JP6047442B2 - 給電装置 - Google Patents
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Description
例えば、電力供給源に相当する一次側コイルを給電線としてレール状に配置し、二次側コイル及び受電回路を一体化して移動体を構成すると共に、一次側コイルと二次側コイルとを対向させることにより、前記給電線に沿って移動する移動体に非接触給電することが可能である。
受電コイル120の両端は、共振コンデンサCを介して全波整流回路10の一対の交流端子に接続されている。受電コイル120と共振コンデンサCとは、直列共振回路を構成している。
全波整流回路10の一対の直流端子には、全波整流回路10の直流出力電圧が基準電圧値となるように制御する定電圧制御回路20が接続されている。この定電圧制御回路20は、例えば、リアクトルL1、ダイオードD1、平滑コンデンサC0及び半導体スイッチSW1からなる昇圧チョッパ回路により構成されている。また、平滑コンデンサC0の両端には、負荷Rが接続されている。
なお、図41では、半導体スイッチSW1をスイッチングするための制御装置を省略してある。
一般に、この種の非接触給電装置では、一次側給電線110と受電コイル120との間のギャップ長の変化や両者の位置ズレにより、受電コイル120に誘起される電圧が変化し、これによって全波整流回路10の直流出力電圧が変動する。また、負荷Rの特性も、全波整流回路10の直流出力電圧が変動する原因となる。
このため、図41の従来技術では、全波整流回路10の直流出力電圧を定電圧制御回路20によって一定値に制御している。
(1)受電回路が全波整流回路10及び定電圧制御回路20によって構成されているため、回路全体が大型化し、設置スペースの増大やコストの増加を招く。
(2)全波整流回路10のダイオードDu,Dv,Dx,Dyに加え、定電圧制御回路20のリアクトルL1、半導体スイッチSW1、ダイオードD1でも損失が発生するため、これらの損失が給電効率の低下要因となっている。
図42において、310は受電回路である。この受電回路310は、ブリッジ接続された半導体スイッチQu,Qx,Qv,Qyと、各スイッチQu,Qx,Qv,Qyにそれぞれ逆並列に接続されたダイオードDu,Dx,Dv,Dyと、下アームのスイッチQx,Qyにそれぞれ並列に接続されたコンデンサCx,Cyと、これらの素子からなるブリッジ回路(フルブリッジインバータ)の直流端子間に接続された平滑コンデンサC0と、を備えている。ブリッジ回路の交流端子間には、共振コンデンサCと受電コイル120との直列回路が接続され、平滑コンデンサC0の両端には、負荷Rが接続されている。
この非接触給電装置によれば、図41の従来技術のように定電圧制御回路を用いることなく、半導体スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号の位相制御により直流出力電圧Voを一定に制御することができる。また、受電回路310をブリッジ回路及び平滑コンデンサC0のみによって構成可能であるため、回路構成の簡略化、小型化、低コスト化を図ることができると共に、構成部品数を少なくして損失を低減し、高効率で安定した非接触給電が可能である。
加えて、コンデンサCx,Cyの充放電作用により、いわゆるソフトスイッチングを行わせ、スイッチング損失を低減して更なる高効率化を可能にしている。
図42の非接触給電装置では、半導体スイッチが4つ必要であることから、冷却手段を考慮に入れると、装置の大型化及びコスト増大のおそれがある。そこで、図43の非接触給電装置は、力行負荷のみに対応させて回生負荷には対応しないことで、更なる小型化、低コスト化を図っている。
図43の非接触給電装置では、半導体スイッチQu,Qxを制御することにより、交流端子間電圧vは、直流出力電圧Voを波高値とする正負電圧に制御される。一次側給電線110から受電回路320への給電電力は、図44における電流iと電圧vとの積であり、制御装置200が、直流出力電圧Voに基づいて半導体スイッチQu,Qxの駆動信号の位相を調整することで、給電電力の制御、すなわち直流出力電圧Voを一定に制御することができる。
従って、先願発明によれば、特許文献1に係る従来技術に比べて損失の大幅な低減、装置の小型化及び低コスト化が可能になる。
そこで、本発明の解決課題は、先願発明よりも力率を向上させて装置全体の損失を抑え、小型化、低コスト化を可能とした給電装置を提供することにある。
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、を有する。
そして、請求項1では、前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段を備えている。
請求項2では、前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ前記出力電圧を波高値とする正負電圧となり、その他の期間は零電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段を備えている。
請求項3では、前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段を備えている。
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、を有する。
そして、請求項4では、前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段を備えている。
請求項5では、前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ前記出力電圧を波高値とする正負電圧となり、その他の期間は零電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段を備えている。
請求項6では、前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段を備えている。
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、を有する。
そして、請求項7では、前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段を備えている。
請求項8では、前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ前記出力電圧を波高値とする正負電圧となり、その他の期間は零電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段を備えている。
請求項9では、前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段を備えている。
