JP2003047179A - 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷部が装着されていないときに、電力供給
部の発振停止又は発振強度の低減を簡素な回路構成で、
しかも小型・低コストで実現した非接触電力伝達装置を
提供する。 【解決手段】 電力供給部１０に負荷部２０が装着され
ると、電力伝達用１次コイルＮｍ１，電力伝達用２次コ
イルＮｍ２，第１の制御用コイルＮｆ１は、それぞれ磁
気的に結合してスイッチング素子ＦＥＴ１のスイッチン
グ動作を制御するフィードバックループを形成し、ゲー
ト電圧ＶｇはＶｂ＋Ｖｎｆ１となり、第１の制御用コイ
ルＮｆ１のコイル電圧Ｖｎｆ１はスイッチング素子ＦＥ
Ｔ１のしきい値以上になるので、スイッチング素子ＦＥ
Ｔ１は安定したオン状態になり、電力供給部１０に負荷
部２０が装着されていない状態ではフィードバックルー
プが形成されず、これによって電力供給部１０における
自励発振が間欠発振となる。
部の発振停止又は発振強度の低減を簡素な回路構成で、
しかも小型・低コストで実現した非接触電力伝達装置を
提供する。 【解決手段】 電力供給部１０に負荷部２０が装着され
ると、電力伝達用１次コイルＮｍ１，電力伝達用２次コ
イルＮｍ２，第１の制御用コイルＮｆ１は、それぞれ磁
気的に結合してスイッチング素子ＦＥＴ１のスイッチン
グ動作を制御するフィードバックループを形成し、ゲー
ト電圧ＶｇはＶｂ＋Ｖｎｆ１となり、第１の制御用コイ
ルＮｆ１のコイル電圧Ｖｎｆ１はスイッチング素子ＦＥ
Ｔ１のしきい値以上になるので、スイッチング素子ＦＥ
Ｔ１は安定したオン状態になり、電力供給部１０に負荷
部２０が装着されていない状態ではフィードバックルー
プが形成されず、これによって電力供給部１０における
自励発振が間欠発振となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触電力伝達装
置に関するものである。
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電力伝達用１次コイルを備えた電
力供給部と、電力伝達用２次コイルを備えた負荷部とを
着脱自在に互いに分離して形成し、負荷部を電力供給部
に装着したときに電力伝達用１次コイルと電力伝達用２
次コイルとが磁気結合して、自励発振する電力供給部か
ら負荷部に電磁誘導によって電力を伝達する非接触電力
伝達装置が普及している。
力供給部と、電力伝達用２次コイルを備えた負荷部とを
着脱自在に互いに分離して形成し、負荷部を電力供給部
に装着したときに電力伝達用１次コイルと電力伝達用２
次コイルとが磁気結合して、自励発振する電力供給部か
ら負荷部に電磁誘導によって電力を伝達する非接触電力
伝達装置が普及している。
【０００３】このような非接触電力伝達装置では、電力
供給部に負荷部を装着していないときには、電力供給部
の自励発振を停止するか、またはその発振強度を低減す
ることが好ましい。これは、負荷部が非装着状態のまま
で電力供給部が発振を継続すると、電力供給部において
電力損失が生じてエネルギーが無駄になり、また金属片
などが電力供給部に近傍に配置されると誘導過熱作用に
よって金属片が加熱されるなどの問題が発生するからで
ある。
供給部に負荷部を装着していないときには、電力供給部
の自励発振を停止するか、またはその発振強度を低減す
ることが好ましい。これは、負荷部が非装着状態のまま
で電力供給部が発振を継続すると、電力供給部において
電力損失が生じてエネルギーが無駄になり、また金属片
などが電力供給部に近傍に配置されると誘導過熱作用に
よって金属片が加熱されるなどの問題が発生するからで
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、従来、電力伝
達用コイルとは別に、独立した一対の信号用コイルを設
け、電力供給部に負荷部が装着されて、電力伝達用１次
コイルと電力伝達用２次コイルとの電磁結合によって負
荷部に電力が伝達されると、この電力を用いて負荷部の
制御回路を駆動し、この制御回路から出力される制御信
号を一対の信号用コイルを介して負荷部から電力供給部
に送信し、この制御信号に基づいて電力供給部の発振動
作を制御することによって負荷部を検出する装置が特開
平６−３１１６５８号公報で開示されている。
達用コイルとは別に、独立した一対の信号用コイルを設
け、電力供給部に負荷部が装着されて、電力伝達用１次
コイルと電力伝達用２次コイルとの電磁結合によって負
荷部に電力が伝達されると、この電力を用いて負荷部の
制御回路を駆動し、この制御回路から出力される制御信
号を一対の信号用コイルを介して負荷部から電力供給部
に送信し、この制御信号に基づいて電力供給部の発振動
作を制御することによって負荷部を検出する装置が特開
平６−３１１６５８号公報で開示されている。
【０００５】ところが、特開平６−３１１６５８号公報
で開示された装置では、負荷部を検出するための回路、
及び発振を制御するための回路が別途必要になり、した
がって回路構成が複雑になり、コストが上昇するという
問題があった。
で開示された装置では、負荷部を検出するための回路、
及び発振を制御するための回路が別途必要になり、した
がって回路構成が複雑になり、コストが上昇するという
問題があった。
【０００６】また、特開平１１−１７８２４９号公報で
は、負荷部が、電力伝達用２次コイルと電気的または磁
気的に結合された信号伝達用１次コイルを具備し、電力
供給部は、電力伝達用１次コイルと電気的にも磁気的に
も結合せずに負荷部が装着された状態で上記信号伝達用
１次コイルと磁気的に結合され、自励発振回路内のスイ
ッチング素子を制御するためにバイアス電圧が印加され
る制御端子に帰還コイルとして電気的に接続されている
信号伝達用２次コイルを具備し、電力供給部に負荷部が
装着された状態で電力伝達用１次コイル、電力伝達用２
次コイル、信号伝達用１次コイル及び信号伝達用２次コ
イルにより、自励発振回路のフイードバックループが構
成されることを特徴とする非接触電力伝達装置が提案さ
れている。
は、負荷部が、電力伝達用２次コイルと電気的または磁
気的に結合された信号伝達用１次コイルを具備し、電力
供給部は、電力伝達用１次コイルと電気的にも磁気的に
も結合せずに負荷部が装着された状態で上記信号伝達用
１次コイルと磁気的に結合され、自励発振回路内のスイ
ッチング素子を制御するためにバイアス電圧が印加され
る制御端子に帰還コイルとして電気的に接続されている
信号伝達用２次コイルを具備し、電力供給部に負荷部が
装着された状態で電力伝達用１次コイル、電力伝達用２
次コイル、信号伝達用１次コイル及び信号伝達用２次コ
イルにより、自励発振回路のフイードバックループが構
成されることを特徴とする非接触電力伝達装置が提案さ
れている。
【０００７】ところが、特開平１１−１７８２４９号公
報記載の装置では、信号伝達用２次コイルは電力伝達用
１次コイルと電気的にも磁気的にも結合しないので、電
力伝達用１次コイルが形成する磁束ループの中にあって
はならない。したがって信号伝達用２次コイルとしての
構成が別途必要となり、サイズが大きくなったり構造が
複雑になりコストが上昇してしまう。例えば、磁束ルー
プの外側に配置すればサイズが大きくなり、磁束ループ
の内側に配置すれば電力用コイルとしてある程度の大き
さが必要となって、しかも電力用コイルと別の構成で信
号用コイルを配置する必要がある。
報記載の装置では、信号伝達用２次コイルは電力伝達用
１次コイルと電気的にも磁気的にも結合しないので、電
力伝達用１次コイルが形成する磁束ループの中にあって
はならない。したがって信号伝達用２次コイルとしての
構成が別途必要となり、サイズが大きくなったり構造が
複雑になりコストが上昇してしまう。例えば、磁束ルー
プの外側に配置すればサイズが大きくなり、磁束ループ
の内側に配置すれば電力用コイルとしてある程度の大き
さが必要となって、しかも電力用コイルと別の構成で信
号用コイルを配置する必要がある。
【０００８】このように、従来、負荷部が装着されてい
ないときに、電力供給部の発振停止又は発振強度の低減
を簡素な回路構成で、しかも小型・低コストで実現する
ものが望まれていた。
ないときに、電力供給部の発振停止又は発振強度の低減
を簡素な回路構成で、しかも小型・低コストで実現する
ものが望まれていた。
【０００９】本発明は、上記事由に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、負荷部が装着されていないとき
に、電力供給部の発振停止又は発振強度の低減を簡素な
回路構成で、しかも小型・低コストで実現した非接触電
力伝達装置を提供することにある。
であり、その目的は、負荷部が装着されていないとき
に、電力供給部の発振停止又は発振強度の低減を簡素な
回路構成で、しかも小型・低コストで実現した非接触電
力伝達装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電力
を伝達するための電力伝達用１次コイルと、前記電力伝
達用１次コイルに流れる電流をオン・オフするスイッチ
ング素子を有する自励発振回路と、前記スイッチング素
子の制御端子に接続される第１の制御用コイル及び前記
スイッチング素子の制御端子にバイアス電圧を印加する
バイアス回路の直列回路とを備える電力供給部と、前記
電力伝達用１次コイルと分離着脱自在なトランス構造を
構成して、前記電力伝達用１次コイルに装着した時に電
磁誘導によって電圧を誘起される電力伝達用２次コイル
と、前記電力伝達用２次コイルから電力を供給される負
荷とを備える負荷部とから構成され、前記第１の制御用
コイルは互いに異なる位置に配置された複数の第１の帰
還用コイルを接続して形成され、少なくとも１つの第１
の帰還用コイルの発生電圧は他の第１の帰還用コイルの
発生電圧とは逆極性であって、前記電力伝達用１次コイ
ルに前記電力伝達用２次コイルが装着した時に前記電力
伝達用１次コイル、電力伝達用２次コイル、及び第１の
制御用コイルは互いに磁気結合して前記スイッチング素
子のスイッチング動作を制御するフィードバックループ
を形成して、前記電力伝達用１次コイルに前記電力伝達
用２次コイルが装着した時の前記第１の制御用コイルの
発生電圧は、前記電力伝達用１次コイルに前記電力伝達
用２次コイルが装着していない時の発生電圧よりも大き
いことを特徴とする。
を伝達するための電力伝達用１次コイルと、前記電力伝
達用１次コイルに流れる電流をオン・オフするスイッチ
ング素子を有する自励発振回路と、前記スイッチング素
子の制御端子に接続される第１の制御用コイル及び前記
スイッチング素子の制御端子にバイアス電圧を印加する
バイアス回路の直列回路とを備える電力供給部と、前記
電力伝達用１次コイルと分離着脱自在なトランス構造を
構成して、前記電力伝達用１次コイルに装着した時に電
磁誘導によって電圧を誘起される電力伝達用２次コイル
と、前記電力伝達用２次コイルから電力を供給される負
荷とを備える負荷部とから構成され、前記第１の制御用
コイルは互いに異なる位置に配置された複数の第１の帰
還用コイルを接続して形成され、少なくとも１つの第１
の帰還用コイルの発生電圧は他の第１の帰還用コイルの
発生電圧とは逆極性であって、前記電力伝達用１次コイ
ルに前記電力伝達用２次コイルが装着した時に前記電力
伝達用１次コイル、電力伝達用２次コイル、及び第１の
制御用コイルは互いに磁気結合して前記スイッチング素
子のスイッチング動作を制御するフィードバックループ
を形成して、前記電力伝達用１次コイルに前記電力伝達
用２次コイルが装着した時の前記第１の制御用コイルの
発生電圧は、前記電力伝達用１次コイルに前記電力伝達
用２次コイルが装着していない時の発生電圧よりも大き
いことを特徴とする。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記負荷部は、前記電力伝達用１次コイル、電力伝
達用２次コイル、及び第１の制御用コイルと磁気結合す
る第２の制御用コイルを備えることを特徴とする。
て、前記負荷部は、前記電力伝達用１次コイル、電力伝
達用２次コイル、及び第１の制御用コイルと磁気結合す
る第２の制御用コイルを備えることを特徴とする。
【００１２】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記第２の制御用コイルに直列または並列に接続し
たコンデンサを付加したことを特徴とする。
て、前記第２の制御用コイルに直列または並列に接続し
たコンデンサを付加したことを特徴とする。
【００１３】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、前記第２の制御用コイルは互いに異なる位置に配置
された複数の第２の帰還用コイルを接続して形成され、
少なくとも１つの第２の帰還用コイルの発生電圧は他の
第２の帰還用コイルの発生電圧とは逆極性であることを
特徴とする。
て、前記第２の制御用コイルは互いに異なる位置に配置
された複数の第２の帰還用コイルを接続して形成され、
少なくとも１つの第２の帰還用コイルの発生電圧は他の
第２の帰還用コイルの発生電圧とは逆極性であることを
特徴とする。
【００１４】請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれ
かの発明において、前記第１の制御用コイルに直列また
は並列に接続したコンデンサを付加したことを特徴とす
る。
かの発明において、前記第１の制御用コイルに直列また
は並列に接続したコンデンサを付加したことを特徴とす
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１６】（実施形態１）図１は本実施形態の非接触
電力伝達装置を示す回路図、図２（ａ），（ｂ）はコイ
ルの配置を示す構成図であり、本装置は、互いに分離し
て形成された電力供給部１０と負荷部２０とが着脱自在
に構成されている。
電力伝達装置を示す回路図、図２（ａ），（ｂ）はコイ
ルの配置を示す構成図であり、本装置は、互いに分離し
て形成された電力供給部１０と負荷部２０とが着脱自在
に構成されている。
【００１７】まず、電力供給部１０の回路構成について
説明する。電力供給部１０は、直流電源Ｅ１及び電源ス
イッチＳＷ１の直列回路と、直流電源Ｅ１及び電源スイ
ッチＳＷ１の直列回路に並列に接続した電力伝達用１次
コイルＮｍ１及びコンデンサＣ１の並列共振回路とスイ
ッチング素子ＦＥＴ１との直列回路と、直流電源Ｅ１及
び電源スイッチＳＷ１の直列回路に並列に接続した自動
バイアス回路１３と、自動バイアス回路１３が出力する
バイアス電圧Ｖｂにアノードを接続し、スイッチング素
子ＦＥＴ１のドレインにカソードを接続したダイオード
Ｄ１と、自動バイアス回路１３が出力するバイアス電圧
Ｖｂとスイッチング素子ＦＥＴ１の制御端子であるゲー
トとの間に接続した帰還コイルたる第１の制御用コイル
Ｎｆ１とを備えて、自励式Ｃ級共振型インバータを構成
しており、負荷部２０が装着されると電磁誘導により負
荷部２０に電力を供給するものである。
説明する。電力供給部１０は、直流電源Ｅ１及び電源ス
イッチＳＷ１の直列回路と、直流電源Ｅ１及び電源スイ
ッチＳＷ１の直列回路に並列に接続した電力伝達用１次
コイルＮｍ１及びコンデンサＣ１の並列共振回路とスイ
ッチング素子ＦＥＴ１との直列回路と、直流電源Ｅ１及
び電源スイッチＳＷ１の直列回路に並列に接続した自動
バイアス回路１３と、自動バイアス回路１３が出力する
バイアス電圧Ｖｂにアノードを接続し、スイッチング素
子ＦＥＴ１のドレインにカソードを接続したダイオード
Ｄ１と、自動バイアス回路１３が出力するバイアス電圧
Ｖｂとスイッチング素子ＦＥＴ１の制御端子であるゲー
トとの間に接続した帰還コイルたる第１の制御用コイル
Ｎｆ１とを備えて、自励式Ｃ級共振型インバータを構成
しており、負荷部２０が装着されると電磁誘導により負
荷部２０に電力を供給するものである。
【００１８】自動バイアス回路１３は、例えば、直流電
源Ｅ１及び電源スイッチＳＷ１の直列回路に並列に接続
された抵抗とコンデンサからなる直列回路にて構成され
ており、抵抗とコンデンサの接続点が出力点となって、
時間が経つにつれて徐々に増加していくバイアス電圧Ｖ
ｂが発生するようになっている。
源Ｅ１及び電源スイッチＳＷ１の直列回路に並列に接続
された抵抗とコンデンサからなる直列回路にて構成され
ており、抵抗とコンデンサの接続点が出力点となって、
時間が経つにつれて徐々に増加していくバイアス電圧Ｖ
ｂが発生するようになっている。
【００１９】また、電力伝達用１次コイルＮｍ１及びコ
ンデンサＣ１の並列共振回路、スイッチング素子ＦＥＴ
１、及び第１の制御用コイルＮｆ１は、自励発振回路を
