JP7518510B2 - Power Supply System - Google Patents

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Description

本発明は、電力供給システムに関する。 The present invention relates to a power supply system.

電界結合非接触方式の給電技術は、非接触の電極間の接合容量を介して電力を送電することができる優れた給電技術である(例えば特許文献1参照)。ただし、非接触である分、接合容量が小さくなるため、電圧を高めたり周波数を上げたりすることで接合容量を大きくする必要がある。
しかしながら、無暗に電圧を高めたり周波数を上げたりすると、接合容量から外部に放射される電磁界が大きくなるので好ましくない。このため、電界結合非接触方式の給電技術では、外部への電磁界の放射が比較的許容され、世界的にも認知された周波数である6.78MHzを含むISMバンドが利用される。なお、「ISMバンド」とは、無線周波数(RF)エネルギーを電気通信以外の工業、科学、医療の目的で使用するために国際的に確保された、免許不要で利用可能な周波数帯域のことをいう。
The contactless electric field coupling power supply technology is an excellent power supply technology that can transmit power via the junction capacitance between non-contact electrodes (see, for example, Patent Document 1). However, since the junction capacitance is small due to the non-contact nature of the technology, it is necessary to increase the junction capacitance by increasing the voltage or frequency.
However, if the voltage or frequency is increased without reason, the electromagnetic field radiated from the junction capacitance to the outside will become larger, which is undesirable. For this reason, the electric field coupling non-contact power supply technology uses the ISM band, which includes 6.78 MHz, a globally recognized frequency where external electromagnetic field radiation is relatively permitted. The "ISM band" refers to a license-free frequency band that is internationally reserved for the use of radio frequency (RF) energy for industrial, scientific, and medical purposes other than telecommunications.

特許6586460号公報Patent No. 6586460

近年の電池及びキャパシタの発達に伴う急速充電の要請に応えるためには、大電力を短時間で送電できなければならない。これを電界結合非接触方式の給電技術で実現させようとすると、従来よりもさらに電圧を高めたり周波数を上げたりする必要がある。この場合、さらなる電磁波放射が生じることになる。周波数が上がることは、周波数と透磁率との関係におけるスネークの限界が示すように、磁性体の透磁率が低下するとともに損失も増大する。このため、大電力送電時にはコア材が熱を持ち共振回路の同調がずれる。その結果、電界結合非接触方式の給電技術を大電力送電に適用することが困難になることが予想される。 In order to meet the demand for rapid charging that has accompanied the recent development of batteries and capacitors, it is necessary to transmit large amounts of power in a short time. To achieve this with electric field coupling non-contact power supply technology, it is necessary to increase the voltage and frequency even more than before. In this case, further electromagnetic radiation will occur. As the snake limit in the relationship between frequency and magnetic permeability shows, increasing the frequency reduces the magnetic permeability of magnetic materials and increases losses. For this reason, the core material heats up during high power transmission, causing the resonant circuit to become out of tune. As a result, it is expected that it will become difficult to apply electric field coupling non-contact power supply technology to high power transmission.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、急速充電可能な電池及びキャパシタに対する大電力急速充電や、ロボットなどの大きな負荷に対する送電を実現させる手法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a method for realizing high-power rapid charging of rapid-chargeable batteries and capacitors, and transmission of power to large loads such as robots.

本発明の電力供給システムは、
電源からの電力を送電する送電電極を有する送電側と、前記送電電極から送電された電力を、接合容量を介して受電する受電電極を有する受電側とを含む電力供給システムにおいて、
前記受電側は、
前記受電電極のうち前記送電電極に対向する面に、絶縁性の弾性体からなる第1の層と、屈曲性を有する薄板形状の導電体からなる第2の層と、当該第2の層の端部と前記受電電極とを接続する導電性の弾性体とを有し、
前記第2の層のうち前記送電電極に対向する面に絶縁性の膜が配置されており、
前記第2の層が前記送電電極に接触又は近接すると、当該送電電極からの電力を、前記第2の層と前記導電性の弾性体とを介して前記受電電極により受電する。
The power supply system of the present invention comprises:
A power supply system including a power transmitting side having a power transmitting electrode that transmits power from a power source, and a power receiving side having a power receiving electrode that receives the power transmitted from the power transmitting electrode via a junction capacitance,
The power receiving side is
a first layer made of an insulating elastic material, a second layer made of a flexible thin-plate-shaped conductor, and a conductive elastic material connecting an end of the second layer to the power receiving electrode, on a surface of the power receiving electrode facing the power transmitting electrode;
an insulating film is disposed on a surface of the second layer facing the power transmitting electrode;
When the second layer is in contact with or in close proximity to the power transmitting electrode, power from the power transmitting electrode is received by the power receiving electrode via the second layer and the conductive elastic body.

本発明によれば、急速充電可能な電池及びキャパシタに対する大電力急速充電や、ロボットなどの大きな負荷に対する送電を実現させることができる。 The present invention makes it possible to realize high-power rapid charging of rapid-chargeable batteries and capacitors, as well as power transmission to large loads such as robots.

従来技術としての電界結合方式の非接触給電回路の概要を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an overview of a contactless power supply circuit of an electric field coupling type as a conventional technique. 送電電極と受電電極とがいずれも剛体金属である場合と、弾性体を裏打ちにした薄板金属を用いた場合とにおける接触給電の例を示す図である。1A to 1C are diagrams illustrating examples of contact power supply when the power transmitting electrode and the power receiving electrode are both made of rigid metal and when a thin metal plate backed with an elastic body is used. 図2の内容を実証するために行われた3種類のケースについての実験結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the results of an experiment for three different cases conducted to verify the contents of FIG. 2 . 図3の実験結果に基づいて設計された電極構造の具体例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a specific example of an electrode structure designed based on the experimental results of FIG. 3. 図4の電極構造が比較的大きなうねりに対応可能であることを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing that the electrode structure of FIG. 4 can accommodate relatively large waviness. フライバックトランス用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a contactless power supply circuit of an electric field coupling type using a flyback transformer. フォワードインバータを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a contactless power supply circuit of an electric field coupling type using a forward inverter. フルブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a contactless power supply circuit of an electric field coupling type using a full bridge circuit. フルブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a contactless power supply circuit of an electric field coupling type using a full bridge circuit and a resonant circuit. プッシュプル回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a contactless power supply circuit of an electric field coupling type using a push-pull circuit. ハーフブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a contactless power supply circuit of an electric field coupling type using a half-bridge circuit. ハーフブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a contactless power supply circuit of an electric field coupling type using a half-bridge circuit and a resonant circuit. 電界結合方式の非接触給電回路における通信制御のイメージを示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of communication control in a contactless power supply circuit using an electric field coupling method.

本発明の電力供給システムの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。 One embodiment of the power supply system of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiment.

まず、図1を参照して、従来からある電界結合方式の非接触給電回路の問題点について詳しく説明する。
図1は、従来技術としての電界結合方式の非接触給電回路の概要を示す回路図である。
First, referring to FIG. 1, the problems with a conventional contactless power supply circuit of the electric field coupling type will be described in detail.
FIG. 1 is a circuit diagram showing an outline of a conventional contactless power supply circuit of an electric field coupling type.

従来技術としての電界結合方式の非接触給電回路は、外部に放射される電磁界の量や実用性の見地から、6.78MHzという高い周波数で動作させる必要がある。
しかしながら、回路のインダクタンスとして使用される磁性体の透磁率(μ’)は、磁性を発現させる周波数の限界(いわゆるスネークの限界)があるために小さい値しか得ることができず、損失(μ’’)が上がってしまうという問題がある。これは、コア中に磁束を閉じ込めることの限界とコアの発熱とを意味する。また、コイル電線自体が、表皮効果や近接効果により発熱するという問題もある。
このような状況の下では、大電力インバータを開発しようとしても、コイルLが発熱してしまう。また、コイルLとコンデンサCを用いて共振周波数に合わせたとしても、発熱によりインピーダンスが変化するため、共振がずれてしまう。
The conventional contactless power supply circuit of the electric field coupling type needs to operate at a high frequency of 6.78 MHz from the viewpoint of practicality and the amount of electromagnetic field radiated to the outside.
However, the magnetic permeability (μ') of the magnetic material used as the inductance of the circuit can only be small because there is a limit to the frequency at which magnetism is expressed (the so-called snake limit), and this causes the problem of increased loss (μ''). This means that there is a limit to how much magnetic flux can be confined within the core and that the core will heat up. There is also the problem that the coil wire itself generates heat due to the skin effect and proximity effect.
Under such circumstances, even if a high-power inverter is developed, the coil L will generate heat. Even if the resonance frequency is adjusted using the coil L and the capacitor C, the impedance will change due to heat generation, causing the resonance to shift.