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含むように各半導体スイッチのオン期間を一部オーバーラップさせて各半導体スイッチをスイッチングするものである。
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含む一定期間にわたり各半導体スイッチを同時にオンさせるように各半導体スイッチをスイッチングするものである。
前記制御手段は、前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含むように各半導体スイッチのオン期間を一部オーバーラップさせて各半導体スイッチをスイッチングするものである。
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は、前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含むように各半導体スイッチのオン期間を一部オーバーラップさせて各半導体スイッチをスイッチングするものである。
前記制御手段は、前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含むように各半導体スイッチを同時にオンさせるように各半導体スイッチをスイッチングするものである。
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含む一定期間にわたり各半導体スイッチを同時にオンさせるように各半導体スイッチをスイッチングするものである。
また、入力電流のゼロクロス点に検出誤差がある場合でも、スイッチング損失の発生回数を低減して損失の増加を抑制することが可能である。
図1は、非接触給電装置の第1実施例を示す回路図であり、請求項1〜3に係る第1〜第3実施形態が適用されるものである。なお、本発明は非接触型、接触型の給電装置の何れにも適用可能であるが、以下の各実施形態では、本発明を非接触給電装置に適用した場合について説明する。
一方、制御装置200は、直流出力電圧Voと、電流検出手段CTにより検出した受電コイル120の電流iとに基づいて、スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号を生成し、出力する。図示されていないが、直流出力電圧Voは直流電圧検出器等の周知の電圧検出手段により検出される。
図1に示した回路は、受電コイル120と負荷Rとの間で、双方向の電力供給が可能である。以下では、受電コイル120から負荷Rに電力を供給する場合と、負荷Rから受電コイル120に電力を供給する場合の二種類の動作について説明する。
図2は、図1の受電コイル120を流れる電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号を示している。図2に示すように、スイッチQu,Qx,Qv,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。以下に、図2の各期間I〜VIにおける動作を説明する。
(1)期間I(スイッチQx,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→スイッチQx→ダイオードDy→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
(2)期間II(スイッチQu,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→ダイオードDu→平滑コンデンサC0→ダイオードDy→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧(ブリッジ回路の直流端子間電圧)Voに相当する正電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が充電される。
(3)期間III(スイッチQx,Qyをオン):電流iは、期間Iと同様の経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
(4)期間IV(スイッチQu,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→ダイオードDv→スイッチQuの経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
(5)期間V(スイッチQx,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→ダイオードDv→平滑コンデンサC0→ダイオードDxの経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する負電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が充電される。
(6)期間VI(スイッチQu,Qvをオン):電流iは、期間IVと同様の経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
これ以降は、期間Iのスイッチングモードに遷移し、同様の動作が繰り返される。
図3は、図2と同様に電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号を示しており、スイッチQu,Qx,Qv,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。以下に、図3の各期間I’〜VI’における動作を説明する。
(1)期間I’(スイッチQx,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→スイッチQx→ダイオードDy→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。なお、このときの動作は図2の期間Iと同様である。
(2)期間II’(スイッチQx,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→スイッチQx→平滑コンデンサC0→スイッチQv→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する負電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が放電する。
(3)期間III’(スイッチQx,Qyをオン):電流iは、期間I’と同様の経路で流れ、電圧vは図示のように零電圧レベルとなる。
(4)期間IV’(スイッチQu,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→ダイオードDv→スイッチQuの経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。なお、このときの動作は、図2の期間IVと同様である。
