JPH09266121A - 非接触型電源装置 - Google Patents
非接触型電源装置Info
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- JPH09266121A JPH09266121A JP8076108A JP7610896A JPH09266121A JP H09266121 A JPH09266121 A JP H09266121A JP 8076108 A JP8076108 A JP 8076108A JP 7610896 A JP7610896 A JP 7610896A JP H09266121 A JPH09266121 A JP H09266121A
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- Japan
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- coil
- power supply
- primary
- primary coil
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- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種電子機器に使用される非接触型電源装置
において、２次コイルが対向していない場合に、漏洩磁
束の発生を抑制するとともに、２次コイルが１次コイル
と対向している場合としていない場合との識別が容易に
できる構造の提供を目的とする。 【解決手段】 １次コイル１はＯ形の閉磁路コア１０に
互いに発生する磁束が打ち消し合うように巻回された第
１の１次巻線１１と第２の１次巻線１２から構成され、
２次コイル２はＩ形の開磁路コア２０に巻回された２次
巻線２１から構成される。
において、２次コイルが対向していない場合に、漏洩磁
束の発生を抑制するとともに、２次コイルが１次コイル
と対向している場合としていない場合との識別が容易に
できる構造の提供を目的とする。 【解決手段】 １次コイル１はＯ形の閉磁路コア１０に
互いに発生する磁束が打ち消し合うように巻回された第
１の１次巻線１１と第２の１次巻線１２から構成され、
２次コイル２はＩ形の開磁路コア２０に巻回された２次
巻線２１から構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電磁誘導を利用し
て、それぞれ独立した１次コイルから２次コイルへ電力
を伝達する非接触型電源装置に関する。
て、それぞれ独立した１次コイルから２次コイルへ電力
を伝達する非接触型電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、非接触型電源装置としては、特開
昭５４−１５０６４５号公報などに開示されている。ま
た、その電力伝達部である１次コイルと２次コイルの形
状の開示されているものとしては、特開平６−２２５４
８２号公報などがある。図９に従来の非接触型電源装置
の１次コイルと２次コイルの構成を示しており、図９
（ａ）は１次コイルと２次コイルがＥ形コアに巻線され
たもの、（ｂ）は１次コイルがＣ形で２次コイルがＩ形
のものである。いずれも１次コイルに流れる高周波電流
が図中の向きの時、各コアに発生する磁束は図中の破線
のようになり、２次コイルに誘起される電圧を整流して
負荷に電力を供給する。
昭５４−１５０６４５号公報などに開示されている。ま
た、その電力伝達部である１次コイルと２次コイルの形
状の開示されているものとしては、特開平６−２２５４
８２号公報などがある。図９に従来の非接触型電源装置
の１次コイルと２次コイルの構成を示しており、図９
（ａ）は１次コイルと２次コイルがＥ形コアに巻線され
たもの、（ｂ）は１次コイルがＣ形で２次コイルがＩ形
のものである。いずれも１次コイルに流れる高周波電流
が図中の向きの時、各コアに発生する磁束は図中の破線
のようになり、２次コイルに誘起される電圧を整流して
負荷に電力を供給する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような非接触型電
源装置においては、電力伝達のために２次コイルが１次
コイルと対向している場合と、２次コイルが１次コイル
と対向していない場合、あるいは２次コイル以外の物体
特に金属物が対向しているような場合との識別が課題で
あった。また、１次コイルのコアが開磁路であるため、
２次コイルが１次コイルと対向していない場合に、発生
する漏洩磁束によるノイズ対策も課題であった。
源装置においては、電力伝達のために２次コイルが１次
コイルと対向している場合と、２次コイルが１次コイル
と対向していない場合、あるいは２次コイル以外の物体
特に金属物が対向しているような場合との識別が課題で
あった。また、１次コイルのコアが開磁路であるため、
２次コイルが１次コイルと対向していない場合に、発生
する漏洩磁束によるノイズ対策も課題であった。
