JP3391277B2 - 非接触方式で給電される台車に使用される電源回路 - Google Patents
非接触方式で給電される台車に使用される電源回路Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レールに沿って走
行する台車に設けられ、そのレールに沿って配設された
給電線から非接触で電磁エネルギーを得て負荷に供給す
る電源回路に係わる。
行する台車に設けられ、そのレールに沿って配設された
給電線から非接触で電磁エネルギーを得て負荷に供給す
る電源回路に係わる。
【０００２】
【従来の技術】レールに沿って配設された給電線から非
接触で電力を供給しながらそのレールに沿って台車を走
行させるシステム（以下、「非接触給電システム」と呼
ぶ）は従来からよく知られている。非接触給電システム
は、たとえば、工場内で部品を搬送するために利用され
ている。
接触で電力を供給しながらそのレールに沿って台車を走
行させるシステム（以下、「非接触給電システム」と呼
ぶ）は従来からよく知られている。非接触給電システム
は、たとえば、工場内で部品を搬送するために利用され
ている。
【０００３】給電線には、通常、高周波の交流が与えら
れている。そして、非接触給電システムで使用される台
車は、通常、その給電線から電力（電磁エネルギー）を
得て負荷に供給するための電源回路を備える。電源回路
は、たとえば、図８(a) に示すようなＥ型形状のコア１
０１を備える。
れている。そして、非接触給電システムで使用される台
車は、通常、その給電線から電力（電磁エネルギー）を
得て負荷に供給するための電源回路を備える。電源回路
は、たとえば、図８(a) に示すようなＥ型形状のコア１
０１を備える。
【０００４】給電線１０２ａおよび１０２ｂには、図８
(b) に示すように、互いに反対方向に電流が流れてお
り、それぞれコア１０１の窪み部に収容される。なお、
給電線１０２ａおよび１０２ｂは、交流電源に接続され
た１本の給電線１０２の往路部および復路部である。
(b) に示すように、互いに反対方向に電流が流れてお
り、それぞれコア１０１の窪み部に収容される。なお、
給電線１０２ａおよび１０２ｂは、交流電源に接続され
た１本の給電線１０２の往路部および復路部である。
【０００５】給電線１０２ａおよび１０２ｂに電流が流
れると、それぞれその周辺に磁束が発生する。したがっ
て、給電線１０２ａおよび１０２ｂに交流を与えると、
コイル１０３を通過する磁束がその交流の周波数に従っ
て変化する。このとき、コイル１０３には、通過する磁
束の変化に伴って起電力が発生する。そして、このコイ
ル１０３からの出力電圧は、整流された後に負荷に供給
される。ここで、負荷は、台車を走行させるためのモー
タ、およびそのモータを制御するための制御回路などを
含む。
れると、それぞれその周辺に磁束が発生する。したがっ
て、給電線１０２ａおよび１０２ｂに交流を与えると、
コイル１０３を通過する磁束がその交流の周波数に従っ
て変化する。このとき、コイル１０３には、通過する磁
束の変化に伴って起電力が発生する。そして、このコイ
ル１０３からの出力電圧は、整流された後に負荷に供給
される。ここで、負荷は、台車を走行させるためのモー
タ、およびそのモータを制御するための制御回路などを
含む。
【０００６】上述のような非接触給電システムにおい
て、安定的に高電圧を得るための一手法として、上記コ
ア１０１を複数設ける構成が知られている。２つのコア
を備えた既存の電源回路の構成を図９に示す。コア１０
１ａ及び１０１ｂは、図８(b)を参照しながら説明した
ように、それぞれ電圧を生成して出力する。コア１０１
ａおよび１０１ｂの出力は、交流電圧であり、それぞれ
整流回路１１１ａおよび１１１ｂにより整流される。そ
して、平滑コンデンサＣa およびＣb は、それぞれ整流
回路１１１ａおよび１１１ｂの出力を平滑化する。
て、安定的に高電圧を得るための一手法として、上記コ
ア１０１を複数設ける構成が知られている。２つのコア
を備えた既存の電源回路の構成を図９に示す。コア１０
１ａ及び１０１ｂは、図８(b)を参照しながら説明した
ように、それぞれ電圧を生成して出力する。コア１０１
ａおよび１０１ｂの出力は、交流電圧であり、それぞれ
整流回路１１１ａおよび１１１ｂにより整流される。そ
して、平滑コンデンサＣa およびＣb は、それぞれ整流
回路１１１ａおよび１１１ｂの出力を平滑化する。
【０００７】整流回路１１１ａおよび１１１ｂは、互い
に直列に接続されている。したがって、整流ユニットの
出力電圧Ｖout は、これら２つの平滑コンデンサＣa お
よびＣb の各両端電圧の和である（Ｖout ＝Ｖca＋Ｖc
b）。たとえば、負荷が印加電圧として直流３００ｖを
要求する場合には、図１０に示すように、平滑コンデン
サＣa およびＣb の両端電圧がそれぞれ１５０ｖ程度に
なるように、給電線１０２に流れる電流、コア１０１ａ
および１０１ｂのコイルの巻線の巻数などを調整する。
このことにより、電源回路の出力電圧Ｖout が約３００
ｖになる。
に直列に接続されている。したがって、整流ユニットの
出力電圧Ｖout は、これら２つの平滑コンデンサＣa お
よびＣb の各両端電圧の和である（Ｖout ＝Ｖca＋Ｖc
b）。たとえば、負荷が印加電圧として直流３００ｖを
要求する場合には、図１０に示すように、平滑コンデン
サＣa およびＣb の両端電圧がそれぞれ１５０ｖ程度に
なるように、給電線１０２に流れる電流、コア１０１ａ
および１０１ｂのコイルの巻線の巻数などを調整する。
このことにより、電源回路の出力電圧Ｖout が約３００
ｖになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、台車が走行
する経路が長い場合には、給電線を複数に分割し、各給
電線ごとに高周波電源を設ける。図９に示す例では、給
