JPH03212134A - 給電システム - 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、電磁誘導作用により給電を行う給電システ
ムに関するものである。

［従来の技術］ 第５図は一般的によく使用されている従来のコンセント
を示す斜視図である。図において、（１５）はコンセン
トボディ、（１６）はコンセントボディ（１５）に設け
られた差し込み口、（１７）はコンセントキャップ、（
１８）はコンセントキャップ（１７）に設けられた差し
込み片である。

第５図に示す従来のコンセントは、差し込み口（１６）
へ差し込み片（１８）を差し込んで金属面の接触により
電気的な接続を行っているが、接触圧の不良や接触面の
酸化などにより接触不良を起こし易く、また差し込み片
（１８）を絶縁することができないために、差し込み口
（１Ｂ）から抜けかかった差し込み片（１８）へ触れて
感電する危険性がある。さらに漏電の恐れがある水中、
浴室、船のデツキ、プールなどでは使用できない等の問
題がある。

そこで、このような問題を解決すべく、金属面の接触部
分を持たない電磁コンセントが考察されている。第６図
は実開昭５７−３１８１８号公報に開示された電磁コン
セントの構成を示す断面図で、第５図と同一符号は同−
又は相当部分を示し、（１）は商用交流電源、（７ａ）
はトランスの一次巻線、（７ｂ）はトランスの二次巻線
、（１９ａ）はトランスの一次鉄芯、（１９ｂ）はトラ
ンスの二次鉄芯である。

第６図に示す電磁コンセントは、コンセントボディ（１
５）に構成されたトランスの一次巻線（７ａ）に商用交
流電源（１）からの交流電圧を印加することにより、−
次鉄芯（１９ａ）が磁化され、−次鉄芯（１９ａ）およ
びコンセントキャップ（１７）に構成された二次鉄芯（
１９ｂ）との間に磁束ができ、この磁束により電磁誘導
が起こり、二次巻線（７ａ）に電流が流れ、負荷（１４
）へ電力を供給している。この電磁コンセントは、コン
セントボディ（１５）とコンセントキャップ（１７）と
の間に金属面の接触部分を持たないので、接触不良や感
電、漏電等の問題を解決することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の給電システムは以上のように構成されているので
、接触不良や感電、漏電の問題は解決できるが、商用交
流電源をトランスの一次巻線へ直接印加する構成のため
に商用周波数に応じた大きくて重いトランスが必要とな
り、装置が大型化してしまう。従って壁や床、天井など
にトランスを設置する場合、その凸部が大きく張り出し
てしまい邪魔になる。

また壁や床、天井などにトランスを埋め込む場合には大
がかりな工事が必要となる。さらに二次側鉄芯と二次側
巻線も大きく重くなってしまうため着脱が容易でなく、
このことは負荷が大きくなると更に顕著になる。

さらに直流電源には使用することができない等の問題が
あった。

この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、システムを小型軽量化することができ、直流電源にも
使用することができる給電システムを得ることを目的と
している。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる給電システムは、交流電源を整流平滑
化して直流にするＡＣ／ＤＣ変換部と、この変換部から
の直流出力を制御回路とスイッチング素子とによって任
意の周波数の交流に変換する変換手段とを備えたもので
ある。

［作用］ この発明においては、電源のいかんを問わず給電システ
ムを構成するトランスに高い周波数の交流電圧を印加す
ることができるので、使用するトランスの小型軽量化を
図ることができる。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を図面について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す回路図である。なお、第
５図、第６図の従来例と同−又は相当部分には同じ符号
を付し、説明を省略する。

図において、（２）は整流用のダイオードブリッジ、（
３）は平滑コンデンサ、（４）はＡＣ／ＤＣ変換部、（
５）はスイッチング素子で、ＡＣ／ＤＣ変換部（４）か
ら出力された直流電圧を断続し、任意の周波数の交流電
圧に変換する。（６）はスイッチング素子（５）を制御
する制御回路である。（７）はトランスで、（７ｅ）は
トランス（ア）を初期化するためのスナバ（ｓｎｕｂｂ
ｅｒ）用巻線、（８）はスナバ用ダイオード、（９）は
トランス分離部、（１０）、（１１）は整流ダイオード
、（１２）はチョークコイル、（１３）は平滑コンデン
サである。

この実施例における給電システムは第１図に示すように
構成され、商用交流電源（１）からの交流電圧がＡＣ／
ＤＣ変換部（４）へ入力され、ダイオードブリッジ（２
）および平滑コンデンサ（３）により整流、平滑化され
て直流電圧に変換される。この直流電圧は制御回路（６
）により制御されるスイッチング素子（５）により連続
的に断続され、所望の周波数の交流に変換されて一次巻
線（７ａ）へ印加される。

従って、高い周波数に変換することにより、トランス（
７）を小形軽量化することができる。そして、−次鉄芯
が磁化されて一次鉄芯および二次鉄芯との間に磁束が形
成され、この磁束により電磁誘導が起こり、二次巻線（
７ｂ）に電流が流れる。この電流は二次側の整流用ダイ
オード（ｌＯ）と（１１）とで整流され、チョークコイ
ル（１２）と平滑用コンデンサ（１３）とで構成される
ＬＣフィルタで平滑化されて直流として負荷（１４）へ
供給される。

なお、トランス（７）のスナバ用巻線（７Ｃ）は、スイ
ッチング素子（５）が開放している場合にトランス（７
）を初期化するために設けられており、スナバ用ダイオ
ード（８）を通してトランス（７）に蓄えられた平滑コ
ンデンサ（３）に回生ずることによりトランス（７）の
初期化を行う。

