JP2011211863A - Noncontact power supply equipment - Google Patents

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Toshiyuki Fujita
敏之 藤田
Hironori Kanbara
啓則 神原
Ryoji Matsui
亮二 松井
Suteyoshi Ozaki
全良 尾崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide noncontact power supply equipment wherein the efficiency can be improved by using a feeding coil corresponding to power consumption of a load.SOLUTION: The noncontact power supply equipment has a power supply unit equipped with a feeding coil connected with a power supply and supplies power from the power supply to the load by electromagnetic coupling of the feeding coil and a power receiving coil connected with the load. The power supply unit includes a socket having an AC applying circuit and a feeding unit attaching portion, and a feeding coil unit having the feeding coil, wherein the feeding coil unit is mounted replaceably on the feeding with attaching portion.

Description

この発明は、非接触給電装置に関し、特に電源に接続された給電コイルと負荷に接続された受電コイルを電磁結合させて、電源より負荷へ電力供給するものであり、給電コイルを負荷の消費電力に対応して交換することができる非接触給電装置に関する。   The present invention relates to a non-contact power feeding device, and in particular, electromagnetically couples a power feeding coil connected to a power source and a power receiving coil connected to a load to supply power from the power source to the load. It is related with the non-contact electric power feeder which can be exchanged corresponding to.

近年、給電ロスの低減の目的から、データセンターや商業施設、住宅での直流給電の普及が検討され、注目されている。給電電圧は抵抗損失の低減のため、高電圧化が検討され、感電に対する安全性の面から、非接触給電装置が給電系統と、機器との間のコネクタ、またはコンセントとして応用されることが検討されている。   In recent years, for the purpose of reducing power supply loss, the spread of DC power supply in data centers, commercial facilities, and residences has been studied and attracted attention. In order to reduce the resistance loss of the power supply voltage, it is considered to increase the voltage, and from the aspect of safety against electric shock, it is considered that the non-contact power supply device is applied as a connector between the power supply system and the device, or an outlet. Has been.

非接触給電装置は、給電コイルと受電コイルが電磁結合するものであり、コアによる鉄損と、コイルによる銅損による効率低下が知られているが、負荷の消費電力の大きさに対応した給電コイルと受電コイルを用いることにより、効率改善することが可能である。即ち、低消費電力の負荷へ給電する場合に給電電力が大容量のコアを使用すると、無負荷損失が大きくなり、給電効率が悪くなる。また、逆に大消費電力の負荷へ給電する場合に、給電電力が小容量のコアを使用すると、必要な電力を供給できないことがある。
このような問題に対して、負荷が広い範囲で変動した場合でも、安定して電力供給することができるよう、給電コイルを複数の小給電コイルによって構成し、給電コイルに流れる電流値に応じて、受電コイルと電磁結合する小給電コイルの個数を切り換えることが知られている(例えば、特許文献1参照)。
The non-contact power feeding device is an electromagnetic coupling between the power feeding coil and the power receiving coil, and it is known that the efficiency is reduced due to iron loss due to the core and copper loss due to the coil. Efficiency can be improved by using a coil and a power receiving coil. That is, when power is supplied to a load with low power consumption, if a core having a large capacity is used, no-load loss increases and power supply efficiency deteriorates. On the other hand, when power is supplied to a load with large power consumption, if a core with small capacity is used, the necessary power may not be supplied.
For such a problem, even when the load fluctuates in a wide range, the power feeding coil is configured with a plurality of small power feeding coils so that power can be stably supplied, and according to the current value flowing through the power feeding coil. It is known to switch the number of small power feeding coils that are electromagnetically coupled to a power receiving coil (see, for example, Patent Document 1).

特開2005−210801号公報JP 2005-210801 A

上記公知技術により負荷が広い範囲で変動した場合にも安定して電力供給することが可能であるが、更に、変換効率の向上、小型化、低コスト化が求められている。
本発明は上記のような課題を解決するものであり、負荷の消費電力に対応した給電コイルを用いて効率を改善することが可能な非接触給電装置を提供することを目的とする。
Even when the load fluctuates in a wide range by the above known technique, it is possible to stably supply power, but further improvement in conversion efficiency, size reduction, and cost reduction are required.
The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a non-contact power feeding device capable of improving the efficiency by using a power feeding coil corresponding to the power consumption of a load.

本発明の非接触給電装置は、上記課題を解決するため、電源に接続される給電コイルを備える給電部を有し、前記給電コイルと負荷に接続される受電コイルとが電磁結合することにより、電源より負荷へ電力を供給するものであって、給電部は、交流印加回路と給電ユニット装着部を有するソケット部と、給電コイルを有する給電コイルユニット部とを備え、前記給電コイルユニット部は前記給電ユニット装着部に交換可能に装着されることを特徴とする。
ここで、本発明の非接触給電装置は、負荷の消費電力に対応する大きさの給電コアおよび給電コイルを有する給電コイルユニット部を複数個備え、複数個の給電コイルユニット部は、それぞれ前記給電ユニット装着部に装着されるような構造を有していることが望ましい。なお、給電コアは必ずしも必要ではなく、空芯コイルであってもよい。
In order to solve the above problems, the non-contact power feeding device of the present invention has a power feeding unit including a power feeding coil connected to a power source, and the power feeding coil and a power receiving coil connected to a load are electromagnetically coupled. Power is supplied from a power source to a load, and the power supply unit includes an AC application circuit, a socket unit having a power supply unit mounting unit, and a power supply coil unit unit having a power supply coil. The power supply unit mounting portion is replaceably mounted.
Here, the non-contact power feeding device of the present invention includes a plurality of power feeding coil unit portions each having a power feeding core and a power feeding coil having a size corresponding to the power consumption of the load, and each of the plurality of power feeding coil unit portions includes the power feeding. It is desirable to have a structure that can be mounted on the unit mounting portion. Note that the feeding core is not necessarily required, and may be an air-core coil.

本発明によれば、負荷の消費電力に対応した給電コイルを給電ユニット装着部に装着することにより、負荷の消費電力に対応した給電コイルと受電コイルを用いて電磁結合することができる。その結果、非接触給電装置の効率を向上することができる。また負荷の消費電力に対応した給電コイルユニット部を交換して使用するので、余分な給電コイルを用いることがなく、非接触給電装置を小型化することができる。   According to the present invention, it is possible to perform electromagnetic coupling by using the power supply coil and the power receiving coil corresponding to the power consumption of the load by mounting the power supply coil corresponding to the power consumption of the load on the power supply unit mounting portion. As a result, the efficiency of the non-contact power feeding device can be improved. In addition, since the power supply coil unit corresponding to the power consumption of the load is replaced and used, an extra power supply coil is not used, and the non-contact power supply device can be downsized.

本発明の非接触給電装置の概要説明図を示す。The outline explanatory view of the non-contact electric supply device of the present invention is shown. 本発明の第1の実施形態で使用されるソケット部の構成図を示す。The block diagram of the socket part used in the 1st Embodiment of this invention is shown. 本発明の第1の実施形態で使用されるスイッチ検出部の回路図を示す。The circuit diagram of the switch detection part used in the 1st Embodiment of this invention is shown. 本発明の第1の実施形態で使用されるスイッチ順序制御部の回路図を示す。The circuit diagram of the switch order control part used in the 1st Embodiment of this invention is shown. 本発明の第1の実施形態で使用されるDC/AC変換部の回路図を示す。The circuit diagram of the DC / AC conversion part used in the 1st Embodiment of this invention is shown. 本発明の第1の実施形態において、消費電力が大きい負荷に電力を供給する給電コイルユニット部が装着された場合のソケット部の構成図を示す。In the 1st Embodiment of this invention, the block diagram of the socket part at the time of mounting | wearing with the feed coil unit part which supplies electric power to load with large power consumption is shown. 本発明の第1の実施形態において、消費電力が大きい負荷に電力を供給する場合の給電コイルユニット部と受電コイル部の説明図を示す。In the 1st Embodiment of this invention, explanatory drawing of the feed coil unit part and receiving coil part in the case of supplying electric power to load with large power consumption is shown. 本発明の第1の実施形態において、消費電力が小さい負荷に電力を供給する給電コイルユニット部が装着された場合のソケット部の構成図を示す。In the 1st Embodiment of this invention, the block diagram when the feed coil unit part which supplies electric power to load with small power consumption is mounted | worn is shown. 本発明の第1の実施形態において、消費電力が小さい負荷に電力を供給する場合の給電コイルユニット部と受電コイル部の説明図を示す。In 1st Embodiment of this invention, explanatory drawing of the electric power feeding coil unit part in the case of supplying electric power to load with small power consumption and a receiving coil part is shown. 本発明の第1の実施形態で使用される鉤止め構造の説明図を示す。An explanatory view of a tack stop structure used in a 1st embodiment of the present invention is shown. 本発明の第2の実施形態で使用されるソケット部の構成図を示す。The block diagram of the socket part used by the 2nd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第2の実施形態で使用されるユニット部制御回路の回路図を示す。The circuit diagram of the unit part control circuit used in the 2nd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第3の実施形態で使用されるソケット部の構成図を示す。The block diagram of the socket part used by the 3rd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第4の実施形態で使用されるソケット部の構成図を示す。The block diagram of the socket part used in the 4th Embodiment of this invention is shown.

本発明の非接触給電装置は、給電コイルユニット部を負荷の消費電力の大きさに対応して交換するものであり、電源に接続される給電コイルを備える給電部と、負荷に接続される受電コイルを備える受電部とからなり、給電部は、交流印加回路と給電ユニット装着部とを有するソケット部と、給電コイルを有する給電コイルユニット部とを備え、給電コイルユニット部は前記給電ユニット装着部に交換可能に装着されることにより構成される。
ここで、上記給電コイルおよび受電コイルは、空芯コイル、および鉄心(コア)とそれに巻かれるコイルを合わせて定義される。
このように、負荷の消費電力の大きさに対応する給電コイルが給電ユニット装着部に装着され、また受電部は負荷の消費電力に対応した受電コイル部を備えるので、負荷の消費電力に対応する給電コイルと受電コイルを電磁結合して電力供給することができ、無負荷損失の影響を低減することができるため、非接触給電装置の効率を向上することができる。
The non-contact power feeding device of the present invention replaces the power feeding coil unit corresponding to the power consumption of the load, and includes a power feeding unit including a power feeding coil connected to a power source and a power receiving power connected to the load. A power receiving unit including a coil, and the power supply unit includes a socket unit having an AC application circuit and a power supply unit mounting unit, and a power supply coil unit unit having a power supply coil, and the power supply coil unit unit is the power supply unit mounting unit. It is comprised by mounting | wearing interchangeably.
Here, the power feeding coil and the power receiving coil are defined by combining an air-core coil, an iron core (core), and a coil wound around the core.
Thus, since the power feeding coil corresponding to the magnitude of the power consumption of the load is mounted on the power feeding unit mounting section, and the power receiving section includes the power receiving coil section corresponding to the power consumption of the load, it corresponds to the power consumption of the load. Since power can be supplied by electromagnetically coupling the power feeding coil and the power receiving coil, and the influence of no-load loss can be reduced, the efficiency of the non-contact power feeding device can be improved.

上記給電コイルユニット部は、負荷の消費電力に対応する大きさの給電コアおよび給電コイルを有する給電コイルユニット部を複数個備え、複数個の給電コイルユニット部は、それぞれ前記給電ユニット装着部に交換可能に装着されるような構造を有している。これにより、負荷に対応した給電コイル及び給電コアを有する給電コイルユニット部を選択して給電ユニット装着部に装着することができ、上述したように、非接触給電装置の効率を向上することができる。   The power supply coil unit section includes a plurality of power supply coil unit sections each having a power supply core and a power supply coil having a size corresponding to the power consumption of the load, and each of the plurality of power supply coil unit sections is replaced with the power supply unit mounting section. It has a structure that can be mounted. As a result, it is possible to select a power supply coil unit having a power supply coil and a power supply core corresponding to the load and attach the power supply unit to the power supply unit mounting part, and as described above, the efficiency of the non-contact power supply device can be improved. .

また、上述したように、非接触給電装置をコネクタやコンセントとして用いる場合、非接触給電装置が設置される場所に対して、特定の機器が接続される場合は機器に合わせた非接触給電装置とすることができるが、不特定の機器が接続される場合、特定の場所に設置した非接触給電装置は、出力電圧、給電電力が異なる不特定多数の機器に対応しなければならない。特に住宅や商業施設等では様々な消費電力の機器が接続されるが、コストの問題から、設置される非接触給電装置の数は限定されることになる。本発明によれば、特定の設置場所に対し、非接触給電装置の給電コイルユニット部を取り替えることで、様々な給電能力を有する非接触給電装置とすることができるので、それぞれの機器の給電能力に対応した複数種類の非接触給電装置を設置する必要がなく、全体的に非接触給電装置の数を減らすことができる為、住宅設備、施設設備全体としての低コスト化が可能である。   As described above, when a non-contact power supply device is used as a connector or an outlet, when a specific device is connected to a place where the non-contact power supply device is installed, However, when an unspecified device is connected, a non-contact power supply apparatus installed at a specific location must cope with an unspecified number of devices with different output voltages and supply power. In particular, devices with various power consumptions are connected in houses, commercial facilities, and the like, but the number of non-contact power supply devices to be installed is limited due to cost problems. According to the present invention, by replacing the power supply coil unit portion of the non-contact power supply device for a specific installation location, a non-contact power supply device having various power supply capabilities can be obtained. It is not necessary to install a plurality of types of non-contact power feeding devices corresponding to the above, and the number of non-contact power feeding devices can be reduced as a whole, so that the cost of housing equipment and facility equipment as a whole can be reduced.

また、機器側は非接触給電装置のコネクタ、またはコンセントとして、受電部を有することになるが、機器の消費電力に対し、必要以上の給電能力のある給電コイル(及び給電コア)が給電コイルユニット部に備えられている場合、受電部はそれに対応する受電コイルが必要であるため、機器に対して、受電コイルのコストが高く、また、受電部が大きく、重くなるという問題がある。本発明によれば、機器に最適な給電コイルユニットに交換可能であるため、機器側の受電部の受電コイルを最適化可能であり、機器の受電部を小型、軽量化、低コスト化することが可能になる。   In addition, the device side has a power receiving unit as a connector or outlet of a non-contact power supply device, but a power supply coil (and a power supply core) having a power supply capacity more than necessary for the power consumption of the device is a power supply coil unit. When the power receiving unit is provided, the power receiving unit requires a power receiving coil corresponding to the power receiving unit. Therefore, the cost of the power receiving coil is high for the device, and the power receiving unit is large and heavy. According to the present invention, since it is possible to replace the power supply coil unit that is optimal for the device, the power receiving coil of the power receiving unit on the device side can be optimized, and the power receiving unit of the device can be reduced in size, weight, and cost. Is possible.

