
– eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und
– eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.

Die Steuereinheit schaltet, wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, jeden Halbleiterschalter so, dass jeder Halbleiterschalter während einer vorgeschriebenen Zeitperiode, die den einen Nulldurchgangspunkt enthält, gleichzeitig eingeschaltet wird.
Bei einer Stromversorgungseinheit nach Anspruch 14 bewirkt die Steuereinheit, wenn bei der in Anspruch 3 aufgeführten Stromversorgungseinrichtung zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, dass eine Ein-Periode jedes Halbleiterschalters teilweise so überlappt, dass der eine Nulldurchgangspunkt enthalten ist, und jeden Halbleiterschalter schaltet.
Eine Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 15 enthält:

– eine Spule, die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist,
– eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist, und
– einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, so dass mehrere Schaltzweigreihenschaltungen, bei denen zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, und so, dass eine andere Diode zwischen einen DC-Anschluss der Brückenschaltung und ein Ende des Glättkondensators geschaltet ist, wobei die andere Diode die gleiche Polarität wie die der Diodenreihenschaltung in der Schaltzweigreihenschaltung aufweist, wobei die Stromversorgungseinrichtung jede der folgenden Konfigurationen umfasst:
– eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist;
– eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und
– eine Steuereinheit, die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.

Die Steuereinheit bewirkt, wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, dass eine Ein-Periode jedes Halbleiterschalters teilweise so überlappt, dass der eine Nulldurchgangspunkt enthalten ist, und jeden Halbleiterschalter schaltet.
Bei einer Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 16 schaltet die Steuereinheit, wenn bei der in Anspruch 3 aufgeführten Stromversorgungseinrichtung zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, jeden Halbleiterschalter so, dass jeder Halbleiterschalter während einer vorgeschriebenen Zeitperiode, die den einen Nulldurchgangspunkt enthält, gleichzeitig eingeschaltet wird.
Eine Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 17 enthält:

Die Steuereinheit schaltet, wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, jeden Halbleiterschalter so, dass jeder Halbleiterschalter während einer vorgeschriebenen Zeitperiode, die den einen Nulldurchgangspunkt enthält, gleichzeitig eingeschaltet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlicher, wenn auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.
1 zeigt einen Schaltplan, der ein erstes Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein Wellenformdiagramm eines Stroms und einer Spannung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein Wellenformdiagramm eines Stroms und einer Spannung in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt einen Schaltplan, der ein zweites Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 zeigt einen Schaltplan, der ein dritten Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
18 zeigt einen Schaltplan, der ein viertes Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
19 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
20 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
22 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
23 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
24 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
25 zeigt einen Schaltplan, der ein fünftes Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
26 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm, wenn in 24 ein Nulldurchgangspunktdetektionsfehler eines Stroms vorliegt.
27 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm, wenn in 24 ein Nulldurchgangspunktdetektionsfehler eines Stroms vorliegt.
28 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
29 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
30 zeigt einen Schaltplan, der ein sechstes Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
31 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
32 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
33 zeigt einen Schaltplan, der ein siebtes Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
34 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
35 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
36 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
37 zeigt einen Schaltplan, der ein achtes Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
38 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
39 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
40 zeigt ein Arbeitswellenformdiagramm gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
41 zeigt einen Schaltplan einer früheren Technologie, die in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2002-354711 beschrieben ist.
42 zeigt einen Schaltplan einer Erfindung der früheren Anmeldung.
43 zeigt einen Schaltplan einer Erfindung der früheren Anmeldung.
44 zeigt eine erläuternde Arbeitsansicht einer in 43 dargestellten Erfindung der früheren Anmeldung.
Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Erläuterungen für Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammen mit Zeichnungen vorgelegt.
1 zeigt einen Schaltplan, der ein erstes Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung darstellt, auf die die erste bis dritte Ausführungsform nach Ansprüchen 1 bis 3 angewendet sind. Wenngleich sich die vorliegende Erfindung sowohl auf eine kontaktlose Stromversorgungseinrichtung als auch eine Kontaktstromversorgungseinrichtung anwenden lässt, werden in jeder der folgenden Ausführungsformen Erläuterungen dafür gegeben, wenn die vorliegende Erfindung auf die kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
Bei der der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung von 1 enthält eine Leistungsempfangsschaltung 330 Halbleiterschalter (im Folgenden auch einfach Schalter genannt) Q_u, Q_x, Q_v und Q_y Dioden D_u, D_v, D_x und D_y und einen Glättkondensator C₀. Die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y sind in Brückenschaltung geschaltet. Die Dioden D_u, D_v, D_x und D_y sind antiparallel zu jedem der Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y geschaltet. Ein Glättkondensator C₀ ist zwischen ein Paar von DC-Anschlüssen einer aus diesen Elementen ausgebildeten Brückenschaltung geschaltet. Eine Reihenschaltung aus einem Resonanzkondensator C und einer Leistungsempfangsspule 120 ist zwischen ein Paar von AC-Anschlüssen einer Brückenschaltung geschaltet, und eine Last R ist an beiden Enden eines Glättkondensators C₀ angeschlossen. Hier ist 100 eine Hochfrequenzstromquelle und 110 eine primärseitige Stromversorgungsleitung.
Andererseits generiert eine Steuereinrichtung 200 Ansteuersignale von Schaltern Q_u, Q_x, Q_v und Q_y auf der Basis einer DC-Ausgangsspannung V₀ und eines Stroms i einer Leistungsempfangsspule 120, der durch eine Stromdetektionseinheit CT detektiert wird, und gibt das Ansteuersignal aus. Wenngleich dies nicht dargestellt ist, wird eine DC-Ausgangsspannung V₀ von einer wohlbekannten Spannungsdetektionseinheit wie etwa einem DC-Spannungsdetektor und dergleichen detektiert.
Als Nächstes werden Erklärungen für eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, die Anspruch 1 entspricht.
Eine in 1 dargestellte Schaltung gestattet eine bidirektionale Stromversorgung zwischen einer Leistungsempfangsspule 120 und einer Last R. Danach folgen Erläuterungen für zwei Betriebsarten, wenn Strom von der Leistungsempfangsspule 120 an die Last R geliefert wird und wenn Strom von der Last R an die Leistungsempfangsspule 120 geliefert wird.
Zuerst erfolgen Erläuterungen für einen Betrieb, wenn Strom von der Leistungsempfangsspule 120 an die Last R geliefert wird.
2 zeigt einen Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 von 1 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale von Schaltern Q_u, Q_x, Q_v und Q_y. Wie in 2 dargestellt, führen die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. Danach erfolgen Erläuterungen für einen Betrieb in jeder Zeitperiode I bis VI von 2.

(1) Die Zeitperiode I (Schalter Q_x und Q_y eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → eines Schalters Q_x → einer Diode D_y → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt.
(2) Die Zeitperiode II (Schalter Q_u und Q_y sind eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Diode D_u → eines Glättkondensators C₀ → einer Diode D_y → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein positiver Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht (Spannung zwischen DC-Anschlüssen einer Brückenschaltung), wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i geladen.
(3) Zeitperiode III (Schalter Qx und Q_y werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit der gleichen Route wie der einer Zeitperiode I, und eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt.
(4) Zeitperiode IV (Schalter Q_u und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → einer Diode D_v → eines Schalters Q_u. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt.
(5) Zeitperiode V (Schalter Q_u und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → einer Diode D_v → eines Glättkondensators C₀ → einer Diode D. Eine Spannung v wird ein negativer Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i geladen.
(6) Zeitperiode VI (Schalter Q_u und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit der gleichen Route wie der einer Zeitperiode IV, und eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt.

Hiernach wechseln die Operationen zu einem Schaltmodus einer Zeitperiode I, und ähnliche Operationen werden wiederholt.
Als Nächstes werden Erläuterungen dafür vorgelegt, wenn ein Strom von der Last R an die Leistungsempfangsspule 120 geliefert wird.
Ähnlich zu 2 veranschaulicht 3 eine Spannung i, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y. Die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. Im Folgenden werden Erläuterungen für Operationen in jeder Zeitperiode I' bis VI' von 3 vorgelegt.

