JP6058222B1 - Power transmission device, high frequency power supply and high frequency rectifier circuit - Google Patents
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Abstract
商用交流が入力され、当該商用交流を半波整流した電力及び当該電力に対して180度の位相差を持つ電力を出力する入力回路(11)、及び入力回路(11)からの対応する電力を上記商用交流の周波数よりも高い周波数の電力に変換するインバータ(12a,12b)を有する送信側AC/ACコンバータ(1)と、対応するインバータ(12a,12b)により変換された電力を伝送する共振型送信アンテナ(2a,2b)と、対応する共振型送信アンテナ(2a,2b)により伝送された電力を受信する共振型受信アンテナ(3a,3b)と、対応する共振型受信アンテナ(3a,3b)により受信された電力を全波整流する全波整流回路(42a,42b)、及び各全波整流回路(42a,42b)により全波整流された電力を、一方の電力の極性を反転した上で合成する出力回路(43)を有する受信側AC/ACコンバータ(4)とを備えた。The commercial AC is input, the half-wave rectified power of the commercial AC and the input circuit (11) that outputs power having a phase difference of 180 degrees with respect to the power, and the corresponding power from the input circuit (11) A transmission-side AC / AC converter (1) having an inverter (12a, 12b) that converts power to a frequency higher than the commercial AC frequency, and a resonance that transmits the power converted by the corresponding inverter (12a, 12b). Type transmission antennas (2a, 2b), resonance type reception antennas (3a, 3b) for receiving power transmitted by the corresponding resonance type transmission antennas (2a, 2b), and corresponding resonance type reception antennas (3a, 3b) ), The full-wave rectification circuits (42a, 42b) for full-wave rectification of the received power, and the full-wave rectified power by the full-wave rectification circuits (42a, 42b), Square and a receiving-side AC / AC converter (4) having an output circuit for combining on obtained by inverting the polarity of power (43).
Description
この発明は、商用交流が入力されて電力伝送を行って当該商用交流と同じ周波数の交流を出力する電力伝送装置、高周波電源及び高周波整流回路に関するものである。 The present invention relates to a power transmission device, a high-frequency power source, and a high-frequency rectifier circuit that receive power from a commercial alternating current and transmit power to output alternating current having the same frequency as the commercial alternating current.
従来から、商用交流が入力されて無線電力伝送を行う電力伝送装置が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に開示された電力伝送装置(無接触給電設備)では、まず、ブリッジ接続された整流ダイオードを有するコンバータは、入力された商用交流を直流へ変換する。そして、インバータは、当該直流を高周波交流(10kHz)に変換する。この変換された高周波交流は、誘電線路(送受信アンテナ)によって無接触電力伝送される。そして、ブリッジ接続された整流ダイオードを有するコンバータは、当該伝送された高周波交流を直流へ変換する。そして、インバータは、当該直流を高周波交流に変換し、負荷となるモータに出力している。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a power transmission device that performs wireless power transmission by inputting commercial alternating current (see, for example, Patent Document 1). In the power transmission device (contactless power supply facility) disclosed in
図8は、従来の電力伝送装置をより一般的な機能ブロックに変更し、負荷が商用交流で動作する機器である場合の構成を示した図である。
図8に示す電力伝送装置では、まず、AC/DCコンバータ101は、入力された商用交流(図8では50Hz)を直流へ変換する。そして、DC/ACインバータ102は、当該直流を高周波交流(図8では6.78MHz)へ変換する。この変換された高周波交流は、共振型送受信アンテナ103,104によって非接触電力伝送される。そして、AC/DC整流回路105は、当該伝送された高周波交流を直流へ変換する。そして、DC/ACインバータ106は、当該直流を上記商用交流と同じ周波数の交流(図8では50Hz)に変換し、負荷へ出力している。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration in the case where the conventional power transmission device is changed to a more general functional block, and the load is a device that operates with commercial AC.
In the power transmission apparatus shown in FIG. 8, first, AC /
しかしながら、従来の電力伝送装置では、図8に示すように、送信側にAC/DCコンバータ101を設け、受信側にDC/ACインバータ106を設ける必要がある。そのため、装置全体が大型化、重量化、高コスト化するという課題がある。
また、従来の構成では、入力された電力に対して直流への変換と周波数変換を繰り返すため、装置全体における入出力の電力伝送効率が低く、発熱量が多くなるため、その放熱のためのヒートシンク構造が大型化する。よって、これによっても、装置全体が大型化、重量化、高コスト化するという課題がある。However, in the conventional power transmission apparatus, as shown in FIG. 8, it is necessary to provide an AC /
In addition, in the conventional configuration, since the input power is repeatedly converted to DC and frequency converted, the input / output power transmission efficiency in the entire apparatus is low and the amount of heat generation is large. The structure becomes larger. Therefore, this also has a problem that the entire apparatus is increased in size, weight, and cost.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、AC/DCコンバータ及びDC/ACインバータを用いずに、商用交流が入力されて電力伝送を行って当該商用交流と同じ周波数の交流を出力することができる電力伝送装置、高周波電源及び高周波整流回路を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and without using an AC / DC converter and a DC / AC inverter, commercial AC is input to transmit power, and the same frequency as that of the commercial AC. It is an object of the present invention to provide a power transmission device, a high-frequency power supply, and a high-frequency rectifier circuit that can output the AC of
この発明に係る電力伝送装置は、商用交流源から商用交流が入力され、当該商用交流を半波整流した電力及び当該電力に対して180度の位相差を持つ電力を出力する入力回路、及び入力回路からの出力毎に設けられ、当該入力回路から出力された対応する電力を商用交流の周波数よりも高い周波数の電力に変換するインバータを有する高周波電源と、インバータ毎に設けられ、対応するインバータにより変換された電力を伝送する共振型送信アンテナと、共振型送信アンテナ毎に設けられ、対応する共振型送信アンテナにより伝送された電力を受信する共振型受信アンテナと、共振型受信アンテナ毎に設けられ、対応する共振型受信アンテナにより受信された電力を全波整流する全波整流回路、及び各々の全波整流回路により全波整流された電力を、一方の電力の極性を反転した上で合成する出力回路を有する高周波整流回路とを備え、入力回路は、互いのカソードが商用交流源の異なる端子に接続され、互いのアノードが接続された2系統の第1のダイオードと、アノードが対応する系統の第1のダイオードのカソードに接続された2系統の第2のダイオードと、一端が対応する系統の第2のダイオードのカソードに接続され、他端が対応する系統の第1のダイオードのアノードに接続された2系統の第1のコンデンサとを有し、出力回路は、ドレイン端子が一方の全波整流回路が有する正極側の出力端子に接続され、ソース端子が当該全波整流回路が有する負極側の出力端子に接続された第1のスイッチング素子と、ドレイン端子が他方の全波整流回路が有する正極側の出力端子に接続され、ソース端子が当該全波整流回路が有する負極側の出力端子及び前記第1のスイッチング素子のソース端子に接続された第2のスイッチング素子とを有し、高周波整流回路は、第1のスイッチング素子のドレイン端子に接続された端子、及び第2のスイッチング素子のドレイン端子に接続された端子から成る一対の出力端子を有するものである。 The power transmission device according to the present invention includes an input circuit that receives commercial AC from a commercial AC source, outputs half-wave rectified power of the commercial AC, and power having a phase difference of 180 degrees with respect to the power. A high-frequency power source having an inverter that is provided for each output from the circuit and converts the corresponding power output from the input circuit to power having a frequency higher than the frequency of the commercial alternating current, and provided for each inverter, by the corresponding inverter A resonant transmission antenna that transmits converted power and a resonant reception antenna that is provided for each resonant transmission antenna and that receives power transmitted by the corresponding resonant transmission antenna, and a resonant reception antenna that is provided for each resonant reception antenna Full-wave rectification circuit for full-wave rectification of the power received by the corresponding resonant antenna, and full-wave rectification by each full-wave rectification circuit Power, and a high-frequency rectifier circuit having an output circuit for combining on obtained by inverting the polarity of one of the power input circuit, mutual cathode connected to different terminals of a commercial AC source is connected with the anode of each other The first diode of two systems, the second diode of two systems whose anode is connected to the cathode of the first diode of the corresponding system, and one end of which is connected to the cathode of the second diode of the corresponding system. A first capacitor of two systems connected at the other end to the anode of the first diode of the corresponding system, and the output circuit has a positive output terminal whose drain terminal is included in one full-wave rectifier circuit A first switching element having a source terminal connected to the negative output terminal of the full-wave rectifier circuit, and a positive output of the other full-wave rectifier circuit having a drain terminal. And a second switching element connected to the source terminal of the first switching element, the high-frequency rectifier circuit having a source terminal connected to the negative terminal of the full-wave rectifier circuit and a source terminal of the first switching element. It has a pair of output terminals consisting of a terminal connected to the drain terminal of one switching element and a terminal connected to the drain terminal of the second switching element .