(5)期間V’(スイッチQu,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→スイッチQy→平滑コンデンサC0→スイッチQuの経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する正電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が放電する。
(6)期間VI’(スイッチQu,Qvをオン):電流iは、期間IV’と同様の経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
これ以降は、期間I’のスイッチングモードに遷移し、同様の動作が繰り返される。
このとき、図2,3に示すように、受電コイル120を流れる電流iと、ブリッジ回路の交流端子間電圧vの基本波成分v’との位相差は0°または180°となるので、受電回路330の力率を1とすることができる。
始めに、受電コイル120から負荷Rに電力を供給する場合の動作を説明する。図4は、前記同様に電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号を示しており、スイッチQu,Qx,Qv,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。以下に、図4の各期間i〜viにおける動作を説明する。
(2)期間ii(スイッチQx,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→スイッチQx→ダイオードDy→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
(3)期間iii(スイッチQu,Qyをオン):電流iは、期間iと同様の経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する正電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が充電される。
(4)期間iv(スイッチQx,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→ダイオードDv→平滑コンデンサC0→ダイオードDxの経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する負電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が充電される。
(5)期間v(スイッチQu,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→ダイオードDv→スイッチQuの経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
(6)期間vi(スイッチQx,Qvをオン):電流iは、期間ivと同様の経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する負電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が充電される。
これ以降は、期間iのスイッチングモードに遷移し、同様の動作が繰り返される。
図5は、前記同様に電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号を示しており、スイッチQu,Qx,Qv,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。以下に、図5の各期間I’〜VI’における動作を説明する。
(1)期間i’(スイッチQx,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→スイッチQx→平滑コンデンサC0→スイッチQv→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する負電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が放電する。
(2)期間ii’(スイッチQx,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→スイッチQx→ダイオードDy→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。なお、このときの動作は、図4の期間iiと同様である。
(3)期間iii’(スイッチQx,Qvをオン):電流iは、期間i’と同様の経路で流れ、電圧vは図示のように直流出力電圧Voに相当する負電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が放電する。
(4)期間iv’(スイッチQu,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→スイッチQy→平滑コンデンサC0→スイッチQuの経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する正電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が放電する。
(5)期間v’(スイッチQu,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→ダイオードDv→スイッチQuの経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。なお、このときの動作は、図4の期間vと同様である。
(6)期間vi’(スイッチQu,Qyをオン):電流iは、期間iv’と同様の経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する正電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が放電する。
これ以降は、期間i’のスイッチングモードに遷移し、同様の動作が繰り返される。
このとき、図4,図5に示すように、受電コイル120を流れる電流iと、ブリッジ回路の交流端子間電圧vの基本波成分v’との位相差は0°または180°となるので、受電回路330の力率を1とすることができる。
しかしながら、これらの実施形態ではスイッチングの回数が多く、受電コイル120を流れる電流iの1周期の中でスイッチング損失が4回発生する。図6は、例として、負荷Rに力行負荷が接続され、給電装置として第1実施形態を適用した場合の、図1の受電コイル120を流れる電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、及び、スイッチQu,Qx,Qv,Qyを流れる電流を示している。