(1) Zeitperiode I' (Schalter Q_x und Q_y werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → eines Schalters Q_x → einer Diode D_y → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt. Die Operation zu dieser Zeit ist die gleiche wie die in der Zeitperiode I von 2.
(2) Zeitperiode II' (Schalter Q_x und Q_y werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → eines Schalters Q_x → eines Glättkondensators C₀ → eines Schalters Q_v → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein negativer Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i entladen.
(3) Zeitperiode III' (Schalter Q_x und Q_y werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit der gleichen Route wie der einer Zeitperiode I', und eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt.
(4) Zeitperiode IV' (Schalter Q_u und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → einer Diode D_v → eines Schalters Q_u. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt. Die Operation zu dieser Zeit ist die gleiche wie die in der Zeitperiode IV von 2.
(5) Zeitperiode V' (Schalter Q_u und Q_y werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → eines Schalters Q_y → eines Glättkondensators C₀ → eines Schalters Q_u. Eine Spannung v wird ein positiver Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i entladen.
(6) Zeitperiode VI' (Schalter Q_u und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit der gleichen Route wie der einer Zeitperiode IV', und eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt.

Im Folgenden wechseln die Operationen zu einem Schaltmodus einer Zeitperiode I', und ähnliche Operationen werden wiederholt.
Wie oben erwähnt, führt die Steuereinrichtung 200 eine Schaltsteuerung der Halbleiterschalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y durch. Folglich wird eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen einer Brückenschaltung derart gesteuert, dass die Spannung v nur während einer Zeitperiode α vor und nach dem Nulldurchgangspunkt des Stroms i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung v eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der eine DC-Ausgangsspannung von V₀ während anderer Zeitperioden als ein Spitzenwert eingestellt ist. Ein von der primärseitigen Stromversorgungsleitung 110 zu der Leistungsempfangsschaltung 320 gelieferte Leistung ist ein Produkt aus einem Strom i und einer Spannung v, wie in 1 dargestellt. Dementsprechend wird, während die Steuereinrichtung 200 Ansteuersignale der Halbleiterschalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y verstellt, eine Steuerung der zugeführten Leistung verfügbar, das heißt, eine konstante Steuerung einer DC-Ausgangsspannung V₀ wird verfügbar.
Zu dieser Zeit kann, wie in 2 und 3 dargestellt, ein Leistungsfaktor der Leistungsempfangsschaltung 330 als 1 eingestellt werden, da eine Phasendifferenz zwischen einem Strom i, der durch eine Leistungsempfangsspule 120 fließt, und einer Grundschwingungskomponente v' einer Spannung v zwischen den AC-Anschlüssen einer Brückenschaltung 0° oder 180° wird.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgelegt, die Anspruch 2 entspricht.
Zuerst werden Erläuterungen für eine Operation angegeben, wenn die Leistung von der Leistungsempfangsspule 120 an die Last R geliefert wird. Analog zu dem Obigen veranschaulicht 4 einen Strom i, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y. Die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. Im Folgenden werden Erläuterungen für eine Operation in jeder der Zeitperioden i bis vi von 4 angegeben.

(1) Zeitperiode i (Schalter Q_u und Q_y werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Diode D_u → eines Glättkondensators C₀ → einer Diode D_y → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein positiver Spannungspegel, der einer DC-Ausgangspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i geladen.
(2) Zeitperiode ii (Schalter Q_x und Q_y werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → eines Schalters Q_x → einer Diode D_y → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt.
(3) Zeitperiode iii (Schalter Q_u und Q_y werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit der gleichen Route wie der einer Zeitperiode i. Eine Spannung v wird ein positiver Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i geladen.
(4) Zeitperiode iv (Schalter Q_x und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → einer Diode D_v → eines Glättkondensators C₀ → einer Diode D. Eine Spannung v wird ein negativer Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i geladen.
(5) Zeitperiode v (Schalter Q_u und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 – einer Diode D_v → eines Schalters Q_u. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt.
(6) Zeitperiode vi (Schalter Q_x und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit der gleichen Route wie der einer Zeitperiode iv. Eine Spannung v wird ein negativer Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i geladen.

Im Folgenden wechseln die Operationen zu einem Schaltmodus einer Zeitperiode i, und ähnliche Operationen werden wiederholt.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine Operation angegeben, wenn Leistung von der Last R an die Leistungsempfangsspule 120 geliefert wird.
Ähnlich zu dem Obigen zeigt 5 einen Strom i, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y. Die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. Im Folgenden werden Erläuterungen für eine Operation in jeder Zeitperiode i' bis vi' von 5 angegeben.

(1) Zeitperiode i' (Schalter Q_x und Q_v sind eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → eines Schalters Q_x → eines Glättkondensators C₀ → eines Schalters Q_v → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein negativer Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i entladen.
(2) Zeitperiode ii' (Schalter Q_x und Q_y sind eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → eines Schalters Q_x → einer Diode D_y → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt. Die Operation zu dieser Zeit ist die gleiche wie die in der Zeitperiode ii von 4.
(3) Zeitperiode iii' (Schalter Q_x und Q_v sind eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit der gleichen Route wie der einer Zeitperiode i'. Eine Spannung v wird ein negativer Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i entladen.
(4) Zeitperiode iv' (Schalter Q_u und Q_y werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → eines Schalters Q_y → eines Glättkondensators C₀ → eines Schalters Q_u. Eine Spannung v wird ein positiver Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i entladen.
(5) Zeitperiode v' (Schalter Q_u und Q_v sind eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → einer Diode D_v → eines Schalters Q_u. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt. Die Operation zu dieser Zeit ist die gleiche wie die in der Zeitperiode v von 4.
(6) Zeitperiode vi' (Schalter Q_u und Q_y sind eingeschaltet); Ein Storm i fließt mit der gleichen Route wie der einer Zeitperiode iv' Eine Spannung v wird ein positiver Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i entladen.

Im Folgenden wechseln die Operationen zu einem Schaltmodus einer Zeitperiode i', und ähnliche Operationen werden wiederholt.
Wie oben erwähnt, führt die Steuereinrichtung 200 eine Schaltsteuerung der Halbleiterschalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y durch. Folglich wird eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen einer Brückenschaltung derart gesteuert, dass die Spannung v nur während einer Zeitperiode a vor und nach dem Nulldurchgangspunkt des Stroms i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der ein DC-Ausgangsspannung von V₀ als ein Spitzenwert eingestellt ist, und so, dass die Spannung v während anderer Zeitperioden eine Nullspannung wird. Eine von der primärseitigen Stromversorgungsleitung 110 zu der Leistungsempfangsschaltung 320 gelieferte Leistung ist ein Produkt aus einem Strom i und einer Spannung v, wie in 1 dargestellt. Dementsprechend wird, während die Steuereinrichtung 200 Ansteuersignale der Halbleiterschalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y auf der Basis eines detektierten Werts einer DC-Ausgangsspannung V₀ verstellt, eine Steuerung des zugeführten Stroms, das heißt, eine konstante Steuerung einer DC-Ausgangsspannung V₀, verfügbar.
Zu dieser Zeit kann, wie in 4 und 5 dargestellt, ein Leistungsfaktor der Leistungsempfangsschaltung 330 als 1 eingestellt werden, da eine Phasendifferenz zwischen einem Strom i, der durch eine Leistungsempfangsspule 120 fließt, und einer Grundschwingungskomponente v' einer Spannung v zwischen den AC-Anschlüssen einer Brückenschaltung 0° oder 180° wird.
Wie oben erwähnt, ist gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine konstante Steuerung für eine DC-Ausgangsspannung V₀ verfügbar, bei der ein Leistungsfaktor der Leistungsempfangsschaltung 330 als 1 eingestellt ist.
Bei diesen Ausführungsformen jedoch ist die Anzahl der Schaltzeiten groß, und in einem Zyklus des Stroms i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, treten vier Schaltverluste auf. 6 veranschaulicht als Beispiel einen Strom i, der durch eine Leistungsempfangsspule 120 von 1 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen einer Brückenschaltung und Ströme, die durch die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y fließen, wenn eine Leistungslast mit der Last R verbunden ist und die erste Ausführungsform als eine Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
Wie aus 6 deutlich wird, treten Schaltverluste an einem Übergang während der folgenden Zeitperioden auf.

(1) Von Zeitperiode I bis Zeitperiode II
(2) Von Zeitperiode II bis Zeitperiode III
(3) Von Zeitperiode IV bis Zeitperiode V
(4) Von Zeitperiode V bis Zeitperiode VI

Schaltverluste treten nicht an einem Übergang während der folgenden Zeitperioden auf, da der Strom i während jeder Zeitperioden null ist.

