JP2016052241A - Non-contact power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はスイッチング電源に関し、特に非接触電力伝送装置に関する。 The present invention relates to a switching power supply, and more particularly to a contactless power transmission device.
従来の非接触電力伝送装置として、特許公開2002−354711が提供した方法がある。その実施例として示されている回路図の1例を図6に示す。
図6において高周波発生器101が送電コイル102に高周波電流を供給し、送電コイル102に電磁気的に結合している受電コイル103が受電し、それを整流器104が直流に変換し、リアクトル105とスイッチ素子106とダイオード107とコンデンサ108からなる昇圧チョッパが定電圧化している。
非接触電力伝送装置は送電側と受電側が切り離されているため、コンデンサ108の電圧を送電側に帰還して制御することはできない。
図6に示されている回路は整流器104とコンデンサ108の間に昇圧チョッパによる定電圧制御回路を挿入しているが、整流器104の出力電圧は負荷が無負荷のときは回路の共振条件にもよるが高い電圧まで上昇するので、定電圧制御回路は広い入力電圧に対して出力電圧を安定化しなければならない。As a conventional non-contact power transmission apparatus, there is a method provided by Patent Publication 2002-354711. An example of a circuit diagram shown as the embodiment is shown in FIG.
In FIG. 6, the high frequency generator 101 supplies a high frequency current to the
Since the non-contact power transmission device is separated from the power transmission side and the power reception side, the voltage of the
In the circuit shown in FIG. 6, a constant voltage control circuit using a step-up chopper is inserted between the
本発明は受電側の整流回路に直流電圧を安定化させる機能を持たせ、これにより受電側に広い入力電圧に対応した定電圧制御回路を付加する必要のない非接触電力伝送装置を提供することを目的としている。 The present invention provides a contactless power transmission device that does not need to add a constant voltage control circuit corresponding to a wide input voltage to the power receiving side by providing a function of stabilizing the DC voltage to the power receiving side rectifier circuit. It is an object.
請求項1記載の発明は、直流電源と、第1のコンデンサと、直流電源に並列に接続された第1と第2のスイッチ素子からなる直列回路と、直流電源に並列に接続された第3と第4のスイッチ素子からなる直列回路と、第1のスイッチ素子と第4のスイッチ素子の組と第2のスイッチ素子と第3のスイッチ素子の組を交互にオン・オフさせる発振制御回路と、第1のスイッチ素子と第2のスイッチ素子の接続点と第3のスイッチ素子と第4のスイッチ素子の接続点の間に接続された送電コイルと送電コンデンサの直列回路と、送電コイルと電磁気的に結合している受電コイルと受電コンデンサからなる直列回路と、受電コイルと受電コンデンサの直列回路の一方の端子と第1のコンデンサの一方の端子の間に接続された第1のダイオードと、受電コイルと受電コンデンサの直列回路の他方の端子と第1のコンデンサの他方の端子の間に接続された第2のダイオードと、受電コイルと受電コンデンサからなる直列回路と第1のダイオードの接続点と第2のダイオードと第1のコンデンサの接続点の間に接続された第3のダイオードと、受電コイルと受電コンデンサからなる直列回路と第2のダイオードの接続点と第1のダイオードと第1のコンデンサの接続点の間に接続された第4のダイオードからなる非接触電力伝送装置において、第1のダイオードに並列に第5のスイッチ素子を接続し、第2のダイオードに並列に第6のスイッチ素子を接続し、第3のダイオードに並列に第7のスイッチ素子を接続し、第4のダイオードに並列に第8のスイッチ素子を接続し、第1のスイッチ素子と第4のスイッチ素子の組のオン・オフに同期させて第5のスイッチ素子と第6のスイッチ素子の組をオン・オフさせ、第2のスイッチ素子と第3のスイッチ素子の組のオン・オフに同期させて第7のスイッチ素子と第8のスイッチ素子の組をオン・オフさせる同期駆動回路を付加した。 The invention described in
請求項2記載の発明は、請求項1記載の第3のスイッチ素子を第2のコンデンサに置換え、第4のスイッチ素子を第3のコンデンサに置換えた。 In the invention described in
請求項3記載の発明は請求項1または請求項2記載の第4のダイオードと第8のスイッチ素子からなる並列回路を第4のコンデンサに置換え、第2のダイオードと第6のスイッチ素子からなる並列回路を第5のコンデンサに置換えた。 According to a third aspect of the present invention, the parallel circuit comprising the fourth diode and the eighth switch element according to the first or second aspect is replaced with a fourth capacitor, and the second diode and the sixth switch element are formed. The parallel circuit was replaced with a fifth capacitor.