構成し、ダイオードＤ１は、発振安定のためのバイアス
制御回路を構成している。
ンデンサＣ１の並列共振回路、スイッチング素子ＦＥＴ
１、及び第１の制御用コイルＮｆ１は、自励発振回路を
構成し、ダイオードＤ１は、発振安定のためのバイアス
制御回路を構成している。
【００２０】負荷部２０は、電力伝達用２次コイルＮｍ
２と、整流回路２１と、負荷２２とを備えている。整流
回路２１は電磁誘導により電力伝達用２次コイルＮｍ２
に誘起される電圧を整流するものであり、負荷２２はモ
ータなどからなり、整流回路２１により整流された電圧
によって駆動されるものである。
２と、整流回路２１と、負荷２２とを備えている。整流
回路２１は電磁誘導により電力伝達用２次コイルＮｍ２
に誘起される電圧を整流するものであり、負荷２２はモ
ータなどからなり、整流回路２１により整流された電圧
によって駆動されるものである。
【００２１】次に、図２（ａ）に示す電力供給部１０と
負荷部２０との装着時の構成と，図２（ｂ）に示す電力
供給部１０のみの構成とを用いて各コイルの配置につい
て説明する。なお、図２（ａ），（ｂ）には示していな
いが、電力供給部１０及び負荷部２０は、例えば案内構
造を有するなど、負荷部２０の電力供給部１０への装着
が特定位置となるように構成されている。電力供給部１
０の電力伝達用１次コイルＮｍ１と、負荷部２０の電力
伝達用２次コイルＮｍ２とは、負荷部２０が電力供給部
１０に装着されたときに、互いに対向するようにそれぞ
れ配置され、電力供給部１０は電力伝達用１次コイルＮ
ｍ１を巻回したトランス用Ｕ型コアＫ１を有し、負荷部
２０は電力伝達用２次コイルＮｍ２を巻回したトランス
用Ｕ型コアＫ２を有している。
負荷部２０との装着時の構成と，図２（ｂ）に示す電力
供給部１０のみの構成とを用いて各コイルの配置につい
て説明する。なお、図２（ａ），（ｂ）には示していな
いが、電力供給部１０及び負荷部２０は、例えば案内構
造を有するなど、負荷部２０の電力供給部１０への装着
が特定位置となるように構成されている。電力供給部１
０の電力伝達用１次コイルＮｍ１と、負荷部２０の電力
伝達用２次コイルＮｍ２とは、負荷部２０が電力供給部
１０に装着されたときに、互いに対向するようにそれぞ
れ配置され、電力供給部１０は電力伝達用１次コイルＮ
ｍ１を巻回したトランス用Ｕ型コアＫ１を有し、負荷部
２０は電力伝達用２次コイルＮｍ２を巻回したトランス
用Ｕ型コアＫ２を有している。
【００２２】また、電力供給部１０の第１の制御用コイ
ルＮｆ１は電力伝達用１次コイルＮｍ１が巻回したトラ
ンス用Ｕ型コアＫ１に配置されており、直列に接続した
第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２の２つのコイル
からなり、第１の帰還用コイルＮｆ１１と第１の帰還用
コイルＮｆ１２とは電力伝達用１次コイルＮｍ１を挟ん
で配置され、第１の帰還用コイルＮｆ１１は、電力伝達
用１次コイルＮｍ１と少し間を空けた位置に、コアＫ１
より巻線の内周面を離して配置している。一方、第１の
帰還用コイルＮｆ１２は、電力伝達用１次コイルＮｍ１
のすぐ横に、コアＫ１に巻線の内周面を近付けて配置し
ている。つまり、電力伝達用１次コイルＮｍ１が発生す
る磁束によって両コイルに発生する電圧が互いに異なる
ように配置、巻数などが設定してあり、発生する電圧が
お互いに逆極性になるような向きに接続されている。し
たがって、第１の制御用コイルＮｆ１には、第１の帰還
用コイルＮｆ１１と第１の帰還用コイルＮｆ１２との電
圧の差が発生していることになる。
ルＮｆ１は電力伝達用１次コイルＮｍ１が巻回したトラ
ンス用Ｕ型コアＫ１に配置されており、直列に接続した
第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２の２つのコイル
からなり、第１の帰還用コイルＮｆ１１と第１の帰還用
コイルＮｆ１２とは電力伝達用１次コイルＮｍ１を挟ん
で配置され、第１の帰還用コイルＮｆ１１は、電力伝達
用１次コイルＮｍ１と少し間を空けた位置に、コアＫ１
より巻線の内周面を離して配置している。一方、第１の
帰還用コイルＮｆ１２は、電力伝達用１次コイルＮｍ１
のすぐ横に、コアＫ１に巻線の内周面を近付けて配置し
ている。つまり、電力伝達用１次コイルＮｍ１が発生す
る磁束によって両コイルに発生する電圧が互いに異なる
ように配置、巻数などが設定してあり、発生する電圧が
お互いに逆極性になるような向きに接続されている。し
たがって、第１の制御用コイルＮｆ１には、第１の帰還
用コイルＮｆ１１と第１の帰還用コイルＮｆ１２との電
圧の差が発生していることになる。
【００２３】一方、電力供給部１０に負荷部２０が装着
されると、電力伝達用１次コイルＮｍ１，電力伝達用２
次コイルＮｍ２，第１の制御用コイルＮｆ１は、それぞ
れ磁気的に結合して、スイッチング素子ＦＥＴ１のスイ
ッチング動作を制御するフィードバックループを形成し
ている。電力伝達用２次コイルＮｍ２が磁気的に結合す
ることにより、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２
それぞれに鎖交する磁束が変化し、第１の帰還用コイル
Ｎｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧変化の割合
のバランスが崩れることにより、第１の帰還用コイルＮ
ｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧の差、つま
り、第１の制御用コイルＮｆ１に発生する電圧が変化す
る。負荷部２０が装着されたときに、この電圧変化が大
きくなるように第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２
それぞれの配置、巻数などを設定してある。
されると、電力伝達用１次コイルＮｍ１，電力伝達用２
次コイルＮｍ２，第１の制御用コイルＮｆ１は、それぞ
れ磁気的に結合して、スイッチング素子ＦＥＴ１のスイ
ッチング動作を制御するフィードバックループを形成し
ている。電力伝達用２次コイルＮｍ２が磁気的に結合す
ることにより、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２
それぞれに鎖交する磁束が変化し、第１の帰還用コイル
Ｎｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧変化の割合
のバランスが崩れることにより、第１の帰還用コイルＮ
ｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧の差、つま
り、第１の制御用コイルＮｆ１に発生する電圧が変化す
る。負荷部２０が装着されたときに、この電圧変化が大
きくなるように第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２
それぞれの配置、巻数などを設定してある。
【００２４】次に、図１、図３を用いて、負荷部２０が
電力供給部１０に装着されている場合の動作について説
明する。図３は負荷部２０の装着状態における電力供給
部１０の各部の波形、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１，電力伝達用１次コイルＮｍ１のコイル電流Ｉｌ１，
スイッチング素子ＦＥＴ１のドレイン−ソース間電圧Ｖ
ｄ，ドレイン電流Ｉｄ，ゲート電圧Ｖｇ，第１の帰還用
コイルＮｆ１１の両端電圧Ｖｎｆ１１，第１の帰還用コ
イルＮｆ１２の両端電圧Ｖｎｆ１２，バイアス電圧Ｖｂ
を示す。
電力供給部１０に装着されている場合の動作について説
明する。図３は負荷部２０の装着状態における電力供給
部１０の各部の波形、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１，電力伝達用１次コイルＮｍ１のコイル電流Ｉｌ１，
スイッチング素子ＦＥＴ１のドレイン−ソース間電圧Ｖ
ｄ，ドレイン電流Ｉｄ，ゲート電圧Ｖｇ，第１の帰還用
コイルＮｆ１１の両端電圧Ｖｎｆ１１，第１の帰還用コ
イルＮｆ１２の両端電圧Ｖｎｆ１２，バイアス電圧Ｖｂ
を示す。
【００２５】時間ｔ１で電源スイッチＳＷ１がオンされ
た時、電力供給部１０の第１の制御用コイルＮｆ１には
電圧が発生していないため、スイッチング素子ＦＥＴ１
のゲート電圧Ｖｇはバイアス電圧Ｖｂに等しい。ゲート
電圧Ｖｇが上昇してスイッチング素子ＦＥＴ１をオンで
きるしきい値電圧に達すると、スイッチング素子ＦＥＴ
１はオンになり、これによってドレイン電圧Ｖｄは、ほ
ぼアース電位になる。この時、コンデンサＣ１の共振電
圧Ｖｃ１は直流電源Ｅ１の電圧にほぼ等しくなり、電力
供給部１０の電力伝達用１次コイルＮｍ１には、ぽぽ単
調に増加するコイル電圧Ｉｌ１が流れ始める。
た時、電力供給部１０の第１の制御用コイルＮｆ１には
電圧が発生していないため、スイッチング素子ＦＥＴ１
のゲート電圧Ｖｇはバイアス電圧Ｖｂに等しい。ゲート
電圧Ｖｇが上昇してスイッチング素子ＦＥＴ１をオンで
きるしきい値電圧に達すると、スイッチング素子ＦＥＴ
１はオンになり、これによってドレイン電圧Ｖｄは、ほ
ぼアース電位になる。この時、コンデンサＣ１の共振電
圧Ｖｃ１は直流電源Ｅ１の電圧にほぼ等しくなり、電力
供給部１０の電力伝達用１次コイルＮｍ１には、ぽぽ単
調に増加するコイル電圧Ｉｌ１が流れ始める。
【００２６】電力供給部１０の電力伝達用１次コイルＮ
ｍ１にコイル電流Ｉｌ１が流れると、負荷部２０の電力
伝達用２次コイルＮｍ２にも、電磁誘導の作用により電
圧が誘起され、これによって、第１の帰還用コイルＮｆ
１１，Ｎｆ１２にも電磁誘導作用により電圧が誘起され
る。第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに
発生する電圧はお互いに逆極性になるように接続されて
いるので、第１の制御用コイルＮｆ１としては、その差
の電圧が発生することになる。このとき、ゲート電圧Ｖ
ｇはＶｂ＋Ｖｎｆ１となるが、負荷部２０が装着された
状態で第１の制御用コイルＮｆ１のコイル電圧Ｖｎｆ１
はスイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値以上になるの
で、スイッチング素子ＦＥＴ１は安定したオン状態にな
る。
ｍ１にコイル電流Ｉｌ１が流れると、負荷部２０の電力
伝達用２次コイルＮｍ２にも、電磁誘導の作用により電
圧が誘起され、これによって、第１の帰還用コイルＮｆ
１１，Ｎｆ１２にも電磁誘導作用により電圧が誘起され
る。第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに
発生する電圧はお互いに逆極性になるように接続されて
いるので、第１の制御用コイルＮｆ１としては、その差
の電圧が発生することになる。このとき、ゲート電圧Ｖ
ｇはＶｂ＋Ｖｎｆ１となるが、負荷部２０が装着された
状態で第１の制御用コイルＮｆ１のコイル電圧Ｖｎｆ１
はスイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値以上になるの
で、スイッチング素子ＦＥＴ１は安定したオン状態にな
る。
【００２７】一方、ドレイン電圧Ｖｄがほぼアース電位
になったため、バイアス電圧Ｖｂは、ダイオードＤ１、
及ぴスイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗を介して放電
されるので、電圧は低下する。なお、この放電電流はそ
の電流が流れる経路の抵抗値に依存するので、放電時間
を長くしたい場合には、ダイオードＤ１に直列に抵抗素
子を挿入すればよい。そして、バイアス電圧Ｖｂの低下
に応じてゲート電圧Ｖｇも低下し、ゲート電圧Ｖｇがス
イッチング素子ＦＥＴ１をオフにさせるしきい値電圧ま
で低下すると、スイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗が
増大し始め、これによってドレイン電圧Ｖｄが増大す
る。ドレイン電圧Ｖｄが増大すると、コンデンサＣ１、
すなわち電力伝達用１次コイルＮｍ１の共振電圧Ｖｃ１
が低下する。これに応じて、電力伝達用２次コイルＮｍ
２の誘起電圧も低下し始めるので、第１の制御用コイル
Ｎｆ１の発生電圧も低下し始めて、ゲート電圧Ｖｇはさ
らに低下する。この結果、スイッチング素子ＦＥＴ１は
急速にオフ状態に移行する。
になったため、バイアス電圧Ｖｂは、ダイオードＤ１、
及ぴスイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗を介して放電
されるので、電圧は低下する。なお、この放電電流はそ
の電流が流れる経路の抵抗値に依存するので、放電時間
を長くしたい場合には、ダイオードＤ１に直列に抵抗素
子を挿入すればよい。そして、バイアス電圧Ｖｂの低下
に応じてゲート電圧Ｖｇも低下し、ゲート電圧Ｖｇがス
イッチング素子ＦＥＴ１をオフにさせるしきい値電圧ま
で低下すると、スイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗が
増大し始め、これによってドレイン電圧Ｖｄが増大す
る。ドレイン電圧Ｖｄが増大すると、コンデンサＣ１、
すなわち電力伝達用１次コイルＮｍ１の共振電圧Ｖｃ１
が低下する。これに応じて、電力伝達用２次コイルＮｍ
２の誘起電圧も低下し始めるので、第１の制御用コイル
Ｎｆ１の発生電圧も低下し始めて、ゲート電圧Ｖｇはさ
らに低下する。この結果、スイッチング素子ＦＥＴ１は
急速にオフ状態に移行する。
【００２８】これによって、図３に示すように、コンデ
ンサＣ１の共振電圧Ｖｃ１はコンデンサＣ１と電力伝達
用１次コイルＮｍ１との共振作用により正弦波状とな
り、電力伝達用１次コイルＮｍ１に流れるコイル電流Ｉ
ｌ１も正弦波状になる。ドレイン電圧Ｖｄとバイアス電
圧Ｖｂとの関係がＶｄ＞Ｖｂとなる時期においては、ド
レイン電圧Ｖｄによる自動バイアス回路１３の出力への
電圧印加は、ダイオードＤ１によって阻止されている
が、自動バイアス回路１３は常に出力しており、バイア
ス電圧Ｖｂは上昇する。
ンサＣ１の共振電圧Ｖｃ１はコンデンサＣ１と電力伝達
用１次コイルＮｍ１との共振作用により正弦波状とな
り、電力伝達用１次コイルＮｍ１に流れるコイル電流Ｉ
ｌ１も正弦波状になる。ドレイン電圧Ｖｄとバイアス電
圧Ｖｂとの関係がＶｄ＞Ｖｂとなる時期においては、ド
レイン電圧Ｖｄによる自動バイアス回路１３の出力への
電圧印加は、ダイオードＤ１によって阻止されている
が、自動バイアス回路１３は常に出力しており、バイア
ス電圧Ｖｂは上昇する。
【００２９】コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ１が１サイ
クル終了近くなるとドレイン電圧Ｖｄはアース電位に近
づき、そのときの電力伝達用１次コイルＮｍ１の誘起電
圧によって、電力伝達用２次コイルＮｍ２、及び第１の
制御用コイルＮｆ１のフィードバックループで第１の制
御用コイルＮｆ１の発生電圧Ｖｎｆ１が増加し、この結
果、ゲート電圧Ｖｇが上昇して、再びスイッチング素子
ＦＥＴ１をオンにさせる。
クル終了近くなるとドレイン電圧Ｖｄはアース電位に近
づき、そのときの電力伝達用１次コイルＮｍ１の誘起電
圧によって、電力伝達用２次コイルＮｍ２、及び第１の
制御用コイルＮｆ１のフィードバックループで第１の制
御用コイルＮｆ１の発生電圧Ｖｎｆ１が増加し、この結
果、ゲート電圧Ｖｇが上昇して、再びスイッチング素子
ＦＥＴ１をオンにさせる。
【００３０】以上の動作が繰り返されて発振が継続し、
電力供給部１０から負荷部２０に電力が供給されること
となる。
電力供給部１０から負荷部２０に電力が供給されること
となる。
【００３１】次に、図１、図４を用いて、負荷部２０が
電力供給部１０に装着されていない場合の動作について
説明する。図４は負荷部２０の非装着状態における電力
供給部の各部の波形図である。時間ｔ１で電源スイッチ
ＳＷ１がオンにされると、負荷部２０が装着されている
場合と同様に、電力供給部１０の第１の制御用コイルＮ
ｆ１には電圧が発生していないため、スイッチング素子
ＦＥＴ１のゲート電圧Ｖｇは、バイアス電圧Ｖｂに等し
い。ゲート電圧Ｖｇが上昇して、スイッチング素子ＦＥ
Ｔ１をオンにできるしきい値電圧に達すると、スイッチ
ング素子ＦＥＴ１はオンになり、これによってドレイン
電圧Ｖｄは、ほぼアース電位になる。
電力供給部１０に装着されていない場合の動作について
説明する。図４は負荷部２０の非装着状態における電力
供給部の各部の波形図である。時間ｔ１で電源スイッチ
ＳＷ１がオンにされると、負荷部２０が装着されている
場合と同様に、電力供給部１０の第１の制御用コイルＮ
ｆ１には電圧が発生していないため、スイッチング素子