図1の回路図には、3つの共振回路が設けられている。
第1の共振回路は、発振回路の一部を構成する回路であり、コイルL1とコンデンサC1とで共振している。第1の共振回路は、インバータのFET(電界効果トランジスタ)フルブリッジ回路で作られた方形波を共振によって正弦波にする。また、第1の共振回路は、フルブリッジ回路のFETに印加される電圧と流れる電流との関係を制御することで低損失化を図っている。この制御は、例えば電圧がゼロの状態で行なわれるZVS(ゼロボルトスイッチング)、又は電流がゼロの状態で行なうZCS(ゼロカレントスイッチング)により実現される。
The circuit diagram of FIG. 1 includes three resonant circuits.
The first resonant circuit is a circuit that constitutes a part of the oscillator circuit, and resonates with the coil L1 and the capacitor C1. The first resonant circuit converts a square wave generated by the FET (field effect transistor) full bridge circuit of the inverter into a sine wave by resonance. The first resonant circuit also aims to reduce loss by controlling the relationship between the voltage applied to the FET of the full bridge circuit and the current flowing therethrough. This control is realized, for example, by ZVS (zero volt switching) performed when the voltage is zero, or ZCS (zero current switching) performed when the current is zero.

第2の共振回路は、接合容量・並列共振回路の一部を構成する回路であり、トランスT2の二次側インダクタンスとコンデンサC2とで共振している。接合容量を流れる電流を大きくするためには、電圧を高くする必要があるが、トランスT2は、電圧を高くするための昇圧を行う。これにより、第2の共振回路の電圧のQ倍(Qは1を超える整数値)昇圧させることができる。 The second resonant circuit is a circuit that constitutes part of the junction capacitance/parallel resonant circuit, and resonates with the secondary inductance of transformer T2 and capacitor C2. In order to increase the current flowing through the junction capacitance, it is necessary to increase the voltage, and transformer T2 boosts the voltage to increase it. This makes it possible to boost the voltage of the second resonant circuit by Q times (Q is an integer value greater than 1).

第3の共振回路は、接合容量・並列共振回路の一部を構成する回路であり、トランスT3の一次側インダクタンスとコンデンサC3とで共振している。第3の共振回路は、接合容量C及びCの後に並列共振回路として存在するため、共振時にはインピーダンスが高くなる。このため、接合容量C及びCの合成インピーダンスよりも第3の共振回路のインピーダンスの方が高ければ、効率的な電力送電が可能になる。さらに、昇圧された電圧をトランスT3で降圧する役割も果たす。 The third resonant circuit is a circuit that constitutes a part of the junction capacitance-parallel resonant circuit, and resonates with the primary inductance of the transformer T3 and the capacitor C3. The third resonant circuit exists as a parallel resonant circuit behind the junction capacitances CA and CB , and therefore has a high impedance during resonance. Therefore, if the impedance of the third resonant circuit is higher than the combined impedance of the junction capacitances CA and CB , efficient power transmission is possible. Furthermore, the transformer T3 also plays a role in stepping down the boosted voltage.

接合容量C及びCが大きくなると、第2の共振回路及び第3の共振回路はトランスT及びTと共に不要になる。共振回路を有する製品は、出荷にあたり共振回路の調整が必要になる。さらに、出荷後に同調がずれると性能低下の原因になる。このため、共振回路を有する製品において、共振回路は、その存在そのものがコスト要因となる。 When the junction capacitances C A and C B become large, the second and third resonant circuits become unnecessary together with the transformers T 2 and T 3. Products having resonant circuits require adjustment of the resonant circuits before shipping. Furthermore, if the tuning is detuned after shipping, it will cause a decrease in performance. Therefore, in products having resonant circuits, the very existence of the resonant circuits is a cost factor.

このように、従来の電界結合方式の非接触給電回路には各種の問題がある。これに対して、本発明の一実施形態に係る電力供給システムによれば、上述の問題を解決することができる。
即ち、本発明の一実施形態に係る電力供給システムは、電極結合方式の電力供給システムであり、受電側となる移動体の停止時における短時間での大電力給電を実現させるシステムである。
As described above, the conventional contactless power supply circuit of the electric field coupling type has various problems. In contrast, the power supply system according to one embodiment of the present invention can solve the above-mentioned problems.
That is, the power supply system according to one embodiment of the present invention is an electrode-coupling type power supply system, and is a system that realizes a large amount of power supply in a short time when a mobile body on the power receiving side is stopped.

本発明の一実施形態に係る電力供給システムによれば、受電側となる移動体の停止時に、送電側の電極(以下、「送電電極」と呼ぶ)と、受電側の電極(以下、「受電電極」と呼ぶ)とを密着させる。これにより、送電電極と受電電極との結合による大きな接合容量を形成させることができるので、短時間で大電力の給電が可能となる。
その結果、移動体が搬送路を移動中に給電する必要がなくなるので、給電時に搬送路から電磁界が放射されることがなくなる。なお、給電場所からは電磁界が放射されるが、給電場所にのみシールドを設けるだけで、効率よく電磁界の放射量を低減させることができる。
According to the power supply system according to an embodiment of the present invention, when the mobile body on the power receiving side is stopped, the electrode on the power transmitting side (hereinafter referred to as the "power transmitting electrode") and the electrode on the power receiving side (hereinafter referred to as the "power receiving electrode") are brought into close contact with each other. This allows a large junction capacitance to be formed by the coupling between the power transmitting electrode and the power receiving electrode, making it possible to supply a large amount of power in a short period of time.
As a result, it is no longer necessary to supply power to the moving body while it is moving along the transport path, and so no electromagnetic field is emitted from the transport path when power is being supplied. Although an electromagnetic field is emitted from the power supply location, the amount of electromagnetic field radiation can be efficiently reduced by simply providing a shield only at the power supply location.

また、給電している間だけ送電電極と受電電極とを密着させればよいので、送電電極と受電電極とのうち少なくとも一方が可動するようにすることで、給電時のみ送電電極と受電電極とを密着させることができる。具体的には例えば、受電側としての移動体が給電場所に到着すると受電電極が降下して送電電極に密着し、給電完了後移動開始前に受電電極が上昇して送電電極から離隔するようにしてもよい。これにより、送電電極と受電電極との間で摩擦が生じることを回避することができるので、電極の損耗を防ぐことができる。
このように、電界結合方式の非接触給電ではなく、電極結合方式の接触給電とすることにより、インバータ回路や送電回路を簡素化させることもできる。以下、送電電極と受電電極とが密着することでつくられる大きな接合容量と、インバータ回路とについて説明する。
In addition, since the power transmitting electrode and the power receiving electrode only need to be in close contact with each other while power is being fed, by making at least one of the power transmitting electrode and the power receiving electrode movable, the power transmitting electrode and the power receiving electrode can be in close contact with each other only while power is being fed. Specifically, for example, when a moving body acting as the power receiving side arrives at a power feeding location, the power receiving electrode may be lowered to come into close contact with the power transmitting electrode, and after power feeding is completed and before the moving body starts to move, the power receiving electrode may be raised to move away from the power transmitting electrode. This makes it possible to avoid friction between the power transmitting electrode and the power receiving electrode, thereby preventing wear of the electrodes.
In this way, by using the electrode coupling type contact power supply instead of the electric field coupling type non-contact power supply, the inverter circuit and the power transmission circuit can be simplified. Below, we will explain the large junction capacitance created by the close contact between the power transmission electrode and the power receiving electrode, and the inverter circuit.

図2は、送電電極と受電電極とがいずれも剛体金属である場合と、弾性体を裏打ちにした薄板金属を用いた場合とにおける接触給電の例を示す図である。 Figure 2 shows examples of contact power transfer when both the power transmitting electrode and the power receiving electrode are made of rigid metal, and when a thin metal plate backed by an elastic material is used.

図2の(A)には、送電電極11に対して、何ら加工を施していない受電電極12を押し付けた様子が示されている。この場合、送電電極11と受電電極12とが接する面の見かけの面積は大きくなるが、実際に接触が生じている点の合計面積(以下、「接触面積」と呼ぶ)は小さい。このため、送電電極11と受電電極12との接触時の抵抗を示す値(以下、「接触抵抗値」と呼ぶ)は低減化されない。 Figure 2 (A) shows the state in which an unprocessed power receiving electrode 12 is pressed against a power transmitting electrode 11. In this case, the apparent area of the surface where the power transmitting electrode 11 and the power receiving electrode 12 contact each other is large, but the total area of the points where actual contact occurs (hereinafter referred to as the "contact area") is small. Therefore, the value indicating the resistance when the power transmitting electrode 11 and the power receiving electrode 12 contact each other (hereinafter referred to as the "contact resistance value") is not reduced.