(5) Von Zeitperiode III bis Zeitperiode IV
(6) Von Zeitperiode VI bis Zeitperiode I

Da Schaltverluste die meisten Komponenten von Verlusten von Halbleiterschaltern besitzen, wenn die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, groß ist, wird dies ein Faktor, der eine signifikante Reduktion bei Verlusten von Halbleiterschaltern blockiert.
Im Folgenden werden Erläuterungen für eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, bei der eine Leistungsempfangsschaltung mit einem Leistungsfaktor 1 betrieben werden kann und die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, reduziert werden kann. Die dritte Ausführungsform entspricht Anspruch 3.
Zuerst werden Erläuterungen für eine Operation angegeben, wenn Strom von der Leistungsempfangsspule 120 von 1 an die Last R geliefert wird.
Ähnlich zu dem Obigen zeigt 7 einen Strom i, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y. Die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. Im Folgenden werden Erläuterungen für eine Operation in jeder Zeitperiode (1) bis (4) von 7 angegeben.

(1) Zeitperiode (1) (Schalter Q_u und Q_y sind eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Diode D_u → eines Glättkondensators C₀ → einer Diode D_y –> einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein negativer Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i geladen.
(2) Zeitperiode (2) (Schalter Q_x und Q_y sind eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → eines Schalters Q_x → einer Diode D_y → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt.
(3) Zeitperiode (3) (Schalter Q_u und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → einer Diode D_v → eines Schalters Q_u. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt.
(4) Zeitperiode (4) (Schalter Q_x und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → einer Diode D_v → eines Glättkondensators C₀ → einer Diode D. Eine Spannung v wird ein negativer Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i geladen.

Hiernach wechseln die Operationen zu einem Schaltmodus einer Zeitperiode (1), und ähnliche Operationen werden wiederholt.
Als Nächstes werden Erläuterungen dafür angegeben, wenn Strom von der Last R an die Leistungsempfangsspule 120 geliefert wird.
Ähnlich zu dem Obigen zeigt 8 einen Strom i, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y. Die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. Im Folgenden werden Erläuterungen für eine Operation in jeder Zeitperiode (1)' bis (4)' von 8 angegeben.

(1) Zeitperiode (1)' (Schalter Q_u und Q_y sind eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → eines Schalters Q_x → eines Glättkondensators C₀ eines Schalters Q_v → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein negativer Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i entladen.
(2) Zeitperiode (2) (Schalter Q_x und Q_y sind eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C –. eines Schalters Q_x → einer Diode D_y → einer Leistungsempfangsspule 120. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt. Die Operation zu dieser Zeit ist die gleiche wie die in der Zeitperiode (2) von 7.
(3) Zeitperiode (3)' (Schalter Q_u und Q_v werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → einer Diode D_v → eines Schalters Q_u. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie dargestellt. Die Operation zu dieser Zeit ist die gleiche wie die in der Zeitperiode (3) von 7.
(4) Zeitperiode (4)' (Schalter Q_u und Q_y werden eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → eines Schalters Q_y → eines Glättkondensators C₀ → eines Schalters Q_x. Eine Spannung v wird ein positiver Spannungspegel, der einer DC-Ausgangsspannung V₀ entspricht, wie dargestellt. Während dieser Zeitperiode wird ein Glättkondensator C₀ durch den Strom i geladen.

Hiernach wechseln die Operationen zu einem Schaltmodus einer Zeitperiode (1)', und ähnliche Operationen werden wiederholt.
Wie oben erwähnt, führt die Steuereinrichtung 200 eine Schaltsteuerung der Halbleiterschalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y durch. Folglich wird eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen einer Brückenschaltung derart gesteuert, dass die Spannung v nur während einer Zeitperiode α vor und nach dem Nulldurchgangspunkt des Stroms i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung v während anderer Zeitperioden eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der ein DC-Ausgangsspannung von V₀ als ein Spitzenwert eingestellt ist. Eine von der primärseitigen Stromversorgungsleitung 110 zu der Leistungsempfangsschaltung 330 gelieferte Leistung ist ein Produkt aus einem Strom i und einer Spannung v, wie in 1 dargestellt. Dementsprechend wird, während die Steuereinrichtung 200 Ansteuersignale der Halbleiterschalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y auf der Basis eines detektierten Werts einer DC-Ausgangsspannung V₀ verstellt, eine Steuerung des zugeführten Stroms, das heißt, eine konstante Steuerung einer DC-Ausgangsspannung V₀, verfügbar.
Zu dieser Zeit kann, wie in 7 und 8 dargestellt, ein Leistungsfaktor der Leistungsempfangsschaltung 330 als 1 eingestellt werden, da eine Phasendifferenz zwischen einem Strom i, der durch eine Leistungsempfangsspule 120 fließt, und einer Grundschwingungskomponente v' einer Spannung v zwischen den AC-Anschlüssen einer Brückenschaltung 0° oder 180° wird.
9 zeigt einen Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 von 1 fließt, und einen Strom, der durch Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y fließt, wenn eine Leistungslast als eine Last R angeschlossen wird und die zweite Ausführungsform als eine Stromversorgungseinrichtung angewendet wird. Wie in 9 dargestellt, treten Schaltverluste bei einem Übergang während der folgenden Zeitperioden auf.

(1) Von Zeitperiode (1) bis Zeitperiode (2)
(2) Von Zeitperiode (3) bis Zeitperiode (4)

Hier treten Schaltverluste nicht an einem Übergang während der folgenden Zeitperioden auf, da der Strom i während dieser Zeitperioden null ist.

(3) Von Zeitperiode (2) bis Zeitperiode (3)
(4) Von Zeitperiode (4) bis Zeitperiode (1)

Während die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, in der ersten und zweiten Ausführungsform vier beträgt, beträgt die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, in der dritten Ausführungsform zwei, wie aus 9 deutlich wird. Deshalb kann gemäß der dritten Ausführungsform eine Leistungsempfangsschaltung 330 mit einem Leistungsfaktor 1 ähnlich der ersten und zweiten Ausführungsform betrieben werden, und auch die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, kann reduziert werden.
In 7 und 8 ist eine Zeitperiode α, während der eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung eine Nullspannung wird, als eine Zeitperiode vor und nach dem Nulldurchgangspunkt definiert, bei dem der Strom i der Stromempfangsspule 120 von einem positiven Wert zu einem negativen Wert wechselt. Ein ähnlicher Effekt kann jedoch selbst dann erhalten werden, wenn eine Zeitperiode, während der eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung eine Nullspannung wird, als eine Zeitperiode vor und nach dem Nulldurchgangspunkt definiert ist, zu dem der Strom i von einem negativen Wert zu einem positiven Wert wechselt.
Hier wird in einer kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung von 1 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform (ein erstes Beispiel einer kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung) eine Stromempfangsschaltung 330 durch Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y in Brückenschaltung konfiguriert. Folglich kann eine DC-Ausgangsspannung V₀ ständig gesteuert werden, wenn entweder eine Leistungslast oder eine regenerative Last als Last R angeschlossen wird. Da die Leistungsempfangsschaltung 330 jedoch vier Halbleiterschalter erfordert, besteht ein Problem dahingehend, dass Größe und Kosten der Einrichtung bezüglich einer Kühleinheit oder dergleichen steigen.
Weiterhin gibt es in der ersten bis dritten Ausführungsform einen Modus, in dem ein Strom nur zu einer Diode fließt, die antiparallel geschaltet ist, selbst wenn Halbleiterschalter eingeschaltet sind, wenn eine Leistungslast angeschlossen ist. Im Fall der ersten Ausführungsform beispielsweise fließt ein Strom zu einer Diode für jeden Schalter während der folgenden Zeitperioden, selbst wenn Schalter eingeschaltet sind, wie in 2 und 6 dargestellt.

