JP2008295278A

JP2008295278A - 電力伝送装置

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Publication number: JP2008295278A
Application number: JP2007141086A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Kitamura; 浩康北村; Hideaki Abe; 秀明安倍
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-05-28
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2027-05-28
Also published as: JP4877072B2

Abstract

【課題】消費電力の低減が可能な電力伝送装置を提供する。
【解決手段】ボディダイオードの順方向が直流電源による電圧の向きの逆向きとなるように接続された誘導コイルＬ１と共振コンデンサＣ１とが並列に接続された共振回路と直流電源Ｅ１との接続をオンオフするｎチャネルの第１電界効果トランジスタＦ１を備える。また、第１電界効果トランジスタＦ１に同期してオンオフされるｎチャネルの第２電界効果トランジスタＦ２を、ボディダイオードの順電圧の向きが直流電源による電圧の向きに一致するように第１電界効果トランジスタＦ１に直列に接続した。第１電界効果トランジスタＦ１のボディダイオードを介した直流電源Ｅ１への電流の逆流が、第２電界効果トランジスタＦ２のボディダイオードによって阻止される。一般的なダイオードによって上記逆流を阻止する場合に比べ、消費電力が低減される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁誘導により非接触で電力を伝送する電力伝送装置に関するものである。

従来から、電磁誘導により非接触で電力を伝送する電力伝送装置が、電気髭剃りや携帯電話の充電器に用いられている。この種の電力伝送装置を用いれば、充電器と電機髭剃りといった装置間の電気的接続のために導電材料からなる端子を露出させる必要がないことにより、安全性の向上や寿命の延長が可能となる。

この種の電力伝送装置として、図１０に示すように、直流電源Ｅ１を電源として動作するものがある。電磁誘導による電力の伝送のためには直流を交流に変換する必要があるため、図１０の電力伝送装置は、受電コイルＬＳへの電磁誘導による給電に用いられる誘導コイルＬ１と、誘導コイルＬ１に並列に接続されて共振回路を構成する共振コンデンサＣ１と、誘導コイルＬ１に直列に直流電源Ｅ１に接続されて誘導コイルＬ１と直流電源Ｅ１との接続を周期的にオンオフするｎチャネルの電界効果トランジスタＦ１とを備える。電界効果トランジスタＦ１は、上記共振回路よりも直流電源Ｅ１の負極に近い側に接続され、ソースを直流電源の正極側に向けドレインを直流電源の負極側に向けている。

詳しく説明すると、受電コイルＬＳにはタップが設けられており、受電コイルＬＳの両端はそれぞれアノードを受電コイルＬＳに向けた整流用のダイオードＤａ，Ｄｂを介して二次電池Ｅ２の正極に接続され、受電コイルＬＳの上記タップは二次電池Ｅ２の負極に接続されている。つまり、受電コイルＬＳ側の装置は、電磁誘導により受電コイルＬＳに供給された電力を用いて二次電池Ｅ２を充電するものである。

さらに、誘導コイルＬ１と電界効果トランジスタＦ１との直列回路には、抵抗Ｒ１と共振コンデンサＣ１との直列回路が並列に接続されており、誘導コイルＬ１と電界効果トランジスタとの直列回路とともに直流電源Ｅ１の両端間に接続される。コンデンサＣ２は、抵抗Ｒ１よりも直流電源Ｅ１の負極に近い側に接続されている。抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２との接続点と電界効果トランジスタＦ１のゲートとの間には、例えば誘導コイルＬ１と共通のコアに巻回されることにより誘導コイルＬ１に磁気的に結合された帰還コイルＬ２が設けられている。さらに、帰還コイルＬ２と電界効果トランジスタＦ１のゲートとの接続点は、アノードを前記接続点に接続されたダイオードＤ２と駆動用トランジスタＱ１との直列回路を介して直流電源Ｅ１の負極に接続される。また、電界効果トランジスタＦ１のドレインは、カソードを電界効果トランジスタＦ１に向けたダイオードＤ１と抵抗Ｒ２との並列回路を介して、誘導コイルＬ１に接続されている。さらに、電界効果トランジスタＦ１のソースは、分圧抵抗Ｒ７１，Ｒ７２を介して直流電源Ｅ１に接続され、分圧抵抗Ｒ７１，７２の接続点はｎｐｎ型の駆動用トランジスタＱ１に接続されている。