図2の(B)には、接触面に加工が施された受電電極12を送電電極11に乗せた様子が示されている。具体的には、受電電極12の接触面には、ゴム121が貼付されている。そのゴム121の表面には、弾性接着層122を介して薄板電極123が貼付されている。薄板電極123の端部には、バネ状導体124が接続されている。バネ状導体124の端部はゴム121を貫通して受電電極12に接合されている。ただし、図2の(B)に示すように、単に送電電極11の上に受電電極12を乗せただけでは接触面積は大きくならない。 Figure 2 (B) shows the state in which the power receiving electrode 12, whose contact surface has been processed, is placed on the power transmitting electrode 11. Specifically, rubber 121 is attached to the contact surface of the power receiving electrode 12. A thin plate electrode 123 is attached to the surface of the rubber 121 via an elastic adhesive layer 122. A spring-shaped conductor 124 is connected to the end of the thin plate electrode 123. The end of the spring-shaped conductor 124 penetrates the rubber 121 and is joined to the power receiving electrode 12. However, as shown in Figure 2 (B), simply placing the power receiving electrode 12 on the power transmitting electrode 11 does not increase the contact area.

図2の(C)には、図2の(B)の受電電極12が送電電極11に押し付けられたときの様子が示されている。図2の(C)に示すように、押圧力Pが加わると、ゴム121及び薄板電極123が変形して、対向する接触面を有する送電電極11の表面の凹凸形状に馴染んでくる。これにより、接触面積を大きくすることができる。その結果、接触抵抗値の低減化を実現させることができる。 Figure 2 (C) shows the state when the power receiving electrode 12 in Figure 2 (B) is pressed against the power transmitting electrode 11. As shown in Figure 2 (C), when a pressing force P is applied, the rubber 121 and the thin plate electrode 123 deform and become accustomed to the uneven shape of the surface of the power transmitting electrode 11, which has an opposing contact surface. This makes it possible to increase the contact area. As a result, it is possible to realize a reduction in the contact resistance value.

図3は、図2の内容を実証するために行われた3種類のケースについての実験結果を示す図である。 Figure 3 shows the experimental results for three different cases conducted to verify the contents of Figure 2.

実験の対象となった3種類のケース(実施ケースA乃至C)のうち、実施ケースAでは、剛体電極の板の上に、立方体形状の剛体電極を直置きして、所定の押圧力Pを加えた。具体的には、2mm厚のSUS(ステンレス鋼)板の上に、1cm立法の銅電極を置き、1.43kgの荷重をかけた。その結果、実施ケースAの接触抵抗値は200~600mΩとなった。 Of the three types of cases (Example Cases A to C) that were the subject of the experiment, in Example Case A, a cubic rigid electrode was placed directly on top of a rigid electrode plate and a predetermined pressing force P was applied. Specifically, a 1 cm cubic copper electrode was placed on a 2 mm thick SUS (stainless steel) plate and a load of 1.43 kg was applied. As a result, the contact resistance value of Example Case A was 200 to 600 mΩ.

実施ケースBでは、剛体電極の板の上に、薄板電極とゴムとを介して立方体形状の剛体電極を置き、所定の押圧力Pを加えた。具体的には、2mm厚のSUS(ステンレス鋼)板の上に、0.3mm厚の銅板と2.5mm厚(1cm平方)のゴムとを介して1cm立法の銅電極を置き、1.43kgの荷重をかけた。その結果、実施ケースBの接触抵抗値は約180mΩとなった。 In Example Case B, a cubic rigid electrode was placed on top of the rigid electrode plate, with a thin plate electrode and rubber between them, and a predetermined pressing force P was applied. Specifically, a 1 cm cubic copper electrode was placed on top of a 2 mm thick SUS (stainless steel) plate, with a 0.3 mm thick copper plate and 2.5 mm thick (1 cm square) rubber between them, and a load of 1.43 kg was applied. As a result, the contact resistance value of Example Case B was approximately 180 mΩ.

実施ケースCでは、実施ケースBと基本的に同一の実験であるが、銅板の厚さを薄く(0.1mm)した。その結果、実施ケースCの接触抵抗値は10mΩ前後となった。つまり、実施ケースBの触抵抵抗値よりも実施ケースCの接触抵抗値の方が低くなった。 In Example C, the experiment was basically the same as in Example B, but the thickness of the copper plate was made thinner (0.1 mm). As a result, the contact resistance value of Example C was around 10 mΩ. In other words, the contact resistance value of Example C was lower than the contact resistance value of Example B.

このように、図3の実験により図2の結果が実証された。なお、実施ケースB及びCでは1cm平方のゴムを使用した。このため、例えば縦10個、横10個の電極配列にすると、接触抵抗値は0.1mΩになる。つまり、100Aの電流を流したとても、電極部で消費される電力は1Wで済むことになる。 In this way, the experiment in Figure 3 verified the results in Figure 2. Note that in implementation cases B and C, 1 cm square pieces of rubber were used. For this reason, for example, if the electrodes are arranged with 10 electrodes vertically and 10 electrodes horizontally, the contact resistance value will be 0.1 mΩ. In other words, even if a current of 100 A is passed, the power consumed by the electrodes will be just 1 W.

図4は、図3の実験結果に基づいて設計された電極構造の具体例を示す図である。 Figure 4 shows a specific example of an electrode structure designed based on the experimental results in Figure 3.

図3の実験結果から、実施ケースBや実施ケースCのような加工を受電電極に施すことで、電極間の密着精度を向上させることができることがわかった。そこで、この原理を電極結合方式の接触給電に適用することで接合容量を大きくすることができる。 The experimental results shown in Figure 3 show that the precision of the contact between the electrodes can be improved by applying processing such as in Example Case B or Example Case C to the power receiving electrode. Therefore, by applying this principle to contact power supply using the electrode coupling method, the junction capacitance can be increased.

図4の(A)及び(B)には、図3の3種類の実施ケースのうち、実施ケースCをベースとした電極構造が示されている。以下、このような電極構造を、「ゴム裏打ち薄板電極が配列された電極構造」と呼ぶ。
図4の(A)に示すように、剛体金属である受電電極12は、ゴム121と、弾性接着層122と、薄板電極123と、絶縁膜125とを介して、図示せぬ送電電極11に密着する電極構造となっている。なお、図4の例では、図2の例のように薄板電極123とバネ状導体124とを異なる2つの部材とせずに一体成型された1つの部材(薄板電極123)としている。
Figures 4A and 4B show an electrode structure based on Example Case C of the three examples shown in Figure 3. Hereinafter, this type of electrode structure will be referred to as an "electrode structure in which rubber-backed thin plate electrodes are arranged."
As shown in Fig. 4A, the power receiving electrode 12, which is a rigid metal, has an electrode structure in which it is in close contact with the power transmitting electrode 11 (not shown) via rubber 121, an elastic adhesive layer 122, a thin plate electrode 123, and an insulating film 125. In the example of Fig. 4, the thin plate electrode 123 and the spring-like conductor 124 are not formed as two different members as in the example of Fig. 2, but are formed as one integrally molded member (thin plate electrode 123).

薄板電極123は、ゴム121と弾性接着層122とによって受電電極12に固定されており、ゴム121と弾性接着層122とを介して押圧力Pが伝達される。薄板電極123は、伸縮稼動し、抵抗を少なくすべく辺全体に広げた側面を介して受電電極12に固定されることで電極全体の接触抵抗を低減化している。薄板電極123は、薄くて面方向の抵抗が高いため、長さは10mm程度とする。 The thin plate electrode 123 is fixed to the power receiving electrode 12 by rubber 121 and elastic adhesive layer 122, and the pressing force P is transmitted via the rubber 121 and elastic adhesive layer 122. The thin plate electrode 123 expands and contracts, and is fixed to the power receiving electrode 12 via a side that is expanded over the entire edge to reduce resistance, thereby reducing the contact resistance of the entire electrode. The thin plate electrode 123 is thin and has high resistance in the surface direction, so its length is set to about 10 mm.

絶縁膜125は、薄板電極123の表面(送電電極11に対向する面)に強固にコーティングされた、薄くて強度のある絶縁性の膜である。なお、図4では、絶縁膜125は表面のみに配置されているが、受電電極12との電気的接点が確保されれば、表面以外にコーティングされていてもよい。 The insulating film 125 is a thin, strong insulating film that is firmly coated on the surface of the thin plate electrode 123 (the surface facing the power transmitting electrode 11). Note that in FIG. 4, the insulating film 125 is disposed only on the surface, but it may be coated on other parts as long as electrical contact with the power receiving electrode 12 is ensured.

