JPH06165398A - 誘導式インバーター回路を有する充電器 - Google Patents

誘導式インバーター回路を有する充電器

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JPH06165398A
JPH06165398A JP4317486A JP31748692A JPH06165398A JP H06165398 A JPH06165398 A JP H06165398A JP 4317486 A JP4317486 A JP 4317486A JP 31748692 A JP31748692 A JP 31748692A JP H06165398 A JPH06165398 A JP H06165398A
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JP
Japan
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transformer
side transformer
charger
choke coil
primary
Prior art date
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Pending
Application number
JP4317486A
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English (en)
Inventor
Takeshi Shinnobuta
彪 新信田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06165398A publication Critical patent/JPH06165398A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品コストを低減して信頼性を向上し、さら
に生産性を改善する。 【構成】 充電器は、電気機器4に内蔵される2次側ト
ランスT2に電磁的に結合される1次側トランスT1を内
蔵している。1次側トランスT1には、スイッチング素
子Q1でもって交流電力を供給する。1次側トランスT1
の交流電力は、磁気誘導作用で2次側トランスT2に搬
送される。2次側トランスT2に誘導される交流は、整
流されて二次電池3を充電する。1次側トランスT1に
は、棒状のコアー1にコイル2を巻いた高周波用のチョ
ークコイルが使用される。 【効果】 1次側トランスT1に電子部品として市販さ
れているチョークコイルを使用して部品コストを低減
し、信頼性を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導式インバーター回
路を有する充電器に関する。
【0002】
【従来の技術】誘導式インバータ回路を有する充電器
は、完全防水の電動歯ブラシ等に最適である。それは、
電気接点を接触させることなく、電動歯ブラシに内蔵す
る二次電池を充電できるからである。この充電器のブロ
ック線図を図1に示す。この方式は、電気接点を使用す
ることなく、1次側トランスT1と2次側トランスT2と
で、充電器から電気機器4に電力を送ることができる。
充電器に内蔵する1次側トランスT1と、電気機器4に
内蔵する2次側トランスT2とを電磁的に結合して、充
電器から電気機器に電力を供給する。このようにして、
電気機器の二次電池3を充電する充電器は、1次側トラ
ンスT1に交流を供給するインバータ回路5を内蔵す
る。インバータ回路5は直流を交流に変換する。さら
に、小型の1次側トランスT1と2次側トランスT2とで
効率よく電力搬送できるように、直流を高周波の交流に
変換する。一方、電気機器4には、充電器の1次側トラ
ンスT1に電磁的に結合する2次側トランスT2を内蔵す
る。2次側トランスT2は、1次側トランスT1に接近し
て配設され、1次側トランスT1から2次側トランスT2
に、電磁誘導によって電力搬送する。2次側トランスT
2の交流出力は、整流されて電気機器4に内蔵される二
次電池3に供給される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この構造の充電器は、
電磁誘導作用で電力搬送するので、充電器に1次側トラ
ンスを使用する必要がある。トランスは、他の電気部品
に比較すると部品コストが高く、製造原価が高くなる欠