ＦＥＴ１のゲート電圧Ｖｇは、バイアス電圧Ｖｂに等し
い。ゲート電圧Ｖｇが上昇して、スイッチング素子ＦＥ
Ｔ１をオンにできるしきい値電圧に達すると、スイッチ
ング素子ＦＥＴ１はオンになり、これによってドレイン
電圧Ｖｄは、ほぼアース電位になる。
【００３２】このとき、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１は直流電源Ｅ１の電圧にほぼ等しくなり、電力供給部
１０の電力伝達用１次コイルＮｍ１には、ほぼ単調に増
加するコイル電流Ｉｌ１が流れはじめる。
１は直流電源Ｅ１の電圧にほぼ等しくなり、電力供給部
１０の電力伝達用１次コイルＮｍ１には、ほぼ単調に増
加するコイル電流Ｉｌ１が流れはじめる。
【００３３】しかし、負荷部２０が装着されていないの
で電力伝達用１次コイルＮｍ１，電力伝達用２次コイル
Ｎｍ２、及び第１の制御用コイルＮｆ１からなるフィー
ドバックループが構成されておらず、第１の制御用コイ
ルＮｆ１の両端にはスイッチング素子ＦＥＴ１のしきい
値電圧未満の電圧しか発生しない。このため、スイッチ
ング素子ＦＥＴ１が一旦オンになっても、すぐにダイオ
ードＤ１を介する放電によりバイアス電圧Ｖｂが低下す
るので、スイッチング素子ＦＥＴ１をオンさせるのに必
要なゲート電圧Ｖｇを保持することができず、スイッチ
ング素子ＦＥＴ１はすぐにオフになり、図４に示すよう
に、共振電圧Ｖｃ１は減衰振動によってすぐに低下して
しまう。そして、自動バイアス回路１３の出力によっ
て、バイアス電圧Ｖｂがスイッチング素子ＦＥＴ１をオ
ンにさせるゲート電圧Ｖｇに上昇するまで発振は停止し
たままとなる。したがって、電力供給部１０に負荷部２
０が装着されていないときには、電力供給部１０におけ
る発振動作は間欠発振となる。
で電力伝達用１次コイルＮｍ１，電力伝達用２次コイル
Ｎｍ２、及び第１の制御用コイルＮｆ１からなるフィー
ドバックループが構成されておらず、第１の制御用コイ
ルＮｆ１の両端にはスイッチング素子ＦＥＴ１のしきい
値電圧未満の電圧しか発生しない。このため、スイッチ
ング素子ＦＥＴ１が一旦オンになっても、すぐにダイオ
ードＤ１を介する放電によりバイアス電圧Ｖｂが低下す
るので、スイッチング素子ＦＥＴ１をオンさせるのに必
要なゲート電圧Ｖｇを保持することができず、スイッチ
ング素子ＦＥＴ１はすぐにオフになり、図４に示すよう
に、共振電圧Ｖｃ１は減衰振動によってすぐに低下して
しまう。そして、自動バイアス回路１３の出力によっ
て、バイアス電圧Ｖｂがスイッチング素子ＦＥＴ１をオ
ンにさせるゲート電圧Ｖｇに上昇するまで発振は停止し
たままとなる。したがって、電力供給部１０に負荷部２
０が装着されていないときには、電力供給部１０におけ
る発振動作は間欠発振となる。
【００３４】このように、自励発振回路のフィードバッ
クループの経路を電力供給部１０から外部の負荷部２０
側へ一旦出して、再び電力供給部１０内へ戻すように構
成することにより、電力供給部１０に負荷部２０が装着
されていない状態ではフィードバックループが形成され
ず、これによって電力供給部１０における自励発振が間
欠発振となり、電力供給部１０の電力損失は、ほとんど
無視できるレベルにすることができる。また、金属製の
異物等が電力供給部１０の近傍に置かれた場合でも、誘
導加熱などによる当該異物の発熱を防止することができ
る。特に、自動バイアス回路１３の電圧上昇時間を適宜
の値に設定することにより、たとえば負荷部２０の電力
供給部１０への装着状態において、発振周期１０μｓｅ
ｃ程度設定し、非装着状態における間欠周期を数百ｍｓ
ｅｃ程度に設定すること可能である。なお、各周期の値
はこれらに限らず、電力損失を低減して省エネルギーを
図れる程度の値になるように、自動バイアス回路１３の
定数設定をすればよい。
クループの経路を電力供給部１０から外部の負荷部２０
側へ一旦出して、再び電力供給部１０内へ戻すように構
成することにより、電力供給部１０に負荷部２０が装着
されていない状態ではフィードバックループが形成され
ず、これによって電力供給部１０における自励発振が間
欠発振となり、電力供給部１０の電力損失は、ほとんど
無視できるレベルにすることができる。また、金属製の
異物等が電力供給部１０の近傍に置かれた場合でも、誘
導加熱などによる当該異物の発熱を防止することができ
る。特に、自動バイアス回路１３の電圧上昇時間を適宜
の値に設定することにより、たとえば負荷部２０の電力
供給部１０への装着状態において、発振周期１０μｓｅ
ｃ程度設定し、非装着状態における間欠周期を数百ｍｓ
ｅｃ程度に設定すること可能である。なお、各周期の値
はこれらに限らず、電力損失を低減して省エネルギーを
図れる程度の値になるように、自動バイアス回路１３の
定数設定をすればよい。
【００３５】なお本実施形態では、スイッチング素子と
して、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いている
が、これに限らずバイポーラトランジスタやその他のス
イッチング機能を果たす素子を用いてもよい。
して、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いている
が、これに限らずバイポーラトランジスタやその他のス
イッチング機能を果たす素子を用いてもよい。
【００３６】（実施形態２）本実施形態の回路図を図５
に示し、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付し
て説明は省略する。本実施形態の電力供給部１０は、実
施形態１の直流電源Ｅ１に代えて、交流電源ＡＣから電
力供給を受けて直流電源を構成するもので、高調波対策
回路１２及び自励式Ｃ級共振型インバータ１１からな
る。高調波対策回路１２は、交流電源ＡＣに接続したロ
ーパスフィルタＬＦと、ローパスフィルタＬＦの出力を
整流するブリッジダイオードＤ２と、１次側をブリッジ
ダイオードＤ２の正電位出力とスイッチング素子ＦＥＴ
１のドレインとの間に接続し、２次側をダイオードＤ３
とブリッジダイオードＤ２の負電位出力との間に接続し
たトランスＴ１とからなり、電力供給部１０から交流電
源ＡＣに対して高調波成分を流出させないようにするた
めのものである。そして、高調波対策回路１２のトラン
スＴ１からの出力電圧をダイオードＤ３によって整流
し，コンデンサＣ３によって平滑することにより直流電
源を得ている。
に示し、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付し
て説明は省略する。本実施形態の電力供給部１０は、実
施形態１の直流電源Ｅ１に代えて、交流電源ＡＣから電
力供給を受けて直流電源を構成するもので、高調波対策
回路１２及び自励式Ｃ級共振型インバータ１１からな
る。高調波対策回路１２は、交流電源ＡＣに接続したロ
ーパスフィルタＬＦと、ローパスフィルタＬＦの出力を
整流するブリッジダイオードＤ２と、１次側をブリッジ
ダイオードＤ２の正電位出力とスイッチング素子ＦＥＴ
１のドレインとの間に接続し、２次側をダイオードＤ３
とブリッジダイオードＤ２の負電位出力との間に接続し
たトランスＴ１とからなり、電力供給部１０から交流電
源ＡＣに対して高調波成分を流出させないようにするた
めのものである。そして、高調波対策回路１２のトラン
スＴ１からの出力電圧をダイオードＤ３によって整流
し，コンデンサＣ３によって平滑することにより直流電
源を得ている。
【００３７】また、負荷部２０の整流回路２１は、電力
伝達用２次コイルＮｍ２の一端に直列接続したダイオー
ドＤ４と、ダイオードＤ４を介して電力伝達用２次コイ
ルＮｍ２に並列接続した平滑用のコンデンサＣ３とから
構成され、負荷はバッテリー２２ａを接続している。
伝達用２次コイルＮｍ２の一端に直列接続したダイオー
ドＤ４と、ダイオードＤ４を介して電力伝達用２次コイ
ルＮｍ２に並列接続した平滑用のコンデンサＣ３とから
構成され、負荷はバッテリー２２ａを接続している。
【００３８】動作は実施形態１と同様であるので説明は
省略する。
省略する。
【００３９】（実施形態３）本実施形態の回路図を図６
に示し、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付し
て説明は省略する。本実施形態の電力供給部１０は、コ
ンデンサＣ１及び電力伝達用１次コイルＮｍ１からなる
並列共振回路とスイッチング素子ＦＥＴ１のドレインと
の間に、ダイオードＤ１１及び抵抗Ｒ１１からなる並列
回路が接続されている。ダイオード１１は、アノード側
の電圧が負電圧にまで低下しようとしたとき、ソースか
らドレイン方向を順方向とするスイッチング素子ＦＥＴ
１の内部ダイオード（図示なし）を介して直流電源Ｅ１
側に流入しようとする回生電流を阻止しつつ、ダイオー
ドＤ１１のアノード側の電圧を負電圧まで低下させるよ
うにするものである。抵抗Ｒ１１は、ダイオードＤ１１
の挿入により、共振回路内の発生電圧によってスイッチ
ング素子ＦＥＴ１の寄生容量における充放電が阻害され
るのを阻止するためのものである。
に示し、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付し
て説明は省略する。本実施形態の電力供給部１０は、コ
ンデンサＣ１及び電力伝達用１次コイルＮｍ１からなる
並列共振回路とスイッチング素子ＦＥＴ１のドレインと
の間に、ダイオードＤ１１及び抵抗Ｒ１１からなる並列
回路が接続されている。ダイオード１１は、アノード側
の電圧が負電圧にまで低下しようとしたとき、ソースか
らドレイン方向を順方向とするスイッチング素子ＦＥＴ
１の内部ダイオード（図示なし）を介して直流電源Ｅ１
側に流入しようとする回生電流を阻止しつつ、ダイオー
ドＤ１１のアノード側の電圧を負電圧まで低下させるよ
うにするものである。抵抗Ｒ１１は、ダイオードＤ１１
の挿入により、共振回路内の発生電圧によってスイッチ
ング素子ＦＥＴ１の寄生容量における充放電が阻害され
るのを阻止するためのものである。
【００４０】また、図６の回路では、スイッチング素子
ＦＥＴ１のソースとアース間に、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の
直列回路が接続されており、スイッチング素子ＦＥＴ１
のゲートは、ダイオードＤ１２のアノードに接続される
とともに、抵抗Ｒ１４を介して第１の制御用コイルＮｆ
１に接続されている。ダイオードＤ１２のカソードは、
トランジスタＱ１のコレクタに接続され、トランジスタ
Ｑ１のベースは抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の接続点に接続さ
れ、エミッタは接地されている。そして、図６の回路で
は実施形態１で用いたダイオードＤ１を備えておらず、
抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４、ダイオードＤ１２、及びトランジ
スタＱ１によってバイアス制御回路を構成している。
ＦＥＴ１のソースとアース間に、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の
直列回路が接続されており、スイッチング素子ＦＥＴ１
のゲートは、ダイオードＤ１２のアノードに接続される
とともに、抵抗Ｒ１４を介して第１の制御用コイルＮｆ
１に接続されている。ダイオードＤ１２のカソードは、
トランジスタＱ１のコレクタに接続され、トランジスタ
Ｑ１のベースは抵抗Ｒ１２，Ｒ１３の接続点に接続さ
れ、エミッタは接地されている。そして、図６の回路で
は実施形態１で用いたダイオードＤ１を備えておらず、
抵抗Ｒ１２〜Ｒ１４、ダイオードＤ１２、及びトランジ
スタＱ１によってバイアス制御回路を構成している。
【００４１】次に、この回路の電源突入時における動作
について説明すると、実施形態１と同様に、自動バイア
ス回路１３の出力によりバイアス電圧Ｖｂが上昇する。
そして、バイアス電圧Ｖｂによりゲート電圧Ｖｇがスイ
ッチング素子ＦＥＴ１のオン電圧以上になるとスイッチ
ング素子ＦＥＴ１はオンして、電力伝達用１次コイルＮ
ｍ１にコイル電流Ｉｌ１が流れるとともに、ドレイン電
圧Ｖｄが低下し、電力伝達用１次コイルＮｍ１の両端に
電位差が生じる．これによって負荷部２０の電力伝達用
２次コイルＮｍ２に電圧が誘起され、磁束の流れの変化
により第１の制御用コイルＮｆ１にスイッチング素子Ｆ
ＥＴ１のしきい値を超える電圧が発生する。このとき、
ゲート電圧ＶｇはＶｂ＋Ｖｎｆ１となるので、スイッチ
ング素子ＦＥＴ１は安定したオン状態になる。
について説明すると、実施形態１と同様に、自動バイア
ス回路１３の出力によりバイアス電圧Ｖｂが上昇する。
そして、バイアス電圧Ｖｂによりゲート電圧Ｖｇがスイ
ッチング素子ＦＥＴ１のオン電圧以上になるとスイッチ
ング素子ＦＥＴ１はオンして、電力伝達用１次コイルＮ
ｍ１にコイル電流Ｉｌ１が流れるとともに、ドレイン電
圧Ｖｄが低下し、電力伝達用１次コイルＮｍ１の両端に
電位差が生じる．これによって負荷部２０の電力伝達用
２次コイルＮｍ２に電圧が誘起され、磁束の流れの変化
により第１の制御用コイルＮｆ１にスイッチング素子Ｆ
ＥＴ１のしきい値を超える電圧が発生する。このとき、
ゲート電圧ＶｇはＶｂ＋Ｖｎｆ１となるので、スイッチ
ング素子ＦＥＴ１は安定したオン状態になる。
【００４２】一方、コイル電流Ｉｌ１により抵抗Ｒ１
２，Ｒ１３間の電圧が上昇してトランジスタＱ１にベー
ス電流が供給されると、トランジスタＱ１がオンし、こ
れによりスイッチング素子ＦＥＴ１のゲート電圧Ｖｇが
低下して、スイッチング素子ＦＥＴ１がオフになる。
２，Ｒ１３間の電圧が上昇してトランジスタＱ１にベー
ス電流が供給されると、トランジスタＱ１がオンし、こ
れによりスイッチング素子ＦＥＴ１のゲート電圧Ｖｇが
低下して、スイッチング素子ＦＥＴ１がオフになる。
【００４３】このように電源突入時以降の定常状態にお
いては、実施形態１と同様に、バイアス制御回路を構成
するトランジスタＱ１のオンにより、スイッチング素子
ＦＥＴ１のスイッチングが継続的に行われる。また、こ
の形態によれば、実施形態１と同様に、負荷部２０が装
着されていない場合には、電力供給部１０における発振
動作は間欠発振となり、実施形態１と同様の効果が得ら
れる。
いては、実施形態１と同様に、バイアス制御回路を構成
するトランジスタＱ１のオンにより、スイッチング素子
ＦＥＴ１のスイッチングが継続的に行われる。また、こ
の形態によれば、実施形態１と同様に、負荷部２０が装
着されていない場合には、電力供給部１０における発振
動作は間欠発振となり、実施形態１と同様の効果が得ら
れる。
【００４４】（実施形態４）本実施形態のコイルの配置
を示す構成図を図７に示し、実施形態１と同様の構成に
は同一の符号を付して説明は省略する。
を示す構成図を図７に示し、実施形態１と同様の構成に
は同一の符号を付して説明は省略する。
【００４５】電力供給部１０の第１の帰還用コイルＮｆ
１２，Ｎｆ１２は、実施形態１を示す図２に代えて、図
７に示すように配置してもよい。図７では、電力供給部
１０の第１の制御用コイルＮｆ１は電力伝達用１次コイ
ルＮｍ１が巻回したトランス用Ｕ型コアＫ１に配置され
ており、直列に接続した第１の帰還用コイルＮｆ１１，
Ｎｆ１２の２つのコイルからなり、第１の帰還用コイル
Ｎｆ１１は、電力伝達用１次コイルＮｍ１と少し間を空
けた位置に、コアＫ１より巻線の内周面を離して配置し
ている。一方、第１の帰還用コイルＮｆ１２は、電力伝
達用１次コイルＮｍ１のすぐ横ではなく、電力伝達用１
次コイルＮｍ１の上に重ねて配置されている。つまり、
電力伝達用１次コイルＮｍ１が発生する磁束によって第
１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２に発生する電圧が
異なるように配置、巻数などを設定し、電圧がお互いに
逆極性になるような向きに接続されている。したがっ
て、第１の制御用コイルＮｆ１には、第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１と第１の帰還用コイルＮｆ１２との電圧の差
が発生していることになる。
１２，Ｎｆ１２は、実施形態１を示す図２に代えて、図
７に示すように配置してもよい。図７では、電力供給部
１０の第１の制御用コイルＮｆ１は電力伝達用１次コイ
ルＮｍ１が巻回したトランス用Ｕ型コアＫ１に配置され
ており、直列に接続した第１の帰還用コイルＮｆ１１，
Ｎｆ１２の２つのコイルからなり、第１の帰還用コイル
Ｎｆ１１は、電力伝達用１次コイルＮｍ１と少し間を空
けた位置に、コアＫ１より巻線の内周面を離して配置し
ている。一方、第１の帰還用コイルＮｆ１２は、電力伝
達用１次コイルＮｍ１のすぐ横ではなく、電力伝達用１
