JP2000245077A - 非接触電力伝達装置 - Google Patents
非接触電力伝達装置Info
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力の伝達効率を最適にする。
【解決手段】 高周波電源１１からの高周波電圧が両端
に印加される１次コイルＬ１およびこの１次コイルＬ１
に印加される高周波電圧に応じて起電力を誘導して誘導
電圧を得る２次コイルＬ２を有し、１次コイルＬ１側お
よび２次コイルＬ２側が互いに所定のギャップ長だけ非
接触状態で離間するとともに分離着脱式に構成されて成
るトランス１２と、２次コイルＬ２と並列接続されるコ
ンデンサＣ１と、２次コイルＬ２に誘導される起電力を
直流電力に整流して２次電池Ｂに伝達する半波整流用の
ダイオードＤ１とにより非接触電力伝達装置を構成し
て、高周波電圧および誘導電圧の極性反転の時点と、コ
ンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極値となる時点と
が一致するように、コンデンサＣ１の容量値を設定すれ
ば、２次電池Ｂへの電力の伝達効率を最適にすることが
できる。
に印加される１次コイルＬ１およびこの１次コイルＬ１
に印加される高周波電圧に応じて起電力を誘導して誘導
電圧を得る２次コイルＬ２を有し、１次コイルＬ１側お
よび２次コイルＬ２側が互いに所定のギャップ長だけ非
接触状態で離間するとともに分離着脱式に構成されて成
るトランス１２と、２次コイルＬ２と並列接続されるコ
ンデンサＣ１と、２次コイルＬ２に誘導される起電力を
直流電力に整流して２次電池Ｂに伝達する半波整流用の
ダイオードＤ１とにより非接触電力伝達装置を構成し
て、高周波電圧および誘導電圧の極性反転の時点と、コ
ンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極値となる時点と
が一致するように、コンデンサＣ１の容量値を設定すれ
ば、２次電池Ｂへの電力の伝達効率を最適にすることが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分離着脱式の１次
コイルおよび２次コイルを有するトランスと、このトラ
ンスの２次コイルに誘導される起電力を直流電力に整流
して次段に伝達する整流回路とにより構成される非接触
電力伝達装置に関するものである。
コイルおよび２次コイルを有するトランスと、このトラ
ンスの２次コイルに誘導される起電力を直流電力に整流
して次段に伝達する整流回路とにより構成される非接触
電力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の非接触電力伝達装置に
は、２次コイルにコンデンサを並列接続して、このコン
デンサと２次コイルとに共振が起こるように、１次コイ
ル側の発振周波数を決める方法が種々知られている。こ
れは、ラジオ受信機において、所望のチャンネルに合わ
せるべく、可変容量のコンデンサを調整して、その容量
値とアンテナを兼ねるラジオ受信機内のコイルのインダ
クタンス値とで決まる共振周波数を放送搬送波の周波数
と一致させるいわゆる同調をとるのと似ている。電気工
学的には、正弦波電圧や電流を扱う場合、その交流周波
数をｆとすれば、インダクタンスＬによる誘導リアクタ
ンス２πｆＬと、容量Ｃによる容量リアクタンス１／
（２πｆＣ）とのベクトル合成分が打ち消しあって、イ
ンピーダンスが最小、すなわち抵抗分のみになることを
示している。
は、２次コイルにコンデンサを並列接続して、このコン
デンサと２次コイルとに共振が起こるように、１次コイ
ル側の発振周波数を決める方法が種々知られている。こ
れは、ラジオ受信機において、所望のチャンネルに合わ
せるべく、可変容量のコンデンサを調整して、その容量
値とアンテナを兼ねるラジオ受信機内のコイルのインダ
クタンス値とで決まる共振周波数を放送搬送波の周波数
と一致させるいわゆる同調をとるのと似ている。電気工
学的には、正弦波電圧や電流を扱う場合、その交流周波
数をｆとすれば、インダクタンスＬによる誘導リアクタ
ンス２πｆＬと、容量Ｃによる容量リアクタンス１／
（２πｆＣ）とのベクトル合成分が打ち消しあって、イ
ンピーダンスが最小、すなわち抵抗分のみになることを
示している。
【０００３】ここで、例えば、特願平４−３０７７０６
号公報には、給電側コイルとこれに並列接続された共振
コンデンサからなる給電側の発振回路と、受電側コイル
とこれに並列接続された共振コンデンサからなる受電側
の共振回路とを有し、給電側の電力を給電側のコイルか
ら受電側コイルへ電磁誘導により非接触で供給する電力
供給装置において、給電側コイルと受電側コイルの両方
の磁束の影響を受けて発生する誘導起電力を検出する検
出コイルと、この検出コイルが検出した誘導起電力の周
波数に応じて、給電側コイルに供給される電力の交流周
波数を変化させて給電側の発振周波数を受電側の共振周
波数に同調させる制御手段とを備えたものが開示されて
いる。
号公報には、給電側コイルとこれに並列接続された共振
コンデンサからなる給電側の発振回路と、受電側コイル
とこれに並列接続された共振コンデンサからなる受電側
の共振回路とを有し、給電側の電力を給電側のコイルか
ら受電側コイルへ電磁誘導により非接触で供給する電力
供給装置において、給電側コイルと受電側コイルの両方
の磁束の影響を受けて発生する誘導起電力を検出する検
出コイルと、この検出コイルが検出した誘導起電力の周
波数に応じて、給電側コイルに供給される電力の交流周
波数を変化させて給電側の発振周波数を受電側の共振周
波数に同調させる制御手段とを備えたものが開示されて
いる。
【０００４】また、特願平１−２３５３９９号公報に
は、送信側コイルと間隙を設けて対向する受信側コイル
に電磁誘導により無線で電力を送る時、受信側コイルに
共振回路を形成させ、共振周波数に近い周波数で電力を
送る方法、および送信側コイルと間隙を設けて対向する
受信側コイルに電磁誘導により無線で電力を送る時、送
信側コイルに共振回路を形成させ、受信側コイルにもそ
れぞれの共振周波数が近くなるように設定し、共振周波
数に近い周波数で電力を送る方法が記載されている。
は、送信側コイルと間隙を設けて対向する受信側コイル
に電磁誘導により無線で電力を送る時、受信側コイルに
共振回路を形成させ、共振周波数に近い周波数で電力を
送る方法、および送信側コイルと間隙を設けて対向する
受信側コイルに電磁誘導により無線で電力を送る時、送
信側コイルに共振回路を形成させ、受信側コイルにもそ
れぞれの共振周波数が近くなるように設定し、共振周波
数に近い周波数で電力を送る方法が記載されている。
【０００５】このように電磁誘導を利用して非接触で給
電を行う場合、上記いづれの公報も電力を２次側に効率
よく伝達するのが狙いであり、従来からあるラジオ受信
機の同調の考え方を適用したものである。
電を行う場合、上記いづれの公報も電力を２次側に効率
よく伝達するのが狙いであり、従来からあるラジオ受信
機の同調の考え方を適用したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記同
調の考え方を適用する方法では、電力の伝達効率が必ず
しも最適にならないことが実験やシミュレーションなど
で判明した。つまり、同調の考え方を適用して求めたコ
ンデンサの容量値が回路構成などによって電力の伝達効
率が最適となる容量値とならないものが存在していた。
さらに、電力の伝達効率が最適となる容量値は回路構成
や動作条件によって異なる値をとることが分かった。
調の考え方を適用する方法では、電力の伝達効率が必ず
しも最適にならないことが実験やシミュレーションなど
で判明した。つまり、同調の考え方を適用して求めたコ
ンデンサの容量値が回路構成などによって電力の伝達効
率が最適となる容量値とならないものが存在していた。
さらに、電力の伝達効率が最適となる容量値は回路構成
や動作条件によって異なる値をとることが分かった。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、電力の伝達効率を最適にし得る非接触電力伝達
装置を提供することを目的とする。
であり、電力の伝達効率を最適にし得る非接触電力伝達
装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載の非接触電力伝達装置は、高周波電源か
らの高周波電圧が両端に印加される１次コイルおよびこ
の１次コイルに印加される高周波電圧に応じて起電力を
誘導して誘導電圧を得る２次コイルを有し、前記１次コ
イルおよび２次コイルが分離着脱式に構成されて成るト
ランスと、前記２次コイルと並列接続されるコンデンサ
と、前記２次コイルに誘導される起電力を直流電力に整
流して次段に伝達する整流回路とを備え、前記コンデン
サの容量値は、前記高周波電圧および誘導電圧の極性反
転の時点と、当該コンデンサに生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように設定されるものであ
る。
の請求項１記載の非接触電力伝達装置は、高周波電源か
らの高周波電圧が両端に印加される１次コイルおよびこ
の１次コイルに印加される高周波電圧に応じて起電力を
誘導して誘導電圧を得る２次コイルを有し、前記１次コ
イルおよび２次コイルが分離着脱式に構成されて成るト
ランスと、前記２次コイルと並列接続されるコンデンサ
と、前記２次コイルに誘導される起電力を直流電力に整
流して次段に伝達する整流回路とを備え、前記コンデン
サの容量値は、前記高周波電圧および誘導電圧の極性反
転の時点と、当該コンデンサに生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように設定されるものであ
る。
【０００９】この構成では、高周波電圧および誘導電圧