また、本発明において、前記給電ユニット装着部は、その奥底面に(特に奥底面に限定されるわけではなく、側面であっても当然良い。)開口部を備え、開口部に交流印加回路の出力端子を配置し、前記給電ユニット装着部に給電コイルユニット部が装着されたとき、給電コイルユニット部の入力端子が前記出力端子に接続されるとよい。
このように、給電ユニット装着部に開口部を備え、開口部に交流印加回路の出力端子を配置することにより、給電ユニット装着部に給電コイルユニット部が装着されたとき、給電コイルユニット部の入力端子を出力端子に接続することができるので、便利である。
In the present invention, the power supply unit mounting portion includes an opening on the bottom surface (in particular, the side surface is not limited to the bottom surface and may be a side surface), and the opening includes an AC application circuit. When an output terminal is disposed and the power supply coil unit is attached to the power supply unit mounting part, the input terminal of the power supply coil unit may be connected to the output terminal.
In this way, when the power feeding unit mounting part is provided with an opening, and the output terminal of the AC application circuit is arranged in the opening, when the power feeding coil unit part is attached to the power feeding unit mounting part, the input of the power feeding coil unit part It is convenient because the terminal can be connected to the output terminal.

また、本発明において、前記ソケット部は、前記電源と交流印加回路とを半導体スイッチ及び機構スイッチを介して接続し、前記給電ユニット装着部に給電コイルユニット部が装着されるとき、前記機構スイッチを先にオン状態にし、次に半導体スイッチをオンにし、前記給電ユニット装着部から給電コイルユニット部が取り出されるとき、前記半導体スイッチを先にオフ状態にし、次に機構スイッチをオフにするスイッチ制御部を備えるとよい。
このように、スイッチ制御部によって、前記給電ユニット装着部に給電コイルユニット部が装着されるとき、前記機構スイッチを先にオン状態にし、次に半導体スイッチをオンにし、前記給電ユニット装着部から給電コイルユニット部が取り出されるとき、前記半導体スイッチを先にオフ状態にし、次に機構スイッチをオフにすることにより、仮に高電圧が印加されているような状態でも、機構スイッチがチャタリングを生じても機構スイッチの接点間で火花を発生しないようにすることができる。
In the present invention, the socket portion connects the power source and the AC application circuit via a semiconductor switch and a mechanism switch, and when the power feeding coil unit portion is mounted on the power feeding unit mounting portion, the mechanism switch A switch control unit that first turns on the semiconductor switch, then turns on the semiconductor switch, and when the feeding coil unit part is taken out from the feeding unit mounting part, the semiconductor switch is turned off first, and then the mechanism switch is turned off. It is good to have.
In this way, when the power supply coil unit part is attached to the power supply unit attachment part by the switch control part, the mechanism switch is turned on first, then the semiconductor switch is turned on, and power is supplied from the power supply unit attachment part. When the coil unit part is taken out, the semiconductor switch is turned off first, and then the mechanism switch is turned off, so that even if a high voltage is applied, even if the mechanism switch causes chattering. It is possible to prevent a spark from being generated between the contacts of the mechanism switch.

また、本発明において、ソケット部は、更に交流印加回路の動作を制御する制御部を備えるとともに、給電コイルユニット部は、給電コイルの過電流検出部を備えることが好ましい。そして、過電流検出部が過電流を検出したとき、過電流検出出力に基づき制御部が交流印加回路の動作を制御するとよい。
例えば、電源より負荷へ電力供給時に、負荷の短絡故障などにより、受電コイルに大電流が流れたとき、給電コイルにも大電流が流れ、給電コアが磁気飽和を起こすと、さらに給電コイルに大電流が流れ、給電コイルが発熱する。その結果、交流印加回路を構成するIC、トランジスタまたはコンデンサを損傷し、ユーザーに火傷を負わせる可能性があり危険である。交流印加回路は給電コイルが大容量のコイルか、小容量のコイルか判断する手段がないために、流れている電流が過電流なのか否か判別がつかない。仮に、給電コイルが小容量であった場合、過電流により、磁気飽和してしまう可能性がある。そのため、本発明では給電コイルユニット部に給電コイルの過電流検出部を備え、給電コイルユニット部ごとに備えられた過電流検出部の過電流検出出力に基づき、制御部は交流印加回路を制御する。このような構成とすることにより、ソケット部は、給電コイルの種類を認識する必要がなく、単純な構成で初期の効果を期待することができる。また、このような構成とすることにより給電コイルユニット部の交換が可能で、高効率かつ安全な非接触給電装置を備えた電力供給装置を提供することができる。
In the present invention, it is preferable that the socket unit further includes a control unit that controls the operation of the AC application circuit, and the power supply coil unit unit includes an overcurrent detection unit of the power supply coil. And when an overcurrent detection part detects an overcurrent, it is good for a control part to control operation | movement of an alternating current application circuit based on an overcurrent detection output.
For example, when a large current flows through the power receiving coil due to a short circuit failure of the load when power is supplied from the power supply to the load, if a large current flows through the power feeding coil and the power feeding core is magnetically saturated, the power feeding coil is further increased. A current flows and the feeding coil generates heat. As a result, the IC, the transistor or the capacitor constituting the AC application circuit may be damaged, and there is a risk that the user may be burned. Since there is no means for determining whether the feeding coil is a large-capacity coil or a small-capacity coil in the AC application circuit, it cannot be determined whether the flowing current is an overcurrent. If the feeding coil has a small capacity, there is a possibility that magnetic saturation occurs due to overcurrent. Therefore, in the present invention, the power supply coil unit section includes a power supply coil overcurrent detection section, and the control section controls the AC application circuit based on the overcurrent detection output of the overcurrent detection section provided for each power supply coil unit section. . By setting it as such a structure, the socket part does not need to recognize the kind of feed coil, and can anticipate an initial effect with a simple structure. Further, with such a configuration, the power supply coil unit can be replaced, and a power supply device including a highly efficient and safe non-contact power supply device can be provided.

また、本発明において、前記ソケット部は、交流印加回路の動作を制御する制御部と、給電コイルに給電される電力を検出する給電電力検出手段とを有し、前記給電コイルユニット部は、給電電力最大定格値を交流印加回路に通知する給電電力最大定格値通知手段を有し、前記制御部は、前記給電電力検出手段により検出された電力が前記給電電力最大定格値通知手段により通知された給電電力最大定格値を超えないように、前記交流印加回路の動作を制御することが望ましい。
具体的には給電コイルへの電圧印加時間を小さくすることにより、給電コイルへの入力電力を低減することができる。これにより、上述する過電流防止を行なうことができ、高効率かつ安全な非接触給電装置を備えた電力供給装置を提供することができる。
最大定格電流値をソケット側へ通知する手段としては、例えば、ソケット側に備えられたボタンなどの機構と、給電コイルユニット部の凹凸構造により、特定の最大定格電流値の場合に該当するスイッチが押されるようにして、判断することができる。また、ボタンでなくても、ある特定の最大定格電流値の場合に、電気的にショートできるような構造をソケット側が有していればよく、給電コイルユニットが接続されたときに、該当部分が、ショートされるような通知手段であっても良い。その後のソケット側のロジック回路で制御することができる。入力電流検出手段は、抵抗器の両端の電圧でセンシングしても良いし、ホール素子でセンシングしても良い。このように、給電コイルユニット部に過電流検出部を備えずに、ソケット部に電流検出部を備えることができるようにしても良い。
In the present invention, the socket unit includes a control unit that controls the operation of the AC application circuit, and a feeding power detection unit that detects power fed to the feeding coil. Power supply maximum rating value notification means for notifying the AC power application circuit of the power maximum rating value, and the control unit is notified of the power detected by the power supply power detection means by the power supply power maximum rating value notification means It is desirable to control the operation of the AC application circuit so as not to exceed the maximum rated value of the supplied power.
Specifically, the input power to the feeding coil can be reduced by reducing the voltage application time to the feeding coil. Thereby, the overcurrent prevention mentioned above can be performed and the electric power supply apparatus provided with the highly efficient and safe non-contact electric power feeder can be provided.
As a means for notifying the maximum rated current value to the socket side, for example, a switch corresponding to a specific maximum rated current value is provided by a mechanism such as a button provided on the socket side and the uneven structure of the feeding coil unit part. It can be judged as it is pushed. Moreover, even if it is not a button, it is sufficient that the socket side has a structure that can be electrically short-circuited at a specific maximum rated current value. The notification means may be short-circuited. It can be controlled by a logic circuit on the socket side thereafter. The input current detection means may be sensed by a voltage across the resistor or may be sensed by a Hall element. As described above, the power supply coil unit portion may not include the overcurrent detection unit, and the socket unit may include the current detection unit.

また、本発明において、給電コイルユニット部は、更に加熱検出部を備え、過熱検出部が過熱を検出したとき、過熱検出出力に基づき制御部が交流印加回路の動作を制御するとよい。
上記過熱検出部は給電コイルの直近で、かつユーザーが触る給電コイルユニット部の着脱位置付近に備えていることが好ましい。ソケット部に加熱検出回路を備えていたのでは、内部の回路部品を保護することが可能であるが、実際にユーザーが手を触れる給電コイルユニット部になければ正確に温度を測定し、交流印加回路の動作を制御することが不可能である。これにより、給電コイルに大電流が流れて発熱したり、金属のような異物が給電コイルユニット部と受電コイル部の間に挟まり、加熱されたりしたとき、その温度上昇を検出し、交流印加回路の動作を制御することができる。これにより、非接触給電装置の発火やユーザーの火傷を防止することができる。このように各給電コイルユニット部が加熱検出部を備える構成とすることにより、給電コイルユニット部を交換したときも、高効率かつ安全な非接触給電装置を備えた電力供給装置を提供することができる。
In the present invention, the power feeding coil unit section may further include a heating detection section, and when the overheat detection section detects overheating, the control section may control the operation of the AC application circuit based on the overheat detection output.
It is preferable that the overheat detection unit is provided in the immediate vicinity of the power supply coil and in the vicinity of the attachment / detachment position of the power supply coil unit unit touched by the user. It is possible to protect the internal circuit components by providing a heat detection circuit in the socket, but if the power supply coil unit is not actually touched by the user, the temperature is measured accurately and AC is applied. It is impossible to control the operation of the circuit. As a result, when a large current flows through the power supply coil to generate heat, or when a foreign object such as metal is sandwiched between the power supply coil unit part and the power reception coil part and heated, the temperature rise is detected, and the AC application circuit Can be controlled. Thereby, it is possible to prevent the non-contact power feeding apparatus from firing and the user from being burned. By providing each heating coil unit with a heating detection unit in this way, it is possible to provide a power supply device including a highly efficient and safe non-contact power feeding device even when the feeding coil unit is replaced. it can.

また、本発明において、給電コイルユニット部は、更に受電コイル部の着脱検出部を備え、受電コイル部の着脱検出部の検出出力に基づき制御部が交流印加回路の動作を制御するとよい。
これにより、受電コイル部が装着されたときだけ交流印加回路が動作するように制御することができるので、非接触給電装置の消費電力を削減することができる。このように各給電コイルユニット部が受電コイル部の着脱検出部を備える構成とすることにより、給電コイルユニット部を交換したときも、高効率かつ安全な非接触給電装置を備えた電力供給装置を提供することができる。
In the present invention, the power feeding coil unit section may further include an attachment / detachment detection section for the receiving coil section, and the control section may control the operation of the AC application circuit based on the detection output of the attachment / detachment detection section for the receiving coil section.
Thereby, since it can control so that an alternating current application circuit will operate | move only when the receiving coil part is mounted | worn, the power consumption of a non-contact electric power feeder can be reduced. In this way, each power supply coil unit section includes a power receiving coil section attachment / detachment detection section, so that even when the power supply coil unit section is replaced, a power supply apparatus including a highly efficient and safe non-contact power supply apparatus is provided. Can be provided.

また、本発明において、交流印加回路は、負荷の消費電力に対応して装着された給電コイルユニット部からの信号により、給電コイルに印加される電圧のデューティを変化させるとよい。給電コイルユニット部は各々に備えられている給電コイルの定格電力の情報を交流印加回路に通知する手段を有することが好ましい。交流印加回路は給電電圧と給電電流を検知する回路を備え、給電電力をモニターする。モニターした給電電力と給電コイルの定格電力の情報から、無負荷時〜軽負荷時と定常負荷時を判断し、軽負荷時はデューティを小さくすることが好ましい。各給電コイルユニットに備えられているコイルやコアによって、負荷側の給電電力を予想することができる。たとえば、500W定格出力の給電コイルユニットである場合、受電側のコイル、コアの形状の一致から、それ相応の負荷がつながるため、10W出力電力までは軽負荷とみなすことができる。この場合、デューティを定常出力時に対し、小さくし、10Wに達するまで、徐々に増やし、その後は定常の固定デューティとすることが好ましい。これにより、軽負荷時に電圧が上がりすぎず、受電側の出力電圧を給電側へフィードバックしなくても出力電圧の変動幅を抑えることができる。これにより、フィードバックの回路や機構を削除でき、低コスト化が可能になる。定常負荷時はデューティを固定にしたままにおいて、給電側のコイルと受電側のコイルの巻き数比で出力電圧を所望の電圧に安定して給電することができる。さらに、デューティを絞るので、コイルに流れる電流を小さくすることができ、軽負荷時に高効率化することができる。
このように、負荷の消費電力に対応する給電コイルユニット部に応じて交流印加回路部のパルス信号発生装置のパルス信号のデューティを変化させるので、負荷の消費電力に対応して、電圧変動の小さい安定した電圧を供給することができる。
Further, in the present invention, the AC application circuit may change the duty of the voltage applied to the power supply coil by a signal from the power supply coil unit portion mounted corresponding to the power consumption of the load. The feeding coil unit section preferably has means for notifying the AC application circuit of information on the rated power of the feeding coil provided in each. The alternating current application circuit includes a circuit for detecting a supply voltage and a supply current, and monitors the supply power. It is preferable to judge from no load to light load and steady load from information on the monitored power supply and rated power of the power supply coil, and to reduce the duty at light load. The power supply power on the load side can be predicted by the coils and cores provided in each power supply coil unit. For example, in the case of a power supply coil unit with a 500 W rated output, since the corresponding load is connected due to the coincidence of the shape of the coil and core on the power receiving side, it can be regarded as a light load up to 10 W output power. In this case, it is preferable to reduce the duty with respect to the steady output and gradually increase the duty until it reaches 10 W, and thereafter set the steady fixed duty. As a result, the voltage does not rise too much at light loads, and the fluctuation range of the output voltage can be suppressed without feeding back the output voltage on the power receiving side to the power feeding side. As a result, the feedback circuit and mechanism can be eliminated, and the cost can be reduced. During a steady load, the output voltage can be stably fed to a desired voltage with the turn ratio of the coil on the power feeding side and the coil on the power receiving side with the duty fixed. Furthermore, since the duty is reduced, the current flowing through the coil can be reduced, and the efficiency can be increased at light loads.
Thus, since the duty of the pulse signal of the pulse signal generator of the AC application circuit unit is changed according to the power supply coil unit unit corresponding to the power consumption of the load, the voltage fluctuation is small corresponding to the power consumption of the load. A stable voltage can be supplied.

