JPH1189103A - 非接触型充電装置 - Google Patents
非接触型充電装置Info
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- JPH1189103A JPH1189103A JP9247175A JP24717597A JPH1189103A JP H1189103 A JPH1189103 A JP H1189103A JP 9247175 A JP9247175 A JP 9247175A JP 24717597 A JP24717597 A JP 24717597A JP H1189103 A JPH1189103 A JP H1189103A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発熱及び大型化の問題がある電流制限用の抵
抗を用いることなく2次側回路にて充電電流を制御でき
る非接触型充電装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 1次コイル2を有する1次側回路1と、
その1次コイル2に近接配置することによって1次コイ
ル2と電磁結合する2次コイル5にバッテリ7を接続し
てなる2次側回路4と、からなる非接触型充電装置の2
次側回路4に、バッテリ7の電圧値を測定する電圧測定
回路81と、その測定電圧値と基準電圧とを比較する比
較回路82とを設け、その比較回路82の出力に基づい
て、機能する2次コイル5の巻数を減少させることによ
って、1次コイル2から2次コイル5に伝達される電力
を減少させる。
抗を用いることなく2次側回路にて充電電流を制御でき
る非接触型充電装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 1次コイル2を有する1次側回路1と、
その1次コイル2に近接配置することによって1次コイ
ル2と電磁結合する2次コイル5にバッテリ7を接続し
てなる2次側回路4と、からなる非接触型充電装置の2
次側回路4に、バッテリ7の電圧値を測定する電圧測定
回路81と、その測定電圧値と基準電圧とを比較する比
較回路82とを設け、その比較回路82の出力に基づい
て、機能する2次コイル5の巻数を減少させることによ
って、1次コイル2から2次コイル5に伝達される電力
を減少させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源に接続された
1次側回路から、非接触で2次側回路に電力を供給する
ことにより、2次側回路に接続されたバッテリの充電を
行う非接触型充電装置に関する。
1次側回路から、非接触で2次側回路に電力を供給する
ことにより、2次側回路に接続されたバッテリの充電を
行う非接触型充電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、バッテリを搭載した機器は多様化
しており、携帯電話を始めとする携帯情報端末装置、シ
ェーバ等の小型で消費電力の小さいものから、電動自転
車等の比較的大型で消費電力の大きいものにまでバッテ
リが搭載されている。そして、これらのバッテリを充電
するには、一般に接触型充電装置が多く用いられてい
る。
しており、携帯電話を始めとする携帯情報端末装置、シ
ェーバ等の小型で消費電力の小さいものから、電動自転
車等の比較的大型で消費電力の大きいものにまでバッテ
リが搭載されている。そして、これらのバッテリを充電
するには、一般に接触型充電装置が多く用いられてい
る。
【0003】しかしながら、接触型充電装置は、充電端
子を外部に露出させる必要があるため、錆び、酸化、腐
食等が発生して接触不良を招く虞がある。このため、電
源に接続された1次側回路から、バッテリが接続された
2次側回路へ非接触で電力を伝達する非接触型充電装置
が提案されている。
子を外部に露出させる必要があるため、錆び、酸化、腐
食等が発生して接触不良を招く虞がある。このため、電
源に接続された1次側回路から、バッテリが接続された
2次側回路へ非接触で電力を伝達する非接触型充電装置
が提案されている。
【0004】一方、充電中のバッテリ搭載製品は、その
間携帯もしくは使用できない等の制約を受けるため、充
電時間の短縮が望まれている。これに対し、大きな充電
電流を用いてバッテリの充電を行うことによって、充電
時間を短縮することが試みられているが、定電流で充電
を行った場合、バッテリは、図2のグラフにおいて破線
で示した電圧曲線Bのように、満充電(Vd)付近で急
激にバッテリの充電電圧が上昇し、これを過ぎて過充電
状態になると、バッテリ容量が低下してまう。この過充
電による悪影響は、充電電流が大きい程大きくなる。
間携帯もしくは使用できない等の制約を受けるため、充
電時間の短縮が望まれている。これに対し、大きな充電
電流を用いてバッテリの充電を行うことによって、充電
時間を短縮することが試みられているが、定電流で充電