この発明によれば、上記のように構成したので、AC/DCコンバータ及びDC/ACインバータを用いずに、商用交流が入力されて電力伝送を行って当該商用交流と同じ周波数の交流を出力することができる。 According to this invention, since it comprised as mentioned above, without using an AC / DC converter and a DC / AC inverter, commercial alternating current is input, electric power transmission is performed, and alternating current of the same frequency as the said commercial alternating current is output. be able to.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る電力伝送装置の構成例を示す図である。
電力伝送装置は、商用交流が入力されて電力伝送を行って当該商用交流と同じ周波数の交流を出力するものである。なお、商用交流としては、国内外で使用されている標準の周波数(50Hz又は60Hz)の交流、工業用として使用されている周波数の交流等の、低周波数の交流が挙げられる。また以下では、電力伝送装置が無線電力伝送を行う場合を例に説明を行う。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a diagram illustrating a configuration example of a power transmission device according to
The power transmission device receives commercial alternating current and performs power transmission to output alternating current having the same frequency as the commercial alternating current. The commercial AC includes low-frequency AC such as AC at a standard frequency (50 Hz or 60 Hz) used at home and abroad and AC at a frequency used for industrial use. In the following, a case where the power transmission apparatus performs wireless power transmission will be described as an example.
この電力伝送装置は、図1に示すように、送信側AC/ACコンバータ(高周波電源)1、共振型送信アンテナ2a,2b、共振型受信アンテナ3a,3b及び受信側AC/ACコンバータ(高周波整流回路)4を備えている。なお、送信側AC/ACコンバータ1及び共振型送信アンテナ2a,2bは送信装置5を構成し、共振型受信アンテナ3a,3b及び受信側AC/ACコンバータ4は受信装置6を構成している。
As shown in FIG. 1, the power transmission apparatus includes a transmission-side AC / AC converter (high-frequency power source) 1,
送信側AC/ACコンバータ1は、上記商用交流(図1では50Hz)が入力され、当該商用交流を、当該商用交流の周波数で電圧振幅が変化し且つ180度の位相差を持って交互に出力される当該商用交流の周波数よりも高い周波数(図1では6.78MHz)の2系統の電力に変換するものである。この送信側AC/ACコンバータ1は、入力回路11、インバータ12a,12b及び共振整合回路13a,13bを有している。
The transmission-side AC /
入力回路11は、上記商用交流が入力され、当該商用交流を半波整流した電力、及び当該電力に対して180度の位相差を持つ電力を出力するものである。この入力回路11により得らえた2系統の電力のうち、一方の電力はインバータ12aに出力され、他方の電力はインバータ12bに出力される。
The input circuit 11 receives the commercial alternating current, and outputs electric power obtained by half-wave rectifying the commercial alternating current and electric power having a phase difference of 180 degrees with respect to the electric power. Of the two systems of power obtained by the input circuit 11, one power is output to the inverter 12a and the other power is output to the
インバータ12aは、入力回路11から出力された一方の電力を、上記高い周波数でスイッチングすることで、当該高い周波数の電力に変換するものである。このインバータ12aにより変換された電力は、共振整合回路13aを介して共振型送信アンテナ2aに出力される。
インバータ12bは、入力回路11から出力された他方の電力を、上記高い周波数でスイッチングすることで、当該高い周波数の電力に変換するものである。このインバータ12bにより変換された電力は、共振整合回路13bを介して共振型送信アンテナ2bに出力される。
なお、インバータ12a,12bは、スイッチング周波数が同一に設定されている。The inverter 12a converts one power output from the input circuit 11 to the high frequency power by switching at the high frequency. The electric power converted by the inverter 12a is output to the
The
The
共振整合回路13aは、インバータ12aの出力インピーダンスと共振型送信アンテナ2aの入力インピーダンスとの整合を取る(共振型送信アンテナ2aとの間で共振条件を合わせる)ものである。なお、共振整合回路13aは、共振整合回路13aを構成する各素子の定数が固定である固定整合型、各素子の定数が可変である可変整合型、各素子の定数が自動で可変されて整合を取る自動整合型の何れであってもよい。
共振整合回路13bは、インバータ12bの出力インピーダンスと共振型送信アンテナ2bの入力インピーダンスとの整合を取る(共振型送信アンテナ2bとの間で共振条件を合わせる)ものである。なお、共振整合回路13bは、共振整合回路13bを構成する各素子の定数が固定である固定整合型、各素子の定数が可変である可変整合型、各素子の定数が自動で可変されて整合を取る自動整合型の何れであってもよい。
なお、インバータ12a,12b及び共振整合回路13a,13bは、回路のリターンライン14が共通化されている(図2参照)。The
The resonance matching circuit 13b matches the output impedance of the
The
共振型送信アンテナ2aは、インバータ12aにより変換された電力を入力して共振動作を行い、非放射型の電磁界を近傍に発生させることで、共振型受信アンテナ3aに対して電力伝送を行う共振型の電力送信アンテナである。
共振型送信アンテナ2bは、インバータ12bにより変換された電力を入力して共振動作を行い、非放射型の電磁界を近傍に発生させることで、共振型受信アンテナ3bに対して電力伝送を行う共振型の電力送信アンテナである。The
The
共振型受信アンテナ3aは、共振型送信アンテナ2aからの非放射型の電磁界と共振結合動作を行うことで電力を受信する共振型の電力受信アンテナである。この共振型受信アンテナ3aにより受信された電力は、受信側AC/ACコンバータ4の後述する共振整合回路41aを介して全波整流回路42aに出力される。
共振型受信アンテナ3bは、共振型送信アンテナ2bからの非放射型の電磁界と共振結合動作を行うことで電力を受信する共振型の電力受信アンテナである。この共振型受信アンテナ3bにより受信された電力は、受信側AC/ACコンバータ4の後述する共振整合回路41bを介して全波整流回路42bに出力される。The
The
なお、共振型送信アンテナ2a,2bと共振型受信アンテナ3a,3bとの間の電力の無線伝送方式は特に限定されるものではなく、磁界共鳴による方式、電界共鳴による方式、電磁誘導による方式の何れであってもよい。
The wireless power transmission method between the
受信側AC/ACコンバータ4は、各共振型受信アンテナ3a,3bにより受信された電力を、上記商用交流と同じ周波数(図1では50Hz)の単一の交流に変換するものである。この受信側AC/ACコンバータ4は、共振整合回路41a,41b、全波整流回路42a,42b及び出力回路43を有している。
The reception-side AC / AC converter 4 converts the power received by the
