JP2978100B2 - 非接触充電器 - Google Patents
非接触充電器Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Telephone Set Structure (AREA)
Description
帯用機器等の電源として利用される充電式電池を、電磁
誘電作用により充電部から被充電部へ金属接点を介さず
非接触で電力を電送するための電磁誘導コイルを使用し
た充電器であって、コードレス電話機、携帯用機器等に
組み込まれている電磁誘導装置に関する。
ほぼ正弦波で発振させ、被充電側で共振回路を利用し励
磁周波数近傍で共振させると、被充電部の有無によって
充電部の励磁エネルギーが変化できるので、高効率の充
電装置が得られる。
回路は、商用電源を直接励振するために1次コイルのイ
ンダクタンスを大きくしなければならず高周波での発振
が困難であることや、負荷側への電力の大きさにより周
波数が変わってしまう等により、充電器を搭載している
機器に対し発振回路から発生するノイズが悪影響を与え
たり、さらには非接触充電器の電磁誘導発生コイル上部
に硬貨が置かれた場合等の異常時に対する保護機能を備
えることが困難であったりするため実用にはならず、他
励式の発振回路が採用されてきた。
素子を制御し、駆動するための特別な回路が必要とな
り、回路が複雑となるばかりか制御回路の電力消費によ
り効率の悪化を招く。さらには、部品点数が多くなるた
め製造コストが上昇する。そのため、回路構成が簡単で
電力消費の少ない充電器が望まれていた。
平4ー295284や特開平6ー225528に公開さ
れている。
による非接触給電にかかる回路図を示す。
列に共振用コンデンサ(C1)を接続し、電解効果トラ
ンジスタ(Q1)によって直流入力端子の正極9aおよ
び負極9bから入力した直流をスイッチング動作をさせ
る。スッチング動作を連続して行い発振を継続させるた
め発振用帰還コイル(T2)を配置し、そのコイルの一
端にバイアス用コンデンサ(C2)を接続する。電力効
率を良くするためC級動作を確実に行う必要があり、そ
のため抵抗(R2)とダイオード(D1)を接続してい
る。
オード(D11)と第3のコンデンサ(C11)および
第4のコンデンサ(C12)を接続して構成されてい
る。
構成された充電器は自励発振型であるため部品点数が少
なく、回路構成が簡単で製品コストを従来の他励型より
下げることができる。
接触充電器に代表される従来の充電器におけるコイル部
分の構造を図7に示す。
イル(T1)13および発振用帰還コイル(T2)14
を巻線し、コア1を挿入する。その後、それらを筺体1
5に入れ構成する。
(T3)18を巻線し筺体16に入れることによって構
成される。このように構成された充電部と被充電部を近
接させることによって電力電送を行い充電回路を形成し
ている。
12は電力伝送用コイル(T1)13および発振用帰還
コイル(T2)14を巻線し保持するために鍔12aを
有している。また、被充電部のコイルボビン17は受電
コイル(T3)18を巻線し保持するため鍔17aを有
している。
て、発熱を抑えできるだけ低損失に充電式電池を充電さ
せるため、電力電送効率を上げる必要がある。電力電送
効率は、充電部と被充電部の距離(以下GAPと略称す
る)が小さいほど上がる特性を有している。
れの機能を満たすため、ある一定以上の強度を有す必要
があり、そのためには一定以上の厚みが必要となる。そ
こで、筺体とコイルボビンの厚みの和以下にはGAPを
小さくすることができず、電力電送効率を向上させるこ
とは困難であった。
コイル(T1)に加えて発振用帰還コイル(T2)が必
要であるため発振用帰還コイル(T2)を卷く工程が必
要で製造コストが上昇する。
せ、かつ製造コストが低い非接触充電器を供給すること
を目的とする。
に請求項1に記載の発明は、充電部と被充電部とを分離
し、前記充電部は電力伝送用の第1のコイルと発振用帰
還コイルである第2のコイルを有する高周波発振回路か
ら構成され、被充電部は電力を受けるための第3のコイ
ルから構成された非接触充電器において、前記第1のコ
イルは凸状のコアの周囲であって第3のコイルと対向す
る面が開放された巻枠を介して巻線され、前記第2のコ
イルは第1のコイルが発生する磁束と垂直になる面に巻
線されていて、かつ前記第3のコイルは前記第1のコイ
ルと対向する面が開放された巻枠を介して巻線されてい
ることを特徴とする非接触充電器を提供する。
記載の発明において前記第2のコイルを箔状に印刷され
たプリントコイルとすることによって、上記目的をより
確実に達成することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項2記載の発明において
前記箔状に印刷されたプリントコイルを、前記凸状コア
の周囲にある第1のコイルと凸状コアを挟んだ反対側で
あって第1のコイルの中心軸とほぼ同じ位置に配置され
ている非接触充電器を提供する。
は、凸状のコアの周囲であって第3のコイルと対向する
面が開放された巻枠を介して巻線されているため第1の
コイルのコイル部分が直接筺体に接触するようコイルを
配置することが可能となり、電力を受けるための第3の
コイルとの距離を小さくすることができる。さらに、セ
メントワイヤー等の自己融着作用のある線を使用したボ
ビンレスコイルとして第1のコイルを巻線し巻枠に挿入
することが可能であるため工数を削減することも可能で
ある。
イルと対向する方向が開放された巻枠を介して巻線され
ているため、充電部と被充電部の距離が更に小さくなり
電力電送効率が向上する。
ルは第1のコイルが発生する磁束と垂直な面に配置すれ
ば第1のコイルとの電磁結合が良く、発振のための帰還
が良好にかかるので容易に発振を継続させることができ
る。ここで、一般に帰還電圧は比較的小さくても良いた
め第2のコイルは巻数を少なくすることが可能であり、
プリント基板やフレキシブル基板に印刷したスパイラル
状のコイルでとすることもできる。
つ巻線の巻き方によって発生するインダクタンスのばら
つきが小さな巻線を製造することが可能であり、また前
述のように第2のコイルは第1のコイルが発生する磁束
と垂直な面に配置すればその機能を充分に果たすことが
可能であるので、磁束と垂直になるような面に印刷され
た第2のコイルを配置するには、第1のコイルにコアを
挿入しその後、そのコアの外側に第2のコイルを配置す