の極性反転の時点と、コンデンサに生じる振動電圧の値
が極値となる時点とが一致するように、コンデンサの容
量値が設定されるので、次段に流れる電流の平均レベル
が最大になる。これにより、次段への電力の伝達効率を
最適にすることが可能になる。
の極性反転の時点と、コンデンサに生じる振動電圧の値
が極値となる時点とが一致するように、コンデンサの容
量値が設定されるので、次段に流れる電流の平均レベル
が最大になる。これにより、次段への電力の伝達効率を
最適にすることが可能になる。
【００１０】なお、前記コンデンサに生じる振動電圧が
所定時間間隔毎に複数回現れる場合には、前記コンデン
サの容量値は、前記高周波電圧および誘導電圧の極性反
転の時点と、前記複数回のうち初回の振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように設定される構成でもよ
い（請求項２）。この構成によれば、次段への電力の伝
達効率を最適にすることが可能になる。
所定時間間隔毎に複数回現れる場合には、前記コンデン
サの容量値は、前記高周波電圧および誘導電圧の極性反
転の時点と、前記複数回のうち初回の振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように設定される構成でもよ
い（請求項２）。この構成によれば、次段への電力の伝
達効率を最適にすることが可能になる。
【００１１】また、前記次段には平滑用コンデンサを有
する定電圧負荷が接続される構成でもよい（請求項
３）。この構成によれば、定電圧負荷に対する電流の平
均レベルを最大にすることが可能となる。
する定電圧負荷が接続される構成でもよい（請求項
３）。この構成によれば、定電圧負荷に対する電流の平
均レベルを最大にすることが可能となる。
【００１２】また、前記整流回路は半波整流回路であっ
てもよい（請求項４）。この構成でも、次段への電力の
伝達効率を最適にすることが可能になる。
てもよい（請求項４）。この構成でも、次段への電力の
伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００１３】また、前記半波整流回路の一方の出力端子
と前記次段との間に介在するチョークコイルを備える構
成でもよい（請求項５）。この構成でも、次段への電力
の伝達効率を最適にすることが可能になる。
と前記次段との間に介在するチョークコイルを備える構
成でもよい（請求項５）。この構成でも、次段への電力
の伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００１４】また、前記２次コイルにはセンタタップが
設けられ、前記整流回路は、当該整流回路の出力端子と
前記センタタップとの間に接続される前記次段に前記整
流後の直流電力を伝達する構成でもよい（請求項６）。
この構成でも、次段への電力の伝達効率を最適にするこ
とが可能になる。
設けられ、前記整流回路は、当該整流回路の出力端子と
前記センタタップとの間に接続される前記次段に前記整
流後の直流電力を伝達する構成でもよい（請求項６）。
この構成でも、次段への電力の伝達効率を最適にするこ
とが可能になる。
【００１５】また、前記整流回路の出力端子と前記次段
との間に介在するチョークコイルを備える構成でもよい
（請求項７）。この構成でも、次段への電力の伝達効率
を最適にすることが可能になる。
との間に介在するチョークコイルを備える構成でもよい
（請求項７）。この構成でも、次段への電力の伝達効率
を最適にすることが可能になる。
【００１６】また、前記整流回路はブリッジ整流回路で
あってもよい（請求項８）。この構成でも、次段への電
力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
あってもよい（請求項８）。この構成でも、次段への電
力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００１７】また、前記ブリッジ整流回路の一方の出力
端子と前記次段との間に介在するチョークコイルを備え
る構成でもよい（請求項９）。この構成でも、次段への
電力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
端子と前記次段との間に介在するチョークコイルを備え
る構成でもよい（請求項９）。この構成でも、次段への
電力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００１８】また、前記高周波電圧の電圧波形が方形波
状であっても（請求項１０）、次段への電力の伝達効率
を最適にすることが可能になる。
状であっても（請求項１０）、次段への電力の伝達効率
を最適にすることが可能になる。
【００１９】また、前記高周波電源は、複数のスイッチ
ング素子により構成されるインバータ回路を有し、前記
高周波電圧の立ち上がりおよび立ち下がり部で部分共振
によるソフトスイッチングを行って、台形波状の高周波
電圧を前記１次コイルの両端に印加する構成でもよい
（請求項１１）。この構成でも、次段への電力の伝達効
率を最適にすることが可能になる。
ング素子により構成されるインバータ回路を有し、前記
高周波電圧の立ち上がりおよび立ち下がり部で部分共振
によるソフトスイッチングを行って、台形波状の高周波
電圧を前記１次コイルの両端に印加する構成でもよい
（請求項１１）。この構成でも、次段への電力の伝達効
率を最適にすることが可能になる。
【００２０】また、前記高周波電圧の電圧波形は正弦波
状であっても（請求項１２）、次段への電力の伝達効率
を最適にすることが可能になる。
状であっても（請求項１２）、次段への電力の伝達効率
を最適にすることが可能になる。
【００２１】さらに、前記１次コイルと並列接続される
電圧共振用のコンデンサを備える構成でもよい（請求項
１３）。この構成でも、次段への電力の伝達効率を最適
にすることが可能になる。
電圧共振用のコンデンサを備える構成でもよい（請求項
１３）。この構成でも、次段への電力の伝達効率を最適
にすることが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の非接触電力伝達装
置に係る実施形態の基本回路図で、この図に示す非接触
電力伝達装置は、高周波電源１１からの高周波電圧Ｅ1S
が両端に印加される１次コイルＬ１およびこの１次コイ
ルＬ１に印加される高周波電圧Ｅ1Sに応じて起電力を誘
導して誘導電圧を得る２次コイルＬ２を有し、１次コイ
ルＬ１側および２次コイルＬ２側が互いに所定のギャッ
プ長だけ非接触状態で離間するとともに分離着脱式に構
成されて成るいわゆる分離着脱式（非接触分離着脱式）
のトランス１２と、２次コイルＬ２と並列接続されるコ
ンデンサＣ１と、２次コイルＬ２に誘導される起電力を
直流電力に整流して次段の２次電池Ｂに伝達する半波整
流用のダイオードＤ１とを備えている。
置に係る実施形態の基本回路図で、この図に示す非接触
電力伝達装置は、高周波電源１１からの高周波電圧Ｅ1S
が両端に印加される１次コイルＬ１およびこの１次コイ
ルＬ１に印加される高周波電圧Ｅ1Sに応じて起電力を誘
導して誘導電圧を得る２次コイルＬ２を有し、１次コイ
ルＬ１側および２次コイルＬ２側が互いに所定のギャッ
プ長だけ非接触状態で離間するとともに分離着脱式に構
成されて成るいわゆる分離着脱式（非接触分離着脱式）
のトランス１２と、２次コイルＬ２と並列接続されるコ
ンデンサＣ１と、２次コイルＬ２に誘導される起電力を
直流電力に整流して次段の２次電池Ｂに伝達する半波整
流用のダイオードＤ１とを備えている。
【００２３】ただし、図１に示す例では、高周波電源１
１は、直流電源ＤＣと並列接続される直列接続のコンデ
ンサＣ１１，Ｃ１２と、これらコンデンサＣ１１，Ｃ１
２と並列接続される直列接続のスイッチング素子Ｓ１
１，Ｓ１２とにより構成されており、コンデンサＣ１
１，Ｃ１２の接続点とスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２
の接続点との間に上記１次コイルＬ１が接続されてい
る。なお、スイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２は、トラン
ジスタでもＦＥＴでもよく、図略の制御回路によって周
期Ｔ０ごとに交互にオン／オフされる（後述の図１０参
照）。また、高周波電源は、ハーフブリッジ回路に限ら
ず、例えばフルブリッジ回路でも同様である。
１は、直流電源ＤＣと並列接続される直列接続のコンデ
ンサＣ１１，Ｃ１２と、これらコンデンサＣ１１，Ｃ１
２と並列接続される直列接続のスイッチング素子Ｓ１
１，Ｓ１２とにより構成されており、コンデンサＣ１
１，Ｃ１２の接続点とスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２
の接続点との間に上記１次コイルＬ１が接続されてい
る。なお、スイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２は、トラン
ジスタでもＦＥＴでもよく、図略の制御回路によって周
期Ｔ０ごとに交互にオン／オフされる（後述の図１０参
照）。また、高周波電源は、ハーフブリッジ回路に限ら
ず、例えばフルブリッジ回路でも同様である。
【００２４】次に、上記構成の非接触電力伝達装置にお
けるコンデンサＣ１の容量値の設定について図面をさら
に参照しながら詳述する。
けるコンデンサＣ１の容量値の設定について図面をさら
に参照しながら詳述する。
【００２５】図２は図１に示す非接触電力伝達装置から
コンデンサＣ１を外した場合の回路図、図３は図２の２
次側換算の等価回路図、図４は図２および図３に示す各
部の信号波形図である。ただし、図４に示すＥ2S、Ｖ
L02およびＩｄは、図３に示す同符号の信号と対応して