【０００４】本発明は、このような非接触型電源装置に
おいて、２次コイルが１次コイルと対向していない場合
に、漏洩磁束の発生を抑制するとともに、２次コイルが
１次コイルと対向している場合としていない場合との識
別が容易にできる構造の提供を目的とする。
おいて、２次コイルが１次コイルと対向していない場合
に、漏洩磁束の発生を抑制するとともに、２次コイルが
１次コイルと対向している場合としていない場合との識
別が容易にできる構造の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の非接触型電源装置は、１次コイルはＯ形の
閉磁路コアに互いに発生する磁束が打ち消し合うように
巻回された複数の１次巻線から構成され、２次コイルは
Ｉ形の開磁路コアに巻回された２次巻線から構成される
ものである。
に、本発明の非接触型電源装置は、１次コイルはＯ形の
閉磁路コアに互いに発生する磁束が打ち消し合うように
巻回された複数の１次巻線から構成され、２次コイルは
Ｉ形の開磁路コアに巻回された２次巻線から構成される
ものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図８を用いて説明する。
て、図１から図８を用いて説明する。
【０００７】（実施の形態１）図１は本発明の非接触型
電源装置の構成図であり、図１において１は１次コイル
であり、１次コア１０、第１の１次巻線１１、第２の１
次巻線１２から構成される。１次コア１０はＯ形の閉磁
路であり、対向する磁脚にそれぞれ１次巻線１１及び１
２が巻線され、１次巻線１１及び１２は直列に接続され
ている。２は２次コイルであり、２次コア２０と２次巻
線２１から構成されている。２次コア２０はＩ形であ
り、これに２次巻線２１が巻線されている。３は高周波
交流電源であり、１次コイル１に接続され、高周波電流
を供給する。４は整流回路であり、２次コイル２に接続
され、２次コイル２に誘起される高周波交流電圧を整流
し、直流出力電圧として負荷５に供給する。６は電流制
限回路であり、高周波交流電源３から１次コイル１へ供
給される電流が過大とならないように制限する。また、
図２は２次コイル２が対向していない時の構成図であ
る。
電源装置の構成図であり、図１において１は１次コイル
であり、１次コア１０、第１の１次巻線１１、第２の１
次巻線１２から構成される。１次コア１０はＯ形の閉磁
路であり、対向する磁脚にそれぞれ１次巻線１１及び１
２が巻線され、１次巻線１１及び１２は直列に接続され
ている。２は２次コイルであり、２次コア２０と２次巻
線２１から構成されている。２次コア２０はＩ形であ
り、これに２次巻線２１が巻線されている。３は高周波
交流電源であり、１次コイル１に接続され、高周波電流
を供給する。４は整流回路であり、２次コイル２に接続
され、２次コイル２に誘起される高周波交流電圧を整流
し、直流出力電圧として負荷５に供給する。６は電流制
限回路であり、高周波交流電源３から１次コイル１へ供
給される電流が過大とならないように制限する。また、
図２は２次コイル２が対向していない時の構成図であ
る。
【０００８】以上のように構成された非接触型電源装置
について、以下にその動作を述べる。高周波交流電源３
から供給された高周波電流は第１の１次巻線１１と第２
の１次巻線１２を流れる。この高周波電流が図１の矢印
の向きの時、第１の１次巻線１１による磁束は１次コア
１０の中の実線で示すように発生する。同様に第２の１
次巻線１２による磁束は１次コア１０の中の破線で示す
ように発生し、これらの磁束は２次コア２０を通る。こ
のため２次コイル２には電圧が誘起され、整流回路４を
介して負荷５へ供給される。
について、以下にその動作を述べる。高周波交流電源３
から供給された高周波電流は第１の１次巻線１１と第２
の１次巻線１２を流れる。この高周波電流が図１の矢印
の向きの時、第１の１次巻線１１による磁束は１次コア
１０の中の実線で示すように発生する。同様に第２の１
次巻線１２による磁束は１次コア１０の中の破線で示す
ように発生し、これらの磁束は２次コア２０を通る。こ
のため２次コイル２には電圧が誘起され、整流回路４を
介して負荷５へ供給される。
【０００９】次に、図２のように２次コイル２が対向し
ていない場合、高周波電流が図２の矢印の向きの時、第
１の１次巻線１１による磁束は１次コア１０の中の実線
で示すように発生する。同様に第２の１次巻線１２によ
る磁束は１次コア１０の中の破線で示すように発生し、
これらの磁束は互いに打ち消し合う。このため１次コイ
ル１は短絡状態となり、電流制限回路６が動作して高周
波交流電源３からの電流を制限する。この時、１次コイ
ル１に発生する磁束は前記の通り打ち消し合う上、１次
コア１０が閉磁路であるため漏洩磁束はほとんど発生し
ない。
ていない場合、高周波電流が図２の矢印の向きの時、第
１の１次巻線１１による磁束は１次コア１０の中の実線
で示すように発生する。同様に第２の１次巻線１２によ