次コイルＮｍ１の上に重ねて配置されている。つまり、
電力伝達用１次コイルＮｍ１が発生する磁束によって第
１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２に発生する電圧が
異なるように配置、巻数などを設定し、電圧がお互いに
逆極性になるような向きに接続されている。したがっ
て、第１の制御用コイルＮｆ１には、第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１と第１の帰還用コイルＮｆ１２との電圧の差
が発生していることになる。
【００４６】この形態でも、電力供給部１０に負荷部２
０が装着されると、電力伝達用１次コイルＮｍ１，電力
伝達用２次コイルＮｍ２，第１の制御用コイルＮｆ１
は、それぞれ磁気的に結合して、スイッチング素子ＦＥ
Ｔ１のスイッチング動作を制御するフィードバックルー
プを形成して、第１の制御用コイルＮｆ１はスイッチン
グ素子ＦＥＴ１をオンできるしきい値より高い電圧を出
すので、実施形態１と同様の動作が行われる。
０が装着されると、電力伝達用１次コイルＮｍ１，電力
伝達用２次コイルＮｍ２，第１の制御用コイルＮｆ１
は、それぞれ磁気的に結合して、スイッチング素子ＦＥ
Ｔ１のスイッチング動作を制御するフィードバックルー
プを形成して、第１の制御用コイルＮｆ１はスイッチン
グ素子ＦＥＴ１をオンできるしきい値より高い電圧を出
すので、実施形態１と同様の動作が行われる。
【００４７】また、電力供給部１０に負荷部２０が装着
されていない状態では、電力伝達用１次コイルＮｍ１、
電力伝達用２次コイルＮｍ２，第１の制御用コイルＮｆ
１によるフィードバックループが構成されず、第１の制
御用コイルＮｆ１はスイッチング素子ＦＥＴ１をオンで
きるしきい値より低い電圧しか出ないので、電力供給部
１０の発振動作が間欠発振となり、実施形態１と同様の
効果を得ることができる。
されていない状態では、電力伝達用１次コイルＮｍ１、
電力伝達用２次コイルＮｍ２，第１の制御用コイルＮｆ
１によるフィードバックループが構成されず、第１の制
御用コイルＮｆ１はスイッチング素子ＦＥＴ１をオンで
きるしきい値より低い電圧しか出ないので、電力供給部
１０の発振動作が間欠発振となり、実施形態１と同様の
効果を得ることができる。
【００４８】（実施形態５）図８は本実施形態の非接触
電力伝達装置を示す回路図、図９（ａ），（ｂ）はコイ
ルの配置を示す構成図であり、本装置は、互いに分離し
て形成された電力供給部１０と負荷部２０とが着脱自在
に構成されている。
電力伝達装置を示す回路図、図９（ａ），（ｂ）はコイ
ルの配置を示す構成図であり、本装置は、互いに分離し
て形成された電力供給部１０と負荷部２０とが着脱自在
に構成されている。
【００４９】まず、電力供給部１０の回路構成について
説明する。電力供給部１０は、実施形態１と同様の構成
であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略
する。
説明する。電力供給部１０は、実施形態１と同様の構成
であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略
する。
【００５０】そして、負荷部２０は、電力伝達用２次コ
イルＮｍ２と、第２の制御用コイルＮｆ２と、整流回路
２１と、負荷２２とを備えている。第２の制御用コイル
Ｎｆ２は電力伝達用２次コイルＮｍ２に並列に接続され
ている。すなわち第２の制御用コイルＮｆ２は、電力伝
達用２次コイルＮｍ２と電気的に結合されている。整流
回路２１は電磁誘導により電力伝達用２次コイルＮｍ２
に誘起される電圧を整流するものであり、負荷２２はモ
ータなどからなり、整流回路２１により整流された電圧
によって駆動されるものである。
イルＮｍ２と、第２の制御用コイルＮｆ２と、整流回路
２１と、負荷２２とを備えている。第２の制御用コイル
Ｎｆ２は電力伝達用２次コイルＮｍ２に並列に接続され
ている。すなわち第２の制御用コイルＮｆ２は、電力伝
達用２次コイルＮｍ２と電気的に結合されている。整流
回路２１は電磁誘導により電力伝達用２次コイルＮｍ２
に誘起される電圧を整流するものであり、負荷２２はモ
ータなどからなり、整流回路２１により整流された電圧
によって駆動されるものである。
【００５１】次に、図９（ａ）に示す電力供給部１０と
負荷部２０との装着時の構成と，図９（ｂ）に示す電力
供給部１０のみの構成とを用いて各コイルの配置につい
て説明する。なお、図９には示していないが、電力供給
部１０及び負荷部２０は、例えば案内構造を有するな
ど、負荷部２０の電力供給部１０への装着が特定位置と
なるように構成されている。電力供給部１０の電力伝達
用１次コイルＮｍ１と、負荷部２０の電力伝達用２次コ
イルＮｍ２とは、負荷部２０が電力供給部１０に装着さ
れたときに、互いに対向するようにそれぞれ配置され、
電力供給部１０は電力伝達用１次コイルＮｍ１を巻回し
たトランス用Ｕ型コアＫ１を有し、負荷部２０は電力伝
達用２次コイルＮｍ２を巻回したトランス用Ｕ型コアＫ
２を有している。
負荷部２０との装着時の構成と，図９（ｂ）に示す電力
供給部１０のみの構成とを用いて各コイルの配置につい
て説明する。なお、図９には示していないが、電力供給
部１０及び負荷部２０は、例えば案内構造を有するな
ど、負荷部２０の電力供給部１０への装着が特定位置と
なるように構成されている。電力供給部１０の電力伝達
用１次コイルＮｍ１と、負荷部２０の電力伝達用２次コ
イルＮｍ２とは、負荷部２０が電力供給部１０に装着さ
れたときに、互いに対向するようにそれぞれ配置され、
電力供給部１０は電力伝達用１次コイルＮｍ１を巻回し
たトランス用Ｕ型コアＫ１を有し、負荷部２０は電力伝
達用２次コイルＮｍ２を巻回したトランス用Ｕ型コアＫ
２を有している。
【００５２】また、電力供給部１０の第１の制御用コイ
ルＮｆ１は電力伝達用１次コイルＮｍ１が巻回したトラ
ンス用Ｕ型コアＫ１に配置されており、直列に接続した
第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２の２つのコイル
からなり、第１の帰還用コイルＮｆ１１と第１の帰還用
コイルＮｆ１２とは電力伝達用１次コイルＮｍ１を挟ん
で配置され、第１の帰還用コイルＮｆ１１は、電力伝達
用１次コイルＮｍ１と少し間を空けた位置に、コアＫ１
より巻線の内周面を離して配置している。一方、第１の
帰還用コイルＮｆ１２は、電力伝達用１次コイルＮｍ１
のすぐ横に、コアＫ１に巻線の内周面を近付けて配置し
ている。つまり、電力伝達用１次コイルＮｍ１が発生す
る磁束によって両コイルに発生する電圧が互いに異なる
ように配置、巻数などが設定してあり、発生する電圧が
お互いに逆極性になるような向きに接続されている。し
たがって、第１の制御用コイルＮｆ１には、第１の帰還
用コイルＮｆ１１と第１の帰還用コイルＮｆ１２との電
圧の差が発生していることになる。
ルＮｆ１は電力伝達用１次コイルＮｍ１が巻回したトラ
ンス用Ｕ型コアＫ１に配置されており、直列に接続した
第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２の２つのコイル
からなり、第１の帰還用コイルＮｆ１１と第１の帰還用
コイルＮｆ１２とは電力伝達用１次コイルＮｍ１を挟ん
で配置され、第１の帰還用コイルＮｆ１１は、電力伝達
用１次コイルＮｍ１と少し間を空けた位置に、コアＫ１
より巻線の内周面を離して配置している。一方、第１の
帰還用コイルＮｆ１２は、電力伝達用１次コイルＮｍ１
のすぐ横に、コアＫ１に巻線の内周面を近付けて配置し
ている。つまり、電力伝達用１次コイルＮｍ１が発生す
る磁束によって両コイルに発生する電圧が互いに異なる
ように配置、巻数などが設定してあり、発生する電圧が
お互いに逆極性になるような向きに接続されている。し
たがって、第１の制御用コイルＮｆ１には、第１の帰還
用コイルＮｆ１１と第１の帰還用コイルＮｆ１２との電
圧の差が発生していることになる。
【００５３】一方、負荷部２０の第２の制御用コイルＮ
ｆ２は、電力伝達用２次コイルＮｍ２が巻回したトラン
ス用Ｕ型コアＫ２に配置されており、電力伝達用２次コ
イルＮｍ２と少し間を空けた位置に、コアＫ２より巻線
の内周面を離して配置している。したがって、電力供給
部１０に負荷部２０が装着されると、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１，電力伝達用２次コイルＮｍ２，第２の制御
用コイルＮｆ２、第１の制御用コイルＮｆ１は、それぞ
れ磁気的に結合されることとなる。
ｆ２は、電力伝達用２次コイルＮｍ２が巻回したトラン
ス用Ｕ型コアＫ２に配置されており、電力伝達用２次コ
イルＮｍ２と少し間を空けた位置に、コアＫ２より巻線
の内周面を離して配置している。したがって、電力供給
部１０に負荷部２０が装着されると、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１，電力伝達用２次コイルＮｍ２，第２の制御
用コイルＮｆ２、第１の制御用コイルＮｆ１は、それぞ
れ磁気的に結合されることとなる。
【００５４】電力伝達用２次コイルＮｍ２と第２の制御
用コイルＮｆ２とが磁気的に結合されることにより、第
１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに鎖交す
る磁束が変化し、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１
２それぞれに発生する電圧変化の割合のバランスが崩れ
ることにより、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２
それぞれに発生する電圧の差、つまり、第１の帰還用コ
イルＮｆ１１に発生する電圧が変化する。このとき、第
２の制御用コイルＮｆ２があることによって、第１の帰
還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに鎖交する磁束
の変化がより大きくなり、第１の帰還用コイルＮｆ１
１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧変化の割合のバラ
ンスがより大きく崩れることにより、第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧の差つま
り、第１の制御用コイルＮｆ１に発生する電圧がより大
きく変化するのである。
用コイルＮｆ２とが磁気的に結合されることにより、第
１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに鎖交す
る磁束が変化し、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１
２それぞれに発生する電圧変化の割合のバランスが崩れ
ることにより、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２
それぞれに発生する電圧の差、つまり、第１の帰還用コ
イルＮｆ１１に発生する電圧が変化する。このとき、第
２の制御用コイルＮｆ２があることによって、第１の帰
還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに鎖交する磁束
の変化がより大きくなり、第１の帰還用コイルＮｆ１
１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧変化の割合のバラ
ンスがより大きく崩れることにより、第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧の差つま
り、第１の制御用コイルＮｆ１に発生する電圧がより大
きく変化するのである。
【００５５】この電圧変化を、負荷部２０が装着された
ときに電圧が大きく（スイッチング素子ＦＥＴ１がオン
できるしきい値電圧以上）なるように第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれの配置、巻数などを設定
してある。したがって、第２の制御用コイルＮｆ２が存
在する状態にてスイッチング素子ＦＥＴ１がオンできる
しきい値電圧以上になるように各コイルを構成すればよ
いので、電力伝達用１次コイルＮｍ１、電力伝達用２次
コイルＮｍ２は互いの電力伝達効率の一番良い構成を取
りながら、第２の制御用コイルＮｆ２によって第１の制
御用コイルＮｆ１への電圧変化を大きく起こさせるよう
にすればよい。
ときに電圧が大きく（スイッチング素子ＦＥＴ１がオン
できるしきい値電圧以上）なるように第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれの配置、巻数などを設定
してある。したがって、第２の制御用コイルＮｆ２が存
在する状態にてスイッチング素子ＦＥＴ１がオンできる
しきい値電圧以上になるように各コイルを構成すればよ
いので、電力伝達用１次コイルＮｍ１、電力伝達用２次
コイルＮｍ２は互いの電力伝達効率の一番良い構成を取
りながら、第２の制御用コイルＮｆ２によって第１の制
御用コイルＮｆ１への電圧変化を大きく起こさせるよう
にすればよい。
【００５６】次に、図８、図１０を用いて、負荷部２０
が電力供給部１０に装着されている場合の動作について
説明する。図１０は負荷部２０の装着状態における電力
供給部の各部の波形、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１，電力伝達用１次コイルＮｍ１のコイル電流Ｉｌ１，
スイッチング素子ＦＥＴ１のドレイン−ソース間電圧Ｖ
ｄ，ドレイン電流Ｉｄ，ゲート電圧Ｖｇ，第１の帰還用
コイルＮｆ１１の両端電圧Ｖｎｆ１１，第１の帰還用コ
イルＮｆ１２の両端電圧Ｖｎｆ１２，バイアス電圧Ｖｂ
を示す。
が電力供給部１０に装着されている場合の動作について
説明する。図１０は負荷部２０の装着状態における電力
供給部の各部の波形、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１，電力伝達用１次コイルＮｍ１のコイル電流Ｉｌ１，
スイッチング素子ＦＥＴ１のドレイン−ソース間電圧Ｖ
ｄ，ドレイン電流Ｉｄ，ゲート電圧Ｖｇ，第１の帰還用
コイルＮｆ１１の両端電圧Ｖｎｆ１１，第１の帰還用コ
イルＮｆ１２の両端電圧Ｖｎｆ１２，バイアス電圧Ｖｂ
を示す。
【００５７】この回路の電源突入時における動作につい
て説明すると、実施形態１と同様に、自動バイアス回路
１３の出力によりバイアス電圧Ｖｂが上昇する。そし
て、バイアス電圧Ｖｂによりゲート電圧Ｖｇがスイッチ
ング素子ＦＥＴ１のオン電圧以上になると、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１はオンしてコイル電流Ｉｌ１が流れると
ともに、ドレイン電圧Ｖｄが低下し、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１の両端に電位差が生じる。これによって負荷
部２０の電力伝達用２次コイルＮｍ２に電圧が誘起さ
れ、電力伝達用２次コイルＮｍ２に並列に接続された第
２の制御用コイルＮｆ２にも電圧が発生するので電力伝
達用２次コイルＮｍ２と第２の制御用コイルＮｆ２の電
磁誘導作用により、磁束の流れが変化し、第１の制御用
コイルＮｆ１にスイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値を
超える電圧が発生する。このとき、ゲート電圧ＶｇはＶ
ｂ＋Ｖｎｆ１となるので、スイッチング素子ＦＥＴ１は
安定したオン状態になる。一方、ドレイン電圧Ｖｄがほ
ぼアース電位になったため、バイアス電圧Ｖｂは、ダイ
オードＤ１及びスイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗を
介して放電されるので、電圧は低下して、スイッチング
素子ＦＥＴ１がオフになる。このように電源突入時以降
の定常状態においては、実施形態１と同様に、スイッチ
ング素子ＦＥＴ１のスイッチングが継続的に行われる。
て説明すると、実施形態１と同様に、自動バイアス回路
１３の出力によりバイアス電圧Ｖｂが上昇する。そし
て、バイアス電圧Ｖｂによりゲート電圧Ｖｇがスイッチ
ング素子ＦＥＴ１のオン電圧以上になると、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１はオンしてコイル電流Ｉｌ１が流れると
ともに、ドレイン電圧Ｖｄが低下し、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１の両端に電位差が生じる。これによって負荷
