JP2002170725A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JP2002170725A
JP2002170725A JP2000365456A JP2000365456A JP2002170725A JP 2002170725 A JP2002170725 A JP 2002170725A JP 2000365456 A JP2000365456 A JP 2000365456A JP 2000365456 A JP2000365456 A JP 2000365456A JP 2002170725 A JP2002170725 A JP 2002170725A
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coil
power supply
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legs
shield plate
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Hideki Kojima
秀樹 小島
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Toko Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、充電側回路の入力電源ライン(AC
ライン)にノイズフィルタを用いることなく、被充電側
回路の高周波ノイズを抑制することを目的とする。 【解決手段】本発明の電源装置は、第1のコイルと第2
のコイルは、それぞれU字状の磁性体コアを用い、U字
状の磁性体コアの二つの脚部の周囲に各々巻線を備えた
構成とし、第1のコイルのU字状の磁性体コアの二つの
脚部と第2のコイルのU字状の磁性体コアの二つの脚部
が各々の筐体を挟んで互いに対向するように配置し、第
2のコイルの各々の巻線面に対向する第1のコイルの各
々の巻線面に静電シールド板を設けることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバッテリーを内蔵す
る電子機器において、電子機器への電力供給およびバッ
テリーに対する充電を行う非接触型の電源装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】非接触型の電源装置は、充電側の1次側
回路と被充電側の2次側回路が夫々完全に独立した筐体
の中に実装され、電源から供給された電流によって1次
側回路のコイルに磁束を発生させ、この1次側回路のコ
イルの磁束の変化によって2次側回路のコイルに誘導起
電力を発生させる。そして、この誘導起電力が整流さ
れ、携帯機器等の直流電源として用いられ、あるいは2
次側にに負荷として接続されたバッテリーを充電する。
【0003】このような非接触型の電源装置において
は、充電側から被充電側に効率良く電力を伝達するため
には、1次側コイルと2次側コイル間の対向する間隔
(ギャップ)を小さくすることは勿論のこと、対向する
面積を広くすることは公知である。図4(A)にT字型
の磁性体コア20の脚部に巻線したコイル21を形成す
る送受電コイルを用いた電源装置より、図4(B)に示
すようなU字型の磁性体コア25の2つの脚部に巻線し
たコイル26を形成する送受電コイルを用いた電源装置
のほうが伝達効率が高いのはよく知られている。
【0004】そこで、図4(B)のU字型の磁性体コア
を用いた送受電コイルの電源装置の回路図を図5に示
す。回路図より、充電側回路Aの回路構成として、AC
は交流入力電圧、D1は整流回路、C1は平滑コンデン
サ、Q1は発振制御回路、C4は共振コンデンサ、L1
は1次側コイルである。被充電側回路Bの回路構成とし
て、L2は2次側コイル、C2は2次側同調コンデン
サ、D2は整流回路、C3は平滑用コンデンサ、Bat
は充電用バッテリーである。なお、Cxは1次側コイル
L1と2次側コイルL2間の結合容量である。この回路
は、充電側回路Aの交流入力電圧ACを整流平滑し、発
振制御回路Q1と共振コンデンサC4により1次側コイ
ルL1に共振電圧を発生させ、被充電側回路Bの2次側
コイルL2へ電力を供給し、整流平滑してバッテリーB
atを充電する一般的な回路である。
【0005】この回路において、被充電側回路Bで発生
した高周波ノイズが1次側コイルL1と2次側コイルL
2間の結合容量Cxにより、被充電側回路Bから充電側
回路Aに伝わり、入力電源ライン(ACライン)に流れ
こみノイズとなる。このノイズを防止するためには、一
般的には図6の回路図のように、充電側回路Aの発振制
御回路Q1と平滑コンデンサC1の(−)側の接続点と