る磁束は１次コア１０の中の破線で示すように発生し、
これらの磁束は互いに打ち消し合う。このため１次コイ
ル１は短絡状態となり、電流制限回路６が動作して高周
波交流電源３からの電流を制限する。この時、１次コイ
ル１に発生する磁束は前記の通り打ち消し合う上、１次
コア１０が閉磁路であるため漏洩磁束はほとんど発生し
ない。
【００１０】なお、図１に示したように、１次コイル１
のＯ形コア内にＩ形の２次コイル２が挿入できるような
構造は、筐体も含む非接触型電源装置全体の形状的制約
から困難な場合が多い。しかし非接触型電源装置の１次
側と２次側がそれぞれの平面状の対向する筐体面７１及
び７２を有する場合として、図３に示すような構造でも
本発明は実施可能である。図３（ａ）は構造図、（ｂ）
及び（ｃ）はそれぞれその正面図と側面図である。煩雑
になるので（ａ）では筐体面７１及び７２は省略した。
のＯ形コア内にＩ形の２次コイル２が挿入できるような
構造は、筐体も含む非接触型電源装置全体の形状的制約
から困難な場合が多い。しかし非接触型電源装置の１次
側と２次側がそれぞれの平面状の対向する筐体面７１及
び７２を有する場合として、図３に示すような構造でも
本発明は実施可能である。図３（ａ）は構造図、（ｂ）
及び（ｃ）はそれぞれその正面図と側面図である。煩雑
になるので（ａ）では筐体面７１及び７２は省略した。
【００１１】なお、１次コイル１に高周波電流を供給す
る手段を高周波交流電源３として説明したが、図４に示
すように、入力直流電源３０とスイッチング手段３１と
で構成し、入力直流電源３０の直流電圧をスイッチング
手段３１が高周波でチョッピングしても実施可能であ
る。
る手段を高周波交流電源３として説明したが、図４に示
すように、入力直流電源３０とスイッチング手段３１と
で構成し、入力直流電源３０の直流電圧をスイッチング
手段３１が高周波でチョッピングしても実施可能であ
る。
【００１２】なお、２次コイル２が対向していない場合
に、１次コイル１に流れる高周波電流を制限する手段と
して電流制限回路６を用いて説明したが、例えば図５
（ａ）のように抵抗６０のような電流検出手段で高周波
電流を検出し、電流が所定値以上になろうとすると、ト
ランジスタ６１によってスイッチング手段３１をオフす
るような方法がある。これ以外の電流制限回路でも実施
可能である。さらに図５（ｂ）に示したように１次コイ
ル１と直列にインダクタ６２を接続し、２次コイル２が
対向していない場合に、１次コイル１が短絡状態となっ
てインダクタ６２に入力電圧が印加されることを検出回
路６３で検出してスイッチング手段３１をオフするよう
な方法もある。１次コイル１が短絡状態となることを利
用して、２次コイル２が対向していない状態を検出でき
ることが本発明の効果の一つである。
に、１次コイル１に流れる高周波電流を制限する手段と
して電流制限回路６を用いて説明したが、例えば図５
（ａ）のように抵抗６０のような電流検出手段で高周波
電流を検出し、電流が所定値以上になろうとすると、ト
ランジスタ６１によってスイッチング手段３１をオフす
るような方法がある。これ以外の電流制限回路でも実施
可能である。さらに図５（ｂ）に示したように１次コイ
ル１と直列にインダクタ６２を接続し、２次コイル２が
対向していない場合に、１次コイル１が短絡状態となっ
てインダクタ６２に入力電圧が印加されることを検出回
路６３で検出してスイッチング手段３１をオフするよう
な方法もある。１次コイル１が短絡状態となることを利
用して、２次コイル２が対向していない状態を検出でき
ることが本発明の効果の一つである。
【００１３】（実施の形態２）図６は本発明の非接触型
電源装置の１次側と２次側がそれぞれの平面状の対向す
る筐体面を有する場合の構造を示し、図６において、実
施の形態１と同様の動作をする構成部品については図３
と同じ番号を付与した。図３の構造と異なるのは、２次
コアの形状がＨ形になっている点である。
電源装置の１次側と２次側がそれぞれの平面状の対向す
る筐体面を有する場合の構造を示し、図６において、実
施の形態１と同様の動作をする構成部品については図３
と同じ番号を付与した。図３の構造と異なるのは、２次
コアの形状がＨ形になっている点である。
【００１４】以上のように構成された非接触型電源装置
の１次及び２次コイルについて、以下、その動作を述べ
る。高周波電流の向きが図６中の矢印の向きの時、１次
コイル１に高周波電流が流れることによって発生する磁
束は破線のようになる。すなわち図３の構造に比べて１
次コア１０と２次コア２０との対向面積が増えるので、
漏洩磁束が減る。従って１次コイル１と２次コイル２と
の磁気結合が密となり、高効率な電力伝達が可能とな
る。
の１次及び２次コイルについて、以下、その動作を述べ
る。高周波電流の向きが図６中の矢印の向きの時、１次
コイル１に高周波電流が流れることによって発生する磁
束は破線のようになる。すなわち図３の構造に比べて１
次コア１０と２次コア２０との対向面積が増えるので、
漏洩磁束が減る。従って１次コイル１と２次コイル２と