請求項4記載の発明は請求項1ないし請求項3記載の同期駆動回路が発生するパルスの幅を制御するPWM回路を付加した。 According to a fourth aspect of the present invention, a PWM circuit for controlling the width of a pulse generated by the synchronous drive circuit according to the first to third aspects is added.
請求項5記載の発明は請求項1ないし4記載の受電コイルと受電コンデンサからなる直列回路を受電コイルと受電コンデンサからなる並列回路に置換えた。 In the invention described in
本発明の非接触電力伝送装置は受電側に定電圧制御回路を必要としないので、効率が改善され、受電側の装置内部のスペースが空き、コストが下がった。 Since the non-contact power transmission device of the present invention does not require a constant voltage control circuit on the power receiving side, the efficiency is improved, the space inside the device on the power receiving side is vacant, and the cost is reduced.
発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
図1は請求項1記載の発明の実施例を示す回路図である。
図において、1は直流電源、2は第1のコンデンサ、3〜6は第1ないし第4のMOSFET、7は発振制御回路、8は送電コイル、9は送電コンデンサ、10は受電コイル、11は受電コンデンサ、12〜15は第1ないし第4のダイオード、20〜23は第5ないし第8のMOSFET、24は同期駆動回路である。51〜58は電位が互いに異なるゲートに同一信号源からの信号を加えるための絶縁バッファである。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, 1 is a DC power source, 2 is a first capacitor, 3 to 6 are first to fourth MOSFETs, 7 is an oscillation control circuit, 8 is a power transmission coil, 9 is a power transmission capacitor, 10 is a power reception coil, 11 is Power receiving capacitors, 12 to 15 are first to fourth diodes, 20 to 23 are fifth to eighth MOSFETs, and 24 is a synchronous drive circuit.
図1の発振制御回路7は第1のMOSFET3と第4のMOSFET6の組と第2のMOSFET4と第3のMOSFET5の組を交互にオン・オフする。2つの組が同時にオン状態になることを防ぐために両方が共にオフ状態になる期間を設けている。この期間をデッドタイムと呼ぶ。 The
発振制御回路7の発振周期は送電側と受電側の電磁的な結合によって決まる共振周期に近い値を選ぶので電流は正弦波になる。 Since the oscillation period of the
同期駆動回路24は受電コイル10と受電コンデンサ11の直列回路両端の電圧の極性が切替るタイミングをとらえて所定のパルス幅のパルスを発生する。 The
送電コイルと受電コイルの結合度が低いので、図1の場合は第2のMOSFET4と第3のMOSFET5の組がオン状態からターンオフしたときに受電側の第1のダイオード12と第2のダイオード13の組が導通する極性になる。そこで、受電コイル10と受電コンデンサ11からなる直列回路両端の電圧が第1のダイオード12と第2のダイオード13が導通する極性に切替るタイミングからデッドタイム分だけ遅らせて、第5のMOSFET20と第6のMOSFET21をターンオンさせるパルスを発生させると送電側の発振制御回路7が第1のMOSFET3と第4のMOSFET6の組をターンオンさせるパルスと同期する。 Since the degree of coupling between the power transmission coil and the power reception coil is low, in the case of FIG. 1, the
図5は発振制御回路7が発生するパルスと、受電コイル10と受電コンデンサ11からなる直列回路両端に生じる電圧と、同期駆動回路24が発生するパルスの波形を示している。図中のTon1とTd1は発振制御回路7が作り出しているパルス幅とデットタイムであり、Ton2とTd2は同期駆動回路24が作り出しているパルス幅とデットタイムである。Td2の値はTd1の値と同じである。 FIG. 5 shows waveforms of a pulse generated by the
同期駆動回路24は送電側の発振制御回路のオン期間が終わる前にターンオフさせるのでTon2の値はTon1の値より小さくなる。 Since the
第1のコンデンサ2から負荷に流れる電流が軽くなると、従来の方式では第1ないし第4のダイオードを流れる幅が狭く波高値の高い電流によって第1のコンデンサの電圧が上昇する。整流回路回路がダイオードだけで構成されているといったん上昇した電圧は軽負荷の場合下がりにくい。
一方、本発明ではダイオードに並列にスイッチ素子を接続し、このスイッチ素子を強制的にオンさせるので第1のコンデンサ2から送電側にエネルギー回生がなされ、これによって電圧の上昇が抑えられる。When the current flowing from the
On the other hand, in the present invention, a switch element is connected in parallel to the diode and the switch element is forcibly turned on, so that energy regeneration is performed from the
同期駆動回路のオン期間を適当に選ぶことにより第1のコンデンサ2の電圧を無負荷のときにも所定の値以下に保つことができる。第1のコンデンサ2に負荷を接続すれば負荷に安定した電圧を供給できる。 By appropriately selecting the ON period of the synchronous drive circuit, the voltage of the
図2は請求項2記載の発明の実施例を示す回路図である。図1と共通する部品は図1の符号をそのまま用いている。図において、第2のコンデンサ25と第3のコンデンサ26は直流電源1の電圧を2等分している。両コンデンサは送電コンデンサ9の容量より大きい値が選ばれているので回路の共振周期に影響を与えない。 FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the second aspect of the present invention. Components common to those in FIG. 1 are the same as those in FIG. In the figure, the
