JP2005006459A - Non-contact power transmission arrangement - Google Patents

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幸太 大西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact power transmission arrangement capable of preventing breakage or heating of a component on a power receiving device side when a load on the power receiving device side is in open state or in the case used with a low load. <P>SOLUTION: The non-contact power transmission arrangement is characterised by comprising a power transmission device 5, a transformer 6, a power receiving device 7, and a load detection/power transmission controller 8. The power transmission device 5 generates an AC signal of the prescribed frequency to be transmitted. The transformer 6 efficiently transmits the power generated at the power transmission device 5 to the power receiving device 7 side. The load detection/power transmission controller 8 detects whether a load 73 to be connected to the power receiving device 7 is of no load or low load, and lowers the oscillation frequency of an oscillation circuit 51 of the power transmission device 5 down to a prescribed value in the case of no load or low load. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスを介して電磁的に接続された送電装置と受電装置を備える非接触電力伝送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装置としては、図5に示すように、送電装置1と、トランス2と、受電装置3と、を備えたものが知られている。
送電装置1は、伝送すべき所望の電力を生成する装置であり、高周波の交流電源11と、この交流電源11の出力から直流電圧を生成する整流・平滑回路12と、この整流・平滑回路12の出力電圧から交流電圧を生成する共振回路13とを備えている。
【0003】
トランス2は、送電装置1で発生する電力を受電装置2側に伝達するものである。すなわち、このトランス2は、コア(鉄心)21、21入りのトランスであり、共振回路13の出力が印加される1次コイル22と、この1次コイル22に電磁的に結合する2次コイル23とを有し、1次コイル22と2次コイル23とが物理的に分離自在に構成されている。
【0004】
受電装置3は、送電装置1からの電力を受け取る装置であり、トランス2の2次コイル23の出力から直流電圧を生成する出力整流回路31と、この出力整流回路31の出力により充電される負荷としてのバッテリ32と、を備えている。従って、この受電装置3は、充電装置としての機能を有している。
このような構成からなる従来の非接触電力伝送装置では、送電装置1から受電装置3へ転送される電力(電圧)の周波数が、送電装置1側の共振回路13の共振周波数で決められる。そして、受電装置3側の負荷の状態に応じて、送電装置1側の制御などは行われていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、非接触電力伝送装置において、電力を高効率で伝送できるように改善した場合には、大きな電力を高効率で伝送できるようになる。このため、大電力を高効率で伝送できる非接触電力伝送装置では、以下のような不具合が生ずると考えられる。
【0006】
すなわち、受電装置側(2次側)の負荷が何らの原因により開放状態の場合には、受電装置側の出力端子に高電圧が発生するので、その高電圧により受電装置側の部品が耐圧を上回り破壊されるおそれがある。
また、受電装置側の負荷が低負荷として使用されるような場合には、同様に受電装置側の出力端子に高電圧が発生するので、その高電圧により受電装置側の部品が発熱して熱損失を招くおそれがある。
【0007】
そこで、本発明の目的は、受電装置側の負荷が開放状態の場合、または低負荷状態で使用されるような場合に、受電装置側の部品の破壊防止、またはその部品の発熱防止が図れる非接触電力伝送装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第1の発明は、所定の周波数からなる交流信号を生成する送電手段と、前記送電手段の出力が印加される平面状の1次コイルと、この1次コイルに電磁的に結合する平面状の2次コイルとを有し、前記1次コイルと前記2次コイルとが分離自在な変圧手段と、前記2次コイルの出力から直流電圧を生成する整流手段と、前記整流手段に接続される負荷が異常か否かを検出する検出手段と、前記検出手段が負荷の異常を検出した場合に、前記整流手段の出力を低下させるように前記送電手段に対して所定の制御を行う制御手段と、を備えている。
【0009】
第2の発明は、第1の発明の非接触電力伝送装置において、前記送電手段は、所定の周波数の高周波信号を発生するとともに、その高周波信号の発振周波数が可変できまたは発振が停止できるようになっている発振回路を含み、前記検出手段は、前記整流手段の出力電圧に基づいて前記負荷が無負荷または低負荷であるかを否を検出するようになっており、前記制御手段は、前記検出手段が無負荷または低負荷を検出した場合に、前記発振回路の発振周波数を低下させ、またはその発振の停止を行うようになっている。
【0010】
第3の発明は、第1または第2の発明の非接触電力伝送装置において、前記検出手段は、前記整流手段の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、前記出力電圧が前記基準電圧を上回る場合に、無負荷または低負荷である旨の異常信号を出力する比較器と、この比較器が出力する異常信号に基づいて交流信号を生成する交流信号生成回路と、前記交流信号生成回路の出力が印加される平面状の3次コイルと、この3次コイルに電磁的に結合する平面状の4次コイルとを有し、前記3次コイルと前記4次コイルとが分離自在な補助変圧器とを含み、前記4次コイルの出力を前記制御手段に供給するようになっている。
【0011】
第4の発明は、所定の周波数からなる交流信号を生成する送電手段と、前記送電手段の出力が印加される平面状の1次コイルと、この1次コイルに電磁的に結合する平面状の2次コイルとを有し、前記1次コイルと前記2次コイルとが分離自在な変圧手段と、前記2次コイルの出力から直流電圧を生成する整流手段と、前記整流手段の出力端子に接続自在な疑似負荷と、前記整流手段に接続される負荷の異常を検出した場合に、前記疑似負荷を前記整流手段の出力端子に接続させて異常負荷を保護する異常負荷保護手段と、を備えている。
【0012】
第5の発明は、第4の発明の非接触電力伝送装置において、前記異常負荷保護手段は、前記整流手段の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、前記出力電圧が前記基準電圧を上回る場合に、無負荷または低負荷である旨の異常信号を出力する比較器を含み、前記疑似負荷は、MOSトランジスタからなり、このMOSトランジスタは前記比較器からの異常信号によりオンするようになっている。
【0013】
このような構成からなる本発明によれば、受電装置側の負荷が開放状態の場合には受電装置側の部品の破壊防止を図ることができ、また、その受電装置側の負荷が低負荷状態で使用されるような場合にはその部品の発熱防止を図ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本発明の非接触電力伝送装置の第1実施形態の構成について、図1を参照して説明する。