上記従来の電力伝送装置の動作を説明する。まず、直流電源Ｅ１が接続された直後は、電界効果トランジスタＦ１と駆動用トランジスタＱ１とはともにオフ状態であるため、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ２への充電が開始される。やがて、コンデンサＣ２の充電電圧が電界効果トランジスタＦ１のオン電圧に達すると、電界効果トランジスタＦ１がオンされ、誘導コイルＬ１に電流が流れ始める。すると、各分圧抵抗Ｒ７１，Ｒ７２にも電流が流れ、駆動用トランジスタＱ１がオンされることにより、コンデンサＣ２が帰還コイルＬ２とダイオードＤ２と駆動用トランジスタＱ１とを介して放電され充電電圧が低下することにより、再び電界効果トランジスタＦ１がオフされ、各分圧抵抗Ｒ７１，Ｒ７２に電流が流れなくなることにより駆動用トランジスタＱ１もオフされる。上記のコンデンサＣ２の放電は、帰還コイルＬ２に誘導される電流により速やかになされる。以下、上記の動作が繰り返されることにより、電界効果トランジスタＦ１は周期的にオンオフされる。

誘導コイルＬ１に電流が流れ始めた後、電界効果トランジスタＦ１がオフされている期間には、誘導コイルＬ１とコンデンサＣ２とのループには振動電流が流れ続ける。発熱や漏れインダクタンスによる損失や、受電コイルＬ２へ伝送される電力のため、電界効果トランジスタＦ１がオフされている期間には上記ループに蓄えられた電力は減少し続けるが、減少した電力は電界効果トランジスタＦ１がオンされている期間に直流電源Ｅ１から供給される。

ここで、上記の動作中には、インダクタＬ１において電界効果トランジスタＦ１に近い側の端の電位が、電界効果トランジスタＦ１のソースの電位よりも低くなる期間が存在する。ダイオードＤ１は、上記の期間において電界効果トランジスタＦ１のボディダイオード（寄生ダイオードとも呼ばれる）を介した直流電源Ｅ１への電流の逆流を防ぐために設けられている。
特許第３４１６８６３号公報

しかし、上記のように逆流防止用にダイオードＤ１を設けると、ダイオードＤ１における消費電力（損失）が比較的に大きくなってしまう。ダイオードＤ１における消費電力は、特に直流電源Ｅ１からの入力電流が大きい場合に問題となる。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、消費電力の低減が可能な電力変換装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、直流電源に接続される誘導コイルを用いた電磁誘導により直流電源から負荷に電力を伝送する電力伝送装置であって、誘導コイルと共振コンデンサとの並列回路からなる共振回路と、ソースを直流電源の負極側に向けドレインを直流電源の正極側に向けて共振回路に直列に直流電源に接続され共振回路への給電をオンオフするｎチャネルの第１電界効果トランジスタと、ソースを直流電源の正極側に向けドレインを直流電源の負極側に向けて共振回路と第１電界効果トランジスタとに直列に接続されたｎチャネルの第２電界効果トランジスタと、第１電界効果トランジスタを周期的にオンオフ駆動するとともに、少なくとも第１電界効果トランジスタがオフされている期間には第２電界効果トランジスタをオフさせるように、第２電界効果トランジスタを周期的にオンオフ駆動する駆動回路とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、共振回路から第１電界効果トランジスタのボディダイオードを通じた直流電源への電流の逆流を、第２電界効果トランジスタのボディダイオードによって防止していることにより、逆流防止にダイオードを用いる場合に比べて消費電力が低減される。