共振整合回路41aは、共振型受信アンテナ3aの出力インピーダンスと全波整流回路42aの入力インピーダンスとの整合を取る(共振型受信アンテナ3aとの間で共振条件を合わせる)ものである。なお、共振整合回路41aは、共振整合回路41aを構成する各素子の定数が固定である固定整合型、各素子の定数が可変である可変整合型、各素子の定数が自動で可変されて整合を取る自動整合型の何れであってもよい。
共振整合回路41bは、共振型受信アンテナ3bの出力インピーダンスと全波整流回路42bの入力インピーダンスとの整合を取る(共振型受信アンテナ3bとの間で共振条件を合わせる)ものである。なお、共振整合回路41bは、共振整合回路41bを構成する各素子の定数が固定である固定整合型、各素子の定数が可変である可変整合型、各素子の定数が自動で可変されて整合を取る自動整合型の何れであってもよい。The
The
全波整流回路42aは、共振型受信アンテナ3aにより受信された電力を全波整流するものである。この全波整流回路42aにより全波整流された電力は、出力回路43に出力される。
全波整流回路42bは、共振型受信アンテナ3bにより受信された電力を全波整流するものである。この全波整流回路42bにより全波整流された電力は、出力回路43に出力される。The full-
The full-wave rectification circuit 42b performs full-wave rectification on the power received by the
出力回路43は、全波整流回路42a,42bにより全波整流された電力を、一方の電力の極性を反転した上で合成するものである。これにより、上記商用交流と同じ周波数の交流を得ることができる。この出力回路43により得られた電力は、負荷(不図示)に出力される。
The
次に、送信装置5の具体的な回路構成例について、図2を参照しながら説明する。
図2はこの発明の実施の形態1における送信装置5の回路構成例を示す図である。なお図2では、送信装置5の入力端に、商用交流を出力する商用交流源7が接続された場合を示している。また図2では、インバータ12a,12bとしてE級型のインバータを用いた場合を示している。Next, a specific circuit configuration example of the transmission device 5 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration example of the transmission device 5 according to
まず、送信側AC/ACコンバータ1の回路構成例について説明する。
図2では、送信側AC/ACコンバータ1の入力回路11は、ダイオードD11,D12,D21,D22、コンデンサC11,C21により構成されている。First, a circuit configuration example of the transmission side AC /
In FIG. 2, the input circuit 11 of the transmission-side AC /
ダイオードD11は、カソードが商用交流源7の一端(プラス端子)に接続され、アノードがダイオードD21のアノードに接続されている。また、ダイオードD12は、アノードが商用交流源7の一端に接続されている。また、コンデンサC11は、一端がダイオードD12のカソードに接続され、他端がダイオードD11のアノードに接続されている。
同様に、ダイオードD21は、カソードが商用交流源7の他端(マイナス端子)に接続され、アノードがダイオードD11のアノードに接続されている。また、ダイオードD22は、アノードが商用交流源7の他端に接続されている。また、コンデンサC21は、一端がダイオードD22のカソードに接続され、他端がダイオード21のアノードに接続されている。The diode D11 has a cathode connected to one end (plus terminal) of the commercial AC source 7, and an anode connected to the anode of the diode D21. The diode D12 has an anode connected to one end of the commercial AC source 7. The capacitor C11 has one end connected to the cathode of the diode D12 and the other end connected to the anode of the diode D11.
Similarly, the diode D21 has a cathode connected to the other end (minus terminal) of the commercial AC source 7, and an anode connected to the anode of the diode D11. Further, the anode of the diode D22 is connected to the other end of the commercial AC source 7. The capacitor C21 has one end connected to the cathode of the diode D22 and the other end connected to the anode of the diode 21.
また、送信側AC/ACコンバータ1のインバータ12aは、インダクタL11、共振回路素子(コンデンサC12,C13及びインダクタL12)及びスイッチング素子Q11により構成されている。
The inverter 12a of the transmission side AC /
インダクタL11は、入力回路11から入力された電力を、スイッチング素子Q11の動作毎に一時的に保持する働きをするものである。このインダクタL11は、一端がダイオードD12のカソード及びコンデンサC11の一端に接続されている。 The inductor L11 functions to temporarily hold the power input from the input circuit 11 for each operation of the switching element Q11. One end of the inductor L11 is connected to the cathode of the diode D12 and one end of the capacitor C11.
共振回路素子(コンデンサC12,C13及びインダクタL12)は、スイッチング素子Q11のスイッチング動作を共振スイッチング動作とさせるものである。すなわち、この共振回路素子により、スイッチング素子Q11のスイッチング動作が、Ids電流とVds電圧積によるスイッチング損失が最も小さくなるように、ZVS(ゼロボルテージスイッチング)が成立するように、スイッチング条件が設定されている。 The resonant circuit elements (capacitors C12 and C13 and the inductor L12) are for switching the switching operation of the switching element Q11 to a resonant switching operation. That is, with this resonance circuit element, the switching condition of the switching element Q11 is set so that ZVS (zero voltage switching) is established so that the switching loss due to the Ids current and the Vds voltage product is minimized. Yes.
コンデンサC12は、一端がインダクタL11の他端に接続され、他端がダイオードD11のアノードに接続されている。また、インダクタL12は、一端がインダクタL11の他端に接続されている。また、コンデンサC13は、一端がインダクタL12の他端に接続されている。 Capacitor C12 has one end connected to the other end of inductor L11 and the other end connected to the anode of diode D11. The inductor L12 has one end connected to the other end of the inductor L11. The capacitor C13 has one end connected to the other end of the inductor L12.
スイッチング素子Q11は、上記高い周波数でスイッチング動作を行うものである。このスイッチング素子Q11は、ドレイン端子がインダクタL11の他端に接続され、ソース端子がダイオードD11のアノードに接続されている。 The switching element Q11 performs a switching operation at the high frequency. The switching element Q11 has a drain terminal connected to the other end of the inductor L11 and a source terminal connected to the anode of the diode D11.
