JPH054733U

JPH054733U - 電力供給装置

Info

Publication number: JPH054733U
Application number: JP049884U
Authority: JP
Inventors: 青木　　透; 重治鈴木
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【目的】例えばＩＣカードなどの被電力供給装置に電
力を電磁結合によって供給するための電力供給装置に関
し、１枚の基板で安価、かつ、コンパクトに構成できる
（厚さを薄くできる）ことを目的とする。【構成】一端が電源に接続され、正帰還がかかるよう
に相互誘導結合された第１および第２のコイルＬ₁，Ｌ
₂と、第１のコイルの他端に一端が接続された第１の並
列体Ｒ₁，Ｃ₁と、第２のコイルの他端に一端が接続さ
れた第２の並列体Ｒ₂，Ｃ₂と、第１のコイルと第１の
並列体との接続点にコレクタが接続され、第２の並列体
の他端にベースが接続された第１のトランジスタＴｒ₁
と、第２のコイルと第２の並列体との接続点にコレクタ
が接続され、第１の並列体の他端にベースが接続された
第２のトランジスタＴｒ₂とを備え、第１のコイルと第
２のコイルとをモジュール基板Ｐの同一位置の表裏にプ
リント配線で形成して構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えばＩＣカードなどの被電力供給装置に電力を電磁結合によって供給するための電力供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図５は従来の電力供給装置の一例の構成を示す回路図である。図５において、Ｔは電源電圧Ｖ_DDが印加される電源端子、Ｒは電源端子Ｔに一端が接続された抵抗器、Ｃは抵抗器Ｒに並列接続されたコンデンサを示す。Ｌ₁は電源端子Ｔに一端が接続された第１のコイル、Ｌ₂は電源端子Ｔに一端が接続された第２のコイル、Ｌ₃は抵抗器ＲとコンデンサＣとの接続点の他端に一端が接続された第３のコイル、Ｌ₄は抵抗器ＲとコンデンサＣとの接続点の他端に一端が接続された第４のコイルを示す。

【０００３】Ｔｒ₁は第１のトランジスタを示し、コレクタが第１のコイルＬ₁の他端に接続され、ベースが第３のコイルＬ₃の他端に接続され、エミッタがアース電位に接続されている。Ｔｒ₂は第２のトランジスタを示し、コレクタが第２のコイルＬ₂の他端に接続され、ベースが第４のコイルＬ₄の他端に接続され、エミッタがアース電位に接続されている。なお、第１、第３のコイルＬ₁，Ｌ₃は正帰還がかかるように相互誘導結合され、第２、第４のコイルＬ₂，Ｌ₄も正帰還がかかるように相互誘導結合されている。

【０００４】図６は第１〜第４のコイルの配置を示す分解斜視図、図７は第１〜第４のコイルの配置を示す側面図である。図６および図７において、Ｐはモジュール基板を示し、第１のコイルＬ₁と第２のコイルＬ₂とが同一位置の表裏にプリント配線で形成され、第１のコイルＬ ₁ と第２のコイルＬ₂との中心部分はスルーホールＨに設けた導体Ｅで導通され、リード線ｌで所定部位に接続されている。

【０００５】ｐはプリントコイル基板を示し、第３のコイルＬ₃と第４のコイルＬ₄とが同一位置の表裏にプリント配線で形成され、第３のコイルＬ₃と第４のコイルＬ₄ との中心部分はスルーホールｈに設けた導体ｅで導通され、リード線ｌで所定部位に接続されている。Ｂは接着剤などの部材を示し、第１、第２のコイルＬ₁，Ｌ₂の中心に対して第３、第４のコイルＬ₃，Ｌ₄の中心が同一位置になるようにモジュール基板Ｐに対してプリントコイル基板ｐを位置決めして固定するものである。

【０００６】次に、動作について説明する。まず、第１のトランジスタＴｒ₁が導通している状態では、コレクタ電流が第１のコイルＬ₁に流れることによって第３のコイルＬ₃にも同じ電流が流れるので、第１のトランジスタＴｒ₁にベース電流を供給している第３のコイルＬ₃の電流が相互誘導（正帰還）によって増加し、コレクタ電流がさらに増加する。この繰り返しによって第１のトランジスタＴｒ₁が飽和して非導通になるとともに、コンデンサＣが充電される。