この第1実施形態に係る非接触電力伝送装置は、図1に示すように、送電装置5と、トランス(変圧器)6と、受電装置7と、負荷検出・送電制御装置8と、を備えている。
【0015】
送電装置5は、伝送すべき所定の周波数の交流信号(交流電力)を生成する装置であり、図示のように、発振回路51と、インバータ回路52と、ドライバ回路53、54と、1次側コンデンサC1、C2とから構成される。
発振回路51は、高周波のパルス(矩形波)を発生する回路であり、発振周波数は例えば100〔kHz〕〜500〔kHz〕の範囲である。発振回路51は、その発振周波数が例えば上記の範囲内で連続的または間欠的に可変できるようになっており、かつ、その発振周波数は後述の制御回路84からの周波数制御信号により所定値に制御されるようになっている。
【0016】
ここで、発振回路51は、上記の構成に代えて、発振停止または発振出力の阻止ができるように構成し、後述の制御回路84からの発振停止信号により発振停止または発振出力の阻止がされるようにしても良い。
インバータ回路52は、発振回路51の発生するパルスを反転する回路である。ドライバ回路53は、発振回路51の出力を増幅する回路である。ドライバ回路54は、インバータ回路52の出力を増幅する回路である。
【0017】
1次側コンデンサC1は、ドライバ回路53の出力側とトランス6の1次コイル61の一端側とを交流結合するためのコンデンサである。2次側コンデンサC2は、ドライバ回路54の出力側とトランス6の1次コイル61の他端側とを交流結合するためのコンデンサである。
トランス6は、送電装置5で発生する電力を受電装置7側に効率的に伝達するものである。このため、このトランス6は、送電装置5の出力が印加される1次コイル61と、この1次コイル61に電磁的に結合する2次コイル62とを有している。
【0018】
1次コイル61と2次コイル62とは、図2(A)に示すように、例えば絶縁された単線63を同一平面内で渦巻き状に巻いた平面コイルからなる。この巻き数は多いほど良く、例えば10巻き程度である。
1次コイル61は、図2(B)に示すように、その上下面に絶縁シート64、65が固定(被覆)され、絶縁シート65の下面上にアルミニウムや銅からなる金属シート66に固定されている。金属シート66は、1次コイル61の漏れ磁束などを防ぐものである。
【0019】
2次コイル62は、図2(B)に示すように、その上面側に絶縁シート67が固定され、その絶縁シート67の上面に金属シート68が固定されている。金属シート68は、2次コイル62の漏れ磁束などを防ぐものである。
このような構成からなる1次コイル61と2次コイル62とは、電力伝送が必要なときには、図2(B)に示すように、その平面同士が重なるようにして使用して両者が電磁的に結合でき、電力伝送が不要なときなどにはその両者を物理的に分離させて使用できるような構造になっている。
【0020】
換言すると、1次コイル61と2次コイル62とは、伝送電力が必要な場合には物理的に密着して使用でき、その一方、必要に応じて物理的に分離自在に構成されている。
受電装置7は、送電装置5からの電力を受け取る装置である。このために、受電装置7は、図示に示すように、トランス6の2次コイル62の両端に接続されるコンデンサC3と、トランス6の2次コイル62の出力電圧から直流電圧を生成する出力整流回路71と、この出力整流回路71の出力端子間に接続されるコンデンサC4と、出力整流回路71の出力電圧の安定化を図り定電圧を出力する定電圧回路72とを備え、定電圧回路72の出力端子には負荷73が接続されるようになっている。なお、コンデンサC3は、必要に応じて省略することができる。
【0021】
負荷検出・送電制御装置8は、受電装置7に接続される負荷73が異常か否かを検出し、その負荷73が異常であることを検出したときに、受電装置7の出力が低下するように送電装置5に対して所定の制御を行う装置である。
このために、負荷検出・送電制御装置8は、図示のように、コンパレータ(比較器)81と、共振回路82と、補助トランス83と、制御回路84とを備えている。
【0022】
コンパレータ81は、出力整流回路71の出力電圧を抵抗R1、R2で分圧し、その分圧電圧を基準電圧源85の基準電圧Vrefと比較し、その分圧電圧が基準電圧Vrefを上回った場合に、負荷が異常である旨を示すHレベルの異常信号を出力するようになっている。すなわち、コンパレータ81は、受電装置7の負荷73が開放状態、またはその負荷73が低負荷状態で使用されて出力整流回路71の出力電圧が通常よりも高電圧の場合には、異常信号を出力するようになっている。
【0023】
共振回路82は、コンパレータ81が出力する異常信号に基づいて所定の交流信号を生成する回路である。
補助トランス83は、共振回路82の出力が印加される1次コイルと、この1次コイルに電磁的に結合する2次コイルとを有している。また、この補助トランス83の1次コイルと2次コイルは、例えば、トランス6の1次コイル61と2次コイル62と同様に平面コイルからなるが、信号を伝送することを目的とするのでその規模は小規模のものである。さらに、この補助トランス83の1次コイルと2次コイルは、トランス6の1次コイル61と2次コイル62との接続と分離に連動して、その接続と分離ができるようになっている。
【0024】
制御回路84は、コンパレータ81からの異常信号を補助トランス83の2次コイルから受け取ると、その異常信号に基づいて発振回路51の発振周波数を所定値に制御する周波数制御信号、またはそれに基づいて発振回路51の発振動作などを停止する停止信号を生成する回路である。
次に、図1に示す送電装置5におけるインバータ回路53、54の具体的な回路構成について、図3を参照して説明する。
【0025】
インバータ回路53は、図3に示すように、P型とN型のMOSトランジスタQ1,Q2からなるCMOSインバータ回路531で構成されるとともに、CMOSインバータ回路531の動作時に流れる貫通電流を防止する制御回路532とを含んでいる。制御回路532は、図示のようにノアゲート5321、アンドゲート5322、インバータIV1〜IV6、コンデンサC11,C12から構成される。
【0026】
インバータ回路54は、図3に示すように、P型とN型のMOSトランジスタQ3,Q4からなるCMOSインバータ回路541で構成されるとともに、CMOSインバータ回路541の動作時に流れる貫通電流を防止する制御回路542とを含んでいる。制御回路542は、図示のようにノアゲート5421、アンドゲート5422、インバータIV11〜IV16、コンデンサC21,C22から構成される。
【0027】
このような構成からなる第1実施形態は、送電装置5の発振回路51の発振周波数を変えると、これに応じて受電装置7に接続される負荷の出力電圧、出力電力、および効率がそれぞれ変化するという特性を持っているので、以下にその各特性の試験例について図6を参照して説明する。
図6の各特性は、負荷抵抗が12.5〔Ω〕、送電装置5の出力電圧(1次側電圧)が5.4〔V〕、1次側コンデンサC1,C2はその容量値が同一のものを使用した場合の試験結果である。また、図6において、曲線aはC1,C2の容量値が大きな場合,曲線bはC1,C2の容量値が中程度の場合、曲線cはC1、C2の容量値が小さな場合である。
【0028】
そして、図6(A)は、送電装置5の入力周波数と効率の関係を示し、図6(B)はその周波数と受電装置7の出力電圧の関係を示し、図6(C)はその周波数と出力電力の関係を示している。
なお、この試験例では、試験時に、負荷検出・送電制御装置8はその動作を停止させ、発振回路51の出力側に周波数が可変できる可変発振装置の出力を印加し、その可変発振装置の発振周波数を可変することにより特性試験を行うようにした。
【0029】
図6(A)によれば、1次側コンデンサC1,C2の容量値が大きな場合には、周波数が410〔kHz〕のときに最大効率となり、その最大効率は64.6〔%〕である。このときには、入力電力が5.4〔V〕×1.38〔A〕=7.45〔W〕で、出力電力が7.80〔V〕×0.62〔A〕=4.83〔W〕である(図6(B)(C)参照)。また、図6(C)によれば、C1,C2の容量値が大きな場合には、周波数が410〔kHz〕のときに最大出力となり、その最大出力は7.80〔V〕×0.62〔A〕=4.83〔W〕となり、このときの入力電力は5.4〔V〕×1.38〔A〕=7.45〔W〕である。
【0030】
