JP2000294438A - 分離型トランスの電力伝送方法及びその装置 - Google Patents
分離型トランスの電力伝送方法及びその装置Info
- Publication number
- JP2000294438A JP2000294438A JP11099299A JP9929999A JP2000294438A JP 2000294438 A JP2000294438 A JP 2000294438A JP 11099299 A JP11099299 A JP 11099299A JP 9929999 A JP9929999 A JP 9929999A JP 2000294438 A JP2000294438 A JP 2000294438A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coils
- transformer
- power
- power transmission
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
供給量を増大させて、効率的な電力伝送を行う。 【解決手段】 互いに誘導結合されるように対向配置さ
れる2組のコイル16,19及びコイル17,20を有
する分離型トランスを介して、電源供給手段30から電
力供給を行う時に、位相差発生回路34によって各組の
コイルでの電圧又は電流の波形の位相を逆位相にずらす
ことで、トランスの最大伝送電力を変えて、効率的な電
力伝送を行う。
Description
介して上記トランスの一方の側から他方の側に電力を供
給する分離型トランスの電力伝送方法及びその装置に関
する。
のコネクタで伝送する場合、回転体への接続、接点不良
や防水性の不足による信頼性、組み付け性等が問題とな
る。これらを解決する手段として、電磁誘導現象を用い
た非接触の電力伝送装置がある。このような電力伝送装
置には、例えば図7に示すような薄型の分離トランス1
0を用いて大量の電力を非接触伝送するものがある。分
離トランス10は、所定間隔のギャップGを介して対向
配置される磁性コア11,12と、各コア11,12に
それぞれ巻装されて互いに誘導結合するように配置され
た1重のコイル13,14を有し、例えば1次側コイル
13の電流(以下、「1次電流」という)によって磁性
コアが磁化される。この1次電流が時間的に変動する
と、磁界も変動し、それによって2次側コイル14を貫
く磁束B・Sも変動して2次側コイル14に誘導起電力
E=|−d(B・S)/dt|が生じ、パワーが伝送さ
れる。なお、Bは磁束密度であり、Sは磁界の流れに対
して垂直なコア(ギャップを含む)の断面積(磁気回路
の断面積)である。
に、当初は直線的に磁束密度も増加し、2次側コイルへ
の誘導起電力も増加する。しかしながら電流量が増える
と、磁束密度が飽和するため、誘導起電力も低下する。
そこで、最大伝送電力を上げるためには、断面積Sを増
やさなくてはならない。しかし、図7に示したコアの場
合、背面部(図7中の一点鎖線部分)で2次側コイルを
貫く断面積Sが小さくなるので、最大伝送電力を大きく
するには上記背面部を厚くする必要がある。このため、
薄型の分離トランスで大電力を伝送するには限界があっ
た。以下、図7に示した分離型トランスを1重コイル型
トランスという。
複数のコイルをそれぞれ並列に配置して電力を分散して
伝送し、上記1重コイル型トランスより約2倍の電力供
給を可能するものもあった(図9参照)。なお、図9
は、上記コアのうちの一方のコア15に2つのコイル1
6,17を並列に配置した平面図を示しており、他方の
コアも同様のコイル配置になっている。このような構成
では、上記コイル配置のためにトランスの面積が大きく
なるので、トランスが占めるスペースが広くなり、例え
ば車両などの狭い場所で使用する場合には適切ではなか
った。なお、以下の図において図9と同様の構成部分に
ついては、説明の都合上、同一符号を付記する。
及び18に2組のコイル16,19及びコイル17,2
0を巻装させ、かつ一方の組のコイル17,20が他方
の組のコイル16,19の内側に収まるように2重に配
置した構成の分離型トランス(以下、「2重コイル型ト
ランス」という)も考えられていた。
イル型トランスでは、2組のコイルで同時に電力伝送を
行うと、総伝送電力が2倍にならず、1重コイル型トラ
ンスでの送電電力に比べてほとんど増加しないという問
題点があった。本発明は、上記問題点に鑑みなされたも
ので、複数の組のコイルを有するトランスでの電力供給
量を増大させて、効率的な電力伝送を行うことができる
分離型トランスの電力伝送装置を提供することを目的と
する。
め、本発明では、各コアにそれぞれ巻装されて互いに誘
導結合するように対向配置された少なくとも2組のコイ
ルとを有する分離型トランスを介し、電源供給手段によ
って同じ組の一方のコイルから他方のコイルへ電力を供
給する際に、前記各組のコイルでの電圧又は電流の波形
の位相を異なる位相にずらす位相調整手段を備えた分離
型トランスの電力伝送装置及びその方法が提供される。
向配置される少なくとも2組のコイルを有する分離型ト
ランスを介して電力供給を行う時に、各組のコイルでの
電圧又は電流の波形の位相を異なる位相にずらすこと
で、トランスの最大伝送電力を変えて、効率的な電力伝
送を行う。また、前記分離型トランスにおける各組のコ
イルは、一方の組が他方の組の内側に収まるように配置
されることで、厚みが薄く、かつ小型のトランス構成を
実現し、さらにトランスの最大伝送電力を変えて、効率
的な伝送電力を行う。
イルが2組の場合、前記位相調整手段は、前記2組のコ
イルでの電圧又は電流の波形の位相差を180度近辺に
調整することで、トランスでの総伝送電力量(電力供給
量)を最大にする。
力伝送装置の一実施形態を図1乃至図6の図面に基づい
て説明する。図1は、本発明に係る分離型トランスの電
力伝送装置の一実施例の構成を示す回路図である。な
お、本発明に係る分離型トランスは、例えば図10に示
した円形薄型の2重コイル型トランスを用いた場合を説
明する。図10の上記トランスでは、2組のコイルは、
一方の組のコイル(以下、「内側コイル」という)1
7,20が他方の組のコイル(以下、「外側コイル」と
いう)16,19の内側に収まり、かつ同心円上に配置
されるとともに、各組のコイル16と17及びコイル1
8と20の間の電磁誘導結合を強くするように、コア1
5,18を構成する磁性体が介在するように構成されて
いる。
のうち、コイル16,17の一端には、本発明の電源供
給手段30が接続され、電源供給手段30から電力が供
給されている。コイル16の他端には、パワーMOSF
ET等のスイッチング素子31を介して発振回路32が