の磁気結合が密となり、高効率な電力伝達が可能とな
る。
【００１５】（実施の形態３）図７は本発明の非接触型
電源装置の１次側と２次側がそれぞれの凸凹状の対向す
る筐体面７３及び７４を有する場合の構造を示し、図７
において、実施の形態１と同様の動作をする構成部品に
ついては図３と同じ番号を付与した。図３の構造と異な
るのは、１次コア１０の巻線されていない磁脚が２次側
に突起している点である。図７（ａ）は構造図、（ｂ）
はその側面図である。煩雑になるので（ａ）では筐体面
７３及び７４は省略した。
電源装置の１次側と２次側がそれぞれの凸凹状の対向す
る筐体面７３及び７４を有する場合の構造を示し、図７
において、実施の形態１と同様の動作をする構成部品に
ついては図３と同じ番号を付与した。図３の構造と異な
るのは、１次コア１０の巻線されていない磁脚が２次側
に突起している点である。図７（ａ）は構造図、（ｂ）
はその側面図である。煩雑になるので（ａ）では筐体面
７３及び７４は省略した。
【００１６】以上のように構成された非接触型電源装置
の１次及び２次コイルについて、以下、その動作を述べ
る。高周波電流の向きが図７中の矢印の向きの時、１次
コイル１に高周波電流が流れることによって発生する磁
束は破線のようになる。すなわち１次及び２次側の対向
する筐体面に凸凹状の構造が許容される場合において、
図１のように１次コイル１のＯ形コア内にＩ形の２次コ
イル２を挿入できる構造と同程度の磁気結合でありなが
ら、１次コイル１の投影面積をより小さくでき、機器の
小型化が可能となる。
の１次及び２次コイルについて、以下、その動作を述べ
る。高周波電流の向きが図７中の矢印の向きの時、１次
コイル１に高周波電流が流れることによって発生する磁
束は破線のようになる。すなわち１次及び２次側の対向
する筐体面に凸凹状の構造が許容される場合において、
図１のように１次コイル１のＯ形コア内にＩ形の２次コ
イル２を挿入できる構造と同程度の磁気結合でありなが
ら、１次コイル１の投影面積をより小さくでき、機器の
小型化が可能となる。
【００１７】（実施の形態４）図８は本発明の非接触型
電源装置の１次側と２次側がそれぞれの凸凹状の対向す
る筐体面７５及び７６を有する場合の構造を示し、図８
において、実施の形態３と同様の動作をする構成部品に
ついては図７と同じ番号を付与した。図７の構造と異な
るのは、２次コアの形状がＨ形になっている点である。
図８（ａ）は構造図、（ｂ）はその側面図である。煩雑
になるので（ａ）では筐体面７５及び７６は省略した。
電源装置の１次側と２次側がそれぞれの凸凹状の対向す
る筐体面７５及び７６を有する場合の構造を示し、図８
において、実施の形態３と同様の動作をする構成部品に
ついては図７と同じ番号を付与した。図７の構造と異な
るのは、２次コアの形状がＨ形になっている点である。
図８（ａ）は構造図、（ｂ）はその側面図である。煩雑
になるので（ａ）では筐体面７５及び７６は省略した。
【００１８】以上のように構成された非接触型電源装置
の１次及び２次コイルについて、以下、その動作を述べ
る。高周波電流の向きが図８中の矢印の向きの時、１次
コイル１に高周波電流が流れることによって発生する磁
束は破線のようになる。すなわち図７の構造に比べて１
次コア１０と２次コア２０との対向面積が増えるので、
漏洩磁束が減る。従って１次コイル１と２次コイル２と
の磁気結合が密となり、高効率な電力伝達が可能とな
る。
の１次及び２次コイルについて、以下、その動作を述べ
る。高周波電流の向きが図８中の矢印の向きの時、１次
コイル１に高周波電流が流れることによって発生する磁
束は破線のようになる。すなわち図７の構造に比べて１
次コア１０と２次コア２０との対向面積が増えるので、
漏洩磁束が減る。従って１次コイル１と２次コイル２と
の磁気結合が密となり、高効率な電力伝達が可能とな
る。
【００１９】なお、実施の形態１から４において、第１
の１次巻線１１と第２の１次巻線１２は直列に接続して
いるとしたが、２次コイル２が対向していない場合に発
生する磁束が打ち消し合う方向であるなら、並列接続で
も実施可能である。
の１次巻線１１と第２の１次巻線１２は直列に接続して
いるとしたが、２次コイル２が対向していない場合に発
生する磁束が打ち消し合う方向であるなら、並列接続で
も実施可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、２次コイ
ルが対向していない場合に１次コイルが短絡状態となる
ので、２次コイルの有無の識別が容易にできる上、１次
コアを閉磁路としているので、漏洩磁束がほとんど発生
しないという有利な効果が得られる。
ルが対向していない場合に１次コイルが短絡状態となる
ので、２次コイルの有無の識別が容易にできる上、１次
コアを閉磁路としているので、漏洩磁束がほとんど発生
しないという有利な効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例の形態による非接触型電源装