また、本発明は、別の観点では非接触給電システムであり、前記給電部は、交流印加回路と、給電ユニット装着部と、制御部とを有するソケット部と、給電コイルと、前記受電部からの出力電圧の情報を受信する出力電圧情報受信部と、前記出力電圧情報受信部が受信した出力電圧の情報を前記制御部へ送信する給電側出力電圧情報送信部とを有する給電コイルユニット部とを備え、前記受電部は、出力電圧検出部と、前記出力電圧検出部により検出された出力電圧の情報を前記出力電圧情報受信部へ送信する受電側出力電圧情報送信部とを備えることが好ましく、前記制御部は、前記給電側出力電圧送信部により送信された出力電圧の情報を受信し、当該出力電圧の情報に基づいて前記交流印加回路の動作を制御することが好ましい。   Moreover, this invention is a non-contact electric power feeding system from another viewpoint, The said electric power feeding part is from the alternating current application circuit, the electric power feeding unit mounting part, the socket part which has a control part, the electric power feeding coil, and the said electric power receiving part. An output voltage information receiving unit that receives information on the output voltage of the power supply coil unit, and a power supply coil unit unit that includes information on the output voltage received by the output voltage information receiving unit, and a power supply side output voltage information transmission unit that transmits the information to the control unit. Preferably, the power receiving unit includes an output voltage detecting unit and a power receiving side output voltage information transmitting unit that transmits information on the output voltage detected by the output voltage detecting unit to the output voltage information receiving unit. Preferably, the control unit receives information on the output voltage transmitted by the power supply side output voltage transmission unit, and controls the operation of the AC application circuit based on the information on the output voltage.

このように、簡単には、受電部の出力電圧を有線の接続によって、給電コイルユニットを通過して、ソケット側の制御部へ信号を送れるように配線することが好ましい。これによって、受電側の出力電圧の電圧上昇異常を検出することができ、電圧上昇異常に基づいて、制御部は交流電圧印加回路へ電圧印加期間中(オン期間中)にオフ信号を通信することによって、デューティを調整することができる。また、有線でなくても、受電側からフォトカプラや別途トランスとそれらの駆動回路を設けることによって、非接触で受電側の出力電圧の電圧上昇異常を給電コイルユニットに通信することができる。交流電圧印加回路は例えば、最大の固定デューティで駆動するようにし、出力電圧の設定値は最大の固定デューティにおける給電側と受電側のコイルの巻き数比によって得られる電圧以下になっていることが好ましい。これにより、交流印加回路は最大固定デューティで駆動し、出力電圧の設定値を超えた際に、オン期間がオフされ、次のオン時間ではオフ信号はリセットされていることが好ましい。リセットされていれば次のオン期間が始まるので、受電側の出力電圧に基づいて、デューティを調整し、安定した受電側の出力電圧を得ることができる。   As described above, it is preferable that the output voltage of the power receiving unit is wired so that a signal can be sent to the control unit on the socket side through a power supply coil unit by wired connection. As a result, it is possible to detect a voltage increase abnormality of the output voltage on the power receiving side, and based on the voltage increase abnormality, the control unit communicates an OFF signal to the AC voltage application circuit during the voltage application period (during the ON period). Thus, the duty can be adjusted. Further, even if it is not wired, by providing a photocoupler or a separate transformer and their drive circuit from the power receiving side, it is possible to communicate the voltage rise abnormality of the output voltage on the power receiving side to the power feeding coil unit in a non-contact manner. For example, the AC voltage application circuit is driven at the maximum fixed duty, and the set value of the output voltage is less than the voltage obtained by the winding ratio of the coil on the power supply side and the power reception side at the maximum fixed duty. preferable. Thus, the AC application circuit is driven at the maximum fixed duty, and when the output voltage exceeds the set value, the on period is preferably turned off, and the off signal is preferably reset at the next on time. If it is reset, the next on-period starts. Therefore, based on the output voltage on the power receiving side, the duty can be adjusted to obtain a stable output voltage on the power receiving side.

また、本発明において、給電コイルユニット部は、給電コイルが受電コイルと電磁結合する部分に、負荷の消費電力に対応して大きさまたは形状が異なる受電コイル固定部を備えるとよい。これにより、給電コイルユニット部と受電コイルの組合わせが明瞭になり、最適の組合わせにより、給電コイルと受電コイルを電磁結合することができる。   In the present invention, the power feeding coil unit section may include a power receiving coil fixing portion having a size or a shape that is different from the power consumption of the load at a portion where the power feeding coil is electromagnetically coupled to the power receiving coil. Thereby, the combination of the power feeding coil unit and the power receiving coil becomes clear, and the power feeding coil and the power receiving coil can be electromagnetically coupled by the optimum combination.

また、本発明において、前記受電コイル固定部は、受電コイル部の結合を鉤止めする鉤止め機構を備えるとよい。
このように、給電コイルユニット部に、受電コイル部を着脱する鉤止め機構を備えるので、給電コイルユニット部と受電コイル部の良好な係合状態を維持することができ、給電コイルと受電コイルの磁束の結合が良く、漏れ磁束を低減することができるようになるので、高効率は非接触給電装置を提供することができる。
In the present invention, it is preferable that the power receiving coil fixing portion includes a tacking mechanism that tacks the coupling of the power receiving coil unit.
As described above, since the power feeding coil unit portion is provided with the tacking mechanism for attaching and detaching the power receiving coil portion, it is possible to maintain a good engagement state between the power feeding coil unit portion and the power receiving coil portion. Since the coupling of magnetic fluxes is good and the leakage magnetic flux can be reduced, a non-contact power feeding device can be provided with high efficiency.

また、本発明において、給電コイルユニット部は、内部に充填材が充填されるとよい。例えば、給電コイルユニット部内に、熱伝導性及び絶縁性の良好なシリコン樹脂を充填することにより、放熱性及び絶縁性を改善することができる。さらに、給電コイルの位置を受電部が接続されたときに近接となる位置に固定することができ、落下等の物理的衝撃も緩和されて、剥離、ズレ等の配置的な問題を生じにくくすることができる。   In the present invention, the power supply coil unit section may be filled with a filler. For example, heat dissipation and insulation can be improved by filling the power supply coil unit with a silicon resin having good thermal conductivity and insulation. Furthermore, the position of the power feeding coil can be fixed at a position close to the power receiving unit when connected, and physical impacts such as dropping can be mitigated, thereby making it difficult to cause layout problems such as separation and displacement. be able to.

(発明の概要)
図1は、本発明の非接触給電装置の概要説明図を示し、端子11は、太陽光発電装置または燃料電池のような発電型直流電源、またはそれらの直流電源の電圧を直流電力変換機により所定の電圧に安定化された安定化型直流電源、また、商用系統(交流)を整流し、直流に変換された交流電源変換型直流電源に接続される。また、端子11は、交流印加回路12及び給電ユニット装着部13を備えるソケット部10に接続される。端子11は商用系統電源がそのまま接続されてもよい。その場合、交流印加回路12はそのまま交流を給電コイルへ印加しても良いし、交流を一度、直流に変換し、高周波交流を給電コイルへ印加しても良い。
給電ユニット装着部13には、給電コイルユニット部20が装着される。上記ソケット部13及び給電コイルユニット部20よって給電部が構成される。一方、給電コイルユニット部20に電磁結合する受電コイル部30を介して、負荷40に電力が供給される。上記受電コイル部30を備えることによって受電部が構成される。
(Summary of Invention)
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a non-contact power feeding device according to the present invention. A terminal 11 is a power generation type DC power source such as a solar power generation device or a fuel cell, or the voltage of those DC power sources by a DC power converter. It is connected to a stabilized DC power supply stabilized to a predetermined voltage, or an AC power conversion DC power supply that rectifies a commercial system (AC) and converts it to DC. In addition, the terminal 11 is connected to a socket unit 10 including an AC application circuit 12 and a power supply unit mounting unit 13. The commercial power supply may be connected to the terminal 11 as it is. In that case, the AC applying circuit 12 may apply AC to the feeding coil as it is, or may convert AC to DC once and apply high-frequency AC to the feeding coil.
A power feeding coil unit section 20 is mounted on the power feeding unit mounting section 13. The socket part 13 and the feeding coil unit part 20 constitute a feeding part. On the other hand, power is supplied to the load 40 via the power receiving coil unit 30 that is electromagnetically coupled to the power feeding coil unit unit 20. A power receiving unit is configured by including the power receiving coil unit 30.

ここで、受電コイル部30は負荷の消費電力の大きさに対応しており、さまざまな負荷の消費電力に対応した受電コイル部30に対応可能なように、給電コイルユニット部20は複数種類用意される。図1では3個の給電コイルユニット部20及び受電コイル部30が用意され、アルファベット文字を付して区別している。図1は3個の給電コイルユニット部20及び受電コイル部30を示すが、個数(種類)の制限はなく、何個(種類)でも構わないが、少なくとも2個以上必要である。負荷40a、40b、40cは、消費電力の大きさが異なり、図1では四角形の大きさが消費電力の大きさを表している。
3個の給電コイルユニット部20a、20b、20cおよび受電コイル部30a、30b、30cは、負荷40a、40b、40cの消費電力の大きさに対応して、給電コア21、受電コア31の大きさが異なる。給電コイル22の巻き数はそれぞれ異なっていても良いし、同じでも良い。負荷40へ給電される電圧は交流電圧印加のデューティ比(ON/OFF比)と給電コイル22の巻き線と受電コイル32の巻き線の比で調節されることが好ましい。しかし、3個の給電コイルユニット部20a、20b、20cは、給電ユニット装着部13に装着できるよう同一の構造を有しているように形成される。即ち、形状及びサイズが同一である。受電コイル部30a、30b、30cは、給電コア21及び給電コイル22に電磁結合する受電コア31及び受電コイル32を有していればよく、外形は同一でも異なっていても構わない。
Here, the power receiving coil unit 30 corresponds to the magnitude of power consumption of the load, and a plurality of types of power feeding coil unit units 20 are prepared so as to be compatible with the power receiving coil unit 30 corresponding to power consumption of various loads. Is done. In FIG. 1, three power supply coil unit portions 20 and a power receiving coil portion 30 are prepared and are distinguished by adding alphabetic characters. FIG. 1 shows three feeding coil unit sections 20 and receiving coil sections 30, but there is no limitation on the number (type), and any number (type) is required, but at least two or more are necessary. The loads 40a, 40b, and 40c are different in power consumption, and in FIG. 1, the square size represents the power consumption.
The three power supply coil unit units 20a, 20b, and 20c and the power reception coil units 30a, 30b, and 30c correspond to the power consumption of the loads 40a, 40b, and 40c, and the sizes of the power supply core 21 and the power reception core 31. Is different. The number of turns of the feeding coil 22 may be different or the same. The voltage fed to the load 40 is preferably adjusted by the duty ratio (ON / OFF ratio) of the AC voltage application and the ratio of the winding of the feeding coil 22 and the winding of the power receiving coil 32. However, the three power supply coil unit portions 20a, 20b, and 20c are formed to have the same structure so that they can be attached to the power supply unit attachment portion 13. That is, the shape and size are the same. The power receiving coil sections 30a, 30b, and 30c may have the power receiving core 31 and the power receiving coil 32 that are electromagnetically coupled to the power feeding core 21 and the power feeding coil 22, and the outer shapes may be the same or different.

図1に示すように、給電コイルユニット部20aは、例えば、消費電力が1000W程度の電熱器具、ドライヤー、オーブントースター、掃除機のような器具を含む最も消費電力の大きい負荷40aに電力供給するので、給電コア21aは大きく形成され、給電コイル22aは巻き数の多いコイルによって形成される。
給電コイルユニット部20bは、例えば、消費電力が200W以下程度のテレビのような消費電力が中程度の大きさの負荷40bに電力供給するので、給電コア21bは中程度の大きさ形成され、給電コイル22bは中程度の巻き数のコイルによって形成される。
給電コイルユニット部20cは、例えば、消費電力が20W以下程度のパソコン、携帯電話の充電器のように消費電力が小さい負荷40cに電力供給するので、給電コア21cは小さく形成され、給電コイル22cは巻き数の少ないコイルによって形成される。
図1は直流負荷を示しており、ほとんどの家電機器は直流負荷であるため、多くの場合、受電コイル部30は整流回路33を備えているが、負荷40が交流負荷である場合は、整流回路は不要である。交流電力系統をそのまま給電コイルに印加し、受電コイルで受電したのち、交流のまま電力を使用しても良い。
As shown in FIG. 1, the power supply coil unit 20a supplies power to a load 40a having the largest power consumption, including, for example, electric heaters having a power consumption of about 1000 W, dryers, oven toasters, and vacuum cleaners. The feeding core 21a is formed large, and the feeding coil 22a is formed by a coil having a large number of turns.
The power supply coil unit 20b supplies power to a load 40b having a medium power consumption, such as a television having a power consumption of about 200 W or less, so that the power supply core 21b is formed to have a medium size. The coil 22b is formed by a coil having a medium number of turns.
The power supply coil unit 20c supplies power to a load 40c with low power consumption, such as a personal computer or a mobile phone charger having a power consumption of about 20 W or less, so that the power supply core 21c is formed small, and the power supply coil 22c It is formed by a coil with a small number of turns.
FIG. 1 shows a DC load, and most home appliances are DC loads. In many cases, the power receiving coil unit 30 includes a rectifier circuit 33. However, when the load 40 is an AC load, rectification is performed. No circuit is required. The AC power system may be applied to the power supply coil as it is, and after receiving power with the power receiving coil, the power may be used without changing AC.