部２０の電力伝達用２次コイルＮｍ２に電圧が誘起さ
れ、電力伝達用２次コイルＮｍ２に並列に接続された第
２の制御用コイルＮｆ２にも電圧が発生するので電力伝
達用２次コイルＮｍ２と第２の制御用コイルＮｆ２の電
磁誘導作用により、磁束の流れが変化し、第１の制御用
コイルＮｆ１にスイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値を
超える電圧が発生する。このとき、ゲート電圧ＶｇはＶ
ｂ＋Ｖｎｆ１となるので、スイッチング素子ＦＥＴ１は
安定したオン状態になる。一方、ドレイン電圧Ｖｄがほ
ぼアース電位になったため、バイアス電圧Ｖｂは、ダイ
オードＤ１及びスイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗を
介して放電されるので、電圧は低下して、スイッチング
素子ＦＥＴ１がオフになる。このように電源突入時以降
の定常状態においては、実施形態１と同様に、スイッチ
ング素子ＦＥＴ１のスイッチングが継続的に行われる。
【００５８】また本実施形態において負荷部２０が装着
されていない場合には、負荷部２０の非装着状態におけ
る電力供給部の各部の波形を図１１に示すように、実施
形態１と同様に電力供給部１０における発振動作は間欠
発振となり、実施形態１と同様の効果が得られる。
されていない場合には、負荷部２０の非装着状態におけ
る電力供給部の各部の波形を図１１に示すように、実施
形態１と同様に電力供給部１０における発振動作は間欠
発振となり、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００５９】（実施形態６）図１２は本実施形態の非接
触電力伝達装置を示す回路図、図１３（ａ），（ｂ）は
コイルの配置を示す構成図であり、本装置は、互いに分
離して形成された電力供給部１０と負荷部２０とが着脱
自在に構成されている。
触電力伝達装置を示す回路図、図１３（ａ），（ｂ）は
コイルの配置を示す構成図であり、本装置は、互いに分
離して形成された電力供給部１０と負荷部２０とが着脱
自在に構成されている。
【００６０】まず、電力供給部１０の回路構成について
説明する。電力供給部１０は、実施形態１と同様の構成
であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略
する。
説明する。電力供給部１０は、実施形態１と同様の構成
であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略
する。
【００６１】そして、負荷部２０は、電力伝達用２次コ
イルＮｍ２と、整流回路２１と、負荷２２と、第２の制
御用コイルＮｆ２と、コンデンサＣｆ２と、抵抗Ｒｆ２
とを備えている。第２の制御用コイルＮｆ２は、コンデ
ンサＣｆ２，抵抗Ｒｆ２が直列に接続して、第２の制御
用コイルＮｆ２とコンデンサＣｆ２と抵抗Ｒｆ２とで閉
回路を構成している。また電力伝達用２次コイルＮｍ２
と磁気的に接続している。整流回路２１は電磁誘導によ
り電力伝達用２次コイルＮｍ２に誘起される電圧を整流
するものであり、負荷２２はモータなどからなり、整流
回路２１により整流された電圧によって駆動されるもの
である。
イルＮｍ２と、整流回路２１と、負荷２２と、第２の制
御用コイルＮｆ２と、コンデンサＣｆ２と、抵抗Ｒｆ２
とを備えている。第２の制御用コイルＮｆ２は、コンデ
ンサＣｆ２，抵抗Ｒｆ２が直列に接続して、第２の制御
用コイルＮｆ２とコンデンサＣｆ２と抵抗Ｒｆ２とで閉
回路を構成している。また電力伝達用２次コイルＮｍ２
と磁気的に接続している。整流回路２１は電磁誘導によ
り電力伝達用２次コイルＮｍ２に誘起される電圧を整流
するものであり、負荷２２はモータなどからなり、整流
回路２１により整流された電圧によって駆動されるもの
である。
【００６２】次に、図１３（ａ）に示す電力供給部１０
と負荷部２０との装着時の構成と，図１３（ｂ）に示す
電力供給部１０のみの構成とを用いて各コイルの配置に
ついて説明する。なお、図１３には示していないが、電
力供給部１０及び負荷部２０は、例えば案内構造を有す
るなど、負荷部２０の電力供給部１０への装着が特定位
置となるように構成されている。電力供給部１０の電力
伝達用１次コイルＮｍ１と、負荷部２０の電力伝達用２
次コイルＮｍ２とは、負荷部２０が電力供給部１０に装
着されたときに、互いに対向するようにそれぞれ配置さ
れ、電力供給部１０は電力伝達用１次コイルＮｍ１を巻
回したトランス用Ｕ型コアＫ１を有し、負荷部２０は電
力伝達用２次コイルＮｍ２を巻回したトランス用Ｕ型コ
アＫ２を有している。
と負荷部２０との装着時の構成と，図１３（ｂ）に示す
電力供給部１０のみの構成とを用いて各コイルの配置に
ついて説明する。なお、図１３には示していないが、電
力供給部１０及び負荷部２０は、例えば案内構造を有す
るなど、負荷部２０の電力供給部１０への装着が特定位
置となるように構成されている。電力供給部１０の電力
伝達用１次コイルＮｍ１と、負荷部２０の電力伝達用２
次コイルＮｍ２とは、負荷部２０が電力供給部１０に装
着されたときに、互いに対向するようにそれぞれ配置さ
れ、電力供給部１０は電力伝達用１次コイルＮｍ１を巻
回したトランス用Ｕ型コアＫ１を有し、負荷部２０は電
力伝達用２次コイルＮｍ２を巻回したトランス用Ｕ型コ
アＫ２を有している。
【００６３】また、電力供給部１０の第１の制御用コイ
ルＮｆ１は電力伝達用１次コイルＮｍ１が巻回したトラ
ンス用Ｕ型コアＫ１に配置されており、直列に接続した
第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２の２つのコイル
からなり、第１の帰還用コイルＮｆ１１と第１の帰還用
コイルＮｆ１２とは電力伝達用１次コイルＮｍ１を挟ん
で配置され、第１の帰還用コイルＮｆ１１は、電力伝達
用１次コイルＮｍ１と少し間を空けた位置に、コアＫ１
より巻線の内周面を離して配置している。一方、第１の
帰還用コイルＮｆ１２は、電力伝達用１次コイルＮｍ１
のすぐ横に、コアＫ１に巻線の内周面を近付けて配置し
ている。つまり、電力伝達用１次コイルＮｍ１が発生す
る磁束によって両コイルに発生する電圧が互いに異なる
ように配置、巻数などが設定してあり、発生する電圧が
お互いに逆極性になるような向きに接続されている。し
たがって、第１の制御用コイルＮｆ１には、第１の帰還
用コイルＮｆ１１と第１の帰還用コイルＮｆ１２との電
圧の差が発生していることになる。
ルＮｆ１は電力伝達用１次コイルＮｍ１が巻回したトラ
ンス用Ｕ型コアＫ１に配置されており、直列に接続した
第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２の２つのコイル
からなり、第１の帰還用コイルＮｆ１１と第１の帰還用
コイルＮｆ１２とは電力伝達用１次コイルＮｍ１を挟ん
で配置され、第１の帰還用コイルＮｆ１１は、電力伝達
用１次コイルＮｍ１と少し間を空けた位置に、コアＫ１
より巻線の内周面を離して配置している。一方、第１の
帰還用コイルＮｆ１２は、電力伝達用１次コイルＮｍ１
のすぐ横に、コアＫ１に巻線の内周面を近付けて配置し
ている。つまり、電力伝達用１次コイルＮｍ１が発生す
る磁束によって両コイルに発生する電圧が互いに異なる
ように配置、巻数などが設定してあり、発生する電圧が
お互いに逆極性になるような向きに接続されている。し
たがって、第１の制御用コイルＮｆ１には、第１の帰還
用コイルＮｆ１１と第１の帰還用コイルＮｆ１２との電
圧の差が発生していることになる。
【００６４】一方、負荷部２０の第２の制御用コイルＮ
ｆ２は、電力伝達用２次コイルＮｍ２が巻回したトラン
ス用Ｕ型コアＫ２に配置されており、電力伝達用２次コ
イルＮｍ２と少し間を空けた位置に、コアＫ２より巻線
の内周面を離して配置している。したがって、電力供給
部１０に負荷部２０が装着されると、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１，電力伝達用２次コイルＮｍ２，第２の制御
用コイルＮｆ２、第１の制御用コイルＮｆ１は、それぞ
れ磁気的に結合されることとなる。
ｆ２は、電力伝達用２次コイルＮｍ２が巻回したトラン
ス用Ｕ型コアＫ２に配置されており、電力伝達用２次コ
イルＮｍ２と少し間を空けた位置に、コアＫ２より巻線
の内周面を離して配置している。したがって、電力供給
部１０に負荷部２０が装着されると、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１，電力伝達用２次コイルＮｍ２，第２の制御
用コイルＮｆ２、第１の制御用コイルＮｆ１は、それぞ
れ磁気的に結合されることとなる。
【００６５】電力伝達用２次コイルＮｍ２と第２の制御
用コイルＮｆ２とが磁気的に結合されることにより、第
１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに鎖交す
る磁束が変化し、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１
２それぞれに発生する電圧変化の割合のバランスが崩れ
ることにより、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２
それぞれに発生する電圧の差、つまり、第１の制御用コ
イルＮｆ１に発生する電圧が変化する。このとき、第２
の制御用コイルＮｆ２があることによって、第１の帰還
用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに鎖交する磁束の
変化がより大きくなり、第１の帰還用コイルＮｆ１１，
Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧変化の割合のバランス
がより大きく崩れることにより、第１の帰還用コイルＮ
ｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧の差つまり、
第１の制御用コイルＮｆ１に発生する電圧がより大きく
変化するのである。
用コイルＮｆ２とが磁気的に結合されることにより、第
１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに鎖交す
る磁束が変化し、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１
２それぞれに発生する電圧変化の割合のバランスが崩れ
ることにより、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２
それぞれに発生する電圧の差、つまり、第１の制御用コ
イルＮｆ１に発生する電圧が変化する。このとき、第２
の制御用コイルＮｆ２があることによって、第１の帰還
用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに鎖交する磁束の
変化がより大きくなり、第１の帰還用コイルＮｆ１１，
Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧変化の割合のバランス
がより大きく崩れることにより、第１の帰還用コイルＮ
ｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧の差つまり、
第１の制御用コイルＮｆ１に発生する電圧がより大きく
変化するのである。
【００６６】この電圧変化を、負荷部２０が装着された
ときに電圧が大きく（スイッチング素子ＦＥＴ１がオン
できるしきい値電圧以上）なるように第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれの配置、巻数などを設定
してある。したがって、第２の制御用コイルＮｆ２が存
在する状態にてスイッチング素子ＦＥＴ１がオンできる
しきい値電圧以上になるように各コイルを構成すればよ
いので、電力伝達用１次コイルＮｍ１、電力伝達用２次
コイルＮｍ２は互いの電力伝達効率の一番良い構成を取
りながら、第２の制御用コイルＮｆ２によって第１の制
御用コイルＮｆ１への電圧変化を大きく起こさせるよう
にすればよい。
ときに電圧が大きく（スイッチング素子ＦＥＴ１がオン
できるしきい値電圧以上）なるように第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれの配置、巻数などを設定
してある。したがって、第２の制御用コイルＮｆ２が存
在する状態にてスイッチング素子ＦＥＴ１がオンできる
しきい値電圧以上になるように各コイルを構成すればよ
いので、電力伝達用１次コイルＮｍ１、電力伝達用２次
コイルＮｍ２は互いの電力伝達効率の一番良い構成を取
りながら、第２の制御用コイルＮｆ２によって第１の制
御用コイルＮｆ１への電圧変化を大きく起こさせるよう
にすればよい。
【００６７】次に、図１２、図１０を用いて、負荷部２
０が電力供給部１０に装着されている場合の動作につい
て説明する。図１０は負荷部２０の装着状態における電
力供給部の各部の波形、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１，電力伝達用１次コイルＮｍ１のコイル電流Ｉｌ１，
スイッチング素子ＦＥＴ１のドレイン−ソース間電圧Ｖ
ｄ，ドレイン電流Ｉｄ，ゲート電圧Ｖｇ，第１の帰還用
コイルＮｆ１１の両端電圧Ｖｎｆ１１，第１の帰還用コ
イルＮｆ１２の両端電圧Ｖｎｆ１２，バイアス電圧Ｖｂ
を示す。
０が電力供給部１０に装着されている場合の動作につい
て説明する。図１０は負荷部２０の装着状態における電
力供給部の各部の波形、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１，電力伝達用１次コイルＮｍ１のコイル電流Ｉｌ１，
スイッチング素子ＦＥＴ１のドレイン−ソース間電圧Ｖ
ｄ，ドレイン電流Ｉｄ，ゲート電圧Ｖｇ，第１の帰還用
コイルＮｆ１１の両端電圧Ｖｎｆ１１，第１の帰還用コ
イルＮｆ１２の両端電圧Ｖｎｆ１２，バイアス電圧Ｖｂ
を示す。
【００６８】この回路の電源突入時における動作につい
て説明すると、実施形態１と同様に、自動バイアス回路
１３の出力によりバイアス電圧Ｖｂが上昇する。そし
て、バイアス電圧Ｖｂによりゲート電圧Ｖｇがスイッチ
ング素子ＦＥＴ１のオン電圧以上になると、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１はオンしてコイル電流Ｉｌ１が流れると
ともに、ドレイン電圧Ｖｄが低下し、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１の両端に電位差が生じる。これによって負荷
部２０の電力伝達用２次コイルＮｍ２に電圧が誘起さ
れ、電力伝達用２次コイルＮｍ２に磁気的に接続された
第２の制御用コイルＮｆ２にも電圧が発生する。ここ
で、第２の制御用コイルＮｆ２にはコンデンサＣｆ２と
抵抗Ｒｆ２とが直列に接続されて閉回路を構成している
ので、共振作用により第２の制御用コイルＮｆ２に発生
する電圧は増幅されて、電力伝達用２次コイルＮｍ２と
第２の制御用コイルＮｆ２の電磁誘導作用による磁束の
流れの変化は更に大きくなり、第１の制御用コイルＮｆ
１にスイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値を超える、よ
り大きな電圧が発生する。このとき、ゲート電圧Ｖｇは
Ｖｂ＋Ｖｎｆ１となるので、スイッチング素子ＦＥＴ１
は安定したオン状態になる。一方、ドレイン電圧Ｖｄが
ほぼアース電位になったため、バイアス電圧Ｖｂは、ダ
イオードＤ１及びスイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗
を介して放電されるので、電圧は低下して、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１がオフになる。このように電源突入時以
降の定常状態においては、実施形態１と同様に、スイッ
チング素子ＦＥＴ１のスイッチングが継続的に行われ
る。
て説明すると、実施形態１と同様に、自動バイアス回路
１３の出力によりバイアス電圧Ｖｂが上昇する。そし
て、バイアス電圧Ｖｂによりゲート電圧Ｖｇがスイッチ
ング素子ＦＥＴ１のオン電圧以上になると、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１はオンしてコイル電流Ｉｌ１が流れると
ともに、ドレイン電圧Ｖｄが低下し、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１の両端に電位差が生じる。これによって負荷
部２０の電力伝達用２次コイルＮｍ２に電圧が誘起さ