請求項２の発明は、直流電源に接続される誘導コイルを用いた電磁誘導により直流電源から負荷に電力を伝送する電力伝送装置において、誘導コイルはタップを有し、誘導コイルのタップは直流電源の正極に接続され、誘導コイルの両端はそれぞれ直流電源の負極に接続されるものであって、誘導コイルにおいてタップで分かれた各部について、それぞれ、誘導コイルとともに共振回路を構成する共振コンデンサが並列に接続され、誘導コイルの両側において、それぞれ、誘導コイルと直流電源の負極との間には、ソースを直流電源の負極側に向けドレインを直流電源の正極側に向けたｎチャネルの第１電界効果トランジスタと、ソースを直流電源の正極側に向けドレインを直流電源の負極側に向けたｎチャネルの第２電界効果トランジスタとの直列回路が設けられ、誘導コイルの互いに異なる側の第１電界効果トランジスタが交互にオンオフされるように各第１電界効果トランジスタをそれぞれ周期的にオンオフ駆動するとともに、各第２電界効果トランジスタについてそれぞれ少なくとも誘導コイルに関して同じ側に接続された第１電界効果トランジスタがオフされている期間にはオフされるように各第２電界効果トランジスタをそれぞれ周期的にオンオフ駆動する駆動回路を備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、駆動回路は、誘導コイルに磁気的に結合した帰還コイルを含むことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、駆動回路は、第１電界効果トランジスタを、直列に接続された第２電界効果トランジスタよりも先にオンさせることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、駆動回路は、直列に接続された第１電界効果トランジスタがオフされている第２電界効果トランジスタのゲートを、直流電源の負極又は該第１電界効果トランジスタのソースと同電位とすることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、駆動回路は、コレクタが第２電界効果トランジスタのゲートに接続されエミッタが直流電源の負極に接続されベースが第１の抵抗を介して直流電源の正極に接続されるｎｐｎ型の第１のトランジスタと、コレクタが第１のトランジスタのベースに接続されエミッタが直流電源の負極に接続されるｎｐｎ型の第２のトランジスタと、第２の抵抗を介して第２のトランジスタのベースに接続されるとともに第３の抵抗を介して第１電界効果トランジスタのゲートに接続された出力端子を有し該出力端子から第１電界効果トランジスタの駆動用の電気信号を出力する駆動信号発生回路とを備えることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６の発明において、第２電界効果トランジスタのゲートは第４の抵抗を介して駆動信号発生回路の出力端子に接続されていて、第３の抵抗の抵抗値が、第４の抵抗の抵抗値よりも低いことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかの発明において、金属からなり誘導コイルの発生させる電磁界による誘導電流で加熱される被加熱体を備えることを特徴とする。

請求項１の発明及び請求項２の発明によれば、それぞれ、共振回路から第１電界効果トランジスタのボディダイオードを通じた直流電源への電流の逆流を、ボディダイオードの順方向の向きが直流電源の電圧の向きの逆向きとなるように接続された第２電界効果トランジスタのボディダイオードによって防止していることにより、逆流防止にダイオードを用いる場合に比べて消費電力が低減される。

（実施形態１）
本実施形態の基本構成は従来例と共通であるので、共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態は、従来例における逆流防止用のダイオードＤ１に代えて、電界効果トランジスタ（以下、「第１電界効果トランジスタ」と呼ぶ。）Ｆ１と同期してオンオフされるｎチャネルの第２電界効果トランジスタＦ２を用いていることを特徴とする。第２電界効果トランジスタＦ２は、ソースを誘導コイルＬ１に接続され、ドレインを第１電界効果トランジスタのドレインに接続されている。つまり、第２電界効果トランジスタＦ２は、ソースを直流電源Ｅ１の正極側に向け、ドレインを直流電源Ｅ１の負極側に向けているのであり、第２電界効果トランジスタＦ２のボディダイオードの順方向は直流電源Ｅ１の電圧の向きに一致している。