なお、第１図はフォワードコンバータタイプの給電シス
テムを示したが、トランスをコンセントとし、スイッチ
ングレギュレータを用いたもの、例えばプッシュプルタ
イプ、ハーフブリッジタイプ、フルブリッジタイプ、フ
ライバックタイプ等であってもよく、トランス（７）の
二次側の整流平滑回路を省略して交流出力を得るように
してもよい。

第２図はこの発明の他の実施例を示す回路図である。こ
の実施例ではチョークコイル（１２）と平滑コンデンサ
（１３）とで構成されるＬＣフィルタ部を出力端子外の
負荷（１４）内部に設け、コンセントキャップ（プラグ
）の小形軽量化を図るようにしたもので、ある。

なお、第１図、第２図に示す実施例では、商用交流電源
（１）を入力し、ダイオードブリッジ（２）および平滑
コンデンサ（３）により整流、平滑化して直流に変換す
る場合を示したが、他の交流電源や他の整流回路を用い
てもよい。また、ＡＣ／ＤＣ変換部（４）を省略して、
例えば、バッテリー等の直流電源を用いることもできる
。

第３図はＩＪ１図の一次側及び二次側を絶縁部材でモー
ルド成型した状態を示す回路図、第４図は第２図の一次
側及び二次側を絶縁部材でモールド成型した状態を示す
接続図である。

第３図及び第４図に於いて、（１５）は分離型のトラン
スとして形成された電磁コンセント部である。

（１６）は一体化されたコンセントボディで、−次側鉄
芯と一次側鉄芯に巻回した一次巻線（７ａ）、スナバ用
巻線（７Ｃ）、スナバ用ダイオード（８）、制御回路（
６）、スイッチング素子及びＡＣ／ＤＣ変換部（４）全
体を絶縁部材で一体化し、これらをモールド成型により
被覆したものである。一体化されたコンセントボディ（
１Ｂ）の嵌合部（１８ａ）は凹状に形成され、モールド
成型により被覆されている。

（１７）は一体化されたコンセントキャップで、二次側
鉄芯と二次側鉄芯に巻回した二次巻線（７ｂ）、整流ダ
イオード（１０）、（１１）　、チョークコイル（１２
）及び平滑コンデンサ（１３）全体を絶縁部材で一体化
し、モールド成型により被覆したものである。なお、一
体化されたコンセントキャップ（１７）の嵌合部（１７
ａ）は凸状に形成され、モールド成型により被覆されて
いる。

この様に、コンセントボディ（１Ｂ）の凹状嵌合部（Ｌ
ｅａ）とコンセントキャップ（１７）の凸状嵌合部（１
７ａ）とが機械的に嵌合状態に連結され、磁気結合して
電気的な接続が行われるが、これらは絶縁部材によって
被覆されているので、例えば、浴槽等で水を使用してこ
れらの連結部分に水分が付着しても感電及び漏電の危険
がない。

又、コンセントボディ（１６）が一体化されたことによ
り、コンセントボディ（ＩＢ）に接続するケーブルの配
線が最短になり、そのケーブルによる配線のインダクタ
ンス成分が殆ど除去され、インダクタンス成分による電
圧降下が大幅に低減され、供給電源の効率を高め、設計
上による所望の電圧を得ることができる。

更に、コンセントボディ（１６）を一体化したことによ
り、取扱いが便利になり、設置場所も一箇所で済ますこ
とができる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、電磁誘導作用により給
電を行う給電システムにおいて電源のいかんを問わず給
電システムを構成するトランスに高い周波数の交流電圧
を印加することができるようにしたので、使用するトラ
ンスの小型軽量化をはかることができ、接触不良や感電
、漏電の問題を解決して水のかかる場所や屋外で安全に
電力の供給を行うことができる。

また、コンセントボディの取り付は工事が容易となると
共に、コンセントキャップ（プラグ）の着脱が容易に行
え、しかも交流入力は勿論のこと直流入力であっても使
用することができる給電システムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す回路図、第３図は第１図の一
次側及び二次側を絶縁部材でモールド成型した状態を示
す回路図、第４図は第２図の一次側及び二次側を絶縁部
材でモールド成型した状態を示す接続図、第５図は従来
のコンセントを示す斜視図、第６図は従来の電磁コンセ
ントの構成を示す断面図である。 図に於いて、（１）は商用交流電源、（２）は整流用の
ダイオードブリッジ、（３）は平滑コンデンサ、（４）
はＡＣ／ＤＣ変換部、（５）はスイッチング素子、（６
）は制御回路、（７）はトランス、（７ａ）は−次巻線
、（７ｂ）は二次巻線、（７Ｃ）はスナバ用巻線、（８
）はスナバ用ダイオード、（９）はトランス分離部、（
１０）、（１１）は整流ダイオード、（１２）はチョー
クコイル、（１３）は平滑コンデンサ、（１４）は負荷
、（１５）は電磁コンセント部、（１Ｂ）はコンセント
ボディ、（ｌｅａ）はコンセントボディの嵌合部、（１
７）はコンセントキャップ、（１７ａ）はコンセントキ
ャップの嵌合部である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すものと
する。 代 理 人 佐々木 宗治

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　絶縁された一次側と二次側とが分離可能なトランスを
   有し、電磁誘導作用により給電を行う給電システムにお
   いて、 一次側電源が交流電源である場合はこの交流電源を整流
   平滑化して直流にするＡＣ／ＤＣ変換部と、このＡＣ／
   ＤＣ変換部からの直流出力または一次側電源が直流電源
   である場合はこの直流電源を制御回路とスイッチング素
   子とによって任意の周波数の交流に変換する変換手段と
   を備え、上記変換手段によって高い周波数の交流に変換
   してから上記トランスの一次側へ電圧を印加することを
   特徴とする給電システム。