れ、電力伝達用２次コイルＮｍ２に磁気的に接続された
第２の制御用コイルＮｆ２にも電圧が発生する。ここ
で、第２の制御用コイルＮｆ２にはコンデンサＣｆ２と
抵抗Ｒｆ２とが直列に接続されて閉回路を構成している
ので、共振作用により第２の制御用コイルＮｆ２に発生
する電圧は増幅されて、電力伝達用２次コイルＮｍ２と
第２の制御用コイルＮｆ２の電磁誘導作用による磁束の
流れの変化は更に大きくなり、第１の制御用コイルＮｆ
１にスイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値を超える、よ
り大きな電圧が発生する。このとき、ゲート電圧Ｖｇは
Ｖｂ＋Ｖｎｆ１となるので、スイッチング素子ＦＥＴ１
は安定したオン状態になる。一方、ドレイン電圧Ｖｄが
ほぼアース電位になったため、バイアス電圧Ｖｂは、ダ
イオードＤ１及びスイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗
を介して放電されるので、電圧は低下して、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１がオフになる。このように電源突入時以
降の定常状態においては、実施形態１と同様に、スイッ
チング素子ＦＥＴ１のスイッチングが継続的に行われ
る。
【００６９】また本実施形態において負荷部２０が装着
されていない場合には、負荷部２０の非装着状態におけ
る電力供給部の各部の波形を図１１に示すように、実施
形態１と同様に電力供給部１０における発振動作は間欠
発振となり、実施形態１と同様の効果が得られる。
されていない場合には、負荷部２０の非装着状態におけ
る電力供給部の各部の波形を図１１に示すように、実施
形態１と同様に電力供給部１０における発振動作は間欠
発振となり、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００７０】なお図１４に示すように、第２の制御用コ
イルＮｆ２とコンデンサＣｆ２と抵抗Ｒｆ２とを並列に
接続しても本実施形態と同様の効果を得ることができ
る。
イルＮｆ２とコンデンサＣｆ２と抵抗Ｒｆ２とを並列に
接続しても本実施形態と同様の効果を得ることができ
る。
【００７１】（実施形態７）図１５は本実施形態の非接
触電力伝達装置を示す回路図、図１６（ａ），（ｂ）は
コイルの配置を示す構成図であり、本装置は、互いに分
離して形成された電力供給部１０と負荷部２０とが着脱
自在に構成されている。
触電力伝達装置を示す回路図、図１６（ａ），（ｂ）は
コイルの配置を示す構成図であり、本装置は、互いに分
離して形成された電力供給部１０と負荷部２０とが着脱
自在に構成されている。
【００７２】まず、電力供給部１０の回路構成について
説明する。電力供給部１０は、実施形態１と同様の構成
であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略
する。
説明する。電力供給部１０は、実施形態１と同様の構成
であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略
する。
【００７３】そして、負荷部２０は、電力伝達用２次コ
イルＮｍ２と、整流回路２１と、負荷２２と、第２の制
御用コイルＮｆ２と、コンデンサＣｆ２とを備えてい
る。第２の制御用コイルＮｆ２は、直列に接続した帰還
２次コイルＮｆ２１，Ｎｆ２２の２つのコイルで構成さ
れ、コンデンサＣｆ２が直列に接続して、第２の制御用
コイルＮｆ２とコンデンサＣｆ２とで閉回路を構成して
いる。また電力伝達用２次コイルＮｍ２と磁気的に接続
している。整流回路２１は電磁誘導により電力伝達用２
次コイルＮｍ２に誘起される電圧を整流するものであ
り、負荷２２はモータなどからなり、整流回路２１によ
り整流された電圧によって駆動されるものである。
イルＮｍ２と、整流回路２１と、負荷２２と、第２の制
御用コイルＮｆ２と、コンデンサＣｆ２とを備えてい
る。第２の制御用コイルＮｆ２は、直列に接続した帰還
２次コイルＮｆ２１，Ｎｆ２２の２つのコイルで構成さ
れ、コンデンサＣｆ２が直列に接続して、第２の制御用
コイルＮｆ２とコンデンサＣｆ２とで閉回路を構成して
いる。また電力伝達用２次コイルＮｍ２と磁気的に接続
している。整流回路２１は電磁誘導により電力伝達用２
次コイルＮｍ２に誘起される電圧を整流するものであ
り、負荷２２はモータなどからなり、整流回路２１によ
り整流された電圧によって駆動されるものである。
【００７４】次に、図１６（ａ）に示す電力供給部１０
と負荷部２０との装着時の構成と，図１６（ｂ）に示す
電力供給部１０のみの構成とを用いて各コイルの配置に
ついて説明する。なお、図１６には示していないが、電
力供給部１０及び負荷部２０は、例えば案内構造を有す
るなど、負荷部２０の電力供給部１０への装着が特定位
置となるように構成されている。電力供給部１０の電力
伝達用１次コイルＮｍ１と、負荷部２０の電力伝達用２
次コイルＮｍ２とは、負荷部２０が電力供給部１０に装
着されたときに、互いに対向するようにそれぞれ配置さ
れ、電力供給部１０は電力伝達用１次コイルＮｍ１を巻
回したトランス用Ｕ型コアＫ１を有し、負荷部２０は電
力伝達用２次コイルＮｍ２を巻回したトランス用Ｕ型コ
アＫ２を有している。
と負荷部２０との装着時の構成と，図１６（ｂ）に示す
電力供給部１０のみの構成とを用いて各コイルの配置に
ついて説明する。なお、図１６には示していないが、電
力供給部１０及び負荷部２０は、例えば案内構造を有す
るなど、負荷部２０の電力供給部１０への装着が特定位
置となるように構成されている。電力供給部１０の電力
伝達用１次コイルＮｍ１と、負荷部２０の電力伝達用２
次コイルＮｍ２とは、負荷部２０が電力供給部１０に装
着されたときに、互いに対向するようにそれぞれ配置さ
れ、電力供給部１０は電力伝達用１次コイルＮｍ１を巻
回したトランス用Ｕ型コアＫ１を有し、負荷部２０は電
力伝達用２次コイルＮｍ２を巻回したトランス用Ｕ型コ
アＫ２を有している。
【００７５】また、電力供給部１０の第１の制御用コイ
ルＮｆ１は電力伝達用１次コイルＮｍ１が巻回したトラ
ンス用Ｕ型コアＫ１に配置されており、直列に接続した
第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２の２つのコイル
からなり、第１の帰還用コイルＮｆ１１と第１の帰還用
コイルＮｆ１２とは電力伝達用１次コイルＮｍ１を挟ん
で配置され、第１の帰還用コイルＮｆ１１は、電力伝達
用１次コイルＮｍ１と少し間を空けた位置に、コアＫ１
より巻線の内周面を離して配置している。一方、第１の
帰還用コイルＮｆ１２は、電力伝達用１次コイルＮｍ１
のすぐ横に、コアＫ１に巻線の内周面を近付けて配置し
ている。つまり、電力伝達用１次コイルＮｍ１が発生す
る磁束によって両コイルに発生する電圧が互いに異なる
ように配置、巻数などが設定してあり、発生する電圧が
お互いに逆極性になるような向きに接続されている。し
たがって、第１の制御用コイルＮｆ１には、第１の帰還
用コイルＮｆ１１と第１の帰還用コイルＮｆ１２との電
圧の差が発生していることになる。
ルＮｆ１は電力伝達用１次コイルＮｍ１が巻回したトラ
ンス用Ｕ型コアＫ１に配置されており、直列に接続した
第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２の２つのコイル
からなり、第１の帰還用コイルＮｆ１１と第１の帰還用
コイルＮｆ１２とは電力伝達用１次コイルＮｍ１を挟ん
で配置され、第１の帰還用コイルＮｆ１１は、電力伝達
用１次コイルＮｍ１と少し間を空けた位置に、コアＫ１
より巻線の内周面を離して配置している。一方、第１の
帰還用コイルＮｆ１２は、電力伝達用１次コイルＮｍ１
のすぐ横に、コアＫ１に巻線の内周面を近付けて配置し
ている。つまり、電力伝達用１次コイルＮｍ１が発生す
る磁束によって両コイルに発生する電圧が互いに異なる
ように配置、巻数などが設定してあり、発生する電圧が
お互いに逆極性になるような向きに接続されている。し
たがって、第１の制御用コイルＮｆ１には、第１の帰還
用コイルＮｆ１１と第１の帰還用コイルＮｆ１２との電
圧の差が発生していることになる。
【００７６】一方、負荷部２０の第２の制御用コイルＮ
ｆ２は、電力伝達用２次コイルＮｍ２が巻回したトラン
ス用Ｕ型コアＫ２に配置されており、直列に接続した第
２の帰還用コイルＮｆ２１，Ｎｆ２２の２つのコイルか
らなり、第２の帰還用コイルＮｆ２１と第２の帰還用コ
イルＮｆ２２とは電力伝達用２次コイルＮｍ２を挟んで
配置され、第２の帰還用コイルＮｆ２１は、電力伝達用
２次コイルＮｍ２と少し間を空けた位置に、コアＫ２よ
り巻線の内周面を離して配置している。一方、第２の帰
還用コイルＮｆ２２は、電力伝達用２次コイルＮｍ２の
すぐ横に、コアＫ２に巻線の内周面を近付けて配置して
いる。つまり、電力伝達用２次コイルＮｍ２が発生する
磁束によって両コイルに発生する電圧が互いに異なるよ
うに配置、巻数などが設定してあり、発生する電圧がお
互いに逆極性になるような向きに接続されている。した
がって、電力供給部１０に負荷部２０が装着されると、
電力伝達用１次コイルＮｍ１，電力伝達用２次コイルＮ
ｍ２，第２の制御用コイルＮｆ２、第１の制御用コイル
Ｎｆ１は、それぞれ磁気的に結合されることとなる。
ｆ２は、電力伝達用２次コイルＮｍ２が巻回したトラン
ス用Ｕ型コアＫ２に配置されており、直列に接続した第
２の帰還用コイルＮｆ２１，Ｎｆ２２の２つのコイルか
らなり、第２の帰還用コイルＮｆ２１と第２の帰還用コ
イルＮｆ２２とは電力伝達用２次コイルＮｍ２を挟んで
配置され、第２の帰還用コイルＮｆ２１は、電力伝達用
２次コイルＮｍ２と少し間を空けた位置に、コアＫ２よ
り巻線の内周面を離して配置している。一方、第２の帰
還用コイルＮｆ２２は、電力伝達用２次コイルＮｍ２の
すぐ横に、コアＫ２に巻線の内周面を近付けて配置して
いる。つまり、電力伝達用２次コイルＮｍ２が発生する
磁束によって両コイルに発生する電圧が互いに異なるよ
うに配置、巻数などが設定してあり、発生する電圧がお
互いに逆極性になるような向きに接続されている。した
がって、電力供給部１０に負荷部２０が装着されると、
電力伝達用１次コイルＮｍ１，電力伝達用２次コイルＮ
ｍ２，第２の制御用コイルＮｆ２、第１の制御用コイル
Ｎｆ１は、それぞれ磁気的に結合されることとなる。
【００７７】電力伝達用２次コイルＮｍ２と第２の制御
用コイルＮｆ２（直列に接続した第２の帰還用コイルＮ
ｆ２１，Ｎｆ２２）とが磁気的に結合されることによ
り、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに
鎖交する磁束が変化し、第１の帰還用コイルＮｆ１１，
Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧変化の割合のバランス
が崩れることにより、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎ
ｆ１２それぞれに発生する電圧の差、つまり、第１の制
御用コイルＮｆ１に発生する電圧が変化する。このと
き、第２の制御用コイルＮｆ２があることによって、第
１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに鎖交す
る磁束の変化がより大きくなり、第１の帰還用コイルＮ
ｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧変化の割合の
バランスがより大きく崩れることにより、第１の帰還用
コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧の差
つまり、第１の制御用コイルＮｆ１に発生する電圧がよ
り大きく変化するのである。
用コイルＮｆ２（直列に接続した第２の帰還用コイルＮ
ｆ２１，Ｎｆ２２）とが磁気的に結合されることによ
り、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに
鎖交する磁束が変化し、第１の帰還用コイルＮｆ１１，
Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧変化の割合のバランス
が崩れることにより、第１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎ
ｆ１２それぞれに発生する電圧の差、つまり、第１の制
御用コイルＮｆ１に発生する電圧が変化する。このと
き、第２の制御用コイルＮｆ２があることによって、第
１の帰還用コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに鎖交す
る磁束の変化がより大きくなり、第１の帰還用コイルＮ
ｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧変化の割合の
バランスがより大きく崩れることにより、第１の帰還用
コイルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれに発生する電圧の差
つまり、第１の制御用コイルＮｆ１に発生する電圧がよ
り大きく変化するのである。
【００７８】この電圧変化を、負荷部２０が装着された
ときに電圧が大きく（スイッチング素子ＦＥＴ１がオン
できるしきい値電圧以上）なるように第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれの配置、巻数などを設定
してある。したがって、第２の制御用コイルＮｆ２が存
在する状態にてスイッチング素子ＦＥＴ１がオンできる
しきい値電圧以上になるように各コイルを構成すればよ
いので、電力伝達用１次コイルＮｍ１、電力伝達用２次
コイルＮｍ２は互いの電力伝達効率の一番良い構成を取
りながら、第２の制御用コイルＮｆ２によって第１の制
御用コイルＮｆ１への電圧変化を大きく起こさせるよう
にすればよい。
ときに電圧が大きく（スイッチング素子ＦＥＴ１がオン
できるしきい値電圧以上）なるように第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１，Ｎｆ１２それぞれの配置、巻数などを設定
してある。したがって、第２の制御用コイルＮｆ２が存
在する状態にてスイッチング素子ＦＥＴ１がオンできる
しきい値電圧以上になるように各コイルを構成すればよ
いので、電力伝達用１次コイルＮｍ１、電力伝達用２次
コイルＮｍ２は互いの電力伝達効率の一番良い構成を取
りながら、第２の制御用コイルＮｆ２によって第１の制
御用コイルＮｆ１への電圧変化を大きく起こさせるよう
にすればよい。
【００７９】次に、図１５、図１０を用いて、負荷部２
０が電力供給部１０に装着されている場合の動作につい
て説明する。図１０は負荷部２０の装着状態における電
力供給部の各部の波形、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１，電力伝達用１次コイルＮｍ１のコイル電流Ｉｌ１，
スイッチング素子ＦＥＴ１のドレイン−ソース間電圧Ｖ
ｄ，ドレイン電流Ｉｄ，ゲート電圧Ｖｇ，第１の帰還用
コイルＮｆ１１の両端電圧Ｖｎｆ１１，第１の帰還用コ
イルＮｆ１２の両端電圧Ｖｎｆ１２，バイアス電圧Ｖｂ
を示す。
０が電力供給部１０に装着されている場合の動作につい
て説明する。図１０は負荷部２０の装着状態における電
力供給部の各部の波形、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１，電力伝達用１次コイルＮｍ１のコイル電流Ｉｌ１，
スイッチング素子ＦＥＴ１のドレイン−ソース間電圧Ｖ
ｄ，ドレイン電流Ｉｄ，ゲート電圧Ｖｇ，第１の帰還用
コイルＮｆ１１の両端電圧Ｖｎｆ１１，第１の帰還用コ
イルＮｆ１２の両端電圧Ｖｎｆ１２，バイアス電圧Ｖｂ
を示す。
【００８０】この回路の電源突入時における動作につい
て説明すると、実施形態１と同様に、自動バイアス回路
１３の出力によりバイアス電圧Ｖｂが上昇する。そし
て、バイアス電圧Ｖｂによりゲート電圧Ｖｇがスイッチ
ング素子ＦＥＴ１のオン電圧以上になると、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１はオンしてコイル電流Ｉｌ１が流れると
ともに、ドレイン電圧Ｖｄが低下し、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１の両端に電位差が生じる。これによって負荷
部２０の電力伝達用２次コイルＮｍ２に電圧が誘起さ
れ、電力伝達用２次コイルＮｍ２に磁気的に接続された
第２の帰還用コイルＮｆ２１，Ｎｆ２２にも電圧が各々