また、第１電界効果トランジスタＦ１のゲート及び第２電界効果トランジスタＦ２のゲートは、互いに異なる抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して帰還コイルＬ２に接続されている。

さらに、第１電界効果トランジスタＦ１がオンされている間に第２電界効果トランジスタＦ２がオンされてしまうことを防ぐために、以下の回路を設けている。すなわち、コレクタが第２電界効果トランジスタＦ２のゲートに接続されエミッタがグランドＧＮＤ（直流電源Ｅ１の負極と同電位）に接続されベースが抵抗Ｒ５（請求項における第１の抵抗）を介して直流電源Ｅ１の正極に接続されるｎｐｎ型の第１のトランジスタＱ２と、コレクタが第１のトランジスタＱ２のベースに接続されエミッタがグランドＧＮＤに接続されるｎｐｎ型の第２のトランジスタＱ３とを設けている。第２のトランジスタＱ３のベースは、抵抗Ｒ６（請求項における第２の抵抗）を介して帰還コイルＬ２に接続されている。

つまり、コンデンサＣ２が充電されていない状態では第２のトランジスタＱ３がオフされることによりトランジスタＱ２がオンされ、これによって第２電界効果トランジスタＦ２はオフ状態に維持される。コンデンサＣ２が充電されると、第２のトランジスタＱ３がオンされることによって第１のトランジスタＱ２がオフされ、第２電界効果トランジスタＦ２のオンが可能となる。すなわち、コンデンサＣ２が充電されておらず第１電界効果トランジスタＦ１がオフされている状態で第２電界効果トランジスタＦ２がオンされることが防止されている。

さらに、第１電界効果トランジスタＦ１のゲートと帰還コイルＬ２との間の抵抗Ｒ３（請求項における第３の抵抗）の抵抗値は、第２電界効果トランジスタＦ２のゲートと帰還コイルＬ２との間の抵抗Ｒ４（請求項における第４の抵抗）の抵抗値よりも低くなっており、第１電界効果トランジスタＦ１と第２電界効果トランジスタＦ２とでゲートソース間容量が共通であれば、第１電界効果トランジスタＦ１が第２電界効果トランジスタＦ２よりも先にオンされるようになっている。

上記の回路により、図２に示すように、第２電界効果トランジスタＦ２は、少なくとも第１電界効果トランジスタＦ１がオフされている期間にはオフされるように、第１電界効果トランジスタＦ１に略同期して周期的にオンオフされる。

また、第１電界効果トランジスタＦ１のソースの電圧を分圧した電圧によって駆動用トランジスタＱ１をオンオフする代わりに、第１電界効果トランジスタＦ１のソースとグランドＧＮＤとの間に抵抗Ｒ７を接続し、この抵抗Ｒ７と第１電界効果トランジスタＦ１との接続点を、抵抗Ｒ８を介して駆動用トランジスタＱ１のベースに接続するとともに、抵抗Ｒ８と駆動用トランジスタＱ１との接続点を、コンデンサＣ３を介してグランドＧＮＤに接続している。つまり、第１電界効果トランジスタＦ１に電流が流れたときには、抵抗Ｒ７の両端電圧により、抵抗Ｒ８を介してコンデンサＣ３が充電され、これによって駆動用トランジスタＱ１がオンされる。逆に、第１電界効果トランジスタＦ１に電流が流れなくなると、抵抗Ｒ７，Ｒ８を介してコンデンサＣ３が放電されることにより、駆動用トランジスタＱ１がオフされる。すなわち、抵抗Ｒ１，Ｒ７，Ｒ８と、コンデンサＣ２，Ｃ３と、駆動用トランジスタＱ１と、帰還コイルＬ２とで請求項における駆動信号発生回路が構成されている。

さらに、直流電源Ｅ１に接続される入力端間には、ノイズ除去用の入力コンデンサＣ０が、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２との直列回路に並列に接続されている。