絶縁膜125を構成する絶縁材料としては、例えばDLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜が挙げられる。DLC膜は、例えばエンジンのピストンとシリンダーとの双方の表面にコーティングされても剥離しない強度を有する。このため、本実施形態のように静かに接触と離脱とを繰り返す程度の用途では問題なく採用することができる。 The insulating material that constitutes the insulating film 125 can be, for example, a DLC (diamond-like carbon) film. The DLC film is strong enough that it will not peel off even when coated on the surfaces of both the piston and cylinder of an engine. For this reason, it can be used without problems in applications where gentle contact and separation are repeated, as in this embodiment.

また、薄板電極123を構成する材料としては、例えば界面処理を施すことでDLC膜(絶縁膜125)の付着強度を高めたリン青銅が挙げられる。この場合、薄板電極123が変形したとしても、DLC膜(絶縁膜125)が強固に付着した状態を保持することができる。なお、薄板電極123が変形すると、これに追随するようにDLC膜(絶縁膜125)も変形する。DLC膜(絶縁膜125)自身の比誘電率は約5、絶縁破壊電圧は5MV/cm程度、成膜されたときの厚さは2μm程度である。このため、大きな結合容量を得るためには最適な材料として採用し得る。 The material that constitutes the thin plate electrode 123 is, for example, phosphor bronze, which has been subjected to an interface treatment to increase the adhesion strength of the DLC film (insulating film 125). In this case, even if the thin plate electrode 123 is deformed, the DLC film (insulating film 125) can remain firmly attached. When the thin plate electrode 123 is deformed, the DLC film (insulating film 125) also deforms accordingly. The DLC film (insulating film 125) itself has a relative dielectric constant of about 5, a breakdown voltage of about 5 MV/cm, and a thickness of about 2 μm when formed. For this reason, it can be used as an optimal material to obtain a large coupling capacitance.

図5は、図4の電極構造が比較的大きなうねりに対応可能であることを示す図である。 Figure 5 shows that the electrode structure in Figure 4 can accommodate relatively large swells.

「ゴム裏打ち薄板電極が配列された電極構造」は、例えば図2に示すように、対向する電極(即ち送電電極11及び受電電極12)の表面に微細な凹凸が形成されている場合であっても問題なく馴染む。また例えば、図5に示すように、対向する電極の表面に比較的大きなうねりが形成されている場合であっても問題なく馴染み、大きな接合容量を維持することができる。また、図示はしないが、対向する電極の表面にゴミ等が存在する場合であっても、押圧力Pを得ることでゴミ等を含む凹凸に馴染ませることができる。さらに、対向する電極の表面が酸化した場合であっても、接合容量が若干小さくなるが、依然として大きな接合容量を得ることができる。
なお、図5の例では、薄板電極123の端部が受電電極12にハンダHにより固定されている。
The "electrode structure in which rubber-backed thin plate electrodes are arranged" can be easily adapted to the surfaces of the opposing electrodes (i.e., the power transmitting electrode 11 and the power receiving electrode 12) even when fine irregularities are formed on the surfaces, as shown in Fig. 2. Also, as shown in Fig. 5, the electrode structure can be easily adapted to the surfaces of the opposing electrodes even when relatively large undulations are formed on the surfaces of the opposing electrodes, and a large junction capacitance can be maintained. Although not shown, even when dust or the like is present on the surfaces of the opposing electrodes, the electrode structure can be made to adapt to the irregularities including the dust or the like by applying a pressing force P. Furthermore, even when the surfaces of the opposing electrodes are oxidized, the junction capacitance is slightly reduced, but still a large junction capacitance can be obtained.
In the example of FIG. 5, the end of the thin plate electrode 123 is fixed to the power receiving electrode 12 with solder H.

なお、送電電極11に受電電極12を押し付ける際に必要となる押圧力Pをどのようにして得るのかについては特に限定されない。例えば次の手法により押圧力Pを得ることができる。
即ち、(1)受電電極12そのものの重さを利用する手法、(2)機械的な力(例えば空気や油を用いて加圧する等)を利用する手法、(3)磁力(例えば受電電極12を強磁性体にする等)を利用する手法、(4)吸引力(例えば電極間の空間に存在する空気を吸引する等)を利用する手法などが挙げられる。
There is no particular limitation on how to obtain the pressing force P required when pressing the power receiving electrode 12 against the power transmitting electrode 11. For example, the pressing force P can be obtained by the following method.
That is, these include (1) a method that utilizes the weight of the receiving electrode 12 itself, (2) a method that utilizes mechanical force (for example, by applying pressure using air or oil), (3) a method that utilizes magnetic force (for example, by making the receiving electrode 12 a ferromagnetic material), and (4) a method that utilizes suction force (for example, by attracting air present in the space between the electrodes).

次に、図6乃至図12を参照して、インバータ回路について説明する。
図6は、フライバックトランス用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
Next, the inverter circuit will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a diagram showing a specific example of a contactless power supply circuit of the electric field coupling type using a flyback transformer.

図6の(A)には、フライバックトランスとFET(電界効果トランジスタ)とを用いて方形波を発振させて、接合容量C及びCを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路は、大きな接合容量により、図6の(B)に示すように接合容量Cと接合容量Cとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。 Fig. 6A shows a circuit that uses a flyback transformer and a FET (field effect transistor) to oscillate a square wave and rectify and smooth it via junction capacitances C A and C B. This circuit uses a large junction capacitance to separate the junction capacitances C A and C B and allow them to be moved arbitrarily, as shown in Fig. 6B.

送電電極11aと受電電極12aとが接合容量Cを介して組み合わされ、送電電極11bと受電電極12bとが接合容量Cを介して組み合わされている状態(例えば図6の(A)に示す状態)では、接合容量C及びCの夫々の密着度が高く大きくなっているため外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
図6に示すようなフライバックトランス用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
In a state where the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12a are combined with each other via a junction capacitance C A , and the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b are combined with each other via a junction capacitance C B (for example, the state shown in FIG. 6A), there is no external radiation because the degree of contact between the junction capacitances C A and C B is high and large. Although not shown, a shield can be provided or an overhang structure can be adopted to completely eliminate external radiation.
By using a contactless power supply circuit of the electric field coupling type using a flyback transformer as shown in FIG. 6, it becomes possible to perform switching at any frequency and waveform.

図7は、フォワードインバータを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。 Figure 7 shows a specific example of a contactless power supply circuit using a capacitive coupling method that uses a forward inverter.

図7の(A)には、フォワードインバータを用いて方形波を発振させて、接合容量C及びCを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図7の(B)に示すように接合容量Cと接合容量Cとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。 Fig. 7A shows a circuit in which a square wave is oscillated using a forward inverter and rectified and smoothed via junction capacitances C A and C B. This circuit also uses large junction capacitances, allowing the junction capacitances C A and C B to be separated and moved arbitrarily, as shown in Fig. 7B.

送電電極11aと受電電極12aとが接合容量Cを介して組み合わされ、送電電極11bと受電電極12bとが接合容量Cを介して組み合わされている状態(例えば図7の(A)に示す状態)では、接合容量C及びCの夫々の密着度が高く大きくなっているため外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
図7に示すようなフォワードインバータを用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
In a state where the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12a are combined with each other via a junction capacitance C A , and the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b are combined with each other via a junction capacitance C B (for example, the state shown in FIG. 7A), there is no external radiation because the degree of contact between the junction capacitances C A and C B is high and large. Although not shown, a shield can be provided or an overhang structure can be adopted to completely eliminate external radiation.
By using a contactless power supply circuit of the capacitive coupling type using a forward inverter as shown in FIG. 7, it becomes possible to perform switching at any frequency and waveform.

図8は、フルブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。 Figure 8 shows a specific example of a contactless power supply circuit using a full-bridge circuit and an electric field coupling method.

図8の(A)には、FET(電界効果トランジスタ)のフルブリッジ回路によって疑似的に方形波を発振させて、接合容量C及びCを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図8の(B)に示すように接合容量Cと接合容量Cとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。 Fig. 8A shows a circuit in which a pseudo-square wave is oscillated by a full bridge circuit of FETs (field effect transistors) and rectified and smoothed via junction capacitances C A and C B. This circuit also uses large junction capacitances, allowing the junction capacitances C A and C B to be separated and moved arbitrarily, as shown in Fig. 8B.

送電電極11aと受電電極12aとが接合容量Cを介して組み合わされ、送電電極11bと受電電極12bとが接合容量Cを介して組み合わされている状態(例えば図8の(A)に示す状態)では、接合容量C及びCの夫々の密着度が高く大きくなっているため、外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。 In a state in which the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12a are combined with each other via a junction capacitance C A , and the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b are combined with each other via a junction capacitance C B (for example, the state shown in FIG. 8A), the degree of contact between the junction capacitances C A and C B is high and large, so there is no external radiation. Although not shown, a shield can be provided or an overhang structure can be adopted to completely eliminate external radiation.

