JPWO2019186685A1

JPWO2019186685A1 - 非接触受電装置、および非接触給電システム

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Publication number: JPWO2019186685A1
Application number: JP2020510229A
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Inventors: 壮志野村; 加藤　進一; 進一加藤
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Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2020-12-03
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Abstract

非接触受電装置は、非接触で交流電力を受電する受電素子と、前記受電素子が受電した前記交流電力を直流電力に変換して出力する交流／直流変換回路と、前記交流／直流変換回路に接続される入力側回路、および電気負荷に接続される出力側回路を含み、前記入力側回路と前記出力側回路の間が絶縁された状態で前記交流／直流変換回路から前記直流電力を受け取って前記電気負荷に給電する直流絶縁回路と、を備える。

Description

本明細書は、非接触で交流電力を受電する非接触受電装置、および、この非接触受電装置を含んで構成される非接触給電システムに関する。

非接触送電装置から非接触受電装置へ非接触で給電する非接触給電システムが実用化されている。非接触給電の方式を大別すると、電磁誘導方式、静電結合方式、および電磁界共鳴方式の３方式が有る。いずれの方式においても、非接触で交流電力が給電される。この種の非接触給電システムの一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の非接触給電装置は、送電側に交流電源回路および送電素子を備え、受電側に受電素子および受電回路を備える。

国際公開第２０１７／１４１３７８号

ところで、特許文献１の装置構成において、受電素子が受電した交流電力は、受電回路により直流電力に変換され、直流電圧の大きさが調整されて電気負荷に供給される。一般的に、受電回路は、スイッチング素子を用いて構成される。ここで、受電素子に発生する受電電圧は、電気負荷の消費電力に応じて変動する。特に、電気負荷の消費電力が小さい場合に、受電電圧が大きくなる。このとき、受電回路のスイッチング素子または他の回路要素がショートモードで故障すると、大きな受電電圧が電気負荷まで到達する。この結果、電気負荷が過電圧故障することになって、故障範囲が拡大する。

さらに、非接触受電装置の筐体に電位上昇が発生して、安全性が低下するおそれも生じる。この種の安全性については、ＵＬ規格（米国）やＣＥ規格（欧州）などに規定されている。すなわち、故障などで筐体に過渡的に発生する電位上昇を所定電圧値以下とする旨が規定されている。従来技術の非接触受電装置は、これらの規格に適合するための対策が施されていない。

本明細書では、受電回路にショートモードの故障が発生しても、故障範囲の拡大を防止できる非接触受電装置、および、この非接触受電装置を含んで構成される非接触給電システムを提供することを解決すべき課題とする。

本明細書は、非接触で交流電力を受電する受電素子と、前記受電素子が受電した前記交流電力を直流電力に変換して出力する交流／直流変換回路と、前記交流／直流変換回路に接続される入力側回路、および電気負荷に接続される出力側回路を含み、前記入力側回路と前記出力側回路の間が絶縁された状態で前記交流／直流変換回路から前記直流電力を受け取って前記電気負荷に給電する直流絶縁回路と、を備える非接触受電装置を開示する。

また、本明細書は、前記した非接触受電装置と、非接触で前記交流電力を前記受電素子に送電する非接触送電装置と、を備える非接触給電システムを開示する。

本明細書で開示する非接触受電装置は、直流絶縁回路を備えるので、受電素子と電気負荷の間が電気的に絶縁される。このため、交流／直流変換回路や直流絶縁回路にショートモードの故障が発生しても、受電素子で受電された大きな受電電圧や変換された直流電圧がそのまま電気負荷に到達することは無い。したがって、電気負荷は故障せず、故障範囲の拡大が防止される。

第１実施形態の非接触給電システムを適用する部品装着システムの概略構成を示す平面図である。部品装着システムを構成する部品装着機およびローダの概略構成を示す側面図である。第１実施形態の非接触給電システムの電気的な構成を示す回路図である。直流絶縁回路の第一直流変圧機能、および第二直流変圧機能を模式的に説明する波形図である。第２実施形態の非接触給電システムの電気的な構成を示す回路図である。