を行った場合、バッテリは、図2のグラフにおいて破線
で示した電圧曲線Bのように、満充電(Vd)付近で急
激にバッテリの充電電圧が上昇し、これを過ぎて過充電
状態になると、バッテリ容量が低下してまう。この過充
電による悪影響は、充電電流が大きい程大きくなる。
【0005】そこで、図2のグラフにおいて実線で示し
た電流曲線Aのように、ある程度まで大きな充電電流で
充電を行った後、充電電流を小さく切り替えて、過充電
によるバッテリ容量の低下を防止するような充電制御が
行われている。
た電流曲線Aのように、ある程度まで大きな充電電流で
充電を行った後、充電電流を小さく切り替えて、過充電
によるバッテリ容量の低下を防止するような充電制御が
行われている。
【0006】このような充電制御構成を備えた従来の非
接触型充電装置の回路構成を図8を用いて説明する。同
図に示すように、1次側回路10は、電源回路30と、
その電源回路30に接続された1次コイル20とから構
成されている。電源回路30は、直流電源38と、その
直流電源38を制御するスイッチング回路39とから構
成されている。スイッチング回路39は、所定の周期
で、直流電源38から1次コイル20に供給される電圧
をオンオフ制御している。これにより、1次コイル20
には、所定間隔の矩形波電圧が供給される。
接触型充電装置の回路構成を図8を用いて説明する。同
図に示すように、1次側回路10は、電源回路30と、
その電源回路30に接続された1次コイル20とから構
成されている。電源回路30は、直流電源38と、その
直流電源38を制御するスイッチング回路39とから構
成されている。スイッチング回路39は、所定の周期
で、直流電源38から1次コイル20に供給される電圧
をオンオフ制御している。これにより、1次コイル20
には、所定間隔の矩形波電圧が供給される。
【0007】2次側回路40は、2次コイル50と、そ
の2次コイル50に整流用ダイオード47を介して接続
された電流制限部49と、その電流制限部49に逆流防
止用ダイオード48を介して接続されたバッテリ70と
を備えている。電流制限部49は、電流制限用の抵抗9
0と切替回路60とが並列に接続されており、切替回路
60の開閉によって選択的に電路が切り替わるようにな
っている。即ち、切替回路60が閉じた状態では、切替
回路60側の電路に電流が流れ、切替回路60が開放さ
れた状態では、抵抗90側に電流が流れる。切替回路6
0は、最初閉じた状態にあり、その後、バッテリの充電
状況に応じて開放されるように制御される。
の2次コイル50に整流用ダイオード47を介して接続
された電流制限部49と、その電流制限部49に逆流防
止用ダイオード48を介して接続されたバッテリ70と
を備えている。電流制限部49は、電流制限用の抵抗9
0と切替回路60とが並列に接続されており、切替回路
60の開閉によって選択的に電路が切り替わるようにな
っている。即ち、切替回路60が閉じた状態では、切替
回路60側の電路に電流が流れ、切替回路60が開放さ
れた状態では、抵抗90側に電流が流れる。切替回路6
0は、最初閉じた状態にあり、その後、バッテリの充電
状況に応じて開放されるように制御される。
【0008】このような充電制御構成を備えた非接触型
充電装置を用いて充電した場合、図2のグラフにおいて
実線で示した電圧曲線Aのように充電電圧を変化させる
ことができる。これによると、切替回路60の閉成によ
り比較的大きな充電電流を用いてバッテリ70の充電を
行った後、満充電(Vd)に至る前に切替回路60を開
放させて充電電流を小さく切り替えることによって、充
電電流を小さく切り替えない場合の電圧曲線Bと比較し
て、満充電付近の傾斜が緩やかになっていることがわか
る。従って、過充電が生じたとしても、その影響が軽減
される。
充電装置を用いて充電した場合、図2のグラフにおいて
実線で示した電圧曲線Aのように充電電圧を変化させる
ことができる。これによると、切替回路60の閉成によ
り比較的大きな充電電流を用いてバッテリ70の充電を
行った後、満充電(Vd)に至る前に切替回路60を開
放させて充電電流を小さく切り替えることによって、充
電電流を小さく切り替えない場合の電圧曲線Bと比較し
て、満充電付近の傾斜が緩やかになっていることがわか
る。従って、過充電が生じたとしても、その影響が軽減
される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の非接触型充電装置では、2次側回路40に設け
られた抵抗90によって充電電流を制限しているため、
その抵抗90の負担が大きくなり、抵抗90の発熱を抑
えるための冷却用用ファンが必要となったり、また、抵
抗90自体の大型化に伴って装置が大型化したりしてし
まうという問題があった。
た従来の非接触型充電装置では、2次側回路40に設け
られた抵抗90によって充電電流を制限しているため、
その抵抗90の負担が大きくなり、抵抗90の発熱を抑