(1) Q_u: Zeitperiode II
(2) Q_x: Zeitperiode V
(3) Q_v: Zeitperioden IV bis VI
(4) Q_y: Zeitperioden I bis III

Wie aus dem obigen ersichtlich ist, fließt in den Schaltern Q_v und Q_y während der ganzen Zeitperiode von den Zeitperioden I bis VI kein Strom. Dementsprechend ist für die Schalter Q_v und Q_y kein Umschalten erforderlich, und Zweige, bei denen diese Schalter vorgesehen sind, bestehen möglicherweise nur aus den Dioden D_v und D_y.
Deshalb kann ein ähnlicher Effekt wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform, die für eine kontaktlose Stromversorgungseinrichtung von 1 sind, erhalten werden, wenn die kontaktlose Stromversorgungseinrichtung nicht einer regenerativen Last entspricht, sondern nur einer Leistungslast entspricht. Um die Größe und Kosten der Einrichtung zu reduzieren, können die erste bis dritte Ausführungsform weiterhin auf ein zweites Beispiel einer kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung, in 10 dargestellt, angewendet werden.
Die Leistungsempfangsschaltung 320 der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung von 10 weist die gleiche Konfiguration wie die der oben erwähnten Leistungsempfangsschaltung von 43 auf. Das heißt, die Brückenschaltung in der in 10 dargestellten Leistungsempfangsschaltung 320 weist eine Schaltzweigreihenschaltung auf, bei der ein Schaltzweig, in dem eine Diode D_u antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_u geschaltet ist, und ein Schaltzweig, in dem eine Diode D_x antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_x geschaltet ist, in Reihe geschaltet sind. Zusammen damit weist die Brückenschaltung in der Leistungsempfangsschaltung 320 eine Diodenreihenschaltung auf, in der die Dioden D_v und D_y in Reihe geschaltet sind, und die derart konfiguriert ist, dass diese Reihenschaltungen parallel geschaltet sind. Die anderen Teile sind ähnlich jenen von 1.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 11 angegeben. Die vierte Ausführungsform entspricht Anspruch 4, bei dem ein Konzept ähnlich dem der ersten Ausführungsform auf die in 10 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
11 zeigt einen Strom i, der durch die Stromversorgungsspule 120 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x, und die Schalter Q_u und Q_x führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch.
Operationen während der Zeitperioden I bis VI von 11 sind ähnlich den Operationen während der Zeitperioden I bis VI von 2. Dementsprechend können auch in der vierten Ausführungsform, die einer entspricht, in der die erste Ausführungsform auf die kontaktlose Stromversorgungseinrichtung von 10 angewendet wird, Operationen und ein Effekt ähnlich jenen von 2 erhalten werden. Ein ähnlicher Effekt kann erhalten werden, wenn Ansteuersignale wie in 12 dargestellt verwendet werden, in der Schalter Q_u und Q_x während der Zeitperioden II und V ausgeschaltet sind, in der der Strom selbst dann nur zu Dioden fließt, wenn Halbleiterschalter eingeschaltet sind.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 13 angegeben. Die fünfte Ausführungsform entspricht Anspruch 5, bei dem ein Konzept ähnlich dem der zweiten Ausführungsform auf die in 10 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
Ähnlich wie bei 11 veranschaulicht 13 einen Strom i, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x. Die Schalter Q_u und Q_x führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch.
Operationen während der Zeitperioden i bis vi von 13 sind ähnlich den Operationen während der Zeitperioden i bis vi von 4. Dementsprechend können auch in der fünften Ausführungsform, die einer entspricht, in der die zweite Ausführungsform auf die kontaktlose Stromversorgungseinrichtung von 10 angewendet wird, Operationen und ein Effekt ähnlich jenen von 4 erhalten werden. Ein ähnlicher Effekt kann erhalten werden, wenn Ansteuersignale wie in 14 dargestellt verwendet werden, in der Schalter Q_u und Q_x während der Zeitperioden i, iii, iv und vi ausgeschaltet sind, in der der Strom selbst dann nur zu Dioden fließt, wenn Halbleiterschalter Q_u und Q_x eingeschaltet sind.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 15 angegeben. Die sechste Ausführungsform entspricht Anspruch 3, bei dem ein Konzept ähnlich dem der dritten Ausführungsform auf die in 10 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
Ähnlich wie bei 11 veranschaulicht 15 einen Strom i, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x. Die Schalter Q_u und Q_x führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch.
Operationen während der Zeitperioden (1) bis (4) von 15 sind ähnlich den Operationen während der Zeitperioden (1) bis (4) von 7. Dementsprechend können auch in der sechsten Ausführungsform, die einer entspricht, in der die dritte Ausfürungsform auf die kontaktlose Stromversorgungseinrichtung von 10 angewendet wird, Operationen und ein Effekt ähnlich jenen von 7 erhalten werden. Ein ähnlicher Effekt kann erhalten werden, wenn Ansteuersignale wie in 13 dargestellt verwendet werden, in der Schalter Q_u und Q_x während der Zeitperioden (1) und (4) ausgeschaltet sind, in der der Strom selbst dann nur zu Dioden fließt, wenn Halbleiterschalter Q_u und Q_x eingeschaltet sind.
Ähnliche Operationen und Effekte können auch erhalten werden, wenn die obige vierte bis sechste Ausführungsform auf das dritte Beispiel der in 17 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung mit einem ähnlichen Konzept angewendet wird.
Bei der in 17 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung weist die Brückenschaltung in der Stromvorempfangsschaltung 340 eine Schaltzweigserienschaltung auf, bei der ein Schaltarm, in dem eine Diode D_v antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_v geschaltet ist, und ein Schaltarm, in dem eine Diode D_y antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_y geschaltet ist, in Reihe geschaltet sind. Zusammen damit weist die Brückenschaltung in der Stromempfangsschaltung 340 eine Diodenreihenschaltung auf, in der die Dioden D_u und D_x in Reihe geschaltet sind, und die derart konfiguriert ist, dass diese Reihenschaltungen parallel geschaltet sind. Die anderen Teile sind ähnlich jenen von 1.
Weiterhin kann bei der in 1 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung ein ähnlicher Effekt erhalten werden, wenn die vierte bis sechste Ausführungsform angewendet werden, wobei die Halbleiterschalter an die gleichen Positionen wie jene der Dioden D_v und D_y in 10 oder Dioden D_u und D_x in 17 gesetzt werden, wobei sie während den ganzen Zeitperioden ausgeschaltet sind.
Weiterhin kann ein ähnlicher Effekt erhalten werden, wenn die erste bis dritte Ausführungsform auf das vierte Beispiel einer in 18 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung angewendet wird, wenn sie nicht einer regenerativen Last entspricht, sondern nur einer Leistungslast entspricht.
Bei der Leistungsempfangsschaltung 350 der in 18 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung weist die Brückenschaltung eine Reihenschaltung auf, bei der ein Schaltzweig, in dem eine Diode D_x antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_x geschaltet ist, und eine Diode D_u in Reihe geschaltet sind, und eine Reihenschaltung, bei der ein Schaltzweig, in dem eine Diode D_y antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_y geschaltet ist, und eine Diode D_y in Reihe geschaltet sind. Zusammen damit ist die Brückenschaltung so konfiguriert, dass sie diese Reihenschaltungen parallel schaltet. Die anderen Teile sind ähnlich jenen von 1.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 19 angegeben. Die siebte Ausführungsform entspricht Anspruch 7, bei dem ein Konzept ähnlich dem der ersten Ausführungsform auf die in 18 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
19 zeigt einen Strom i, der durch die Stromversorgungsspule 120 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_x und Q_y. Die Schalter Q_x und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch.
Im Folgenden werden Erläuterungen für Operationen in jeder Zeitperiode I'' bis VI'' angegeben. In den nachfolgenden Erläuterungen für (1) bis (6) gilt „ähnlich” für einen Strom i, eine Spannung v, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und eine Route des Stroms i, und Ein/Aus-Operationen der Schalter Q_x und Q_y differieren teilweise von jenen von 2.

(1) Zeitperiode I'' (ein Schalter Q_x wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode I von 2
(2) Zeitperiode II'' (ein Schalter Q_y wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode II von 2
(3) Zeitperiode III'' (ein Schalter Q_x wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode III von 2
(4) Zeitperiode IV'' (ein Schalter Q_y wird eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → eines Schalters Q_y → einer Diode D_x von 18. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie in 19 dargestellt.
(5) Zeitperiode V'' (ein Schalter Q_x wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode V von 2
(6) Zeitperiode VI'' (ein Schalter Q_y wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode IV''

Danach wechseln die Operationen zu einem Schaltmodus einer Zeitperiode I'', und ähnliche Operationen werden wiederholt.
Dementsprechend können in der siebten Ausführungsform, die einer entspricht, bei der die erste Ausführungsform auf die kontaktlose Stromversorgung von 18 angewendet wird, Operationen und ein Effekt ähnlich denen von 2 ebenfalls erhalten werden. Ein ähnlicher Effekt kann erhalten werden, wenn Ansteuersignale wie in 20 dargestellt verwendet werden, in der Schalter Q_x und Q_y während der Zeitperioden II'' und V'' ausgeschaltet sind, bei denen der Strom selbst dann nur zu den Dioden fließt, wenn die Halbleiterschalter Q_u und Q_x eingeschaltet sind.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 21 angegeben. Die achte Ausführungsform entspricht Anspruch 8, bei dem ein Konzept ähnlich dem der zweiten Ausführungsform auf die in 18 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
Ähnlich wie bei 19 veranschaulicht 21 einen Strom i, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_x und Q_y. Die Schalter Q_x und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch.
Im Folgenden werden Erläuterungen für Operationen in jeder Zeitperiode i'' bis vi'' von 21 angegeben. In den nachfolgenden Erläuterungen für (1) bis (6) gilt „ähnlich” für einen Strom i, eine Spannung v, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und eine Route des Stroms i, und Ein/Aus-Operationen der Schalter Q_x und Q_y differieren teilweise von jenen von 4.

(1) Zeitperiode i'' (ein Schalter Q_y wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode i von 4
(2) Zeitperiode ii'' (ein Schalter Q_x wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode ii von 4
(3) Zeitperiode iii'' (ein Schalter Q_y wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode iii von 4
(4) Zeitperiode iv'' (ein Schalter Q_x wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode iv von 4
(5) Zeitperiode v'' (ein Schalter Q_y wird eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → eines Schalters Q_y → einer Diode D. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, wie in 19 dargestellt.
(6) Zeitperiode vi'' (ein Schalter Q_x wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode iv'' von 4

Danach wechseln die Operationen zu einem Schaltmodus einer Zeitperiode i'', und ähnliche Operationen werden wiederholt.
Dementsprechend können in der achten Ausführungsform, die einer entspricht, bei der die zweite Ausführungsform auf die kontaktlose Stromversorgung von 18 angewendet wird, Operationen und ein Effekt ähnlich denen von 4 ebenfalls erhalten werden. Ein ähnlicher Effekt kann erhalten werden, wenn Ansteuersignale wie in 22 dargestellt verwendet werden, in der Schalter Q_x und Q_y während der Zeitperioden i'', iii'', iv'' und vi'' ausgeschaltet sind, bei denen der Strom selbst dann nur zu den Dioden fließt, wenn die Halbleiterschalter Q_u und Q_x eingeschaltet sind.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 23 angegeben. Die neunte Ausführungsform entspricht Anspruch 9, bei dem ein Konzept ähnlich dem der dritten Ausführungsform auf die in 18 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
Ähnlich wie bei 19 veranschaulicht 23 einen Strom i, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_x und Q_y. Die Schalter Q_x und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch.
Im Folgenden werden Erläuterungen für Operationen in jeder Zeitperiode (1)'' bis (4)'' angegeben. In den nachfolgenden Erläuterungen für (1) bis (4) gilt „ähnlich” für einen Strom i, eine Spannung v, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und eine Route des Stroms i, und Ein/Aus-Operationen der Schalter Q_x und Q_y differieren teilweise von jenen von 7.

(1) Zeitperiode (1)'' (ein Schalter Q_y wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode (1) von 7
(2) Zeitperiode (2)'' (ein Schalter Q_x wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode (2) von 7
(3) Zeitperiode (3)'' (ein Schalter Q_y wird eingeschaltet): Ein Strom i fließt mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → eines Schalters Q_y → einer Diode D. Eine Spannung v wird ein Nullspannungspegel, dargestellt.
(4) Zeitperiode (4)'' (ein Schalter Q_x wird eingeschaltet): Ähnlich zur Zeitperiode (4) von 7

Danach wechseln die Operationen zu einem Schaltmodus einer Zeitperiode (1)'', und ähnliche Operationen werden wiederholt.
Dementsprechend können in der neunten Ausführungsform, die einer entspricht, bei der die dritte Ausführungsform auf die kontaktlose Stromversorgung von 18 angewendet wird, Operationen und ein Effekt ähnlich denen von 7 ebenfalls erhalten werden. Ein ähnlicher Effekt kann erhalten werden, wenn Ansteuersignale wie in 24 dargestellt verwendet werden, in der Schalter Q_x und Q_y während der Zeitperioden (1)'' und (4)'' ausgeschaltet sind, bei denen der Strom selbst dann nur zu den Dioden fließt, wenn die Halbleiterschalter Q_u und Q_x eingeschaltet sind.
Ein ähnlicher Effekt kann auch erhalten werden, wenn die obige erste bis dritte Ausführungsform mit einem ähnlichen Konzept auf das fünfte Beispiel der in 25 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
Bei der in 25 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung verbindet die Brückenschaltung in der Leistungsempfangsschaltung 360 einen Schaltzweig, in dem eine Diode D_u antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_u geschaltet ist, und eine Diode D_x in Reihe. Zusammen damit ist die Brückenschaltung in der Leistungsempfangsschaltung 360 konfiguriert, einen Schaltzweig, in dem eine Diode D_v antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_v geschaltet ist, und eine Diode D_x in Reihe zu schalten und diese Reihenschaltungen parallel zu schalten. Die anderen Teile sind ähnlich jenen von 1.
Weiterhin kann bei der in 1 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung ein ähnlicher Effekt erhalten werden, wenn die erste bis dritte Ausführungsform angewendet werden, wobei die Halbleiterschalter an die gleichen Positionen wie jene der Dioden D_u und D_v in 18 oder Dioden D_x und D_y in 25 gesetzt werden, wobei sie während der ganzen Zeitperiode ausgeschaltet sind.
Bei einer beliebigen der ersten bis neunten Ausführungsform wird ein Nulldurchgangspunkt des Stroms i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, durch eine Stromdetektionseinheit CT und eine Steuereinrichtung 200 detektiert, und auf der Basis dieses Nulldurchgangspunkts werden Ansteuersignale von Halbleiterschaltern bestimmt. Es ist jedoch wegen Einflüssen wie etwa eines Fehlers eines Detektors oder dergleichen schwierig, den Nulldurchgangspunkt des Stroms i präzise zu detektieren, und in einigen Fällen können Detektionsfehler auftreten.
26 veranschaulicht eine Arbeitswellenform, wenn Detektionsfehler am Nulldurchgangspunkt des Stroms i der Leistungsempfangsspule 120 in der oben erwähnten 24 auftreten, und außerdem zeigt 27 zeigt eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen einer Brückenschaltung, einen Strom i und einen Strom, der zu dieser Zeit durch die Schalter Q_x und Q_y fließt. In 26 zeigt P₀ einen ursprünglichen Nulldurchgangspunkt des Stroms i, und P₁ zeigt einen Nulldurchgangspunkt, auf Grund eines Detektorfehlers und dergleichen irrtümlicherweise detektiert worden ist.
Weiterhin sind eine Spannung v und eine Route eines Stroms i in jeder der Zeitperioden (1)'' bis (4)'' in 26 und 27 ähnlich jenen in jeder der Zeitperioden (1)'' bis (4)'' in 23. In der Zeitperiode (5)'' in 26 und 27 fließt der Strom i mit einer Route eines Resonanzkondensators C → einer Leistungsempfangsspule 120 → einer Diode D_v → eines Glättkondensators C₀ → einer Diode D_x, und eine Spannung weist einen Pegel auf, der ähnlich dem der Spannung in der Zeitperiode (4)'' ist.
Wie aus 27 deutlich hervorgeht, treten Schaltverluste an einem Übergang während der folgenden Zeitperioden auf.

(1) Von Zeitperiode (1)'' zu Zeitperiode (2)''
(2) Von Zeitperiode (5)'' zu Zeitperiode (3)''
(3) Von Zeitperiode (3)'' zu Zeitperiode (4)''

Schaltverluste treten nicht an einem Übergang während der folgenden Zeitperioden auf, da der Strom i während dieser Zeitperioden null beträgt.

(4) Von Zeitperiode (2)'' zu Zeitperiode (5)''
(5) Von Zeitperiode (4)'' zu Zeitperiode (1)''

Wie oben erwähnt, beträgt die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, drei, wenn Detektionsfehler des Nulldurchgangspunkts des Stroms i auftreten. Andererseits beträgt,. wie in 9 dargestellt, die Häufigkeit, mit der Schaltverluste in 24 generiert werden, wenn keine Detektionsfehler des Nulldurchgangspunkts auftreten, da die Operationen in 24 ähnlich denen in 7 werden. Das heißt, wenn Detektionsfehler des Nulldurchgangspunkts des Stroms i auftreten, und zwar trotz Bemühungen zum Verbessern eines Leistungsfaktors wie in der dritten, sechsten und neunten Ausführungsform beschrieben und Reduzieren der Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, steigt in Wirklichkeit die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden. Da ein Schalten von Zeitperiode (5)'' zu Zeitperiode (3)'' ein Schalten in der Nähe des Nulldurchgangspunkts des Stroms i ist, kann dies auch ein erhöhtes Strahlungsrauschen verursachen.
Als Nächstes werden Erläuterungen für die folgende zehnte bis siebzehnte Ausführungsform als Beispiele dafür angegeben, nicht die Häufigkeit zu erhöhen, mit der Schaltverluste generiert werden, selbst dann, wenn die Detektionsfehler im Nulldurchgangspunkt des Stroms i auftreten. Analog zu dem Obigen zeigt 28 einen Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_y und Q_y. Die Schalter Q_x und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch.
Hier wird bewirkt, dass Ein-Perioden der Ansteuersignale der Schalter Q_x und Q_y teilweise überlappen, wie in einem schattierten Bereich gezeigt, der den Nulldurchgangspunkt P₁ des Stroms i enthält. 29 zeigt den Strom i zu dieser Zeit und den Strom, der durch die Schalter Q_x und Q_y fließt.
Eine Spannung v und eine Route eines Stroms i in jeder der Zeitperioden (1)'' bis (4)'' in 28 und 29 sind ähnlich jenen in jeder der Zeitperioden (1)'' bis (4)'' in 23.
In 29 treten Schaltverluste an einem Übergang während der folgenden Zeitperioden auf.

(1) Von Zeitperiode (1)''' bis Zeitperiode (2)''
(2) Von Zeitperiode (3)'' bis Zeitperiode (4)''

(3) Von Zeitperiode (2)'' bis Zeitperiode (3)''
(4) Von Zeitperiode (4)'' bis Zeitperiode (1)''

Mit anderen Worten beträgt die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert wurden, zwei, und das ist die gleiche Häufigkeit wie in 9. Deshalb kann gemäß der zehnten Ausführungsform eine Zunahme bei der Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, selbst dann verhindert werden, wenn Detektionsfehler am Nulldurchgangspunkt des Stroms i auftreten, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt.
Ein ähnlicher Effekt kann auch erhalten werden, wenn die zehnte Ausführungsform mit einem ähnlichen Konzept auf das in 25 dargestellte fünfte Beispiel der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
Weiterhin kann bei der in 1 dargestellten Stromversorgungseinrichtung ein ähnlicher Effekt erhalten werden, wenn die zehnte Ausführungsform angewendet wird, wobei die Halbleiterschalter an die gleichen Positionen wie jene von Dioden D_u und D_v in 18 oder Dioden D_x und D_y in 25 gesetzt werden, wobei sie während der ganzen Zeitperioden ausgeschaltet sind.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben. Die elfte Ausführungsform entspricht Anspruch 11, bei dem ein Konzept ähnlich dem der zehnten Ausführungsform auf das in 30 dargestellte sechste Beispiel der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung angewendet wird.
Bei der Leistungsempfangsschaltung 370 der in 30 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung weist die Brückenschaltung eine Schaltzweigreihenschaltung auf, bei der ein Schaltzweig, bei dem eine Diode D_u antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_u geschaltet ist, und ein Schaltzweig, bei dem eine Diode D_x antiparallel zu einem Halbleiterschalter Q_x geschaltet ist, in Reihe geschaltet sind. Zusammen damit ist die Brückenschaltung so konfiguriert, dass sie eine Diodenreihenschaltung aufweist, bei der die Dioden D_v und D_y in Reihe geschaltet und konfiguriert sind, diese Schaltzweigreihenschaltung und Diodenreihenschaltung parallel zu schalten. Eine Diode D₀ ist zwischen einen der DC-Anschlüsse (positiven DC-Anschluss) einer Brückenschaltung und ein Ende eines Glättkondensators C₀ geschaltet, wobei die Diode D₀ die gleiche Polarität wie die einer Reihenschaltung aus Dioden D_v und D_y aufweist (Serienschaltung aus D_u und D_x). Die anderen Teile sind ähnlich jenen von 1.
31 veranschaulicht eine Arbeitswellenform der elften Ausführungsform für die in 30 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung. 31 zeigt einen Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 von 30 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x. Die Schalter Q_u und Q_x führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. P₀ zeigt einen ursprünglichen Nulldurchgangspunkt des Stroms i, und P₁ zeigt einen Nulldurchgangspunkt, der aufgrund eines Detektorfehlers und dergleichen irrtümlicherweise detektiert worden ist.
Hier wird bewirkt, dass Ein-Perioden der Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x teilweise überlappen, wie in einem schattierten Bereich gezeigt, der den Nulldurchgangspunkt P₁ des Stroms i enthält. 32 zeigt den Strom i und den Strom, der zu dieser Zeit durch die Schalter Q_u und Q_x fließt.
Eine Spannung v und eine Route eines Stroms i in jeder der Zeitperioden (1) bis (4) in 31 und 32 sind ähnlich jenen in jeder der Zeitperioden (1) bis (4) in 15.
In 32 treten Schaltverluste an einem Übergang während der folgenden Zeitperioden auf.

(1) Von Zeitperiode (1) zu Zeitperiode (2)
(2) Von Zeitperiode (3) zu Zeitperiode (4)

Schaltverluste treten an einem Übergang während der folgenden Zeitperioden nicht auf, da der Strom i während dieser Zeitperioden null ist.

(3) Von Zeitperiode (2) zu Zeitperiode (3)
(4) Von Zeitperiode (4) zu Zeitperiode (1)

Mit anderen Worten beträgt die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, zwei, und deshalb kann gemäß der ersten Ausführungsform eine Zunahme bei der Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, selbst dann verhindert werden, wenn Detektionsfehler an dem Nulldurchgangspunkt des Stroms i auftreten.
Ein ähnlicher Effekt kann auch erhalten werden, wenn die elfte Ausführungsform mit einem ähnlichen Konzept auf das siebte Beispiel der kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung von 33 angewendet werden.
Weiterhin ist bei der in 1 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung eine Diode D₀ zwischen einen der DC-Anschlüsse (positiver DC-Anschluss) einer Brückenschaltung und ein Ende eines Glättkondensators C₀ geschaltet, wobei die Diode D₀ die gleiche Polarität wie die einer Reihenschaltung aus Dioden D_v und D_y aufweist (Reihenschaltung aus D_u und D_x). Dann kann die elfte Ausführungsform angewendet werden, wobei die Halbleiterschalter an die gleichen Positionen wie jene der Dioden D_v und D_y in 30 oder der Dioden D_u und D_x in 33 gesetzt werden, wobei sie während der ganzen Zeitperiode ausgeschaltet sind. Mit dieser Konfiguration kann ein ähnlicher Effekt erhalten werden.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine zwölfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, die Anspruch 12 entspricht.
34 veranschaulicht eine Arbeitswellenform der zwölften Ausführungsform für die in 18 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung. 34 zeigt einen Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 von 18 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_x und Q_y. Die Schalter Q_x und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. P₀ zeigt einen ursprünglichen Nulldurchgangspunkt des Stroms i, und P₁ zeigt einen Nulldurchgangspunkt, der aufgrund eines Detektorfehlers und dergleichen irrtümlicherweise detektiert worden ist.
Hier sind Ein-Perioden der Ansteuersignale der Schalter Q_x und Q_y als eine Zeitperiode α definiert, die im Wesentlichen gleich einer Periode vor und nach dem Nulldurchgangspunkt P₀ des Stroms i ist, und Ansteuersignale der Schalter Q_x und Q_y sind als die gleichen definiert. Eine Spannung v und eine Route eines Stroms i in jeder der Zeitperioden (1'' bis (4)'' in 34 sind ähnlich denen in jeder der Zeitperioden (1)'' bis (4)'' in 23. Ein Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, und ein Strom, der zu dieser Zeit durch die Schalter Q_x und Q_y fließt, sind jenen in 29 dargestellten ähnlich. Deshalb kann gemäß der zwölften Ausführungsform ein ähnlicher Effekt wie der der zehnten Ausführungsform unter Verwendung eines einzelnen Ansteuersignals erhalten werden.
Ein ähnlicher Effekt kann auch erhalten werden, wenn die zwölfte Ausführungsform mit einem ähnlichen Konzept auf die kontaktlose Stromversorgungseinrichtung von 25 angewendet wird. Weiterhin kann bei der in 1 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung ein ähnlicher Effekt auch erhalten werden, wenn die zwölfte Ausführungsform angewendet wird, wobei die Schalter an die gleichen Positionen wie jene der Dioden D_u und D_v in 18 oder Dioden D_x und D_y in 25 gesetzt werden, wobei sie während der ganzen Zeitperiode ausgeschaltet sind.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine dreizehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, die Anspruch 13 entspricht.
35 veranschaulicht eine Arbeitswellenform der dreizehnten Ausführungsform für die in 30 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung. 35 zeigt einen Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 von 30 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x. Die Schalter Q_u und Q_x führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. P₀ zeigt einen ursprünglichen Nulldurchgangspunkt des Stroms i, und P₁ zeigt einen Nulldurchgangspunkt, der aufgrund eines Detektorfehlers und dergleichen irrtümlicherweise detektiert worden ist.
Hier sind Ein-Perioden der Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x als eine Zeitperiode α definiert, die im Wesentlichen gleich einer Periode vor und nach dem Nulldurchgangspunkt P₀ des Stroms i ist, und Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x sind als die gleichen definiert. Eine Spannung v und eine Route eines Stroms i in jeder der Zeitperioden (1) bis (4) in 35 sind ähnlich denen in jeder der Zeitperioden (1) bis (4) in 15. Ein Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, und ein Strom, der zu dieser Zeit durch die Schalter Q_u und Q_x fließt, sind jenen in 32 dargestellten ähnlich. Deshalb kann für die Schalter Q_u und Q_x gemäß der zwölften Ausführungsform ein ähnlicher Effekt wie der der elften Ausführungsform unter Verwendung eines einzelnen Ansteuersignals erhalten werden.
Ein ähnlicher Effekt kann auch erhalten werden, wenn die dreizehnte Ausführungsform mit einem ähnlichen Konzept auf die kontaktlose Stromversorgungseinrichtung von 33 angewendet wird.
Weiterhin ist bei der in 1 dargestellten kontaktlosen Stromversorgungseinrichtung eine Diode D₀ zwischen einen der DC-Anschlüsse (positiver DC-Anschluss) einer Brückenschaltung und ein Ende eines Glättkondensators C₀ geschaltet, wobei die Diode D₀ die gleiche Polarität wie die einer Reihenschaltung aus Dioden D_v und D_y aufweist (Reihenschaltung aus D_u und D_x). Dann kann die dreizehnte Ausführungsform angewendet werden, wobei die Halbleiterschalter an die gleichen Positionen wie jene der Dioden D_v und D_y in 30 oder der Dioden D_u und D_x in 33 gesetzt werden, wobei sie während der ganzen Zeitperiode ausgeschaltet sind. Mit dieser Konfiguration kann ein ähnlicher Effekt erhalten werden.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine vierzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, die Anspruch 14 entspricht. Bei der vierten Ausführungsform wird ein Konzept ähnlich der vierzehnten Ausführungsform auf die in 1 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet.
36 veranschaulicht eine Arbeitswellenform der vierzehnten Ausführungsform. 36 zeigt einen Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 von 1 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y.
Die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. Po zeigt einen ursprünglichen Nulldurchgangspunkt des Stroms i, und P_i zeigt einen Nulldurchgangspunkt, der aufgrund eines Detektorfehlers und dergleichen irrtümlicherweise detektiert worden ist.
Hier wird, wie in 36 dargestellt, bewirkt, dass Ein-Perioden eines Ansteuersignals der Schalter Q_x und Q_y teilweise überlappen, wie in einem schattierten Bereich gezeigt, der den Nulldurchgangspunkt P₁ des Stroms i enthält. Zu dieser Zeit sind eine Spannung v und eine Route eines Stroms i in jeder der Zeitperioden (1)'' bis (4)'' in 36 ähnlich jenen in jeder der Zeitperioden (1)'' bis (4)'' in 23.
Weiterhin sind ein Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, und ein Strom, der durch die Schalter Q_x und Q_y fließt, ähnlich jenen, die in 29 dargestellt sind. Deshalb wird die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, zwei, und eine Zunahme bei der Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, kann selbst dann verhindert werden, wenn Detektionsfehler am Nulldurchgangspunkt des Stroms i auftreten.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine fünfzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, die Anspruch 15 entspricht. Bei der fünfzehnten Ausführungsform wird ein Konzept ähnlich der vierzehnten Ausführungsform auf die in 37 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet.
37 veranschaulicht einen Schaltplan, der ein achtes Beispiel einer Stromversorgungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Unterschied in 1 des in 37 dargestellten Schaltplans davon liegt in dem Punkt, dass bei der Leistungsempfangsschaltung 390 eine Diode D₀ zwischen einen der DC-Anschlüsse (positiver DC-Anschluss) einer Brückenschaltung und ein Ende eines Glättkondensators C₀ geschaltet ist, wobei die Diode D₀ die gleiche Polarität wie die einer Reihenschaltung aus Dioden D_v und D_y aufweist (Reihenschaltung aus D_u und D_y).
38 veranschaulicht ein Arbeitswellenformdiagramm einer fünfzehnten Ausführungsform für die in 37 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung. 38 veranschaulicht einen Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 von 37 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y.
Die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. P₀ zeigt einen ursprünglichen Nulldurchgangspunkt des Stroms i, und P_i zeigt einen Nulldurchgangspunkt, der aufgrund eines Detektorfehlers und dergleichen irrtümlicherweise detektiert worden ist.
Hier wird, wie in 38 dargestellt, bewirkt, dass Ein-Perioden der Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x teilweise überlappen, wie in einem schattierten Bereich gezeigt, der den Nulldurchgangspunkt P₁ des Stroms i enthält. Zu dieser Zeit sind eine Spannung v und eine Route eines Stroms i in jeder der Zeitperioden (1) bis (4) in 38 ähnlich jenen in jeder der Zeitperioden (1) bis (4) in 15.
Weiterhin sind ein Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, und ein Strom, der durch die Schalter Q_u und Q_x fließt, ähnlich jenen, die in 32 dargestellt sind. Deshalb wird die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, zwei, und eine Zunahme bei der Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, kann selbst dann verhindert werden, wenn Detektionsfehler am Nulldurchgangspunkt des Stroms i auftreten.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine sechzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, die Anspruch 16 entspricht. Bei der sechzehnten Ausführungsform wird ein Konzept ähnlich der zwölften Ausführungsform auf die in 1 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet.
39 veranschaulicht ein Arbeitswellenformdiagramm einer sechzehnten Ausführungsform für die in 1 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung. 39 veranschaulicht einen Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 von 1 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y.
Die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. P₀ zeigt einen ursprünglichen Nulldurchgangspunkt des Stroms i, und P_i zeigt einen Nulldurchgangspunkt, der aufgrund eines Detektorfehlers und dergleichen irrtümlicherweise detektiert worden ist.
Hier sind Ein-Perioden der Ansteuersignale der Schalter Q_x und Q_y als eine Zeitperiode α definiert, die im Wesentlichen gleich einer Periode vor und nach dem Nulldurchgangspunkt P₀ des Stroms i ist, und Ansteuersignale der Schalter Q_x und Q_y sind als die gleichen definiert. Eine Spannung v und eine Route eines Stroms i in jeder der Zeitperioden (1)'' bis (4)'' in 39 sind ähnlich jenen in jeder der Zeitperioden (1)'' bis (4)'' in 23.
Ein Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, und ein Strom, der zu dieser Zeit durch die Schalter Q_x und Q_y fließt, sind ähnlich jenen in 29 dargestellten. Deshalb kann gemäß der sechzehnten Ausführungsform ein ähnlicher Effekt zu dem der vierzehnten Ausführungsform erhalten werden.
Als Nächstes werden Erläuterungen für eine siebzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, die Anspruch 17 entspricht. Bei der siebzehnten Ausführungsform wird ein Konzept ähnlich der dreizehnten Ausführungsform auf die in 37 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung angewendet.
40 veranschaulicht ein Arbeitswellenformdiagramm einer siebzehnten Ausführungsform für die in 37 dargestellte kontaktlose Stromversorgungseinrichtung. 40 veranschaulicht einen Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 von 37 fließt, eine Spannung v zwischen AC-Anschlüssen der Brückenschaltung, eine Grundschwingungskomponente v' der Spannung v und Ansteuersignale der Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y.
Die Schalter Q_u, Q_x, Q_v und Q_y führen eine Schaltoperation mit einer mit dem Strom i synchronisierten konstanten Frequenz durch. P₀ zeigt einen ursprünglichen Nulldurchgangspunkt des Stroms i, und P₁ zeigt einen Nulldurchgangspunkt, der aufgrund eines Detektorfehlers und dergleichen irrtümlicherweise detektiert worden ist.
Hier sind Ein-Perioden der Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x als eine Zeitperiode a definiert, die im Wesentlichen gleich einer Periode vor und nach dem Nulldurchgangspunkt Po des Stroms i ist, und Ansteuersignale der Schalter Q_u und Q_x sind als die gleichen definiert. Eine Spannung v und eine Route eines Stroms i in jeder der Zeitperioden (1) bis (4) in 40 sind ähnlich jenen in jeder der Zeitperioden (1) bis (4) in 15.
Weiterhin sind ein Strom i, der durch die Leistungsempfangsspule 120 fließt, und ein Strom, der durch die Schalter Q_u und Q_x fließt, ähnlich jenen in 32 dargestellten. Deshalb kann auch gemäß der siebzehnten Ausführungsform ein ähnlicher Effekt zu dem der fünfzehnten Ausführungsform erhalten werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Stromversorgungseinrichtung bereitgestellt werden, wobei die Stromversorgungseinrichtung in der Lage ist, Verluste einer ganzen Einrichtung durch Verbessern des Leistungsfaktors zu blockieren, und in der Lage ist, Größe und Kosten der ganzen Einrichtung zu reduzieren.
Weiterhin kann die Häufigkeit, mit der Schaltverluste generiert werden, um eine Zunahme bei den Verlusten zu blockieren, selbst dann reduziert werden, wenn Detektionsfehler am Nulldurchgangspunkt eines Eingangsstroms auftreten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-354711 [0004, 0028, 0096]
JP 2012-125138 [0014]