接続されている。発振回路32は、所定位相のパルス信
号をスイッチング素子31を介してコイル16に出力し
ている。コイル17の他端には、スイッチング素子33
を介して位相差発生回路34が接続されており、位相差
発生回路34は、発振回路32と接続されている。位相
差発生回路34は、発振回路32からのパルス信号の位
相を180度、すなわち逆位相にしてスイッチング素子
33を介してコイル17に出力している。
と、コイル17と誘導結合されたコイル20には、電力
供給によって動作する負荷35及び36がそれぞれ接続
されており、コイル16,17側の電源供給手段30か
ら、コイル17,20側の負荷35,36への電力の供
給が可能になっている。本実施例では、発振回路32で
スイッチング素子31を駆動するとともに、発振回路3
2と位相差発生回路34でスイッチング素子33を駆動
し、2つのコイル16,17の電流(又は電圧)の波形
の位相差が180度になるように電力を供給する(図2
参照)。
いる間には、内側コイル17には電流が流れないので、
磁力線は、図3(a)の点線部に示すように現れ、また
内側コイル17に電流が流れている間には、外側コイル
16に電流が流れないので、磁力線は、図3(b)の点
線部に示すように現れる。図4は、図1に示した電力伝
送装置における電力伝送の周波数応答特性を示す図であ
る。図において、P1は、外側コイル16,19の伝送
電力を示し、P2は、内側コイル17,20の伝送電力
を示し、P1+P2は、電力伝送装置の総伝送電力を示
している。
図4からも明らかなように、外側又は内側コイルにおけ
るそれぞれの伝送電力P1,P2は、同じ厚さの1重コ
イル型トランス(図7参照)の総伝送電力とほぼ同じ電
力量を示しているが、外側及び内側のコイルに出力され
るパルス信号の位相差が180度ずれているため、外側
及び内側の各コイルに生ずる最大磁束密度のタイミング
が異なる。その結果としてコイル間のコア部分が非常に
有効に使われている。このため、2重コイル型トランス
の総伝送電力P1+P2は、同じ厚さの1重コイル型ト
ランスの総伝送電力の2倍近くまで増大されて、効率的
な電力伝送を行うことができる。
方の組のコイルの内側に収まるように配置したので、並
列にコイルを配置した図9のトランスよりもコアの有効
利用ができ、これによりトランスを小型化することがで
きる。また、本発明者らは、外側及び内側コイルに位相
差0で電力を供給した場合の実験を行った。図5及び図
6は、この場合の鎖交磁束の経路を示すトランスの断面
図と、電力伝送の周波数応答特性を示す図である。すな
わち、図5(a)に示すように、外側及び内側コイル1
6,17に電流が流れない時には、磁力線は現れず、外
側及び内側コイル16,17に電流が流れている間に
は、コアのうち内側コイルと外側コイルの間の部分にお
いて、各コイルによって生じる磁束の方向が逆であるた
め、互いに消し合い、等価的に鎖交磁束は、図5(b)
の点線部に示すようになる。図に示すように両コイルか
ら生ずる磁束は同時にコアの背面部を通過するようにな
っている。その背面部のコアの磁束が飽和状態になっ
て、伝送効率が著しく悪化する。
場合には、1重コイルの電流を大きくした場合と同じ磁
束密度を生ずるので、コアが飽和状態になり、伝送効率
が悪化し、総伝送電力は1重コイル型トランスの場合と
同じになる(図6参照)。このことから、パルス信号の
位相差が0と180度の間にある時、上記総伝送電力の
最大値も、位相差が0の時の総伝送電力の最大値と18
0度の時の総伝送電力の最大値の間の値になると考えら
れる。従って、上記位相を0から180度までずらすこ
とによって、トランスの最大伝送電力を変えることが可
能となり、このため、例えば上記位相を180度近辺に
ずらしても、大きい電力供給量を得ることができ、効率
的な電力伝送を行うことができる。
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形
実施が可能である。例えば、本発明に係る分離型トラン
スは、実施例の同心円上に配置されたコイルを有するも
のに限らず、一方の組のコイルが他方の組のコイルの内
側に収まるように存在したものであればよい。また、分
離型トランスは、2組のコイルを有するものに限らず、
それ以上の複数組のコイルを有するものでもよい。
況で使用する場合には、各組のコイルが一部重なるよう
に構成された分離型トランスを用いることも可能であ
る。
と、前記各コアにそれぞれ配置された少なくとも2組の
コイルとを有する分離型トランスを備え、電源供給手段
によって同じ組の一方のコイルから前記分離型トランス
を介して他方のコイルへ電力を供給する分離型トランス
の電力伝送装置であって、前記電源供給手段によって電
力を供給する際に、前記各組のコイルでの電圧又は電流
の波形の位相を異なる位相にずらす位相調整手段を備え
たので、複数の組のコイルを有するトランスでの電力供
給量を増大させて、効率的な電力伝送を行うことができ
る。
一実施例の構成を示す回路図である。
波形を示す図である。
分離型トランスを断面にして示す正面図である。
80度の場合の電力伝送の周波数応答特性を示す図であ
る。
トランスを断面にして示す正面図である。
の場合の電力伝送の周波数応答特性を示す図である。
正面図である。
る。
を断面にして示す正面図及び平面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 所定のギャップを介して互いに誘導結合
されるように対向配置される少なくとも2組のコイルを
有する分離型トランスにて、同じ組の一方の前記コイル
から他方の前記コイルへ、電源供給手段からの電力を供
給する分離型トランスの電力伝送方法であって、 前記電源供給手段によって電力を供給する際に、前記各
組のコイルでの電圧又は電流の波形の位相を異なる位相
にずらすことを特徴とする分離型トランスの電力伝送方
法。 - 【請求項2】 所定のギャップを介して対向配置される
コアと、前記各コアにそれぞれ巻装されて互いに誘導結
合するように配置された少なくとも2組のコイルとを有
する分離型トランスを備え、電源供給手段によって同じ
組の一方のコイルから前記分離型トランスを介して他方
のコイルへ電力を供給する分離型トランスの電力伝送装
置であって、 前記電源供給手段によって電力を供給する際に、前記各
組のコイルでの電圧又は電流の波形の位相を異なる位相
にずらす位相調整手段を備えたことを特徴とする分離型
トランスの電力伝送装置。 - 【請求項3】 前記分離型トランスにおける各組のコイ
ルは、一方の組が他方の組の内側に収まるように配置さ
れることを特徴とする請求項2に記載の分離型トランス
の電力伝送装置。 - 【請求項4】 前記分離型トランスにおける前記コイル