えるための冷却用用ファンが必要となったり、また、抵
抗90自体の大型化に伴って装置が大型化したりしてし
まうという問題があった。
【0010】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであって、発熱及び大型化の問題がある電流
制限用の抵抗を用いることなく、2次側回路にて充電電
流を制限できる非接触型充電装置を提供することを目的
とする。
されたものであって、発熱及び大型化の問題がある電流
制限用の抵抗を用いることなく、2次側回路にて充電電
流を制限できる非接触型充電装置を提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の非接触型充電装
置は、1次コイルを有する1次側回路と、その1次コイ
ルに近接配置することによって1次コイルと電磁結合す
る2次コイルにバッテリを接続してなる2次側回路と、
からなる非接触型充電装置において、2次側回路にバッ
テリの充電状況に応じて1次コイルから2次コイルに伝
達される電力を減少させるための制御手段を設けたもの
である。このような構成において、バッテリの充電量が
所定量に至ると、制御手段が2次側回路に入力される電
力を減少させることによって、バッテリに入力される充
電電流が制限される。
置は、1次コイルを有する1次側回路と、その1次コイ
ルに近接配置することによって1次コイルと電磁結合す
る2次コイルにバッテリを接続してなる2次側回路と、
からなる非接触型充電装置において、2次側回路にバッ
テリの充電状況に応じて1次コイルから2次コイルに伝
達される電力を減少させるための制御手段を設けたもの
である。このような構成において、バッテリの充電量が
所定量に至ると、制御手段が2次側回路に入力される電
力を減少させることによって、バッテリに入力される充
電電流が制限される。
【0012】また、2次コイルは、1次コイルに対して
所定の巻数比を有する大巻数部と、その大巻数部より小
さい巻数比を有する小巻数部と、を備えている。このよ
うな構成において、制御手段が小巻数部を選択すると、
1次コイルから2次コイルに伝達される電力が減少す
る。
所定の巻数比を有する大巻数部と、その大巻数部より小
さい巻数比を有する小巻数部と、を備えている。このよ
うな構成において、制御手段が小巻数部を選択すると、
1次コイルから2次コイルに伝達される電力が減少す
る。
【0013】また、制御手段は、2次コイルに接続さ
れ、小巻数部と大巻数部を選択するために2次コイルと
バッテリとの間の回路を切り替える切替回路と、バッテ
リの充電状況に応じて切替回路を制御する制御回路と、
を備えている。このような構成とすることによって、2
次コイルの小巻数部と大巻数部とが、制御回路からの制
御信号に基づいて制御される切替回路によって切り替え
られる。
れ、小巻数部と大巻数部を選択するために2次コイルと
バッテリとの間の回路を切り替える切替回路と、バッテ
リの充電状況に応じて切替回路を制御する制御回路と、
を備えている。このような構成とすることによって、2
次コイルの小巻数部と大巻数部とが、制御回路からの制
御信号に基づいて制御される切替回路によって切り替え
られる。
【0014】また、制御回路は、バッテリに接続され、
そのバッテリの電圧値を測定する電圧測定回路、そのバ
ッテリの電流値を測定する電流測定回路、または、その
バッテリの温度を測定する温度測定回路のうち少なくと
も1つを備えている。このような構成とすることによっ
て、バッテリの充電状況を、バッテリの電圧値、バッテ
リの電流値、または、バッテリの温度によって検出する
ことができる。
そのバッテリの電圧値を測定する電圧測定回路、そのバ
ッテリの電流値を測定する電流測定回路、または、その
バッテリの温度を測定する温度測定回路のうち少なくと
も1つを備えている。このような構成とすることによっ
て、バッテリの充電状況を、バッテリの電圧値、バッテ
リの電流値、または、バッテリの温度によって検出する
ことができる。
【0015】更に、制御回路は、測定回路にて測定され
た測定値の変化率を演算する演算回路を備えている。こ
のような構成とすることによって、バッテリの充電状況
を、バッテリの電圧値の変化率、バッテリの電流値の変
化率、または、バッテリの温度の変化率によって検出す
ることができる。
た測定値の変化率を演算する演算回路を備えている。こ
のような構成とすることによって、バッテリの充電状況
を、バッテリの電圧値の変化率、バッテリの電流値の変
化率、または、バッテリの温度の変化率によって検出す
ることができる。
【0016】
(第1の実施の形態)以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。
き、図面に沿って具体的に説明する。
【0017】図1は、本発明の第1の実施の形態におけ
る非接触型充電装置の構成を表すブロック図である。同