電線１０２および１２１が設けられている。ところが、
各高周波電源は互いに独立して動作するので、一般に、
各給電線（給電線１０２および１２１）に与えられる交
流の位相は互いにずれている。したがって、もし、２つ
のコア１０１ａおよび１０１ｂが互いに異なる給電線か
ら電力を受け取るとすると、電源回路の動作が不安定に
なるおそれがある。
する経路が長い場合には、給電線を複数に分割し、各給
電線ごとに高周波電源を設ける。図９に示す例では、給
電線１０２および１２１が設けられている。ところが、
各高周波電源は互いに独立して動作するので、一般に、
各給電線（給電線１０２および１２１）に与えられる交
流の位相は互いにずれている。したがって、もし、２つ
のコア１０１ａおよび１０１ｂが互いに異なる給電線か
ら電力を受け取るとすると、電源回路の動作が不安定に
なるおそれがある。
【０００９】本願特許出願人は、この問題を回避する発
明について先に特許出願（特願平９−２８４８４４号）
をしている。特願平９−２８４８４４号では、２つのコ
アが互いに異なる給電線から電力を受け取ることがない
ように、給電線どうしの間の距離を各コアの長さよりも
長くしている。以下、給電線が設けられていない区間を
「無給電線区間」と呼ぶことにする。
明について先に特許出願（特願平９−２８４８４４号）
をしている。特願平９−２８４８４４号では、２つのコ
アが互いに異なる給電線から電力を受け取ることがない
ように、給電線どうしの間の距離を各コアの長さよりも
長くしている。以下、給電線が設けられていない区間を
「無給電線区間」と呼ぶことにする。
【００１０】ところが、このような構成を導入すると、
台車が無給電線区間を通過する際には、２つのコアのう
ちの一方が給電線から電力を得ることができなくなる。
たとえば、コア１０１ａが無給電線区間に位置すると、
コア１０１ｂのみが給電線１０２から電力を得ることに
なるので、この場合、電源回路の出力電圧Ｖout は、図
１１に示すように、通常時の１／２になってしまう。
台車が無給電線区間を通過する際には、２つのコアのう
ちの一方が給電線から電力を得ることができなくなる。
たとえば、コア１０１ａが無給電線区間に位置すると、
コア１０１ｂのみが給電線１０２から電力を得ることに
なるので、この場合、電源回路の出力電圧Ｖout は、図
１１に示すように、通常時の１／２になってしまう。
【００１１】一方、負荷は、所定の印加電圧が与えられ
ないと、正常な動作が出来ない。したがって、電源回路
の出力電圧Ｖout が低下すると、制御回路の動作が正常
でなくなり、台車の走行を制御できなくなるおそれがあ
った。
ないと、正常な動作が出来ない。したがって、電源回路
の出力電圧Ｖout が低下すると、制御回路の動作が正常
でなくなり、台車の走行を制御できなくなるおそれがあ
った。
【００１２】なお、この問題を解決するためには、負荷
への印加電圧の許容範囲を広くすればよい。しかしなが
ら、印加電圧の許容範囲を広げるためには、高価な部品
が必用になり、台車のコストが上昇するので好ましくな
い。
への印加電圧の許容範囲を広くすればよい。しかしなが
ら、印加電圧の許容範囲を広げるためには、高価な部品
が必用になり、台車のコストが上昇するので好ましくな
い。
【００１３】このように、無給電線区間が存在する非接
触給電システムにおいて既存の電源回路を備えた台車を
走行させる際には、電圧低下により台車の走行に異常が
発生することがあった。
触給電システムにおいて既存の電源回路を備えた台車を
走行させる際には、電圧低下により台車の走行に異常が
発生することがあった。
【００１４】本発明は、上記問題を解決するものであ
り、その課題は、無給電線区間が存在する非接触給電シ
ステムにおいて使用される電源回路の出力電圧の低下を
小さく抑えることである。
り、その課題は、無給電線区間が存在する非接触給電シ
ステムにおいて使用される電源回路の出力電圧の低下を
小さく抑えることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の電源回路は、レ
ールに沿って走行する台車に非接触で電力を供給するた
めにそれぞれ交流が与えられている少なくとも２組の給
電線が設けられたシステムにおいて、上記台車に搭載さ
れて上記給電線からエネルギーを得て負荷に供給するた
めの電圧を生成するものを前提とし、以下を備える。
ールに沿って走行する台車に非接触で電力を供給するた
めにそれぞれ交流が与えられている少なくとも２組の給
電線が設けられたシステムにおいて、上記台車に搭載さ
れて上記給電線からエネルギーを得て負荷に供給するた
めの電圧を生成するものを前提とし、以下を備える。
【００１６】第１および第２の電圧生成手段は、それぞ
れ上記給電線から得たエネルギーを利用して電圧を生成
する。第１のコンデンサは、上記第１の電圧生成手段の
出力により充電される。第２のコンデンサは、上記第１
のコンデンサに直列に接続され、上記第２の電圧生成手
段の出力により充電される。第１の充電手段は、入力端
子が上記第１の電圧生成手段に電気的に接続されると共
に出力端子が上記第２のコンデンサに電気的に接続さ
れ、上記第１の電圧生成手段により生成される電圧を利
用して上記第２のコンデンサを充電する。第２の充電手
段は、入力端子が上記第２の電圧生成手段に電気的に接
続されると共に出力端子が上記第１のコンデンサに電気
的に接続され、上記第２の電圧生成手段により生成され
る電圧を利用して上記第１のコンデンサを充電する。そ
して、当該電源回路は、上記直列に接続された第１およ
び第２のコンデンサの両端電圧を出力する。
れ上記給電線から得たエネルギーを利用して電圧を生成
する。第１のコンデンサは、上記第１の電圧生成手段の
出力により充電される。第２のコンデンサは、上記第１
のコンデンサに直列に接続され、上記第２の電圧生成手
段の出力により充電される。第１の充電手段は、入力端
子が上記第１の電圧生成手段に電気的に接続されると共
