JP3518197B2 - 無接触給電設備の２次側受電回路 - Google Patents

無接触給電設備の２次側受電回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無接触給電設備の
２次側受電回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の無接触給電設備の２次側受電回路
の一例を図３により説明する。２次側受電回路は、高周
波電流を流す１次側誘導線路１に対向してコイル２を設
け、このコイル２に、コイルとともに誘導線路１の周波
数に共振する共振回路を形成するコンデンサ３を接続
し、このコンデンサ３に整流回路４を接続し、さらに整
流回路４に、出力電圧ＶOUT を基準電圧ＶE に制御する
定電圧制御回路５を接続して構成されている。負荷６は
定電圧制御回路５に接続され、この定電圧制御回路５よ
り負荷６へ給電される。
【０００３】上記定電圧制御回路５は、電流制限用のコ
イル７と、上記基準電圧ＶE を発生する電圧発生器８
と、出力電圧ＶOUT と電圧発生器８の基準電圧ＶE とを
比較するコンパレータ９と、出力電圧ＶOUT が基準電圧
ＶE を越えた場合にコンパレータ９によりオンされる出
力調整用トランジスタ10と、フィルタを形成するダイオ
ード11およびコンデンサ12から構成されている。基準電
圧ＶE は、全負荷６に給電しているときを想定した高電
圧に設定されている。負荷６の電力は、使用電圧
ＶOUT 、すなわち基準電圧ＶE を大きくとると、大きく
なる。
【０００４】この定電圧制御回路５の構成により、負荷
６が減少すると、出力電圧ＶOUT が上昇し、出力電圧Ｖ
OUT が基準電圧ＶE を越えると、コンパレータ９により
トランジスタ10がオンされ、出力電圧ＶOUT が下げられ
て、出力電圧ＶOUT が基準電圧ＶE に維持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の無接触給電設備の２次側受電回路では、トランジス
タ10がオンされた際に、コンデンサ３に蓄えられている
電荷が過電流としてトランジスタ10に流れ、このトラン
ジスタ10のスイッチング損失により熱損失が多く発生す
るという問題があった。コンデンサ３の電荷は、トラン
ジスタ10がオフのときに蓄えられることから、基準電圧
ＶE が高いと、コンデンサ３に蓄えられる電荷は多くな
る。
【０００６】また高周波電流を流す誘導線路１から給電
される２次側受電回路の数は、負荷６に印加される電圧
ＶOUT の２乗に反比例するため、基準電圧ＶE を高電圧
に設定すると、給電する２次側受電回路の数を少なくせ
ざるを得ないという問題があった。
【０００７】そこで本発明は、熱損失を減少でき、誘導
線路から多数の２次側受電回路の受電を可能とする無接
触給電設備の２次側受電回路を提供することを目的とし
たものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本第１発明の無接触給電設備の２次側受電回路
は、高周波電流を流す１次側誘導線路に対向してコイル
を設け、このコイルに、コイルとともに誘導線路の周波
数に共振する共振回路を形成するコンデンサを接続し、
このコンデンサに整流回路を接続し、この整流回路に、
出力電圧を基準電圧に制御する定電圧制御回路を接続
し、この定電圧制御回路より負荷に給電する無接触給電
設備の２次側受電回路であって、前記定電圧制御回路の
基準電圧を、負荷電力量に比例して段階的に設定する設
定手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】上記コンデンサに蓄えられる電荷が、定電
圧制御回路が動作したときに定電圧制御回路に流入して
損失となる。このコンデンサに蓄えられる電荷は基準電
圧に依存することから、定電圧制御回路が動作したとき
に発生する損失は基準電圧に依存する。
【００１０】上記構成により、負荷電力量に応じて、基
準電圧を設定することにより、損失を減少させることが
可能となる。本第２発明の無接触給電設備の２次側受電
回路は、本第１発明の無接触給電設備の２次側受電回路
であって、設定手段は、負荷電力量を負荷の使用状態で
判断し、基準電圧を２段階に設定することを特徴とする
ものである。
【００１１】上記構成により、負荷の使用状態に応じて
基準電圧が２段階に設定される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、従来例の図３の構成と同一
の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１３】図１は本発明の実施の形態における無接触
給電設備の２次側受電回路の回路構成図である。本発明
の定電圧制御回路５’は、従来の電圧発生器８に代え
て、バッテリ21と、このバッテリ21に接続された可変抵
抗器からなる２つの基準電圧電圧発生器22，23と、この
２つの基準電圧電圧発生器22，23により発生される基準
電圧ＶE1，ＶE2（ＶE1＞ＶE2）の一方を選択するリレイ
24およびその接点25を設け、出力電圧ＶOUT とリレイ24
（接点25）により選択された基準電圧ＶE がコンパレー
タ９により比較される。出力電圧ＶOUT が基準電圧ＶE
を越えた場合にコンパレータ９が動作し、トランジスタ
10がオンされ、短絡される。たとえば、基準電圧ＶE1と
してＤＣ３００Ｖ，基準電圧ＶE2としてＤＣ１００Ｖが
発生される。なお、基準電圧ＶE1が従来例の電圧発生器