１．非接触給電システム１の適用箇所（部品装着システム９）の例示
まず、非接触給電システム１の適用箇所の一例である部品装着システム９の構成について説明する。図１は、第１実施形態の非接触給電システム１を適用する部品装着システム９の概略構成を示す平面図である。図１の紙面左右方向が、基板Ｋを搬送するＸ軸方向であり、紙面上下方向がＹ軸方向である。部品装着システム９は、部品装着ライン９１、ローダ９４、および管理コンピュータ９９などで構成される。部品装着ライン９１は、複数の部品装着機９２がＸ軸方向に列設されて構成される。基板Ｋは、最も左側に配置された部品装着機９２へ搬入され、順次右方向へ搬送されていき、最も右側に配置された部品装着機９２から搬出される。なお、部品装着機９２は、前後二列で基板Ｋを搬送するデュアルレーンタイプとされており、特にこのタイプに限定されない。図２は、部品装着システム９を構成する部品装着機９２およびローダ９４の概略構成を示す側面図ある。

部品装着機９２は、基板搬送装置、フィーダ台９３、および部品移載装置を備える。基板搬送装置は、基板ＫをＸ軸方向に搬送し、かつ装着作業実施位置に位置決めする。フィーダ台９３は、部品装着機９２の前側に設けられており、側面視でＬ字状の台である。フィーダ台９３の上面に、複数のテープフィーダ９７がＸ軸方向に並んで設けられる。部品移載装置は、吸着ノズルを用いて部品をテープフィーダ９７から吸着し、基板Ｋ上の装着ポイントに装着する。

テープフィーダ９７は、所定ピッチで部品を収容するキャリアテープを繰り出して、部品を供給する。テープフィーダ９７は、図２に示されるように、本体９７１、テープリール９７２、位置決めピン９７３、コネクタ９７４、およびバーコード９７５を備える。テープリール９７２は、キャリアテープを巻回保持している。テープリール９７２は、本体９７１の中央付近に回転可能に支持される。

上下一対の位置決めピン９７３は、本体９７１の後側の上部寄りに離隔して設けられる。コネクタ９７４は、上下一対の位置決めピン９７３の間に配設される。コネクタ９７４は、電源供給用の接続ピン、および通信用の接続ピンを有する。バーコード９７５は、本体９７１の上面に付設される。バーコード９７５は、テープフィーダ９７の個体を特定し、さらには、キャリアテープに収容されている部品の種類を特定するものである。

テープフィーダ９７は、図２の矢印Ｊに示されるように、交換可能とされている。テープフィーダ９７がフィーダ台９３にセットされるとき、上下一対の位置決めピン９７３は、フィーダ台９３の位置決め孔９３３に嵌入する。これにより、テープフィーダ９７の取り付け位置が、適正に位置決めされる。また、コネクタ９７４は、フィーダ台９３の受け側のコネクタ９３４に嵌合する。これにより、電源供給路および通信路が自動的に接続される。テープフィーダ９７を自動で交換するために、ローダ９４が設けられる。

図２に示されるように、部品装着機９２の前面の概ね中間高さに、上部ガイドレール９２１が配設される。上部ガイドレール９２１は、Ｘ軸方向に延び、下向きに開口する断面Ｕ字状のレールである。部品装着機９２の前面の上部ガイドレール９２１よりも上側の位置に、非接触送電コイル２６が配設される。非接触送電コイル２６は、Ｘ軸方向に延在する１個のコイルでもよいし、Ｘ軸方向に列設される複数個のコイルでもよい。非接触送電コイル２６は、送電素子に相当し、非接触給電システム１の構成要素となる。

部品装着機９２の前面の下部寄りに、下部ガイドレール９２２が配設される。下部ガイドレール９２２は、Ｘ軸方向に延び、上向きに開口する断面Ｕ字状のレールである。部品装着機９２の前面の下部ガイドレール９２２よりも下側の位置に、ラックギヤ９２３が配設される。ラックギヤ９２３は、Ｘ軸方向に延び、その前面に複数の縦溝が刻まれている。隣接する部品装着機９２の上部ガイドレール９２１、下部ガイドレール９２２、およびラックギヤ９２３は、相互に連結されて使用される。そのため、複数の部品装着機９２は、同一構造にユニット化されており、列設台数の増減が可能となっている。