図に示すように、1次側回路1は、電源回路3と、その
電源回路3に接続された1次コイル2とから構成され、
電源回路3は、100Vの電圧が得られる直流電源31
と、その直流電源31を100kHzの周波数でオンオ
フ制御するスイッチング回路32とから構成されてい
る。これにより1次コイル2には、周波数100KHz
の矩形波電圧が供給される。
る非接触型充電装置の構成を表すブロック図である。同
図に示すように、1次側回路1は、電源回路3と、その
電源回路3に接続された1次コイル2とから構成され、
電源回路3は、100Vの電圧が得られる直流電源31
と、その直流電源31を100kHzの周波数でオンオ
フ制御するスイッチング回路32とから構成されてい
る。これにより1次コイル2には、周波数100KHz
の矩形波電圧が供給される。
【0018】2次側回路4は、第1タップ51及び第2
タップ52を備えた2次コイル5と、その第1タップ5
1に、整流用ダイオード41a、切替回路6及び逆流防
止用ダイオード42を介して接続されると共に、第2タ
ップに整流用ダイオード41b及び逆流防止用ダイオー
ド42を介して接続されるバッテリ7と、そのバッテリ
7に接続され、切替回路6を制御する制御回路8とから
構成されている。
タップ52を備えた2次コイル5と、その第1タップ5
1に、整流用ダイオード41a、切替回路6及び逆流防
止用ダイオード42を介して接続されると共に、第2タ
ップに整流用ダイオード41b及び逆流防止用ダイオー
ド42を介して接続されるバッテリ7と、そのバッテリ
7に接続され、切替回路6を制御する制御回路8とから
構成されている。
【0019】2次コイル5は、1次コイル2と同様に、
円柱形状のフェライトコアに同軸巻で巻線を施したもの
である。切替回路6は、整流用ダイオード41aと逆流
防止用ダイオード42との間に設けられ、その切替回路
6の開閉によって選択的に第1タップ51と第2タップ
52とが切り替わるように構成されている。即ち、切替
回路6が閉じた状態では、第1タップ51側の電路が導
通して、2次コイル5が大巻数である巻数11のコイル
として機能し、また、切替回路6を開放した状態では、
第2タップ52側の電路が導通して、2次コイル5が小
巻数である巻数5のコイルとして機能する。切替回路6
は、最初閉じた状態にあり、その後、後述する制御回路
8によってバッテリ7の充電状況に応じて開放状態に切
り替えられるように制御される。
円柱形状のフェライトコアに同軸巻で巻線を施したもの
である。切替回路6は、整流用ダイオード41aと逆流
防止用ダイオード42との間に設けられ、その切替回路
6の開閉によって選択的に第1タップ51と第2タップ
52とが切り替わるように構成されている。即ち、切替
回路6が閉じた状態では、第1タップ51側の電路が導
通して、2次コイル5が大巻数である巻数11のコイル
として機能し、また、切替回路6を開放した状態では、
第2タップ52側の電路が導通して、2次コイル5が小
巻数である巻数5のコイルとして機能する。切替回路6
は、最初閉じた状態にあり、その後、後述する制御回路
8によってバッテリ7の充電状況に応じて開放状態に切
り替えられるように制御される。
【0020】制御回路8は、バッテリに接続された電圧
測定回路81と、その電圧測定回路81に接続された比
較回路82とから構成されている。比較回路82は、電
圧測定回路81にて測定された測定電圧値と、予め定め
た基準電圧Vrefとを比較して、測定電圧値が基準電圧
Vrefを超えたときに、切替回路6に対して制御信号を
送るように構成されている。この制御信号を受けた切替
回路6は、開放状態となり、第1タップ51側の電路が
遮断されると同時に、第2タップ52側の電路が導通す
る。これにより、実質的に機能する2次コイル5の巻数
が11から5に減少するため、1次側回路1から2次側
回路4に伝達される電力は減少し、それに伴ってバッテ
リ7に供給される充電電流も減少する。尚、1次側回路
1から2次側回路4に伝達される電力は、第1タップ5
1側の電路が導通している間略一定であり、また、第2
タップ52側に電路が切り替わった後も、その切り替え
以前の電力より小さくなるが、略一定である。
測定回路81と、その電圧測定回路81に接続された比
較回路82とから構成されている。比較回路82は、電
圧測定回路81にて測定された測定電圧値と、予め定め
た基準電圧Vrefとを比較して、測定電圧値が基準電圧
Vrefを超えたときに、切替回路6に対して制御信号を
送るように構成されている。この制御信号を受けた切替
回路6は、開放状態となり、第1タップ51側の電路が
遮断されると同時に、第2タップ52側の電路が導通す
る。これにより、実質的に機能する2次コイル5の巻数
が11から5に減少するため、1次側回路1から2次側
回路4に伝達される電力は減少し、それに伴ってバッテ
リ7に供給される充電電流も減少する。尚、1次側回路
1から2次側回路4に伝達される電力は、第1タップ5