図8に示すようなフルブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
図8に示す回路には、ブリッジ整流回路が使用されているが、受電電極12aを送電電極11aに接続し、受電電極12bを送電電極11bに接続してもよいし、受電電極12aを送電電極11bに接続し、受電電極12bを送電電極11aに接続してもよい。また、図6のフライバックインバータ方式、図7のフォワードインバータ方式のいずれにおいても利用可能である。
なお、図示はしないが、三相送電を用いる場合には三段のフルブリッジを用いることで3組の接合容量C乃至Cを用いるものとする。それ以上の多相においても同様に増設することができる。この場合、受電電極12側は、相数に合わせてダイオードDの段数を増設する。
By using a full-bridge circuit as shown in FIG. 8 as a contactless power supply circuit of an electric field coupling type, it becomes possible to perform switching at any frequency and waveform.
Although a bridge rectifier circuit is used in the circuit shown in Fig. 8, the power receiving electrode 12a may be connected to the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12b may be connected to the power transmitting electrode 11b, or the power receiving electrode 12a may be connected to the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b may be connected to the power transmitting electrode 11a. In addition, the circuit can be used in both the flyback inverter system shown in Fig. 6 and the forward inverter system shown in Fig. 7.
Although not shown, when three-phase power transmission is used, a three-stage full bridge is used, so that three sets of junction capacitances C A to C C are used. For a multi-phase power transmission, the number of junction capacitances can be increased in the same manner. In this case, the number of stages of diodes D on the power receiving electrode 12 side is increased according to the number of phases.

図9は、フルブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。 Figure 9 shows a specific example of a contactless power supply circuit using an electric field coupling method that uses a full bridge circuit and a resonant circuit.

図9の(A)には、FET(電界効果トランジスタ)のフルブリッジ回路と共振回路とによって正弦波を発振させて、接合容量C及びCを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図9の(B)に示すように接合容量Cと接合容量Cとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。また、共振回路が設けられていることにより、FET(電界効果トランジスタ)のZVS(ゼロボルトスイッチング)又はZCS(ゼロカレントスイッチング)が可能となる。これにより、伝送効率を上げることができるとともに、FET(電界効果トランジスタ)の発熱を低減化させることができる。 FIG. 9A shows a circuit in which a sine wave is oscillated by a full bridge circuit of FETs (field effect transistors) and a resonant circuit, and rectified and smoothed through junction capacitances C A and C B. In this circuit, too, the junction capacitances C A and C B can be separated and moved arbitrarily by the large junction capacitances, as shown in FIG. 9B . Furthermore, the provision of the resonant circuit enables ZVS (zero volt switching) or ZCS (zero current switching) of the FETs (field effect transistors). This can increase the transmission efficiency and reduce heat generation of the FETs (field effect transistors).

送電電極11aと受電電極12aとが接合容量Cを介して組み合わされ、送電電極11bと受電電極12bとが接合容量Cを介して組み合わされている状態(例えば図9の(A)に示す状態)では、接合容量C及びCの夫々の密着度が高く大きくなっているため、外部放射が無い。なお、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。また、送電側及び受電側からの放射も低減しなければならない。 In a state where the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12a are combined with each other via a junction capacitance C A , and the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b are combined with each other via a junction capacitance C B (for example, the state shown in FIG. 9A), the degree of contact between the junction capacitances C A and C B is high and large, so there is no external radiation. In order to completely eliminate external radiation, a shield can be provided or an overhang structure can be adopted. In addition, radiation from the power transmitting side and the power receiving side must also be reduced.

図9に示すようなフルブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。なお、共振回路は同調されるものの、大電力送電時には主にインダクタンスの発熱による離調が起きる。そこで、自動同調機能を有するゲートドライブ回路を用いる。これにより、ZVS(ゼロボルトスイッチング)又はZCS(ゼロカレントスイッチング)が維持されて効率の良い発振が可能になる。なお、離調により、周波数がずれたとしても、密着した電極が用いられているため、外部放射が無く問題は無い。
なお、図9に示す回路も、上述の図8に示す回路と同様に、受電電極12aを送電電極11aに接続し、受電電極12bを送電電極11bに接続してもよいし、受電電極12aを送電電極11bに接続し、受電電極12bを送電電極11aに接続してもよい。また、三相送電を用いる場合には三段のフルブリッジを用いることで3組の接合容量C乃至Cを用いるものとし、それ以上の多相においても同様に増設することができる。この場合、受電電極12側は、相数に合わせてダイオードDの段数を増設する。
By using a full bridge circuit and a resonant circuit as shown in FIG. 9 as a contactless power supply circuit of the electric field coupling type, it becomes possible to perform switching at any frequency and waveform. Although the resonant circuit is tuned, detuning occurs mainly due to heat generation of the inductance during high power transmission. Therefore, a gate drive circuit with an automatic tuning function is used. This maintains ZVS (zero volt switching) or ZCS (zero current switching) and enables efficient oscillation. Even if the frequency shifts due to detuning, there is no problem because there is no external radiation since closely contacted electrodes are used.
In the circuit shown in Fig. 9, similarly to the circuit shown in Fig. 8 described above, the power receiving electrode 12a may be connected to the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12b may be connected to the power transmitting electrode 11b, or the power receiving electrode 12a may be connected to the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b may be connected to the power transmitting electrode 11a. When three-phase power transmission is used, a three-stage full bridge is used to use three sets of junction capacitances C A to C C , and more than one phase can be similarly increased. In this case, the number of stages of diodes D is increased on the power receiving electrode 12 side according to the number of phases.

図10は、プッシュプル回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。 Figure 10 shows a specific example of a contactless power supply circuit using an electric field coupling method that uses a push-pull circuit.

図10の(A)には、FET(電界効果トランジスタ)のプッシュプル回路によって疑似的に方形波を発振させて、接合容量C及びCを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図10の(B)に示すように接合容量Cと接合容量Cとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。 Fig. 10A shows a circuit in which a pseudo square wave is oscillated by a push-pull circuit of FETs (field effect transistors) and rectified and smoothed via junction capacitances C A and C B. This circuit also uses large junction capacitances, allowing the junction capacitances C A and C B to be separated and moved arbitrarily, as shown in Fig. 10B.

送電電極11aと受電電極12aとが接合容量Cを介して組み合わされ、送電電極11bと受電電極12bとが接合容量Cを介して組み合わされている状態(例えば図10の(A)に示す状態)では、接合容量C及びCの夫々の密着度が高く大きくなっているため、外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
図10に示すようなプッシュプル回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
図10に示す回路には、ブリッジ整流回路が使用されているが、受電電極12aを送電電極11aに接続し、受電電極12bを送電電極11bに接続してもよいし、受電電極12aを送電電極11bに接続し、受電電極12bを送電電極11aに接続してもよい。
In a state in which the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12a are combined with each other via a junction capacitance C A , and the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b are combined with each other via a junction capacitance C B (for example, the state shown in FIG. 10A), the degree of contact between the junction capacitances C A and C B is high and large, so there is no external radiation. Although not shown, a shield can be provided or an overhang structure can be adopted to completely eliminate external radiation.
By using a push-pull circuit as shown in FIG. 10 as a contactless power supply circuit of an electric field coupling type, it becomes possible to perform switching at any frequency and waveform.
The circuit shown in FIG. 10 uses a bridge rectifier circuit, but the power receiving electrode 12a may be connected to the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12b may be connected to the power transmitting electrode 11b, or the power receiving electrode 12a may be connected to the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b may be connected to the power transmitting electrode 11a.

図11は、ハーフブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。 Figure 11 shows a specific example of a contactless power supply circuit using an electric field coupling method that uses a half-bridge circuit.

図11の(A)には、FET(電界効果トランジスタ)のハーフブリッジ回路によって疑似的に方形波を発振させて、接合容量C及びCを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図11の(B)に示すように接合容量Cと接合容量Cとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。 Fig. 11A shows a circuit in which a pseudo square wave is oscillated by a half-bridge circuit of FETs (field effect transistors) and rectified and smoothed via junction capacitances C A and C B. This circuit also uses large junction capacitances, allowing the junction capacitances C A and C B to be separated and moved arbitrarily, as shown in Fig. 11B.