に出力端子が上記第２のコンデンサに電気的に接続さ
れ、上記第１の電圧生成手段により生成される電圧を利
用して上記第２のコンデンサを充電する。第２の充電手
段は、入力端子が上記第２の電圧生成手段に電気的に接
続されると共に出力端子が上記第１のコンデンサに電気
的に接続され、上記第２の電圧生成手段により生成され
る電圧を利用して上記第１のコンデンサを充電する。そ
して、当該電源回路は、上記直列に接続された第１およ
び第２のコンデンサの両端電圧を出力する。
【００１７】第１および第２の電圧生成手段は、給電線
に与えられている交流と同じ周波数の交流電圧を生成す
る。第１および第２のコンデンサは、たとえば、平滑化
コンデンサである。また、第１および第２の充電手段
は、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータである。
に与えられている交流と同じ周波数の交流電圧を生成す
る。第１および第２のコンデンサは、たとえば、平滑化
コンデンサである。また、第１および第２の充電手段
は、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００１８】上記構成において、たとえば、第１の電圧
生成手段が上記給電線からエネルギーを得ることが出来
ないときは、第１のコンデンサは、第２の充電手段によ
り受電される。一方、第２のコンデンサは、第１の電圧
生成手段により充電される。このように、本発明の電源
回路は、第１および第２の電圧生成手段のうちの一方が
給電線からエネルギーを得ることが出来ない場合であっ
ても、第１および第２のコンデンサは共に充電されるの
で、出力電圧の低下が小さく抑えられる。
生成手段が上記給電線からエネルギーを得ることが出来
ないときは、第１のコンデンサは、第２の充電手段によ
り受電される。一方、第２のコンデンサは、第１の電圧
生成手段により充電される。このように、本発明の電源
回路は、第１および第２の電圧生成手段のうちの一方が
給電線からエネルギーを得ることが出来ない場合であっ
ても、第１および第２のコンデンサは共に充電されるの
で、出力電圧の低下が小さく抑えられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】第１の実施例
図１は、第１の実施例の電源回路の構成図である。図１
において、コア１０１ａおよび１０１ｂ、整流回路１１
１ａおよび１１１ｂ、平滑コンデンサＣa およびＣb 、
給電線１０２および１２１、および負荷１０４は、図９
を参照しながら説明したものと同じである。なお、整流
回路１１１ａおよび１１１ｂは、例えば図２に示すよう
に、４本のダイオードで構成することができる。この場
合、入力された交流は、全波整流される。
において、コア１０１ａおよび１０１ｂ、整流回路１１
１ａおよび１１１ｂ、平滑コンデンサＣa およびＣb 、
給電線１０２および１２１、および負荷１０４は、図９
を参照しながら説明したものと同じである。なお、整流
回路１１１ａおよび１１１ｂは、例えば図２に示すよう
に、４本のダイオードで構成することができる。この場
合、入力された交流は、全波整流される。
【００２０】給電線１０２および１２１には、互いに異
なる高周波電源から交流が与えられている。コア１０１
ａおよび１０１ｂは、それぞれ給電線１０２または１２
１から得た電力（電磁エネルギー）を利用して交流電圧
を生成する。整流回路１１１ａおよび１１１ｂは、それ
ぞれコア１０１ａおよび１０１ｂの出力を整流する。平
滑コンデンサＣa およびＣb は、互いに直列に接続され
ており、それぞれ整流回路１１１ａおよび１１１ｂの出
力を平滑化する。そして、直列に接続された平滑コンデ
ンサＣa およびＣb の両端電圧が、この電源回路の出力
電圧Ｖout として負荷に供給される。
なる高周波電源から交流が与えられている。コア１０１
ａおよび１０１ｂは、それぞれ給電線１０２または１２
１から得た電力（電磁エネルギー）を利用して交流電圧
を生成する。整流回路１１１ａおよび１１１ｂは、それ
ぞれコア１０１ａおよび１０１ｂの出力を整流する。平
滑コンデンサＣa およびＣb は、互いに直列に接続され
ており、それぞれ整流回路１１１ａおよび１１１ｂの出
力を平滑化する。そして、直列に接続された平滑コンデ
ンサＣa およびＣb の両端電圧が、この電源回路の出力
電圧Ｖout として負荷に供給される。
【００２１】第１の実施例の電源回路は、図９に示した
既存の電源回路に対して２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１
および２を設けることにより実現される。ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１の入力には、整流回路１１１ａの出力が与え
られ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力は、平滑コンデン
サＣb に与えられる。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の
入力には、整流回路１１１ｂの出力が与えられ、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２の出力は、平滑コンデンサＣa に与え
られる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１および２の出力電圧
は、基本的に、通常動作時における各平滑コンデンサＣ
a およびＣb の両端電圧よりも低い値に設定する。たと
えば、負荷が３００ｖを要求し、通常動作時の平滑コン
デンサＣa およびＣb の両端電圧がそれぞれ１５０ｖと
なるように設計された非接触給電システムにおいては、
ＤＣ／ＤＣコンバータ１および２の出力電圧を１００〜
１４０ｖ程度にする。