ローダ９４は、下段の走行台９５、および上段のフィーダ収納ユニット９６からなる。走行台９５は、上部ローラ９５１、下部ローラ９５２、ピニオンギヤ９５３、走行用モータ９５４、非接触受電コイル４１、およびローダ制御装置９５５を備える。上部ローラ９５１は、部品装着機９２の上部ガイドレール９２１に転動可能に係合する。下部ローラ９５２は、下部ガイドレール９２２に転動可能に係合する。ピニオンギヤ９５３は、ラックギヤ９２３に噛み合う。走行用モータ９５４は、ピニオンギヤ９５３を回転駆動する。これにより、図１の矢印Ｍに示されるように、ローダ９４の全体がＸ軸方向に走行する。

非接触受電コイル４１は、部品装着機９２の非接触送電コイル２６と所定の間隔を保って対向する。非接触受電コイル４１は、受電素子に相当し、非接触給電システム１の構成要素となる。ローダ制御装置９５５は、走行用モータ９５４および後述のフィーダ移載機構９６１を制御する。ローダ制御装置９５５は、光無線通信路９５６を用いて、管理コンピュータ９９に光通信接続される。

フィーダ収納ユニット９６は、複数のテープフィーダ９７を収納する。フィーダ収納ユニット９６は、フィーダ移載機構９６１およびバーコードリーダ９６２を備える。フィーダ移載機構９６１は、テープフィーダ９７をフィーダ台９３にセットしたり、フィーダ台９３からテープフィーダ９７を回収したりする。バーコードリーダ９６２は、収納されたテープフィーダ９７のバーコード９７５を読み取る。

管理コンピュータ９９は、ＣＰＵや各種のメモリを有して、ソフトウェアで動作する。管理コンピュータ９９は、通信線９８を用いて、各部品装着機９２と双方向通信可能に接続されている。管理コンピュータ９９は、記憶している生産ジョブデータにしたがい、部品装着ライン９１における部品の装着作業を制御する。また、前述した光無線通信路９５６を経由して、管理コンピュータ９９とローダ制御装置９５５の間で、ローダ９４の位置制御やテープフィーダ９７の交換に関する指令および応答が授受される。

２．第１実施形態の非接触給電システム１
第１実施形態の非接触給電システム１の説明に移る。非接触給電システム１は、各部品装着機９２からローダ９４の電気負荷Ｌへ非接触で給電する。電気負荷Ｌは、走行用モータ９５４やローダ制御装置９５５、フィーダ移載機構９６１などである。図３は、第１実施形態の非接触給電システム１の電気的な構成を示す回路図である。非接触給電システム１は、各部品装着機９２に設けられた非接触送電装置２、および、ローダ９４に設けられた非接触受電装置３を備える。

非接触送電装置２の電源として、部品装着機９２に直流電源２１が設けられている。直流電源２１は、商用周波数の交流電圧を整流する電源装置でもよいし、バッテリでもよい。非接触送電装置２の送電回路は、高圧側スイッチング素子２２、低圧側スイッチング素子２３、スイッチング制御部２４、送電側共振コンデンサ２５、および送電素子に相当する非接触送電コイル２６で構成される。高圧側スイッチング素子２２および低圧側スイッチング素子２３として、ＩＧＢＴ素子（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ素子）を例示でき、これに限定されない。

高圧側スイッチング素子２２の高圧端子２２１は、直流電源２１の正側端子に２１１に接続される。高圧側スイッチング素子２２の低圧端子２２２は、低圧側スイッチング素子２３の高圧端子２３１、および送電側共振コンデンサ２５の一端２５１に接続される。低圧側スイッチング素子２３の低圧端子２３２は、直流電源２１の負側端子２１２、および非接触送電コイル２６の他端２６２に接続される。高圧側スイッチング素子２２のゲート端子２２３、および低圧側スイッチング素子２３のゲート端子２３３は、スイッチング制御部２４に接続される。