また、送信側AC/ACコンバータ1のインバータ12bは、インダクタL21、共振回路素子(コンデンサC22,C23及びインダクタL22)及びスイッチング素子Q21により構成されている。
The
インダクタL21は、入力回路11から入力された電力を、スイッチング素子Q21の動作毎に一時的に保持する働きをするものである。このインダクタL21は、一端がダイオードD22のカソード及びコンデンサC21の一端に接続されている。 The inductor L21 functions to temporarily hold the power input from the input circuit 11 for each operation of the switching element Q21. One end of the inductor L21 is connected to the cathode of the diode D22 and one end of the capacitor C21.
共振回路素子(コンデンサC22,C23及びインダクタL22)は、スイッチング素子Q21のスイッチング動作を共振スイッチング動作とさせるものである。すなわち、この共振回路素子により、スイッチング素子Q21のスイッチング動作が、Ids電流とVds電圧積によるスイッチング損失が最も小さくなるように、ZVS(ゼロボルテージスイッチング)が成立するように、スイッチング条件が設定されている。 The resonant circuit elements (capacitors C22 and C23 and the inductor L22) make the switching operation of the switching element Q21 a resonant switching operation. That is, with this resonant circuit element, the switching conditions of the switching element Q21 are set so that ZVS (zero voltage switching) is established so that the switching loss due to the Ids current and the Vds voltage product is minimized. Yes.
コンデンサC22は、一端がインダクタL21の他端に接続され、他端がダイオードD21のアノードに接続されている。また、インダクタL22は、一端がインダクタL21の他端に接続されている。また、コンデンサC23は、一端がインダクタL22の他端に接続されている。 Capacitor C22 has one end connected to the other end of inductor L21 and the other end connected to the anode of diode D21. The inductor L22 has one end connected to the other end of the inductor L21. The capacitor C23 has one end connected to the other end of the inductor L22.
スイッチング素子Q21は、上記高い周波数でスイッチング動作を行うものである。このスイッチング素子Q21は、ドレイン端子がインダクタL21の他端に接続され、ソース端子がダイオードD21のアノードに接続されている。 The switching element Q21 performs a switching operation at the high frequency. The switching element Q21 has a drain terminal connected to the other end of the inductor L21 and a source terminal connected to the anode of the diode D21.
また、送信側AC/ACコンバータ1の共振整合回路13aは、コンデンサC14,C15及びインダクタL13により構成されている。
コンデンサC14は、一端がコンデンサC13の他端に接続され、他端がダイオードD11のアノードに接続されている。また、インダクタL13は、一端がコンデンサC13の他端に接続されている。また、コンデンサC15は、一端がインダクタL13の他端に接続され、他端がダイオードD11のアノードに接続されている。The
One end of the capacitor C14 is connected to the other end of the capacitor C13, and the other end is connected to the anode of the diode D11. Further, one end of the inductor L13 is connected to the other end of the capacitor C13. Capacitor C15 has one end connected to the other end of inductor L13 and the other end connected to the anode of diode D11.
また、送信側AC/ACコンバータ1の共振整合回路13bは、コンデンサC24,C25及びインダクタL23により構成されている。
コンデンサC24は、一端がコンデンサC23の他端に接続され、他端がダイオードD21のアノードに接続されている。また、インダクタL23は、一端がコンデンサC23の他端に接続されている。また、コンデンサC25は、一端がインダクタL23の他端に接続され、他端がダイオードD21のアノードに接続されている。The resonance matching circuit 13b of the transmission side AC /
The capacitor C24 has one end connected to the other end of the capacitor C23 and the other end connected to the anode of the diode D21. The inductor L23 has one end connected to the other end of the capacitor C23. The capacitor C25 has one end connected to the other end of the inductor L23 and the other end connected to the anode of the diode D21.
次に、共振型送信アンテナ2a,2bの回路構成例について説明する。
図2では、共振型送信アンテナ2aは、コンデンサC16,C17及びインダクタL14により構成されている。このコンデンサC16,C17及びインダクタL14は共振型送信アンテナ2aの共振条件を設定するものである。なお、インダクタL14は、共振型送信アンテナ2aの共振条件を設定する機能の他、アンテナとしても兼用されている。Next, a circuit configuration example of the
In FIG. 2, the
コンデンサC16は、一端がインダクタL13の他端に接続されている。また、コンデンサC17は、一端がダイオードD11のアノードに接続されている。また、インダクタL14は、一端がコンデンサC16の他端に接続され、他端がコンデンサC17の他端に接続されている。 One end of the capacitor C16 is connected to the other end of the inductor L13. The capacitor C17 has one end connected to the anode of the diode D11. The inductor L14 has one end connected to the other end of the capacitor C16 and the other end connected to the other end of the capacitor C17.
また、共振型送信アンテナ2bは、コンデンサC26,C27及びインダクタL24により構成されている。このコンデンサC26,C27及びインダクタL24は共振型送信アンテナ2bの共振条件を設定するものである。なお、インダクタL24は、共振型送信アンテナ2bの共振条件を設定する機能の他、アンテナとしても兼用されている。
The
コンデンサC26は、一端がインダクタL23の他端に接続されている。また、コンデンサC27は、一端がダイオードD21のアノードに接続されている。また、インダクタL24は、一端がコンデンサC26の他端に接続され、他端がコンデンサC27の他端に接続されている。 One end of the capacitor C26 is connected to the other end of the inductor L23. The capacitor C27 has one end connected to the anode of the diode D21. The inductor L24 has one end connected to the other end of the capacitor C26 and the other end connected to the other end of the capacitor C27.
次に、受信装置6の具体的な回路構成例について、図3を参照しながら説明する。
図3はこの発明の実施の形態1における受信装置6の回路構成例を示す図である。なお図3では、全波整流回路42a,42bとしてブリッジ整流回路を用いた場合を示している。Next, a specific circuit configuration example of the receiving
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration example of the receiving
まず、共振型受信アンテナ3a,3bの回路構成例について説明する。
図3では、共振型受信アンテナ3aは、インダクタL31及びコンデンサC31,C32により構成されている。このインダクタL31及びコンデンサC31,C32は共振型受信アンテナ3aの共振条件を設定するものである。なお、インダクタL31は、共振型受信アンテナ3aの共振条件を設定する機能の他、アンテナとしても兼用されている。
インダクタL31は、一端にコンデンサC31が接続され、他端にコンデンサC32が接続されている。First, a circuit configuration example of the
In FIG. 3, the
The inductor L31 has a capacitor C31 connected to one end and a capacitor C32 connected to the other end.
また、共振型受信アンテナ3bは、インダクタL41及びコンデンサC41,C42により構成されている。このインダクタL41及びコンデンサC41,C42は共振型受信アンテナ3bの共振条件を設定するものである。なお、インダクタL41は、共振型受信アンテナ3bの共振条件を設定する機能の他、アンテナとしても兼用されている。
インダクタL41は、一端にコンデンサC41が接続され、他端にコンデンサC42が接続されている。The
The inductor L41 has a capacitor C41 connected to one end and a capacitor C42 connected to the other end.