本実施形態において、直流電源Ｅ１の出力電圧は例えば５Ｖである。また、本実施形態における負荷は、二次電池Ｅ２を充電する充電回路であって、誘導コイルＬ１が発生させる電磁界による誘導電流が発生する受電コイルＬｓと、受電コイルＬＳの両端間に接続された整流ダイオードＤａと平滑コンデンサＣａとの直列回路と、平滑コンデンサＣａに並列に接続された二次電池Ｅ２とを備える。上記の充電回路により充電することができる二次電池Ｅ２としては、例えばリチウムイオン電池や、ニッケル水素電池や、ニッカド電池などがある。

上記構成によれば、共振回路から直流電源Ｅ１への電流の逆流を、一般的なダイオードよりも消費電力が少ない第２電界効果トランジスタＦ２のボディダイオードで防止していることにより、従来例のように上記逆流の防止にダイオードＤ１を用いる場合に比べ、消費電力が低減される。

なお、第１電界効果トランジスタＦ１と第２電界効果トランジスタＦ２とを互いに共通の帰還コイルＬ２に接続する代わりに、図３に示すように、第２電界効果トランジスタＦ２を別途に設けられた帰還コイルＬ３に接続してもよい。図３の例では、第２電界効果トランジスタＦ２用に設けられた帰還コイルＬ３は、抵抗Ｒ９を介して直流電源Ｅ１の正極に接続されるとともに、抵抗Ｒ１０を介して第２電界効果トランジスタＦ２のゲートに接続されている。また、機関コイルＬ３と直流電源Ｅ１側の抵抗Ｒ９との接続点は、コンデンサＣ４を介して、第２電界効果トランジスタＦ２のソースに接続されている。この構成を採用すれば、第１電界効果トランジスタＦ１側の帰還コイルＬ２と第２電界効果トランジスタＦ２側の帰還コイルＬ３とで互いに巻数を異ならせることができるから、設計の自由度が向上する。

（実施形態２）
本実施形態では、図４に示すように、プッシュプル型の回路構成を採用している。

詳しく説明すると、直流電源Ｅ１が接続される入力端には、実施形態１と同様に直流電源Ｅ１の両端間に接続される入力コンデンサＣ０を設けている。

また、誘導コイルＬ１にタップを設けるとともに、タップで分かれた誘導コイルＬ１の各部について、それぞれ、共振コンデンサＣ１ａ，Ｃ１ｂを並列に接続している。さらに、誘導コイルＬ１のタップは直流電源Ｅ１の正極に接続され、誘導コイルＬ１の両端は、それぞれ逆流防止用のｎチャネルの第２電界効果トランジスタＦ２ａ，Ｆ２ｂと抵抗Ｒ２ａ，Ｒ２ｂとの並列回路とｎチャネルの第１電界効果トランジスタＦ１ａ，Ｆ１ｂとの直列回路を介してグランドＧＮＤ（直流電源Ｅ１の負極と同電位）に接続されている。各第１電界効果トランジスタＦ１ａ，Ｆ１ｂはそれぞれソースを直流電源Ｅ１の負極側に向けドレインを直流電源Ｅ１の正極側に向けて接続され、各第２電界効果トランジスタ２Ｆａ，２Ｆｂはそれぞれソースを直流電源Ｅ１の正極側に向けドレインを直流電源Ｅ１の負極側に向けて接続されている。つまり、本実施形態においても、各第２電界効果トランジスタ２Ｆａ，２Ｆｂのボディダイオードの順方向は、それぞれ直流電源Ｅ１の電圧の向きに一致している。