従って、最も消費電力の大きい負荷40aに電力供給する場合、最も大きい給電コア21a及び大電力給電用に設計された給電コイル22aを有する給電コイルユニット部20aが選択されて、給電ユニット装着部13に装着される。また、中程度の消費電力の負荷40bに電力供給する場合、中程度の大きさの給電コア21b及び中電力給電用に設計された給電コイル22bを有する給電コイルユニット部20bが選択されて、給電ユニット装着部13に装着される。また、小さい消費電力の負荷40cに電力供給する場合、小さい給電コア21c及び小電力給電用に設計された給電コイル22cを有する給電コイルユニット部20cが選択されて、給電ユニット装着部13に装着される。
なお、図1の給電コイルユニット部20は給電コア21を有しているが、給電コアのない空芯コイルであってもよい。また、受電コイル部30は受電コア31を有しているが、受電コアのない空芯コイルであってもよい。また、給電コア21及び受電コア31は、図1に示すようにコ字形以外に、C形、E形、P形などさまざまな形状を使用してもよい。
Therefore, when supplying power to the load 40a having the largest power consumption, the feeding coil unit portion 20a having the largest feeding core 21a and the feeding coil 22a designed for high power feeding is selected, and the feeding unit mounting portion 13 is selected. Installed. In addition, when power is supplied to the load 40b with medium power consumption, the power supply coil unit section 20b having the power supply core 21b having a medium size and the power supply coil 22b designed for medium power supply is selected and supplied with power. Mounted on the unit mounting portion 13. Further, when supplying power to the load 40c with low power consumption, the power supply coil unit section 20c having the small power supply core 21c and the power supply coil 22c designed for low power supply is selected and mounted on the power supply unit mounting section 13. The
1 has the power supply core 21, it may be an air-core coil without the power supply core. Moreover, although the receiving coil part 30 has the receiving core 31, the air core coil without a receiving core may be sufficient. Further, the feeding core 21 and the receiving core 31 may use various shapes such as a C shape, an E shape, and a P shape other than the U shape as shown in FIG.

(第1の実施形態)
図2は本発明の第1の実施形態に使用されるソケット部10の構成図を示し、例えば、家屋の壁100の一部に形成した凹部101にソケット部10が挿入され、固定される。ソケット部10が凹部101から抜け出ないようソケット部10を壁100にネジ(図示しない)により固定する。
凹部101の奥底部には直流給電コネクタ102があり、その端子がソケット部10の端子11とネジ止めまたは半田付けにより接続される。図示していないが、直流給電コネクタ102には太陽電池や蓄電池、燃料電池などの直流電源や、系統交流電力などが電力変換機により、安定した所定の直流電圧に調整されて給電されている。
(First embodiment)
FIG. 2 shows a configuration diagram of the socket unit 10 used in the first embodiment of the present invention. For example, the socket unit 10 is inserted into a recess 101 formed in a part of a wall 100 of a house and fixed. The socket part 10 is fixed to the wall 100 with screws (not shown) so that the socket part 10 does not come out of the recess 101.
A DC power supply connector 102 is provided at the bottom of the recess 101, and its terminal is connected to the terminal 11 of the socket 10 by screwing or soldering. Although not shown in the figure, the DC power supply connector 102 is supplied with a DC power source such as a solar battery, a storage battery, or a fuel cell, or a grid AC power, adjusted to a stable predetermined DC voltage by a power converter.

ソケット部10は、交流印加回路としてDC/AC変換部12と、給電ユニット装着部13を備える。給電装着部13の開口部13aは、壁100に向かって開口し、開口部13aから給電コイルユニット部20の装着及び取り出しを可能にしている。
給電ユニット装着部13は奥底面13bに給電コイルユニット部20の端子を挿入するための挿入口13cが設けられている。挿入口13cは、2個あり、図6に示すように、給電コイルユニット部20の2つの栓刃型の第1の端子23aが挿入できるようになっている。給電ユニット装着部13は奥底面13bにスポンジのような緩衝材13dが接着剤により接着固定され、給電コイルユニット部20の装着時の衝撃を吸収する。緩衝材13dは熱伝導性が良好な材料を用いることがさらに好ましい。たとえば、シリコンゴムなどが挙げられる。これにより、熱を給電装着部13へ伝えて放熱面積を大きくすることができる。
本発明において、給電ユニット装着部13及び挿入口13cは、複数の給電コイルユニット部20に共通使用される。従って、給電コイルユニット部20の外形、給電コイルユニット部20の端子位置及び形状は同一に形成される。
The socket unit 10 includes a DC / AC conversion unit 12 and a power supply unit mounting unit 13 as an AC application circuit. The opening 13a of the power supply mounting portion 13 opens toward the wall 100, and allows the power supply coil unit portion 20 to be mounted and removed from the opening 13a.
The power supply unit mounting portion 13 is provided with an insertion port 13c for inserting a terminal of the power supply coil unit portion 20 in the back bottom surface 13b. There are two insertion openings 13c, and as shown in FIG. 6, two plug blade-type first terminals 23a of the feeding coil unit section 20 can be inserted. The power supply unit mounting portion 13 has a shock absorbing material 13d such as sponge bonded and fixed to the back bottom surface 13b with an adhesive, and absorbs an impact when the power supply coil unit portion 20 is mounted. It is more preferable to use a material having good thermal conductivity for the buffer material 13d. An example is silicon rubber. Thereby, heat can be transmitted to the power supply mounting portion 13 to increase the heat dissipation area.
In the present invention, the power supply unit mounting portion 13 and the insertion port 13 c are commonly used for the plurality of power supply coil unit portions 20. Therefore, the outer shape of the feeding coil unit 20 and the terminal position and shape of the feeding coil unit 20 are formed the same.

直流給電コネクタ102は、例えば、N−チャネルIGBT素子、またはN―チャネルFET素子のような半導体スイッチ素子14、及び例えば、ソレノイド式DCリレーよりなる機構スイッチ15を介してDC/AC変換部12に接続される。DC/AC変換部12の出力端子12aは、給電ユニット装着部13の奥底面13bに形成された挿入口13cに臨むように配置され、給電コイルユニット部20の給電コイルの第1の端子23aと接続される。図2の出力端子12aは丸印で示しているが、実際には給電コイルユニット部20の第1の端子23aを挟みつけるように接触する刃受け型のコネクタによって構成される。半導体スイッチ素子14及び機構スイッチ15は、スイッチ制御部18によりオン・オフが制御される。   The DC power supply connector 102 is connected to the DC / AC converter 12 via a semiconductor switch element 14 such as an N-channel IGBT element or an N-channel FET element, and a mechanism switch 15 including, for example, a solenoid type DC relay. Connected. The output terminal 12 a of the DC / AC conversion unit 12 is disposed so as to face the insertion port 13 c formed in the back bottom surface 13 b of the power supply unit mounting unit 13, and the first terminal 23 a of the power supply coil of the power supply coil unit unit 20 Connected. Although the output terminal 12a in FIG. 2 is indicated by a circle, it is actually constituted by a blade receiving connector that contacts the first terminal 23a of the power feeding coil unit 20 so as to sandwich it. The semiconductor switch element 14 and the mechanism switch 15 are controlled to be turned on / off by the switch control unit 18.

半導体スイッチ開閉部16及び機構スイッチ開閉部17は、ソケット部10の表面19に配置され、ユーザーが操作するようになっている。従って、半導体スイッチ開閉部16及び機構スイッチ開閉部17が操作されると、スイッチ制御部18が動作し、半導体スイッチ素子14を構成するN−チャネルIGBT素子、またはN―チャネルFET素子のゲート―ソース間に制御電圧として、15Vを印加することにより、オン・オフ制御する。また、スイッチ制御部18は、機構スイッチ15をオンにするため、例えば15Vを出力し、オフにするため0Vを出力する。機構スイッチ15として、ソレノイド式DCリレーを使用する場合、コイルの逆電圧防止ダイオードを機構スイッチ15の信号端子(カソード)とコモン端子(アノード)間に接続することが望ましい。   The semiconductor switch opening / closing part 16 and the mechanism switch opening / closing part 17 are arranged on the surface 19 of the socket part 10 and are operated by the user. Accordingly, when the semiconductor switch opening / closing unit 16 and the mechanism switch opening / closing unit 17 are operated, the switch control unit 18 operates and the gate source of the N-channel IGBT element or N-channel FET element constituting the semiconductor switch element 14 is operated. On / off control is performed by applying 15 V as a control voltage between them. The switch control unit 18 outputs, for example, 15V to turn on the mechanism switch 15, and outputs 0V to turn it off. When a solenoid type DC relay is used as the mechanism switch 15, it is desirable to connect a reverse voltage prevention diode of the coil between the signal terminal (cathode) and the common terminal (anode) of the mechanism switch 15.

スイッチ制御部18は、半導体スイッチ開閉部16と機構スイッチ開閉部17の動作順序を決定するものであり、給電コイルユニット部20が装着されるときは、半導体スイッチ開閉部16及び機構スイッチ開閉部17のどちらが先に操作されても機構スイッチ15が先にオンになり、次に半導体スイッチ素子14がオンになるように制御する。これにより、DC/AC変換部12が動作中であっても機構スイッチ15が先にオンになり、機構スイッチ15がチャタリングを起こしても火花を発生させず、そのため接点が酸化しない。
また、給電コイルユニット部20を取り出すときは、半導体スイッチ開閉部16及び機構スイッチ開閉部17のどちらが先に操作されても半導体スイッチ素子14が先にオフになり、機構スイッチ15が次にオフになるように制御する。これにより、DC/AC変換部12が動作中であっても半導体スイッチ素子14が先にオフになり、機構スイッチ15がアーク放電を発生することがない。
The switch control unit 18 determines the operation order of the semiconductor switch opening / closing unit 16 and the mechanism switch opening / closing unit 17. When the power supply coil unit unit 20 is mounted, the semiconductor switch opening / closing unit 16 and the mechanism switch opening / closing unit 17. Whichever is operated first, the mechanism switch 15 is turned on first, and then the semiconductor switch element 14 is turned on. Thereby, even if the DC / AC converter 12 is in operation, the mechanism switch 15 is turned on first, and even if the mechanism switch 15 causes chattering, no spark is generated, and therefore the contact is not oxidized.
Further, when the feeding coil unit section 20 is taken out, the semiconductor switch element 14 is turned off first, and the mechanism switch 15 is turned off next, regardless of which of the semiconductor switch opening / closing section 16 and the mechanism switch opening / closing section 17 is operated first. Control to be. Thereby, even if the DC / AC converter 12 is in operation, the semiconductor switch element 14 is turned off first, and the mechanism switch 15 does not generate arc discharge.

スイッチ制御部18は、図3に示すスイッチ検出部18aと、図4に示すスイッチ順序制御部18bとからなる。
図3に示すように、スイッチ検出部18aは、端子11より得られる直流電源よりスイッチ動作電圧を供給する補助電源回路18a1と、半導体スイッチ開閉部16及び機構スイッチ開閉部17に接続するための端子18a2、18a3と、100kΩの接地電位接続抵抗18a4、18a5と、半導体スイッチ信号端子18a6と、機構スイッチ信号端子18a7を備える。
補助電源回路18a1は、端子11に得られる直流電源電圧、例えば380Vを15Vと5Vの2つの出力電圧に変換するDC/DC変換コンバータであり、15V直流電圧は、リレーや半導体素子を駆動するために利用され、5V直流電圧はロジック回路を動作させるために利用される。5V直流電圧は端子18a2より半導体スイッチ開閉部16に供給され、半導体スイッチ開閉部16がオン操作されると、半導体スイッチ信号端子18a6に5V直流電圧を出力する。しかし、半導体スイッチ開閉部16がオフのときは、半導体スイッチ信号端子18a6に0Vを出力する。
また、補助電源回路18a1の5V直流電圧は、端子18a3より機構スイッチ開閉部17に供給され、機構スイッチ開閉部17がオン操作されると、機構スイッチ信号端子18a7に5V直流電圧を出力する。しかし、機構スイッチ開閉部17がオフのときは、機構スイッチ信号端子18a7に0Vを出力する。
The switch control unit 18 includes a switch detection unit 18a shown in FIG. 3 and a switch order control unit 18b shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the switch detection unit 18 a is connected to the auxiliary power supply circuit 18 a 1 that supplies the switch operating voltage from the DC power source obtained from the terminal 11, the semiconductor switch opening / closing unit 16, and the mechanism switch opening / closing unit 17. 18 a 2 and 18 a 3, 100 kΩ ground potential connection resistors 18 a 4 and 18 a 5, a semiconductor switch signal terminal 18 a 6, and a mechanism switch signal terminal 18 a 7.
The auxiliary power supply circuit 18a1 is a DC / DC conversion converter that converts a DC power supply voltage obtained at the terminal 11, for example, 380V into two output voltages of 15V and 5V. The 15V DC voltage is used to drive a relay or a semiconductor element. 5V DC voltage is used for operating the logic circuit. The 5V DC voltage is supplied from the terminal 18a2 to the semiconductor switch opening / closing unit 16, and when the semiconductor switch opening / closing unit 16 is turned on, the 5V DC voltage is output to the semiconductor switch signal terminal 18a6. However, when the semiconductor switch opening / closing part 16 is off, 0 V is output to the semiconductor switch signal terminal 18a6.
The 5V DC voltage of the auxiliary power circuit 18a1 is supplied to the mechanism switch opening / closing unit 17 from the terminal 18a3, and when the mechanism switch opening / closing unit 17 is turned on, the 5V DC voltage is output to the mechanism switch signal terminal 18a7. However, when the mechanism switch opening / closing part 17 is off, 0 V is output to the mechanism switch signal terminal 18a7.