既存の電源回路に対して２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１
および２を設けることにより実現される。ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１の入力には、整流回路１１１ａの出力が与え
られ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力は、平滑コンデン
サＣb に与えられる。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の
入力には、整流回路１１１ｂの出力が与えられ、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２の出力は、平滑コンデンサＣa に与え
られる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１および２の出力電圧
は、基本的に、通常動作時における各平滑コンデンサＣ
a およびＣb の両端電圧よりも低い値に設定する。たと
えば、負荷が３００ｖを要求し、通常動作時の平滑コン
デンサＣa およびＣb の両端電圧がそれぞれ１５０ｖと
なるように設計された非接触給電システムにおいては、
ＤＣ／ＤＣコンバータ１および２の出力電圧を１００〜
１４０ｖ程度にする。
【００２２】さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力端
子と平滑コンデンサＣb との間、およびＤＣ／ＤＣコン
バータ２の出力端子と平滑コンデンサＣa との間には、
それぞれ逆流防止用ダイオードが設けられている。
子と平滑コンデンサＣb との間、およびＤＣ／ＤＣコン
バータ２の出力端子と平滑コンデンサＣa との間には、
それぞれ逆流防止用ダイオードが設けられている。
【００２３】次に、上記構成の電源回路の動作を説明す
る。 （１）通常動作時（コア１０１ａおよび１０１ｂが共に
給電線からエネルギーを得ている場合） この場合、コア１０１ａおよび１０１ｂは、給電線から
電磁エネルギーを得て電圧を生成するので、平滑コンデ
ンサＣa およびＣb は、それぞれコア１０１ａおよび１
０１ｂの出力により充電される。このことにより、電源
回路は負荷に与えるべき十分な電圧を出力する。
る。 （１）通常動作時（コア１０１ａおよび１０１ｂが共に
給電線からエネルギーを得ている場合） この場合、コア１０１ａおよび１０１ｂは、給電線から
電磁エネルギーを得て電圧を生成するので、平滑コンデ
ンサＣa およびＣb は、それぞれコア１０１ａおよび１
０１ｂの出力により充電される。このことにより、電源
回路は負荷に与えるべき十分な電圧を出力する。
【００２４】このとき、平滑コンデンサＣa の両端電圧
は、予め設定されているＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力
電圧Ｖ22よりも高くなっている。同様に、平滑コンデン
サＣb の両端電圧は、予め設定されているＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１の出力電圧Ｖ21よりも高くなっている。この
ため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１および２は、それぞれ平
滑コンデンサＣb およびＣa に電流を供給する必用はな
い。したがって、このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１お
よび２により消費される電力は小さい。
は、予め設定されているＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力
電圧Ｖ22よりも高くなっている。同様に、平滑コンデン
サＣb の両端電圧は、予め設定されているＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１の出力電圧Ｖ21よりも高くなっている。この
ため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１および２は、それぞれ平
滑コンデンサＣb およびＣa に電流を供給する必用はな
い。したがって、このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１お
よび２により消費される電力は小さい。
【００２５】このように、通常動作時は、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１および２が実質的には動作しないので、コア
１０１ａおよび１０１ｂの各出力電圧、平滑コンデンサ
ＣaおよびＣb の各両端電圧、および電源回路の出力電
圧Ｖout は、それぞれ図１０に示した既存の電源回路と
同じである。 （２）一方のコアが無給電線区間に位置しているとき
（ここでは、コア１０１ａが無給電線区間に位置してい
るものとする） この場合、コア１０１ａは、給電線から電磁エネルギー
を得ないので、平滑コンデンサＣa はコア１０１ａによ
っては充電されない。従って、もし、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ２が設けられていないとすると、平滑コンデンサＣ
a に蓄積された電荷は負荷１０４により消費されるの
で、平滑コンデンサＣa の両端電圧は、図１１を参照し
ながら説明したように０ボルトになり、電源回路の出力
電圧Ｖoutも低下してしまう。
ンバータ１および２が実質的には動作しないので、コア
１０１ａおよび１０１ｂの各出力電圧、平滑コンデンサ
ＣaおよびＣb の各両端電圧、および電源回路の出力電
圧Ｖout は、それぞれ図１０に示した既存の電源回路と