が2組の場合、前記位相調整手段は、前記2組のコイル
での電圧又は電流の波形の位相差を180度近辺に調整
することを特徴とする請求項2又は3に記載の分離型ト
ランスの電力伝送装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09929999A JP3956528B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 分離型トランスの電力伝送方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09929999A JP3956528B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 分離型トランスの電力伝送方法及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000294438A true JP2000294438A (ja) | 2000-10-20 |
JP3956528B2 JP3956528B2 (ja) | 2007-08-08 |
Family
ID=14243764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09929999A Expired - Fee Related JP3956528B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 分離型トランスの電力伝送方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3956528B2 (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006015135A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-19 | Ethicon Endo Surgery Inc | 経皮エネルギー伝達(tet)の電力伝達特性を最適化するための空間的に減結合している一対の二次コイル |
JP2012060812A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Toko Inc | 非接触電力伝送装置 |
WO2013095067A1 (ko) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | 유한회사 한림포스텍 | 무선 전력전송장치 및 방법 |
CN104769810A (zh) * | 2012-10-31 | 2015-07-08 | 三菱电机工程技术株式会社 | 利用无线电力传输的多路传输系统及发送侧多路传输装置 |
WO2015178206A1 (ja) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | 株式会社デンソー | 電力伝送用パッドおよび非接触電力伝送システム |
WO2016042666A1 (ja) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 無線電力伝送による可動部多重化伝送システム |
EP2824678A4 (en) * | 2012-02-20 | 2016-04-13 | Lequio Power Technology Corp | POWER SUPPLY DEVICE, POWER RECEPTION DEVICE, AND POWER SUPPLY / POWER RECEPTION DEVICE |
US10148136B2 (en) | 2014-06-13 | 2018-12-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Drive device, method thereof, and wireless power transmission device |
CN112106274A (zh) * | 2019-04-18 | 2020-12-18 | 华为技术有限公司 | 一种无线充电发射装置、方法和系统 |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP09929999A patent/JP3956528B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006015135A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-19 | Ethicon Endo Surgery Inc | 経皮エネルギー伝達(tet)の電力伝達特性を最適化するための空間的に減結合している一対の二次コイル |
JP2012060812A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Toko Inc | 非接触電力伝送装置 |
WO2013095067A1 (ko) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | 유한회사 한림포스텍 | 무선 전력전송장치 및 방법 |
US9391463B2 (en) | 2011-12-22 | 2016-07-12 | Hanrim Postech Co., Ltd. | Device and method for wirelessly transmitting power |
EP2824678A4 (en) * | 2012-02-20 | 2016-04-13 | Lequio Power Technology Corp | POWER SUPPLY DEVICE, POWER RECEPTION DEVICE, AND POWER SUPPLY / POWER RECEPTION DEVICE |
CN104769810A (zh) * | 2012-10-31 | 2015-07-08 | 三菱电机工程技术株式会社 | 利用无线电力传输的多路传输系统及发送侧多路传输装置 |
EP2916429A4 (en) * | 2012-10-31 | 2016-07-06 | Mitsubishi Electric Eng | MULTIPLEXED TRANSMISSION SYSTEM THROUGH WIRELESS ELECTRICAL TRANSMISSION AND MULTIPLEXED TRANSMISSION SIDE TRANSMISSION DEVICE |
JP2016001983A (ja) * | 2014-05-22 | 2016-01-07 | 株式会社デンソー | 電力伝送用パッドおよび非接触電力伝送システム |