点がある。さらに、1次側トランスと2次側トランスと
に、効率よく電磁誘導作用で電力搬送できる独得の構造
とするので、トランスの部品コストが高くなる欠点があ
った。
【0004】本発明は、この欠点を解決することを目的
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、部品
コストを低減して信頼性を向上でき、さらに、組み立て
工程を簡素化して安価に多量生産できる誘導式インバー
ター回路を有する充電器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の誘導式インバー
ター回路を有する充電器は、前述の目的を達成するため
に下記の構成を備える。本発明の充電器は、電気機器4
に内蔵される2次側トランスT2に電磁的に結合される
1次側トランスT1を内蔵している。1次側トランスT1
はスイッチング素子Q1に接続されている。スイッチン
グ素子Q1は一定の周期でオンオフされて、1次側トラ
ンスT1に交流電力を供給する。1次側トランスT1に流
す交流電力は磁気誘導作用で2次側トランスT2に電力
搬送される。2次側トランスT2の交流を整流して電気
機器4に内蔵する二次電池3が充電される。
【0006】さらに本発明の誘導式インバーター回路を
有する充電器は、1次側トランスT1に、棒状のコアー
1にコイル2を巻いた高周波用のチョークコイルを使用
する。すなわち、本発明の充電器は、特別に設計した1
次側トランスT1を使用しない。1次側トランスT1とし
て、特定のインダクタンスを有する電子部品として量産
されている市販のチョークコイルを使用する。市販され
るチョークコイルは、インダクタンスを特定し、分布容
量を小さくする巻線構造が採用される。チョークコイル
のインダクタンスは、誘導式インバーター回路の周波数
を考慮して最適値に設定される。誘導式インバーター回
路の発振周波数が数十kHzの場合、チョークコイルの
インダクタンスは、例えば、数百μH〜数十mHの範囲
に設計される。
【0007】
【作用】本発明の誘導式インバーター回路を有する充電
器は、好ましい実施例を例示する図2のように、1次側
トランスT1として、棒状のコアー1にコイル2を巻い
たチョークコイルを使用する。この構造のチョークコイ
ルが、一定の周期でオンオフするスイッチング素子に接
続されて、高周波の交流が流れると、図2の破線で示す
ように磁力線が発生する。1次側トランスT1の磁力線
は、2次側トランスT2に誘導され、2次側トランスT2
のコイル6に交流が発生する。2次側トランスT2のコ
イル6に誘導される交流は図4に示すように、ダイオー
ドD4で整流して、電気機器4に内蔵する二次電池3を
充電する。
【0008】図2は、1次側トランスT1であるチョー
クコイルを、リング状の2次側トランスT2に挿入して
いる。このように、2次側トランスT2に1次側トラン
スT1を挿入して電磁結合する構造は、1次側トランス
T1と2次側トランスT2とを効率よく電磁結合して、電
力を効率よく電気機器に電送できる。図3は、1次側ト
ランスT1と2次側トランスT2の両方にチョークコイル
を使用し、両トランスを直線状に配設して電力搬送して
いる。この図に示す磁力線は、1次側トランスT1に、
破線で示すように発生する磁力線を2次側トランスT2
に誘導して、電力搬送する。この構造にすると、電気機
器の2次側トランスT2も安価にできる特長がある。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための充電器を例示するものであって、本
発明の充電器は、回路構成、構成部品の形状、配置等を
下記のものに特定するものでない。本発明の充電器は、
特許請求の範囲において、種々の変更を加えることがで
きる。
【0010】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。
【0011】図4に示す誘導式インバーター回路を有す
る充電器は、電気機器4に内蔵される2次側トランスT
2に電磁的に結合される1次側トランスT1を内蔵してい
る。1次側トランスT1は、スイッチング素子Q1に接続
されている。スイッチング素子Q1は、一定の周期でオ
ンオフに切り換えられて、1次側トランスT1に交流電
力を供給する。1次側トランスT1に供給される交流電
力は、磁気誘導作用で2次側トランスT2に電力搬送さ
れる。電気機器4は、2次側トランスT2に誘導される
交流を整流して内蔵する二次電池3を充電する。