同じである。 （２）一方のコアが無給電線区間に位置しているとき
（ここでは、コア１０１ａが無給電線区間に位置してい
るものとする） この場合、コア１０１ａは、給電線から電磁エネルギー
を得ないので、平滑コンデンサＣa はコア１０１ａによ
っては充電されない。従って、もし、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ２が設けられていないとすると、平滑コンデンサＣ
a に蓄積された電荷は負荷１０４により消費されるの
で、平滑コンデンサＣa の両端電圧は、図１１を参照し
ながら説明したように０ボルトになり、電源回路の出力
電圧Ｖoutも低下してしまう。
【００２６】本実施形態では、平滑コンデンサＣa は、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２により充電される。このため、
平滑コンデンサＣa の両端電圧は、図３に示すように、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２により電圧Ｖ22に保持される。
一方、平滑コンデンサＣb はコア１０１ｂにより充電さ
れる。ここで、この電源回路の出力電圧Ｖout は、平滑
コンデンサＣa およびＣb の各両端電圧の和である。従
って、出力電圧Ｖoutは、図９に示した既存の電源回路
と比べると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２出力電圧である電
圧Ｖ22だけ高くなる。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２により充電される。このため、
平滑コンデンサＣa の両端電圧は、図３に示すように、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２により電圧Ｖ22に保持される。
一方、平滑コンデンサＣb はコア１０１ｂにより充電さ
れる。ここで、この電源回路の出力電圧Ｖout は、平滑
コンデンサＣa およびＣb の各両端電圧の和である。従
って、出力電圧Ｖoutは、図９に示した既存の電源回路
と比べると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２出力電圧である電
圧Ｖ22だけ高くなる。
【００２７】なお、一実施例としてコア１０１ａが無給
電線区間に位置している場合を説明したが、コア１０１
ｂが無給電線区間に位置している場合の動作も基本的に
同じである。すなわち、コア１０１ｂが無給電線区間に
位置している場合には、平滑コンデンサＣb は、ＤＣ／
ＤＣコンバータ１により充電され、その両端電圧はＤＣ
／ＤＣコンバータ２により電圧Ｖ21に保持される。
電線区間に位置している場合を説明したが、コア１０１
ｂが無給電線区間に位置している場合の動作も基本的に
同じである。すなわち、コア１０１ｂが無給電線区間に
位置している場合には、平滑コンデンサＣb は、ＤＣ／
ＤＣコンバータ１により充電され、その両端電圧はＤＣ
／ＤＣコンバータ２により電圧Ｖ21に保持される。
【００２８】このように、第１の実施例の電源回路は、
一方のコアが無給電線区間に位置するときには、ＤＣ／
ＤＣコンバータが他方のコアにより得られる電力を利用
して電圧を補うので、負荷に供給する出力電圧の低下は
小さい。よって、負荷は常に正常に動作することができ
る。
一方のコアが無給電線区間に位置するときには、ＤＣ／
ＤＣコンバータが他方のコアにより得られる電力を利用
して電圧を補うので、負荷に供給する出力電圧の低下は
小さい。よって、負荷は常に正常に動作することができ
る。
【００２９】なお、第１の実施例の電源回路は、図９に
示した既存の電源回路に対してＤＣ／ＤＣコンバータを
追加することにより実現されるので、既存の回路をその
まま利用することができる。すなわち、第１の実施例の
電源回路は低コストで実現可能である。第２の実施例 図４は、第２の実施例の電源回路の構成図である。図４
において、コア１０１ａおよび１０１ｂ、平滑コンデン
サＣa およびＣb 、給電線１０２及び１２１、および負
荷１０４は、図９を参照しながら説明したものと同じで
ある。
示した既存の電源回路に対してＤＣ／ＤＣコンバータを
追加することにより実現されるので、既存の回路をその
まま利用することができる。すなわち、第１の実施例の
電源回路は低コストで実現可能である。第２の実施例 図４は、第２の実施例の電源回路の構成図である。図４
において、コア１０１ａおよび１０１ｂ、平滑コンデン
サＣa およびＣb 、給電線１０２及び１２１、および負
荷１０４は、図９を参照しながら説明したものと同じで
ある。
【００３０】第２の実施例の電源回路は、整流回路１３
１ａ及び１３１ｂを備える。整流回路１３１ａは、コア
１０１ａが「正電圧（Ｕ1 ＞Ｖ1 ）」を出力したときに
平滑コンデンサＣa を充電し、コア１０１ａが「負電圧
（Ｕ1 ＜Ｖ1 ）」を出力したときに平滑コンデンサＣb
を充電する。一方、整流回路１３１ｂは、コア１０１ｂ
が「正電圧（Ｕ2 ＞Ｖ2 ）」を出力したときに平滑コン
デンサＣb を充電し、コア１０１ｂが「負電圧（Ｕ2 ＜
Ｖ2 ）」を出力したときに平滑コンデンサＣaを充電す
る。
１ａ及び１３１ｂを備える。整流回路１３１ａは、コア
１０１ａが「正電圧（Ｕ1 ＞Ｖ1 ）」を出力したときに
平滑コンデンサＣa を充電し、コア１０１ａが「負電圧
（Ｕ1 ＜Ｖ1 ）」を出力したときに平滑コンデンサＣb
を充電する。一方、整流回路１３１ｂは、コア１０１ｂ
が「正電圧（Ｕ2 ＞Ｖ2 ）」を出力したときに平滑コン
デンサＣb を充電し、コア１０１ｂが「負電圧（Ｕ2 ＜
Ｖ2 ）」を出力したときに平滑コンデンサＣaを充電す
る。
【００３１】次に、上記構成の電源回路の動作を説明す
る。 （１）通常動作時（コア１０１ａおよび１０１ｂが共に