(1)期間Iから期間II
(2)期間IIから期間III
(3)期間IVから期間V
(4)期間Vから期間VI
なお、以下の期間の移行時には、電流iが零であるため、スイッチング損失は発生しない。
(5)期間IIIから期間IV
(6)期間VIから期間I
スイッチング損失は半導体スイッチの損失の大部分を占めるため、スイッチング損失の発生回数が多いと、半導体スイッチの損失の大幅な低減を阻む要因となる。
図7は、前記同様に電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号を示しており、スイッチQu,Qx,Qv,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。以下に、図7の各期間(1)〜(4)における動作を説明する。
(1)期間(1)(スイッチQu,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→ダイオードDu→平滑コンデンサC0→ダイオードDy→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する正電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が充電される。
(2)期間(2)(スイッチQx,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→スイッチQx→ダイオードDy→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
(3)期間(3)(スイッチQu,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→ダイオードDv→スイッチQuの経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
(4)期間(4)(スイッチQx,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→ダイオードDv→平滑コンデンサC0→ダイオードDxの経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する負電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が充電される。
これ以降は、期間(1)のスイッチングモードに遷移し、同様の動作が繰り返される。
図8は、前記同様に電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号を示しており、スイッチQu,Qx,Qv,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。以下に、図8の各期間(1)’〜(4)’における動作を説明する。
(1)期間(1)’(スイッチQx,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→スイッチQx→平滑コンデンサC0→スイッチQv→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する負電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が放電する。
(2)期間(2)’(スイッチQx,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→スイッチQx→ダイオードDy→受電コイル120の経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。なお、このときの動作は、図7の期間(2)と同様である。
(3)期間(3)’(スイッチQu,Qvをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→ダイオードDv→スイッチQuの経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。なお、このときの動作は、図7の期間(3)と同様である。
(4)期間(4)’(スイッチQu,Qyをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→スイッチQy→平滑コンデンサC0→スイッチQuの経路で流れ、電圧vは、図示のように直流出力電圧Voに相当する正電圧レベルとなる。この期間では、電流iにより平滑コンデンサC0が放電する。
これ以降は、期間(1)’のスイッチングモードに遷移し、同様の動作が繰り返される。
このとき、図7,8に示すように、受電コイル120を流れる電流iと、ブリッジ回路の交流端子間電圧vの基本波成分v’との位相差は0°または180°になるので、受電回路330の力率を1とすることができる。
(1)期間(1)から期間(2)
(2)期間(3)から期間(4)
ここで、以下の期間の移行時には電流iが零であるため、スイッチング損失は発生しない。
(3)期間(2)から期間(3)
(4)期間(4)から期間(1)
なお、図7,8では、ブリッジ回路の交流端子間電圧vが零電圧となる期間αを、受電コイル120の電流iが正から負に移行するゼロクロス点を中心とした前後の期間としたが、この電流iが負から正に移行するゼロクロス点を中心とした前後の期間としても、同様の効果を得ることができる。
(1)Qu:期間II
(2)Qx:期間V
(3)Qv:期間IV〜VI
(4)Qy:期間I〜III
上記からわかるように、スイッチQv,Qyは期間I〜VIの全期間にわたり、電流が流れない。従って、スイッチQv,Qyはスイッチングしなくてもよく、これらが設けられているアームはダイオードDv,Dyのみによって構成してもよい。
そこで、力行負荷にのみ対応して回生負荷には対応しない場合には、図1の非接触給電装置を対象とする第1〜第3実施形態と同じ効果が得られ、かつ、装置の小型化・低コスト化を図るために、第1〜第3実施形態を図10に示す非接触給電装置の第2実施例に適用してもよい。
図11は、受電コイル120を流れる電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQu,Qxの駆動信号を示しており、スイッチQu,Qxは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。
図11の期間I〜VIの動作は、図2の期間I〜VIの動作と同様である。従って、図10の非接触給電装置に第1実施形態を適用したものに相当する第4実施形態においても、図2と同様の動作及び効果を得ることができる。なお、半導体スイッチがオンしていてもダイオードにのみ電流が流れる期間II,VにおいてスイッチQu,Qxをオフとする図12のような駆動信号を用いた場合にも、同様の効果が得られる。