図4に示すようにスイッチ順序制御部18bは、入力側に半導体スイッチ信号端子18a6が接続され、出力側に半導体スイッチ素子14の駆動回路に制御信号を与えるための端子18b8を備える。スイッチ順序制御部18bは、アンド回路18b1、18b2、18b3と、インバータ18b4と、0.1ミリ秒の遅延時間を有する遅延回路18b5と、10ミリ秒の時定数を有する微分回路18b6と、SRフリップフロップ回路18b7を備える。駆動回路は図示していないが、5Vが端子18b8より入力されると、フォトカプラがオンし、15Vの直流電圧がN−チャネルIGBT素子、またはN―チャネルFET素子のゲート―ソース間に印加することにより、オン状態となる。
また、入力側に機構スイッチ信号端子18a7が接続され、出力側に機構スイッチ15の駆動回路に制御信号を与えるための端子18b18を備え、機構スイッチ信号端子18a7と端子18b18の間に、アンド回路18b11、18b12、18b13と、インバータ18b14と、0.1ミリ秒の遅延時間を有する遅延回路18b15と、10ミリ秒の時定数を有する微分回路18b16と、SRフリップフロップ回路18b17を備える。駆動回路は図示していないが、5Vが端子18b18より入力されると、トランジスタがオンし、15Vの直流電圧がリレーの駆動部に印加されることにより、オン状態となる。
そして、端子18b18の出力信号は、アンド回路18b1と、遅延回路18b5に与えられる。一方、SRフリップフロップ回路18b7のQバー出力は、アンド回路18b11、18b13と、遅延回路18b15に与えられる。
上記のようにスイッチ順序制御部18bは構成されるので、給電コイルユニット部20が装着されるときは、機構スイッチ15が先にオンになり、次に半導体スイッチ素子14がオンになるように制御される。また、給電コイルユニット部20が取り出されるときは、半導体スイッチ素子14が先にオフになり、機構スイッチ15が次にオフになるように制御される。本実施例では、より安全を期すために半導体スイッチ素子14と機構スイッチ素子15の両方を備えているが、どちらか一方のスイッチ素子だけでも良い。
As shown in FIG. 4, the switch order control unit 18b includes a semiconductor switch signal terminal 18a6 on the input side and a terminal 18b8 for supplying a control signal to the drive circuit of the semiconductor switch element 14 on the output side. The switch sequence control unit 18b includes AND circuits 18b1, 18b2, and 18b3, an inverter 18b4, a delay circuit 18b5 having a delay time of 0.1 milliseconds, a differentiation circuit 18b6 having a time constant of 10 milliseconds, and an SR flip-flop. Circuit 18b7. Although the drive circuit is not shown, when 5V is input from the terminal 18b8, the photocoupler is turned on, and a DC voltage of 15V is applied between the gate and source of the N-channel IGBT element or N-channel FET element. By this, it will be in an ON state.
Further, a mechanism switch signal terminal 18a7 is connected to the input side, and a terminal 18b18 for giving a control signal to the drive circuit of the mechanism switch 15 is provided on the output side, and an AND circuit 18b11 is provided between the mechanism switch signal terminal 18a7 and the terminal 18b18. , 18b12, 18b13, an inverter 18b14, a delay circuit 18b15 having a delay time of 0.1 milliseconds, a differentiating circuit 18b16 having a time constant of 10 milliseconds, and an SR flip-flop circuit 18b17. Although the drive circuit is not shown, when 5V is input from the terminal 18b18, the transistor is turned on, and the DC voltage of 15V is applied to the relay drive unit to be turned on.
The output signal of the terminal 18b18 is given to the AND circuit 18b1 and the delay circuit 18b5. On the other hand, the Q bar output of the SR flip-flop circuit 18b7 is supplied to the AND circuits 18b11 and 18b13 and the delay circuit 18b15.
Since the switch sequence control unit 18b is configured as described above, when the feeding coil unit unit 20 is mounted, the mechanism switch 15 is turned on first, and then the semiconductor switch element 14 is turned on. Is done. Further, when the feeding coil unit 20 is taken out, the semiconductor switch element 14 is turned off first, and the mechanism switch 15 is turned off next. In the present embodiment, both the semiconductor switch element 14 and the mechanism switch element 15 are provided for further safety, but only one of the switch elements may be provided.

本発明のDC/AC変換部12は、図5に示す回路図のように構成される。DC/AC変換部12は、トランジスタQA、QBとダイオードDA、DBと、コンデンサCA、CBからなるハーフブリッジ式コンバータ121と、トランジスタQA、QBをON/OFFさせるパルス信号を発生するパルス信号発生装置122を備える。パルス信号発生装置122は高周波パルス信号を発生し、直流を交流に変換するようハーフブリッジ式コンバータ121を動作させる。この場合、高周波パルス信号の周波数は、人間の可聴領域以上が好ましい。しかし、数100kHz以上に高くなると、鉄心のヒステリシス損、渦電流損が大きくなるので、数100kHz以下が好ましく、例えば、人間の可聴領域以上、コイルの大きさの観点から、20kHz以上で、半導体素子のスイッチング速度、発生するノイズの周波数の観点から100kHz以下であることが更に好ましい。   The DC / AC converter 12 of the present invention is configured as shown in the circuit diagram of FIG. The DC / AC converter 12 includes a half-bridge converter 121 including transistors QA and QB, diodes DA and DB, capacitors CA and CB, and a pulse signal generator that generates a pulse signal for turning the transistors QA and QB on and off. 122. The pulse signal generator 122 generates a high-frequency pulse signal and operates the half-bridge converter 121 to convert direct current into alternating current. In this case, the frequency of the high-frequency pulse signal is preferably higher than the human audible range. However, since the hysteresis loss and eddy current loss of the iron core increase when the frequency is increased to several hundred kHz or higher, it is preferably several hundred kHz or lower. For example, from the viewpoint of the human audible region or larger, the semiconductor element at 20 kHz or higher from the viewpoint of coil size. From the viewpoint of the switching speed and the frequency of generated noise, it is more preferable that the frequency is 100 kHz or less.

パルス信号発生装置122は、固定の周波数、たとえば50kHzで、固定のデューティ、たとえば、QAオン期間が50%、QBオン期間が50%を交互に行なうパルス信号を出力しても良い。ただし、QAとQBがオンする期間が重ならないように2〜3%の同時オフ期間(デッドタイム)を設けることが好ましい。このようなパルス信号によって半導体QA、QBのスイッチングが制御される場合、受電コイル側の出力電圧は給電コイルに印加される直流電圧に対して、給電コイルの巻き数と受電コイルの巻き数の比となる。
また、パルス信号発生装置122は、外部から電圧制御信号Sを受けると、高周波パルス信号のオン期間、即ちデューティを変化させ、DC/AC変換部12の出力電圧を制御するようにしても良い。従って、この発明では、負荷の消費電力に対応して給電コイルユニット部20が給電ユニット装着部13に装着されるので、その給電コイルユニット部20に対応した電圧制御信号Sを受け、DC/AC変換部12の出力電圧を制御する。
The pulse signal generator 122 may output a pulse signal having a fixed frequency, for example, 50 kHz, and a fixed duty, for example, a QA on period of 50% and a QB on period of 50% alternately. However, it is preferable to provide a 2-3% simultaneous off period (dead time) so that the periods when QA and QB are turned on do not overlap. When the switching of the semiconductors QA and QB is controlled by such a pulse signal, the output voltage on the power receiving coil side is a ratio of the number of turns of the power feeding coil and the number of turns of the power receiving coil to the DC voltage applied to the power feeding coil. It becomes.
Further, when receiving the voltage control signal S from the outside, the pulse signal generator 122 may control the output voltage of the DC / AC converter 12 by changing the ON period of the high-frequency pulse signal, that is, the duty. Therefore, according to the present invention, the feeding coil unit 20 is mounted on the feeding unit mounting unit 13 in accordance with the power consumption of the load. Therefore, the voltage control signal S corresponding to the feeding coil unit 20 is received and the DC / AC The output voltage of the converter 12 is controlled.

図5に示すDC/AC変換部12は、端子11に直流電源コネクタ102を介して直流電源が接続される場合を示しているが、例えば、商用交流電源から交流が入力される場合は、商用交流を直流に変換する交流/直流変換部を備えて、直流に変換した後、入力端子11に入力するようにしてもよい。   5 shows a case where a DC power source is connected to the terminal 11 via a DC power source connector 102. For example, when AC is input from a commercial AC power source, An AC / DC conversion unit that converts AC to DC may be provided, and the AC signal may be input to the input terminal 11 after being converted to DC.

本発明の第1の実施形態のソケット部10は以上のように構成され、最も消費電力の大きい負荷40aに電力供給する場合は、図6に示すように、最も大きい給電コア21a及び給電コイル22aを有する給電コイルユニット部20aが選択されて、給電コイルユニット部20aの前方側より給電ユニット装着部13に装着される。この装着時の衝撃が緩衝材13dによって緩衝される。この装着の際に、給電コイルユニット部20aに備えられた2つの第1の端子23aが挿入口13cに挿入され、挿入口13cの近傍に配置されたDC/AC変換部12の出力端子12aに接続される。そして、ユニット固定部9を操作して、給電コイルユニット部20aを固定し、抜け止めする。給電コイルユニットは半導体スイッチおよび/または機構スイッチが両方もしくはどちらか一方がOFFしているとき以外は、取り外しができない機構になっていることが好ましい。図示しないが、例えば、スイッチとモーターが連動しており、スイッチがOFFになると、ユニット固定部9が外れ、スイッチがONの状態ではユニット固定部が閉じることで、取り外すことも、挿入することもできないようにすることが好ましい。   The socket unit 10 according to the first embodiment of the present invention is configured as described above. When power is supplied to the load 40a having the largest power consumption, as shown in FIG. 6, the largest feeding core 21a and feeding coil 22a are provided. Is selected and attached to the power supply unit mounting portion 13 from the front side of the power supply coil unit portion 20a. The impact at the time of mounting is buffered by the buffer material 13d. At the time of this mounting, the two first terminals 23a provided in the feeding coil unit portion 20a are inserted into the insertion port 13c and are connected to the output terminal 12a of the DC / AC conversion unit 12 disposed in the vicinity of the insertion port 13c. Connected. Then, the unit fixing portion 9 is operated to fix the feeding coil unit portion 20a and prevent it from coming off. The power supply coil unit preferably has a mechanism that cannot be removed except when both or one of the semiconductor switch and / or the mechanism switch is OFF. Although not shown, for example, the switch and the motor are interlocked, and when the switch is turned off, the unit fixing part 9 is detached, and when the switch is on, the unit fixing part is closed and can be removed or inserted. It is preferable not to do so.

図7は、図6を壁100の側より見た図を示し、ソケット部10の給電ユニット装着部13に給電コイルユニット部20aが挿入、装着され、給電コイルユニット部20aの入力端子23aが挿入口13cに挿入され、DC/AC変換部12の出力端子12aに接続された状態を示す。次にユニット固定部9を回転操作して給電コイルユニット部20aを固定する。その後、ソケット部10の表面19に備えられた半導体スイッチ開閉部16および機構スイッチ開閉部17を押圧操作する。半導体スイッチ開閉部16および機構スイッチ開閉部17は、その操作順序にかかわらず、スイッチ制御部18が機構スイッチ15を先にオンにし、次に半導体スイッチ素子14がオンになるように制御する。これにより、DC/AC変換部12が動作中であっても機構スイッチ15が先にオンになり、機構スイッチ15がチャタリングを起こしても火花を発生させず、そのため接点が酸化しない。スイッチ制御部18が上記動作を行なった後、スイッチ制御部18は着脱可能表示用LED8に電力供給し点灯させ、装着完了を表示する。図に示しているように、挿入された給電コイルユニット部を取り出しやすいように、取り出しつまみ27aがつけられていることが、さらに好ましい。つまみ27aは、複数個備えると、より掴みやすくなる。   7 shows a view of FIG. 6 as viewed from the wall 100 side. The feeding coil unit portion 20a is inserted and attached to the feeding unit mounting portion 13 of the socket portion 10, and the input terminal 23a of the feeding coil unit portion 20a is inserted. The state where it is inserted in the port 13c and connected to the output terminal 12a of the DC / AC converter 12 is shown. Next, the unit fixing part 9 is rotated to fix the feeding coil unit part 20a. Thereafter, the semiconductor switch opening / closing part 16 and the mechanism switch opening / closing part 17 provided on the surface 19 of the socket part 10 are pressed. Regardless of the operation order, the semiconductor switch opening / closing unit 16 and the mechanism switch opening / closing unit 17 are controlled so that the switch control unit 18 first turns on the mechanism switch 15 and then turns on the semiconductor switch element 14. Thereby, even if the DC / AC converter 12 is in operation, the mechanism switch 15 is turned on first, and even if the mechanism switch 15 causes chattering, no spark is generated, and therefore the contact is not oxidized. After the switch control unit 18 performs the above-described operation, the switch control unit 18 supplies power to the detachable display LED 8 to light it, and displays the completion of mounting. As shown in the figure, it is more preferable that a take-out knob 27a is attached so that the inserted feeding coil unit portion can be easily taken out. When a plurality of knobs 27a are provided, it becomes easier to grip.

給電コイルユニット部20aが受電コイル部30aと結合する部分に受電コイル固定部として、即ち、給電コイルユニット部20aの後方側に大きい凹部24aを有する。図7の凹部24aの形状は四角形であるが、形状及び大きさは任意であり、受電コイル部30aの凸部33aに対応する形状であればよい。
受電コイル部30aは、負荷の消費電力に対応して最も大きい受電コア31aと受電コイル32aを備えるとともに、受電コイル部30aが給電コイルユニット部と良好に磁気結合する部分に凸部33aを有する。
従って、凹部24aに凸部33aを嵌め合わせることにより、給電コイルと受電コイルを結合することができる。このように凹部24aと凸部33aは、互いに対応する形状を有しているので、負荷の消費電力に対応した給電コイルユニット部と受電コイル部の関係を間違えることなく、嵌め合わせることができる。
A portion where the feeding coil unit 20a is coupled to the receiving coil 30a has a large recessed portion 24a as a receiving coil fixing portion, that is, on the rear side of the feeding coil unit 20a. Although the shape of the concave portion 24a in FIG. 7 is a quadrangle, the shape and size are arbitrary, and any shape corresponding to the convex portion 33a of the power receiving coil portion 30a may be used.
The power receiving coil unit 30a includes the largest power receiving core 31a and the power receiving coil 32a corresponding to the power consumption of the load, and has a convex portion 33a at a portion where the power receiving coil unit 30a is magnetically coupled to the power feeding coil unit.
Therefore, the feeding coil and the receiving coil can be coupled by fitting the projection 33a to the recess 24a. Thus, since the recessed part 24a and the convex part 33a have a mutually corresponding shape, they can be fitted together without making a mistake in the relationship between the feeding coil unit part and the receiving coil part corresponding to the power consumption of the load.