いる。
コンデンサＣ１を外した場合の回路図、図３は図２の２
次側換算の等価回路図、図４は図２および図３に示す各
部の信号波形図である。ただし、図４に示すＥ2S、Ｖ
L02およびＩｄは、図３に示す同符号の信号と対応して
いる。
【００２６】図２に示す回路では、高周波電源１１から
１次コイルＬ１に方形波の高周波電圧Ｅ1Sが印加し、こ
れに応じて２次コイルＬ２に起電力が誘導され、この起
電力がダイオードＤ１で半波整流されて、充電電流が２
次電池Ｂに流れる構成になっている。
１次コイルＬ１に方形波の高周波電圧Ｅ1Sが印加し、こ
れに応じて２次コイルＬ２に起電力が誘導され、この起
電力がダイオードＤ１で半波整流されて、充電電流が２
次電池Ｂに流れる構成になっている。
【００２７】一方、この構成の図３に示す等価回路で
は、電源の電圧Ｅ2Sの振幅Ｅ2 は次の（数１）で表さ
れ、２次側から見た漏れインダクタンスに相当するイン
ダクタンスＬ０２は次の（数２）で表される。
は、電源の電圧Ｅ2Sの振幅Ｅ2 は次の（数１）で表さ
れ、２次側から見た漏れインダクタンスに相当するイン
ダクタンスＬ０２は次の（数２）で表される。
【００２８】
【数１】
【００２９】
【数２】
【００３０】ただし、Ｅ1 は高周波電圧Ｅ1Sの振幅を示
す。また、１次コイルＬ１および２次コイルＬ２の各符
号は自己インダクタンスを示し、Ｍは１次コイルＬ１お
よび２次コイルＬ２の相互インダクタンスを示す。
す。また、１次コイルＬ１および２次コイルＬ２の各符
号は自己インダクタンスを示し、Ｍは１次コイルＬ１お
よび２次コイルＬ２の相互インダクタンスを示す。
【００３１】図３に示す電圧Ｅ2Sの振幅Ｅ2 が２次電池
Ｂの電圧Ｅｄより高い場合、図４に示すように、２次電
池Ｂに充電電流Ｉｄが流れる。ただし、図４のＩａは充
電電流の平均レベルを示す。
Ｂの電圧Ｅｄより高い場合、図４に示すように、２次電
池Ｂに充電電流Ｉｄが流れる。ただし、図４のＩａは充
電電流の平均レベルを示す。
【００３２】ここで、図１に示すように、２次コイルＬ
２にコンデンサＣ１を並列接続すると、このコンデンサ
Ｃ１の容量値に応じて充電電流Ｉｄの平均レベルＩａが
図５に示すように変化する。ただし、図５では、縦軸上
のＩａはコンデンサＣ１が接続されていない場合のレベ
ルを示し、Ｃ１ｍは平均レベルＩａが最大となる場合の
コンデンサＣ１の容量値を示す。すなわち、充電電流Ｉ
ｄの平均レベルＩａを最大にし得るコンデンサＣ１の最
適値Ｃ１ｍが存在するのである。
２にコンデンサＣ１を並列接続すると、このコンデンサ
Ｃ１の容量値に応じて充電電流Ｉｄの平均レベルＩａが
図５に示すように変化する。ただし、図５では、縦軸上
のＩａはコンデンサＣ１が接続されていない場合のレベ
ルを示し、Ｃ１ｍは平均レベルＩａが最大となる場合の
コンデンサＣ１の容量値を示す。すなわち、充電電流Ｉ
ｄの平均レベルＩａを最大にし得るコンデンサＣ１の最
適値Ｃ１ｍが存在するのである。
【００３３】図６は図１の２次側換算の等価回路図、図
７〜９はそれぞれコンデンサＣ１の容量値が最適値Ｃ１
ｍよりも小さい場合、等しい場合および大きい場合の各
部の波形図である。これらの図から、コンデンサＣ１の
容量を変えると、充電電流Ｉｄの波形が変化して、その
平均レベルＩａが変化するのが分かる。そして、コンデ
ンサＣ１の容量値が最適値Ｃ１ｍである場合、特徴的な
波形条件が成り立つことを見い出した。
７〜９はそれぞれコンデンサＣ１の容量値が最適値Ｃ１
ｍよりも小さい場合、等しい場合および大きい場合の各
部の波形図である。これらの図から、コンデンサＣ１の
容量を変えると、充電電流Ｉｄの波形が変化して、その
平均レベルＩａが変化するのが分かる。そして、コンデ
ンサＣ１の容量値が最適値Ｃ１ｍである場合、特徴的な
波形条件が成り立つことを見い出した。
【００３４】図１０はコンデンサＣ１の容量値が最適値
Ｃ１ｍと等しい場合の各部の詳細な波形図で、この図を
用いて、まず図１の回路動作について説明すると、定常
状態において、電圧Ｅ1S，Ｅ2Sがともに正である期間Ｔ
２に入ると、ダイオードＤ１が導通して、それまでコン
デンサＣ１に流れていた電流ＩC1が充電電流Ｉｄとして
２次電池Ｂに転流し、充電電流Ｉｄが徐々に増大する。
Ｃ１ｍと等しい場合の各部の詳細な波形図で、この図を
用いて、まず図１の回路動作について説明すると、定常
状態において、電圧Ｅ1S，Ｅ2Sがともに正である期間Ｔ
２に入ると、ダイオードＤ１が導通して、それまでコン
デンサＣ１に流れていた電流ＩC1が充電電流Ｉｄとして
２次電池Ｂに転流し、充電電流Ｉｄが徐々に増大する。
【００３５】この後、電圧Ｅ1S，Ｅ2Sがともに負となっ
て期間Ｔ３に入ると、充電電流Ｉｄが徐々に減少してゼ
ロになり、ダイオードＤ１が遮断状態になる。
て期間Ｔ３に入ると、充電電流Ｉｄが徐々に減少してゼ
ロになり、ダイオードＤ１が遮断状態になる。
【００３６】ダイオードＤ１が遮断状態になると期間Ｔ
４に入り、２次電池Ｂに流れていた電流がコンデンサＣ
１に転流し、図６に示す電流ＩC1（＝ＩL02）が、電圧
Ｅ2Sの電源、インダクタンスＬ０２およびコンデンサＣ
１の直列共振回路に振動電流として流れ、これに伴って
コンデンサＣ１の電圧ＶC1も振動する。この後、電流Ｉ
C1が増加に転じてほぼゼロになると期間Ｔ４が終了す
る。
４に入り、２次電池Ｂに流れていた電流がコンデンサＣ
１に転流し、図６に示す電流ＩC1（＝ＩL02）が、電圧
Ｅ2Sの電源、インダクタンスＬ０２およびコンデンサＣ
１の直列共振回路に振動電流として流れ、これに伴って
コンデンサＣ１の電圧ＶC1も振動する。この後、電流Ｉ
C1が増加に転じてほぼゼロになると期間Ｔ４が終了す
る。
【００３７】期間Ｔ４が終了すると、電圧Ｅ1S，Ｅ2Sが
ともに正となって期間Ｔ１に入り、直列共振回路の電流
ＩC1がさらに増大して、コンデンサＣ１の電圧ＶC1もさ
らに上昇する。振動電流としての電流ＩC1の増大はコン
デンサＣ１の電圧ＶC1が２次電池Ｂの電圧Ｅｄと等しく
なるまで続く。そして、電圧ＶC1が電圧Ｅｄと等しくな
ると、ダイオードＤ１が導通する上述の期間Ｔ２に戻
る。
ともに正となって期間Ｔ１に入り、直列共振回路の電流
ＩC1がさらに増大して、コンデンサＣ１の電圧ＶC1もさ
らに上昇する。振動電流としての電流ＩC1の増大はコン
デンサＣ１の電圧ＶC1が２次電池Ｂの電圧Ｅｄと等しく
なるまで続く。そして、電圧ＶC1が電圧Ｅｄと等しくな
ると、ダイオードＤ１が導通する上述の期間Ｔ２に戻
る。
【００３８】ここで、コンデンサＣ１の容量値が最適値
Ｃ１ｍと等しい場合の上記回路動作において、期間Ｔ４
の終了時点に着目すると、高周波電圧Ｅ1Sおよび誘導電
圧の極性反転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電
圧ＶC1の値が極値となる時点とが一致している。より詳
しく言うと、電圧Ｅ1S，Ｅ2Sの極性が負から正に反転す
る時点と、コンデンサＣ１の振動電圧ＶC1が極小値にな
る時点とが一致しているのである。つまり、１次側高周
波電圧および２次側誘導電圧の極性が負から正に反転す
る時点と、２次側換算された電圧Ｅ2Sの電源、２次側換
算の漏れインダクタンスＬ０２およびコンデンサＣ１に
より構成される直列共振回路によって生じるコンデンサ
Ｃ１の振動電圧が極小値に達する時点とが一致する波形
的特徴になっているのである。
Ｃ１ｍと等しい場合の上記回路動作において、期間Ｔ４
の終了時点に着目すると、高周波電圧Ｅ1Sおよび誘導電
圧の極性反転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電
圧ＶC1の値が極値となる時点とが一致している。より詳
しく言うと、電圧Ｅ1S，Ｅ2Sの極性が負から正に反転す
る時点と、コンデンサＣ１の振動電圧ＶC1が極小値にな
る時点とが一致しているのである。つまり、１次側高周
波電圧および２次側誘導電圧の極性が負から正に反転す
る時点と、２次側換算された電圧Ｅ2Sの電源、２次側換
算の漏れインダクタンスＬ０２およびコンデンサＣ１に
より構成される直列共振回路によって生じるコンデンサ
Ｃ１の振動電圧が極小値に達する時点とが一致する波形
的特徴になっているのである。
【００３９】そこで、高周波電圧および誘導電圧の極性
反転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が
極値となる時点とが一致するように、コンデンサＣ１の
容量値を設定すると、コンデンサＣ１の容量値を最適値
Ｃ１ｍと等しくすることが可能となり、この結果、充電
電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大にすることが可能とな
る。また、振動電圧ＶC1が極値になる時、電流ＩC1がほ
ぼゼロとなる。
反転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が
極値となる時点とが一致するように、コンデンサＣ１の
容量値を設定すると、コンデンサＣ１の容量値を最適値
Ｃ１ｍと等しくすることが可能となり、この結果、充電
電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大にすることが可能とな
る。また、振動電圧ＶC1が極値になる時、電流ＩC1がほ
ぼゼロとなる。
【００４０】なお、図１０に示す例とは異なり、例えば
図７に示すように、コンデンサＣ１に生じる振動電圧が
所定時間間隔毎に複数回現れる場合には、高周波電圧お
よび誘導電圧の極性反転の時点と、２回目以降の振動電
圧の値が極値となる時点とを一致させると、充電電流が
小さくなるので、高周波電圧および誘導電圧の極性反転
の時点と、上記複数回のうち初回の振動電圧の値が極値
となる時点（振動開始からの位相角が９０度になる時
点）とが一致するように、コンデンサＣ１の容量値を設