次に、受信側AC/ACコンバータ4の回路構成例について説明する。
図3では、受信側AC/ACコンバータ4の共振整合回路41aは、インダクタL32及びコンデンサC33により構成されている。
インダクタL32は、一端がコンデンサC31の他端に接続されている。また、コンデンサC33は、一端がインダクタL32の他端に接続され、他端がコンデンサC32の他端に接続されている。Next, a circuit configuration example of the receiving side AC / AC converter 4 will be described.
In FIG. 3, the
One end of the inductor L32 is connected to the other end of the capacitor C31. The capacitor C33 has one end connected to the other end of the inductor L32 and the other end connected to the other end of the capacitor C32.
また、受信側AC/ACコンバータ4の共振整合回路41bは、インダクタL42及びコンデンサC43により構成されている。
インダクタL42は、一端がコンデンサC41の他端に接続されている。また、コンデンサC43は、一端がインダクタL42の他端に接続され、他端がコンデンサC42の他端に接続されている。The
One end of the inductor L42 is connected to the other end of the capacitor C41. Capacitor C43 has one end connected to the other end of inductor L42 and the other end connected to the other end of capacitor C42.
また、受信側AC/ACコンバータ4の全波整流回路42aは、整流ダイオードD31〜D34及びコンデンサC34により構成されている。
The full-
整流ダイオードD31〜D34は、ブリッジ接続され、共振型受信アンテナ3aから入力された電力を全波整流するものである。
整流ダイオードD31〜D34は、整流ダイオードD31のカソード及び整流ダイオードD33のアノードがインダクタL32の他端に接続され、整流ダイオードD32のカソード及び整流ダイオードD34のアノードがコンデンサC32の他端に接続されている。The rectifier diodes D31 to D34 are bridge-connected and perform full-wave rectification on the power input from the
In the rectifier diodes D31 to D34, the cathode of the rectifier diode D31 and the anode of the rectifier diode D33 are connected to the other end of the inductor L32, and the cathode of the rectifier diode D32 and the anode of the rectifier diode D34 are connected to the other end of the capacitor C32. .
コンデンサC34は、整流ダイオードD31〜D34により全波整流された電力を、交流成分(図5Bの上段に示す波形)を残しつつ平滑するものである。すなわち、コンデンサC34の容量は、出力波形に交流成分(図の例は商用交流と同じ50Hz)が残る程度の小さな値に設定されている。このコンデンサC34は、一端が整流ダイオードD33のカソード及び整流ダイオードD34のカソードに接続され、他端が整流ダイオードD31のアノード及び整流ダイオードD32のアノードに接続されている。 The capacitor C34 smoothes the power that has been full-wave rectified by the rectifier diodes D31 to D34 while leaving the AC component (the waveform shown in the upper part of FIG. 5B). That is, the capacity of the capacitor C34 is set to a small value such that an AC component (50 Hz, which is the same as that of commercial AC) remains in the output waveform. The capacitor C34 has one end connected to the cathode of the rectifier diode D33 and the cathode of the rectifier diode D34, and the other end connected to the anode of the rectifier diode D31 and the anode of the rectifier diode D32.
また、受信側AC/ACコンバータ4の全波整流回路42bは、整流ダイオードD41〜D44及びコンデンサC44により構成されている。 The full-wave rectifier circuit 42b of the reception-side AC / AC converter 4 includes rectifier diodes D41 to D44 and a capacitor C44.
整流ダイオードD41〜D44は、ブリッジ接続され、共振型受信アンテナ3bから入力された電力を全波整流するものである。
整流ダイオードD41〜D44は、整流ダイオードD41のカソード及び整流ダイオードD43のアノードがインダクタL42の他端に接続され、整流ダイオードD42のカソード及び整流ダイオードD44のアノードがコンデンサC42の他端に接続されている。The rectifier diodes D41 to D44 are bridge-connected and perform full-wave rectification on the power input from the resonance
In the rectifier diodes D41 to D44, the cathode of the rectifier diode D41 and the anode of the rectifier diode D43 are connected to the other end of the inductor L42, and the cathode of the rectifier diode D42 and the anode of the rectifier diode D44 are connected to the other end of the capacitor C42. .
コンデンサC44は、整流ダイオードD41〜D44により全波整流された電力を、交流成分(図5Bの下段に示す波形)を残しつつ平滑するものである。すなわち、コンデンサC44の容量は、出力波形に交流成分(図の例は商用交流と同じ50Hz)が残る程度の小さな値に設定されている。このコンデンサC44は、一端が整流ダイオードD43のカソード及び整流ダイオードD44のカソードに接続され、他端が整流ダイオードD41のアノード及び整流ダイオードD42のアノードに接続されている。 The capacitor C44 smoothes the power that has been full-wave rectified by the rectifier diodes D41 to D44 while leaving the AC component (the waveform shown in the lower part of FIG. 5B). That is, the capacity of the capacitor C44 is set to a small value such that an AC component (50 Hz which is the same as commercial AC in the example in the figure) remains in the output waveform. One end of the capacitor C44 is connected to the cathode of the rectifier diode D43 and the cathode of the rectifier diode D44, and the other end is connected to the anode of the rectifier diode D41 and the anode of the rectifier diode D42.
また、受信側AC/ACコンバータ4の出力回路43は、スイッチング素子Q31,Q41により構成されている。
ここで、スイッチング素子Q31は、ドレイン端子が整流ダイオードD33のカソード及び整流ダイオードD34のカソードに接続され、ソース端子が整流ダイオードD31のアノード及び整流ダイオードD32のアノードに接続されている。同様に、スイッチング素子Q41は、ドレイン端子が整流ダイオードD43のカソード及び整流ダイオードD44のカソードに接続され、ソース端子が整流ダイオードD41のアノード及び整流ダイオードD42のアノードに接続されている。また、スイッチング素子Q31のソース端子は、スイッチング素子Q41のソース端子にも接続されている。The
Here, the switching element Q31 has a drain terminal connected to the cathode of the rectifier diode D33 and the cathode of the rectifier diode D34, and a source terminal connected to the anode of the rectifier diode D31 and the anode of the rectifier diode D32. Similarly, the switching element Q41 has a drain terminal connected to the cathode of the rectifier diode D43 and the cathode of the rectifier diode D44, and a source terminal connected to the anode of the rectifier diode D41 and the anode of the rectifier diode D42. The source terminal of the switching element Q31 is also connected to the source terminal of the switching element Q41.
なお、受信側AC/ACコンバータ4の一対の出力端子のうち、HOT端子はスイッチング素子Q31のドレイン端子に接続され、RTN端子はスイッチング素子Q41のドレイン端子に接続されている。 Of the pair of output terminals of the reception-side AC / AC converter 4, the HOT terminal is connected to the drain terminal of the switching element Q31, and the RTN terminal is connected to the drain terminal of the switching element Q41.