【0012】充電器に内蔵される1次側トランスT1に
は、図2の断面図に示すように、棒状のフェライトコア
ー1にコイル2を巻いた高周波用のチョークコイルを使
用する。チョークコイルは、量産されている市販品を使
用する。チョークコイルは、フェライトコアー1にコイ
ル2を巻き付け、その表面を樹脂でモールドしたものが
最適である。チョークコイルのインダクタンスは、スイ
ッチング素子Q1のオンオフ周期を考慮して、例えば1
00μH〜30mHの範囲で最適値に調整される。市販
のチョークコイルとして、例えばFL3H、FL4H、
FL5H、FL7H、FL9H、FL11H、FL9
Z、FL11Z(太陽誘電株式会社製)等が使用でき
る。
【0013】図4に示す充電器は、チョークコイルをケ
ーシングの表面に突出するように配設している。チョー
クコイルは、図示しないが、ケーシング内のプリント基
板にリード線を半田付けして固定する。このプリント基
板には、チョークコイルの外に、スイッチング素子等の
電子部品も半田付される。
【0014】図4に示すように、突出するチョークコイ
ルは、電気機器4に内蔵するリング状の2次側トランス
T2に挿入することができる。2次側トランスT2に挿入
できるチョークコイルは、効率よく電力搬送できる特長
がある。それは、チョークコイルから漏れる磁束が、効
率よく2次側トランスT2に誘導されるからである。
【0015】ただ、本発明の充電器は、図3に示すよう
に、チョークコイルである1次側トランスT1を、充電
器のケーシング内に突出させることなく内蔵させ、この
チョークコイルに電気機器4の2次側トランスT2に接
近して電力搬送することもできる。この構造の充電器
は、1次側トランスT1と2次側トランスT2の両方にチ
ョークコイルを使用できる特長がある。ただ、この構造
の充電器は、電力の搬送効率が低くなるので、1次側ト
ランスT1の励磁電力を大きくする。
【0016】チョークコイルである1次側トランスT1
は、一端を直流電源に、他端をスイッチング素子Q1で
あるトランジスターのコレクターに接続する。トランジ
スターのエミッターは、並列に接続されたバイアス抵抗
R5とコンデンサーC4とを介してアースに接続してい
る。トランジスターのベースは、ベース抵抗R3を介し
て直流電源に接続している。さらに、トランジスターの
エミッターとベースとの間には、ダイオードD2を接続
している。
【0017】この回路は、下記の動作をしてスイッチン
グ素子Q1であるトランジスターを一定の周期でオンオ
フに切り換える。 直流電源が印加されると、ベース抵抗R3を介し
て、スイッチング素子Q1のトランジスターにベース電
流が流れて、トランジスターがオン状態となる。 トランジスターがオンになると、チョークコイルで
ある1次側トランスT1に通電される。トランジスター
の電流は、バイアス抵抗R5とコンデンサーC4とを介し
てアースに流れる。 トランジスターのエミッターを流れる電流は、コン
デンサーC4を充電し、トランジスターのエミッター電
圧を上昇させる。 トランジスターのエミッター電圧が上昇すると、ダ
イオードD2がオンとなる。 ダイオードD2がオンになると、トランジスターの
ベース電圧が高くなり、トランジスターはオフ状態とな
る。 トランジスターがオフになると、放電抵抗R4を介
してコンデンサーC4が次第に放電されて、トランジス
ターのエミッター電圧が次第に低下する。 エミッター電圧が低下すると、ダイオードD2がオ
フとなり、再びトランジスターがオン状態に切り換えら
れる。 その後、〜の動作を繰り返して、スイッチング素子
Q1であるトランジスターは、一定の周期でオンオフさ
れる。この回路は、2次側トランスT2の有無に関係な
く発振して、1次側トランスT1に交流電力を供給す
る。1次側トランスT1に交流が流れると、これに接近
して配設された2次側トランスT2に交流が誘導され
る。スイッチング素子Q1の発振周波数は、1次側トラ
ンスT1と2次側トランスT2の大きさや電送効率を考慮
して、例えば、3kHz〜1000kHz、好ましくは
10kHz〜300kHzの範囲に調整される。発振周
波数は、トランジスターのエミッターに接続するコンデ
ンサーC4の静電容量と、トランジスターのベースとア
ースとの間に接続した放電抵抗R4の抵抗値と、チョー
クコイルのインダクタンスとで調整できる。コンデンサ
ーC4の静電容量と、放電抵抗R4の抵抗値と、チョーク
コイルのインダクタンスとを大きくすると、発振周波数