【０００７】そして、コンデンサＣの電荷が抵抗器Ｒを介して放電されると、第２のトランジスタＴｒ₂が導通状態となり、第１のトランジスタＴｒ₁と同様な過程を経て非導通になる。したがって、第１および第２のトランジスタＴｒ₁，Ｔｒ₂が交互に導通、非導通を繰り返して発振する。

【０００８】このように発振した状態で第１〜第４のコイルＬ₁〜Ｌ₄に対して、例えばＩＣカードなどの被電力供給装置の電源コイルを電磁結合させることにより、被電力供給装置に電力を供給することができる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

従来の電力供給装置は、以上のように構成されているので、すなわちモジュール基板Ｐとプリントコイル基板ｐとの２枚の基板を必要とするため、高価で、容積が大きくなる（特に、厚さが厚くなる。）とともに、モジュール基板Ｐに対してプリントコイル基板ｐを実装する手間がかかるなどの不都合があった。この考案は、上記したような不都合を解消するためになされたもので、１枚の基板で安価、かつ、コンパクトに構成できる（厚さを薄くできる）電力供給装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この考案にかかる電力供給装置は、上記した目的を達成するため、一端がそれぞれ電源に接続され、正帰還がかかるように相互誘導結合された第１および第２のコイルと、第１のコイルの他端に一端が接続された第１の抵抗および第１のコンデンサからなる第１の並列体と、第２のコイルの他端に一端が接続された第２の抵抗および第２のコンデンサからなる第２の並列体と、第１のコイルと第１の並列体との接続点にコレクタが接続され、第２の並列体の他端にベースが接続された第１のトランジスタと、第２のコイルと第２の並列体との接続点にコレクタが接続され、第１の並列体の他端にベースが接続された第２のトランジスタとを備え、第１のコイルと第２のコイルとを基板の同一位置の表裏にプリント配線で形成したものである。

【００１１】

【作用】

この考案における電力供給装置は、上記のように構成されているので、第１および第２のトランジスタが交互に導通、非導通を繰り返すことによって第１および第２のコイルが発生する磁束の変化により、被電力供給装置、例えばＩＣカードなどに電力を電磁結合によって供給する。

【００１２】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図に基づいて説明する。図１はこの考案の一実施例による電力供給装置の構成を示す回路図である。図１において、Ｔは電源電圧Ｖ_DDが印加される電源端子、Ｌ₁は電源端子Ｔに一端が接続された第１のコイル、Ｌ₂は電源端子Ｔに一端が接続された第２のコイルを示し、第１および第２のコイルＬ₁，Ｌ₂は正帰還がかかるように相互誘導結合されている。

【００１３】Ｒ₁は第１のコイルＬ₁の他端に一端が接続された第１の抵抗器、Ｃ₁は第１のコイルＬ₁の他端に一端が接続された第１のコンデンサを示し、第１の抵抗器Ｒ₁と第１のコンデンサＣ₁とは並列に接続されて第１の並列体を構成する。Ｒ₂は第２のコイルＬ₂の他端に一端が接続された第２の抵抗器、Ｃ₂は第２のコイルＬ₂の他端に一端が接続された第２のコンデンサを示し、第２の抵抗器Ｒ₂と第２のコンデンサＣ₂とは並列に接続されて第２の並列体を構成する。

【００１４】Ｔｒ₁は第１のトランジスタを示し、第１のコイルＬ₁と第１の並列体との接続点にコレクタが接続され、第２の並列体の他端にベースが接続され、エミッタがアース電位に接続されている。Ｔｒ₂は第２のトランジスタを示し、第２のコイルＬ₂と第２の並列体との接続点にコレクタが接続され、第１の並列体の他端にベースが接続され、エミッタがアース電位に接続されている。