次に、上記のように構成された電力伝送装置の動作例について、図1〜5を参照しながら説明する。なお以下では、電力伝送装置に入力される上記商用交流の周波数を50Hzとし、電力伝送装置で用いる上記高い周波数を6.78MHzとした場合を例に説明を行う。
まず、送信装置5では、送信側AC/ACコンバータ1の入力回路11は、商用交流源7から50Hzの商用交流Vin(AC)が入力されると(図4A)、当該商用交流を2系統の電力(当該商用交流を半波整流した電力、及び当該電力に対して180度の位相差を持つ電力)に変換して出力する。Next, an operation example of the power transmission device configured as described above will be described with reference to FIGS. In the following description, an example is described in which the frequency of the commercial AC input to the power transmission device is 50 Hz and the high frequency used in the power transmission device is 6.78 MHz.
First, in the transmission device 5, when the commercial AC Vin (AC) of 50 Hz is input from the commercial AC source 7 to the input circuit 11 of the transmission-side AC / AC converter 1 (FIG. 4A), the commercial AC is converted into two systems. It is converted into electric power (electric power obtained by half-wave rectifying the commercial alternating current and electric power having a phase difference of 180 degrees with respect to the electric power) and output.
そして、インバータ12aは、入力回路11からの一方の電力を6.78MHzの電力に変換する(図4Bの上段)。ここで、スイッチング素子Q11により6.78MHzでスイッチングされたドレイン−ソース間電圧Vds(Q11)のピークは、50Hzのサイン波の半波状に変化する。同様に、インバータ12bは、入力回路11からの他方の電力を6.78MHzの電力に変換する(図4Bの下段)。ここで、スイッチング素子Q21により6.78MHzでスイッチングされたドレイン−ソース間電圧Vds(Q21)のピークは、50Hzのサイン波の半波状に変化する。なお、図4において、実線で示す波形(ハッチングされた部分に含まれる波形)は、インバータ12a,12bにより変換された電力(6.78MHz)の波形を示し、破線で示す波形は、当該電力のピークの軌跡(50Hz)を示している。
Then, the inverter 12a converts one power from the input circuit 11 into 6.78 MHz power (upper stage in FIG. 4B). Here, the peak of the drain-source voltage Vds (Q11) switched at 6.78 MHz by the switching element Q11 changes to a half wave of a 50 Hz sine wave. Similarly, the
そして、共振型送信アンテナ2a,2bは、50Hzで電圧振幅が変化し且つ180度の位相差を持って交互に出力される6.78MHzの2系統の電力(伝送波)を、伝送する(図4C)。なお、図4Cにおいて、実線で示す波形(ハッチングされた部分に含まれる波形)は、共振型送信アンテナ2a,2bにより伝送される電力(6.78MHz)の波形を示し、破線で示す波形は、当該電力のピークの軌跡(50Hz)を示している。
The
一方、受信装置6では、共振型受信アンテナ3a,3bは、共振型送信アンテナ2a,2bにより伝送された、50Hzで電圧振幅が変化し且つ180度の位相差を持って交互に出力される6.78MHzの2系統の電力(伝送波)を、受信する(図5A)。なお図5Aに示す波形は、図4Cに示す波形と同一である。
On the other hand, in the receiving
そして、受信側AC/ACコンバータ4の全波整流回路42aは、共振型受信アンテナ3aにより受信された電力を全波整流する(図5Bの上段)。同様に、全波整流回路42bは、共振型受信アンテナ3bにより受信された電力を全波整流する(図5Bの下段)。これにより、コンデンサC34の電圧V(C34)とコンデンサC44の電圧V(C44)は、50Hzのサイン波の半波状に整流された電力が180度の位相差を持って交互に出力される値となる。
Then, the full-
そして、出力回路43は、全波整流回路42a,42bにより全波整流された電力を、一方の電力の極性を反転した上で合成する。この際、コンデンサC44の電圧V(C44)がHighのときにスイッチング素子Q31のドレイン−ソース間をオンさせ、コンデンサC34の電圧V(C34)がHighのときにスイッチング素子Q41のドレイン−ソース間をオンさせる。これにより、受信装置6の出力は、電力伝送装置に入力された商用電力の周波数である50Hzと同じ周波数のサイン波となる(図5C)。
Then, the
次に、実施の形態1に係る電力伝送装置の適用例について、図6を参照しながら説明する。なお図6では、固定部51が道路面の場合を示し、送信装置5のうちの共振型送信アンテナ2a,2b及び受信装置6のうちの共振型受信アンテナ3a,3bのみを図示している。
実施の形態1に係る電力伝送装置の適用例としては、共振型送信アンテナ2a,2bを道路面や駐車場等の固定部51に設置し、共振型受信アンテナ3a,3bを、停止した際又は移動中に固定部51と対向する車両等の移動体52に設置することが可能である。なお、図6に示すように、固定部51が道路面である場合には、共振型送信アンテナ2a,2bは、移動体52の走行方向に沿って複数設けられる。これにより、移動体52が固定部51に対向して停止又は移動している際に共振型送信アンテナ2a,2bから共振型受信アンテナ3a,3bに電力伝送を行うことができ、移動体52に電力を供給することができる。Next, an application example of the power transmission device according to
As an application example of the power transmission device according to the first embodiment, the
なお上記では、共振型送信アンテナ2aを単一のコイルから構成し、共振型送信アンテナ2bを単一のコイルから構成した場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、共振型送信アンテナ2a,2bを、それぞれ2個以上のコイルで構成してもよく、例えばそれぞれ給電用コイル及び共鳴用コイルから構成してもよい。
同様に、上記では、共振型受信アンテナ3aを単一のコイルから構成し、共振型受信アンテナ3bを単一のコイルから構成した場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、共振型受信アンテナ3a,3bを、それぞれ2個以上のコイルで構成してもよく、例えばそれぞれ給電用コイル及び共鳴用コイルから構成してもよい。In the above description, the
Similarly, in the above description, the case where the
また上記では、共振型送信アンテナ2a,2bと共振型受信アンテナ3a,3bとの間の電力の伝送方式が無線伝送方式であるとして説明を行った。しかしながら、これに限るものではなく、例えば図7に示すように、共振型送信アンテナ2aと共振型受信アンテナ3aとを等価的に1点接続となるよう導線8aで接続し、共振型送信アンテナ2bと共振型受信アンテナ3bとを等価的に1点接続となるよう導線8bで接続した接触型の共振結合伝送としてもよい。なお図7では、送信装置5のうちの共振型送信アンテナ2a,2b及び受信装置6のうちの共振型受信アンテナ3a,3bのみを図示している。
In the above description, the power transmission method between the
また上記では、インバータ12a,12bとしてE級型のインバータを用いた場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、入力された電力を、上記高い周波数でスイッチングすることで、当該高い周波数の電力に変換するインバータであればよい。例えば、インバータ12a,12bとして、ブリッジ型のインバータ、D級型のインバータ、DE級型のインバータを用いてもよい。
In the above description, the class E type inverter is used as the
また上記では、全波整流回路42a,42bとしてダイオード型のブリッジ整流回路を用いた場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、入力された電力を全波整流する回路であればよい。例えば、整流ダイオードD31〜D34,D41〜D44に代えて電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)を用いて全波整流回路42a,42bを構成してもよい。
In the above description, a diode bridge rectifier circuit is used as the full-
また上記では、インバータ12aの外部に共振整合回路13aを設け、インバータ12bの外部に共振整合回路13bを設けた場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、インバータ12aに共振整合回路13aを内蔵し、インバータ12bに共振整合回路13bを内蔵してもよい。例えば、共振整合回路13a,13bが固定整合型の場合にはインバータ12a,12bに内蔵し、可変整合型又は自動整合型の場合にはインバータ12a,12bの外部回路として設けてもよい。