また、送電側共振コンデンサ２５の他端２５２と、非接触送電コイル２６の一端２６１とが接続される。つまり、送電側共振コンデンサ２５および非接触送電コイル２６は、直列接続される。直流電源２１の負側端子２１２は、部品装着機９２の筐体９２９に接地される。さらに、筐体９２９は、大地Ｅに接地されており、電位上昇が防止される。これらの接地により、部品装着機９２の電気的な故障に対する安全が確保される。

送電側共振コンデンサ２５の静電容量値、および、非接触送電コイル２６のインダクタンス値は、所望する送電側共振周波数が得られるように、適正に設定される。スイッチング制御部２４は、送電側共振周波数に基づきゲート信号を生成して出力し、高圧側スイッチング素子２２および低圧側スイッチング素子２３を開閉制御する。これにより、交流の送電電圧ＶＳが非接触送電コイル２６に加えられる。

一方、非接触受電装置３の受電回路は、受電素子に相当する非接触受電コイル４１、受電側共振コンデンサ４２、交流／直流変換回路５、および直流絶縁回路６で構成される。非接触受電コイル４１に対して、受電側共振コンデンサ４２は並列接続される。非接触受電コイル４１のインダクタンス値、および受電側共振コンデンサ４２の静電容量値は、所望する受電側共振周波数が得られるように、適正に設定される。

ローダ９４がＸ軸方向のいずれの位置にあっても、少なくとも１個の非接触送電コイル２６が非接触受電コイル４１に対向する。したがって、非接触送電コイル２６からの電磁誘導作用により、交流の受電電圧ＶＲが非接触受電コイル４１に発生する。換言すると、非接触受電コイル４１は、非接触で交流電力を受電する。受電電圧ＶＲは、交流／直流変換回路５の全波整流回路５１に入力される。

交流／直流変換回路５は、全波整流回路５１、平滑コイル５２、および平滑コンデンサ５３で構成される。全波整流回路５１は、４個のダイオードがブリッジ接続された回路である。全波整流回路５１の出力側の一端は、平滑コイル５２の一端に接続される。全波整流回路５１の出力側の他端は、平滑コンデンサ５３の他端に接続される。さらに、平滑コイル５２の他端は、平滑コンデンサ５３の一端に接続される。

全波整流回路５１は、交流の受電電圧ＶＲを直流の脈動電圧に整流する。脈動電圧とは、方向が一定で、大きさが周期的に変化する電圧である。平滑コイル５２および平滑コンデンサ５３は、脈動電圧を平滑して、直流電圧ＶＤとする。直流電圧ＶＤは、直流絶縁回路６の入力側回路６１に入力される。

直流絶縁回路６は、入力側回路６１および出力側回路６５で構成される。入力側回路６１は、変圧器７の一次巻線７１、および、一次巻線７１に直列接続されたスイッチング素子６２からなる。スイッチング素子６２には、スイッチング制御部６３が付設されている。スイッチング制御部６３は、固定または可変の繰り返し周波数でスイッチング素子６２を開閉制御する。さらに、スイッチング制御部６３は、スイッチング素子６２が導通しているオン時間の比率を表すデューティ比を可変に制御する。これにより、一次巻線７１には、繰り返し周波数で周期的に変化する一次脈動電圧Ｖ１が発生する。

出力側回路６５は、変圧器７の二次巻線７２、ダイオード６６、および平滑コンデンサ６７で構成される。変圧器７の変圧機能により、一次脈動電圧Ｖ１が変圧され、二次脈動電圧Ｖ２となって二次巻線７２に発生する。二次巻線７２の一端は、ダイオード６６を経由して、平滑コンデンサ６７の一端および電気負荷Ｌの一端に接続される。ダイオード６６は、二次巻線７２から平滑コンデンサ６７に向かう電流を許容し、逆方向の電流を阻止する。さらに、二次巻線７２の他端は、平滑コンデンサ６７の他端および電気負荷Ｌの他端に接続される。ダイオード６６および平滑コンデンサ６７は、平滑素子の一例である。