【００１５】図２は図１に示した回路をモジュール基板に形成した平面図であり、図１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。図２において、Ｐは基板としてのモジュール基板を示し、第１のコイルＬ₁と第２のコイルＬ₂とが同一位置の表裏にプリント配線で形成され、第１のコイルＬ₁と第２のコイルＬ₂との中心部分は、図示を省略したスルーホールに設けた導体で接続され、リード線ｌで所定部位に接続されている。図３は第１および第２のトランジスタの導通状態、非導通状態を示す説明図である。

【００１６】次に、動作について説明する。まず、第１のトランジスタＴｒ₁が導通している状態では、コレクタ電流が第１のコイルＬ₁に流れることによって第２のコイルＬ₂にも同じ電流が流れるので、第１のトランジスタＴｒ₁にベース電流を供給している第２のコイルＬ₂の電流が相互誘導（正帰還）によって増加し、コレクタ電流がさらに増加する。この繰り返しによって第１のトランジスタＴｒ₁が飽和して非導通になるとともに、第２のコンデンサＣ₂が充電される。

【００１７】そして、第２のコンデンサＣ₂の電荷が第２の抵抗器Ｒ₂を介して放電されると、第２のトランジスタＴｒ₂が導通状態となり、第１のトランジスタＴｒ₁と同様な過程を経て非導通になる。したがって、第１および第２のトランジスタＴｒ₁，Ｔｒ₂が交互に導通、非導通を繰り返して発振する。このように発振することにより、図３に示すような交流信号が被電力供給装置に誘起される。

【００１８】このように、この実施例によれば、１枚のモジュール基板Ｐで電力供給装置を構成することができるので、安価になるとともに、コンパクトになる（厚さを薄くできる）。そして、出力を測定したところ、発振周波数が１ＭＨz 〜１０ＭＨz の範囲で７０ｍＷ〜１３０ｍＷという高出力であり、通常１０ｍＷ〜３０ｍＷであれば充分であるのに比較すると、被電力供給装置（ＩＣカードなど）の消費電力が多くなっても対応することができる。なお、周波数の設定は、第１および第２のコイルＬ₁，Ｌ₂のインダクタンスによって決定される。

【００１９】図４はこの考案の電力供給装置を使用してＩＣカードに電力を供給するＩＣカード用電力供給装置の構成を示すブロック図である。図４において、１は電力供給装置としてのＩＣカード用電力供給装置を示し、交流を直流に変換する交直変換器１１と、クロックを生成するクロック発生回路１２と、後述する制御部１５に情報を入力する入力部１３と、この入力部１３から入力した情報に対応するデータを記憶させた記憶手段としてのメモリ１４と、入力部１３、メモリ１４、後述する電力供給装置１６および送受信回路１７のデータに基づいて各種の演算を実行して各部にデータを出力するマイクロコンピュータで構成された制御手段としての制御部１５と、この制御部１５の制御に基づいて動作する前述した構成を基本とする電力供給装置１６と、制御部１５の制御に基づいてデータコイル１８の周波数を制御するとともに、データコイル１８からの周波数に基づいた信号（データ）を制御部１５に出力する送受信回路１７とで構成されている。なお、電力供給装置１６は、コイル（第１または／および第２のコイルＬ₁，Ｌ₂）の磁束を検出した周波数をデータとして制御部１５に出力する。

【００２０】２は被電力供給装置としてのＩＣカードを示し、電力供給装置１６と電磁結合されたカード電源コイル２１と、このカード電源コイル２１の電流を全波整流して平滑し、図示を省略した各部に電力を供給する整流平滑回路２２と、データコイル１８と電磁結合されたカードデータコイル２３と、このカードデータコイル２３からの周波数に基づいた信号（データ）を図示を省略したマイクロコンピュータで構成された制御部に出力するとともに、制御部の制御に基づいてカードデータコイル２３の周波数を制御するものである。

【００２１】次に、動作について説明する。まず、ＩＣカード用電力供給装置１にＩＣカード２をセットすると、電力供給装置１６のコイル（第１および第２のコイルＬ₁，Ｌ₂）とカードデータコイル２３とが電磁結合されるとともに、データコイル１８とカードデータコイル２３とが電磁結合される。