さらに、各電界効果コンデンサＦ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ２ａ，Ｆ２ｂをそれぞれ周期的にオンオフ駆動する駆動信号発生回路ＤＵを有する。駆動信号発生回路ＤＵは、第１電界効果コンデンサＦ１ａ，Ｆ１ｂに一対一に対応して２個設けられた出力端子を有する。駆動信号発生回路ＤＵの各出力端子は、それぞれ対応する第１電界効果コンデンサＦ１ａ，Ｆ１ｂのゲートに抵抗Ｒ３ａ，Ｒ３ｂ（請求項における第３の抵抗）を介して接続されるとともに、誘導コイルＬ１に関して該第１電界効果コンデンサＦ１ａ，Ｆ１ｂと同じ側の第２電界効果コンデンサＦ２ａ，Ｆ２ｂのゲートにそれぞれ抵抗Ｒ４ａ，Ｒ４ｂ（請求項における第４の抵抗）を介して接続されている。駆動信号発生回路ＤＵは、各出力端子からそれぞれ出力する矩形波状の電気信号である駆動信号により図５に示すように２個の第１電界効果コンデンサＦ１ａ，Ｆ１ｂを交互にオンオフする。ここで、一方の第１電界効果コンデンサＦ１ａがオンされる期間と、他方の第１電界効果コンデンサＦ１ｂがオンされる期間との間には、それぞれ両方の第１電界効果コンデンサＦ１ａ，Ｆ１ｂが共にオフされる期間（いわゆるデッドタイム）が設けられており、これによって、両方の第１電界効果コンデンサＦ１ａ，Ｆ１ｂが共にオンされてしまうことを確実に防止している。また、実施形態１と同様に、第１電界効果コンデンサＦ１ａ，Ｆ１ｂと駆動信号発生回路ＤＵとの間に接続された抵抗Ｒ３ａ，Ｒ３ｂの抵抗値を、第２電界効果コンデンサＦ２ａ，Ｆ２ｂと駆動信号発生回路ＤＵとの間に接続された抵抗Ｒ４ａ，Ｒ４ｂの抵抗値よりも低くしている。

さらに、第１電界効果トランジスタＦ１ａ，Ｆ１ｂがオンされている間に、誘導コイルＬ１に関して該第１電界効果トランジスタＦ１ａ，Ｆ１ｂと同じ側に接続された第２電界効果トランジスタＦ２ａ，Ｆ２ｂがオンされてしまうことを防ぐために、誘導コイルＬ１の両側に、それぞれ実施形態１と同様の回路を設けている。すなわち、コレクタが第２電界効果トランジスタＦ２ａ，Ｆ２ｂのゲートに接続されエミッタがグランドＧＮＤに接続されベースが抵抗Ｒ５ａ，Ｒ５ｂ（請求項における第１の抵抗）を介して直流電源Ｅ１の正極に接続されるｎｐｎ型の第１のトランジスタＱ２ａ，Ｑ２ｂと、コレクタが第１のトランジスタＱ２ａ，Ｑ２ｂのベースに接続されエミッタがグランドＧＮＤに接続されベースが抵抗Ｒ６ａ，Ｒ６ｂ（請求項における第２の抵抗）を介して駆動信号発生回路ＤＵの出力端子に接続されたｎｐｎ型の第２のトランジスタＱ３ａ，Ｑ３ｂとを設けている。

また、誘導コイルＬ１によって電流が誘導される受電コイルＬＳには、従来例と同様の整流用のダイオードＤａ，Ｄｂと平滑コンデンサＣａとに加え、両端間に入力コンデンサＣｂが接続されている。平滑コンデンサＣａの両端間には、二次電池Ｅ２等の負荷が接続される。

上記構成によれば、第２電界効果トランジスタＦ２ａ，Ｆ２ｂのボディダイオードによって直流電源Ｅ１への電流の逆流を防止するので、図６に示すように逆流防止用に一般的なダイオードＤ１ａ，Ｄ１ｂを用いる場合に比べて消費電力が低減される。