８が発生する基準電圧に相当する。
【００１４】また、負荷６に代えて、定電圧制御回路
５’から給電されるインバータ31と、このインバータ31
により駆動されるモータ32を設け、前記インバータ31に
モータ32の駆動指令信号を出力する制御装置33を設けて
いる。この制御装置33は、インバータ31へ指令信号を出
力すると同時にリレイ24の励磁信号を出力する。このリ
レイ24の励磁信号が、負荷の使用状態を示す信号とな
る。
【００１５】上記バッテリ21と、基準電圧電圧発生器2
2，23と、リレイ24およびその接点25と、制御装置33と
により設定手段が形成される。上記２次側受電回路の回
路構成による作用を説明する。
【００１６】高周波、たとえば10kHz の正弦波電流が誘
導線路１に供給され、この誘導線路１に発生する磁束に
より、誘導線路１の周波数に共振するピックアップコイ
ル２に大きな起電力が発生し、この起電力により発生し
た交流電流は整流回路４で整流され、定電圧制御回路
５’により基準電圧ＶE に整圧されてインバータ31に供
給される。
【００１７】このとき、制御装置33からインバータ31へ
駆動指令信号が出力され、かつリレイ24の励磁信号が出
力されていると、基準電圧電圧発生器22により発生され
る基準電圧ＶE1が基準電圧ＶE として選択され、出力電
圧ＶOUT とコンパレータ９において比較され、出力電圧
ＶOUT は基準電圧ＶE1に制御される。インバータ31は駆
動指令信号に応じて、モータ32へ給電し、給電されたこ
のモータ32は回転し、負荷電力量が増大する。
【００１８】制御装置33から出力されるインバータ31へ
の駆動指令信号がオフとなり、同時にリレイ24の励磁信
号がオフとなると、基準電圧電圧発生器23により発生さ
れる基準電圧ＶE2が基準電圧ＶE として選択され、出力
電圧ＶOUT とコンパレータ９において比較され、出力電
圧ＶOUT は基準電圧ＶE2に制御される。インバータ31は
モータ32への給電を停止し、モータ32は停止し、負荷電
力量が減少する。
【００１９】このように、モータ32が駆動され負荷電力
量が大きいとき、高電圧の基準電圧ＶE1が選択され、モ
ータ32が停止され負荷電力量が小さいとき、低電圧の基
準電圧ＶE2が選択されることによって、トランジスタ10
がオンとなったときトランジスタ10へ流れる過電流は、
図２に示すように、基準電圧ＶE が低いほど少なくなる
ことから、従来のように常に基準電圧ＶE を基準電圧Ｖ
E1に一定としている場合と比較してスイッチング損失を
低減することができる。
【００２０】また誘導線路１から給電される２次側受電
回路の数は、負荷に印加される電圧ＶOUT の２乗に反比
例するため、基準電圧ＶE を低電圧に設定することによ
り、２次側受電回路の数を多くすることができる。
【００２１】なお、本実施の形態では、負荷電力量を負
荷の使用状態で判断して、２段階に基準電圧を発生させ
ているが、予測される負荷電力量により、基準電圧を切
換えてもよく、また、負荷電力量として複数の電力量が
予測されるとき、この数に合わせて基準電圧を発生さ
せ、切り換えるようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、定
電圧制御回路が動作したときに発生する損失はコンデン
サに蓄えられる電荷に依存し、コンデンサに蓄えられる
電荷は基準電圧に依存することにより、負荷電力量に応
じて、基準電圧を設定することにより、損失を減少させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における無接触給電設備の
２次側受電回路の回路構成図である。
【図２】同無接触給電設備のトランジスタのオン・オフ
時のトランジスタに流れる電流の特性図である。
【図３】従来の無接触給電設備の２次側受電回路の回路
構成図である。
【符号の説明】
１ 誘導線路 ２ コイル ３ コイルと共振回路を形成するコンデンサ ４ 整流回路 ５’ 定電圧制御回路 ９ コンパレータ 10 出力調整用トランジスタ 21 バッテリ 22，23 基準電圧電圧発生器 24 リレイ 25 リレイの接点 31 インバータ（負荷） 32 モータ（負荷） 33 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00,17/00 H01F 38/14 B60L 5/00 B65G 43/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高周波電流を流す１次側誘導線路に対向
    してコイルを設け、このコイルに、コイルとともに誘導
    線路の周波数に共振する共振回路を形成するコンデンサ
    を接続し、このコンデンサに整流回路を接続し、この整
    流回路に、出力電圧を基準電圧に制御する定電圧制御回
    路を接続し、この定電圧制御回路より負荷に給電する無
    接触給電設備の２次側受電回路であって、 前記定電圧制御回路の基準電圧を、負荷電力量に比例し
    て段階的に設定する設定手段を設けたことを特徴とする
    無接触給電設備の２次側受電回路。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の無接触給電設備の２次側
    受電回路であって、 設定手段は、負荷電力量を負荷の使用状態で判断し、基
    準電圧を２段階に設定することを特徴とする。
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