送電電極11aと受電電極12aとが接合容量Cを介して組み合わされ、送電電極11bと受電電極12bとが接合容量Cを介して組み合わされている状態(例えば図10の(A)に示す状態)では、接合容量C及びCの夫々の密着度が高く大きくなっているため、外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
図11に示すようなFET(電界効果トランジスタ)のハーフブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
図11に示す回路には、ブリッジ整流回路が使用されているが、受電電極12aを送電電極11aに接続し、受電電極12bを送電電極11bに接続してもよいし、受電電極12aを送電電極11bに接続し、受電電極12bを送電電極11aに接続してもよい。また、図6のフライバックインバータ方式、図7のフォワードインバータ方式のいずれにおいても利用可能である。
In a state in which the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12a are combined with each other via a junction capacitance C A , and the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b are combined with each other via a junction capacitance C B (for example, the state shown in FIG. 10A), the degree of contact between the junction capacitances C A and C B is high and large, so there is no external radiation. Although not shown, a shield can be provided or an overhang structure can be adopted to completely eliminate external radiation.
By using an electric field coupling type contactless power supply circuit that uses a half-bridge circuit of FETs (field effect transistors) as shown in FIG. 11, it becomes possible to perform switching at any frequency and waveform.
Although a bridge rectifier circuit is used in the circuit shown in Fig. 11, the power receiving electrode 12a may be connected to the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12b may be connected to the power transmitting electrode 11b, or the power receiving electrode 12a may be connected to the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b may be connected to the power transmitting electrode 11a. In addition, the circuit can be used in both the flyback inverter system of Fig. 6 and the forward inverter system of Fig. 7.

図12は、ハーフブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。 Figure 12 shows a specific example of a contactless power supply circuit using an electric field coupling method that uses a half-bridge circuit and a resonant circuit.

図12の(A)には、FET(電界効果トランジスタ)のハーフブリッジ回路と共振回路とによって正弦波を発振させて、接合容量C及びCを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図12の(B)に示すように接合容量Cと接合容量Cとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。また、共振回路が設けられていることにより、FET(電界効果トランジスタ)のZVS(ゼロボルトスイッチング)又はZCS(ゼロカレントスイッチング)が可能となる。これにより、伝送効率を上げることができるとともに、FET(電界効果トランジスタ)の発熱を低減化させることができる。 Fig. 12A shows a circuit in which a sine wave is oscillated by a half-bridge circuit of FETs (field effect transistors) and a resonant circuit, and rectified and smoothed through junction capacitances C A and C B. This circuit also has a large junction capacitance, so that the junction capacitances C A and C B can be separated and moved arbitrarily, as shown in Fig. 12B. Furthermore, the provision of a resonant circuit enables ZVS (zero volt switching) or ZCS (zero current switching) of the FETs (field effect transistors). This can increase the transmission efficiency and reduce heat generation of the FETs (field effect transistors).

送電電極11aと受電電極12aとが接合容量C及を介して組み合わされ、送電電極11bと受電電極12bとが接合容量Cを介して組み合わされている状態(例えば図12の(A)に示す状態)では、接合容量C及びCの夫々の密着度が高く大きくなっているため、外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
図12に示すようなハーフブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。なお、共振回路は同調されるものの、大電力送電時には主にインダクタンスの発熱による離調が起きる。そこで、自動同調機能を有するゲートドライブ回路を用いる。これにより、ZVS(ゼロボルトスイッチング)又はZCS(ゼロカレントスイッチング)が維持されて効率の良い発振が可能になる。なお、離調により、周波数がずれたとしても、密着した電極が用いられているため、外部放射が無く問題は無い。
In a state where the power transmitting electrode 11a and the power receiving electrode 12a are combined with each other via the junction capacitance C A and the power transmitting electrode 11b and the power receiving electrode 12b are combined with each other via the junction capacitance C B (for example, the state shown in FIG. 12A), the degree of contact between the junction capacitances C A and C B is high and large, so there is no external radiation. Although not shown, a shield can be provided or an overhang structure can be adopted to completely eliminate external radiation.
By using an electric field coupling type non-contact power supply circuit with a half bridge circuit and a resonant circuit as shown in FIG. 12, it becomes possible to perform switching at any frequency and waveform. Although the resonant circuit is tuned, detuning occurs mainly due to heat generation of the inductance during high power transmission. Therefore, a gate drive circuit with an automatic tuning function is used. This maintains ZVS (zero volt switching) or ZCS (zero current switching) and enables efficient oscillation. Even if the frequency shifts due to detuning, there is no problem because there is no external radiation since closely contacted electrodes are used.

次に、図13を参照して、電界結合方式の非接触給電回路における通信制御について説明する。
図13は、電界結合方式の非接触給電回路における通信制御のイメージを示す図である。
Next, communication control in the contactless power supply circuit of the electric field coupling type will be described with reference to FIG.
FIG. 13 is a diagram showing an image of communication control in a contactless power supply circuit of the electric field coupling type.

図13には、図6乃至図12を参照して説明した分離可能な電力伝送系に付随する通信制御のイメージが示されている。 Figure 13 shows an image of the communication control associated with the separable power transmission system described with reference to Figures 6 to 12.

図13に示すように、発振回路及び整流・平滑回路の外部には、制御回路が夫々設けられており、双方向の通信が実現されている。具体的には、送信側においては、送電側制御回路111が、発振回路の発振及び停止の制御を行い、受信側においては、受電側制御回路126が、受電状態のモニタリング(出力モニタリング)、及び負荷側の各種状況のモニタリング等を行う。
具体的には例えば、電池を充電しているときには、満充電になったことを知らせるとともに、送信側の発振を停止させる。
なお、発振回路と整流・平滑回路との間における通信手法として、どのようなものを採用するかは特に限定されず、例えば次のような通信手法を採用することができる。
As shown in Fig. 13, a control circuit is provided outside the oscillator circuit and the rectifier/smoothing circuit, respectively, to realize two-way communication. Specifically, on the transmitting side, a power transmitting side control circuit 111 controls the oscillation and stopping of the oscillator circuit, and on the receiving side, a power receiving side control circuit 126 monitors the power receiving state (output monitoring) and various conditions on the load side.
Specifically, for example, when the battery is being charged, it notifies the user that the battery is fully charged and stops oscillation on the transmitting side.
There are no particular limitations on the communication method used between the oscillator circuit and the rectifying and smoothing circuit, and the following communication method, for example, can be used.

即ち、(1)送電電極11に高周波信号を重畳させる通信手法を採用することができる。ここで「高周波」とは、送電周波数よりも十分に高い周波数のことをいう。この場合、仮に送電にMHzが用いられているのであれば、通信にはGHzを用いる。(2)送電周波数を用いた通信手法を採用することができる。この場合、波形を変調させて送信側から受信側に伝達する。そして、受信側から送信側へは、負荷を変動させて電流値の変化を送信側に知らせる。(3)光通信を採用することができる。この場合、例えばLED(発光ダイオード)等を用いることができる。(4)磁気通信を採用することができる。この場合、送信側と受信側との双方にコイル(図示せず)を配置することで磁気的な通信を行う。(5)音響通信を採用することができる。この場合、対向する電極を介して超音波を伝達させることで通信を行う。また、接合容量C側と接合容量C側とを通信方向に応じて使い分ける。これにより、1つの電極であっても、周波数分割、時分割を用いて通信方向を切り替えることができる。 That is, (1) a communication method in which a high-frequency signal is superimposed on the power transmission electrode 11 can be adopted. Here, "high frequency" refers to a frequency sufficiently higher than the power transmission frequency. In this case, if MHz is used for power transmission, GHz is used for communication. (2) A communication method using the power transmission frequency can be adopted. In this case, the waveform is modulated and transmitted from the transmitting side to the receiving side. Then, from the receiving side to the transmitting side, the load is changed to inform the transmitting side of the change in the current value. (3) Optical communication can be adopted. In this case, for example, an LED (light-emitting diode) or the like can be used. (4) Magnetic communication can be adopted. In this case, magnetic communication is performed by arranging coils (not shown) on both the transmitting side and the receiving side. (5) Acoustic communication can be adopted. In this case, communication is performed by transmitting ultrasonic waves through the opposing electrodes. In addition, the junction capacitance C A side and the junction capacitance C B side are used depending on the communication direction. As a result, even with one electrode, the communication direction can be switched using frequency division and time division.

以上をまとめると、本実施形態によれば、以下の効果が期待できる。
即ち、電界結合方式の非接触給電において、絶縁膜125を挟んで対向する送電電極11と受電電極12とを近接させることにより、大きな接合容量を得ることができるとともに、送電電極11と受電電極12とに簡易なシールドを設けたり、オーバーハング構造にしたりすることで、電磁波放射を低減化させることができる。
In summary, according to this embodiment, the following effects can be expected.
In other words, in the contactless power supply using the electric field coupling method, by bringing the power transmitting electrode 11 and the power receiving electrode 12, which face each other with the insulating film 125 in between, close to each other, a large junction capacitance can be obtained, and by providing a simple shield for the power transmitting electrode 11 and the power receiving electrode 12 or by using an overhang structure, electromagnetic wave radiation can be reduced.

このような条件の下では、以下に挙げる2つの手法を採用し得る。
1つ目の手法は、共振回路を使用しない方法である。この手法の場合、正弦波を送る必要が無く、また、電圧を昇圧すること無く送電が可能になる。これにより、共振回路を用いることなく送電が可能になる。また、チューニングの手間など時間的なコスト等を大幅に削減することができる。さらに、コイルLにおける損失に伴う同調のずれが生じる心配がなくなる。その結果、大電力給電が可能になる。また、共振回路を用いないことから、回路規模を小さくすることが可能になる。その結果、製作に要するコストを削減することが可能になる。
2つ目の手法は、自動同調機能を用いてスイッチングトランジスタのゲートをドライブさせる手法である。即ち、フルブリッジ型回路、ハーフブリッジ回路部に、大電力送電時において、主にインダクタンスの発熱に伴う共振回路の離調があっても、自動同調機能を用いてスイッチングトランジスタのゲートをドライブさせる。これにより、ZVS(ゼロボルトスイッチング)又はZCS(ゼロカレントスイッチング)を機能させて発振効率の向上を維持させることができる。
即ち、本実施形態によれば、近年発展が著しい急速充電電池又はリチウムイオンキャパシタが搭載された機器に対して容易に電界結合で送電可能な給電システムを構築することが可能になる。
Under such conditions, the following two approaches can be adopted.
The first method is a method that does not use a resonant circuit. In this method, there is no need to send a sine wave, and power can be transmitted without boosting the voltage. This enables power transmission without using a resonant circuit. In addition, it is possible to significantly reduce the time costs, such as the effort required for tuning. Furthermore, there is no need to worry about tuning deviations caused by losses in the coil L. As a result, it becomes possible to supply large power. In addition, since a resonant circuit is not used, it is possible to reduce the circuit size. As a result, it is possible to reduce the cost required for production.
The second method is to drive the gate of the switching transistor using an automatic tuning function. That is, even if there is detuning of the resonant circuit due to heat generation of the inductance during high power transmission to the full-bridge circuit or half-bridge circuit, the gate of the switching transistor is driven using the automatic tuning function. This allows ZVS (zero volt switching) or ZCS (zero current switching) to function and maintain improved oscillation efficiency.
That is, according to this embodiment, it is possible to construct a power supply system that can easily transmit power by electric field coupling to a device equipped with a quick-charge battery or a lithium-ion capacitor, which have seen remarkable development in recent years.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and modifications and improvements that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

以上まとめると、本発明が適用される電力供給システムは、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
即ち、本発明が適用される電力供給システムは、
電源からの電力を送電する送電電極(例えば上述の送電電極11)を有する送電側と、前記送電電極から送電された電力を、接合容量(例えば上述の接合容量C及びC)を介して受電する受電電極(例えば上述の受電電極12)を有する受電側とを含む電力供給システムにおいて、
前記受電側は、
前記受電電極のうち前記送電電極に対向する面に、絶縁性の弾性体(例えば図2のゴム121及び弾性接着層122)からなる第1の層と、屈曲性を有する薄板形状の導電体(例えば図2の薄板電極123)からなる第2の層と、当該第2の層の端部と前記受電電極とを接続する導電性の弾性体(例えば図2のバネ状導体124)とを有し、
前記第2の層のうち前記送電電極に対向する面に絶縁性の膜が配置されており、
前記第2の層が前記送電電極に接触又は近接すると、当該送電電極からの電力が、前記第2の層と前記導電性の弾性体とを介して前記受電電極により受電する。
In summary, the power supply system to which the present invention is applied is sufficient if it has the following configuration, and can take a variety of different embodiments.
That is, the power supply system to which the present invention is applied is
A power supply system including a power transmitting side having a power transmitting electrode (e.g., the above-mentioned power transmitting electrode 11) that transmits power from a power source, and a power receiving side having a power receiving electrode (e.g., the above-mentioned power receiving electrode 12) that receives the power transmitted from the power transmitting electrode via a junction capacitance (e.g., the above-mentioned junction capacitances C A and C B ),
The power receiving side is
a first layer made of an insulating elastic material (e.g., rubber 121 and elastic adhesive layer 122 in FIG. 2 ) on a surface of the power receiving electrode facing the power transmitting electrode, a second layer made of a flexible thin-plate conductor (e.g., thin-plate electrode 123 in FIG. 2 ), and a conductive elastic material (e.g., spring-shaped conductor 124 in FIG. 2 ) connecting an end of the second layer to the power receiving electrode,
an insulating film is disposed on a surface of the second layer facing the power transmitting electrode;
When the second layer is in contact with or in close proximity to the power transmitting electrode, power from the power transmitting electrode is received by the power receiving electrode via the second layer and the conductive elastic body.

また、前記第2の層は、前記第1の層の表面に複数配置され、
前記受電側が前記送電側に押圧されると、前記送電電極の表面の形状に合わせて、複数の前記第2の層の夫々が形状を変化させながら前記送電電極の表面に接触するようにすることができる。
Moreover, the second layer is disposed in a plurality of layers on the surface of the first layer,
When the power receiving side is pressed against the power transmitting side, each of the plurality of second layers can change shape to match the shape of the surface of the power transmitting electrode and come into contact with the surface of the power transmitting electrode.

また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し(例えば上述の接合容量C及びC)、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたFET(電界効果トランジスタ)と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフライバックインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段(例えば図13の送電側制御回路111)をさらに含むようにすることができる。
In addition, there are two combinations of the power transmitting electrodes and the power receiving electrodes that form the junction capacitance (for example, the above-mentioned junction capacitances C A and C B ),
The power transmitting side includes:
Transformer and
A FET (field effect transistor) disposed on the primary side of the transformer;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
It operates as a flyback inverter that oscillates a square wave.
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
The power transmission device may further include a control means (for example, the power transmission control circuit 111 in FIG. 13) for controlling the operation of the power transmission side.

また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し(例えば上述の接合容量C及びC)、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたFET(電界効果トランジスタ)と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフォワードインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段(例えば図13の送電側制御回路111)をさらに含むようにすることができる。
In addition, there are two combinations of the power transmitting electrodes and the power receiving electrodes that form the junction capacitance (for example, the above-mentioned junction capacitances C A and C B ),
The power transmitting side includes:
Transformer and
A FET (field effect transistor) disposed on the primary side of the transformer;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
It acts as a forward inverter that oscillates a square wave.
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
The power transmission device may further include a control means (for example, the power transmission control circuit 111 in FIG. 13) for controlling the operation of the power transmission side.

また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し(例えば上述の接合容量C及びC)、
前記送電側は、
疑似的な方形波を発振させる、4つのFET(電界効果トランジスタ)を含むフルブリッジ回路を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段(例えば図13の送電側制御回路111)をさらに含むようにすることができる。
In addition, there are two combinations of the power transmitting electrodes and the power receiving electrodes that form the junction capacitance (for example, the above-mentioned junction capacitances C A and C B ),
The power transmitting side includes:
A full bridge circuit including four FETs (field effect transistors) that oscillates a pseudo square wave is provided.
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
The power transmission device may further include a control means (for example, the power transmission control circuit 111 in FIG. 13) for controlling the operation of the power transmission side.

また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し(例えば上述の接合容量C及びC)、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、4つのFET(電界効果トランジスタ)を有するフルブリッジ回路、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段(例えば図13の送電側制御回路111)をさらに含むようにすることができる。
In addition, there are two combinations of the power transmitting electrodes and the power receiving electrodes that form the junction capacitance (for example, the above-mentioned junction capacitances C A and C B ),
The power transmitting side includes:
Transformer and
a full bridge circuit having four FETs (field effect transistors) and a resonant circuit, the full bridge circuit being arranged on the primary side of the transformer and configured to oscillate a square wave;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
The power transmission device may further include a control means (for example, the power transmission control circuit 111 in FIG. 13) for controlling the operation of the power transmission side.

また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し(例えば上述の接合容量C及びC)、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、2つのFET(電界効果トランジスタ)を有するプッシュプル回路と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段(例えば図13の送電側制御回路111)をさらに含むようにすることができる。
In addition, there are two combinations of the power transmitting electrodes and the power receiving electrodes that form the junction capacitance (for example, the above-mentioned junction capacitances C A and C B ),
The power transmitting side includes:
Transformer and
a push-pull circuit having two FETs (field effect transistors) arranged on the primary side of the transformer and oscillating a pseudo square wave;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
The power transmission device may further include a control means (for example, the power transmission control circuit 111 in FIG. 13) for controlling the operation of the power transmission side.