給電線からエネルギーを得ている場合） この場合、コア１０１ａおよび１０１ｂは、それぞれ交
流電圧を出力する。ここで、コア１０１ａおよび１０１
ｂは、同一の給電線から電磁エネルギーを得るので、コ
ア１０１ａおよび１０１ｂにより出力される交流は、互
いに同位相である。
る。 （１）通常動作時（コア１０１ａおよび１０１ｂが共に
給電線からエネルギーを得ている場合） この場合、コア１０１ａおよび１０１ｂは、それぞれ交
流電圧を出力する。ここで、コア１０１ａおよび１０１
ｂは、同一の給電線から電磁エネルギーを得るので、コ
ア１０１ａおよび１０１ｂにより出力される交流は、互
いに同位相である。
【００３２】コア１０１ａが「正電圧」を出力すると、
ダイオードＤ１を介して電流が流れて平滑コンデンサＣ
a が充電される。また、コア１０１ｂが「正電圧」を出
力すると、ダイオードＤ４を介して電流が流れて平滑コ
ンデンサＣb が充電される。すなわち、コア１０１ａお
よび１０１ｂが「正電圧」を出力する期間は、平滑コン
デンサＣa はコア１０１ａにより充電され、平滑コンデ
ンサＣb はコア１０１ｂにより充電される。
ダイオードＤ１を介して電流が流れて平滑コンデンサＣ
a が充電される。また、コア１０１ｂが「正電圧」を出
力すると、ダイオードＤ４を介して電流が流れて平滑コ
ンデンサＣb が充電される。すなわち、コア１０１ａお
よび１０１ｂが「正電圧」を出力する期間は、平滑コン
デンサＣa はコア１０１ａにより充電され、平滑コンデ
ンサＣb はコア１０１ｂにより充電される。
【００３３】一方、コア１０１ａが「負電圧」を出力す
ると、ダイオードＤ２を介して電流が流れて平滑コンデ
ンサＣb が充電される。また、コア１０１ｂが「負電
圧」を出力すると、ダイオードＤ３を介して電流が流れ
て平滑コンデンサＣa が充電される。すなわち、コア１
０１ａおよび１０１ｂが「負電圧」を出力する期間は、
平滑コンデンサＣa はコア１０１ｂにより充電され、平
滑コンデンサＣb はコア１０１ａにより充電される。
ると、ダイオードＤ２を介して電流が流れて平滑コンデ
ンサＣb が充電される。また、コア１０１ｂが「負電
圧」を出力すると、ダイオードＤ３を介して電流が流れ
て平滑コンデンサＣa が充電される。すなわち、コア１
０１ａおよび１０１ｂが「負電圧」を出力する期間は、
平滑コンデンサＣa はコア１０１ｂにより充電され、平
滑コンデンサＣb はコア１０１ａにより充電される。
【００３４】このように、平滑コンデンサＣa およびＣ
b は、コア１０１ａおよび１０１ｂによって交互に充電
される。すなわち、平滑コンデンサＣa およびＣb への
入力は、それぞれほぼ全波整流された状態になってい
る。
b は、コア１０１ａおよび１０１ｂによって交互に充電
される。すなわち、平滑コンデンサＣa およびＣb への
入力は、それぞれほぼ全波整流された状態になってい
る。
【００３５】出力電圧Ｖout は、第１の実施例と同様
に、２つの平滑コンデンサＣa およびＣb の各両端電圧
の和である。したがって、例えば、平滑コンデンサＣa
およびＣb の各両端電圧がそれぞれ１５０ｖであるとす
ると、図５に示すように、電源回路の出力電圧Ｖout は
３００ｖの直流電圧となる。 （２）一方のコアが無給電線区間に位置しているとき
（ここでは、コア１０１ａが無給電線区間に位置してい
るものとする） この場合、コア１０１ｂのみが交流電圧を生成する。そ
して、平滑コンデンサＣa およびＣb は、図６に示すよ
うに、コア１０１ｂによって生成される電圧により交互
に充電される。すなわち、コア１０１ｂが「正電圧」を
出力する期間は平滑コンデンサＣb が充電され、コア１
０１ｂが「負電圧」を出力する期間は平滑コンデンサＣ
a が充電される。
に、２つの平滑コンデンサＣa およびＣb の各両端電圧
の和である。したがって、例えば、平滑コンデンサＣa
およびＣb の各両端電圧がそれぞれ１５０ｖであるとす
ると、図５に示すように、電源回路の出力電圧Ｖout は
３００ｖの直流電圧となる。 （２）一方のコアが無給電線区間に位置しているとき
（ここでは、コア１０１ａが無給電線区間に位置してい
るものとする） この場合、コア１０１ｂのみが交流電圧を生成する。そ
して、平滑コンデンサＣa およびＣb は、図６に示すよ
うに、コア１０１ｂによって生成される電圧により交互
に充電される。すなわち、コア１０１ｂが「正電圧」を
出力する期間は平滑コンデンサＣb が充電され、コア１
０１ｂが「負電圧」を出力する期間は平滑コンデンサＣ
a が充電される。
【００３６】このように、平滑コンデンサＣa およびＣ
b への入力は、それぞれほぼ半波整流された状態にな
る。したがって、平滑コンデンサＣa およびＣb の各両
端電圧の和として得られる出力電圧Ｖout は、通常動作
時と比較して大きく低下することはない。よって、負荷
は常に正常に動作することができる。第３の実施例 図７は、第３の実施例の電源回路の構成図である。図７
において、コア１０１ａおよび１０１ｂ、平滑コンデン
サＣa およびＣb 、給電線１０２及び１２１、および負
荷１０４は、図９を参照しながら説明したものと同じで
ある。
b への入力は、それぞれほぼ半波整流された状態にな
る。したがって、平滑コンデンサＣa およびＣb の各両
端電圧の和として得られる出力電圧Ｖout は、通常動作
時と比較して大きく低下することはない。よって、負荷
は常に正常に動作することができる。第３の実施例 図７は、第３の実施例の電源回路の構成図である。図７
において、コア１０１ａおよび１０１ｂ、平滑コンデン
サＣa およびＣb 、給電線１０２及び１２１、および負
荷１０４は、図９を参照しながら説明したものと同じで
ある。
【００３７】第３の実施例の電源回路では、平滑コンデ
ンサＣa およびＣb が互いに並列に接続されている。し
たがって、例えば、負荷１０４が３００ｖを要求する場
合には、平滑コンデンサＣa およびＣb の両端電圧もそ