また、消費電力の小さい負荷40cに電力供給する場合、図8に示すように小さい給電コア21c及び給電コイル22cを有する給電コイルユニット部20cが選択されて、給電コイルユニット部20cの前方側より給電ユニット装着部13に装着される。この装着時の衝撃が緩衝材13dによって緩衝される。この装着の際に、給電コイルユニット部20cに備えられた2つの第1の端子23cが挿入口13cに挿入され、挿入口13cの近傍に配置されたDC/AC変換部12の出力端子12aに接続される。そして、ユニット固定部9を操作して、給電コイルユニット部20cを固定し、抜け止めする。緩衝材は熱伝導性を有していることが好ましく、緩衝材を通して、熱をソケット部全体に逃がすことができる。そのような緩衝材としてはシリコンゴムを用いることができる。   Further, when power is supplied to the load 40c with low power consumption, the power supply coil unit portion 20c having the small power supply core 21c and the power supply coil 22c is selected as shown in FIG. 8, and power is supplied from the front side of the power supply coil unit portion 20c. Mounted on the unit mounting portion 13. The impact at the time of mounting is buffered by the buffer material 13d. At the time of this mounting, the two first terminals 23c provided in the feeding coil unit portion 20c are inserted into the insertion port 13c, and are connected to the output terminal 12a of the DC / AC conversion unit 12 disposed in the vicinity of the insertion port 13c. Connected. Then, the unit fixing portion 9 is operated to fix the feeding coil unit portion 20c and prevent it from coming off. The buffer material preferably has thermal conductivity, and heat can be released to the entire socket portion through the buffer material. Silicon rubber can be used as such a cushioning material.

図9は、図8を壁100の側より見た図を示し、図7と異なる点は、受電コイル部30c、凹部24cと凸部33cであり、それぞれ大きさが異なるが、その他は同じである。   FIG. 9 shows a view of FIG. 8 as viewed from the wall 100 side. The difference from FIG. 7 is the power receiving coil portion 30c, the concave portion 24c and the convex portion 33c. is there.

また同様に、図示しないが中程度の消費電力の負荷40bに電力供給する場合、中程度の大きさの給電コア21b及び給電コイル22bを有する給電コイルユニット部20bが選択されて、給電ユニット装着部13に装着され、固定部9を操作して、給電コイルユニット部20bを固定し、抜け止めする。この装着の際に、給電コイルユニット部20bに備えられた入力端子23bが挿入口13cに挿入され、挿入口13cの近傍に配置されたDC/AC変換部12の出力端子12aに接続される。そして、給電コイルユニット部20bが受電コイル部30bと結合する部分に、中程度の凹部を有し、受電コイル部30bが給電コイルユニット部と結合する部分に中程度の凸部を有する。
従って、中程度の凹部に中程度の凸部を嵌め合わせることにより、給電コイルと受電コイルを良好に磁気結合することができる。
Similarly, although not shown, when supplying power to the load 40b having medium power consumption, the power supply coil unit portion 20b having the medium-size power supply core 21b and the power supply coil 22b is selected and the power supply unit mounting portion is selected. 13, the fixing portion 9 is operated to fix the feeding coil unit portion 20 b and prevent it from coming off. At the time of mounting, the input terminal 23b provided in the power feeding coil unit portion 20b is inserted into the insertion port 13c and connected to the output terminal 12a of the DC / AC conversion unit 12 disposed in the vicinity of the insertion port 13c. The power supply coil unit portion 20b has a medium concave portion at the portion where the power supply coil unit portion 30b is coupled to the power receiving coil portion 30b.
Therefore, the power feeding coil and the power receiving coil can be satisfactorily magnetically coupled by fitting the middle convex portion to the middle concave portion.

給電コイルユニット部20を給電ユニット装着部13より取り外す場合は、先ず半導体スイッチ開閉部16を押圧操作し、次に機構スイッチ開閉部17を押圧操作する。このような順序で押圧操作すると、機構スイッチ開閉部17は、先に半導体スイッチ素子14をオフにし、次に機構スイッチ15をオフにする。しかし、スイッチ制御部18は、取り外す場合は、先に半導体スイッチ素子14をオフにし、次に機構スイッチ15をオフにする機能を有しているので、半導体スイッチ開閉部16及び機構スイッチ開閉部17のどちらが先に操作されても、先に半導体スイッチ素子14をオフにし、次に機構スイッチ15がオフになるように制御する。これにより、DC/AC変換部12が動作中であっても半導体スイッチ素子14が先にオフになるので、機構スイッチ15がアーク放電を起こしても火花を発生することがない。   In order to remove the power supply coil unit 20 from the power supply unit mounting part 13, first, the semiconductor switch opening / closing part 16 is pressed and then the mechanism switch opening / closing part 17 is pressed. When the pressing operation is performed in this order, the mechanism switch opening / closing unit 17 first turns off the semiconductor switch element 14 and then turns off the mechanism switch 15. However, since the switch control unit 18 has a function of turning off the semiconductor switch element 14 first and then turning off the mechanism switch 15 when removing, the semiconductor switch opening / closing unit 16 and the mechanism switch opening / closing unit 17. Regardless of which one is operated first, the semiconductor switch element 14 is turned off first, and then the mechanism switch 15 is turned off. Thereby, even if the DC / AC converter 12 is in operation, the semiconductor switch element 14 is turned off first, so that no spark is generated even if the mechanism switch 15 causes arc discharge.

図10は、給電コイルユニット部20aの凹部24aに受電コイル部30aの凸部33aを結合させた後、鉤止めする鉤止め機構40aを示す。鉤止め機構40aは、給電コイルユニット部20aの後方側に設けられた凹部24aに、鉤先端部が嵌まり込む凹部25aを備える。一方、受電コイル部30aは、前記凹部25aに嵌まり込む突起41aと、受電コイル部30aの後方部分に設けられた押しボタン42aと、突起41aと押しボタン42aを連結する連結棒43aと、突起41a及び押しボタン42aを受電コイル部30aの外側に付勢するスプリング又はバネ44aからなる。
鉤止め機構40aは、図10に示すように、受電コイル部30aの後方に、上側と下側にそれぞれ設けると、両方の鉤止め機構40aを同時に操作することができ、受電コイル部30aの着脱操作を容易に行なうことができる。
なお、図10は、消費電力が最も大きい負荷に電力供給する給電コイルユニット部20a及び受電コイル30a鉤止め機構40aを示すが、消費電力が中程度の負荷及び消費電力が小さい負荷に電力供給する給電コイルユニット部20b、20c及び受電コイル30b、30cの鉤止め機構も同様に構成されるが、図示を省略する。
FIG. 10 shows a tacking mechanism 40a that tacks after the convex part 33a of the power receiving coil part 30a is coupled to the concave part 24a of the power feeding coil unit part 20a. The barb mechanism 40a includes a recess 25a into which a barb tip fits into a recess 24a provided on the rear side of the power feeding coil unit 20a. On the other hand, the power receiving coil portion 30a includes a protrusion 41a that fits into the recess 25a, a push button 42a provided at a rear portion of the power receiving coil portion 30a, a connecting rod 43a that connects the protrusion 41a and the push button 42a, and a protrusion. 41a and the push button 42a consist of a spring or a spring 44a that urges the receiving coil portion 30a to the outside.
As shown in FIG. 10, when the barb mechanism 40a is provided on the upper side and the lower side behind the power receiving coil unit 30a, both the bar mounting mechanisms 40a can be operated simultaneously, and the power receiving coil unit 30a can be attached and detached. Operation can be performed easily.
FIG. 10 shows the power feeding coil unit 20a and the power receiving coil 30a tacking mechanism 40a for supplying power to the load having the largest power consumption. However, the power is supplied to the load having medium power consumption and the load having low power consumption. Although the hooking mechanism of the power feeding coil unit portions 20b and 20c and the power receiving coils 30b and 30c is similarly configured, the illustration thereof is omitted.

また、給電コイルユニット部20aの凹部24aに、受電コイル部30aが装着されたとき、受電コイル部30aに当接して受電コイル部30aの装着を検出する着脱検出スイッチボタン26aを備える。着脱検出スイッチボタン26aの動作を確実にするため、受電コイル部30aに突起45aを設けるとよい。着脱検出スイッチボタン26aが受電コイル部30aの装着を検出すると、パルス信号発生装置122へ駆動信号を発生する。この駆動信号Sがパルス信号発生装置122に受信されることにより、パルスの発生を開始する。
このように、着脱検出スイッチボタン26aによって受電コイル部30aの着脱状態を検出することができるため、受電コイル部30aを装着していないときはパルス信号発生装置を止め、交流印加回路を停止させておくことができるため、余計な消費電力を削除することが可能になる。
In addition, a detachment detection switch button 26a that contacts the power receiving coil unit 30a and detects the mounting of the power receiving coil unit 30a when the power receiving coil unit 30a is mounted in the recess 24a of the power feeding coil unit unit 20a is provided. In order to ensure the operation of the attachment / detachment detection switch button 26a, a projection 45a may be provided on the power receiving coil portion 30a. When the attachment / detachment detection switch button 26a detects the attachment of the power receiving coil unit 30a, a drive signal is generated to the pulse signal generator 122. When this drive signal S is received by the pulse signal generator 122, generation of a pulse is started.
Thus, since the attachment / detachment state of the power receiving coil unit 30a can be detected by the attachment / detachment detection switch button 26a, the pulse signal generator is stopped and the AC application circuit is stopped when the power receiving coil unit 30a is not attached. Therefore, unnecessary power consumption can be deleted.

図10(a)は、給電コイルユニット部20aに受電コイル部30aを装着する前の状態を示し、突起41a及び押しボタン42aは、スプリング又はバネ44aによって、受電コイル部30aから突出している。
次に図10(b)に示すように、給電コイルユニット部20aに受電コイル部30aを装着するため、押しボタン42aを押すと、突起41aは受電コイル部内にへこみ、給電コイルユニット部20aに受電コイル部30aを装着することができる。
そして、図10(c)に示すように、受電コイル部30aを給電コイルユニット部20aに完全に装着すると、突起41aが凹部25aに嵌まり込み受電コイル部30aが抜け落ちないようなる。このとき、着脱検出スイッチボタン26aが受電コイル部30aの装着を検出し、DC/AC変換部12の動作開始を制御する。
FIG. 10A shows a state before the power receiving coil unit 30a is attached to the power feeding coil unit 20a, and the protrusion 41a and the push button 42a protrude from the power receiving coil unit 30a by a spring or a spring 44a.
Next, as shown in FIG. 10B, when the push button 42a is pressed to attach the power receiving coil unit 30a to the power feeding coil unit 20a, the protrusion 41a is recessed into the power receiving coil unit, and the power receiving coil unit 20a receives power. The coil part 30a can be attached.
Then, as shown in FIG. 10C, when the power receiving coil portion 30a is completely attached to the power feeding coil unit portion 20a, the protrusion 41a fits into the concave portion 25a, and the power receiving coil portion 30a does not fall off. At this time, the attachment / detachment detection switch button 26 a detects the attachment of the power receiving coil unit 30 a and controls the start of operation of the DC / AC conversion unit 12.

受電コイル部30aを給電コイルユニット部20aから抜き出すときは、押しボタン42aを押すと、突起41aが凹部25aから外れるので、受電コイル部30aを引っ張り出すことができる。このとき、着脱検出スイッチボタン26aは受電コイル部30aが取り出されたことを検出し、DC/AC変換部12及びパルス信号発生装置122の動作を停止させる。   When the power receiving coil part 30a is extracted from the power feeding coil unit part 20a, when the push button 42a is pressed, the protrusion 41a is detached from the concave part 25a, so that the power receiving coil part 30a can be pulled out. At this time, the attachment / detachment detection switch button 26a detects that the power receiving coil unit 30a has been taken out, and stops the operation of the DC / AC converter 12 and the pulse signal generator 122.

(第2の実施形態)
図11は、第2の実施形態で使用されるソケット部10の構成図を示す。図11は代表として、負荷の消費電力が最も小さい給電コイルユニット部20cが給電ユニット装着部13に装着された場合を示すが、他の給電コイルユニット部20a、20bも同様に構成される。
図11に示すように、給電コイルユニット部20cは、給電コア21cまたは給電コイル22cの近傍に設置され、給電コア21cまたは給電コイル22cの過熱を検出するサーミスタよりなる過熱検出部51と、給電コイル22cに直列に接続され、給電コイル22cの過電流を検出する過電流検出回路52と、受電コイル部30cの着脱によってオンまたはオフになるスイッチよりなる着脱検出部53を備え、更に、過熱検出部51、過電流検出回路52及び着脱検出部53の検出信号が入力されるユニット部制御回路54を備える。着脱検出部53は、着脱検出スイッチボタン26aと実質的に同一である。
また、給電コイルユニット部20cは、3つの第2の端子55b、55c及び55dを備えている。端子55bは、ユニット部制御回路54から制御信号を出力する端子であり、端子55c及び55dは、ユニット部制御回路54に電源供給(5V)する電源端子である。端子55bは、DC/AC変換部12へ制御信号を与え、DC/AC変換部12の動作開始または動作停止を制御する。端子55c及び55dは、DC/AC変換部12内部に備えられた補助電源12eに接続され、5Vの電源を供給する。
(Second Embodiment)
FIG. 11 shows a configuration diagram of the socket unit 10 used in the second embodiment. FIG. 11 shows a case where the power feeding coil unit portion 20c with the smallest load power consumption is mounted on the power feeding unit mounting portion 13 as a representative, but the other power feeding coil unit portions 20a and 20b are similarly configured.
As shown in FIG. 11, the feeding coil unit 20c is installed in the vicinity of the feeding core 21c or the feeding coil 22c, and includes an overheat detection unit 51 including a thermistor that detects overheating of the feeding core 21c or the feeding coil 22c, and a feeding coil. An overcurrent detection circuit 52 that is connected in series to 22c and detects an overcurrent of the power feeding coil 22c, and an attachment / detachment detection unit 53 including a switch that is turned on or off by the attachment / detachment of the power receiving coil unit 30c, and further includes an overheat detection unit 51, a unit control circuit 54 to which detection signals from the overcurrent detection circuit 52 and the attachment / detachment detection unit 53 are input. The attachment / detachment detection unit 53 is substantially the same as the attachment / detachment detection switch button 26a.
Further, the feeding coil unit 20c includes three second terminals 55b, 55c, and 55d. The terminal 55b is a terminal that outputs a control signal from the unit control circuit 54, and the terminals 55c and 55d are power supply terminals that supply power (5 V) to the unit control circuit 54. The terminal 55b gives a control signal to the DC / AC converter 12 and controls the start or stop of the operation of the DC / AC converter 12. The terminals 55c and 55d are connected to an auxiliary power source 12e provided in the DC / AC converter 12, and supply 5V power.