1側の電路が導通している間略一定であり、また、第2
タップ52側に電路が切り替わった後も、その切り替え
以前の電力より小さくなるが、略一定である。
【0021】この様子を、図2のグラフを用いて説明す
る。同図に示すように、バッテリ7の充電を開始する
と、電圧曲線Aに示すように、バッテリ7の充電電圧
が、区間Va−Vbにおいて急激に上昇した後、区間V
b−Vcにおいて緩やかな上昇に変わり、やがて、Vc
点から再び急激に上昇し始める。このVc点とタップの
切り替えを行わない場合の電圧曲線Bの満充電点Vdと
の間に、基準電圧Vrefを設定することによって、充電
電圧は、満充電点Veに向かって緩やかな上昇に変わ
る。
る。同図に示すように、バッテリ7の充電を開始する
と、電圧曲線Aに示すように、バッテリ7の充電電圧
が、区間Va−Vbにおいて急激に上昇した後、区間V
b−Vcにおいて緩やかな上昇に変わり、やがて、Vc
点から再び急激に上昇し始める。このVc点とタップの
切り替えを行わない場合の電圧曲線Bの満充電点Vdと
の間に、基準電圧Vrefを設定することによって、充電
電圧は、満充電点Veに向かって緩やかな上昇に変わ
る。
【0022】例えば、基準電圧Vrefを29Vに設定し
て、バッテリ7が時刻t0において充電電圧が29Vと
なったとき、電圧測定回路81と比較回路82の作用に
より第1タップ51側の電路から第2タップ52側の電
路へ切り替えることによって、充電電流が1Aから30
0mAに制限される場合は、以下の通りである。
て、バッテリ7が時刻t0において充電電圧が29Vと
なったとき、電圧測定回路81と比較回路82の作用に
より第1タップ51側の電路から第2タップ52側の電
路へ切り替えることによって、充電電流が1Aから30
0mAに制限される場合は、以下の通りである。
【0023】第1タップ51側から第2タップ52側へ
電路を切り替える直前において、2次側回路に必要な電
圧は、整流用及び逆流防止用のダイオード41a、42
の電圧降下を1Vとすると、30Vである。そして、充
電電流が1Aであるから、2次側回路4に必要な電力は
30Wとなる。
電路を切り替える直前において、2次側回路に必要な電
圧は、整流用及び逆流防止用のダイオード41a、42
の電圧降下を1Vとすると、30Vである。そして、充
電電流が1Aであるから、2次側回路4に必要な電力は
30Wとなる。
【0024】また、第1タップ51側から第2タップ5
2側へ電路を切り替えた直後において、バッテリ7の充
電に必要な電力が8.7W(=29V*300mA)、
整流用及び逆流防止用のダイオード41b、42に必要
な電力が0.3W(=1V*300mA)であるから、
2次側回路4で消費される電力は9Wに減少する。従っ
て、図3のグラフに示すように、タップを切り替えるこ
とによって、2次側回路4の負荷が30Wから9Wに減
少するため、それに応じて1次側回路1の消費電力も減
少する。これにより、タップの切り替えを行ってから以
後の省電力化を図ることができる。
2側へ電路を切り替えた直後において、バッテリ7の充
電に必要な電力が8.7W(=29V*300mA)、
整流用及び逆流防止用のダイオード41b、42に必要
な電力が0.3W(=1V*300mA)であるから、
2次側回路4で消費される電力は9Wに減少する。従っ
て、図3のグラフに示すように、タップを切り替えるこ
とによって、2次側回路4の負荷が30Wから9Wに減
少するため、それに応じて1次側回路1の消費電力も減
少する。これにより、タップの切り替えを行ってから以
後の省電力化を図ることができる。
【0025】上述した充電電流の制限を、先に図8を用
いて説明した非接触型充電装置のように抵抗90を用い
て行った場合、図3の破線で示すように2次側回路4の
負荷は30Wと一定である。従って、抵抗90が負担す
べき負荷は21Wとなり、略233Ω(=21W/(3
00mA)2)という大きな抵抗値が必要となる。尚、こ
の21Wの負荷に用いる電流制限用の抵抗は、その発熱
を考慮して、通常その負荷の3倍から5倍程度の負荷を
許容するものが使用される。そのため、例えば、抵抗値
200オーム、許容負荷100Wの電流制限用の抵抗を
用いた場合、30mm*30mm*140mm程度の角柱形状
となる。 (第2の実施の形態)一方、タップの切り替え前におい
て、電力が略一定であるから、バッテリ7の充電電流
は、充電電圧と逆の変位をする。従って、急激に充電電
流が減少し始めるIc点とタップの切り替えを行わない
場合の電流曲線Bの満充電点Idとの間に、基準電流I
refを設定することによって、タップの切り替えを行う
ことができる。
いて説明した非接触型充電装置のように抵抗90を用い
て行った場合、図3の破線で示すように2次側回路4の
負荷は30Wと一定である。従って、抵抗90が負担す
べき負荷は21Wとなり、略233Ω(=21W/(3
00mA)2)という大きな抵抗値が必要となる。尚、こ