れぞれ３００ｖにする必用がある。すなわち、第３の実
施例の電源回路では、第１または第２の実施例と比較し
た場合、平滑コンデンサＣa およびＣb の両端電圧をそ
れぞれ２倍にする必用がある。このことを給電線に与え
る電流を変更することなく実現するためには、例えば、
コア１０１ａおよび１０１ｂのコイルの巻き数を２倍に
すればよい。
ンサＣa およびＣb が互いに並列に接続されている。し
たがって、例えば、負荷１０４が３００ｖを要求する場
合には、平滑コンデンサＣa およびＣb の両端電圧もそ
れぞれ３００ｖにする必用がある。すなわち、第３の実
施例の電源回路では、第１または第２の実施例と比較し
た場合、平滑コンデンサＣa およびＣb の両端電圧をそ
れぞれ２倍にする必用がある。このことを給電線に与え
る電流を変更することなく実現するためには、例えば、
コア１０１ａおよび１０１ｂのコイルの巻き数を２倍に
すればよい。
【００３８】上記構成において、通常動作時（コア１０
１ａおよび１０１ｂが共に給電線からエネルギーを得て
いる場合）には、平滑コンデンサＣa およびＣb はそれ
ぞれコア１０１ａおよび１０１ｂの出力により負荷１０
４が要求する電圧値にまで充電される。そして、それら
並列に接続されている平滑コンデンサＣa およびＣbか
ら負荷１０４へ直流電圧が供給される。
１ａおよび１０１ｂが共に給電線からエネルギーを得て
いる場合）には、平滑コンデンサＣa およびＣb はそれ
ぞれコア１０１ａおよび１０１ｂの出力により負荷１０
４が要求する電圧値にまで充電される。そして、それら
並列に接続されている平滑コンデンサＣa およびＣbか
ら負荷１０４へ直流電圧が供給される。
【００３９】一方のコアが無給電線区間に位置している
とき（ここでは、コア１０１ａが無給電線区間に位置し
ているものとする）には、平滑コンデンサＣa は充電さ
れないので、蓄積電荷は負荷１０４により消費されてし
まう。ところが、平滑コンデンサＣb がコア１０１ｂの
出力により負荷１０４が要求する電圧値にまで充電され
るので、負荷１０４に対して十分な電圧を供給すること
ができる。
とき（ここでは、コア１０１ａが無給電線区間に位置し
ているものとする）には、平滑コンデンサＣa は充電さ
れないので、蓄積電荷は負荷１０４により消費されてし
まう。ところが、平滑コンデンサＣb がコア１０１ｂの
出力により負荷１０４が要求する電圧値にまで充電され
るので、負荷１０４に対して十分な電圧を供給すること
ができる。
【００４０】第１〜第３の実施例を比較する。第１〜第
３の実施例の電源回路は、従来の電源回路と比較して出
力電圧の低下を小さく抑えることができるという共通の
利点を有すると共に、それぞれ個別の利点を有してい
る。
３の実施例の電源回路は、従来の電源回路と比較して出
力電圧の低下を小さく抑えることができるという共通の
利点を有すると共に、それぞれ個別の利点を有してい
る。
【００４１】第１の実施例の電源回路は、上述したよう
に、既存の電源回路をそのまま利用しながらＤＣ／ＤＣ
コンバータを追加するだけで実現可能である。第２の実
施例の電源回路は、整流回路１１１ａおよび１１１ｂの
代わりに整流回路１３１ａおよび１３１ｂを設けたの
で、使用するダイオードの数が少なく、小型化および低
コスト化に寄与する。
に、既存の電源回路をそのまま利用しながらＤＣ／ＤＣ
コンバータを追加するだけで実現可能である。第２の実
施例の電源回路は、整流回路１１１ａおよび１１１ｂの
代わりに整流回路１３１ａおよび１３１ｂを設けたの
で、使用するダイオードの数が少なく、小型化および低
コスト化に寄与する。
【００４２】なお、上記実施例では、電源回路が２つの
コアを有する構成を示したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、複数のコアを有する電源回路に適用可
能である。
コアを有する構成を示したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、複数のコアを有する電源回路に適用可
能である。
【００４３】
【発明の効果】非接触給電システムにおいて、給電線か
らエネルギーを得るために設けられた複数のコアのうち
の幾つかのコアがエネルギーを得られない状態であって
も、負荷に供給すべき出力電圧の低下が抑えられる。よ
って、負荷は、常に正常に動作する。
らエネルギーを得るために設けられた複数のコアのうち
の幾つかのコアがエネルギーを得られない状態であって
も、負荷に供給すべき出力電圧の低下が抑えられる。よ
って、負荷は、常に正常に動作する。
【図１】第１の実施例の電源回路の構成図である。
【図２】整流回路の一例である。
【図３】第１の実施例において、一方のコアが無給電線
区間に位置しているときの動作を説明する図である。
区間に位置しているときの動作を説明する図である。
【図４】第２の実施例の電源回路の構成図である。
【図５】第２の実施例の電源回路の通常動作を説明する
図である。
図である。
【図６】第２の実施例において、一方のコアが無給電線
区間に位置しているときの動作を説明する図である。
区間に位置しているときの動作を説明する図である。
【図７】第３の実施例の電源回路の構成図である。
【図８】(a) は、非接触給電システムにおける電源回路
のコアを示す図、(b) は、給電線に流れる電流から電圧
を生成する方法を説明する図である。
のコアを示す図、(b) は、給電線に流れる電流から電圧
を生成する方法を説明する図である。
【図９】２つのコアを備えた既存の電源回路の構成図で
ある。
ある。
【図１０】既存の電源回路の出力を示す図である。
【図１１】従来の電源装置の問題点を説明する図であ
る。
る。
１、２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０１ａ、１０１ｂ コア
１０２、１２１ 給電線
１０３ コイル