図12は、ユニット部制御回路54の回路図を示す。
図12に示すように、過熱検出部51は、サーミスタよりなり、5Vの電源ライン55cより100kΩの過電流防止用抵抗61を介して5Vが印加される。サーミスタの出力はコンパレータ62の非反転端子に与えられ、基準電圧62aと比較される。サーミスタが温度上昇を検出すると、その抵抗値が低下し、コンパレータ62の非反転端子への入力電圧が低下し、基準電圧以下になったとき、コンパレータ62がH信号を出力する。コンパレータ62の出力は、OR回路63に与えられ、OR回路63はH信号が入力されると、オフ信号(H信号)を出力する。
FIG. 12 shows a circuit diagram of the unit control circuit 54.
As shown in FIG. 12, the overheat detection unit 51 is formed of a thermistor, and 5 V is applied from a 5 V power line 55c through an overcurrent prevention resistor 61 of 100 kΩ. The output of the thermistor is given to the non-inverting terminal of the comparator 62 and compared with the reference voltage 62a. When the thermistor detects an increase in temperature, the resistance value decreases, and the input voltage to the non-inverting terminal of the comparator 62 decreases. When the thermistor falls below the reference voltage, the comparator 62 outputs an H signal. The output of the comparator 62 is given to the OR circuit 63, and the OR circuit 63 outputs an off signal (H signal) when the H signal is inputted.

過電流検出回路52は、例えば、過電流検出抵抗とエラーアンプ(図示しない)により、給電コイル22に流れる電流値がアナログ信号として検出される。この検出出力はコンパレータ64の反転端子に与えられ、基準電圧64aと比較される。従って、過電流検出回路52の検出出力が過電流を検出すると、そのアナログ信号がコンパレータ62の反転端子へ入力され、基準電圧以上であるとき、コンパレータ64はH信号を出力する。コンパレータ64の出力は、OR回路63に与えられ、OR回路63はH信号が入力されると、オフ信号(H信号)を出力する。   In the overcurrent detection circuit 52, for example, the value of the current flowing through the power feeding coil 22 is detected as an analog signal by an overcurrent detection resistor and an error amplifier (not shown). This detection output is given to the inverting terminal of the comparator 64 and compared with the reference voltage 64a. Therefore, when the detection output of the overcurrent detection circuit 52 detects an overcurrent, the analog signal is input to the inverting terminal of the comparator 62, and when it is equal to or higher than the reference voltage, the comparator 64 outputs an H signal. The output of the comparator 64 is given to the OR circuit 63, and the OR circuit 63 outputs an off signal (H signal) when the H signal is inputted.

受電コイル部30の着脱検出部53は、図11に示した着脱検出スイッチボタンよりなり、端子53aと53b間を短絡接続または開放する。端子53aは、5Vの電源ライン55cに100kΩの過電流防止用抵抗65を介して接続され、端子53bはコモン電極に短絡接続される。従って、着脱検出スイッチボタンが押されて、の端子53aと53b間が接続されると、OR回路63へL信号を出力する。端子53aと53b間が開放のときはOR回路63へH信号を出力する。   The attachment / detachment detection unit 53 of the power receiving coil unit 30 includes the attachment / detachment detection switch button shown in FIG. 11, and short-circuits or opens the terminals 53a and 53b. The terminal 53a is connected to a 5V power supply line 55c through a 100 kΩ overcurrent prevention resistor 65, and the terminal 53b is short-circuited to the common electrode. Accordingly, when the attachment / detachment detection switch button is pressed and the terminals 53a and 53b are connected, an L signal is output to the OR circuit 63. When the terminals 53a and 53b are open, an H signal is output to the OR circuit 63.

以上のように、OR回路63は、過熱検出部51、過電流検出回路52及び着脱検出部53のいずれかよりH信号が入力されると、H信号(オフ信号)を出力し、すべての入力信号がL信号のとき、L信号(オン信号)を出力する。OR回路63の出力端子55bはDC/AC変換部12へ与えられ、DC/AC変換部12の動作を制御する。   As described above, when an H signal is input from any of the overheat detection unit 51, the overcurrent detection circuit 52, and the attachment / detachment detection unit 53, the OR circuit 63 outputs an H signal (off signal) and all inputs. When the signal is an L signal, an L signal (ON signal) is output. The output terminal 55b of the OR circuit 63 is given to the DC / AC conversion unit 12 and controls the operation of the DC / AC conversion unit 12.

一方、給電ユニット装着部13は、3つの挿入口13g、13h及び13iを備え、上記3つの端子55b、55c及び55dは、それぞれの挿入口13g、13h及び13iを通り、接点12b、12c,及び12dにそれぞれ接続される。
ソケット部10のDC/AC変換部12は内部に補助電源12eを備えており、プラス端子とマイナス端子(COM)の電圧差5Vを出力する。補助電源12eは、端子11から入力される例えば直流380Vを5Vに変換する絶縁型のDCDCコンバータである。補助電源12eからプラス端子12e、マイナス端子12fが接点12c、12dに接続され、ユニット部制御回路54の端子55cと55D間に5Vの直流電圧を供給する。DC/AC変換部12は内部にDC/AC変換部12の動作を制御する制御部を有する。
On the other hand, the power supply unit mounting portion 13 includes three insertion ports 13g, 13h, and 13i, and the three terminals 55b, 55c, and 55d pass through the insertion ports 13g, 13h, and 13i, and contacts 12b, 12c, and 12d, respectively.
The DC / AC conversion unit 12 of the socket unit 10 includes an auxiliary power source 12e inside, and outputs a voltage difference of 5 V between the plus terminal and the minus terminal (COM). The auxiliary power supply 12e is an insulated DCDC converter that converts, for example, direct current 380V input from the terminal 11 into 5V. A plus terminal 12e and a minus terminal 12f are connected to the contacts 12c and 12d from the auxiliary power source 12e, and a DC voltage of 5 V is supplied between the terminals 55c and 55D of the unit control circuit 54. The DC / AC converter 12 includes a controller that controls the operation of the DC / AC converter 12 inside.

過熱検出部51及び過電流検出回路52は異常を検出すると、ユニット部制御回路54へ検出信号を送る。検出信号を受信したユニット部制御回路54は、異常信号を端子55b及び接点12bを通って、DC/AC変換部12へ送り、受信したDC/AC変換部12は動作を停止する。このようにユニット部制御回路54はDC/AC変換部12へ制御のための信号を送る機能を有する。
同様に、着脱検出部53は、給電コイルユニット部20の凹部24aに設置されたマイクロスイッチよりなり、受電コイル部30aが給電コイルユニット部20に装着されたとき、マイクロスイッチがオンになり、受電コイル部30aが給電コイルユニット部20に装着されたことを検出する。このようにして、着脱検出部53は受電コイル部30が装着されたことを認識すると、ユニット部制御回路54へ検出信号を送り、ユニット制御回路54はDC/AC変換部12へ駆動命令を送信する。受電コイル部30aが外されると、着脱検出部53はユニット部制御回路54へ信号を送り、ユニット制御回路54はDC/AC変換部12へ停止命令を送信する。
この通信は単一の端子で、シリアル通信をしても良いし、それぞれの信号に対し、別途端子を設け、H信号、L信号のロジック信号でそれぞれの検出に対して、通信しても良い。
When the overheat detection unit 51 and the overcurrent detection circuit 52 detect an abnormality, they send a detection signal to the unit unit control circuit 54. The unit control circuit 54 that has received the detection signal sends an abnormal signal to the DC / AC converter 12 through the terminal 55b and the contact 12b, and the received DC / AC converter 12 stops its operation. As described above, the unit control circuit 54 has a function of sending a control signal to the DC / AC converter 12.
Similarly, the attachment / detachment detection unit 53 includes a micro switch installed in the recess 24a of the power feeding coil unit unit 20. When the power receiving coil unit 30a is attached to the power feeding coil unit unit 20, the micro switch is turned on and the power receiving unit 53 receives power. It detects that the coil part 30a was mounted | worn with the electric power feeding coil unit part 20. FIG. In this way, when the attachment / detachment detection unit 53 recognizes that the power receiving coil unit 30 is mounted, it sends a detection signal to the unit unit control circuit 54, and the unit control circuit 54 sends a drive command to the DC / AC conversion unit 12. To do. When the power receiving coil unit 30 a is removed, the attachment / detachment detection unit 53 sends a signal to the unit unit control circuit 54, and the unit control circuit 54 sends a stop command to the DC / AC conversion unit 12.
This communication may be performed by serial communication using a single terminal, or a separate terminal may be provided for each signal, and communication may be performed for each detection using H and L logic signals. .

給電コイルユニット部20の内部には過熱検出回路51が備えられている。過熱検出回路51はサーミスタを用いることによって検出することができる。過熱検出回路51は給電コイル22の設計に基づき各給電コイルユニット部20毎に過熱検出値が設定されている。過熱検出値以上の過熱が検出されると、DC/AC変換部12へ検出信号が送られ、DC/AC変換部12の動作を停止させる。
復帰動作は、例えば、60℃になると、直流交流変換部の動作を停止させ、40℃になると自動的に復帰するようにヒステリシスを設け、復帰信号をDC/AC変換部12へ送り、動作を再開させる。
過熱検出回路51は給電コイル22の直近かつ、ユーザーが手で触るプラグ着脱位置直近に備えていることが好ましい。
これにより、大電流が流れることによるコイルの発熱や、金属の異物がプラグとソケット間に混入し、過熱されてしまったときに温度上昇を検出し、直流交流変換部の動作を停止することで、給電を停止するので、発火や、ユーザーの火傷を防ぐことができる。
給電コイル22を含む給電コイルユニット部20を交換可能とすることで、ユーザーが手で触れるプラグの着脱部はユニットとして、複数種類のユニットに交換されるため、ユニットごとに過熱検出部を設けることが好ましい。これにより、1次側コイルが交換可能で、高効率かつ安全な非接触給電コンセントを提供することができる。
An overheat detection circuit 51 is provided inside the power feeding coil unit 20. The overheat detection circuit 51 can be detected by using a thermistor. In the overheat detection circuit 51, an overheat detection value is set for each power supply coil unit 20 based on the design of the power supply coil 22. When overheating exceeding the overheat detection value is detected, a detection signal is sent to the DC / AC conversion unit 12 to stop the operation of the DC / AC conversion unit 12.
For example, when the temperature reaches 60 ° C., the operation of the DC / AC converter is stopped. When the temperature reaches 40 ° C., hysteresis is provided so that the DC / AC converter automatically returns, and a return signal is sent to the DC / AC converter 12 to perform the operation. Let it resume.
The overheat detection circuit 51 is preferably provided in the immediate vicinity of the power supply coil 22 and in the immediate vicinity of the plug attachment / detachment position touched by the user's hand.
As a result, coil heat generation due to a large current flow or metal foreign matter mixed between the plug and socket and overheating is detected, and the operation of the DC / AC converter is stopped. Since power supply is stopped, it is possible to prevent ignition and user burns.
By making the power supply coil unit section 20 including the power supply coil 22 replaceable, the attachment / detachment section of the plug touched by the user is replaced with a plurality of types of units as a unit, so an overheat detection section is provided for each unit. Is preferred. Thereby, the primary side coil can be replaced, and a highly efficient and safe non-contact power supply outlet can be provided.

給電コイルユニット部20の内部に過電流検出回路52が備えられている。過電流検出回路52は給電コイル22の設計に基づき、各給電コイルユニット部20毎に過電流検出値が設定されている。過電流検出値以上の過電流が検出されると、即ち、飽和電流を検出すると、DC/AC変換部12へ検出信号が送られ、DC/AC変換部12の動作を停止させる。
復帰動作は時間の所定時間を経過するタイミングでリセットされ、自動的に通常の動作状態に復帰しても良いし、別途リセットボタンを設け、ユーザーもしくはメンテナンスを行なう人がリセットボタンを操作したときに復帰するようにしても良い。
電流値の測定は抵抗器やカレントトランスで行なうことができる。基準電圧と比較器を設け、測定電流値を電圧に変換し、過電流リミット値に設定した基準電圧と比較することで、過電流状態を検出することができる。
An overcurrent detection circuit 52 is provided inside the feeding coil unit section 20. The overcurrent detection circuit 52 is set with an overcurrent detection value for each power supply coil unit section 20 based on the design of the power supply coil 22. When an overcurrent greater than the overcurrent detection value is detected, that is, when a saturation current is detected, a detection signal is sent to the DC / AC converter 12 to stop the operation of the DC / AC converter 12.
The return operation is reset at the timing when a predetermined time elapses, and may automatically return to the normal operation state, or when a reset button is separately provided and the user or the person performing maintenance operates the reset button You may make it return.
The current value can be measured with a resistor or a current transformer. An overcurrent state can be detected by providing a reference voltage and a comparator, converting the measured current value into a voltage, and comparing it with a reference voltage set as an overcurrent limit value.

負荷の短絡故障などにより、受電コイル32に大電流が流れたとき、給電コイル22にも大電流が流れ、磁気飽和を起こし、さらに大電流が流れてしまう。これにより、給電コイル22が発熱し、高温になり、トランジスタやコンデンサ等の半導体部品の故障や、ユーザーに火傷を負わせる可能性あり、危険である。給電コイルユニット部20に過電流検出回路52を備えることにより、給電コイルユニット部20ごとに設けられた過電流検出値を参照し、ソケット部10のDC/AC変換回路へ異常状態を通知することができるので、ソケット部10は給電コイルの種類を認識する必要がなく、単純な構成とすることが出来る。このような構成にすることで、給電コイルユニット部20の給電コイル22の交換可能で、高効率かつ安全な非接触給電コンセントを提供することができる。もちろん、ソケット部側に過電流検出回路を備え、給電コイルユニット部に最大定格電流値を通知する手段を備えても当然良い。   When a large current flows through the power receiving coil 32 due to a short circuit failure of the load, the large current also flows through the power feeding coil 22, causing magnetic saturation, and further a large current flows. As a result, the power feeding coil 22 generates heat and becomes high temperature, which may cause a failure of a semiconductor component such as a transistor or a capacitor, or burn the user, which is dangerous. By providing the overcurrent detection circuit 52 in the feeding coil unit unit 20, the overcurrent detection value provided for each feeding coil unit unit 20 is referred to notify the DC / AC conversion circuit of the socket unit 10 of the abnormal state. Therefore, the socket portion 10 does not need to recognize the type of the feeding coil, and can have a simple configuration. With such a configuration, the power supply coil 22 of the power supply coil unit section 20 can be replaced, and a highly efficient and safe non-contact power supply outlet can be provided. Needless to say, an overcurrent detection circuit may be provided on the socket side, and a means for notifying the maximum rated current value to the feeding coil unit may be provided.