の21Wの負荷に用いる電流制限用の抵抗は、その発熱
を考慮して、通常その負荷の3倍から5倍程度の負荷を
許容するものが使用される。そのため、例えば、抵抗値
200オーム、許容負荷100Wの電流制限用の抵抗を
用いた場合、30mm*30mm*140mm程度の角柱形状
となる。 (第2の実施の形態)一方、タップの切り替え前におい
て、電力が略一定であるから、バッテリ7の充電電流
は、充電電圧と逆の変位をする。従って、急激に充電電
流が減少し始めるIc点とタップの切り替えを行わない
場合の電流曲線Bの満充電点Idとの間に、基準電流I
refを設定することによって、タップの切り替えを行う
ことができる。
【0026】このとき、制御回路8の構成は、図4に示
すように、バッテリ7に接続され、バッテリ7の充電電
流を測定する電流測定回路83と、その電流測定回路8
3に接続され、電流測定回路83にて測定された電流値
と基準電流Irefとを比較する比較回路84とから構成
される。この比較回路84は、測定された電流値が基準
電流Irefを下まわったとき、切替回路6へ制御信号を
送るように構成されている。 (第3の実施の形態)また、一般に、一定の電力でバッ
テリの充電を行うと、図5に示すように、満充電の手前
で、急激にバッテリ温度が上昇し始める特性があるた
め、この特性に基づいて、基準温度Trefを設定して、
タップを切り替えることができる。
すように、バッテリ7に接続され、バッテリ7の充電電
流を測定する電流測定回路83と、その電流測定回路8
3に接続され、電流測定回路83にて測定された電流値
と基準電流Irefとを比較する比較回路84とから構成
される。この比較回路84は、測定された電流値が基準
電流Irefを下まわったとき、切替回路6へ制御信号を
送るように構成されている。 (第3の実施の形態)また、一般に、一定の電力でバッ
テリの充電を行うと、図5に示すように、満充電の手前
で、急激にバッテリ温度が上昇し始める特性があるた
め、この特性に基づいて、基準温度Trefを設定して、
タップを切り替えることができる。
【0027】このとき、制御回路8は、図6に示すよう
に、バッテリ7に接続され、バッテリ7の温度を測定す
る温度測定回路85と、その温度測定回路85に接続さ
れ、温度測定回路85にて測定された温度と基準温度T
refとを比較する比較回路86とから構成される。この
比較回路86は、測定された温度が基準温度Trefをこ
えたとき、切替回路6へ制御信号を送るように構成され
ている。 (第4の実施の形態)更に、上述した各測定回路81、
83、85は、外気温によって測定値が上下する傾向が
あるため、各測定回路81、83、85の測定値の変化
率を用いてタップを切り替えることによって、タップを
切り替えるポイントを安定させることができる。
に、バッテリ7に接続され、バッテリ7の温度を測定す
る温度測定回路85と、その温度測定回路85に接続さ
れ、温度測定回路85にて測定された温度と基準温度T
refとを比較する比較回路86とから構成される。この
比較回路86は、測定された温度が基準温度Trefをこ
えたとき、切替回路6へ制御信号を送るように構成され
ている。 (第4の実施の形態)更に、上述した各測定回路81、
83、85は、外気温によって測定値が上下する傾向が
あるため、各測定回路81、83、85の測定値の変化
率を用いてタップを切り替えることによって、タップを
切り替えるポイントを安定させることができる。
【0028】例えば、バッテリ温度の変化率ΔTに基づ
いてタップを切り替える場合の制御回路8の構成を図7
に示す。同図に示すように、制御回路8は、バッテリ7
に接続され、所定時間毎にバッテリ7の温度を測定する
温度測定回路85と、温度測定回路85に接続され、現
在測定したバッテリの現在温度Tnの直前のバッテリ直
前温度Tn-1を記憶するメモリ87と、温度測定回路8
5及びメモリ87に接続され、変化率として単位時間あ
たりの変化量である現在温度Tnと直前温度Tn-1との差
ΔTを計算する減算回路88と、その減算回路88に接
続され、差ΔTと基準温度変化率ΔTrefとを比較する
比較回路89とから構成されている。そして、比較回路
89は、差ΔTが基準温度変化率ΔTrefをこえたとき
に、切替回路6に対して制御信号を送るように構成され
ている。このとき、基準温度変化率ΔTrefとして、例
えば、図5の基準温度Trefにおける変化率を用いれ
ば、外気温によって温度曲線が上下にシフトしても、安
定してタップの切り替えを行うことができる。 (他の実施の形態)なお、第4の実施の形態では、バッ
テリ温度の変化率ΔTに基づいてタップの切り替えを行
う場合について説明したが、充電電圧及び充電電流にお
いても、同様に変化率に基づいて切替回路6の制御を行
うことによって、外気温に左右されることなく、安定し
てタップの切り替えを行うことができる。
いてタップを切り替える場合の制御回路8の構成を図7