【００２２】この状態でＩＣカード２に電力を供給する場合、入力部１３を操作して制御部１５に電力供給制御を実行させると、制御部１５は電力供給装置１６を発振させるので、電力供給装置１６のコイル（第１および第２のコイルＬ₁，Ｌ₂）で発生する磁束の変化によってカード電源コイル２１に電流が流れ、整流平滑回路２２によって平滑される。したがって、ＩＣカード２に電力を供給することができる。

【００２３】また、同時にＩＣカード２との間でデータの送受信を行なう場合、入力部１３を操作して制御部１５に電力供給制御、データの送受信を実行させると、制御部１５は電力供給装置１６の周波数に基づいて送受信回路１７を、例えばベースバンド方式によってデータコイル１８の周波数を制御することにより、データコイル１８で発生した磁束によってカードデータコイル２３に電流が流れるため、カードデータコイル２３の電流（電圧）の周波数を送受信回路２４がデータに変換して出力する。

【００２４】そして、ＩＣカード２からのデータを受信する場合、送受信回路２４が供給されるデータに基づいてカードデータコイル２３の周波数を制御するので、カードデータコイル２３で発生した磁束によってデータコイル１８に電流が流れるため、データコイル１８の電流（電圧）の周波数を送受信回路１７がデータに変換して制御部１５に出力する。このデータが供給された制御部１５は、演算を実行したデータに基づいたデータ（信号）を出力する。

【００２５】したがって、ＩＣカード用電力供給装置１は、ＩＣカード２との間でデータの送受信ができるとともに、ＩＣカード２からのデータに基づいて図示を省略した機器を制御することができる。このようにしてデータを送受信する場合、電力供給装置１６に変調回路を設けることにより、ＡＭ・ＡＳＫ変調方式、ＦＳＫ変調方式、ＰＳＫ変調方式などでもデータを送受することができる。

【００２６】なお、上記した実施例では、第１および第２のトランジスタＴｒ₁，Ｔｒ₂をＰＮＰ型トランジスタを用いた例で説明したが、ＮＰＮ型トランジスタを用いても構成することができる。

【００２７】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、正帰還がかかるように相互誘導結合された第１のコイルと第２のコイルとを基板の同一位置の表裏にプリント配線で形成したので、１枚の基板で電力供給装置を構成することができ、安価で、かつ、コンパクトになる（厚さを薄くすることができる）という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による電力供給装置の構成
を示す回路図である。

【図２】図１に示した回路をモジュール基板に形成した
平面図である。

【図３】第１および第２のトランジスタの導通状態、非
導通状態を示す説明図である。

【図４】この考案の電力供給装置を使用してＩＣカード
に電力を供給する一例の構成を示すブロック図である。

【図５】従来の電力供給装置の一例の構成を示す回路図
である。

【図６】従来例の第１〜第４のコイルの配置を示す分解
斜視図である。

【図７】従来例の第１〜第４のコイルの配置を示す側面
図である。

【符号の説明】

Ｌ₁，Ｌ₂ 第１、第２のコイルＲ₁，Ｒ₂ 第１、第２の抵抗器Ｃ₁，Ｃ₂ 第１、第２のコンデンサＴｒ₁，Ｔｒ₂ 第１、第２のトランジスタＰモジュール基板

Claims

【実用新案登録請求の範囲】【請求項１】一端がそれぞれ電源に接続され、正帰還
がかかるように相互誘導結合された第１および第２のコ
イルと、前記第１のコイルの他端に一端が接続された第１の抵抗
および第１のコンデンサからなる第１の並列体と、前記第２のコイルの他端に一端が接続された第２の抵抗
および第２のコンデンサからなる第２の並列体と、前記第１のコイルと前記第１の並列体との接続点にコレ
クタが接続され、前記第２の並列体の他端にベースが接
続された第１のトランジスタと、前記第２のコイルと前記第２の並列体との接続点にコレ
クタが接続され、前記第１の並列体の他端にベースが接
続された第２のトランジスタとを備え、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを基板の同一位
置の表裏にプリント配線で形成した、ことを特徴とする電力供給装置。