なお、誘導コイルＬ１から電力を供給される負荷の構成は、これまでに従来例や上記の各実施形態で挙げた例に限られず、例えば図７に示すように、受電コイルＬＳからの入力電流の整流にダイオードブリッジＤＢを用いてもよい。また、図７の例は、電動髭剃りであって、電界効果トランジスタからなり受電コイルＬＳから二次電池Ｅ２や剃刃駆動用のモータＭへの給電をオンオフする第１スイッチＦａと、電界効果トランジスタからなり受電コイルＬＳや二次電池Ｅ２からモータＭへの給電をオンオフする第２スイッチＦｂと、抵抗Ｒａ，Ｒｂを介して上記の各スイッチＦａ，Ｆｂのゲートにそれぞれ抵抗Ｒａ，Ｒｂを介して接続され上記の各スイッチＦａ，Ｆｂをそれぞれオンオフ制御する制御回路ＣＵとを備える。すなわち、受電コイルＬＳから供給された電力を、二次電池Ｅ２の充電に用いるだけでなく、モータＭに直接供給することもできるようになっている。モータＭを適宜の回路に変更すれば、同様の構成を二次電池Ｅ２で動作する携帯電話等の他の機器にも適用可能である。

ここで、誘導コイルＬ１を含む回路と受電コイルＬ２を含む回路とは、例えば充電器と該充電器によって充電される二次電池Ｅ２を電源とした電動髭剃りといったような別々の器具として、図８に示すように互いに異なるハウジング１０，２０に収納されることが多い。そして、誘導コイルＬ１と受電コイルＬＳとは、それぞれ例えばフェライトのような磁性体からなるコア１１，２１に巻回される。図８の例において、各コア１１，２１は、コイルＬ１，ＬＳが巻回される本体部１１ａ，２１ａと、本体部１１ａ，２１ａの両端からそれぞれハウジング１０，２０の外向きに突設された脚部１１ｂ，２１ｂとを有する。各ハウジング１０，２０には、それぞれ、脚部１１ｂ，２１ｂの先端同士が突き合わされる形で位置決めされるように互いに係合する凹凸が設けられている。図８の例では、脚部１１ｂ，２１ｂの先端同士が突き合わされた状態で２個のコア１１，２１によって環形状の磁路が構成されるから、脚部１１ｂ，２１ｂを設けない場合に比べて漏れインダクタンスを低く抑えることができる。

または、図８のようなコイルＬ１，ＬＳに代え、図９に示すように、巻線が平面的に渦巻状に形成されたいわゆるシートコイルを用いてもよい。図９の例では、コア１１，１２を、ハウジング１０，２０の壁との間でコイルＬ１，ＬＳを挟む円板形状としている。図８及び図９においては帰還コイルＬ２，Ｌ３は図示していないが、実際には帰還コイルＬ２，Ｌ３も誘導コイルＬ１と共通のコア１１に巻回又は近接配置される。

また、金属からなる例えば電動髭剃りの剃刃のような被加熱体（図示せず）を誘導コイルＬ１に近接配置すれば、被加熱体に生じる誘導電流によるジュール熱で被加熱体を加熱することができる。つまり、受電コイルＬＳを用いずとも、誘導コイルＬ１の電磁界を被加熱体の加熱に用いることができる。

本発明の実施形態１を示す回路図である。同上の動作を示す説明図である。同上の別の形態を示す回路図である。本発明の実施形態２を示す回路図である。同上の動作を示す説明図である。同上の比較例を示す回路図である。同上によって電力を伝送される負荷の一例を示す回路図である。同上の要部の構造の一例を示す断面図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の要部の構造の別の例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は誘導コイルとコアとを示す平面図である。従来例を示す回路図である。

符号の説明

Ｃ１，Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ共振コンデンサ
ＤＵ駆動信号発生回路
Ｅ１直流電源
Ｆ１，Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ第１電界効果トランジスタ
Ｆ２，Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ第２電界効果トランジスタ
Ｌ１誘導コイル
Ｌ２，Ｌ３帰還コイル
Ｑ２，Ｑ２ａ，Ｑ２ｂ第１のトランジスタ
Ｑ３，Ｑ２ａ，Ｑ２ｂ第２のトランジスタ
Ｒ３，Ｒ３ａ，Ｒ３ｂ抵抗（請求項における第３の抵抗）
Ｒ４，Ｒ４ａ，Ｒ４ｂ抵抗（請求項における第４の抵抗）
Ｒ５，Ｒ５ａ，Ｒ５ｂ抵抗（請求項における第１の抵抗）
Ｒ６，Ｒ６ａ，Ｒ６ｂ抵抗（請求項における第２の抵抗）