定すれば、充電電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大にする
ことができる。
図７に示すように、コンデンサＣ１に生じる振動電圧が
所定時間間隔毎に複数回現れる場合には、高周波電圧お
よび誘導電圧の極性反転の時点と、２回目以降の振動電
圧の値が極値となる時点とを一致させると、充電電流が
小さくなるので、高周波電圧および誘導電圧の極性反転
の時点と、上記複数回のうち初回の振動電圧の値が極値
となる時点（振動開始からの位相角が９０度になる時
点）とが一致するように、コンデンサＣ１の容量値を設
定すれば、充電電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大にする
ことができる。
【００４１】次に、実験結果の説明の前に、図１１を用
いて分離着脱式のトランス１２について詳述すると、こ
のトランス１２は、Ｃ−Ｃコア形状のものであり、１次
コイルＬ１および２次コイルＬ２はそれぞれコア１２
１，１２２の端部に２つに分割して巻回されている。ま
た、１次コイルＬ１および２次コイルＬ２は互いにギャ
ップ長ｇだけ離間している。この構造により、１次コイ
ルＬ１および２次コイルＬ２の各自己インダクタンス、
相互インダクタンスＭおよび漏れインダクタンスＬ０２
が決まり、このような構造のトランス１２に対して、次
の（表１）の条件で行った実験結果が図１２に示すグラ
フである。
いて分離着脱式のトランス１２について詳述すると、こ
のトランス１２は、Ｃ−Ｃコア形状のものであり、１次
コイルＬ１および２次コイルＬ２はそれぞれコア１２
１，１２２の端部に２つに分割して巻回されている。ま
た、１次コイルＬ１および２次コイルＬ２は互いにギャ
ップ長ｇだけ離間している。この構造により、１次コイ
ルＬ１および２次コイルＬ２の各自己インダクタンス、
相互インダクタンスＭおよび漏れインダクタンスＬ０２
が決まり、このような構造のトランス１２に対して、次
の（表１）の条件で行った実験結果が図１２に示すグラ
フである。
【００４２】
【表１】
【００４３】この図１２から、最適値Ｃ１ｍに対応する
充電電流Ｉｄの平均レベルＩａは、２次電池Ｂの電圧Ｅ
ｄが１．３Ｖ、４．０Ｖおよび６．４Ｖのいずれにおい
ても最大となり、また各電圧Ｅｄで値が異なっているの
が分かる。
充電電流Ｉｄの平均レベルＩａは、２次電池Ｂの電圧Ｅ
ｄが１．３Ｖ、４．０Ｖおよび６．４Ｖのいずれにおい
ても最大となり、また各電圧Ｅｄで値が異なっているの
が分かる。
【００４４】ここで、同調の考え方を適用する従来の方
法では、次の（数３）の同調条件を変形して得られる
（数４）から、コンデンサＣ１に対する容量値が求めら
れる。
法では、次の（数３）の同調条件を変形して得られる
（数４）から、コンデンサＣ１に対する容量値が求めら
れる。
【００４５】
【数３】
【００４６】
【数４】
【００４７】例えば、周波数（駆動周波数）ｆを５９ｋ
Ｈｚにすると、コンデンサＣ１に対する従来の容量値
は、２次コイルＬ２の自己インダクタンス１９．６μＨ
を使用する場合には約０．３７μＦになり、漏れインダ
クタンスＬ０２の値１５．７μＨを使用する場合には約
０．４６μＦとなり、そして１次コイルＬ１を取り去っ
た状態の２次コイルＬ２単独の自己インダクタンス１
５．９μＨを使用する場合には約０．４６μＦとなる。
これら従来の容量値は図１２に示す最適値Ｃ１ｍとかな
り相違しているのが確認できるとともに、このように駆
動周波数およびインダクタンスにより求められる従来の
容量値では、図１２に示すように、２次電池Ｂの電圧Ｅ
ｄにも大きく依存する実際の最適な容量値を求めること
ができないことが確認できる。このように相違する理由
については、一般に共振や同調を考える時には交流の正
弦波がそのまま使える線形回路であったことに対して、
この場合は整流回路が半波整流であることと、負荷が２
次電池であり非線形回路となっていることとによるのか
もしれない。この半波整流と２次電池負荷とを用いた場
合の内容は、１９９８年２月に米国アナハイムにてＩＥ
ＥＥ主催で開催された国際学会ＡＰＥＣ’９８（Applie
d Power Electronics Conference and Exposition） se
ssion 3 3.7, Volume 1, pp. 136-141で発表されたもの
である。
Ｈｚにすると、コンデンサＣ１に対する従来の容量値
は、２次コイルＬ２の自己インダクタンス１９．６μＨ
を使用する場合には約０．３７μＦになり、漏れインダ
クタンスＬ０２の値１５．７μＨを使用する場合には約
０．４６μＦとなり、そして１次コイルＬ１を取り去っ
た状態の２次コイルＬ２単独の自己インダクタンス１
５．９μＨを使用する場合には約０．４６μＦとなる。
これら従来の容量値は図１２に示す最適値Ｃ１ｍとかな
り相違しているのが確認できるとともに、このように駆
動周波数およびインダクタンスにより求められる従来の
容量値では、図１２に示すように、２次電池Ｂの電圧Ｅ
ｄにも大きく依存する実際の最適な容量値を求めること
ができないことが確認できる。このように相違する理由
については、一般に共振や同調を考える時には交流の正
弦波がそのまま使える線形回路であったことに対して、
この場合は整流回路が半波整流であることと、負荷が２
次電池であり非線形回路となっていることとによるのか
もしれない。この半波整流と２次電池負荷とを用いた場
合の内容は、１９９８年２月に米国アナハイムにてＩＥ
ＥＥ主催で開催された国際学会ＡＰＥＣ’９８（Applie
d Power Electronics Conference and Exposition） se
ssion 3 3.7, Volume 1, pp. 136-141で発表されたもの
である。
【００４８】当初、充電電流Ｉｄの平均レベルＩａを最
大にし得る条件は、出力の整流回路が半波整流回路で、
次段が２次電池Ｂである場合に限った性質と考えていた
のであるが、詳細な検討の結果、他の整流方式や負荷条
件においても同様な特徴を持つことが分かった。
大にし得る条件は、出力の整流回路が半波整流回路で、
次段が２次電池Ｂである場合に限った性質と考えていた
のであるが、詳細な検討の結果、他の整流方式や負荷条
件においても同様な特徴を持つことが分かった。
【００４９】図１３は本発明の非接触電力伝達装置に係
る実施形態を示す回路図、図１４は図１３の２次側換算
の等価回路図で、これらの図を用いて以下に本実施形態
の説明を行う。
る実施形態を示す回路図、図１４は図１３の２次側換算
の等価回路図で、これらの図を用いて以下に本実施形態
の説明を行う。
【００５０】図１３に示す非接触電力伝達装置は、トラ
ンス１２、コンデンサＣ１およびダイオードＤ１を図１
に示す非接触電力伝達装置と同様に備えているほか、コ
ンデンサＣ１の一端とアノードが接続されるダイオード
Ｄ１のカソードとカソードが接続されるとともにコンデ
ンサＣ１の他端とアノードが接続されるダイオードＤ
２、およびダイオードＤ１のカソードと２次電池Ｂとの
間に介在するチョークコイルＬCHを備えている。
ンス１２、コンデンサＣ１およびダイオードＤ１を図１
に示す非接触電力伝達装置と同様に備えているほか、コ
ンデンサＣ１の一端とアノードが接続されるダイオード
Ｄ１のカソードとカソードが接続されるとともにコンデ
ンサＣ１の他端とアノードが接続されるダイオードＤ
２、およびダイオードＤ１のカソードと２次電池Ｂとの
間に介在するチョークコイルＬCHを備えている。
【００５１】ただし、上記構成の非接触電力伝達装置で
は、図１１に示す構造のトランス１２は、次の（表２）
に示す条件を満足するように設定される。
は、図１１に示す構造のトランス１２は、次の（表２）
に示す条件を満足するように設定される。
【００５２】
【表２】
【００５３】図１５は（表２）の条件下における充電電
流Ｉｄの平均レベルＩａに対するコンデンサＣ１の容量
の特性図、図１６はコンデンサＣ１の容量が図１５に示
す最適値Ｃ１ｍである場合の各部の信号波形図である。
ただし、図１６に示すＥ2S、ＶC1、ＥL 、ＩL02、ＩC1
およびＩｄは、図１４に示す同符号の信号と対応してい
る。また、図１６におけるＩD1およびＩD2はそれぞれダ
イオードＤ１，Ｄ２を流れる電流波形を示す。
流Ｉｄの平均レベルＩａに対するコンデンサＣ１の容量
の特性図、図１６はコンデンサＣ１の容量が図１５に示
す最適値Ｃ１ｍである場合の各部の信号波形図である。
ただし、図１６に示すＥ2S、ＶC1、ＥL 、ＩL02、ＩC1
およびＩｄは、図１４に示す同符号の信号と対応してい
る。また、図１６におけるＩD1およびＩD2はそれぞれダ
イオードＤ１，Ｄ２を流れる電流波形を示す。
【００５４】本非接触電力伝達装置は、出力側の整流回
路にチョークコイルＬCHをさらに用いて２次電池Ｂに対
する充電電流Ｉｄの平滑を行ういわゆるチョークインプ
ット整流の回路構成になっている。このような回路構成
の本非接触電力伝達装置を上記（表２）の条件で動作さ
せて、コンデンサＣ１の容量を変えると、図１５に示す
グラフが得られる。このグラフから、本実施形態の回路
構成においても、充電電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大
にし得る最適値Ｃ１ｍが存在するのが分かる。この最適
値Ｃ１ｍにコンデンサＣ１の容量を設定した場合の図１
６に示す本回路内の各波形を観察すると、高周波電圧お
よび誘導電圧の極性反転の時点と、コンデンサＣ１に生
じる振動電圧の値が極値となる時点とが一致している。
さらに詳述すると、高周波電圧Ｅ1Sの極性および２次側
換算された電圧Ｅ2Sの極性が負から正に反転する時点
と、２次電池Ｂの負極性端子から計測したコンデンサＣ
１の電圧ＶC1が極小値となる時点とが一致しているとと
もに（図１６の期間Ｔ６の終了時点を参照）、高周波電