変圧器７は、直流偏磁の影響を受けないように磁気回路が形成される。変圧器７の一次巻線７１と二次巻線７２の間は、電気的に絶縁されている。したがって、入力側回路６１と出力側回路６５の間も、電気的に絶縁される。これによれば、仮に、大きな故障電圧が入力側回路６１に侵入しても、故障電圧がそのまま出力側回路６５に移行して電気負荷Ｌに到達することは無い。

例えば、スイッチング素子６２がショートモードで故障した場合に（短絡故障）、大きな受電電圧ＶＲに対応する大きな直流電圧ＶＤが一次巻線７１に侵入する。それでも、変圧器７の作用で、二次巻線７２に発生する電圧は、直流電圧ＶＤよりも大きく低減される。これに対比し、受電回路が途中で絶縁されていない従来の回路構成では、大きな故障電圧がそのまま電気負荷Ｌまで到達する。この結果、電気負荷Ｌが過電圧故障することになって、故障範囲が拡大する。

また、直流絶縁回路６は、第一直流変圧機能、および第二直流変圧機能を有する。図４は、直流絶縁回路６の第一直流変圧機能、および第二直流変圧機能を模式的に説明する波形図である。図４の横軸は、共通の時間ｔを表し、上側の波形は、一次脈動電圧Ｖ１を表し、下側の波形は、二次脈動電圧Ｖ２を表す。

まず、第一直流変圧機能について説明する。図４に示されるように、一次脈動電圧Ｖ１は、デューティ比に対応した矩形波形となり、その波高値は直流電圧ＶＤに一致する。これに対して、二次脈動電圧Ｖ２も、一次脈動電圧Ｖ１と同形の矩形波形となる。ただし、二次脈動電圧Ｖ２の波高値は、一次巻線７１と二次巻線７２との巻数比から定まる固定変圧比にしたがう。

一次巻線７１の巻数Ｎ１、二次巻線７２の巻数Ｎ２として数式で示すと、Ｖ２＝Ｖ１×（Ｎ２／Ｎ１）となる。第１実施形態において、（Ｎ２／Ｎ１）は１未満であり、変圧器７は降圧機能を有する。なお、（Ｎ２／Ｎ１）が１を超え、変圧器７が昇圧機能を有してもよい。このように、第一直流変圧機能は、固定変圧比で表される変圧機能である。

ダイオード６６および平滑コンデンサ６７は、二次脈動電圧Ｖ２を平滑して直流の負荷電圧ＶＬ（図４の一点鎖線参照）を生成する。負荷電圧ＶＬは、電気負荷Ｌに供給される。ここで、第二直流変圧機能について説明する。前述したように、スイッチング制御部６３は、スイッチング素子６２のデューティ比を可変に制御する。例えば、デューティ比が小さく制御されたとき、一次脈動電圧Ｖ１および二次脈動電圧Ｖ２は、図４に破線のハッチングで例示されるように、オン時間が短縮された矩形波形となる。

これにより、二次脈動電圧Ｖ２の実効値が減少する。したがって、この二次脈動電圧Ｖ２を平滑して得られる負荷電圧ＶＬｓ（図４の破線参照）は、デューティ比が小さくないときの負荷電圧ＶＬよりも小さくなる。デューティ比は、ゼロを超えかつ１未満の任意の値に制御可能であるので、負荷電圧ＶＬは、可変に降圧される。このように、第二直流変圧機能は、デューティ比に依存する可変変圧比で表される降圧機能である。別の見方をすると、受電電圧ＶＲに変動が生じても、スイッチング素子６２のデューティ比を可変に制御することで、負荷電圧ＶＬを安定化させることができる。

なお、電気負荷Ｌの低圧側端子は、ローダ９４の筐体９４９に接地される。そして、ローダ９４の筐体９４９と部品装着機９２の筐体９２９の間には、上部ローラ９５１と上部ガイドレール９２１との係合、および、下部ローラ９５２と下部ガイドレール９２２との係合が介在する。これらの部材は、金属製ではあるが、確実な接地経路にはならない。このため、ローダ９４の内部で電気的な故障が発生した場合に、筐体９４９の電位上昇が発生し得る。