図13は、図11と同様に電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQu,Qxの駆動信号を示しており、スイッチQu,Qxは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。
図13の期間i〜viの動作は、図4の期間i〜viの動作と同様である。従って、図10の非接触給電装置に第2実施形態を適用したものに相当する第5実施形態においても、図4と同様の動作及び効果を得ることができる。なお、スイッチQu,Qxがオンしていてもダイオードにのみ電流が流れる期間i,iii,iv,viにおいてスイッチQu,Qxをオフとする図14のような駆動信号を用いた場合にも、同様の効果が得られる。
図15は、図11と同様に電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQu,Qxの駆動信号を示しており、スイッチQu,Qxは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。
図15の期間(1)〜(4)の動作は、図7の期間(1)〜(4)の動作と同様である。従って、図10の非接触給電装置に第3実施形態を適用したものに相当する第6実施形態によっても、図7と同様の動作及び効果を得ることができる。なお、スイッチQu,Qxがオンしていてもダイオードにのみ電流が流れる期間(1),(4)においてスイッチQu,Qxをオフとする図16のような駆動信号を用いた場合にも、同様の効果が得られる。
図17に示す非接触給電装置において、受電回路340内のブリッジ回路は、半導体スイッチQvにダイオードDvを逆並列接続したスイッチングアームと、半導体スイッチQyにダイオードDyを逆並列接続したスイッチングアームとを直列に接続したスイッチングアーム直列回路を有すると共に、ダイオードDu,Dxを直列接続したダイオード直列回路を有し、これらの直列回路を並列接続して構成されている。その他の部分は、図1と同様である。
また、図1に示した非接触給電装置において、図10におけるダイオードDv,Dyまたは図17におけるダイオードDu,Dxと同じ位置にある半導体スイッチを全期間オフとして第4〜第6実施形態を適用しても、同様の効果を得ることができる。
図18に示す非接触給電装置の受電回路350において、ブリッジ回路は、半導体スイッチQxにダイオードDxを逆並列接続したスイッチングアームとダイオードDuとを直列に接続した直列回路と、半導体スイッチQyにダイオードDyを逆並列接続したスイッチングアームとダイオードDvとを直列に接続した直列回路とを有すると共に、これらの直列回路を並列接続して構成されている。その他の部分は、図1と同様である。
図19は、受電コイル120を流れる電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQx,Qyの駆動信号を示しており、スイッチQx,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。
(1)期間I”( スイッチQxをオン):図2の期間Iと同様
(2)期間II”( スイッチQyをオン):図2の期間IIと同様
(3)期間III”( スイッチQxをオン):図2の期間IIIと同様
(4)期間IV”( スイッチQyをオン):電流iは、図18の共振コンデンサC→受電コイル120→スイッチQy→ダイオードDxの経路で流れ、電圧vは、図19に示すように零電圧レベルとなる。
(5)期間V” ( スイッチQxをオン):図2の期間Vと同様
(6)期間VI” ( スイッチQyをオン):期間IV”と同様
これ以降は、期間I”のスイッチングモードに遷移し、同様の動作が繰り返される。
従って、図18の非接触給電装置に第1実施形態を適用したものに相当する第7実施形態においても、図2と同様の動作及び効果を得ることができる。なお、スイッチQx,Qyがオンしていてもダイオードにのみ電流が流れる期間II”,V”においてスイッチQx,Qyをオフとし、図20のような駆動信号を用いた場合にも、同様の効果が得られる。
図21は、図19と同様に電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQx,Qyの駆動信号を示しており、スイッチQx,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。
(1)期間i” ( スイッチQyをオン):図4の期間iと同様
(2)期間ii” ( スイッチQxをオン):図4の期間iiと同様
(3)期間iii” ( スイッチQyをオン):図4の期間iiiと同様
(4)期間iv” ( スイッチQxをオン):図4の期間ivと同様
(5)期間v” ( スイッチQyをオン):電流iは共振コンデンサC→受電コイル120→スイッチQy→ダイオードDxの経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
(6)期間vi” ( スイッチQxをオン):図4の期間viと同様
これ以降は、期間i”のスイッチングモードに遷移し、同様の動作が繰り返される。
従って、図18の非接触給電装置に第2実施形態を適用したものに相当する第8実施形態においても、図4と同様の動作及び効果を得ることができる。なお、スイッチQx,Qyがオンしていてもダイオードにのみ電流が流れる期間i”,iii”,iv”,vi”においてスイッチQx,Qyをオフとし、図22のような駆動信号にした場合にも、同様の効果が得られる。
図23は、図19と同様に電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQx,Qyの駆動信号を示しており、スイッチQx,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。
(1)期間(1)” ( スイッチQyをオン):図7の期間(1)と同様
(2)期間(2)” ( スイッチQxをオン):図7の期間(2)と同様
(3)期間(3)” ( スイッチQyをオン):電流iは、共振コンデンサC→受電コイル120→スイッチQy→ダイオードDxの経路で流れ、電圧vは、図示のように零電圧レベルとなる。
(4)期間(4)” ( スイッチQxをオン):図7の期間(4)と同様
これ以降は、期間(1)”のスイッチングモードに遷移し、同様の動作が繰り返される。
従って、図18の非接触給電装置に第3実施形態を適用したものに相当する第9実施形態においても、図7と同様の効果を得ることができる。なお、スイッチQx,Qyがオンしていてもダイオードにのみ電流が流れる期間(1)”,(4)”においてスイッチQx,Qyをオフとし、図24のような駆動信号としても同様の効果が得られる。