に示す。同図に示すように、制御回路8は、バッテリ7
に接続され、所定時間毎にバッテリ7の温度を測定する
温度測定回路85と、温度測定回路85に接続され、現
在測定したバッテリの現在温度Tnの直前のバッテリ直
前温度Tn-1を記憶するメモリ87と、温度測定回路8
5及びメモリ87に接続され、変化率として単位時間あ
たりの変化量である現在温度Tnと直前温度Tn-1との差
ΔTを計算する減算回路88と、その減算回路88に接
続され、差ΔTと基準温度変化率ΔTrefとを比較する
比較回路89とから構成されている。そして、比較回路
89は、差ΔTが基準温度変化率ΔTrefをこえたとき
に、切替回路6に対して制御信号を送るように構成され
ている。このとき、基準温度変化率ΔTrefとして、例
えば、図5の基準温度Trefにおける変化率を用いれ
ば、外気温によって温度曲線が上下にシフトしても、安
定してタップの切り替えを行うことができる。 (他の実施の形態)なお、第4の実施の形態では、バッ
テリ温度の変化率ΔTに基づいてタップの切り替えを行
う場合について説明したが、充電電圧及び充電電流にお
いても、同様に変化率に基づいて切替回路6の制御を行
うことによって、外気温に左右されることなく、安定し
てタップの切り替えを行うことができる。
【0029】また、上述した各実施の形態においては、
電圧測定回路81、電流測定回路83、または、温度測
定回路85のいずれか一つを用いて切替回路6を制御す
る場合について説明したが、電圧測定回路81と温度測
定回路85、電圧回路81と電流測定回路83、電流測
定回路83と温度測定回路85、または、電圧回路81
と電流測定回路83と温度測定回路85のように、2つ
以上の測定回路を組み合わせて使用することもできる。
その場合、各測定回路のうち1つでもタップを切り替え
る基準値をこえたときに、2次コイル5のタップを切り
替えるように制御すればよい。このように制御すること
によって、満充電に至る前に、確実にタップを切り換え
ることができる。
電圧測定回路81、電流測定回路83、または、温度測
定回路85のいずれか一つを用いて切替回路6を制御す
る場合について説明したが、電圧測定回路81と温度測
定回路85、電圧回路81と電流測定回路83、電流測
定回路83と温度測定回路85、または、電圧回路81
と電流測定回路83と温度測定回路85のように、2つ
以上の測定回路を組み合わせて使用することもできる。
その場合、各測定回路のうち1つでもタップを切り替え
る基準値をこえたときに、2次コイル5のタップを切り
替えるように制御すればよい。このように制御すること
によって、満充電に至る前に、確実にタップを切り換え
ることができる。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、2次側回路における負
荷容量を大きくすることなく充電電流を制限することが
できるため、発熱、大型化の原因となる電流制限用の抵
抗素子が不要となると共に、充電電流を制限している間
の電力が少なくて済むため、省電力化を図ることができ
る。
荷容量を大きくすることなく充電電流を制限することが
できるため、発熱、大型化の原因となる電流制限用の抵
抗素子が不要となると共に、充電電流を制限している間
の電力が少なくて済むため、省電力化を図ることができ
る。
【0031】また、電圧測定回路にて測定した測定電圧
値に基づいて切替回路を制御する場合には、簡単な回路
構成とすることができ、電流測定回路にて測定した測定
電流値に基づいて行う場合には、ノイズに強い構成とす
ることがき、温度測定回路にて測定した測定温度に基づ
いて行う場合には、周囲の温度に影響されにくいため、
正確に測定することができる。
値に基づいて切替回路を制御する場合には、簡単な回路
構成とすることができ、電流測定回路にて測定した測定
電流値に基づいて行う場合には、ノイズに強い構成とす
ることがき、温度測定回路にて測定した測定温度に基づ
いて行う場合には、周囲の温度に影響されにくいため、
正確に測定することができる。
【0032】更に、電圧測定回路、電流測定回路、また
は、温度測定回路のうち2つ以上の測定回路に基づいて
切替回路の制御を行う場合には、過充電に至る前に充電
電流を確実に切りかえることができるため、信頼性を向
上させることができる。
は、温度測定回路のうち2つ以上の測定回路に基づいて
切替回路の制御を行う場合には、過充電に至る前に充電
電流を確実に切りかえることができるため、信頼性を向
上させることができる。
【0033】また、測定回路にて測定された測定値の変
化率に基づいて切替回路の制御を行う場合には、外気温
による測定値の変化に影響されることがないため、正確
に切替回路の制御を行うことができる
化率に基づいて切替回路の制御を行う場合には、外気温
による測定値の変化に影響されることがないため、正確
に切替回路の制御を行うことができる
【図1】 本発明の第1の実施の形態における非接触型