Claims

直流電源に接続される誘導コイルを用いた電磁誘導により直流電源から負荷に電力を伝送する電力伝送装置であって、
誘導コイルと共振コンデンサとの並列回路からなる共振回路と、
ソースを直流電源の負極側に向けドレインを直流電源の正極側に向けて共振回路に直列に直流電源に接続され共振回路への給電をオンオフするｎチャネルの第１電界効果トランジスタと、
ソースを直流電源の正極側に向けドレインを直流電源の負極側に向けて共振回路と第１電界効果トランジスタとに直列に接続されたｎチャネルの第２電界効果トランジスタと、
第１電界効果トランジスタを周期的にオンオフ駆動するとともに、少なくとも第１電界効果トランジスタがオフされている期間には第２電界効果トランジスタをオフさせるように、第２電界効果トランジスタを周期的にオンオフ駆動する駆動回路とを備えることを特徴とする電力伝送装置。
直流電源に接続される誘導コイルを用いた電磁誘導により直流電源から負荷に電力を伝送する電力伝送装置において、
誘導コイルはタップを有し、
誘導コイルのタップは直流電源の正極に接続され、
誘導コイルの両端はそれぞれ直流電源の負極に接続されるものであって、
誘導コイルにおいてタップで分かれた各部について、それぞれ、誘導コイルとともに共振回路を構成する共振コンデンサが並列に接続され、
誘導コイルの両側において、それぞれ、誘導コイルと直流電源の負極との間には、ソースを直流電源の負極側に向けドレインを直流電源の正極側に向けたｎチャネルの第１電界効果トランジスタと、ソースを直流電源の正極側に向けドレインを直流電源の負極側に向けたｎチャネルの第２電界効果トランジスタとの直列回路が設けられ、
誘導コイルの互いに異なる側の第１電界効果トランジスタが交互にオンオフされるように各第１電界効果トランジスタをそれぞれ周期的にオンオフ駆動するとともに、各第２電界効果トランジスタについてそれぞれ少なくとも誘導コイルに関して同じ側に接続された第１電界効果トランジスタがオフされている期間にはオフされるように各第２電界効果トランジスタをそれぞれ周期的にオンオフ駆動する駆動回路を備えることを特徴とする電力伝送装置。
駆動回路は、誘導コイルに磁気的に結合した帰還コイルを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電力伝送装置。
駆動回路は、第１電界効果トランジスタを、直列に接続された第２電界効果トランジスタよりも先にオンさせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力伝送装置。
駆動回路は、直列に接続された第１電界効果トランジスタがオフされている第２電界効果トランジスタのゲートを、直流電源の負極又は該第１電界効果トランジスタのソースと同電位とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力伝送装置。
駆動回路は、
コレクタが第２電界効果トランジスタのゲートに接続されエミッタが直流電源の負極に接続されベースが第１の抵抗を介して直流電源の正極に接続されるｎｐｎ型の第１のトランジスタと、コレクタが第１のトランジスタのベースに接続されエミッタが直流電源の負極に接続されるｎｐｎ型の第２のトランジスタと、
第２の抵抗を介して第２のトランジスタのベースに接続されるとともに第３の抵抗を介して第１電界効果トランジスタのゲートに接続された出力端子を有し該出力端子から第１電界効果トランジスタの駆動用の電気信号を出力する駆動信号発生回路とを備えることを特徴とする請求項５記載の電力伝送装置。
第２電界効果トランジスタのゲートは第４の抵抗を介して駆動信号発生回路の出力端子に接続されていて、
第３の抵抗の抵抗値が、第４の抵抗の抵抗値よりも低いことを特徴とする請求項６記載の電力伝送装置。
金属からなり誘導コイルの発生させる電磁界による誘導電流で加熱される被加熱体を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力伝送装置。