次に、図6(A)によれば、1次側コンデンサがC1,C2の容量値が中程度の場合には、周波数が620〔kHz〕のときに最大効率となり、その最大効率は64.4〔%〕となる。このときには、入力電力が5.4〔V〕×0.90〔A〕=4.86〔W〕で、出力電力は6.29〔V〕×0.50〔A〕=3.14〔W〕ある。また、図6(C)によれば、C1,C2の容量値が中程度の場合には、周波数が580〔kHz〕のときに最大出力となり、その最大出力は6.42〔V〕×0.50〔A〕=3.23〔W〕となり、このときの入力電力は5.4〔V〕×0.94〔A〕=5.07〔W〕である。
【0031】
さらに、図6(A)によれば、1次コンデンサC1,C2の容量値が小さな場合には、周波数が810〔kHz〕のときに最大効率となり、その最大効率は62.5〔%〕となる。このときには、入力電力が5.4〔V〕×0.82〔A〕=4.43〔W〕で、出力電力は5.94〔V〕×0.47〔A〕=2.79〔W〕である。また、図6(C)によれば、C1,C2の容量値が小さな場合には、周波数が810〔kHz〕のときに最大出力となり、その最大出力は、5.94Vで×0.47〔V〕=2.78〔W〕であり、このときの入力電力は5.4〔V〕×0.82〔A〕=4.43〔W〕である。
【0032】
以上の結果から明らかなように、1次コンデンサC1,C2の容量値が大きなほど最大出力電力が大きく、その容量値が大きなほど共振周波数(極値の周波数)が低いことがわかる。また、発振周波数の制御により出力電圧の制御ができ(図6(B)参照)、最大出力電力は4.83〔W〕で、最大効率が64〔%〕となる。
【0033】
なお、このような第1実施形態の特性、すなわち発振周波数の制御により出力電圧が制御でき、電力の伝送効率が(変換効率)が良いなどの特性は、後述の他の実施形態の特性においても同様である。
次に、このような構成からなる第1実施形態の動作について、図1を参照して説明する。
【0034】
この第1実施形態では、送電装置5が所定の周波数の高周波信号を生成し、その高周波信号がトランス6を介して受電装置7に高効率で伝送できる(図6(A)参照)。このため、送電装置5では大きな電力が生成され、それが効率良く受電装置7に伝送できる。
しかし、受電装置7の負荷73が開放状態にある場合には受電装置7の部品が破壊される恐れあり、また、その受電装置7の負荷73が低負荷状態で使用されるような場合にはその受電装置7の部品の発熱の恐れがある。
【0035】
そこで、この第1実施形態では、使用中に、負荷検出・送電制御装置8が、受電装置7に接続される負荷73の状態を検出し、その負荷73が異常であることを検出した場合には送電装置5に対して以下のような制御を行い、上記の弊害を防止するようにした。
すなわち、コンパレータ81は、出力整流回路81の出力電圧を抵抗R1、R2で分圧し、その分圧電圧を基準電圧源85の基準電圧Vrefと比較し、その分圧電圧が基準電圧Vrefを上回った場合に、負荷が異常である旨を示すHレベルの異常信号を出力する。すなわち、コンパレータ81は、受電装置7の負荷73が開放状態、またはその負荷73が低負荷状態で、出力整流回路71の出力電圧が通常よりも高電圧の場合には、異常信号を出力する。
【0036】
コンパレータ81から異常信号が出力されと、共振回路82ではその異常信号に基づいて所定の交流信号が生成される。その交流信号は、補助トランス83を介して制御回路84に伝送される。
制御回路84は、その交流信号を受け取ると、それに基づいて発振回路51の発振周波数を所定値に制御する周波数制御信号、またはそれに基づいて発振回路51の発振動作を停止する発振停止信号を生成する。
【0037】
ここで、制御回路84は、周波数制御信号を生成する場合には、その周波数制御信号を発振回路51に出力する。この結果、発振回路51は、現在の発振周波数を所定の周波数に低下させる。この発振回路51の発振周波数の低下により、受電装置7の出力電圧は大幅に低下するので(図6(B)参照)、上記の弊害を防止できる。
【0038】
一方、制御回路84は、発振停止信号を生成する場合には、その発振停止信号を発振回路51に出力する。この結果、発振回路51は、その発振動作が停止し、またはその発振出力が阻止される。この発振回路51の発振停止などにより、受電装置7には出力電圧が出力されず、上記の弊害を防止できる。
次に、本発明の非接触電力伝送装置の第2実施形態の構成について、図4を参照して説明する。
【0039】
この第2実施形態に係る非接触電力伝送装置は、図4に示すように、送電装置5Aと、トランス6と、受電装置7と、異常負荷保護装置9と、を備えている。
送電装置5Aは、所定の周波数の交流信号を生成する装置であり、図示のように、発振回路51Aと、インバータ回路52と、ドライバ回路53、54と、1次側コンデンサC1、C2とから構成される。
【0040】
発振回路51Aは、所定の周波数からなる高周波のパルスを発生する発振周波数が固定の発振回路であり、発振周波数は例えば100〔kHz〕〜500〔kHz〕の範囲である。
インバータ回路52、ドライバ回路53、54、および1次側コンデンサC1,C2は、図1に示すインバータ回路52、ドライバ回路53、54、および1次側コンデンサC1,C2と同様に構成するので、その詳細な説明はここでは省略する。
【0041】
また、トランス6および受電装置7は、図1に示すトランス6および受電装置7と同様に構成するので、その構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明はここでは省略する。
異常負荷保護装置9は、受電装置7に接続される負荷73が異常か否かを検出し、その異常を検出した場合に、擬似負荷であるMOSトランジスタ92をオンにしてその負荷73の異常を保護する装置である。このために、異常負荷保護装置8Aは、図示のように、コンパレータ91と、MOSトランジスタ92とを備えている。
【0042】
コンパレータ91は、出力整流回路71の出力電圧を抵抗R3、R4で分圧し、その分圧電圧を基準電圧源93の基準電圧Vrefと比較し、その分圧電圧が基準電圧Vrefを上回った場合、負荷が異常である旨を示すHレベルの異常信号を出力するようになっている。すなわち、コンパレータ91は、受電装置7の負荷73が開放状態、またはその負荷73が低負荷状態で使用されて出力整流回路71の出力電圧が通常よりも高電圧の場合には、異常信号を出力するようになっている。
【0043】
MOSトランジスタ92は、そのドレインとソースが出力整流回路71の出力端子に接続され、そのゲートにコンパレータ91からの異常信号が印加されることにより、オンオフ制御されるようになっている。すなわち、MOSトランジスタ92は、受電装置7の負荷73が開放状態の場合、またはその負荷73が低負荷の状態の場合には、擬似的な負荷として機能し、受電装置7の負荷の異常を防止するために利用されるものである。
【0044】
次に、このような構成からなる第2実施形態の動作について、図4を参照して説明する。
この第2実施形態では、送電装置5Aが所定の周波数の高周波信号を生成し、その高周波信号がトランス6を介して受電装置7に高効率で伝送できる。このため、送電装置5では大きな電力が生成され、それを効率良く受電装置7に伝送できる。
【0045】
しかし、受電装置側の負荷73が開放状態の場合には受電装置7の部品が破壊される恐れあり、また、その受電装置7の負荷73が低負荷状態で使用されるような場合にはその部品の発熱の恐れがある。
そこで、この第2実施形態では、使用中に、異常負荷保護装置9が、受電装置7に接続される負荷73が異常か否かを検出し、その異常を検出した場合には、擬似負荷としてのMOSトランジスタ92のオンにして、上記の弊害を防止するようにした。
【0046】
すなわち、コンパレータ91は、出力整流回路71の出力電圧を抵抗R3、R4で分圧し、その分圧電圧を基準電圧源93の基準電圧Vrefと比較し、その分圧電圧が基準電圧Vrefを上回った場合に、負荷が異常である旨を示すHレベルの異常信号を出力する。すなわち、コンパレータ91は、受電装置7の負荷73が開放状態、またはその負荷73が低負荷の状態で、出力整流回路71の出力電圧が通常よりも高電圧の場合には、異常信号を出力する。
【0047】
コンパレータ91からの異常信号はMOSトランジスタ92のゲートに印加されるので、MOSトランジスタ92はオンし、出力整流回路71の擬似的な負荷として機能する。この結果、受電装置7の負荷の状態が異常な場合に、擬似的に負荷が正常な状態を実現できるので、上記の弊害を防止できる。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受電装置側の負荷が開放状態の場合には受電装置側の部品の破壊防止を図ることができ、また、その受電装置側の負荷が低負荷状態で使用されるような場合にはその部品の発熱防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1のトランスの1次および2次コイルを説明する図であり、(A)はその両コイルの構成を示す平面図、(B)はそのコイルの使用例を示す側面図である。
【図3】図1のドライバ回路の具体的な回路図であり、その制御回路を含んでいる。
【図4】本発明の第2実施形態の構成を示すブロック図である。
【図5】従来装置の構成を示すブロック図である。
【図6】第1実施形態において、1次側の発振周波数と、効率、出力電圧、および出力電力との関係を示す試験結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
5、5Aは送電装置、6はトランス、7は受電装置、8は負荷検出・送電制御装置、9は異常負荷保護装置、51は発振回路、61は1次コイル、62は2次コイル、71は出力整流回路、73は負荷、81、91はコンパレータ(比較器)、82は共振回路、83は補助トランス、84は制御回路、92はMOSトランジスタである。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-contact power transmission device including a power transmission device and a power reception device that are electromagnetically connected via a transformer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of non-contact power device, as shown in FIG. 5, a device including a power transmission device 1, a transformer 2, and a power reception device 3 is known.
The power transmission device 1 is a device that generates desired power to be transmitted, and includes a high-frequency AC power supply 11, a rectification / smoothing circuit 12 that generates a DC voltage from the output of the AC power supply 11, and the rectification / smoothing circuit 12. And a resonance circuit 13 that generates an AC voltage from the output voltage of the output.
[0003]
The transformer 2 transmits power generated by the power transmission device 1 to the power reception device 2 side. That is, the transformer 2 is a transformer including cores (iron cores) 21, 21, a primary coil 22 to which the output of the resonance circuit 13 is applied, and a secondary coil 23 that is electromagnetically coupled to the primary coil 22. The primary coil 22 and the secondary coil 23 are configured to be physically separable.
[0004]
The power receiving device 3 is a device that receives power from the power transmitting device 1, and an output rectifier circuit 31 that generates a DC voltage from the output of the secondary coil 23 of the transformer 2, and a load that is charged by the output of the output rectifier circuit 31. As a battery 32. Therefore, the power receiving device 3 has a function as a charging device.
In the conventional non-contact power transmission device having such a configuration, the frequency of the power (voltage) transferred from the power transmission device 1 to the power reception device 3 is determined by the resonance frequency of the resonance circuit 13 on the power transmission device 1 side. And according to the state of the load on the power receiving device 3 side, the control on the power transmitting device 1 side is not performed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the non-contact power transmission device, when power is improved so as to be transmitted with high efficiency, large power can be transmitted with high efficiency. For this reason, in the non-contact electric power transmission apparatus which can transmit high electric power with high efficiency, it is thought that the following malfunctions arise.
[0006]
That is, when the load on the power receiving device side (secondary side) is open for any reason, a high voltage is generated at the output terminal on the power receiving device side. There is a risk of overdamage.
In addition, when the load on the power receiving device side is used as a low load, a high voltage is generated at the output terminal on the power receiving device side. Risk of loss.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to prevent destruction of a component on the power receiving device side or prevention of heat generation of the component when the load on the power receiving device side is in an open state or used in a low load state. The object is to provide a contact power transmission device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object of the present invention, each invention is configured as follows.
That is, the first invention is a power transmission unit that generates an AC signal having a predetermined frequency, a planar primary coil to which an output of the power transmission unit is applied, and a plane that is electromagnetically coupled to the primary coil. A secondary coil that is shaped like a transformer, the primary coil and the secondary coil being separable, a rectifier that generates a DC voltage from the output of the secondary coil, and connected to the rectifier Detecting means for detecting whether or not the load to be abnormal is abnormal, and control means for performing predetermined control on the power transmitting means so as to reduce the output of the rectifying means when the detecting means detects a load abnormality And.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the non-contact power transmission device according to the first aspect of the invention, the power transmission means generates a high frequency signal having a predetermined frequency, and the oscillation frequency of the high frequency signal can be varied or the oscillation can be stopped. The detecting means detects whether or not the load is no load or low load based on the output voltage of the rectifying means, and the control means When the detecting means detects no load or low load, the oscillation frequency of the oscillation circuit is lowered or the oscillation is stopped.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the contactless power transmission device according to the first or second aspect, the detection unit compares the output voltage of the rectification unit with a predetermined reference voltage, and the output voltage exceeds the reference voltage. A comparator that outputs an abnormal signal indicating no load or low load, an AC signal generating circuit that generates an AC signal based on the abnormal signal output by the comparator, and an output of the AC signal generating circuit An auxiliary transformer which has a planar tertiary coil to which a voltage is applied and a planar quaternary coil electromagnetically coupled to the tertiary coil, and the tertiary coil and the quaternary coil are separable. And the output of the quaternary coil is supplied to the control means.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power transmission means for generating an AC signal having a predetermined frequency, a planar primary coil to which an output of the power transmission means is applied, and a planar electromagnetically coupled to the primary coil. A transformer having a secondary coil, the primary coil and the secondary coil being separable, a rectifier generating a DC voltage from the output of the secondary coil, and connected to an output terminal of the rectifier A free pseudo load, and an abnormal load protection means for protecting the abnormal load by connecting the pseudo load to the output terminal of the rectifier means when an abnormality of the load connected to the rectifier means is detected. Yes.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the contactless power transmission device according to the fourth aspect, the abnormal load protection unit compares the output voltage of the rectification unit with a predetermined reference voltage, and the output voltage exceeds the reference voltage. A comparator that outputs an abnormal signal indicating no load or low load, and the pseudo load is composed of a MOS transistor, and the MOS transistor is turned on by an abnormal signal from the comparator. .
[0013]
According to the present invention having such a configuration, when the load on the power receiving device side is in an open state, it is possible to prevent destruction of the components on the power receiving device side, and the load on the power receiving device side is in a low load state. In such a case, it is possible to prevent the parts from generating heat.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The configuration of the first embodiment of the non-contact power transmission apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the non-contact power transmission device according to the first embodiment includes a power transmission device 5, a transformer (transformer) 6, a power reception device 7, and a load detection / power transmission control device 8. ing.
[0015]
The power transmission device 5 is a device that generates an AC signal (AC power) having a predetermined frequency to be transmitted. As shown in the figure, the oscillation circuit 51, the inverter circuit 52, the driver circuits 53 and 54, and the primary side Consists of capacitors C1 and C2.
The oscillation circuit 51 is a circuit that generates a high-frequency pulse (rectangular wave), and the oscillation frequency is, for example, in the range of 100 [kHz] to 500 [kHz]. The oscillation circuit 51 is configured such that its oscillation frequency can be varied continuously or intermittently within the above range, for example, and the oscillation frequency is controlled to a predetermined value by a frequency control signal from the control circuit 84 described later. It has come to be.
[0016]
Here, the oscillation circuit 51 is configured to be able to stop oscillation or prevent oscillation output instead of the above configuration, and oscillation stop or oscillation output is blocked by an oscillation stop signal from the control circuit 84 described later. You may do it.
The inverter circuit 52 is a circuit that inverts a pulse generated by the oscillation circuit 51. The driver circuit 53 is a circuit that amplifies the output of the oscillation circuit 51. The driver circuit 54 is a circuit that amplifies the output of the inverter circuit 52.
[0017]
The primary side capacitor C1 is a capacitor for AC coupling the output side of the driver circuit 53 and one end side of the primary coil 61 of the transformer 6. The secondary side capacitor C2 is a capacitor for AC coupling the output side of the driver circuit 54 and the other end side of the primary coil 61 of the transformer 6.
The transformer 6 efficiently transmits the power generated by the power transmission device 5 to the power reception device 7 side. For this reason, the transformer 6 has a primary coil 61 to which the output of the power transmission device 5 is applied, and a secondary coil 62 that is electromagnetically coupled to the primary coil 61.
[0018]
As shown in FIG. 2A, the primary coil 61 and the secondary coil 62 are, for example, planar coils obtained by winding an insulated single wire 63 in a spiral shape in the same plane. The greater the number of turns, the better, for example, about 10 turns.
As shown in FIG. 2B, the primary coil 61 has insulating sheets 64 and 65 fixed (covered) on the upper and lower surfaces thereof, and is fixed to a metal sheet 66 made of aluminum or copper on the lower surface of the insulating sheet 65. ing. The metal sheet 66 prevents leakage flux of the primary coil 61 and the like.
[0019]
As shown in FIG. 2B, the secondary coil 62 has an insulating sheet 67 fixed to the upper surface side, and a metal sheet 68 fixed to the upper surface of the insulating sheet 67. The metal sheet 68 prevents leakage magnetic flux of the secondary coil 62 and the like.
As shown in FIG. 2B, the primary coil 61 and the secondary coil 62 having such a structure are used so that their planes overlap each other when both of them require electric power transmission. When the power transmission is unnecessary, the two can be physically separated and used.
[0020]
In other words, the primary coil 61 and the secondary coil 62 can be used in close physical contact with each other when transmission power is required, while being configured to be physically separable as required.
The power receiving device 7 is a device that receives power from the power transmitting device 5. For this purpose, the power receiving device 7, as shown in the figure, outputs rectification that generates a DC voltage from the capacitor C 3 connected to both ends of the secondary coil 62 of the transformer 6 and the output voltage of the secondary coil 62 of the transformer 6. A circuit 71; a capacitor C4 connected between the output terminals of the output rectifier circuit 71; and a constant voltage circuit 72 for stabilizing the output voltage of the output rectifier circuit 71 and outputting a constant voltage. A load 73 is connected to the output terminal. The capacitor C3 can be omitted as necessary.
[0021]
The load detection / power transmission control device 8 detects whether or not the load 73 connected to the power receiving device 7 is abnormal, and when detecting that the load 73 is abnormal, the output of the power receiving device 7 decreases. 2 is a device that performs predetermined control on the power transmission device 5.