は低くなり、反対に、静電容量と抵抗値とインダクタン
スとを小さくすると発振周波数は高くなる。
【0018】
【発明の効果】本発明の誘導式インバーター回路を有す
る充電器は、部品コストを著しく低減できると共に、信
頼性を相当に向上できる特長がある。それは、本発明の
充電器が、1次側トランスとして、棒状のコアーにコイ
ルを巻いたチョークコイルを使用するからである。チョ
ークコイルは、1次側トランスのように特別に設計され
たものではない。チョークコイルは、特定のインダクタ
ンスを有するコイルとして市販されている。例えば、チ
ョークコイルは、高周波を阻止するフィルターとして、
あるいは、周波数特性を調整するピーキングコイル等に
多用されている電子部品である。このため、チョークコ
イルは量産されて安価に市販される電子部品である。と
くに好ましいことに、チョークコイルは種々のインダク
タンスのものが市販され、また、分布容量が少なくなる
巻線構造が採用される。したがって、本発明の充電器
は、最適なインダクタンスのチョークコイルを1次側ト
ランスに使用することによって、安価に多量生産できる
特長がある。
【0019】さらに本発明の充電器は、棒状のコアーに
コイルを巻いたチョークコイルを使用するで、棒状のコ
アーからは周囲に多くの磁力線が漏れる。漏れた磁力線
を、電気機器に内蔵する2次側トランスに誘導すること
によって、効率よく電力搬送できる。したがって、本発
明は1次側トランスを特別に設計することなく、量産し
て安価な電子部品として市販されているチョークコイル
を使用して、電気機器の二次電池を効率よく充電できる
特長がある。
【0020】さらにまた、電子部品として量産して市販
されているチョークコイルは、特別に設計して製造され
る1次側トランスに比較すると信頼性が高い。このた
め、これを充電器の1次側トランスに使用することによ
って、1次側トランスの故障を少なくでき、充電器の信
頼性を向上できる特長もある。さらに、電子部品として
量産されているチョークコイルは、図2や図3に示すよ
うに、プリント基板に簡単に半田付できる構造となって
いるものが多く、基板に直接に半田付けしてデップ半田
できるので、組み立てを簡単にできる特長もある。
【0021】
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の誘導式インバーター回路を有する充電器
の一例を示す断面図
【図2】本発明の充電器に使用する1次側トランスの一
例を示す断面図
【図3】本発明の充電器に使用する1次側トランスの他
の実施例を示す断面図
【図4】本発明の充電器の一例を示す回路図
【符号の説明】
1……コアー 2……コイル 3……二次電池 4……電気機器 5……インバーター回路 6……コイル T1…1次側トランス T2…2次側トランス Q1…スイッチング素子 D1…ダイオード D2…ダイオード D4…ダイオード R3…ベース抵抗 R4…放電抵抗 R5…バイアス抵抗 C4…コンデンサー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気機器(4)に内蔵される2次側トラン
    ス(T2)に電磁的に結合される1次側トランス(T1)を内蔵
    しており、1次側トランス(T1)がスイッチング素子(Q1)
    に接続されて、スイッチング素子(Q1)でもって1次側ト
    ランス(T1)に交流電力を供給し、1次側トランス(T1)に
    流す交流電力を2次側トランス(T2)に磁気誘導作用で搬
    送し、2次側トランス(T2)の交流を整流して電気機器
    (4)に内蔵する二次電池を充電するように構成された誘
    導式インバーター回路を有する充電器において、 1次側トランス(T1)に、棒状のコアー(1)にコイル(2)を
    巻いた高周波用のチョークコイルを使用することを特徴
    とする誘導式インバーター回路を有する充電器。
JP4317486A 1992-11-26 1992-11-26 誘導式インバーター回路を有する充電器 Pending JPH06165398A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018533901A (ja) * 2015-10-26 2018-11-15 ミロ カンパニー リミテッド 垂直型電力伝送方式の無線電力伝送および充電装置

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