WO2015178206A1 (ja) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | 株式会社デンソー | 電力伝送用パッドおよび非接触電力伝送システム |
US10148136B2 (en) | 2014-06-13 | 2018-12-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Drive device, method thereof, and wireless power transmission device |
WO2016042666A1 (ja) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 無線電力伝送による可動部多重化伝送システム |
JPWO2016042666A1 (ja) * | 2014-09-19 | 2017-06-29 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 無線電力伝送による可動部多重化伝送システム |
CN112106274A (zh) * | 2019-04-18 | 2020-12-18 | 华为技术有限公司 | 一种无线充电发射装置、方法和系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3956528B2 (ja) | 2007-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4398250B2 (ja) | 制御可能な変圧器 | |
US4803609A (en) | D. C. to D. C. converter | |
US6414578B1 (en) | Method and apparatus for transmitting a signal through a power magnetic structure | |
JP3992760B2 (ja) | 電流センサおよび電流センサの信号補償方法 | |
WO2016121131A1 (ja) | 高周波絶縁ゲートドライバ回路、及びゲート回路駆動方法 | |
TWI390560B (zh) | 變壓裝置 | |
KR20180129470A (ko) | 변압기 및 이를 가지는 llc 공진형 컨버터 | |
JP2005223343A (ja) | 巻線構成要素によって生成される電気アース変位電流を大幅に低減させるための方法及び装置 | |
JP2000294438A (ja) | 分離型トランスの電力伝送方法及びその装置 | |
JP6533342B2 (ja) | 複合平滑インダクタおよび平滑化回路 | |
TW201011790A (en) | Transformer for reducing EMI and power conversion circuit using the same | |
JPH08255694A (ja) | X線管給電用電源部よりなるx線装置 | |
US4965712A (en) | Transformer having plural-turn core | |
US6100781A (en) | High leakage inductance transformer | |
KR101743135B1 (ko) | 개별 커플링된 코일들에 의한 iva의 전압원들의 유도 절연 | |
JP2021506215A (ja) | 3ポート電圧変換器のための変圧器、3ポート電圧変換器、および電気エネルギーの伝送方法 | |
JP2001061228A (ja) | 限流器 | |
WO2000007274A2 (en) | Active common-mode compensation for multi-phase inverters | |
US11990267B2 (en) | Three-phase magnetics assembly | |
US20210193378A1 (en) | Inductor arrangements | |
JPH0745451A (ja) | スイッチングトランス | |
JPH08316067A (ja) | チョークコイル | |
CN114496464A (zh) | 磁性元件 | |
EP0352924A2 (en) | Inductive device | |
TWI396209B (zh) | Transformers and circuit devices for controlling transformers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20050928 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051201 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20051201 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070104 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070116 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070312 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070410 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070430 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110518 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110518 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120518 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120518 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130518 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140518 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |