JPH03284135A - 給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電力を伝達する給電装置、特に電磁誘導作用
を利用する給電装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば実開昭５７−３１８１８号公報に示され
た電磁誘導作用を利用する従来の給電装置としてのコン
セントの断面図であり、図において、トランスを構成す
る１次側鉄心（１ａ）にはボビン（２ａ）を介して１次
側巻線（３ａ）が巻装されており、この１側次鉄心（１
ａ）は磁極面が露出するようにコンセントボディ（４）
に収納されている。

また、２次側鉄心（１ｂ）にはボビン（２ｂ）を介して
２次側巻線（３ｂ）が巻装されており、この２次側鉄心
（１ｂ）も磁極面が露出するようにコンセントキャップ
「プラグ」　（５）に収納されている。

上記１次側巻線（３ａ）はコード（６）を介して商用交
流電源（７）に接続されている。また、２次側巻線（２
ｂ）はコード（８）を介して負荷（９）に接続されてい
る。

次に上記従来例の動作について説明する。トランスを構
成する１次側鉄心（１ａ）の磁極面に２次側鉄心（１ｂ
）の磁極面が当接するように、コンセントボディ　（４
）とコンセントキャップ（５）を結合させる。

そして、商用交流電源（７）から交流電圧をコード（６
）に印加すると、１次側巻線（３ａ）に電流が流れ、１
次側鉄心（１ａ）及び２次側鉄心（１ｂ）による閉磁路
で磁束ができる。この磁束による電磁誘導作用で２次側
巻線（３ｂ）に電流が流れ、コード（８）を介して交流
の電気エネルギーが負荷（９）に供給することがされる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の給電装置は以上のように構成されているので、商
用周波数に応じた大きくて重いトランスが必要であり、
負荷の変動や入力電圧の変動か起こると、これらの変動
に応じて出力電圧、出力電流の変動が起こり、安定した
出力を得ることが困難であった。

また、トランスの１次側、２次側にそれぞれモールド等
を施すと、ギャップが大きくなり、このため、漏れイン
ダクタンスも大きくなり、出力電圧、出力電流の変動率
がより大きくなるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消することを課題に
なされたもので、トランスを小形軽量化するとともに、
負荷の変動や入力電圧の変動による出力電圧または出力
電流の変動を抑制し、ｗカの安定した高精度の給電装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る給電装置は、１次側巻線を巻装した１次
側鉄心と２次側巻線を巻装した２次側鉄心を分離、結合
可能に構成し、上記２次側巻線の出力信号を検出する出
力電圧検出回路を設け、こ出力電圧の検出回路の出力信
号に応じた光信号を出力する発光手段を上記２次側鉄心
に備え、この光信号を受信する受光手段を上記１次側鉄
心に備え、この受信した光信号に応じて上記１次側巻線
に接続したスイッチング手段の開閉を制御する構成とし
たものである。

〔作用〕

この発明における給電装置はスイッチング手段で１次側
巻線の回路を開閉し、この１次側巻線の通電電流を断続
することにより、トランスを小形軽量化することができ
る。また、２次側巻線の出力信号を検出し、この検出信
号を発光手段と受光手段を用いて、２次側から１次側に
フィードバックして、上記スイッチング手段の開閉を制
御することにより、負荷の変動や入力電圧の変動があっ
ても安定な出力を高精度に得ることを可能とする。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による給電装置のコンセント・
プラグ部の分離時の断面図であり、第２図は結合時の断
面図である。

第１図、第２図において、トランスを構成する断面Ｅ字
形の１次側鉄心（１１ａ）には１次側巻線（１２ａ）が
巻装されており、この両者を位置関係を保って電気絶縁
物質でモールドしてコンセントボディ　（１３）を形成
している。

一方、断面Ｅ字形の２次側鉄心（ｌｌｂ）には２次側巻
線（１２ｂ）が巻装されており、この両者を位置関係を
保って電気絶縁物質でモールドしてプラグとしてのコン
セントキャップ（１４）を形成している。

上記コンセントボディ（１３）とコンセントキャップ（
１４）の当接面には、位置決めを重ねた係合用凹凸部（
１５）、　　（１６）が設けられている。また、１次側
鉄心（ｌｌａ）、２次側鉄心（ｌｌｂ）の中央部には、
貫通穴（１７）、（１８）が対向して設けられている。

そして、１次側鉄心（１１ａ）の貫通穴（１７）には受
光素子（１９）を、２次側鉄心（１ｌ　ｂ）の貫通穴（
１８）には発光素子（２０）をそれぞれ頂面がコンセン
トボディ（１３）とコンセントキャップ（１４）の当接
面と同一面になるように収納されている。

第３図は上記給電装置の回路構成を示すプロッり図であ
り、第３図において、トランス（１０）をリセットする
ための補助巻線（１２ｃ）は１次側巻線（１，２ａ）と
直列に設けられている。

ＡＣ／ＤＣ変換部（２２）は商用交流電源（２１）の出
力を整流平滑して直流ｗカを得るもので、この出力側に
スイッチング手段としてのトランジスタ（２３）を介し
て１次側巻線（１２ａ）が接続されている。このトラン
ジスタ（２３）のベースには開閉信号を出力する制御回
路（２４）が接続されている。

上記補助巻線（１２ｃ）の一端とトランジスタ（２３）
のエミッタ間には、トランジスタ（２３）のリセット用
ダイオード（２５）が接続されている。受光素子（１９
）と制御回路（２４）の間には、受光素子（１９）で受
信した光信号の周波数を電圧信号に変換する周波数・電
圧変換器（２６）が接続されている。

分離・結合部（２７）を境にしたトランス（１０）の２
次側の２次側巻線（１２ｂ）には、整流用ダイオード（
２８）　、チョークコイル（２つ）と平滑用コンデンサ
（３０）とで構成されたＬＣフィルタ（３１）、負荷（
３２）が順次接続され、２次側巻線（１２ｂ）の一端と
整流用ダイオード（２８）の出力端との間に環流用ダイ
オード（３３）が接続されている。

出力電圧検出回路（３４）はＬＣフィルタ（３１）の出
力側から出力電圧を検出するもので、例えば出力電圧を
分圧して検出する回路であってもよい。この出力電圧検
出回路（３４）と発光素子（２０）との間には、検出さ
れた出力電圧を周波数に変換する電圧・周波数変換器（
３５）が接続されている。

次に上記実施例の動作について説明する。まず、第２図
に示すように、コンセントボディ　（１３）に対しコン
セントキャップ（１４）を係合用凹凸部（１５）、（１
６）によって位置決め結合すると、受光素子（１９）と
発光素子（２０）とが対面する。

この結合状態において商用交流電源（２１）から印加さ
れた交流電圧は、ＡＣ／ＤＣ変換部（２２）で直流電圧
に変換される。そして、トランジスタ（２３）が制御回
路（２４）から出力された開閉信号でスイッチング動作
を行うことにより、上記ＡＣ／ＤＣ変換部（２２）から
供給される直流電圧を断続する。

この直流電圧の断続によって１次側巻線（１２ａ）の通
電電流も断続し、この通電電流で生ずる磁束も変化し、
電磁誘導作用によって２次側巻線（１，２ｂ）にエネル
ギ伝達が行われる。このエネルギ伝達によって２次側巻
線（１２ｂ）に流れる電流が整流用ダイオード（２８）
で整流され、ＬＣフィルタ（３１）で平均化されること
によって、負荷（３２）に直流出力電圧が供給される。

上記負荷（３６）に供給される直流出力電圧は、出力電
圧検出回路（３４）で検出される。この検出された電圧
は、電圧・周波数変換器（２２）で周波数信号に変換さ
れ、この周波数信号で発光素子（２０）から発生された
光パルス信号は受光素子（１９）にフィードバックされ
る。受光素子（１９）は受信した光パルス信号に応じた
パルス信号を出力する。このパルス信号は周波数・電圧
変換器（２３）で電圧信号に変換され、この電圧信号に
より制御回路（２４）を介してトランジスタ（２３）の
開閉を制御して出力電圧を制御する。

トランス（１０）の補助巻線（１２Ｃ）は、トランジス
タ（２３）のオフ時にトランス（１０）を初期化するた
めに設けられたもので、リセット用のダイオード（２５
）を介してトランス（１ｏ）に蓄えられていたエネルギ
が回生される。

一方、第１図に示すようにコンセントボディ（１３）と
コンセントキャップ（１４）が分離状態では、電磁誘導
作用によるエネルギ伝達は行われない。

なお、上記実施例では、出力電圧を検出するものを示し
たが、出力電流を検出するものであっても良い。

また、商用交流電源（２１）を印加したものについて説
明したが、他の交流電源であってもよく、ＡＣ／ＤＣ変
換部（２２）のかわりに直流電源、例えばバッテリーで
あってもよい。受光素子、発０ 光素子をそれぞれ１次側鉄心、２次側鉄心の中央部に設
けたものについて説明したが、両者を対向して設けるな
らば中央部以外であっても良く、上記実施例と同様の効
果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、トランスを構成する
１次側鉄心と２次側鉄心に対向して設けた発光素子と受
光素子を用いて、２次側の出力信号を１次側にフィード
バックし、１次側巻線に設けたスイッチング手段の開閉
を制御するように構成したので、負荷の変動、入力電圧
の変動による出力変動を抑制し、安定な出力を高精度に
得ることができる。また、スイッチング手段で１次側巻
線の通電を断続するので、トランスを小形軽量化でき、
この結果、給電装置を簡単な構成で小形軽量化できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による給電装置のコンセン
トボディとコンセントキャップの分離時の断面図、第２
図はその両者の結合時の断面図、第３図はこの発明の一
実施例による給電装置の回路構成を示すブロック図、第
４図は従来の給電装置としてのコンセントの断面図であ
る。 図において、（１０）はトランス、（１１ａ）は１次側
鉄心、（１ｌ　ｂ）は２次側鉄心、（１２ａ）は１次側
巻線、（１２ｂ）は２次側巻線、（１３）はコンセント
ボディ、（１４）はコンセントキャップ、’（１９）は
受光素子、−（２０，）は発光素子、（２３）はトラン
ジスタ（スイッチング手段）、（３４）は出力電圧検出
回路である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 トランスを構成する分離結合が可能な１次側鉄心及び２
   次側鉄心と、 前記１次側鉄心に巻装した１次巻線及び前記２次側鉄心
   に巻装した２次側巻線と、 前記１次側巻線に接続したスイッチング手段と、前記２
   次側巻線からの出力電圧を検出する出力電圧検出回路と
   、 前記出力電圧回路の検出電圧に応じた光信号を出力する
   ように前記２次側鉄心内に設けられた発光手段と、 前記光信号を受信するように前記１次側鉄心内に設けら
   れた受光手段と、 前記受光手段の出力に応じて前記スイッチング手段の開
   閉を制御する制御回路とを備えた給電装置。