図25に示す非接触給電装置において、受電回路360内のブリッジ回路は、半導体スイッチQuにダイオードDuを逆並列接続したスイッチングアームとダイオードDxとを直列接続すると共に、半導体スイッチQvにダイオードDvを逆並列接続したスイッチングアームとダイオードDxとを直列接続し、これらの直列回路を並列接続して構成されている。その他の部分は、図1と同様である。
また、図1に示した非接触給電装置において、図18におけるダイオードDu,Dvまたは図25におけるダイオードDx,Dyと同じ位置にある半導体スイッチを全期間オフとして第1〜第3実施形態を適用しても、同様の効果を得ることができる。
また、図26、図27の各期間(1)”〜(4)”における電圧v、及び電流iの経路は、図23の各期間(1)”〜(4)”と同様であり、図26、図27の期間(5)” において、電流iは共振コンデンサC→受電コイル120→ダイオードDv→平滑コンデンサC0→ダイオードDxの経路で流れ、電圧vは期間(4)” における電圧vのレベルと同様である。
(1)期間(1)”から期間(2)”
(2)期間(5)”から期間(3)”
(3)期間(3)”から期間(4)”
なお、以下の期間の移行時には、電流iが零であるため、スイッチング損失は発生しない。
(4)期間(2)”から期間(5)”
(5)期間(4)”から期間(1)”
上記のように、電流iのゼロクロス点の検出誤差が生じた場合のスイッチング損失発生回数は3回となる。一方、ゼロクロス点の検出誤差が生じていない図24では図7と同様の動作になるので、図9に示したようにスイッチング損失発生回数は2回である。つまり、電流iのゼロクロス点の検出誤差が生じると、第3,第6,第9実施形態のように力率を良くし、かつスイッチング損失発生回数を減らすようにしたにもかかわらず、実際にはスイッチング損失発生回数が増えてしまう。また、期間(5)”から期間(3)”のスイッチングは、電流iのゼロクロス点近傍におけるスイッチングであるため、放射ノイズが増大する要因にもなる。
まず、請求項10に相当する本発明の第10実施形態を説明する。図28は、図18に示す非接触給電装置を対象とした第10実施形態の動作波形であり、前記同様に受電コイル120を流れる電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v、その基本波成分v’、及び、スイッチQx,Qyの駆動信号を示している。スイッチQx,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。
ここで、スイッチQx,Qyの駆動信号のオン期間は、電流iのゼロクロス点P1を含む網掛け部分のように、一部オーバーラップさせる。図29は、このときの電流i、及び、スイッチQx,Qyを流れる電流を示している。
図29では、以下の期間の移行時にスイッチング損失が発生する。
(1)期間(1)”から期間(2)”
(2)期間(3)”から期間(4)”
なお、以下の期間の移行時には、電流iが零であるため、スイッチング損失は発生しない。
(3)期間(2)”から期間(3)”
(4)期間(4)”から期間(1)”
すなわち、スイッチング損失発生回数は2回であり、図9の場合と同じ回数となる。従って、第10実施形態によれば、受電コイル120を流れる電流iのゼロクロス点に検出誤差が生じても、スイッチング損失の発生回数が増加するのを防ぐことができる。
なお、同様の考え方で、この第10実施形態を図25に示した非接触給電装置の第5実施例に適用しても、同様の効果が得られる。
また、図1に示した非接触給電装置において、図18におけるダイオードDu,Dvまたは図25におけるダイオードDx,Dyと同じ位置にある半導体スイッチを全期間オフとして第10実施形態を適用しても、同様の効果を得ることができる。
図30に示す非接触給電装置の受電回路370において、ブリッジ回路は、半導体スイッチQuにダイオードDuを逆並列接続したスイッチングアームと、半導体スイッチQxにダイオードDxを逆並列接続したスイッチングアームとを直列に接続したスイッチングアーム直列回路を有すると共に、ダイオードDv,Dyを直列接続したダイオード直列回路を有し、これらのスイッチングアーム直列回路とダイオード直列回路とを並列接続して構成されている。ブリッジ回路の一方の直流端子(正側直流端子)と平滑コンデンサC0の一端との間には、ダイオードD0がダイオードDv,Dyの直列回路(Du,Dxの直列回路)と同じ極性で接続されている。その他の部分は、図1と同様である。
図31,図32の各期間(1)〜(4)における電圧v、及び電流iの経路は、図15の期間(1)〜(4)と同様である。
図32では、以下の期間の移行時にスイッチング損失が発生する。
(1)期間(1)から期間(2)
(2)期間(3)から期間(4)
なお、以下の期間の移行時には、電流iが零であるため、スイッチング損失は発生しない。
(3)期間(2)から期間(3)
(4)期間(4)から期間(1)
すなわち、スイッチング損失発生回数は2回となり、電流iのゼロクロス点の検出に誤差が生じた場合、第11実施形態によりスイッチング損失の発生回数が増加するのを防ぐことができる。
なお、同様の考え方で、第11実施形態を図33の非接触給電装置の第7実施例に適用しても同様の効果が得られる。
また、図1に示した非接触給電装置において、ブリッジ回路の一方の直流端子(正側直流端子)と平滑コンデンサC0の一端との間に、ダイオードD0をダイオードDv,Dyの直列回路(Du,Dxの直列回路)と同じ極性で接続し、図30のダイオードDv,Dyまたは図33のダイオードDu,Dxと同じ位置にある半導体スイッチを全期間オフとして第11実施形態を適用しても、同様の効果を得ることができる。
図34は、図18に示す非接触給電装置を対象とした第12実施形態の動作波形であり、図18の受電コイル120を流れる電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v及びその基本波成分v’、スイッチQx,Qyの駆動信号を示している。スイッチQx,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。また、P0は電流iの本来のゼロクロス点であり、P1は検出器の誤差などにより誤って検出されたゼロクロス点を示している。
なお、同様の考え方で、第12実施形態を図25の非接触給電装置に適用しても、同様の効果が得られる。また、図1に示した非接触給電装置において、図18におけるダイオードDu,Dvまたは図25におけるダイオードDx,Dyと同じ位置にあるスイッチを全期間オフとして第12実施形態を適用しても、同様の効果が得られる。