For this purpose, the load detection / power transmission control device 8 includes a comparator (comparator) 81, a resonance circuit 82, an auxiliary transformer 83, and a control circuit 84 as shown in the figure.
[0022]
The comparator 81 divides the output voltage of the output rectifier circuit 71 by the resistors R1 and R2, compares the divided voltage with the reference voltage Vref of the reference voltage source 85, and when the divided voltage exceeds the reference voltage Vref. An H level abnormal signal indicating that the load is abnormal is output. That is, the comparator 81 outputs an abnormal signal when the load 73 of the power receiving device 7 is used in an open state or when the load 73 is in a low load state and the output voltage of the output rectifier circuit 71 is higher than normal. It is supposed to be.
[0023]
The resonance circuit 82 is a circuit that generates a predetermined AC signal based on the abnormal signal output from the comparator 81.
The auxiliary transformer 83 includes a primary coil to which the output of the resonance circuit 82 is applied, and a secondary coil that is electromagnetically coupled to the primary coil. Further, the primary coil and the secondary coil of the auxiliary transformer 83 are, for example, planar coils similar to the primary coil 61 and the secondary coil 62 of the transformer 6, but for the purpose of transmitting signals, The scale is small. Further, the primary coil and the secondary coil of the auxiliary transformer 83 can be connected and disconnected in conjunction with the connection and separation between the primary coil 61 and the secondary coil 62 of the transformer 6.
[0024]
When the control circuit 84 receives the abnormal signal from the comparator 81 from the secondary coil of the auxiliary transformer 83, the control circuit 84 oscillates based on the frequency control signal for controlling the oscillation frequency of the oscillation circuit 51 to a predetermined value based on the abnormal signal, or based on the frequency control signal. This circuit generates a stop signal for stopping the oscillation operation of the circuit 51.
Next, a specific circuit configuration of the inverter circuits 53 and 54 in the power transmission device 5 illustrated in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
[0025]
As shown in FIG. 3, the inverter circuit 53 includes a CMOS inverter circuit 531 composed of P-type and N-type MOS transistors Q1 and Q2, and a control circuit for preventing a through current that flows during operation of the CMOS inverter circuit 531. 532. The control circuit 532 includes a NOR gate 5321, an AND gate 5322, inverters IV1 to IV6, and capacitors C11 and C12 as illustrated.
[0026]
As shown in FIG. 3, the inverter circuit 54 includes a CMOS inverter circuit 541 composed of P-type and N-type MOS transistors Q3 and Q4, and a control circuit for preventing a through current that flows during operation of the CMOS inverter circuit 541. 542. The control circuit 542 includes a NOR gate 5421, an AND gate 5422, inverters IV11 to IV16, and capacitors C21 and C22 as illustrated.
[0027]
In the first embodiment having such a configuration, when the oscillation frequency of the oscillation circuit 51 of the power transmission device 5 is changed, the output voltage, output power, and efficiency of the load connected to the power reception device 7 are changed accordingly. Therefore, a test example of each characteristic will be described below with reference to FIG.
6, the load resistance is 12.5 [Ω], the output voltage (primary voltage) of the power transmission device 5 is 5.4 [V], and the primary capacitors C1 and C2 have the same capacitance value. It is a test result at the time of using the thing. In FIG. 6, curve a is when the capacitance values of C1 and C2 are large, curve b is when the capacitance values of C1 and C2 are medium, and curve c is when the capacitance values of C1 and C2 are small.
[0028]
6A shows the relationship between the input frequency of the power transmitting device 5 and the efficiency, FIG. 6B shows the relationship between the frequency and the output voltage of the power receiving device 7, and FIG. 6C shows the frequency. And the output power relationship.
In this test example, during the test, the load detection / power transmission control device 8 stops its operation, applies the output of the variable oscillation device whose frequency is variable to the output side of the oscillation circuit 51, and oscillates the variable oscillation device. The characteristic test was performed by changing the frequency.
[0029]
According to FIG. 6A, when the capacitance values of the primary side capacitors C1 and C2 are large, the maximum efficiency is obtained when the frequency is 410 [kHz], and the maximum efficiency is 64.6 [%]. . At this time, the input power is 5.4 [V] × 1.38 [A] = 7.45 [W], and the output power is 7.80 [V] × 0.62 [A] = 4.83 [W]. (See FIGS. 6B and 6C). Further, according to FIG. 6C, when the capacitance values of C1 and C2 are large, the maximum output is obtained when the frequency is 410 [kHz], and the maximum output is 7.80 [V] × 0.62. [A] = 4.83 [W], and the input power at this time is 5.4 [V] × 1.38 [A] = 7.45 [W].
[0030]
Next, according to FIG. 6A, when the capacitance values of the primary side capacitors C1 and C2 are medium, the maximum efficiency is obtained when the frequency is 620 [kHz]. 4 [%]. At this time, the input power is 5.4 [V] × 0.90 [A] = 4.86 [W], and the output power is 6.29 [V] × 0.50 [A] = 3.14 [W]. 〕is there. Further, according to FIG. 6C, when the capacitance values of C1 and C2 are medium, the maximum output is obtained when the frequency is 580 [kHz], and the maximum output is 6.42 [V] × 0. .50 [A] = 3.23 [W], and the input power at this time is 5.4 [V] × 0.94 [A] = 0.07 [W].
[0031]
Furthermore, according to FIG. 6A, when the capacitance values of the primary capacitors C1 and C2 are small, the maximum efficiency is obtained when the frequency is 810 [kHz], and the maximum efficiency is 62.5 [%]. Become. At this time, the input power is 5.4 [V] × 0.82 [A] = 4.43 [W], and the output power is 5.94 [V] × 0.47 [A] = 2.79 [W]. ]. Further, according to FIG. 6C, when the capacitance values of C1 and C2 are small, the maximum output is obtained when the frequency is 810 [kHz], and the maximum output is 5.94V × 0.47 [ V] = 2.78 [W], and the input power at this time is 5.4 [V] × 0.82 [A] = 4.43 [W].
[0032]
As can be seen from the above results, the maximum output power increases as the capacitance values of the primary capacitors C1 and C2 increase, and the resonance frequency (extreme frequency) decreases as the capacitance value increases. Further, the output voltage can be controlled by controlling the oscillation frequency (see FIG. 6B), the maximum output power is 4.83 [W], and the maximum efficiency is 64 [%].
[0033]
Note that the characteristics of the first embodiment, that is, the output voltage can be controlled by controlling the oscillation frequency and the power transmission efficiency (conversion efficiency) is good are the characteristics of other embodiments described later. It is the same.