例えば、電気負荷Ｌの高圧側端子に接続される電線が筐体９４９に接触する故障（図３の折れ線矢印Ｘ参照）と、スイッチング素子６２のショートモードの故障が重畳する場合を想定する。この場合でも、直流絶縁回路６の変圧器７の作用で、二次巻線７２に発生する電圧が低減されるので、筐体９４９の電位上昇も抑制される。したがって、ローダ９４に電気的な故障が発生しても、安全が確保される。この結果、第１実施形態の非接触給電システム１は、安全性を規定したＵＬ規格やＣＥ規格などの各種規格に適合する。

第１実施形態で説明した非接触受電装置３は、直流絶縁回路６を備えるので、非接触受電コイル４１と電気負荷Ｌの間が電気的に絶縁される。このため、交流／直流変換回路５や直流絶縁回路６にショートモードの故障が発生しても、非接触受電コイル４１で受電された大きな受電電圧ＶＲや変換された直流電圧ＶＤがそのまま電気負荷Ｌに到達することは無い。したがって、電気負荷Ｌは故障せず、故障範囲の拡大が防止される。

３．第２実施形態の非接触給電システム１Ａ
次に、第２実施形態の非接触給電システム１Ａについて、第１実施形態と異なる点を主に説明する。図５は、第２実施形態の非接触給電システム１Ａの電気的な構成を示す回路図である。第２実施形態において、ローダ９４の電気負荷Ｌは、電圧値の異なる第１負荷電圧ＶＬ１および第２負荷電圧ＶＬ２を必要とする。例えば、複数の電気負荷Ｌの一部が第１負荷電圧ＶＬ１で動作し、電気負荷Ｌの残りが第２負荷電圧ＶＬ２で動作する。また例えば、１つの電気負荷Ｌが駆動電源に第１負荷電圧ＶＬ１を用い、制御電源に第２負荷電圧ＶＬ２を用いる。

上記した電気負荷Ｌに対応するため、第２実施形態では、非接触受電装置３Ａの直流絶縁回路６Ａの出力側回路６５Ａ以降の回路構成が変形される。詳述すると、変圧器７Ａは、一次巻線７１および二次巻線７２に加えて、三次巻線７３を有する。一次巻線７１と二次巻線７２の巻数比は、第１負荷電圧ＶＬ１に適合するように適正に設定される。一次巻線７１と三次巻線７３の巻数比は、第２負荷電圧ＶＬ２に適合するように適正に設定される。

入力側回路６１において、第１実施形態と同様に、一次巻線７１とスイッチング素子６２が直列接続される。一方、出力側回路６５Ａは、並列接続された二回路からなる。第１の出力側回路において、二次巻線７２の一端は、二次側ダイオード６６２を経由して、二次側平滑コンデンサ６７２の一端および電気負荷Ｌに接続される。二次側ダイオード６６２は、二次巻線７２から二次側平滑コンデンサ６７２に向かう電流を許容し、逆方向の電流を阻止する。さらに、二次巻線７２の他端は、二次側平滑コンデンサ６７２の他端および電気負荷Ｌに接続される。二次側平滑コンデンサ６７２の他端は、ローダ９４の筐体９４９に接地される。

また、第２の出力側回路において、三次巻線７３の一端は、三次側ダイオード６６３を経由して、三次側平滑コンデンサ６７３の一端および電気負荷Ｌに接続される。三次側ダイオード６６３は、三次巻線７３から三次側平滑コンデンサ６７３に向かう電流を許容し、逆方向の電流を阻止する。さらに、三次巻線７３の他端は、三次側平滑コンデンサ６７３の他端および電気負荷Ｌに接続される。三次側平滑コンデンサ６７３の他端は、ローダ９４の筐体９４９に接地される。