発生する。ここで、第２の帰還用コイルＮｆ２１，Ｎｆ
２２にはコンデンサＣｆ２が直列に接続されているの
で、共振作用により第２の帰還用コイルＮｆ２１，Ｎｆ
２２に発生する電圧は増幅される。ここで、第２の帰還
用コイルＮｆ２１，Ｎｆ２２の共振作用による電圧増幅
度であるが、第２の帰還用コイルＮｆ２２の方が電力伝
達用２次コイルＮｍ２との結合度が高いので、コンデン
サＣｆ２との共振による波形変化は少なく、第２の帰還
用コイルＮｆ２１の方が電力伝達用２次コイルＮｍ２と
の結合度が低いので、コンデンサＣｆ２との共振による
波形変化は大きい。第２の制御用コイルＮｆ２とコンデ
ンサＣｆ２との共振動作は、電力伝達用２次コイルＮｍ
２との結合度が高い場合、電力伝達用２次コイルＮｍ２
からの影響が強すぎて、共振による電圧増幅が小さくな
ってしまうのである。
て説明すると、実施形態１と同様に、自動バイアス回路
１３の出力によりバイアス電圧Ｖｂが上昇する。そし
て、バイアス電圧Ｖｂによりゲート電圧Ｖｇがスイッチ
ング素子ＦＥＴ１のオン電圧以上になると、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１はオンしてコイル電流Ｉｌ１が流れると
ともに、ドレイン電圧Ｖｄが低下し、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１の両端に電位差が生じる。これによって負荷
部２０の電力伝達用２次コイルＮｍ２に電圧が誘起さ
れ、電力伝達用２次コイルＮｍ２に磁気的に接続された
第２の帰還用コイルＮｆ２１，Ｎｆ２２にも電圧が各々
発生する。ここで、第２の帰還用コイルＮｆ２１，Ｎｆ
２２にはコンデンサＣｆ２が直列に接続されているの
で、共振作用により第２の帰還用コイルＮｆ２１，Ｎｆ
２２に発生する電圧は増幅される。ここで、第２の帰還
用コイルＮｆ２１，Ｎｆ２２の共振作用による電圧増幅
度であるが、第２の帰還用コイルＮｆ２２の方が電力伝
達用２次コイルＮｍ２との結合度が高いので、コンデン
サＣｆ２との共振による波形変化は少なく、第２の帰還
用コイルＮｆ２１の方が電力伝達用２次コイルＮｍ２と
の結合度が低いので、コンデンサＣｆ２との共振による
波形変化は大きい。第２の制御用コイルＮｆ２とコンデ
ンサＣｆ２との共振動作は、電力伝達用２次コイルＮｍ
２との結合度が高い場合、電力伝達用２次コイルＮｍ２
からの影響が強すぎて、共振による電圧増幅が小さくな
ってしまうのである。
【００８１】したがって、電力伝達用２次コイルＮｍ２
と第２の制御用コイルＮｆ２の電磁誘導作用による磁束
の流れの変化は、対向する位置にある第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１の磁束変化のほうが第１の帰還用コイルＮｆ
１２の磁束変化よりも大きくなり、第１の制御用コイル
Ｎｆ１にはスイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値を超え
る、より大きな電圧が発生する。このとき、ゲート電圧
ＶｇはＶｂ＋Ｖｎｆ１となるので、スイッチング素子Ｆ
ＥＴ１は安定したオン状態になる。
と第２の制御用コイルＮｆ２の電磁誘導作用による磁束
の流れの変化は、対向する位置にある第１の帰還用コイ
ルＮｆ１１の磁束変化のほうが第１の帰還用コイルＮｆ
１２の磁束変化よりも大きくなり、第１の制御用コイル
Ｎｆ１にはスイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値を超え
る、より大きな電圧が発生する。このとき、ゲート電圧
ＶｇはＶｂ＋Ｖｎｆ１となるので、スイッチング素子Ｆ
ＥＴ１は安定したオン状態になる。
【００８２】一方、ドレイン電圧Ｖｄがほぼアース電位
になったため、バイアス電圧Ｖｂは、ダイオードＤ１及
びスイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗を介して放電さ
れるので、電圧は低下して、スイッチング素子ＦＥＴ１
がオフになる。このように電源突入時以降の定常状態に
おいては、実施形態１と同様に、スイッチング素子ＦＥ
Ｔ１のスイッチングが継続的に行われる。
になったため、バイアス電圧Ｖｂは、ダイオードＤ１及
びスイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗を介して放電さ
れるので、電圧は低下して、スイッチング素子ＦＥＴ１
がオフになる。このように電源突入時以降の定常状態に
おいては、実施形態１と同様に、スイッチング素子ＦＥ
Ｔ１のスイッチングが継続的に行われる。
【００８３】また本実施形態において負荷部２０が装着
されていない場合には、負荷部２０の非装着状態におけ
る電力供給部の各部の波形を図１１に示すように、実施
形態１と同様に電力供給部１０における発振動作は間欠
発振となり、実施形態１と同様の効果が得られる。
されていない場合には、負荷部２０の非装着状態におけ
る電力供給部の各部の波形を図１１に示すように、実施
形態１と同様に電力供給部１０における発振動作は間欠
発振となり、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００８４】（実施形態８）図１７は本実施形態の非接
触電力伝達装置を示す回路図、図１８（ａ），（ｂ）は
コイルの配置を示す構成図であり、本装置は、互いに分
離して形成された電力供給部１０と負荷部２０とが着脱
自在に構成されている。
触電力伝達装置を示す回路図、図１８（ａ），（ｂ）は
コイルの配置を示す構成図であり、本装置は、互いに分
離して形成された電力供給部１０と負荷部２０とが着脱
自在に構成されている。
【００８５】まず、電力供給部１０の回路構成について
説明する。電力供給部１０は、直流電源Ｅ１及び電源ス
イッチＳＷ１の直列回路と、直流電源Ｅ１及び電源スイ
ッチＳＷ１の直列回路に並列に接続した電力伝達用１次
コイルＮｍ１及びコンデンサＣ１の並列共振回路とスイ
ッチング素子ＦＥＴ１との直列回路と、直流電源Ｅ１及
び電源スイッチＳＷ１の直列回路に並列に接続した自動
バイアス回路１３と、自動バイアス回路１３が出力する
バイアス電圧Ｖｂにアノードを接続し、スイッチング素
子ＦＥＴ１のドレインに接続したダイオードＤ１と、自
動バイアス回路１３が出力するバイアス電圧Ｖｂとスイ
ッチング素子ＦＥＴ１の制御端子であるゲートとの間に
接続した帰還コイルたる第１の制御用コイルＮｆ１、第
１の制御用コイルＮｆ１に並列に接続したコンデンサＣ
ｆ１とを備えて、自励式Ｃ級共振型インバータを構成し
ており、負荷部２０が装着されると電磁誘導により負荷
部２０に電力を供給するものである。
説明する。電力供給部１０は、直流電源Ｅ１及び電源ス
イッチＳＷ１の直列回路と、直流電源Ｅ１及び電源スイ
ッチＳＷ１の直列回路に並列に接続した電力伝達用１次
コイルＮｍ１及びコンデンサＣ１の並列共振回路とスイ
ッチング素子ＦＥＴ１との直列回路と、直流電源Ｅ１及
び電源スイッチＳＷ１の直列回路に並列に接続した自動
バイアス回路１３と、自動バイアス回路１３が出力する
バイアス電圧Ｖｂにアノードを接続し、スイッチング素
子ＦＥＴ１のドレインに接続したダイオードＤ１と、自
動バイアス回路１３が出力するバイアス電圧Ｖｂとスイ
ッチング素子ＦＥＴ１の制御端子であるゲートとの間に
接続した帰還コイルたる第１の制御用コイルＮｆ１、第
１の制御用コイルＮｆ１に並列に接続したコンデンサＣ
ｆ１とを備えて、自励式Ｃ級共振型インバータを構成し
ており、負荷部２０が装着されると電磁誘導により負荷
部２０に電力を供給するものである。
【００８６】自動バイアス回路１３は、例えば、直流電
源Ｅ１及び電源スイッチＳＷ１の直列回路に並列に接続
された抵抗とコンデンサからなる直列回路にて構成され
ており、抵抗とコンデンサの接続点が出力点となって、
時間が経つにつれて徐々に増加していくバイアス電圧Ｖ
ｂが発生するようになっている。
源Ｅ１及び電源スイッチＳＷ１の直列回路に並列に接続
された抵抗とコンデンサからなる直列回路にて構成され
ており、抵抗とコンデンサの接続点が出力点となって、
時間が経つにつれて徐々に増加していくバイアス電圧Ｖ
ｂが発生するようになっている。
【００８７】また、電力伝達用１次コイルＮｍ１及びコ
ンデンサＣ１の並列共振回路、スイッチング素子ＦＥＴ
１、及び第１の制御用コイルＮｆ１は、自励発振回路を
構成し、ダイオードＤ１は、発振安定のためのバイアス
制御回路を構成している。
ンデンサＣ１の並列共振回路、スイッチング素子ＦＥＴ
１、及び第１の制御用コイルＮｆ１は、自励発振回路を
構成し、ダイオードＤ１は、発振安定のためのバイアス
制御回路を構成している。
【００８８】次に、図１８（ａ）の電力供給部１０と負
荷部２０との装着時の構成と，図１８（ｂ）の電力供給
部１０のみの構成とに示す各コイルの配置は実施形態１
と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明
は省略する。なお、図１８（ａ），（ｂ）には示してい
ないが、電力供給部１０及び負荷部２０は、例えば案内
構造を有するなど、負荷部２０の電力供給部１０への装
着が特定位置となるように構成されている。
荷部２０との装着時の構成と，図１８（ｂ）の電力供給
部１０のみの構成とに示す各コイルの配置は実施形態１
と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明
は省略する。なお、図１８（ａ），（ｂ）には示してい
ないが、電力供給部１０及び負荷部２０は、例えば案内
構造を有するなど、負荷部２０の電力供給部１０への装
着が特定位置となるように構成されている。
【００８９】次に、図１７、図１０を用いて、負荷部２
０が電力供給部１０に装着されている場合の動作につい
て説明する。図１０は負荷部２０の装着状態における電
力供給部の各部の波形、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１，電力伝達用１次コイルＮｍ１のコイル電流Ｉｌ１，
スイッチング素子ＦＥＴ１のドレイン−ソース間電圧Ｖ
ｄ，ドレイン電流Ｉｄ，ゲート電圧Ｖｇ，第１の帰還用
コイルＮｆ１１の両端電圧Ｖｎｆ１１，第１の帰還用コ
イルＮｆ１２の両端電圧Ｖｎｆ１２，バイアス電圧Ｖｂ
を示す。
０が電力供給部１０に装着されている場合の動作につい
て説明する。図１０は負荷部２０の装着状態における電
力供給部の各部の波形、コンデンサＣ１の共振電圧Ｖｃ
１，電力伝達用１次コイルＮｍ１のコイル電流Ｉｌ１，
スイッチング素子ＦＥＴ１のドレイン−ソース間電圧Ｖ
ｄ，ドレイン電流Ｉｄ，ゲート電圧Ｖｇ，第１の帰還用
コイルＮｆ１１の両端電圧Ｖｎｆ１１，第１の帰還用コ
イルＮｆ１２の両端電圧Ｖｎｆ１２，バイアス電圧Ｖｂ
を示す。
【００９０】この回路の電源突入時における動作につい
て説明すると、実施形態１と同様に、自動バイアス回路
１３の出力によりバイアス電圧Ｖｂが上昇する。そし
て、バイアス電圧Ｖｂによりゲート電圧Ｖｇがスイッチ
ング素子ＦＥＴ１のオン電圧以上になると、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１はオンしてコイル電流Ｉｌ１が流れると
ともに、ドレイン電圧Ｖｄが低下し、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１の両端に電位差が生じる。これによって負荷
部２０の電力伝達用２次コイルＮｍ２に電圧が誘起さ
れ、電力伝達用２次コイルＮｍ２の電磁誘導作用によ
り、磁束の流れが変化し、第１の制御用コイルＮｆ１に
スイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値を超える電圧が発
生する。ここで、第１の制御用コイルＮｆ１には並列に
コンデンサＣｆ１が接続されているので、共振作用によ
り第１の制御用コイルＮｆ１に発生する電圧は増幅され
て、スイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値を超える、よ
り大きな電圧が発生する。このとき、ゲート電圧Ｖｇは
Ｖｂ＋Ｖｎｆ１となるので、スイッチング素子ＦＥＴ１
は安定したオン状態になる。一方、ドレイン電圧Ｖｄが
ほぼアース電位になったため、バイアス電圧Ｖｂは、ダ
イオードＤ１及びスイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗
を介して放電されるので、電圧は低下して、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１がオフになる。このように電源突入時以
降の定常状態においては、実施形態１と同様に、スイッ
チング素子ＦＥＴ１のスイッチングが継続的に行われ
る。
て説明すると、実施形態１と同様に、自動バイアス回路
１３の出力によりバイアス電圧Ｖｂが上昇する。そし
て、バイアス電圧Ｖｂによりゲート電圧Ｖｇがスイッチ
ング素子ＦＥＴ１のオン電圧以上になると、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１はオンしてコイル電流Ｉｌ１が流れると
ともに、ドレイン電圧Ｖｄが低下し、電力伝達用１次コ
イルＮｍ１の両端に電位差が生じる。これによって負荷
部２０の電力伝達用２次コイルＮｍ２に電圧が誘起さ
れ、電力伝達用２次コイルＮｍ２の電磁誘導作用によ
り、磁束の流れが変化し、第１の制御用コイルＮｆ１に
スイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値を超える電圧が発
生する。ここで、第１の制御用コイルＮｆ１には並列に
コンデンサＣｆ１が接続されているので、共振作用によ
り第１の制御用コイルＮｆ１に発生する電圧は増幅され
て、スイッチング素子ＦＥＴ１のしきい値を超える、よ
り大きな電圧が発生する。このとき、ゲート電圧Ｖｇは
Ｖｂ＋Ｖｎｆ１となるので、スイッチング素子ＦＥＴ１
は安定したオン状態になる。一方、ドレイン電圧Ｖｄが
ほぼアース電位になったため、バイアス電圧Ｖｂは、ダ
イオードＤ１及びスイッチング素子ＦＥＴ１のオン抵抗
を介して放電されるので、電圧は低下して、スイッチン
グ素子ＦＥＴ１がオフになる。このように電源突入時以
降の定常状態においては、実施形態１と同様に、スイッ
チング素子ＦＥＴ１のスイッチングが継続的に行われ
る。
【００９１】また本実施形態において負荷部２０が装着
されていない場合には、負荷部２０の非装着状態におけ
る電力供給部の各部の波形を図１１に示すように、実施
形態１と同様に電力供給部１０における発振動作は間欠
発振となり、実施形態１と同様の効果が得られる。
されていない場合には、負荷部２０の非装着状態におけ
る電力供給部の各部の波形を図１１に示すように、実施
形態１と同様に電力供給部１０における発振動作は間欠
発振となり、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００９２】
【発明の効果】請求項１の発明は、電力を伝達するため
の電力伝達用１次コイルと、前記電力伝達用１次コイル
に流れる電流をオン・オフするスイッチング素子を有す
る自励発振回路と、前記スイッチング素子の制御端子に
接続される第１の制御用コイル及び前記スイッチング素
子の制御端子にバイアス電圧を印加するバイアス回路の
直列回路とを備える電力供給部と、前記電力伝達用１次
コイルと分離着脱自在なトランス構造を構成して、前記
電力伝達用１次コイルに装着した時に電磁誘導によって
電圧を誘起される電力伝達用２次コイルと、前記電力伝
達用２次コイルから電力を供給される負荷とを備える負
荷部とから構成され、前記第１の制御用コイルは互いに
異なる位置に配置された複数の第１の帰還用コイルを接
続して形成され、少なくとも１つの第１の帰還用コイル
の発生電圧は他の第１の帰還用コイルの発生電圧とは逆
極性であって、前記電力伝達用１次コイルに前記電力伝
達用２次コイルが装着した時に前記電力伝達用１次コイ
ル、電力伝達用２次コイル、及び第１の制御用コイルは
互いに磁気結合して前記スイッチング素子のスイッチン
グ動作を制御するフィードバックループを形成して、前
記電力伝達用１次コイルに前記電力伝達用２次コイルが
装着した時の前記第１の制御用コイルの発生電圧は、前
記電力伝達用１次コイルに前記電力伝達用２次コイルが
装着していない時の発生電圧よりも大きいので、電力供
給部は、制御端子に電気的に接続されている第１の制御
用コイルを備え、第１の制御用コイルは、２つ又はそれ
以上のコイルが異なる位置に配置され、そこに発生する
電圧の少なくとも１つが逆極性になる状態ですべてのコ
イルが接続されて１つのコイルを形成しており、負荷部
が装着されていない時には第１の制御用コイル全体に発