被充電側回路Bの平滑コンデンサC3の(−)側との間
にバイパスコンデンサCyを挿入することにより、高周
波ノイズ(点線)は被充電側回路Bの2次側コイルL2
と一次側コイルL1の結合容量Cxをバイパスし、充電
側回路Aに入り、充電側回路の平滑コンデンサC1か
ら、バイパスコンデンサCyを経由して被充電側回路B
に戻るループを形成する。そのために、被充電側回路B
で発生する高周波ノイズは入力電源ライン(ACライ
ン)に流れこむことなく、このループから外へ出ないこ
とになる。しかし、この場合、バイパスコンデンサCy
は有接点となることから非接触で電力を伝達することが
できなくなる。そこで、非接触で電力を伝達するために
は、充電側回路Aの入力電源ライン(ACライン)にノ
イズフィルタを付加し、ノイズ抑制の機能を強化しなけ
ればならず、部品点数の増加およびコストにおいて不利
であった。特に、大電力を必要とする充電装置において
大きな問題となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の内容を鑑みて、
本発明は、充電側回路の入力電源ライン(ACライン)
にノイズフィルタを用いることなく、被充電側回路の高
周波ノイズを抑制することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、第
1の筐体内に実装され、電流が供給される第1のコイル
と、第2の筐体内に実装され、第1のコイルから電力が
伝達される第2のコイルを備えた電源装置において、第
1のコイルと第2のコイルは、それぞれU字状の磁性体
コアを用い、U字状の磁性体コアの二つの脚部の周囲に
各々巻線を備えた構成とし、第1のコイルのU字状の磁
性体コアの二つの脚部と第2のコイルのU字状の磁性体
コアの二つの脚部が各々の筐体を挟んで互いに対向する
ように配置し、第2のコイルの各々の巻線面に対向する
第1のコイルの各々の巻線面に静電シールド板を設ける
ことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の電源装置は、高周波電流
が供給される第1のコイルと、この第1のコイルから電
力が伝達される第2のコイルが、それぞれU字状の磁性
体コアを用い、U字状の磁性体コアの二つの脚部の周囲
に各々巻線を備えた構成とし、第1のコイルのU字状の
磁性体コアの二つの脚部と第2のコイルのU字状の磁性
体コアの二つの脚部が互いに対向するように、第1のコ
イルが第1の筐体内に実装され、第2のコイルが第2の
筐体内に実装される。第2のコイルに対向する第1のコ
イルの各々の巻線面に静電シールド板を設ける。
【0009】
【実施例】以下、本発明の電源装置の実施例を示す図1
乃至図3を参照しながら説明する。図1は本発明の電源
装置の一実施例を示す断面図であり、図2は本発明の電
源装置の1次側コイルの斜視図であり、図3はその回路
図である。図1において、L1は1次側コイル、L2は
2次側コイルである。1次側コイルL1は、U字状の磁
性体コア1の2つの脚部の各々に巻かれた巻線2を備
え、2次側コイルL2の各々の巻線面と対向する1次側
コイルL1の各々の巻線面に装着した静電シールド板3
を備える。そして、2次側コイルL2は、U字状の磁性
体コア5の2つの脚部の各々に巻かれた巻線6を備え
る。4は1次側コイルL1を収納する筐体であり、7は
2次側コイルL2を収納する筐体である。この電源装置
は、1次側コイルL1と2次側コイルL2とで各々の筐
体4,7を挟んで、1次側コイルL1のU字状の磁性体
コア1の各々の巻線2を含む脚部面と2次側コイルL2
のU字状の磁性体コア1の各々の巻線6を含む脚部面と
が対向するように配置され、1次側コイルL1に磁束を
発生させ、この1次側コイルL1の磁束の変化によって
2次側コイルL2に誘導起電力を発生させる。そして、
この誘導起電力を整流し、携帯機器等の直流電源として
用いる。
【0010】静電シールド板3は図2(A)のように、
1次側コイルL1のU字状の磁性体コア1の二つの脚部
2a、2bを除いた巻線面を被うようなC字状の面を持
つ導電性の薄い板を用いる。または、図2(B)のよう
に、導電性の薄い板に絶縁処理を施したもので、C字状
の端面10を重ね合わせたものでも良い。さらには、静
電シールド板は薄い銅板にスリットを設けたり、複数の
絶縁された単線を編むことによって外殻形状が平角に近
似するようにした編組線を用いて形成することにより、
渦電流による損失を軽減することができる。図3は静電
シールド板3を用いた回路図を示す。回路図において、
静電シールド板を除く他の構成は図5と同じであり、同
じ符合とした。図3において、静電シールド板3は1次
側コイルの巻線面に装着され、充電側回路Aの平滑コン
デンサC1の(−)側の安定した電位に接続される。こ