変圧器７Ａの一次巻線７１と二次巻線７２の間、および一次巻線７１と三次巻線７３の間は、電気的に絶縁されている。したがって、仮に、大きな故障電圧が入力側回路６１に侵入しても、故障電圧がそのまま出力側回路６５Ａに移行して電気負荷Ｌに到達することは無い。したがって、電気負荷Ｌは故障せず、故障範囲の拡大が防止される。

４．実施形態の応用および変形
なお、第１および第２実施形態において、交流／直流変換回路５や直流絶縁回路（６、６Ａ）の回路構成は、適宜変形可能である。また、第１実施形態で説明した第１直流変圧機能および第２直流変圧機能は、必須でない。例えば、変圧器７は、一次巻線７１と二次巻線７２の間が絶縁されていれば、固定変圧比が１であって第１直流変圧機能を有さずともよい。さらに、第１実施形態において、送電素子および受電素子はコイルとされているが、これに限定されない。つまり、第１実施形態の態様は、静電結合方式や電磁界共鳴方式の非接触給電システムにも応用できる。第１および第２実施形態は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

第１および第２実施形態の非接触給電システム（１、１Ａ）は、部品装着システム９に限定されず、他の製品の組立ラインや工作機械など、幅広い産業分野で利用可能である。

１、１Ａ：非接触給電システム２：非接触送電装置２６：非接触送電コイル３、３Ａ：非接触受電装置４１：非接触受電コイル４２：受電側共振コンデンサ５：交流／直流変換回路６、６Ａ：直流絶縁回路６１：入力側回路６２：スイッチング素子６５、６５Ａ：出力側回路６６：ダイオード６７：平滑コンデンサ７、７Ａ：変圧器７１：一次巻線７２：二次巻線７３：三次巻線９：部品装着システム９１：部品装着ライン９２：部品装着機９４：ローダ９９：管理コンピュータＬ：電気負荷ＶＳ：送電電圧ＶＲ：受電電圧ＶＤ：直流電圧Ｖ１：一次脈動電圧Ｖ２：二次脈動電圧ＶＬ、ＶＬｓ：負荷電圧ＶＬ１：第１負荷電圧ＶＬ２：第２負荷電圧

Claims

非接触で交流電力を受電する受電素子と、
前記受電素子が受電した前記交流電力を直流電力に変換して出力する交流／直流変換回路と、
前記交流／直流変換回路に接続される入力側回路、および電気負荷に接続される出力側回路を含み、前記入力側回路と前記出力側回路の間が絶縁された状態で前記交流／直流変換回路から前記直流電力を受け取って前記電気負荷に給電する直流絶縁回路と、
を備える非接触受電装置。
前記直流絶縁回路は、前記直流電力の直流電圧を変圧する直流変圧機能を有する、請求項１に記載の非接触受電装置。
前記直流絶縁回路の前記入力側回路は、変圧器の一次巻線、および、前記一次巻線に直列接続されて開閉動作することにより前記直流電力の直流電圧を一次脈動電圧に変成するスイッチング素子を含み、
前記直流絶縁回路の前記出力側回路は、前記変圧器の前記一次巻線から絶縁された二次巻線、および、前記二次巻線から出力される二次脈動電圧を平滑して前記電気負荷に給電する平滑素子を含む、
請求項１または２に記載の非接触受電装置。
前記直流絶縁回路は、
前記変圧器の前記一次巻線と前記二次巻線との巻数比から定まる固定変圧比で前記直流電力の前記直流電圧を変圧する第一直流変圧機能、および、
前記スイッチング素子のデューティ比の制御によって得られる可変変圧比で前記直流電力の前記直流電圧を変圧する第二直流変圧機能の少なくとも一方を有する、
請求項３に記載の非接触受電装置。
前記直流絶縁回路は、一つの前記入力側回路、および複数の前記出力側回路を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の非接触受電装置。
前記直流絶縁回路は、複数の前記出力側回路のうちの少なくとも一回路において前記直流電力の直流電圧を変圧する直流変圧機能を有する、請求項５に記載の非接触受電装置。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の非接触受電装置と、
非接触で前記交流電力を前記受電素子に送電する非接触送電装置と、
を備える非接触給電システム。