また上記では、全波整流回路42aの外部に共振整合回路41aを設け、全波整流回路42bの外部に共振整合回路41bを設けた場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、全波整流回路42aに共振整合回路41aを内蔵し、全波整流回路42bに共振整合回路41bを内蔵してもよい。例えば、共振整合回路41a,41bが固定整合型の場合には全波整流回路42a,42bに内蔵し、可変整合型又は自動整合型の場合には全波整流回路42a,42bの外部回路として設けてもよい。In the above description, the
In the above description, the
以上のように、この実施の形態1によれば、商用交流が入力され、当該商用交流を半波整流した電力及び当該電力に対して180度の位相差を持つ電力を出力する入力回路11、及び入力回路11からの対応する電力を上記商用交流の周波数よりも高い周波数の電力に変換するインバータ12a,12bを有する送信側AC/ACコンバータ1と、対応するインバータ12a,12bにより変換された電力を伝送する共振型送信アンテナ2a,2bと、対応する共振型送信アンテナ2a,2bにより伝送された電力を受信する共振型受信アンテナ3a,3bと、対応する共振型受信アンテナ3a,3bにより受信された電力を全波整流する全波整流回路42a,42b、及び全波整流回路42a,42bにより全波整流された電力を、一方の電力の極性を反転した上で合成する出力回路43を有する受信側AC/ACコンバータ4とを備えたので、AC/DCコンバータ101及びDC/ACインバータ106を用いずに、商用交流が入力されて電力伝送を行って当該商用交流と同じ周波数の交流を出力することができる。その結果、従来構成に対して装置全体を小型化、軽量化、低コスト化することができる。
As described above, according to the first embodiment, a commercial alternating current is input, and the input circuit 11 that outputs half-wave rectified power of the commercial alternating current and power having a phase difference of 180 degrees with respect to the power. And the transmission side AC /
また、従来構成では送信側で電力の変換を2度(直流への変換及び周波数変換)行い、受信側で電力の変換を2度(直流への変換及び周波数変換)行っている。それに対し、実施の形態1に係る電力伝送装置では、送信側で、入力された商用交流のうち、正の電力に対して電力の変換を1度(周波数変換)行い、負の電力に対して電力の変換を1度(周波数変換)行っている。そのため、送信側では、全体として1度の電力変換となる。また、受信側についても同様に全体として1度の電力変換(整流)となる。よって、従来構成に対して変換効率は高くなり、装置全体における入出力の電力伝送効率を高めることができる。このように、実施の形態1に係る電力伝送装置では、従来構成に対して、装置全体における入出力の電力伝送効率を高めることができ、発熱量が小さくなるため、その放熱のためのヒートシンク構造を小型化できる。これによっても、従来構成に対して装置全体を小型化、軽量化、低コスト化することができる。
なお、実施の形態1に係る電力伝送装置は、電力伝送効率が高いため、大電力型の伝送装置への適用がより有効である。In the conventional configuration, power conversion is performed twice (DC conversion and frequency conversion) on the transmission side, and power conversion is performed twice (DC conversion and frequency conversion) on the reception side. On the other hand, in the power transmission device according to the first embodiment, on the transmission side, power is converted once (frequency conversion) with respect to positive power out of input commercial alternating current, and with respect to negative power. Power conversion is performed once (frequency conversion). Therefore, on the transmission side, power conversion is performed once as a whole. Similarly, the power conversion (rectification) is performed once on the receiving side as a whole. Therefore, the conversion efficiency is higher than that of the conventional configuration, and the input / output power transmission efficiency in the entire apparatus can be increased. Thus, in the power transmission device according to the first embodiment, the input / output power transmission efficiency in the entire device can be increased and the heat generation amount can be reduced as compared with the conventional configuration, so that the heat sink structure for heat dissipation is reduced. Can be miniaturized. Also by this, the whole apparatus can be reduced in size, weight, and cost compared with the conventional configuration.
In addition, since the power transmission device according to
また、このように、装置全体の小型化、軽量化、低コスト化を図りつつ、商用交流の無線電力伝送が可能となるため、既存の商用交流で動作する機器(負荷)に対して、非接触電力伝送システムを容易に構成することができる。よって、非接触電力伝送用の受電機能を内蔵した機器の登場を待たずに非接触電力伝送の実用化と普及に効果がある。 In addition, as described above, since the wireless power transmission of commercial alternating current is possible while reducing the overall size, weight, and cost of the apparatus, it is possible to prevent non-existing equipment (load) that operates with existing commercial alternating current. A contact power transmission system can be easily configured. Therefore, it is effective for practical use and spread of non-contact power transmission without waiting for the appearance of a device incorporating a power receiving function for non-contact power transmission.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, any constituent element of the embodiment can be modified or any constituent element of the embodiment can be omitted within the scope of the invention.
この発明に係る電力伝送装置は、AC/DCコンバータ及びDC/ACインバータを用いずに、商用交流が入力されて電力伝送を行って当該商用交流と同じ周波数の交流を出力することができるため、商用交流が入力されて電力伝送を行って当該商用交流と同じ周波数の交流を出力する電力伝送装置等に用いるのに適している。 Since the power transmission device according to the present invention can output AC with the same frequency as the commercial AC by inputting commercial AC and transmitting power without using an AC / DC converter and a DC / AC inverter, It is suitable for use in a power transmission device or the like that receives commercial AC and transmits power and outputs AC of the same frequency as the commercial AC.