圧Ｅ1Sの極性および２次側換算された電圧Ｅ2Sの極性が
正から負に反転する時点と、２次電池Ｂの負極性端子か
ら計測したコンデンサＣ１の電圧ＶC1が極大値となる時
点とが一致している（図１６の期間Ｔ３の終了時点を参
照）。また、これら一致するいずれの時点でも、コンデ
ンサＣ１を流れる電流ＩC1がほぼゼロとなっている。
路にチョークコイルＬCHをさらに用いて２次電池Ｂに対
する充電電流Ｉｄの平滑を行ういわゆるチョークインプ
ット整流の回路構成になっている。このような回路構成
の本非接触電力伝達装置を上記（表２）の条件で動作さ
せて、コンデンサＣ１の容量を変えると、図１５に示す
グラフが得られる。このグラフから、本実施形態の回路
構成においても、充電電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大
にし得る最適値Ｃ１ｍが存在するのが分かる。この最適
値Ｃ１ｍにコンデンサＣ１の容量を設定した場合の図１
６に示す本回路内の各波形を観察すると、高周波電圧お
よび誘導電圧の極性反転の時点と、コンデンサＣ１に生
じる振動電圧の値が極値となる時点とが一致している。
さらに詳述すると、高周波電圧Ｅ1Sの極性および２次側
換算された電圧Ｅ2Sの極性が負から正に反転する時点
と、２次電池Ｂの負極性端子から計測したコンデンサＣ
１の電圧ＶC1が極小値となる時点とが一致しているとと
もに（図１６の期間Ｔ６の終了時点を参照）、高周波電
圧Ｅ1Sの極性および２次側換算された電圧Ｅ2Sの極性が
正から負に反転する時点と、２次電池Ｂの負極性端子か
ら計測したコンデンサＣ１の電圧ＶC1が極大値となる時
点とが一致している（図１６の期間Ｔ３の終了時点を参
照）。また、これら一致するいずれの時点でも、コンデ
ンサＣ１を流れる電流ＩC1がほぼゼロとなっている。
【００５５】以上、高周波電圧および誘導電圧の極性反
転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように、コンデンサＣ１の容
量値を設定すれば、高周波電源１１から２次電池Ｂへの
電力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように、コンデンサＣ１の容
量値を設定すれば、高周波電源１１から２次電池Ｂへの
電力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００５６】図１７は本発明の非接触電力伝達装置に係
る別の実施形態を示す回路図、図１８は図１７の２次側
換算の等価回路図、図１９は図１７に示すトランスの概
略構造図で、これらの図を用いて以下に本実施形態の説
明を行う。
る別の実施形態を示す回路図、図１８は図１７の２次側
換算の等価回路図、図１９は図１７に示すトランスの概
略構造図で、これらの図を用いて以下に本実施形態の説
明を行う。
【００５７】図１７に示す非接触電力伝達装置は、図１
に示す非接触電力伝達装置との相違点として、２次コイ
ルＬ２の中点にセンタタップ３２０が設けられるほかは
トランス１２と同様のトランス３２と、コンデンサＣ１
の一端とアノードが接続されるダイオードＤ１のカソー
ドとカソードが接続されるとともにコンデンサＣ１の他
端とアノードが接続されるダイオードＤ２とを備え、ダ
イオードにより成る整流回路がこの出力端子（カソー
ド）とセンタタップ３２０との間に接続される２次電池
Ｂに整流後の直流電力を伝達する構成になっている。
に示す非接触電力伝達装置との相違点として、２次コイ
ルＬ２の中点にセンタタップ３２０が設けられるほかは
トランス１２と同様のトランス３２と、コンデンサＣ１
の一端とアノードが接続されるダイオードＤ１のカソー
ドとカソードが接続されるとともにコンデンサＣ１の他
端とアノードが接続されるダイオードＤ２とを備え、ダ
イオードにより成る整流回路がこの出力端子（カソー
ド）とセンタタップ３２０との間に接続される２次電池
Ｂに整流後の直流電力を伝達する構成になっている。
【００５８】ただし、上記構成の非接触電力伝達装置で
は、図１９に示す構造のトランス３２は、次の（表３）
に示す条件を満足するように設定される。
は、図１９に示す構造のトランス３２は、次の（表３）
に示す条件を満足するように設定される。
【００５９】
【表３】
【００６０】図２０は（表３）の条件下における充電電
流Ｉｄの平均レベルＩａに対するコンデンサＣ１の容量
の特性図、図２１はコンデンサＣ１の容量が図２０に示
す最適値Ｃ１ｍである場合の各部の信号波形図である。
ただし、図２１に示すＥ3S、Ｅ4S、ＶC3、ＶC4、
ＩL03、ＩL04、ＩC1およびＩｄは、図１８に示す同符号
の信号と対応している。また、ＩD1およびＩD2はそれぞ
れダイオードＤ１，Ｄ２を流れる電流波形を示す。
流Ｉｄの平均レベルＩａに対するコンデンサＣ１の容量
の特性図、図２１はコンデンサＣ１の容量が図２０に示
す最適値Ｃ１ｍである場合の各部の信号波形図である。
ただし、図２１に示すＥ3S、Ｅ4S、ＶC3、ＶC4、
ＩL03、ＩL04、ＩC1およびＩｄは、図１８に示す同符号
の信号と対応している。また、ＩD1およびＩD2はそれぞ
れダイオードＤ１，Ｄ２を流れる電流波形を示す。
【００６１】本非接触電力伝達装置はいわゆるセンタタ
ップ整流の回路構成になっており、この非接触電力伝達
装置を上記（表３）の条件で動作させて、コンデンサＣ
１の容量を変えると、図２０に示すグラフが得られる。
このグラフから、本実施形態の回路構成においても、充
電電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大にし得る最適値Ｃ１
ｍが存在するのが分かる。この最適値Ｃ１ｍにコンデン
サＣ１の容量を設定した場合の図２１に示す本回路内の
各波形を観察すると、高周波電圧および誘導電圧の極性
反転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が
極値となる時点とが一致している。さらに詳述すると、
高周波電圧Ｅ1Sの極性および２次側換算された電圧Ｅ3S
の極性が負から正に反転する時点と、センタタップ３２
０から計測したコンデンサＣ１の一方の端子電圧ＶC3が
極小値となる時点とが一致しているとともに（図２１の
期間Ｔ４の終了時点を参照）、高周波電圧Ｅ1Sの極性お
よび２次側換算された電圧Ｅ4Sの極性が正から負に反転
する時点と、センタタップ３２０から計測したコンデン
サＣ１の他方の端子電圧ＶC4が極小値となる時点とが一
致している（図２１の期間Ｔ２の終了時点を参照）。ま
た、これら一致するいずれの時点でも、コンデンサＣ１
を流れる電流ＩC1がほぼゼロとなっている。
ップ整流の回路構成になっており、この非接触電力伝達
装置を上記（表３）の条件で動作させて、コンデンサＣ
１の容量を変えると、図２０に示すグラフが得られる。
このグラフから、本実施形態の回路構成においても、充
電電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大にし得る最適値Ｃ１
ｍが存在するのが分かる。この最適値Ｃ１ｍにコンデン
サＣ１の容量を設定した場合の図２１に示す本回路内の
各波形を観察すると、高周波電圧および誘導電圧の極性
反転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が
極値となる時点とが一致している。さらに詳述すると、
高周波電圧Ｅ1Sの極性および２次側換算された電圧Ｅ3S
の極性が負から正に反転する時点と、センタタップ３２
０から計測したコンデンサＣ１の一方の端子電圧ＶC3が
極小値となる時点とが一致しているとともに（図２１の
期間Ｔ４の終了時点を参照）、高周波電圧Ｅ1Sの極性お
よび２次側換算された電圧Ｅ4Sの極性が正から負に反転
する時点と、センタタップ３２０から計測したコンデン
サＣ１の他方の端子電圧ＶC4が極小値となる時点とが一
致している（図２１の期間Ｔ２の終了時点を参照）。ま
た、これら一致するいずれの時点でも、コンデンサＣ１
を流れる電流ＩC1がほぼゼロとなっている。
【００６２】以上、高周波電圧および誘導電圧の極性反
転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように、コンデンサＣ１の容
量値を設定すれば、高周波電源１１から２次電池Ｂへの
電力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように、コンデンサＣ１の容
量値を設定すれば、高周波電源１１から２次電池Ｂへの
電力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００６３】図２２は本発明の非接触電力伝達装置に係
る別の実施形態を示す回路図、図２３は図２２の２次側
換算の等価回路図で、これらの図を用いて以下に本実施
形態の説明を行う。
る別の実施形態を示す回路図、図２３は図２２の２次側
換算の等価回路図で、これらの図を用いて以下に本実施
形態の説明を行う。
【００６４】図２２に示す非接触電力伝達装置は、整流
回路の出力端子（カソード）と２次電池Ｂとの間に介在
するチョークコイルＬCHをさらに備えるほかは図１７に
占めす非接触電力伝達装置と同様に構成されている。
回路の出力端子（カソード）と２次電池Ｂとの間に介在
するチョークコイルＬCHをさらに備えるほかは図１７に
占めす非接触電力伝達装置と同様に構成されている。
【００６５】ただし、上記構成の非接触電力伝達装置で
は、トランス３２は、次の（表４）に示す条件を満足す
るように設定される。
は、トランス３２は、次の（表４）に示す条件を満足す
るように設定される。
【００６６】
【表４】
【００６７】図２４は（表４）の条件下における充電電
流Ｉｄの平均レベルＩａに対するコンデンサＣ１の容量
の特性図、図２５はコンデンサＣ１の容量が図２４に示