置の構成図
置の構成図
【図２】図１で２次コイルの対向していない場合の非接
触型電源装置の構成図
触型電源装置の構成図
【図３】（ａ）は１次及び２次側の対向する筐体面が平
面状の場合の構造図 （ｂ）は（ａ）の正面図 （ｃ）は（ａ）の側面図
面状の場合の構造図 （ｂ）は（ａ）の正面図 （ｃ）は（ａ）の側面図
【図４】高周波交流電源３を示す一回路図
【図５】（ａ）は電流制限回路６を示す一回路図 （ｂ）は電流制限回路６以外の手段を示す一回路図
【図６】本発明の他の実施例の形態による非接触型電源
装置で、１次及び２次側の対向する筐体面が平面状の場
合の構造図
装置で、１次及び２次側の対向する筐体面が平面状の場
合の構造図
【図７】（ａ）は本発明の他の実施例の形態による非接
触型電源装置で、１次及び２次側の対向する筐体面が凸
凹状の場合の構造図 （ｂ）は（ａ）の側面図
触型電源装置で、１次及び２次側の対向する筐体面が凸
凹状の場合の構造図 （ｂ）は（ａ）の側面図
【図８】（ａ）は本発明の他の実施例の形態による非接
触型電源装置で、１次及び２次側の対向する筐体面が凸
凹状の場合の構造図 （ｂ）は（ａ）の側面図
触型電源装置で、１次及び２次側の対向する筐体面が凸
凹状の場合の構造図 （ｂ）は（ａ）の側面図
【図９】（ａ）は従来の非接触型電源装置の構成図 （ｂ）は従来の非接触型電源装置の構成図
１ １次コイル ２ ２次コイル ３ 高周波交流電源 ４ 整流回路 ５ 負荷 ６ 電流制限回路 １０ １次コア １１ 第１の１次巻線 １２ 第２の１次巻線 ２０ ２次コア ２１ ２次巻線
Claims (5)
- 【請求項１】 高周波電流を供給される１次コイルと、
この１次コイルとは異なる筐体の中に実装された２次コ
イルとを対向させ、前記１次コイルから前記２次コイル
に電力を伝達する非接触型電源装置において、前記１次
コイルはＯ形の閉磁路コアに互いに発生する磁束が打ち
消し合うように巻回された複数の１次巻線から構成さ
れ、前記２次コイルはＩ形の開磁路コアに巻回された２
次巻線から構成されることを特徴とする非接触型電源装
置。 - 【請求項２】 ２次コイルは、Ｈ形の開磁路コアの中磁
脚に巻回された２次巻線から構成されることを特徴とす
る請求項１記載の非接触型電源装置。 - 【請求項３】 １次コイルのコアは、巻回されていない
磁脚が２次側方向に突出した形状を有する請求項１記載
の非接触型電源装置。 - 【請求項４】 ２次コイルは、Ｈ形の開磁路コアの中磁
脚に巻回された２次巻線から構成されることを特徴とす
る請求項３記載の非接触型電源装置。 - 【請求項５】 ２次コイルが１次コイルと対向していな
い時に、前記１次コイルが短絡状態となることを検知す
ることにより、前記１次コイルに供給される高周波電流
を制限もしくは遮断する機能を有する請求項１〜４のい
ずれか１項に記載の非接触型電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8076108A JPH09266121A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 非接触型電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8076108A JPH09266121A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 非接触型電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09266121A true JPH09266121A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13595708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8076108A Pending JPH09266121A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 非接触型電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09266121A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2399228B (en) * | 2002-05-13 | 2006-01-04 | Splashpower Ltd | Inductive power transfer system having uniform coupling |
| US7525283B2 (en) | 2002-05-13 | 2009-04-28 | Access Business Group International Llc | Contact-less power transfer |
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