1 送信側AC/ACコンバータ(高周波電源)、2a,2b 共振型送信アンテナ、3a,3b 共振型受信アンテナ、4 受信側AC/ACコンバータ(高周波整流回路)、5 送信装置、6 受信装置、7 商用交流源、8a,8b 導線、11 入力回路、12a,12b インバータ、13a,13b 共振整合回路、14 リターンライン、41a,41b 共振整合回路、42a,42b 全波整流回路、43 出力回路、51 固定部、52 移動体。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記インバータ毎に設けられ、対応する前記インバータにより変換された電力を伝送する共振型送信アンテナと、
前記共振型送信アンテナ毎に設けられ、対応する前記共振型送信アンテナにより伝送された電力を受信する共振型受信アンテナと、
前記共振型受信アンテナ毎に設けられ、対応する前記共振型受信アンテナにより受信された電力を全波整流する全波整流回路、及び各々の前記全波整流回路により全波整流された電力を、一方の電力の極性を反転した上で合成する出力回路を有する高周波整流回路とを備え、
前記入力回路は、
互いのカソードが前記商用交流源の異なる端子に接続され、互いのアノードが接続された2系統の第1のダイオードと、
アノードが対応する系統の前記第1のダイオードのカソードに接続された2系統の第2のダイオードと、
一端が対応する系統の前記第2のダイオードのカソードに接続され、他端が対応する系統の前記第1のダイオードのアノードに接続された2系統の第1のコンデンサとを有し、
前記出力回路は、
ドレイン端子が一方の前記全波整流回路が有する正極側の出力端子に接続され、ソース端子が当該全波整流回路が有する負極側の出力端子に接続された第1のスイッチング素子と、
ドレイン端子が他方の前記全波整流回路が有する正極側の出力端子に接続され、ソース端子が当該全波整流回路が有する負極側の出力端子及び前記第1のスイッチング素子のソース端子に接続された第2のスイッチング素子とを有し、
前記高周波整流回路は、前記第1のスイッチング素子のドレイン端子に接続された端子、及び前記第2のスイッチング素子のドレイン端子に接続された端子から成る一対の出力端子を有する
ことを特徴とする電力伝送装置。 Provided for every output from the input circuit, and an input circuit that receives commercial AC from a commercial AC source, outputs half-wave rectified power of the commercial AC, and power having a phase difference of 180 degrees with respect to the power. A high-frequency power source having an inverter that converts the corresponding power output from the input circuit into power having a frequency higher than the frequency of the commercial alternating current;
A resonant transmitting antenna that is provided for each inverter and transmits power converted by the corresponding inverter;
A resonant receiving antenna that is provided for each resonant transmitting antenna and receives power transmitted by the corresponding resonant transmitting antenna;
A full-wave rectifier circuit that is provided for each of the resonance-type reception antennas and that full-wave rectifies the power received by the corresponding resonance-type reception antenna, and power that has been full-wave rectified by each of the full-wave rectification circuits, and a high-frequency rectifier circuit having an output circuit for the synthesized on obtained by inverting the polarity of the power,
The input circuit is
Two first diodes, each having a cathode connected to a different terminal of the commercial AC source and each anode connected;
Two second diodes, each having an anode connected to a cathode of the first diode of the corresponding system;
Two systems of first capacitors having one end connected to the cathode of the second diode of the corresponding system and the other end connected to the anode of the first diode of the corresponding system;
The output circuit is
A first switching element having a drain terminal connected to a positive output terminal of one of the full-wave rectifier circuits and a source terminal connected to a negative output terminal of the full-wave rectifier circuit;
The drain terminal is connected to the positive output terminal of the other full-wave rectifier circuit, and the source terminal is connected to the negative output terminal of the full-wave rectifier circuit and the source terminal of the first switching element. A second switching element,
The high-frequency rectifier circuit has a pair of output terminals including a terminal connected to the drain terminal of the first switching element and a terminal connected to the drain terminal of the second switching element.
A power transmission device characterized by that .
ことを特徴とする請求項1記載の電力伝送装置。 The power transmission device according to claim 1, wherein each inverter has a common return line.
ことを特徴とする請求項1記載の電力伝送装置。 The power transmission device according to claim 1, wherein the inverter is a class E inverter.
ことを特徴とする請求項1記載の電力伝送装置。 The power transmission device according to claim 1, wherein the full-wave rectifier circuit is a bridge rectifier circuit.
ことを特徴とする請求項1記載の電力伝送装置。 The power transmission device according to claim 1, wherein the resonant transmission antenna and the resonant reception antenna perform power transmission by magnetic field resonance, electric field resonance, or electromagnetic induction.
ことを特徴とする請求項1記載の電力伝送装置。 The power transmission device according to claim 1, wherein the resonant transmission antenna and the resonant reception antenna are equivalently connected at one point.
ことを特徴とする請求項1記載の電力伝送装置。 The power transmission device according to claim 1, wherein both or one of the resonant transmission antenna and the resonant reception antenna is configured by two or more coils.
前記共振型受信アンテナは、停止した際又は移動中に前記固定部と対向する移動体に設置された
ことを特徴とする請求項1記載の電力伝送装置。 The resonant transmission antenna is installed in a fixed part,
The power transmission device according to claim 1, wherein the resonant receiving antenna is installed on a moving body that faces the fixed portion when stopped or during movement.
前記商用交流が入力され、当該商用交流を半波整流した電力及び当該電力に対して180度の位相差を持つ電力を出力する入力回路と、
前記入力回路からの出力毎に設けられ、当該入力回路から出力された対応する電力を前記商用交流の周波数よりも高い周波数の電力に変換するインバータとを備え、
前記入力回路は、
互いのカソードが前記商用交流源の異なる端子に接続され、互いのアノードが接続された2系統の第1のダイオードと、
アノードが対応する系統の前記第1のダイオードのカソードに接続された2系統の第2のダイオードと、
一端が対応する系統の前記第2のダイオードのカソードに接続され、他端が対応する系統の前記第1のダイオードのアノードに接続された2系統の第1のコンデンサとを有する
ことを特徴とする高周波電源。 A high-frequency power source used for a power transmission device that receives commercial AC from a commercial AC source and transmits power to output AC of the same frequency as the commercial AC,
An input circuit that receives the commercial alternating current and outputs half-wave rectified power of the commercial alternating current and power having a phase difference of 180 degrees with respect to the power;
An inverter that is provided for each output from the input circuit, and converts the corresponding power output from the input circuit into power having a frequency higher than the frequency of the commercial alternating current ;
The input circuit is
Two first diodes, each having a cathode connected to a different terminal of the commercial AC source and each anode connected;
Two second diodes, each having an anode connected to a cathode of the first diode of the corresponding system;
And two systems of first capacitors having one end connected to the cathode of the second diode of the corresponding system and the other end connected to the anode of the first diode of the corresponding system.
High-frequency power supply which is characterized a call.
入力された電力を全波整流する2系統の全波整流回路と、
各々の前記全波整流回路により全波整流された電力を、一方の電力の極性を反転した上で合成することで前記交流を得る出力回路とを備え、
前記出力回路は、
ドレイン端子が一方の前記全波整流回路が有する正極側の出力端子に接続され、ソース端子が当該全波整流回路が有する負極側の出力端子に接続された第1のスイッチング素子と、
ドレイン端子が他方の前記全波整流回路が有する正極側の出力端子に接続され、ソース端子が当該全波整流回路が有する負極側の出力端子及び前記第1のスイッチング素子のソース端子に接続された第2のスイッチング素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子のドレイン端子に接続された端子、及び前記第2のスイッチング素子のドレイン端子に接続された端子から成る一対の出力端子を備えた
ことを特徴とする高周波整流回路。 A high-frequency rectifier circuit used in a power transmission device that receives commercial AC and performs power transmission to output AC of the same frequency as the commercial AC,
Two full-wave rectification circuits that full-wave rectify the input power;
An output circuit that obtains the alternating current by synthesizing the power that has been full-wave rectified by each of the full-wave rectifier circuits after inverting the polarity of one of the powers ,
The output circuit is
A first switching element having a drain terminal connected to a positive output terminal of one of the full-wave rectifier circuits and a source terminal connected to a negative output terminal of the full-wave rectifier circuit;
The drain terminal is connected to the positive output terminal of the other full-wave rectifier circuit, and the source terminal is connected to the negative output terminal of the full-wave rectifier circuit and the source terminal of the first switching element. A second switching element,
A pair of output terminals including a terminal connected to the drain terminal of the first switching element and a terminal connected to the drain terminal of the second switching element;
High-frequency rectifier circuit, wherein a call.
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