充電装置の回路構成を表すブロック図である。
充電装置の回路構成を表すブロック図である。
【図2】 図1で示した非接触型充電装置の充電電流と
充電電圧の変化を表すグラフである。
充電電圧の変化を表すグラフである。
【図3】 図1で示した非接触型充電装置の2次側回路
における消費電力の変化を表すグラフである。
における消費電力の変化を表すグラフである。
【図4】 本発明の第2の実施の形態における非接触型
充電装置の回路構成を表すブロック図である。
充電装置の回路構成を表すブロック図である。
【図5】 一般的な非接触型充電装置のバッテリ温度の
変化を表すグラフである。
変化を表すグラフである。
【図6】 本発明の第3の実施の形態における非接触型
充電装置の回路構成を表すブロック図である。
充電装置の回路構成を表すブロック図である。
【図7】 本発明の第4の実施の形態における非接触型
充電装置の回路構成を表すブロック図である。
充電装置の回路構成を表すブロック図である。
【図8】 従来の非接触型充電装置の回路構成を表すブ
ロック図である。
ロック図である。
1 :1次側回路 2 :1次コイル 3 :電源回路 4 :2次側回路 5 :2次コイル 6 :切替回路 7 :バッテリ 8 :制御回路 81 :電圧測定回路 83 :電流測定回路 85 :温度測定回路
Claims (5)
- 【請求項1】 1次コイルを有する1次側回路と、当該
1次コイルに近接配置することによって1次コイルと電
磁結合する2次コイルにバッテリを接続してなる2次側
回路と、からなる非接触型充電装置において、 前記2次側回路に前記バッテリの充電状況に応じて前記
1次コイルから前記2次コイルに伝達される電力を減少
させるための制御手段を設けたことを特徴とする非接触
型充電装置。 - 【請求項2】 前記2次コイルは、前記1次コイルに対
して所定の巻数比を有する大巻数部と、当該大巻数部よ
り小さい巻数比を有する小巻数部と、を備え、 前記制御手段は、前記小巻数部を選択することによって
前記1次コイルから前記2次コイルに伝達される電力を
減少させることを特徴とする請求項1記載の非接触型充
電装置。 - 【請求項3】 前記制御手段は、前記2次コイルに接続
され、前記小巻数部または前記大巻数部を選択するため
に前記2次コイルと前記バッテリとの間の回路を切り替
える切替回路と、前記バッテリの充電状況に応じて前記
切替回路を制御する制御回路と、を備えていることを特
徴とする請求項2記載の非接触型充電装置。 - 【請求項4】 前記制御回路は、前記バッテリに接続さ
れ、当該バッテリの電圧値を測定する電圧測定回路、当
該バッテリの電流値を測定する電流測定回路、または、
当該バッテリの温度を測定する温度測定回路のうち少な
くとも1つを備え、 前記測定回路にて測定された測定値に基づいて前記切替
回路を制御することを特徴とする請求項3記載の非接触
型充電装置。 - 【請求項5】 前記制御回路は、前記測定回路にて測定
された測定値の変化率を演算する演算回路を備え、 前記測定値の変化率に基づいて前記切替回路を制御する
ことを特徴とする請求項4記載の非接触型充電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9247175A JPH1189103A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 非接触型充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9247175A JPH1189103A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 非接触型充電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1189103A true JPH1189103A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17159563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9247175A Pending JPH1189103A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 非接触型充電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1189103A (ja) |
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-
1997
- 1997-09-11 JP JP9247175A patent/JPH1189103A/ja active Pending
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