Next, the operation of the first embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
[0034]
In the first embodiment, the power transmission device 5 generates a high-frequency signal having a predetermined frequency, and the high-frequency signal can be transmitted to the power receiving device 7 through the transformer 6 with high efficiency (see FIG. 6A). Therefore, a large amount of power is generated in the power transmission device 5 and can be efficiently transmitted to the power reception device 7.
However, when the load 73 of the power receiving device 7 is in an open state, parts of the power receiving device 7 may be destroyed, and when the load 73 of the power receiving device 7 is used in a low load state. There is a risk of heat generation of parts of the power receiving device 7.
[0035]
Thus, in the first embodiment, when the load detection / power transmission control device 8 detects the state of the load 73 connected to the power receiving device 7 and detects that the load 73 is abnormal during use. Performs the following control on the power transmission device 5 to prevent the above-described adverse effects.
That is, the comparator 81 divides the output voltage of the output rectifier circuit 81 by the resistors R1 and R2, compares the divided voltage with the reference voltage Vref of the reference voltage source 85, and the divided voltage exceeds the reference voltage Vref. In this case, an H level abnormality signal indicating that the load is abnormal is output. That is, the comparator 81 outputs an abnormal signal when the load 73 of the power receiving device 7 is in an open state or when the load 73 is in a low load state and the output voltage of the output rectifier circuit 71 is higher than normal.
[0036]
When an abnormal signal is output from the comparator 81, the resonance circuit 82 generates a predetermined AC signal based on the abnormal signal. The AC signal is transmitted to the control circuit 84 via the auxiliary transformer 83.
Upon receiving the AC signal, the control circuit 84 generates a frequency control signal for controlling the oscillation frequency of the oscillation circuit 51 to a predetermined value based on the AC signal, or an oscillation stop signal for stopping the oscillation operation of the oscillation circuit 51 based on the frequency control signal. .
[0037]
Here, when generating the frequency control signal, the control circuit 84 outputs the frequency control signal to the oscillation circuit 51. As a result, the oscillation circuit 51 reduces the current oscillation frequency to a predetermined frequency. Since the output voltage of the power receiving device 7 is significantly reduced due to the decrease in the oscillation frequency of the oscillation circuit 51 (see FIG. 6B), the above-described adverse effects can be prevented.
[0038]
On the other hand, when generating the oscillation stop signal, the control circuit 84 outputs the oscillation stop signal to the oscillation circuit 51. As a result, the oscillation circuit 51 stops its oscillation operation or prevents its oscillation output. Due to the oscillation stop of the oscillation circuit 51 and the like, no output voltage is output to the power receiving device 7, and the above-described adverse effects can be prevented.
Next, the structure of 2nd Embodiment of the non-contact electric power transmission apparatus of this invention is demonstrated with reference to FIG.
[0039]
As shown in FIG. 4, the non-contact power transmission device according to the second embodiment includes a power transmission device 5 </ b> A, a transformer 6, a power reception device 7, and an abnormal load protection device 9.
The power transmission device 5A is a device that generates an AC signal having a predetermined frequency, and includes an oscillation circuit 51A, an inverter circuit 52, driver circuits 53 and 54, and primary-side capacitors C1 and C2, as shown in the figure. Is done.
[0040]
The oscillation circuit 51A is an oscillation circuit with a fixed oscillation frequency that generates a high-frequency pulse having a predetermined frequency, and the oscillation frequency is, for example, in the range of 100 [kHz] to 500 [kHz].
Inverter circuit 52, driver circuits 53 and 54, and primary side capacitors C1 and C2 are configured similarly to inverter circuit 52, driver circuits 53 and 54, and primary side capacitors C1 and C2 shown in FIG. Detailed description is omitted here.
[0041]
Moreover, since the transformer 6 and the power receiving device 7 are configured in the same manner as the transformer 6 and the power receiving device 7 shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to the components, and detailed description thereof is omitted here.
The abnormal load protection device 9 detects whether or not the load 73 connected to the power receiving device 7 is abnormal. When the abnormal load is detected, the abnormal load protection device 9 turns on the MOS transistor 92 which is a pseudo load and detects the abnormality of the load 73. It is a device to protect. For this purpose, the abnormal load protection device 8A includes a comparator 91 and a MOS transistor 92 as shown in the figure.
[0042]
The comparator 91 divides the output voltage of the output rectifier circuit 71 by the resistors R3 and R4, compares the divided voltage with the reference voltage Vref of the reference voltage source 93, and when the divided voltage exceeds the reference voltage Vref, An abnormal signal of H level indicating that the load is abnormal is output. That is, the comparator 91 outputs an abnormal signal when the load 73 of the power receiving device 7 is used in an open state or when the load 73 is in a low load state and the output voltage of the output rectifier circuit 71 is higher than normal. It is supposed to be.
[0043]
The MOS transistor 92 has its drain and source connected to the output terminal of the output rectifier circuit 71, and an abnormal signal from the comparator 91 is applied to its gate, so that the MOS transistor 92 is on / off controlled. That is, the MOS transistor 92 functions as a pseudo load when the load 73 of the power receiving device 7 is in an open state or when the load 73 is in a low load state, and prevents an abnormality in the load of the power receiving device 7. It is used to do.
[0044]
Next, the operation of the second embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the power transmission device 5 </ b> A generates a high-frequency signal having a predetermined frequency, and the high-frequency signal can be transmitted to the power receiving device 7 through the transformer 6 with high efficiency. For this reason, large electric power is generated in the power transmission device 5 and can be efficiently transmitted to the power reception device 7.
[0045]
However, when the load 73 on the power receiving device side is in an open state, the parts of the power receiving device 7 may be destroyed, and when the load 73 of the power receiving device 7 is used in a low load state, There is a risk of heat generation of parts.
Therefore, in the second embodiment, during use, the abnormal load protection device 9 detects whether or not the load 73 connected to the power receiving device 7 is abnormal. The MOS transistor 92 is turned on to prevent the above-described adverse effects.
[0046]
That is, the comparator 91 divides the output voltage of the output rectifier circuit 71 by the resistors R3 and R4, compares the divided voltage with the reference voltage Vref of the reference voltage source 93, and the divided voltage exceeds the reference voltage Vref. In this case, an H level abnormality signal indicating that the load is abnormal is output. That is, the comparator 91 outputs an abnormal signal when the load 73 of the power receiving device 7 is in an open state or the load 73 is in a low load state and the output voltage of the output rectifier circuit 71 is higher than normal. .