１０４ 負荷
１１１ａ、１１１ｂ 整流回路
１３１ａ、１３１ｂ 整流回路
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−93841（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−234143（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 7/00,17/00
B60L 5/00
B60M 7/00
B65G 43/00
H01F 31/14
Claims (4)
- 【請求項１】 レールに沿って走行する台車に非接触で
電力を供給するためにそれぞれ交流が与えられている少
なくとも２組の給電線が設けられたシステムにおいて、
上記台車に搭載されて上記給電線からエネルギーを得て
負荷に供給するための電圧を生成する電源回路であっ
て、 それぞれ上記給電線から得たエネルギーを利用して電圧
を生成する第１および第２の電圧生成手段と、 上記第１の電圧生成手段の出力により充電される第１の
コンデンサと、 上記第１のコンデンサに直列に接続され、上記第２の電
圧生成手段の出力により充電される第２のコンデンサ
と、入力端子が上記第１の電圧生成手段に電気的に接続され
ると共に出力端子が上記第２のコンデンサに電気的に接
続され、 上記第１の電圧生成手段により生成される電圧
を利用して上記第２のコンデンサを充電する第１の充電
手段と、入力端子が上記第２の電圧生成手段に電気的に接続され
ると共に出力端子が上記第１のコンデンサに電気的に接
続され、 上記第２の電圧生成手段により生成される電圧
を利用して上記第１のコンデンサを充電する第２の充電
手段と、 を備え、上記直列に接続された第１および第２のコンデ
ンサの両端電圧を出力する電源回路。 - 【請求項２】 上記第１および第２の充電手段がそれぞ
れＤＣ／ＤＣコンバータである請求項１に記載の電源回
路。 - 【請求項３】 上記第１の充電手段と上記第２のコンデ
ンサとの間、および上記第２の充電手段と上記第１のコ
ンデンサとの間にそれぞれ逆流防止手段を設けた請求項
１に記載の電源回路。 - 【請求項４】 レールに沿って走行する台車に非接触で
電力を供給するためにそれぞれ交流が与えられている少
なくとも２組の給電線が設けられたシステムにおいて、
上記台車に搭載されて上記給電線からエネルギーを得て
負荷に供給するための電圧を生成する電源回路であっ
て、 それぞれ上記給電線から得たエネルギーを利用して正電
圧および負電圧を交互に繰り返す交流電圧を生成する第
１および第２の電圧生成手段と、 互いに直列に接続された第１および第２のコンデンサ
と、上記第１の電圧生成手段により正電圧が生成されるとき
に上記第１のコンデンサを充電し、上記第１の電圧生成
手段により負電圧が生成されるときに上記第２のコンデ
ンサを充電する 第１の整流手段と、上記第２の電圧生成手段により正電圧が生成されるとき
に上記第２のコンデンサを充電し、上記第２の電圧生成
手段により負電圧が生成されるときに上記第１のコンデ
ンサを充電する 第２の整流手段と、 を備え、上記直列に接続された第１および第２のコンデ
ンサの両端電圧を出力する電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30531998A JP3391277B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 非接触方式で給電される台車に使用される電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30531998A JP3391277B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 非接触方式で給電される台車に使用される電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000134829A JP2000134829A (ja) | 2000-05-12 |
| JP3391277B2 true JP3391277B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=17943687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30531998A Expired - Fee Related JP3391277B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 非接触方式で給電される台車に使用される電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3391277B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5552752B2 (ja) * | 2009-04-15 | 2014-07-16 | セイコーエプソン株式会社 | 受電装置、電子機器および無接点電力伝送システム |
| JP6515015B2 (ja) | 2015-11-11 | 2019-05-15 | 株式会社ダイヘン | 非接触電力伝送システム |
| JP7549988B2 (ja) | 2020-07-22 | 2024-09-12 | 株式会社マキタ | サイドハンドル及び作業機 |
-
1998
- 1998-10-27 JP JP30531998A patent/JP3391277B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000134829A (ja) | 2000-05-12 |
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