す最適値Ｃ１ｍである場合の各部の信号波形図である。
ただし、図２５に示すＥ3S、Ｅ4S、ＶC1、ＥL 、
ＩL03、ＩL04、ＩC1、ＩD1、ＩD2およびＩｄは、図２３
に示す同符号の信号と対応している。
流Ｉｄの平均レベルＩａに対するコンデンサＣ１の容量
の特性図、図２５はコンデンサＣ１の容量が図２４に示
す最適値Ｃ１ｍである場合の各部の信号波形図である。
ただし、図２５に示すＥ3S、Ｅ4S、ＶC1、ＥL 、
ＩL03、ＩL04、ＩC1、ＩD1、ＩD2およびＩｄは、図２３
に示す同符号の信号と対応している。
【００６８】本非接触電力伝達装置は、出力側の整流回
路にチョークコイルＬCHを用いて２次電池Ｂに対する充
電電流Ｉｄの平滑を行ういわゆるチョークインプットセ
ンタタップ整流の回路構成になっており、この非接触電
力伝達装置を（表４）の条件で動作させて、コンデンサ
Ｃ１の容量を変えると、図２４に示すグラフが得られ
る。このグラフから、本実施形態の回路構成において
も、充電電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大にし得る最適
値Ｃ１ｍが存在するのが分かる。この最適値Ｃ１ｍにコ
ンデンサＣ１の容量を設定した場合の図２５に示す本回
路内の各波形を観察すると、高周波電圧および誘導電圧
の極性反転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧
の値が極値となる時点とが一致している。さらに詳述す
ると、高周波電圧Ｅ1Sの極性および２次側換算された電
圧Ｅ3S，Ｅ4Sの極性が負から正に反転する時点と、コン
デンサＣ１の両端電圧ＶC1が極小値となる時点とが一致
しているとともに（図２５の期間Ｔ６の終了時点を参
照）、高周波電圧Ｅ1Sの極性および２次側換算された電
圧Ｅ3S，Ｅ4Sの極性が正から負に反転する時点と、コン
デンサＣ１の両端電圧ＶC1が極大値となる時点とが一致
している（図２５の期間Ｔ３の終了時点を参照）。ま
た、これら一致するいずれの時点でも、コンデンサＣ１
を流れる電流ＩC1がほぼゼロとなっている。
路にチョークコイルＬCHを用いて２次電池Ｂに対する充
電電流Ｉｄの平滑を行ういわゆるチョークインプットセ
ンタタップ整流の回路構成になっており、この非接触電
力伝達装置を（表４）の条件で動作させて、コンデンサ
Ｃ１の容量を変えると、図２４に示すグラフが得られ
る。このグラフから、本実施形態の回路構成において
も、充電電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大にし得る最適
値Ｃ１ｍが存在するのが分かる。この最適値Ｃ１ｍにコ
ンデンサＣ１の容量を設定した場合の図２５に示す本回
路内の各波形を観察すると、高周波電圧および誘導電圧
の極性反転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧
の値が極値となる時点とが一致している。さらに詳述す
ると、高周波電圧Ｅ1Sの極性および２次側換算された電
圧Ｅ3S，Ｅ4Sの極性が負から正に反転する時点と、コン
デンサＣ１の両端電圧ＶC1が極小値となる時点とが一致
しているとともに（図２５の期間Ｔ６の終了時点を参
照）、高周波電圧Ｅ1Sの極性および２次側換算された電
圧Ｅ3S，Ｅ4Sの極性が正から負に反転する時点と、コン
デンサＣ１の両端電圧ＶC1が極大値となる時点とが一致
している（図２５の期間Ｔ３の終了時点を参照）。ま
た、これら一致するいずれの時点でも、コンデンサＣ１
を流れる電流ＩC1がほぼゼロとなっている。
【００６９】以上、高周波電圧および誘導電圧の極性反
転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように、コンデンサＣ１の容
量値を設定すれば、高周波電源１１から２次電池Ｂへの
電力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように、コンデンサＣ１の容
量値を設定すれば、高周波電源１１から２次電池Ｂへの
電力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００７０】図２６は本発明の非接触電力伝達装置に係
る別の実施形態を示す回路図、図２７は図２６の２次側
換算の等価回路図で、これらの図を用いて以下に本実施
形態の説明を行う。
る別の実施形態を示す回路図、図２７は図２６の２次側
換算の等価回路図で、これらの図を用いて以下に本実施
形態の説明を行う。
【００７１】図２６に示す非接触電力伝達装置は、トラ
ンス１２およびコンデンサＣ１を図１に示す非接触電力
伝達装置と同様に備えているほか、図１に示す非接触電
力伝達装置との相違点として、コンデンサＣ１の両端と
それぞれ両入力端子が接続されるブリッジ整流回路ＤＢ
およびこのブリッジ整流回路ＤＢの正極性出力端子と一
端が接続されるチョークコイルＬCHを備え、２次電池Ｂ
がチョークコイルＬCHの他端とブリッジ整流回路ＤＢの
負極性出力端子との間に接続される構成になっている。
ンス１２およびコンデンサＣ１を図１に示す非接触電力
伝達装置と同様に備えているほか、図１に示す非接触電
力伝達装置との相違点として、コンデンサＣ１の両端と
それぞれ両入力端子が接続されるブリッジ整流回路ＤＢ
およびこのブリッジ整流回路ＤＢの正極性出力端子と一
端が接続されるチョークコイルＬCHを備え、２次電池Ｂ
がチョークコイルＬCHの他端とブリッジ整流回路ＤＢの
負極性出力端子との間に接続される構成になっている。
【００７２】ただし、上記構成の非接触電力伝達装置で
は、トランス１２は、次の（表５）に示す条件を満足す
るように設定される。
は、トランス１２は、次の（表５）に示す条件を満足す
るように設定される。
【００７３】
【表５】
【００７４】図２８は（表５）の条件下における充電電
流Ｉｄの平均レベルＩａに対するコンデンサＣ１の容量
の特性図、図２９はコンデンサＣ１の容量が図２８に示
す最適値Ｃ１ｍである場合の各部の信号波形図である。
ただし、図２９に示すＥ2S、ＶC1、ＥL 、ＩL02、
ＩC1、Ｉd1、Ｉd2、Ｉ1およびＩｄは、図２７に示す同
符号の信号と対応している。
流Ｉｄの平均レベルＩａに対するコンデンサＣ１の容量
の特性図、図２９はコンデンサＣ１の容量が図２８に示
す最適値Ｃ１ｍである場合の各部の信号波形図である。
ただし、図２９に示すＥ2S、ＶC1、ＥL 、ＩL02、
ＩC1、Ｉd1、Ｉd2、Ｉ1およびＩｄは、図２７に示す同
符号の信号と対応している。
【００７５】本非接触電力伝達装置は、出力側の整流回
路にチョークコイルＬCHを用いて２次電池Ｂに対する充
電電流Ｉｄの平滑を行ういわゆるチョークインプットブ
リッジ整流の回路構成になっており、この非接触電力伝
達装置を（表５）の条件で動作させて、コンデンサＣ１
の容量を変えると、図２８に示すグラフが得られる。こ
のグラフから、本実施形態の回路構成においても、充電
電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大にし得る最適値Ｃ１ｍ
が存在するのが分かる。この最適値Ｃ１ｍにコンデンサ
Ｃ１の容量を設定した場合の図２９に示す本回路内の各
波形を観察すると、高周波電圧および誘導電圧の極性反
転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致している。さらに詳述すると、高
周波電圧Ｅ1Sの極性および２次側換算された電圧Ｅ2Sの
極性が負から正に反転する時点と、コンデンサＣ１の両
端電圧ＶC1が極小値となる時点とが一致しているととも
に（図２９の期間Ｔ６の終了時点を参照）、高周波電圧
Ｅ1Sの極性および２次側換算された電圧Ｅ2Sの極性が正
から負に反転する時点と、コンデンサＣ１の両端電圧Ｖ
C1が極大値となる時点とが一致している（図２９の期間
Ｔ３の終了時点を参照）。また、これら一致するいずれ
の時点でも、コンデンサＣ１を流れる電流Ｉ C1がほぼゼ
ロとなっている。
路にチョークコイルＬCHを用いて２次電池Ｂに対する充
電電流Ｉｄの平滑を行ういわゆるチョークインプットブ
リッジ整流の回路構成になっており、この非接触電力伝
達装置を（表５）の条件で動作させて、コンデンサＣ１
の容量を変えると、図２８に示すグラフが得られる。こ
のグラフから、本実施形態の回路構成においても、充電
電流Ｉｄの平均レベルＩａを最大にし得る最適値Ｃ１ｍ
が存在するのが分かる。この最適値Ｃ１ｍにコンデンサ
Ｃ１の容量を設定した場合の図２９に示す本回路内の各
波形を観察すると、高周波電圧および誘導電圧の極性反
転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致している。さらに詳述すると、高
周波電圧Ｅ1Sの極性および２次側換算された電圧Ｅ2Sの
極性が負から正に反転する時点と、コンデンサＣ１の両
端電圧ＶC1が極小値となる時点とが一致しているととも
に（図２９の期間Ｔ６の終了時点を参照）、高周波電圧
Ｅ1Sの極性および２次側換算された電圧Ｅ2Sの極性が正
から負に反転する時点と、コンデンサＣ１の両端電圧Ｖ
C1が極大値となる時点とが一致している（図２９の期間
Ｔ３の終了時点を参照）。また、これら一致するいずれ
の時点でも、コンデンサＣ１を流れる電流Ｉ C1がほぼゼ
ロとなっている。
【００７６】以上、高周波電圧および誘導電圧の極性反
転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように、コンデンサＣ１の容
量値を設定すれば、高周波電源１１から２次電池Ｂへの
電力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電圧の値が極
値となる時点とが一致するように、コンデンサＣ１の容
量値を設定すれば、高周波電源１１から２次電池Ｂへの