また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し(例えば上述の接合容量C及びC)、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、2つのFET(電界効果トランジスタ)と2つのコンデンサとを有するハーフブリッジ回路と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段(例えば図13の送電側制御回路111)をさらに含むようにすることができる。
In addition, there are two combinations of the power transmitting electrodes and the power receiving electrodes that form the junction capacitance (for example, the above-mentioned junction capacitances C A and C B ),
The power transmitting side includes:
Transformer and
a half-bridge circuit having two FETs (field effect transistors) and two capacitors, the half-bridge circuit being arranged on the primary side of the transformer and oscillating a pseudo square wave;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
The power transmission device may further include a control means (for example, the power transmission control circuit 111 in FIG. 13) for controlling the operation of the power transmission side.

また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し(例えば上述の接合容量C及びC)、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、2つのFET(電界効果トランジスタ)、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段(例えば図13の送電側制御回路111)をさらに含むようにすることができる。
In addition, there are two combinations of the power transmitting electrodes and the power receiving electrodes that form the junction capacitance (for example, the above-mentioned junction capacitances C A and C B ),
The power transmitting side includes:
Transformer and
Two FETs (field effect transistors) and a resonant circuit that oscillate a square wave are arranged on the primary side of the transformer;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
The power transmission device may further include a control means (for example, the power transmission control circuit 111 in FIG. 13) for controlling the operation of the power transmission side.

11・・・送電電極、12・・・受電電極、111・・・送電側制御回路、121・・・ゴム、122・・・弾性接着層、123・・・薄板電極、124・・・バネ状導体、125・・・絶縁膜、126・・・受電側制御回路、L・・・コイル、C・・・コンデンサ、V・・・直流電源、T・・・トランス、C,C・・・接合容量、D・・・ダイオード、Q・・・FET(電界効果トランジスタ)


11: power transmitting electrode, 12: power receiving electrode, 111: power transmitting side control circuit, 121: rubber, 122: elastic adhesive layer, 123: thin plate electrode, 124: spring-shaped conductor, 125: insulating film, 126: power receiving side control circuit, L: coil, C: capacitor, V: DC power supply, T: transformer, C A , C B : junction capacitance, D: diode, Q: FET (field effect transistor)


Claims (9)

電源からの電力を送電する送電電極を有する送電側と、前記送電電極から送電された電力を、接合容量を介して受電する受電電極を有する受電側とを含む電力供給システムにおいて、
前記受電側は、
前記受電電極のうち前記送電電極に対向する面に、絶縁性の弾性体からなる第1の層と、屈曲性を有する薄板形状の導電体からなる第2の層と、当該第2の層の端部と前記受電電極とを接続する導電性の弾性体とを有し、
前記第2の層のうち前記送電電極に対向する面に絶縁性の膜が配置されており、
前記第2の層が前記送電電極に接触又は近接すると、当該送電電極からの電力が、前記第2の層と前記導電性の弾性体とを介して前記受電電極により受電する、
電力供給システム。
A power supply system including a power transmitting side having a power transmitting electrode that transmits power from a power source, and a power receiving side having a power receiving electrode that receives the power transmitted from the power transmitting electrode via a junction capacitance,
The power receiving side is
a first layer made of an insulating elastic material, a second layer made of a flexible thin-plate-shaped conductor, and a conductive elastic material connecting an end of the second layer to the power receiving electrode, on a surface of the power receiving electrode facing the power transmitting electrode;
an insulating film is disposed on a surface of the second layer facing the power transmitting electrode;
When the second layer is in contact with or in close proximity to the power transmitting electrode, power from the power transmitting electrode is received by the power receiving electrode via the second layer and the conductive elastic body.
Power supply system.
前記第2の層は、前記第1の層の表面に複数配置され、
前記受電側が前記送電側に押圧されると、前記送電電極の表面の形状に合わせて、複数の前記第2の層の夫々が形状を変化させながら前記送電電極の表面に接触する、
請求項1に記載の電力供給システム。
the second layer is disposed on a surface of the first layer in a plurality of layers,
When the power receiving side is pressed against the power transmitting side, each of the second layers changes shape to come into contact with the surface of the power transmitting electrode in accordance with the shape of the surface of the power transmitting electrode.
The power supply system according to claim 1 .
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたFET(電界効果トランジスタ)と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフライバックインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項1又は2に記載の電力供給システム。
The power transmitting electrode and the power receiving electrode are connected to each other in a pair of two pairs of the power transmitting electrode and the power receiving electrode, and the pair of the power receiving electrodes form the junction capacitance.
The power transmitting side includes:
Transformer and
A FET (field effect transistor) disposed on the primary side of the transformer;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
It operates as a flyback inverter that oscillates a square wave.
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
Further comprising a control means for controlling the operation of the power transmission side.
3. The power supply system according to claim 1 or 2.
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたFET(電界効果トランジスタ)と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフォワードインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項1又は2に記載の電力供給システム。
The power transmitting electrode and the power receiving electrode are connected to each other in a pair of two pairs of the power transmitting electrode and the power receiving electrode, and the pair of the power receiving electrodes form the junction capacitance.
The power transmitting side includes:
Transformer and
A FET (field effect transistor) disposed on the primary side of the transformer;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
It acts as a forward inverter that oscillates a square wave.
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
Further comprising a control means for controlling the operation of the power transmission side.
3. The power supply system according to claim 1 or 2.
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し、
前記送電側は、
疑似的な方形波を発振させる、4つのFET(電界効果トランジスタ)を含むフルブリッジ回路を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項1又は2に記載の電力供給システム。
The power transmitting electrode and the power receiving electrode are connected to each other in a pair of two pairs of the power transmitting electrode and the power receiving electrode, and the pair of the power receiving electrodes form the junction capacitance.
The power transmitting side includes:
A full bridge circuit including four FETs (field effect transistors) that oscillates a pseudo square wave is provided.
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
Further comprising a control means for controlling the operation of the power transmission side.
3. The power supply system according to claim 1 or 2.
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、4つのFET(電界効果トランジスタ)を有するフルブリッジ回路、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項1又は2に記載の電力供給システム。
The power transmitting electrode and the power receiving electrode are connected to each other in a pair of two pairs of the power transmitting electrode and the power receiving electrode, and the pair of the power receiving electrodes form the junction capacitance.
The power transmitting side includes:
Transformer and
a full bridge circuit having four FETs (field effect transistors) and a resonant circuit, the full bridge circuit being arranged on the primary side of the transformer and configured to oscillate a square wave;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
Further comprising a control means for controlling the operation of the power transmission side.
3. The power supply system according to claim 1 or 2.
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、2つのFET(電界効果トランジスタ)を有するプッシュプル回路と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項1又は2に記載の電力供給システム。
The power transmitting electrode and the power receiving electrode are connected to each other in a pair of two pairs of the power transmitting electrode and the power receiving electrode, and the pair of the power receiving electrodes form the junction capacitance.
The power transmitting side includes:
Transformer and
a push-pull circuit having two FETs (field effect transistors) arranged on the primary side of the transformer and oscillating a pseudo square wave;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
Further comprising a control means for controlling the operation of the power transmission side.
3. The power supply system according to claim 1 or 2.
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、2つのFET(電界効果トランジスタ)と2つのコンデンサとを有するハーフブリッジ回路と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項1又は2に記載の電力供給システム。
The power transmitting electrode and the power receiving electrode are connected to each other in a pair of two pairs of the power transmitting electrode and the power receiving electrode, and the pair of the power receiving electrodes form the junction capacitance.
The power transmitting side includes:
Transformer and
a half-bridge circuit having two FETs (field effect transistors) and two capacitors, the half-bridge circuit being arranged on the primary side of the transformer and oscillating a pseudo square wave;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
Further comprising a control means for controlling the operation of the power transmission side.
3. The power supply system according to claim 1 or 2.
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを2組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、2つのFET(電界効果トランジスタ)、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された2つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項1又は2に記載の電力供給システム。

The power transmitting electrode and the power receiving electrode are connected to each other in a pair of two pairs of the power transmitting electrode and the power receiving electrode, and the pair of the power receiving electrodes form the junction capacitance.
The power transmitting side includes:
Transformer and
Two FETs (field effect transistors) and a resonant circuit that oscillate a square wave are arranged on the primary side of the transformer;
Two of the power transmitting electrodes are disposed on a secondary side of the transformer;
having
The power receiving side is
A rectifier circuit;
A smoothing circuit;
having
Further comprising a control means for controlling the operation of the power transmission side.
3. The power supply system according to claim 1 or 2.

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