のために、被充電側回路Bで発生した高周波ノイズは2
次コイルから1次コイルに到達する前に静電シールド板
3によって、充電側回路Aの入力ラインに入り込むこと
なく、平滑コンデンサC1の(−)側の安定した電位に
落とし込むことができる。
【0011】次に、図1(B)において、静電シールド
板3を装着した1次側コイルと2次側コイルにおける磁
束の流れについて説明する。まず、1次側コイルL1に
磁束φを発生させ、この1次側コイルL1の磁束φの変
化によって2次側コイルL2に誘導起電力が発生する。
そこで、図1(B)の矢印のように磁束φが生じた時、
まず、1次側コイルのU字状コアの一方の脚部1bから
2次側コイルのU字状コアの一方の脚部5bに磁束を放
出させ、2次側コイルに伝送する。磁束は2次側コイル
のU字状コア5の他方の脚部5aから、1次側コイルの
U字状コアの他方の脚部1aに入るループを描く。この
時、1次側コイルのU字状コア1の脚部1aは2次側の
コイルから発生するノイズを一方の静電シールド板3a
で抑制している。また、1次側コイルのU字状コアの一
方の脚部1bから2次側コイルのU字状コアの一方の脚
部5bに放出する磁束は、漏れの少ない磁束を放出する
ことができる。
【0012】また、矢印と逆の方向の磁束の時は、1次
側コイルのU字状コアの他方の脚部1aから2次側コイ
ルのU字状コア2の他方の脚部5aに送出され、2次側
コイルに、U字状コアの一方の脚部5bから1次側コイ
ルのU字状コアの一方の脚部1bに入るループを描く。
この時においては、1次側コイルのU字状コアの一方の
脚部1bは2次側コイルのU字状コアの一方の脚部5b
から入るノイズを他方の静電シールド板3bで受けにく
くしている。そして、1次側コイルのU字状コアの一方
の脚部1aからU字状コア2の他方の脚部5aに送出す
る磁束は、漏れの少ない磁束を送出することができる。
つまり、両方向の磁束に対して静電シールド板3により
ノイズを抑制する構造としている。
【0013】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の電源装置
は、1次側コイルの各々の巻線面に静電シールド板を装
着することにより、被充電側回路で発生した高周波ノイ
ズを充電側回路の入力ラインに入ることを抑制すること
ができるために、入力フィルタを簡素化できる。また、
1次側コイルの巻線面に静電シールド板を装着し、静電
シールド板を充電側回路の安定電位に接続しているため
に、不要輻射を少なくすることができる。本発明の充電
装置は特にハイパワーにした時ほど、ノイズ抑制に対し
大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電源装置である一実施例の断面図と磁
束分布図。
【図2】本発明の電源装置に用いられる1次側コイルと
静電シールド板の斜視図。
【図3】本発明の電源装置の回路図。
【図4】従来の電源装置の断面図。
【図5】従来の電源装置の回路図。
【図6】従来の電源装置にノイズ対応した回路図。
【符号の説明】
L1 充電回路の第1のコイル L2 被充電回路の第2のコイル 1,5 U字型コア 2,6 巻線 3 静電シールド板 4,7 筐体 φ 磁束
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02M 3/28 H01F 23/00 Q

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の筐体内に実装され、電流が供給され
    る第1のコイルと、第2の筐体内に実装され、該第1の
    コイルから電力が伝達される第2のコイルを備えた電源
    装置において、該第1のコイルと該第2のコイルは、そ
    れぞれU字状の磁性体コアを用い、該U字状の磁性体コ
    アの二つの脚部の周囲に各々巻線を備えた構成とし、該
    第1のコイルのU字状の磁性体コアの二つの脚部と該第
    2のコイルのU字状の磁性体コアの二つの脚部が互いに
    対向するように配置し、該第2のコイルに対向する該第
    1のコイルの各々の巻線面に静電シールド板を設けたこ
    とを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】前記静電シールド板は薄い銅板にスリット
    を設けた請求項1記載の電源装置。
  3. 【請求項3】前記静電シールド板は複数の絶縁された単
    線を編むことによって外殻形状が平角に近似するように
    した編組線を用いて形成した請求項1に記載の電源装
    置。
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