電力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００７７】なお、図２６に示す実施形態では、チョー
クコイルＬCHを備える構成になっているが、チョークコ
イルＬCHを備えない構成でも、高周波電圧および誘導電
圧の極性反転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電
圧の値が極値となる時点とが一致するように、コンデン
サＣ１の容量値を設定すれば、高周波電源１１から２次
電池Ｂへの電力の伝達効率を最適にすることが可能にな
る。
クコイルＬCHを備える構成になっているが、チョークコ
イルＬCHを備えない構成でも、高周波電圧および誘導電
圧の極性反転の時点と、コンデンサＣ１に生じる振動電
圧の値が極値となる時点とが一致するように、コンデン
サＣ１の容量値を設定すれば、高周波電源１１から２次
電池Ｂへの電力の伝達効率を最適にすることが可能にな
る。
【００７８】また、上記各実施形態では、次段に２次電
池Ｂが接続される構成になっているが、次段に平滑用コ
ンデンサを有する定電圧負荷が接続される構成でも同様
の効果が得られるのが分かった。例えば、図３０に示す
ように、図１３と同様の回路構成のチョークコイルＬCH
の出力側に大容量の平滑用コンデンサＣ２を設ける構成
でも、この構成における２次電池Ｂを図３１に示すよう
に抵抗Ｒ１に代えてもあるいは図３２に示すように、図
１における２次電池Ｂを並列接続の平滑コンデンサＣ２
および抵抗Ｒ１に代える構成でも、電力の伝達効率を最
適にすることが可能になるのが分かった。
池Ｂが接続される構成になっているが、次段に平滑用コ
ンデンサを有する定電圧負荷が接続される構成でも同様
の効果が得られるのが分かった。例えば、図３０に示す
ように、図１３と同様の回路構成のチョークコイルＬCH
の出力側に大容量の平滑用コンデンサＣ２を設ける構成
でも、この構成における２次電池Ｂを図３１に示すよう
に抵抗Ｒ１に代えてもあるいは図３２に示すように、図
１における２次電池Ｂを並列接続の平滑コンデンサＣ２
および抵抗Ｒ１に代える構成でも、電力の伝達効率を最
適にすることが可能になるのが分かった。
【００７９】また、上記各実施形態では、高周波電圧Ｅ
1sの電圧波形は方形波状になっているが、台形波状でも
同様の効果が得られるのが分かった。例えば、図３３に
示すように、図３０の回路構成に加えて、１次コイルＬ
１に並列接続されるコンデンサＣ１３を設け、高周波電
圧の立ち上がりおよび立ち下がり部で部分共振によるソ
フトスイッチングを行って、図３４に示すように、台形
波状の高周波電圧が１次コイルＬ１の両端に印加される
構成にしても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
1sの電圧波形は方形波状になっているが、台形波状でも
同様の効果が得られるのが分かった。例えば、図３３に
示すように、図３０の回路構成に加えて、１次コイルＬ
１に並列接続されるコンデンサＣ１３を設け、高周波電
圧の立ち上がりおよび立ち下がり部で部分共振によるソ
フトスイッチングを行って、図３４に示すように、台形
波状の高周波電圧が１次コイルＬ１の両端に印加される
構成にしても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００８０】さらに、図３５および図３６に示すよう
に、高周波電圧Ｅ1sの電圧波形は正弦波状でも同様の効
果が得られるのが分かった。例えば、図３７の概略構成
図に示すように、コンデンサＣ１３およびスイッチング
素子Ｓ１を用いた電圧共振を利用して、１次コイルＬ１
の両端に図３８に示すような正弦波状の高周波電圧Ｅ1s
が印加するようにしても、上記実施形態と同様の効果が
得られる。
に、高周波電圧Ｅ1sの電圧波形は正弦波状でも同様の効
果が得られるのが分かった。例えば、図３７の概略構成
図に示すように、コンデンサＣ１３およびスイッチング
素子Ｓ１を用いた電圧共振を利用して、１次コイルＬ１
の両端に図３８に示すような正弦波状の高周波電圧Ｅ1s
が印加するようにしても、上記実施形態と同様の効果が
得られる。
【００８１】以上のように、上記各実施形態では、高周
波電源から次段への電力の伝達効率を最適にすることが
可能になり、１次コイルＬ１側から有効電力を最大限に
取り出すことができるので、トランスを好適に小型化で
きるとともに、回路全体の力率の向上および回路の小型
化が可能になる。
波電源から次段への電力の伝達効率を最適にすることが
可能になり、１次コイルＬ１側から有効電力を最大限に
取り出すことができるので、トランスを好適に小型化で
きるとともに、回路全体の力率の向上および回路の小型
化が可能になる。
【００８２】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、高周波電源からの高周波電圧が
両端に印加される１次コイルおよびこの１次コイルに印
加される高周波電圧に応じて起電力を誘導して誘導電圧
を得る２次コイルを有し、前記１次コイルおよび２次コ
イルが分離着脱式に構成されて成るトランスと、前記２
次コイルと並列接続されるコンデンサと、前記２次コイ
ルに誘導される起電力を直流電力に整流して次段に伝達
する整流回路とを備え、前記コンデンサの容量値は、前
記高周波電圧および誘導電圧の極性反転の時点と、当該
コンデンサに生じる振動電圧の値が極値となる時点とが
一致するように設定されるので、次段への電力の伝達効
率を最適にすることが可能になる。
１記載の発明によれば、高周波電源からの高周波電圧が
両端に印加される１次コイルおよびこの１次コイルに印
加される高周波電圧に応じて起電力を誘導して誘導電圧
を得る２次コイルを有し、前記１次コイルおよび２次コ
イルが分離着脱式に構成されて成るトランスと、前記２
次コイルと並列接続されるコンデンサと、前記２次コイ
ルに誘導される起電力を直流電力に整流して次段に伝達
する整流回路とを備え、前記コンデンサの容量値は、前
記高周波電圧および誘導電圧の極性反転の時点と、当該
コンデンサに生じる振動電圧の値が極値となる時点とが
一致するように設定されるので、次段への電力の伝達効
率を最適にすることが可能になる。
【００８３】請求項２記載の発明によれば、前記コンデ
ンサに生じる振動電圧が所定時間間隔毎に複数回現れる
場合には、前記コンデンサの容量値は、前記高周波電圧
および誘導電圧の極性反転の時点と、前記複数回のうち
初回の振動電圧の値が極値となる時点とが一致するよう
に設定されるので、次段への電力の伝達効率を最適にす
ることが可能になる。
ンサに生じる振動電圧が所定時間間隔毎に複数回現れる
場合には、前記コンデンサの容量値は、前記高周波電圧
および誘導電圧の極性反転の時点と、前記複数回のうち
初回の振動電圧の値が極値となる時点とが一致するよう
に設定されるので、次段への電力の伝達効率を最適にす
ることが可能になる。
【００８４】請求項３記載の発明によれば、前記次段に
は平滑用コンデンサを有する定電圧負荷が接続されるの
で、定電圧負荷に対する電流の平均レベルを最大にする
ことが可能となる。
は平滑用コンデンサを有する定電圧負荷が接続されるの
で、定電圧負荷に対する電流の平均レベルを最大にする
ことが可能となる。
【００８５】請求項４記載の発明によれば、前記整流回
路が半波整流回路であっても、次段への電力の伝達効率
を最適にすることが可能になる。
路が半波整流回路であっても、次段への電力の伝達効率
を最適にすることが可能になる。
【００８６】請求項５記載の発明によれば、前記半波整
流回路の一方の出力端子と前記次段との間に介在するチ
ョークコイルを備える構成であっても、次段への電力の
伝達効率を最適にすることが可能になる。
流回路の一方の出力端子と前記次段との間に介在するチ
ョークコイルを備える構成であっても、次段への電力の
伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００８７】請求項６記載の発明によれば、前記２次コ
イルにはセンタタップが設けられ、前記整流回路は、当
該整流回路の出力端子と前記センタタップとの間に接続
される前記次段に前記整流後の直流電力を伝達する構成
であっても、次段への電力の伝達効率を最適にすること
が可能になる。
イルにはセンタタップが設けられ、前記整流回路は、当
該整流回路の出力端子と前記センタタップとの間に接続
される前記次段に前記整流後の直流電力を伝達する構成
であっても、次段への電力の伝達効率を最適にすること
が可能になる。
【００８８】請求項７記載の発明によれば、前記整流回
路の出力端子と前記次段との間に介在するチョークコイ
ルを備える構成であっても、次段への電力の伝達効率を
最適にすることが可能になる。
路の出力端子と前記次段との間に介在するチョークコイ
ルを備える構成であっても、次段への電力の伝達効率を
最適にすることが可能になる。
【００８９】請求項８記載の発明によれば、前記整流回
路はブリッジ整流回路であっても、次段への電力の伝達
効率を最適にすることが可能になる。
路はブリッジ整流回路であっても、次段への電力の伝達
効率を最適にすることが可能になる。
【００９０】請求項９記載の発明によれば、前記ブリッ
ジ整流回路の一方の出力端子と前記次段との間に介在す
るチョークコイルを備える構成であっても、次段への電
力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
ジ整流回路の一方の出力端子と前記次段との間に介在す
るチョークコイルを備える構成であっても、次段への電
力の伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００９１】請求項１０記載の発明によれば、前記高周
波電圧の電圧波形が方形波状であっても、次段への電力
の伝達効率を最適にすることが可能になる。
波電圧の電圧波形が方形波状であっても、次段への電力
の伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００９２】請求項１１記載の発明によれば、前記高周
波電源は、複数のスイッチング素子により構成されるイ
ンバータ回路を有し、前記高周波電圧の立ち上がりおよ
び立ち下がり部で部分共振によるソフトスイッチングを
行って、台形波状の高周波電圧を前記１次コイルの両端
に印加する構成であっても、次段への電力の伝達効率を
最適にすることが可能になる。
波電源は、複数のスイッチング素子により構成されるイ
ンバータ回路を有し、前記高周波電圧の立ち上がりおよ
び立ち下がり部で部分共振によるソフトスイッチングを
行って、台形波状の高周波電圧を前記１次コイルの両端
に印加する構成であっても、次段への電力の伝達効率を
最適にすることが可能になる。
【００９３】請求項１２記載の発明によれば、前記高周
波電圧の電圧波形は正弦波状であっても、次段への電力
の伝達効率を最適にすることが可能になる。
波電圧の電圧波形は正弦波状であっても、次段への電力
の伝達効率を最適にすることが可能になる。
【００９４】請求項１３記載の発明によれば、前記１次
コイルと並列接続される電圧共振用のコンデンサを備え
る構成であっても、次段への電力の伝達効率を最適にす
ることが可能になる。
コイルと並列接続される電圧共振用のコンデンサを備え
る構成であっても、次段への電力の伝達効率を最適にす
ることが可能になる。
【図１】本発明の非接触電力伝達装置に係る実施形態の
基本回路図である。
基本回路図である。
【図２】図１に示す非接触電力伝達装置からコンデンサ
Ｃ１を外した場合の回路図である。
Ｃ１を外した場合の回路図である。
【図３】図２の２次側換算の等価回路図である。
【図４】図２および図３に示す各部の信号波形図であ
る。
る。
【図５】充電電流の平均レベルに対するコンデンサＣ１
の容量の特性を示す図である。
の容量の特性を示す図である。
【図６】図１の２次側換算の等価回路図である。
【図７】コンデンサＣ１の容量値が最適値よりも小さい
場合の各部の波形図である。
場合の各部の波形図である。
【図８】コンデンサＣ１の容量値が最適値と等しい場合
の各部の波形図である。
の各部の波形図である。
【図９】コンデンサＣ１の容量値が最適値よりも大きい
場合の各部の波形図である。
場合の各部の波形図である。
【図１０】コンデンサＣ１の容量値が最適値と等しい場
合の各部の詳細な波形図である。
合の各部の詳細な波形図である。
【図１１】図１に示すトランスの概略構造図である。
【図１２】（表１）の条件下における充電電流の平均レ
ベルに対するコンデンサＣ１の容量の特性図である。
ベルに対するコンデンサＣ１の容量の特性図である。
【図１３】本発明の非接触電力伝達装置に係る実施形態
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図１４】図１３の２次側換算の等価回路図である。
【図１５】（表２）の条件下における充電電流の平均レ
ベルに対するコンデンサＣ１の容量の特性図である。
ベルに対するコンデンサＣ１の容量の特性図である。
【図１６】コンデンサＣ１の容量が図１５に示す最適値
である場合の各部の信号波形図である。
である場合の各部の信号波形図である。
【図１７】本発明の非接触電力伝達装置に係る別の実施
形態を示す回路図である。
形態を示す回路図である。
【図１８】図１７の２次側換算の等価回路図である。
【図１９】図１７に示すトランスの概略構造図である。
【図２０】（表３）の条件下における充電電流の平均レ
ベルに対するコンデンサＣ１の容量の特性図である。
ベルに対するコンデンサＣ１の容量の特性図である。
【図２１】コンデンサＣ１の容量が図２０に示す最適値
である場合の各部の信号波形図である。
である場合の各部の信号波形図である。
【図２２】本発明の非接触電力伝達装置に係る別の実施
形態を示す回路図である。
形態を示す回路図である。
【図２３】図２２の２次側換算の等価回路図である。
【図２４】（表４）の条件下における充電電流の平均レ
ベルに対するコンデンサＣ１の容量の特性図である。
ベルに対するコンデンサＣ１の容量の特性図である。
【図２５】コンデンサＣ１の容量が図２４に示す最適値
である場合の各部の信号波形図である。
である場合の各部の信号波形図である。
【図２６】本発明の非接触電力伝達装置に係る別の実施
形態を示す回路図である。
形態を示す回路図である。
【図２７】図２６の２次側換算の等価回路図である。
【図２８】（表５）の条件下における充電電流の平均レ
ベルに対するコンデンサＣ１の容量の特性図である。
ベルに対するコンデンサＣ１の容量の特性図である。
【図２９】コンデンサＣ１の容量が図２８に示す最適値
である場合の各部の信号波形図である。
である場合の各部の信号波形図である。
【図３０】次段に平滑用コンデンサを設けた回路構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図３１】次段に平滑用コンデンサを設けた回路構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図３２】次段に平滑用コンデンサを設けた回路構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図３３】高周波電圧の電圧波形が方形波状である場合
の回路構成例を示す図である。
の回路構成例を示す図である。
【図３４】図３３に示す１次コイルに印加する電圧波形
を示す図である。
を示す図である。
【図３５】高周波電圧の電圧波形が正弦波状である場合
の説明図である。
の説明図である。
【図３６】図３５に示す１次コイルに印加する電圧波形
を示す図である。
を示す図である。
【図３７】高周波電圧の電圧波形が正弦波状である場合
の回路構成例を示す図である。
の回路構成例を示す図である。
【図３８】図３７に示す１次コイルに印加する電圧波形
を示す図である。
を示す図である。
Ｌ１ １次コイル Ｌ２ ２次コイル １２，３２ トランス Ｃ１ コンデンサ Ｄ１，Ｄ２ ダイオード Ｂ ２次電池 ＬCH チョークコイル ＤＢ ブリッジ整流回路 Ｃ２ 平滑用コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H730 AS17 BB26 BB27 BB57 BB66 BB67 DD02 DD04 EE02 EE03 EE07 FG05 ZZ12 ZZ16
Claims (13)
- 【請求項１】 高周波電源からの高周波電圧が両端に印
加される１次コイルおよびこの１次コイルに印加される
高周波電圧に応じて起電力を誘導して誘導電圧を得る２
次コイルを有し、前記１次コイルおよび２次コイルが分
離着脱式に構成されて成るトランスと、 前記２次コイルと並列接続されるコンデンサと、 前記２次コイルに誘導される起電力を直流電力に整流し
て次段に伝達する整流回路とを備え、 前記コンデンサの容量値は、前記高周波電圧および誘導
電圧の極性反転の時点と、当該コンデンサに生じる振動
電圧の値が極値となる時点とが一致するように設定され
る非接触電力伝達装置。 - 【請求項２】 前記コンデンサに生じる振動電圧が所定
時間間隔毎に複数回現れる場合には、前記コンデンサの
容量値は、前記高周波電圧および誘導電圧の極性反転の
時点と、前記複数回のうち初回の振動電圧の値が極値と
なる時点とが一致するように設定される請求項１記載の
非接触電力伝達装置。 - 【請求項３】 前記次段には平滑用コンデンサを有する
定電圧負荷が接続される請求項１または２記載の非接触
電力伝達装置。 - 【請求項４】 前記整流回路は半波整流回路である請求
項３記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項５】 前記半波整流回路の一方の出力端子と前
記次段との間に介在するチョークコイルを備える請求項
４記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項６】 前記２次コイルにはセンタタップが設け
られ、 前記整流回路は、当該整流回路の出力端子と前記センタ
タップとの間に接続される前記次段に前記整流後の直流
電力を伝達する請求項１〜３のいずれかに記載の非接触
電力伝達装置。 - 【請求項７】 前記整流回路の出力端子と前記次段との
間に介在するチョークコイルを備える請求項６記載の非
接触電力伝達装置。 - 【請求項８】 前記整流回路はブリッジ整流回路である
請求項１〜３のいずれかに記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項９】 前記ブリッジ整流回路の一方の出力端子
と前記次段との間に介在するチョークコイルを備える請
求項８記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項１０】 前記高周波電圧の電圧波形は方形波状
である請求項１または２記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項１１】 前記高周波電源は、複数のスイッチン
グ素子により構成されるインバータ回路を有し、前記高
周波電圧の立ち上がりおよび立ち下がり部で部分共振に
よるソフトスイッチングを行って、台形波状の高周波電
圧を前記１次コイルの両端に印加する請求項１０記載の
非接触電力伝達装置。 - 【請求項１２】 前記高周波電圧の電圧波形は正弦波状
である請求項１〜３のいずれかに記載の非接触電力伝達
装置。 - 【請求項１３】 前記１次コイルと並列接続される電圧
共振用のコンデンサを備える請求項１２記載の非接触電
力伝達装置。
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