ることもできる。
良く、かつ工数の小さな非接触型充電器を実現できる。
説明することにする。
施例における充電部および被充電部の筺体を省いた斜視
図を示す。充電部は鍔のない巻枠3aを有する端子台3
にセメントワイヤ等で構成したボビンレスコイル2を挿
入しコイルの端子を発振回路を構成した基板4に接続し
ている。
の巻枠部分に前記のようなボビンレスコイル6を挿入し
て構成している。
部の一実施例における構造図を示す。
に巻線された第1のコイルを有する端子台3にコア1を
挿入し接着剤等で固定した後発振回路が構成された基板
4を取り付ける。基板4は図2(b)に示されるように
表面4aには第2のコイル7を印刷してスパイラル状に
構成し、裏面4bに発振回路を構成する。
磁束と垂直となるように基板4が配置されるので、第2
のコイル7も磁束と垂直となるように配置される。
り付けることができるので、工数的に大きな削減ができ
る。
の断面図を示す。
伝送用コイルである第1のコイル2を巻線し筺体8aに
入れた充電部と、鍔を有しない巻枠を有する端子台5に
受電コイルである第3のコイル6を巻線し筺体8bに入
れた被充電部からコイル部分は構成される。
bの厚さのみによって構成され、電力変換効率が大きく
向上する。
充電器と本発明にかかる非接触充電器の変換効率は図4
のようなグラフとなる。本発明にかかる非接触充電器は
従来の非接触充電器と比べて、約5乃至10%効率が向
上していることがわかる。
は前述のようにC級動作させることによって達成できる
が、図6に示すような回路、即ち充電部は直流入力端子
の正極9aを一方の端子に接続し、他の一方の端子には
高周波スイッチング用電解効果トランジスタ(Q1)の
ドレインを接続した電力伝送用の第1のコイル(T1)
と、該第1のコイルと並列に接続した並列共振用の第1
のコンデンサ(C1)を有し、前記電解効果トランジス
タ(Q1)のソースを前記直流入力端子の負極9bに接
続し、さらに電解効果トランジスタ(Q1)のゲートを
一方の端子に接続し、他の一方の端子には直流入力端子
の正極に接続された第1の抵抗(R1)と、該第1の抵
抗と直列に接続されて、他の一方の端子は直流入力端子
の負極に接続された第2のコンデンサ(C2)の接続点
に接続された第2のコイル(T2)と、前記電解効果ト
ランジスタ(Q1)のゲートとソース間に直列に接続さ
れた第2の抵抗(R2)と第3の抵抗(R3)の接続点
と前記第1の抵抗(R1)と第2のコンデンサ(C2)
の接続点の間に接続されたダイオード(D1)からなる
高周波自励発振回路から構成された非接触充電器はより
効果的に共振型C級自励発振回路を構成することができ
る。
電部と被充電部の距離を小さくすることにより電力変換
効率の改善を行うものである。
ルを容易に製造することを可能にし、より安価にかた安
易に非接触充電器の製造を可能とするものである。
回路図
Claims (3)
- 【請求項1】充電部と被充電部とを分離し、前記充電部
は電力伝送用の第1のコイルと発振用帰還巻線である第
2のコイルを有する高周波発振回路から構成され、被充
電部は電力を受けるための第3のコイルから構成された
非接触充電器において、前記第1のコイルは凸状のコア
の周囲であって第3のコイルと対向する面が開放されて
巻線され、前記第2のコイルは第1のコイルが発生する
磁束と垂直になる面に巻線されていて、かつ前記第3の
コイルは前記第1のコイルと対向する面が開放されて巻
線されていることを特徴とする非接触充電器。 - 【請求項2】前記第2のコイルは箔状に印刷されたプリ
ントコイルであることを特徴とする請求項1記載の非接
触充電器。 - 【請求項3】前記箔状に印刷されたプリントコイルは、
前記凸状コアの周囲にある第1のコイルと凸状コアを挟
んだ反対側であって第1のコイルの中心軸とほぼ同じ位
置に配置されていることを特徴とする請求項2記載の非
接触充電器。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP7277294A JP2978100B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 非接触充電器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7277294A JP2978100B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 非接触充電器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09121481A JPH09121481A (ja) | 1997-05-06 |
JP2978100B2 true JP2978100B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=17581538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7277294A Expired - Fee Related JP2978100B2 (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 非接触充電器 |
Country Status (1)
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---|---|
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-10-25 JP JP7277294A patent/JP2978100B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
IBM Technical Disclosure Bulletin Vol.27 No.9(1985.02)E.A.Dobberstein "Low Power VHF Power Transfomer/Rectifire Subassembly"pp.5342−5345 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09121481A (ja) | 1997-05-06 |
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