Claims

Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass mehrere Schaltzweigreihenschaltungen, bei denen zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass mehrere Schaltzweigreihenschaltungen, bei denen zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung nur während einer vorgeschrieben Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms ein Spitzenwert ist, und so, dass die Spannung während anderer Zeitperioden eine Nullspannung wird.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass mehrere Schaltzweigreihenschaltungen, bei denen zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung eine Nullspannung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass eine Schaltzweigreihenschaltung, bei der zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, und eine Diodenreihenschaltung, bei der zwei Dioden in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass eine Schaltzweigreihenschaltung, bei der zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, und eine Diodenreihenschaltung, bei der zwei Dioden in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung nur während einer vorgeschrieben Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms ein Spitzenwert ist, und so, dass die Spannung während anderer Zeitperioden eine Nullspannung wird.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass eine Schaltzweigreihenschaltung, bei der zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, und eine Diodenreihenschaltung, bei der zwei Dioden in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass mehrere DC-Schaltungen, bei denen ein antiparalleler Schaltkreis aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe mit einer Diode geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass mehrere DC-Schaltungen, bei denen ein antiparalleler Schaltkreis aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe mit einer Diode geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung nur während einer vorgeschrieben Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms ein Spitzenwert ist, und so, dass die Spannung während anderer Zeitperioden eine Nullspannung wird.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass mehrere DC-Schaltungen, bei denen antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe mit einer Diode geschaltet sind, parallel geschaltet sind, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung eine Nullspannung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist.
Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (200), wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, bewirkt, dass eine Ein-Periode jedes Halbleiterschalters teilweise so überlappt, dass der eine Nulldurchgangspunkt enthalten ist, und jeden Halbleiterschalter schaltet.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass eine Schaltzweigreihenschaltung, bei der zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, und eine Diodenreihenschaltung, bei der zwei Dioden in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, und so, dass eine andere Diode zwischen einen DC-Anschluss der Brückenschaltung und ein Ende des Glättkondensators geschaltet ist, wobei die andere Diode die gleiche Polarität wie die der Diodenreihenschaltung aufweist, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist, wobei die Steuereinheit (200), wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, bewirkt, dass eine Ein-Periode jedes Halbleiterschalters teilweise so überlappt, dass der eine Nulldurchgangspunkt enthalten ist, und jeden Halbleiterschalter schaltet.
Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (200), wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, jeden Halbleiterschalter so schaltet, dass jeder Halbleiterschalter während einer vorgeschriebenen Zeitperiode, die den einen Nulldurchgangspunkt enthält, gleichzeitig eingeschaltet wird.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, dass eine Schaltzweigreihenschaltung, bei der zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, und eine Diodenreihenschaltung, bei der zwei Dioden in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, und so, dass eine andere Diode zwischen einen DC-Anschluss der Brückenschaltung und ein Ende des Glättkondensators geschaltet ist, wobei die andere Diode die gleiche Polarität wie die der Diodenreihenschaltung aufweist, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist, wobei die Steuereinheit (200), wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, jeden Halbleiterschalter so schaltet, dass jeder Halbleiterschalter während einer vorgeschriebenen Zeitperiode, die den einen Nulldurchgangspunkt enthält, gleichzeitig eingeschaltet wird.
Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (200), wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, bewirkt, dass eine Ein-Periode jedes Halbleiterschalters teilweise so überlappt, dass der eine Nulldurchgangspunkt enthalten ist, und jeden Halbleiterschalter schaltet.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, so dass mehrere Schaltzweigreihenschaltungen, bei denen zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, und so, dass eine andere Diode zwischen einen DC-Anschluss der Brückenschaltung und ein Ende des Glättkondensators geschaltet ist, wobei die andere Diode die gleiche Polarität wie die der Diodenreihenschaltung in der Schaltzweigreihenschaltung aufweist, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist, wobei die Steuereinheit (200), wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, bewirkt, dass eine Ein-Periode jedes Halbleiterschalters teilweise so überlappt, dass der eine Nulldurchgangspunkt enthalten ist, und jeden Halbleiterschalter schaltet.
Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (200), wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, jeden Halbleiterschalter so schaltet, dass jeder Halbleiterschalter während einer vorgeschriebenen Zeitperiode, die den einen Nulldurchgangspunkt enthält, gleichzeitig eingeschaltet wird.
Stromversorgungseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Spule (120), die zum Austauschen von Leistung durch eine externe magnetische Kopplung konfiguriert ist; eine Brückenschaltung, bei der ein Ende der Spule (120) durch einen Resonanzkondensator mit einem Wechselstromanschluss (AC) und ein anderes Ende der Spule (120) mit einem anderen AC-Anschluss verbunden ist; und einen Glättkondensator, der zum Schalten zwischen Gleichstromanschlüsse (DC) der Brückenschaltung konfiguriert ist, wobei eine Last an beiden Enden des Glättkondensators angeschlossen ist und die Brückenschaltung derart konfiguriert ist, so dass mehrere Schaltzweigreihenschaltungen, bei denen zwei antiparallele Schaltkreise aus einem Halbleiterschalter und einer Diode in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind, und so, dass eine andere Diode zwischen einen DC-Anschluss der Brückenschaltung und ein Ende des Glättkondensators geschaltet ist, wobei die andere Diode die gleiche Polarität wie die der Diodenreihenschaltung in der Schaltzweigreihenschaltung aufweist, wobei die Stromversorgungseinrichtung Folgendes umfasst: eine Stromdetektionseinheit, die zum Detektieren eines durch die Spule (120) fließenden Stroms als Eingangsstrom konfiguriert ist; eine Spannungsdetektionseinheit, die zum Detektieren einer Spannung zwischen den DC-Anschlüssen als Ausgangsspannung konfiguriert ist; und eine Steuereinheit (200), die zum Umschalten des Halbleiterschalters mit einem konstanten Zyklus konfiguriert ist, so dass eine Spannung zwischen den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung nur während einer vorgeschriebenen Zeitperiode vor und nach einem von zwei Nulldurchgangspunkten in einem Zyklus des Eingangsstroms eine Nullspannung wird, und so, dass die Spannung eine Positiv-Negativ-Spannung wird, bei der die Ausgangsspannung während anderer Zeitperioden ein Spitzenwert ist, wobei die Steuereinheit (200), wenn zwischen dem einen Nulldurchgangspunkt und einem ursprünglichen Nulldurchgangspunkt ein Detektionsfehler existiert, jeden Halbleiterschalter so schaltet, dass jeder Halbleiterschalter während einer vorgeschriebenen Zeitperiode, die den einen Nulldurchgangspunkt enthält, gleichzeitig eingeschaltet wird.