[0047]
Since the abnormal signal from the comparator 91 is applied to the gate of the MOS transistor 92, the MOS transistor 92 is turned on and functions as a pseudo load of the output rectifier circuit 71. As a result, when the load state of the power receiving device 7 is abnormal, a pseudo-normal state can be realized, and thus the above-described adverse effects can be prevented.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the load on the power receiving device side is in an open state, it is possible to prevent damage to the components on the power receiving device side, and the load on the power receiving device side is in a low load state. In such a case, it is possible to prevent the parts from generating heat.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
2A and 2B are diagrams for explaining primary and secondary coils of the transformer of FIG. 1, in which FIG. 2A is a plan view showing the configuration of both coils, and FIG. 2B is a side view showing an example of use of the coils; is there.
FIG. 3 is a specific circuit diagram of the driver circuit of FIG. 1, including its control circuit.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional apparatus.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a test result indicating a relationship between a primary side oscillation frequency, efficiency, output voltage, and output power in the first embodiment.
[Explanation of symbols]
5, 5A is a power transmission device, 6 is a transformer, 7 is a power reception device, 8 is a load detection / power transmission control device, 9 is an abnormal load protection device, 51 is an oscillation circuit, 61 is a primary coil, 62 is a secondary coil, 71 Is an output rectifier circuit, 73 is a load, 81 and 91 are comparators (comparators), 82 is a resonance circuit, 83 is an auxiliary transformer, 84 is a control circuit, and 92 is a MOS transistor.

Claims (5)

所定の周波数からなる交流信号を生成する送電手段と、
前記送電手段の出力が印加される平面状の1次コイルと、この1次コイルに電磁的に結合する平面状の2次コイルとを有し、前記1次コイルと前記2次コイルとが分離自在な変圧手段と、
前記2次コイルの出力から直流電圧を生成する整流手段と、
前記整流手段に接続される負荷が異常か否かを検出する検出手段と、
前記検出手段が負荷の異常を検出した場合に、前記整流手段の出力を低下させるように前記送電手段に対して所定の制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする非接触電力伝送装置。
Power transmission means for generating an AC signal having a predetermined frequency;
A planar primary coil to which the output of the power transmission means is applied; and a planar secondary coil that is electromagnetically coupled to the primary coil, wherein the primary coil and the secondary coil are separated. Flexible transformation means,
Rectifying means for generating a DC voltage from the output of the secondary coil;
Detecting means for detecting whether or not the load connected to the rectifying means is abnormal;
Control means for performing predetermined control on the power transmission means so as to reduce the output of the rectification means when the detection means detects a load abnormality;
A non-contact power transmission device comprising:
前記送電手段は、
所定の周波数の高周波信号を発生するとともに、その高周波信号の発振周波数が可変できまたは発振が停止できるようになっている発振回路を含み、
前記検出手段は、前記整流手段の出力電圧に基づいて前記負荷が無負荷または低負荷であるかを否を検出するようになっており、
前記制御手段は、前記検出手段が無負荷または低負荷を検出した場合に、前記発振回路の発振周波数を低下させ、またはその発振の停止を行うようになっていることを特徴とする請求項1に記載の非接触電力伝送装置。
The power transmission means is
Including an oscillation circuit that generates a high-frequency signal of a predetermined frequency and can vary the oscillation frequency of the high-frequency signal or stop the oscillation;
The detection means detects whether or not the load is no load or low load based on the output voltage of the rectification means,
2. The control unit according to claim 1, wherein when the detection unit detects no load or low load, the control unit reduces the oscillation frequency of the oscillation circuit or stops the oscillation. The non-contact power transmission device described in 1.
前記検出手段は、
前記整流手段の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、前記出力電圧が前記基準電圧を上回る場合に、無負荷または低負荷である旨の異常信号を出力する比較器と、
この比較器が出力する異常信号に基づいて交流信号を生成する交流信号生成回路と、
前記交流信号生成回路の出力が印加される平面状の3次コイルと、この3次コイルに電磁的に結合する平面状の4次コイルとを有し、前記3次コイルと前記4次コイルとが分離自在な補助変圧器とを含み、
前記4次コイルの出力を前記制御手段に供給するようになっていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の非接触電力伝送装置。
The detection means includes
A comparator that compares the output voltage of the rectifier with a predetermined reference voltage, and outputs an abnormal signal indicating no load or low load when the output voltage exceeds the reference voltage;
An AC signal generation circuit that generates an AC signal based on the abnormal signal output by the comparator;
A planar tertiary coil to which an output of the AC signal generation circuit is applied; and a planar quaternary coil electromagnetically coupled to the tertiary coil; the tertiary coil and the quaternary coil; Including a separable auxiliary transformer,
The non-contact power transmission apparatus according to claim 1 or 2, wherein an output of the quaternary coil is supplied to the control means.
所定の周波数からなる交流信号を生成する送電手段と、
前記送電手段の出力が印加される平面状の1次コイルと、この1次コイルに電磁的に結合する平面状の2次コイルとを有し、前記1次コイルと前記2次コイルとが分離自在な変圧手段と、
前記2次コイルの出力から直流電圧を生成する整流手段と、
前記整流手段の出力端子に接続自在な疑似負荷と、
前記整流手段に接続される負荷の異常を検出した場合に、前記疑似負荷を前記整流手段の出力端子に接続させて異常負荷を保護する異常負荷保護手段と、
を備えたことを特徴とする非接触電力伝送装置。
Power transmission means for generating an AC signal having a predetermined frequency;
A planar primary coil to which the output of the power transmission means is applied; and a planar secondary coil that is electromagnetically coupled to the primary coil, wherein the primary coil and the secondary coil are separated. Flexible transformation means,
Rectifying means for generating a DC voltage from the output of the secondary coil;
A pseudo load connectable to the output terminal of the rectifying means;
When detecting an abnormality of a load connected to the rectifying means, an abnormal load protection means for protecting the abnormal load by connecting the pseudo load to the output terminal of the rectifying means;
A non-contact power transmission device comprising:
前記異常負荷保護手段は、
前記整流手段の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、前記出力電圧が前記基準電圧を上回る場合に、無負荷または低負荷である旨の異常信号を出力する比較器を含み、
前記疑似負荷は、MOSトランジスタからなり、このMOSトランジスタは前記比較器からの異常信号によりオンするようになっていることを特徴する請求項4に記載の非接触電力伝送装置。
The abnormal load protection means includes:
A comparator that compares the output voltage of the rectifying means with a predetermined reference voltage, and outputs an abnormal signal indicating no load or low load when the output voltage exceeds the reference voltage;
5. The non-contact power transmission apparatus according to claim 4, wherein the pseudo load comprises a MOS transistor, and the MOS transistor is turned on by an abnormal signal from the comparator.
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