図35は、図30に示す非接触給電装置を対象とした第13実施形態の動作波形であり、図30の受電コイル120を流れる電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v及びその基本波成分v’、スイッチQu,Qxの駆動信号を示している。スイッチQu,Qxは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。また、P0は電流iの本来のゼロクロス点であり、P1は検出器の誤差などにより誤って検出されたゼロクロス点を示している。
なお、同様の考え方で、第13実施形態を図33の非接触給電装置に適用しても、同様の効果が得られる。
また、図1に示した非接触給電装置において、ブリッジ回路の一方の直流端子(正側直流端子)と平滑コンデンサC0の一端との間に、ダイオードD0をダイオードDv,Dyの直列回路(Du,Dxの直列回路)と同じ極性で接続し、図30のダイオードDv,Dyまたは図33のダイオードDu,Dxと同じ位置にある半導体スイッチを全期間オフとして第13実施形態を適用しても、同様の効果を得ることができる。
図36は、第14実施形態の動作波形であり、図1の受電コイル120を流れる電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v及びその基本波成分v’、スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号を示している。
スイッチQu,Qx,Qv,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。また、P0は電流iの本来のゼロクロス点であり、P1は検出器の誤差などにより誤って検出されたゼロクロス点である。
ここで、図36に示すごとく、スイッチQx,Qyの駆動信号のオン期間は、電流iのゼロクロス点P1を含む網掛け部分のように、一部オーバーラップさせるように制御する。このとき、図36の各期間(1)”〜(4)”における電圧v、及び電流iの経路は、図23の各期間(1)”〜(4)”と同様である。
また、受電コイル120を流れる電流i及びスイッチQx,Qyを流れる電流は、図29と同様である。このため、スイッチング損失発生回数は2回となり、電流iのゼロクロス点に検出誤差が生じても、スイッチング損失の発生回数が増加するのを防ぐことができる。
図37は、本発明に係る給電装置の第8実施例を示す回路図であり、図1との相違点は、受電回路390において、ブリッジ回路の一方の直流端子(正側直流端子)と平滑コンデンサC0の一端との間に、ダイオードDv,Dyの直列回路(Du,Dxの直列回路)と同じ極性で別のダイオードD0を接続した点である。
スイッチQu,Qx,Qv,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。また、P0は電流iの本来のゼロクロス点であり、P1は検出器の誤差などにより誤って検出されたゼロクロス点である。
ここで、図38に示すごとく、スイッチQu,Qxの駆動信号のオン期間は、電流iのゼロクロス点P1を含む網掛け部分のように、一部オーバーラップさせるように制御する。このとき、図38の各期間(1)〜(4)における電圧v、及び電流iの経路は、図15の各期間(1)〜(4)と同様である。
また、受電コイル120を流れる電流i及びスイッチQu,Qxを流れる電流は、図32と同様である。このため、スイッチング損失発生回数は2回となり、電流iのゼロクロス点に検出誤差が生じても、スイッチング損失の発生回数が増加するのを防ぐことができる。
図39は、図1に示した非接触給電装置を対象とした第16実施形態の動作波形であり、図1の受電コイル120を流れる電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v及びその基本波成分v’、スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号を示している。
スイッチQu,Qx,Qv,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。また、P0は電流iの本来のゼロクロス点であり、P1は検出器の誤差などにより誤って検出されたゼロクロス点である。
ここで、スイッチQx,Qyの駆動信号のオン期間は、電流iのゼロクロス点P1を中心として前後にほぼ等しい期間αとし、これらのスイッチQx,Qyの駆動信号は同一のものとする。このとき、図39の各期間(1)”〜(4)”における電圧v、及び電流iの経路は、図23の各期間(1)”〜(4)”と同様である。
また、受電コイル120を流れる電流i及びスイッチQx,Qyを流れる電流は、図29と同様である。従って、この第16実施形態においても、第14実施形態と同様の効果を得ることができる。
図40は、図37に示した非接触給電装置を対象とした第17実施形態の動作波形であり、図37の受電コイル120を流れる電流i、ブリッジ回路の交流端子間電圧v及びその基本波成分v’、スイッチQu,Qx,Qv,Qyの駆動信号を示している。
スイッチQu,Qx,Qv,Qyは、電流iに同期した一定周波数にてスイッチング動作する。また、P0は電流iの本来のゼロクロス点であり、P1は検出器の誤差などにより誤って検出されたゼロクロス点である。
ここで、スイッチQu,Qxの駆動信号のオン期間は、電流iのゼロクロス点P1を中心として前後にほぼ等しい期間αとし、これらのスイッチQu,Qxの駆動信号は同一のものとする。このとき、図40の各期間(1)〜(4)における電圧v、及び電流iの経路は、図15の各期間(1)〜(4)と同様である。
また、受電コイル120を流れる電流i及びスイッチQu,Qxを流れる電流は、図32と同様である。従って、この第17実施形態においても、第15実施形態と同様の効果を得ることができる。
110:一次側給電線
120:受電コイル
200:制御装置
320,330,340,350,360,370,380,390:受電回路
Qu,Qx,Qv,Qy:半導体スイッチ
Du,Dx,Dv,Dy,D0:ダイオード
C0:平滑コンデンサ
C:共振コンデンサ
CT:電流検出手段
R:負荷
Claims (17)