給電コイルユニット部20の内部には受電コイル部30の着脱検出部53が備えられている。受電コイル部30の着脱検出部53は、給電コイルユニット部20に給電コイル部30が装着されたことを、DC/AC変換部12へ通知して動作を開始し、受電コイル部30が装着されていない場合は、DC/AC変換部12は動作を停止する。このように制御することにより消費電力を削減することができる。
給電コイルユニット部20の着脱検出は、図11に示すように、例えば、受電コイル部30が装着されたときに、着脱検出部53が押され、図11に示すユニット部制御回路54へH信号が送信され、装着されていない場合、着脱検出ボタンが押されずに、L信号がユニット部制御回路へ入力されるような構成にすることが好ましい。
給電コイルを含む給電コイルユニット部を交換可能とすることで、受電部(プラグ)の着脱部は給電コイルユニット部として、複数の種類の給電コイルユニット部毎に交換されるため、給電コイルユニット部毎に着脱検出部を設けることが好ましい。これにより、給電コイルが交換可能で、高効率な非接触給電コンセントを提供することができる。
An attachment / detachment detection unit 53 for the power reception coil unit 30 is provided inside the power supply coil unit unit 20. The attachment / detachment detection unit 53 of the power receiving coil unit 30 starts the operation by notifying the DC / AC conversion unit 12 that the power feeding coil unit 30 is mounted on the power feeding coil unit unit 20, and the power receiving coil unit 30 is mounted. If not, the DC / AC converter 12 stops operating. By controlling in this way, power consumption can be reduced.
As shown in FIG. 11, the attachment / detachment detection of the power feeding coil unit unit 20 is performed, for example, when the power receiving coil unit 30 is attached, the attachment / detachment detection unit 53 is pushed, and an H signal is sent to the unit control circuit 54 shown in FIG. Is transmitted, and it is preferable that the L signal is input to the unit control circuit without pressing the attachment / detachment detection button.
By making the power supply coil unit including the power supply coil replaceable, the attachment / detachment part of the power reception unit (plug) is replaced as a power supply coil unit for each of a plurality of types of power supply coil units. It is preferable to provide an attachment / detachment detection unit for each. Thereby, the power supply coil can be replaced, and a highly efficient non-contact power supply outlet can be provided.

(第3の実施形態)
図13は、第4の実施形態で使用されるソケット部10の構成図を示す。第4の実施形態のソケット部10が第3の実施形態のソケット部10を示す図11と異なるところは、ユニット部制御回路54がソケット部10内に設けられ、過熱検出部51、過電流検出回路52、及び着脱検出部53の検出出力が端子を介してユニット部制御回路54に供給されるところが相違するが、その他は同じである。
(Third embodiment)
FIG. 13 is a configuration diagram of the socket unit 10 used in the fourth embodiment. 11 differs from FIG. 11 in which the socket unit 10 of the fourth embodiment shows the socket unit 10 of the third embodiment. A unit unit control circuit 54 is provided in the socket unit 10, and an overheat detection unit 51, an overcurrent detection unit are provided. The difference is that the detection outputs of the circuit 52 and the attachment / detachment detection unit 53 are supplied to the unit control circuit 54 via terminals, but the other points are the same.

(第4の実施形態)
図14は、第2の実施形態で使用されるソケット部10の構成図を示す。この第2の実施形態では、給電コイルユニット部20の内部に熱伝導率及び絶縁性の良好な充填材13gが充填される。熱伝導率の良好な充填材13gとしては、シリコン樹脂が適している。また、ソケット部10の給電コイルユニット部13は熱伝導性の良好なアルミニウムなどの金属筐体により構成する。緩衝材13dは熱伝導性が良好な材料を用いることがさらに好ましい。たとえば、シリコン樹脂などが挙げられる。その他の部分は第1の実施形態と同じである。
この第4の実施形態によれば、給電コア21及び給電コイル22が給電時に発熱しても、発熱は充填材13gと緩衝材13dと給電コイルユニット部13を伝わって放熱され、さらにソケット部10から壁100へ放熱される。放熱面積が向上するため、温度が上がりにくくすることができる。また、充填材13gが絶縁性良好であれば、給電コイルユニット部20内の絶縁性を向上することができる。
(Fourth embodiment)
FIG. 14 is a configuration diagram of the socket unit 10 used in the second embodiment. In the second embodiment, the feeding coil unit portion 20 is filled with a filler 13g having good thermal conductivity and insulation. Silicone resin is suitable as the filler 13g having good thermal conductivity. Further, the feeding coil unit portion 13 of the socket portion 10 is constituted by a metal casing such as aluminum having good thermal conductivity. It is more preferable to use a material having good thermal conductivity for the buffer material 13d. For example, silicon resin or the like can be used. Other parts are the same as those of the first embodiment.
According to the fourth embodiment, even if the power supply core 21 and the power supply coil 22 generate heat during power supply, the generated heat is dissipated through the filler 13g, the buffer material 13d, and the power supply coil unit 13, and the socket 10 To the wall 100. Since the heat dissipating area is improved, the temperature can be hardly increased. Moreover, if the filler 13g has good insulation, the insulation in the feeding coil unit portion 20 can be improved.

10 ソケット部
11 端子
12 交流印加回路(DC/AC変換部)
13 給電ユニット装着部
20 給電コイルユニット部
21 給電コア
22 給電コイル
23 第1の端子
30 受電コイル部
31 受電コア
32 受電コイル
40 負荷
51 過熱検出部
52 過電流検出回路
53 着脱検出部
54 ユニット部制御回路
10 Socket part 11 Terminal 12 AC application circuit (DC / AC conversion part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Feeding unit mounting part 20 Feeding coil unit part 21 Feeding core 22 Feeding coil 23 1st terminal 30 Power receiving coil part 31 Power receiving core 32 Power receiving coil 40 Load 51 Overheat detection part 52 Overcurrent detection circuit 53 Attachment / detachment detection part 54 Unit part control circuit

Claims (13)

電源に接続される給電コイルを備える給電部を有し、前記給電コイルと負荷に接続される受電コイルとが電磁結合することにより、電源より負荷へ電力を供給する非接触給電装置であって、
前記給電部は、
交流印加回路と給電ユニット装着部とを有するソケット部と、
給電コイルを有する給電コイルユニット部と、を備え、
前記給電コイルユニット部は前記給電ユニット装着部に交換可能に装着されることを特徴とする非接触給電装置。
A non-contact power feeding device that has a power feeding unit including a power feeding coil connected to a power source, and supplies power from the power source to the load by electromagnetically coupling the power feeding coil and the power receiving coil connected to the load,
The power feeding unit is
A socket portion having an AC application circuit and a power supply unit mounting portion;
A power supply coil unit having a power supply coil,
The non-contact power feeding apparatus according to claim 1, wherein the power feeding coil unit portion is replaceably mounted on the power feeding unit mounting portion.
前記給電ユニット装着部は開口部を有し、
前記開口部に前記交流印加回路の出力端子を配置し、
前記給電ユニット装着部に前記給電コイルユニット部が装着されたとき、前記給電コイルユニット部の入力端子が前記出力端子に接続される請求項1に記載の非接触給電装置。
The power supply unit mounting portion has an opening,
Arrange the output terminal of the AC application circuit in the opening,
The non-contact power feeding device according to claim 1, wherein when the power feeding coil unit portion is mounted on the power feeding unit mounting portion, an input terminal of the power feeding coil unit portion is connected to the output terminal.
前記ソケット部は、交流印加回路の動作を制御する制御部と、給電コイルに給電される電力を検出する給電電力検出手段と、を有し、
前記給電コイルユニット部は、給電電力最大定格値を交流印加回路に通知する給電電力最大定格値通知手段を有し、
前記制御部は、前記給電電力検出手段により検出された電力が前記給電電力最大定格値通知手段により通知された給電電力最大定格値を超えないように、前記交流印加回路の動作を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の非接触給電装置。
The socket unit includes a control unit that controls the operation of the AC application circuit, and a feeding power detection unit that detects power fed to the feeding coil.
The feeding coil unit section has a feeding power maximum rating value notification means for notifying the AC application circuit of a feeding power maximum rating value,
The control unit controls the operation of the AC application circuit so that the power detected by the feed power detection means does not exceed the feed power maximum rating value notified by the feed power maximum rating value notification means. The non-contact electric power feeder of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
前記ソケット部は、交流印加回路の動作を制御する制御部を有し、
前記給電コイルユニット部は、給電コイルの過電流検出部を有し、
前記過電流検出部が過電流を検出したときに出力する過電流検出出力に基づき、前記制御部が前記交流印加回路の動作を制御する請求項1または2に記載の非接触給電装置。
The socket part has a control part for controlling the operation of the AC application circuit,
The feeding coil unit has an overcurrent detection unit of the feeding coil,
The non-contact power feeding device according to claim 1, wherein the control unit controls the operation of the AC application circuit based on an overcurrent detection output that is output when the overcurrent detection unit detects an overcurrent.
前記給電コイルユニット部は、過熱検出部を有し、
前記過熱検出部が過電流を検出したときに出力する過熱検出出力に基づき、前記制御部が前記交流印加回路の動作を制御する請求項1から4までのいずれか1項に記載の非接触給電装置。
The power supply coil unit section has an overheat detection section,
5. The non-contact power feeding according to claim 1, wherein the control unit controls the operation of the AC application circuit based on an overheat detection output that is output when the overheat detection unit detects an overcurrent. apparatus.
前記給電コイルユニット部は、受電部の着脱検出部を有し、
前記着脱検出部が出力する着脱検出出力に基づき、前記制御部が前記交流印加回路の動作を制御する請求項1から5までのいずれか1項に記載の非接触給電装置。
The power supply coil unit section includes a power receiving section attachment / detachment detection section,
6. The non-contact power feeding device according to claim 1, wherein the control unit controls the operation of the AC application circuit based on an attachment / detachment detection output output by the attachment / detachment detection unit.
前記制御部は、給電電力最大定格値、前記過電流検出出力、前記過熱検出出力または前記着脱検出出力に基づき、前記制御部が前記交流印加回路の動作を停止させる請求項3から6までのいずれか1項に記載の非接触給電装置。   7. The control unit according to claim 3, wherein the control unit stops the operation of the AC application circuit based on a maximum rated power supply value, the overcurrent detection output, the overheat detection output, or the attachment / detachment detection output. The non-contact electric power feeder of Claim 1. 前記給電コイルユニット部は、給電電力最大定格値を交流印加回路に通知する給電電力最大定格値通知部を有し、
前記ソケット部は、交流印加回路の動作を制御する制御部を有し、
前記制御部は、給電電力最大定格値から算出される出力電力の割合に応じてデューティを変化させるように、前記交流印加回路の動作を制御することを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の非接触給電装置。
The feeding coil unit section has a feeding power maximum rating value notification section for notifying an AC application circuit of a feeding power maximum rating value,
The socket part has a control part for controlling the operation of the AC application circuit,
The said control part controls the operation | movement of the said AC application circuit so that a duty may be changed according to the ratio of the output electric power calculated from the electric power feeding maximum rated value, The any one of Claim 1-7 characterized by the above-mentioned. The non-contact electric power feeder of Claim 1.
前記給電コイルユニット部は、負荷に給電する電力を検出する給電電力検出部を有し、
前記交流印加回路は、前記給電電力検出部が検出した電力に応じてパルス信号発生装置のパルス信号のデューティを変化させる請求項1から8までのいずれか1項に記載の非接触給電装置。
The feeding coil unit has a feeding power detection unit that detects power to be fed to a load,
The non-contact power supply device according to any one of claims 1 to 8, wherein the AC application circuit changes a duty of a pulse signal of the pulse signal generation device according to the power detected by the power supply power detection unit.
前記給電コイルユニット部は、給電コイルが受電コイルと電磁結合する部分に受電コイル固定部を有する請求項1から9までのいずれか1項に記載の非接触給電装置。   The non-contact power feeding device according to any one of claims 1 to 9, wherein the power feeding coil unit has a power receiving coil fixing portion at a portion where the power feeding coil is electromagnetically coupled to the power receiving coil. 前記受電コイル固定部は、受電コイル部を着脱する鉤止め機構を備える請求項1から10までのいずれか1項に記載の非接触給電装置。   The non-contact power feeding device according to any one of claims 1 to 10, wherein the power receiving coil fixing portion includes a tacking mechanism for attaching and detaching the power receiving coil portion. 前記給電コイルユニット部は、内部に充填材が充填される請求項1から11までのいずれか1項に記載の非接触給電装置。   The non-contact power feeding device according to claim 1, wherein the power feeding coil unit portion is filled with a filler. 電源に接続される給電コイルを備える給電部と受電コイルを備える受電部とにより構成され、前記給電コイルと負荷に接続される前記受電コイルとが電磁結合することにより、電源より負荷へ電力を供給する非接触給電システムであって、
前記給電部は、
交流印加回路と、給電ユニット装着部と、制御部と、を有するソケット部と、
給電コイルと、前記受電部からの出力電圧の情報を受信する出力電圧情報受信部と、前記出力電圧情報受信部が受信した出力電圧の情報を前記制御部へ送信する給電側出力電圧情報送信部と、を有する給電コイルユニット部と、を備え、
前記受電部は、
出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部により検出された出力電圧の情報を前記出力電圧情報受信部へ送信する受電側出力電圧情報送信部と、を備え、
前記制御部は、前記給電側出力電圧送信部により送信された出力電圧の情報を受信し、当該出力電圧の情報に基づいて前記交流印加回路の動作を制御することを特徴とする非接触給電システム。
Consists of a power feeding unit including a power feeding coil connected to a power source and a power receiving unit including a power receiving coil. The power feeding coil and the power receiving coil connected to the load are electromagnetically coupled to supply power from the power source to the load. A contactless power supply system,
The power feeding unit is
A socket section having an AC application circuit, a power supply unit mounting section, and a control section;
A power supply coil, an output voltage information receiving unit that receives information on the output voltage from the power receiving unit, and a power supply side output voltage information transmitting unit that transmits information on the output voltage received by the output voltage information receiving unit to the control unit A power supply coil unit having
The power receiving unit
An output voltage detector;
A power receiving side output voltage information transmitting unit that transmits information on the output voltage detected by the output voltage detecting unit to the output voltage information receiving unit,
The control unit receives information on the output voltage transmitted from the power supply side output voltage transmission unit, and controls the operation of the AC application circuit based on the information on the output voltage. .
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