図3は請求項3記載の発明の実施例を示す回路図である。図1と共通する部品は図1の符号をそのまま用いている。図において第4のコンデンサ27は第1のダイオード12が導通したときに充電される。第5のコンデンサ28は第3のダイオード15が導通したときに充電される。第1のコンデンサ2は第4と第5のコンデンサの合成された電圧が充電される。 FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the third aspect of the present invention. Components common to those in FIG. 1 are the same as those in FIG. In the figure, the
図2ないし図3において発振制御回路7と同期駆動回路24の動作は図1のそれと同じ。 2 to 3, the operations of the
図4は請求項3記載の発明の実施例を示す回路図である。図1と共通する部品は図1の符号をそのまま用いている。
図において、PWM回路29は第1のコンデンサ2両端の電圧を監視し基準電圧より高ければ同期駆動回路24が発生するパルス幅を長くし、第5ないし第8のスイッチ素子の各々のオン期間を長くする。第5ないし第8のスイッチ素子各々のオン期間が長くなれば、受電側から送電側に戻る電力が増え、第1のコンデンサ2の電圧は下がる。これにより第1のコンデンサ2の電圧の安定さは増す。FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the third aspect of the present invention. Components common to those in FIG. 1 are the same as those in FIG.
In the figure, the
図5は請求項5記載の発明の実施例を示す回路図である。図1と共通する部品は図1の符号をそのまま用いている。 FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the invention as set forth in
図1ないし図5において、第5ないし第8のスイッチ素子としてMOSFETを選んだので、第1ないし第4のダイオードをMOSFETの寄生ダイオードで代用させることにより省略することもできる。 In FIGS. 1 to 5, since MOSFETs are selected as the fifth to eighth switch elements, the first to fourth diodes can be omitted by substituting the parasitic diodes of the MOSFETs.
従来の非接触電力伝送装置がかかえていた1つの課題である負荷に加える電圧の安定化に関して新しい手段が提供できる。これにより、非接触電力伝送装置は普及しやすくなる。 It is possible to provide a new means for stabilizing the voltage applied to the load, which is one of the problems of the conventional non-contact power transmission apparatus. Thereby, a non-contact electric power transmission apparatus becomes easy to spread.
1 直流電源
2 コンデンサ
3〜6 MOSFET
7 発振制御回路
8 送電コイル
9 コンデンサ
10 受電コイル
11 コンデンサ
12〜15 ダイオード
20〜23 MOSFET
24 同期駆動回路
25〜28 コンデンサ
29 PWM回路
51〜58 絶縁バッファ
101 高周波電源
102,103 コイル
104 ブリッジ整流器
105 リアクトル
106 スイッチ素子
107 ダイオード
108 コンデンサ
109 負荷
112,113 コンデンサ1
7
24 Synchronous Drive Circuit 25-28
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007029438A1 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | National University Corporation Saitama University | Noncontact power feeder |
JP2012125138A (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-28 | Fuji Electric Co Ltd | Non-contact power supply device, and control method thereof |
WO2013118274A1 (en) * | 2012-02-09 | 2013-08-15 | 株式会社 テクノバ | Bidirectional contactless power supply system |
JP2014079107A (en) * | 2012-10-11 | 2014-05-01 | Tdk Corp | Non-contact power reception apparatus and non-contact power transmission system |
WO2014126181A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | 株式会社村田製作所 | Wireless power supply apparatus |
-
2014
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007029438A1 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | National University Corporation Saitama University | Noncontact power feeder |
JP2012125138A (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-28 | Fuji Electric Co Ltd | Non-contact power supply device, and control method thereof |
WO2013118274A1 (en) * | 2012-02-09 | 2013-08-15 | 株式会社 テクノバ | Bidirectional contactless power supply system |
JP2014079107A (en) * | 2012-10-11 | 2014-05-01 | Tdk Corp | Non-contact power reception apparatus and non-contact power transmission system |
WO2014126181A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | 株式会社村田製作所 | Wireless power supply apparatus |
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