生する電圧が小さく、負荷部が装着されると負荷部が装
着されていない時よりも大きな電圧を発生できるように
することで、負荷部が装着されていない時に第１の制御
用コイルに自励発振回路内のスイッチング素子がオンし
ないレベルの電圧が発生し、負荷部が装着された時には
第１の制御用コイルに自励発振回路内のスイッチング素
子がオンする電圧が発生するように第１の制御用コイル
を構成することによって、自励発振のフィードバックル
ープを構成する場合に、磁束の有無に関係なく第１の制
御用コイルを構成でき、負荷部を検出する手段を別途構
成する必要なく、また、信号用コイルとしての別の構成
も必要とせずに、負荷部が装着されていないときに電力
供給部の発振停止または発振強度の低減を。簡素な回路
・コイル構成で、しかも小型・低コストで実現すること
ができるという効果がある。
の電力伝達用１次コイルと、前記電力伝達用１次コイル
に流れる電流をオン・オフするスイッチング素子を有す
る自励発振回路と、前記スイッチング素子の制御端子に
接続される第１の制御用コイル及び前記スイッチング素
子の制御端子にバイアス電圧を印加するバイアス回路の
直列回路とを備える電力供給部と、前記電力伝達用１次
コイルと分離着脱自在なトランス構造を構成して、前記
電力伝達用１次コイルに装着した時に電磁誘導によって
電圧を誘起される電力伝達用２次コイルと、前記電力伝
達用２次コイルから電力を供給される負荷とを備える負
荷部とから構成され、前記第１の制御用コイルは互いに
異なる位置に配置された複数の第１の帰還用コイルを接
続して形成され、少なくとも１つの第１の帰還用コイル
の発生電圧は他の第１の帰還用コイルの発生電圧とは逆
極性であって、前記電力伝達用１次コイルに前記電力伝
達用２次コイルが装着した時に前記電力伝達用１次コイ
ル、電力伝達用２次コイル、及び第１の制御用コイルは
互いに磁気結合して前記スイッチング素子のスイッチン
グ動作を制御するフィードバックループを形成して、前
記電力伝達用１次コイルに前記電力伝達用２次コイルが
装着した時の前記第１の制御用コイルの発生電圧は、前
記電力伝達用１次コイルに前記電力伝達用２次コイルが
装着していない時の発生電圧よりも大きいので、電力供
給部は、制御端子に電気的に接続されている第１の制御
用コイルを備え、第１の制御用コイルは、２つ又はそれ
以上のコイルが異なる位置に配置され、そこに発生する
電圧の少なくとも１つが逆極性になる状態ですべてのコ
イルが接続されて１つのコイルを形成しており、負荷部
が装着されていない時には第１の制御用コイル全体に発
生する電圧が小さく、負荷部が装着されると負荷部が装
着されていない時よりも大きな電圧を発生できるように
することで、負荷部が装着されていない時に第１の制御
用コイルに自励発振回路内のスイッチング素子がオンし
ないレベルの電圧が発生し、負荷部が装着された時には
第１の制御用コイルに自励発振回路内のスイッチング素
子がオンする電圧が発生するように第１の制御用コイル
を構成することによって、自励発振のフィードバックル
ープを構成する場合に、磁束の有無に関係なく第１の制
御用コイルを構成でき、負荷部を検出する手段を別途構
成する必要なく、また、信号用コイルとしての別の構成
も必要とせずに、負荷部が装着されていないときに電力
供給部の発振停止または発振強度の低減を。簡素な回路
・コイル構成で、しかも小型・低コストで実現すること
ができるという効果がある。
【００９３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記負荷部は、前記電力伝達用１次コイル、電力伝
達用２次コイル、及び第１の制御用コイルと磁気結合す
る第２の制御用コイルを備えるので、負荷部にも第２の
制御用コイルを備えて、電力伝達用１次コイルと電力伝
達用２次コイルとを電力伝達効率の良い配置にした状態
で、第１の制御用コイルのみでは負荷部の装着を検出す
るために必要な電圧の変化を起こせない場合にでも、第
２の制御用コイルにより磁束の流れを変化させることが
できて、電力伝達効率を最適に維持したまま電力供給部
の発振停止または発振強度の低減を簡素な回路・コイル
構成で、しかも小型・低コストで実現することができる
という効果がある。
て、前記負荷部は、前記電力伝達用１次コイル、電力伝
達用２次コイル、及び第１の制御用コイルと磁気結合す
る第２の制御用コイルを備えるので、負荷部にも第２の
制御用コイルを備えて、電力伝達用１次コイルと電力伝
達用２次コイルとを電力伝達効率の良い配置にした状態
で、第１の制御用コイルのみでは負荷部の装着を検出す
るために必要な電圧の変化を起こせない場合にでも、第
２の制御用コイルにより磁束の流れを変化させることが
できて、電力伝達効率を最適に維持したまま電力供給部
の発振停止または発振強度の低減を簡素な回路・コイル
構成で、しかも小型・低コストで実現することができる
という効果がある。
【００９４】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記第２の制御用コイルに直列または並列に接続し
たコンデンサを付加したので、第２の制御用コイルに直
列または並列にコンデンサが接続されていることで、共
振動作を利用し、第２の制御用コイルによる磁束の流れ
の変化を更に大きくすることができて、第１の制御用コ
イルに発生する電圧を更に大きく変化させることがで
き、負荷部と電力供給部との装着状態が悪くなっても
（位置ズレや密着不足）、安定した自励発振回路の連続
発振が可能になるという効果がある。
て、前記第２の制御用コイルに直列または並列に接続し
たコンデンサを付加したので、第２の制御用コイルに直
列または並列にコンデンサが接続されていることで、共
振動作を利用し、第２の制御用コイルによる磁束の流れ
の変化を更に大きくすることができて、第１の制御用コ
イルに発生する電圧を更に大きく変化させることがで
き、負荷部と電力供給部との装着状態が悪くなっても
（位置ズレや密着不足）、安定した自励発振回路の連続
発振が可能になるという効果がある。
【００９５】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、前記第２の制御用コイルは互いに異なる位置に配置
された複数の第２の帰還用コイルを接続して形成され、
少なくとも１つの第２の帰還用コイルの発生電圧は他の
第２の帰還用コイルの発生電圧とは逆極性であるので、
第２の制御用コイルは、複数のコイルが異なる位置に配
置され、そこに発生する電圧の少なくとも１つが逆極性
になる状態ですべてのコイルが接続されて１つのコイル
を形成しており、第２の制御用コイルと直列または並列
にコンデンサを接続し、共振動作を利用して第２の制御
用コイルの電圧を増幅する場合、第１の制御用コイルの
磁束変化をより大きくするために影響の大きい位置の第
２の制御用コイルと電力伝達用２次コイルとの磁気的結
合度が高い場合にも、それよりも更に電力伝達用２次コ
イルと磁気的結合度の高い位置に、既に構成されている
第２の制御用コイルの発生する電圧と逆極性の電圧を発
生する向きに新たに第２の制御用コイルを追加し、両者
を接続することで、第２の制御用コイル全体としてのイ
ンダクタンスは小さくなり、電力伝達用２次コイルとの
結合度が下がるので電力伝達用２次コイルの共振動作が
容易になる。そして、第１の制御用コイルの磁束変化を
より大きくするために影響の大きい位置の第２の制御用
コイルのほうは共振動作による電圧増幅度は大きく、後
から追加した方の第２の制御用コイルは電力伝達用２次
コイルの波形の影響を受け、電圧増幅度は低いことにな
る。従って、電力伝達用２次コイルの波形の影響を受け
ることなく第２の制御用コイルが共振動作をすることが
できるので、コイルの巻線を構成できるスペースが制限
されている場合や、負荷部と電力供給部との装着状態が
悪くなっても（位置ズレや密着不足）、安定した自励発
振回路の連続発振が可能になるという効果がある。
て、前記第２の制御用コイルは互いに異なる位置に配置
された複数の第２の帰還用コイルを接続して形成され、
少なくとも１つの第２の帰還用コイルの発生電圧は他の
第２の帰還用コイルの発生電圧とは逆極性であるので、
第２の制御用コイルは、複数のコイルが異なる位置に配
置され、そこに発生する電圧の少なくとも１つが逆極性
になる状態ですべてのコイルが接続されて１つのコイル
を形成しており、第２の制御用コイルと直列または並列
にコンデンサを接続し、共振動作を利用して第２の制御
用コイルの電圧を増幅する場合、第１の制御用コイルの
磁束変化をより大きくするために影響の大きい位置の第
２の制御用コイルと電力伝達用２次コイルとの磁気的結
合度が高い場合にも、それよりも更に電力伝達用２次コ
イルと磁気的結合度の高い位置に、既に構成されている
第２の制御用コイルの発生する電圧と逆極性の電圧を発
生する向きに新たに第２の制御用コイルを追加し、両者
を接続することで、第２の制御用コイル全体としてのイ
ンダクタンスは小さくなり、電力伝達用２次コイルとの
結合度が下がるので電力伝達用２次コイルの共振動作が
容易になる。そして、第１の制御用コイルの磁束変化を
より大きくするために影響の大きい位置の第２の制御用
コイルのほうは共振動作による電圧増幅度は大きく、後
から追加した方の第２の制御用コイルは電力伝達用２次
コイルの波形の影響を受け、電圧増幅度は低いことにな
る。従って、電力伝達用２次コイルの波形の影響を受け
ることなく第２の制御用コイルが共振動作をすることが
できるので、コイルの巻線を構成できるスペースが制限
されている場合や、負荷部と電力供給部との装着状態が
悪くなっても（位置ズレや密着不足）、安定した自励発
振回路の連続発振が可能になるという効果がある。
【００９６】請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれ
かの発明において、前記第１の制御用コイルに直列また
は並列に接続したコンデンサを付加したので、第１の制
御用コイルに直列または並列にコンデンサが接続されて
いることで、負荷部の装着時に電力伝達用２次コイルか
らの影響による磁束変化による電圧変化を、共振動作を
利用することでさらに大きくでき、負荷部と電力供給部
との装着状態を検知できる感度が上がり、装着状態が悪
くなっても（位置ズレや密着不足）、安定した自励発振
回路の連続発振が可能になるという効果がある。
かの発明において、前記第１の制御用コイルに直列また
は並列に接続したコンデンサを付加したので、第１の制
御用コイルに直列または並列にコンデンサが接続されて
いることで、負荷部の装着時に電力伝達用２次コイルか
らの影響による磁束変化による電圧変化を、共振動作を
利用することでさらに大きくでき、負荷部と電力供給部
との装着状態を検知できる感度が上がり、装着状態が悪
くなっても（位置ズレや密着不足）、安定した自励発振
回路の連続発振が可能になるという効果がある。
【図１】本発明の実施形態１を示す回路図である。
【図２】（ａ），（ｂ）本発明の実施形態１のコイルの
配置を示す構成図である。
配置を示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態１の負荷部の装着状態におけ
る電力供給部の各部の波形を示す波形図である。
る電力供給部の各部の波形を示す波形図である。
【図４】本発明の実施形態１の負荷部の非装着状態にお
ける電力供給部の各部の波形を示す波形図である。
ける電力供給部の各部の波形を示す波形図である。
【図５】本発明の実施形態２を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態３を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態４のコイルの配置を示す構成
図である。
図である。
【図８】本発明の実施形態５を示す回路図である。
【図９】（ａ），（ｂ）本発明の実施形態５のコイルの
配置を示す構成図である。
配置を示す構成図である。
【図１０】本発明の実施形態５乃至８の負荷部の装着状
態における電力供給部の各部の波形を示す波形図であ
る。
態における電力供給部の各部の波形を示す波形図であ
る。
【図１１】本発明の実施形態５乃至８の負荷部の非装着
状態における電力供給部の各部の波形を示す波形図であ
る。
状態における電力供給部の各部の波形を示す波形図であ
る。
【図１２】本発明の実施形態６を示す第１の回路図であ
る。
る。
【図１３】（ａ），（ｂ）本発明の実施形態６のコイル
の配置を示す構成図である。
の配置を示す構成図である。
【図１４】本発明の実施形態６を示す第２の回路図であ
る。
る。
【図１５】本発明の実施形態７を示す回路図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）本発明の実施形態７のコイル
の配置を示す構成図である。
の配置を示す構成図である。
【図１７】本発明の実施形態８を示す回路図である。
【図１８】（ａ），（ｂ）本発明の実施形態８のコイル
の配置を示す構成図である。
の配置を示す構成図である。
１０ 電力供給部
２０ 負荷部
Ｎｍ１ 電力伝達用１次コイル
Ｎｍ２ 電力伝達用２次コイル
Ｎｆ１ 第１の制御用コイル
Ｎｆ１１，Ｎｆ１２ 第１の帰還用コイル
ＦＥＴ１ スイッチング素子
Ｅ１ 直流電源
１３ 自動バイアス回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H007 CA02 CB03 CB07 CB09 CC01
CC32 DB03 DC02 HA01
5H730 AA15 AS01 BB23 BB55 BB61
CC01 DD04 DD22 FD24 FG02
XC12 ZZ16
Claims (5)
- 【請求項１】 電力を伝達するための電力伝達用１次コ
イルと、前記電力伝達用１次コイルに流れる電流をオン
・オフするスイッチング素子を有する自励発振回路と、
前記スイッチング素子の制御端子に接続される第１の制
御用コイル及び前記スイッチング素子の制御端子にバイ
アス電圧を印加するバイアス回路の直列回路とを備える
電力供給部と、前記電力伝達用１次コイルと分離着脱自
在なトランス構造を構成して、前記電力伝達用１次コイ
ルに装着した時に電磁誘導によって電圧を誘起される電
力伝達用２次コイルと、前記電力伝達用２次コイルから
電力を供給される負荷とを備える負荷部とから構成さ
れ、前記第１の制御用コイルは互いに異なる位置に配置
された複数の第１の帰還用コイルを接続して形成され、
少なくとも１つの第１の帰還用コイルの発生電圧は他の
第１の帰還用コイルの発生電圧とは逆極性であって、前
記電力伝達用１次コイルに前記電力伝達用２次コイルが
装着した時に前記電力伝達用１次コイル、電力伝達用２
次コイル、及び第１の制御用コイルは互いに磁気結合し
て前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する
フィードバックループを形成して、前記電力伝達用１次
コイルに前記電力伝達用２次コイルが装着した時の前記
第１の制御用コイルの発生電圧は、前記電力伝達用１次
コイルに前記電力伝達用２次コイルが装着していない時
の発生電圧よりも大きいことを特徴とする非接触電力伝
達装置。 - 【請求項２】 前記負荷部は、前記電力伝達用１次コイ
ル、電力伝達用２次コイル、及び第１の制御用コイルと
磁気結合する第２の制御用コイルを備えることを特徴と
する請求項１記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項３】 前記第２の制御用コイルに直列または並
列に接続したコンデンサを付加したことを特徴とする請
求項２記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項４】 前記第２の制御用コイルは互いに異なる
位置に配置された複数の第２の帰還用コイルを接続して
形成され、少なくとも１つの第２の帰還用コイルの発生
電圧は他の第２の帰還用コイルの発生電圧とは逆極性で
あることを特徴とする請求項３記載の非接触電力伝達装
置。 - 【請求項５】 前記第１の制御用コイルに直列または並
列に接続したコンデンサを付加したことを特徴とする請
求項１乃至４いずれか記載の非接触電力伝達装置。
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| JP2001226663A JP2003047179A (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | 非接触電力伝達装置 |
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