- 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路を2個直列に接続したスイッチングアーム直列回路を複数、並列接続して構成された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路を2個直列に接続したスイッチングアーム直列回路を複数、並列接続して構成された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ前記出力電圧を波高値とする正負電圧となり、その他の期間は零電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路を2個直列に接続したスイッチングアーム直列回路を複数、並列接続して構成された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路を2個直列に接続したスイッチングアーム直列回路と、ダイオードを2個直列に接続したダイオード直列回路と、を並列接続して構成された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路を2個直列に接続したスイッチングアーム直列回路と、ダイオードを2個直列に接続したダイオード直列回路と、を並列接続して構成された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ前記出力電圧を波高値とする正負電圧となり、その他の期間は零電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路を2個直列に接続したスイッチングアーム直列回路と、ダイオードを2個直列に接続したダイオード直列回路と、を並列接続して構成された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路と、ダイオードとを直列に接続した直列回路を複数、並列接続して構成された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路と、ダイオードと、の直列回路を複数、並列接続して構成された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ前記出力電圧を波高値とする正負電圧となり、その他の期間は零電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路と、ダイオードと、の直列回路を複数、並列接続して構成された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電装置。 - 請求項9に記載した給電装置において、
前記制御手段は、
前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含むように各半導体スイッチのオン期間を一部オーバーラップさせて各半導体スイッチをスイッチングすることを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路を2個直列に接続したスイッチングアーム直列回路と、ダイオードを2個直列に接続したダイオード直列回路と、を並列接続して構成され、前記ブリッジ回路の一方の直流端子と前記平滑コンデンサの一端との間に前記ダイオード直列回路と同極性の別のダイオードが接続された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は、前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含むように各半導体スイッチのオン期間を一部オーバーラップさせて各半導体スイッチをスイッチングすることを特徴とする給電装置。 - 請求項9に記載した給電装置において、
前記制御手段は、
前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含む一定期間にわたり各半導体スイッチを同時にオンさせるように各半導体スイッチをスイッチングすることを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路を2個直列に接続したスイッチングアーム直列回路と、ダイオードを2個直列に接続したダイオード直列回路と、を並列接続して構成され、前記ブリッジ回路の一方の直流端子と前記平滑コンデンサの一端との間に前記ダイオード直列回路と同極性の別のダイオードが接続された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含む一定期間にわたり各半導体スイッチを同時にオンさせるように各半導体スイッチをスイッチングすることを特徴とする給電装置。 - 請求項3に記載した給電装置において、
前記制御手段は、
前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含むように各半導体スイッチのオン期間を一部オーバーラップさせて各半導体スイッチをスイッチングすることを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路を2個直列に接続したスイッチングアーム直列回路を複数、並列接続して構成され、前記ブリッジ回路の一方の直流端子と前記平滑コンデンサの一端との間に、前記スイッチングアーム直列回路内のダイオード直列回路と同極性の別のダイオードが接続された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は、前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含むように各半導体スイッチのオン期間を一部オーバーラップさせて各半導体スイッチをスイッチングすることを特徴とする給電装置。 - 請求項3に記載した給電装置において、
前記制御手段は、
前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含むように各半導体スイッチを同時にオンさせるように各半導体スイッチをスイッチングすることを特徴とする給電装置。 - 外部との磁気結合により電力を授受するコイルと、前記コイルの一端が共振コンデンサを介して一方の交流端子に接続され、かつ、前記コイルの他端が他方の交流端子に接続されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、を備え、前記平滑コンデンサの両端に負荷が接続されると共に、前記ブリッジ回路が、半導体スイッチとダイオードとの逆並列接続回路を2個直列に接続したスイッチングアーム直列回路を複数、並列接続して構成され、前記ブリッジ回路の一方の直流端子と前記平滑コンデンサの一端との間に、前記スイッチングアーム直列回路内のダイオード直列回路と同極性の別のダイオードが接続された給電装置において、
前記コイルを流れる電流を入力電流として検出する電流検出手段と、
前記直流端子間の電圧を出力電圧として検出する電圧検出手段と、
前記ブリッジ回路の交流端子間電圧が、前記入力電流の1周期内の2つのゼロクロス点のうち一方のゼロクロス点を中心とする前後一定期間だけ零電圧になり、その他の期間は前記出力電圧を波高値とする正負電圧になるように、前記半導体スイッチを一定周期でスイッチングする制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記一方のゼロクロス点と本来のゼロクロス点との間に検出誤差がある場合に、前記一方のゼロクロス点を含む一定期間にわたり各半導体スイッチを同時にオンさせるように各半導体スイッチをスイッチングすることを特徴とする給電装置。
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