JPH1083436A - 電力供給装置 - Google Patents
電力供給装置Info
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- JPH1083436A JPH1083436A JP8257624A JP25762496A JPH1083436A JP H1083436 A JPH1083436 A JP H1083436A JP 8257624 A JP8257624 A JP 8257624A JP 25762496 A JP25762496 A JP 25762496A JP H1083436 A JPH1083436 A JP H1083436A
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- electrode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型の電極で十分な電力の供給を行える電力
供給装置を提供する。 【解決手段】 ＩＣカード等の端末ユニット２内には、
電極Ｓ３、Ｓ４と、電極Ｓ３、Ｓ４に接続された負荷Ｒ
Ｌと、電極Ｓ３、Ｓ４間に接続されたコンデンサＣとを
内蔵する。また、本体装置１内には、端末ユニット２側
の電極Ｓ３、Ｓ４にそれぞれ対向する電極Ｓ１、Ｓ２
と、可変周波数発振器ＯＳＣと、発振器ＯＳＣに電磁結
合されるとともに電極Ｓ１、Ｓ２に接続された同調コイ
ルＬと、制御回路Ａとを備える。そして、制御回路Ａに
より、上記コンデンサＣ、同調コイルＬ、電極Ｓ１、Ｓ
３の電極間容量、および電極Ｓ２、Ｓ４の電極間容量に
より構成される同調回路の同調周波数に発振器ＯＳＣの
発振周波数を合わせるように制御することによって、電
極Ｓ１〜Ｓ４をそれほど大きくしなくても同調回路に高
い電圧を誘導することができるようにする。
供給装置を提供する。 【解決手段】 ＩＣカード等の端末ユニット２内には、
電極Ｓ３、Ｓ４と、電極Ｓ３、Ｓ４に接続された負荷Ｒ
Ｌと、電極Ｓ３、Ｓ４間に接続されたコンデンサＣとを
内蔵する。また、本体装置１内には、端末ユニット２側
の電極Ｓ３、Ｓ４にそれぞれ対向する電極Ｓ１、Ｓ２
と、可変周波数発振器ＯＳＣと、発振器ＯＳＣに電磁結
合されるとともに電極Ｓ１、Ｓ２に接続された同調コイ
ルＬと、制御回路Ａとを備える。そして、制御回路Ａに
より、上記コンデンサＣ、同調コイルＬ、電極Ｓ１、Ｓ
３の電極間容量、および電極Ｓ２、Ｓ４の電極間容量に
より構成される同調回路の同調周波数に発振器ＯＳＣの
発振周波数を合わせるように制御することによって、電
極Ｓ１〜Ｓ４をそれほど大きくしなくても同調回路に高
い電圧を誘導することができるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力供給装置に関
し、特に、電力供給源と受電側とを近接させて電力の供
給を行う非接触ＩＣカード等に応用される電力供給装置
に用いて好適なものである。
し、特に、電力供給源と受電側とを近接させて電力の供
給を行う非接触ＩＣカード等に応用される電力供給装置
に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＣカード等に電力を供給する方
法としては、ＩＣカード等に電気的接点を設けて電源に
接続することが行われてきたが、この方法では接触点の
汚れ等に対して弱く、信頼性に欠けていた。これを解決
するために従来から、非接触で電力を供給する装置とし
て、ＩＣカードと電力供給源との両方にコイルを設け、
電磁結合により電力を供給する方法が提案された。
法としては、ＩＣカード等に電気的接点を設けて電源に
接続することが行われてきたが、この方法では接触点の
汚れ等に対して弱く、信頼性に欠けていた。これを解決
するために従来から、非接触で電力を供給する装置とし
て、ＩＣカードと電力供給源との両方にコイルを設け、
電磁結合により電力を供給する方法が提案された。
【０００３】しかしながら、電磁結合により電力を供給
する方法では、当然に磁界が発生する。そのため、ビデ
オテープやフロッピーディスクと言った磁気製品の識別
用インデックスＩＣに対して電磁結合による電力供給装
置を提供すると、磁気製品に悪影響を与えてしまうとい
う問題があった。
する方法では、当然に磁界が発生する。そのため、ビデ
オテープやフロッピーディスクと言った磁気製品の識別
用インデックスＩＣに対して電磁結合による電力供給装
置を提供すると、磁気製品に悪影響を与えてしまうとい
う問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の電磁結合を用い
ずに非接触で電力を供給する方法としては、例えば特開
昭６３−９５８９号公報のように容量性結合を用いて電
力を供給する方法があった。しかし、この公報に記載の
方法では、対向電極の大きさを相当大きくしないと供給
電力を大きくできないという問題があった。そこで本発
明は、小型の電極で十分に大きな電力の供給を行える電
力供給装置を提供することを目的とする。
ずに非接触で電力を供給する方法としては、例えば特開
昭６３−９５８９号公報のように容量性結合を用いて電
力を供給する方法があった。しかし、この公報に記載の
方法では、対向電極の大きさを相当大きくしないと供給
電力を大きくできないという問題があった。そこで本発
明は、小型の電極で十分に大きな電力の供給を行える電
力供給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電力供給装置は、例えばカード等の被電力供
給体内に、第１、第２の電極と、第１、第２の電極に接
続された負荷と、第１、第２の電極間に接続されたコン
デンサとを内蔵し、電力供給体内に、被電力供給体側の
第１、第２の電極にそれぞれ対向する第３、第４の電極
と、可変周波数発振器と、可変周波数発振器に電磁結合
されるとともに第３、第４の電極に接続された同調コイ
ルとを備える。電力供給体は更に、上記コンデンサと同
調コイルと第１、第３の電極間容量と第２、第４の電極
間容量とにより構成される同調回路の同調周波数に可変
周波数発振器の発振周波数を合わせるように制御する制
御手段を備える。
に本発明の電力供給装置は、例えばカード等の被電力供
給体内に、第１、第２の電極と、第１、第２の電極に接
続された負荷と、第１、第２の電極間に接続されたコン
デンサとを内蔵し、電力供給体内に、被電力供給体側の
第１、第２の電極にそれぞれ対向する第３、第４の電極
と、可変周波数発振器と、可変周波数発振器に電磁結合
されるとともに第３、第４の電極に接続された同調コイ
ルとを備える。電力供給体は更に、上記コンデンサと同
調コイルと第１、第３の電極間容量と第２、第４の電極
間容量とにより構成される同調回路の同調周波数に可変
周波数発振器の発振周波数を合わせるように制御する制
御手段を備える。
【０００６】上記同調回路に関して、被電力供給体内の
コンデンサの容量をＣ１とし、第１の電極と第３の電極
間の静電容量をＣ２とし、第２の電極と第４の電極間の
静電容量をＣ３とすると、これら３つの容量の直列回路
の総合容量Ｃは、１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋１／Ｃ３＝１／
Ｃとなる。ここでＣ１は一定であるが、Ｃ２、Ｃ３は被
電力供給体と電力供給体間の距離や傾き等によりばらつ
きを持つことになる。よって、総合容量Ｃの値もばらつ
きを持つ。
コンデンサの容量をＣ１とし、第１の電極と第３の電極
間の静電容量をＣ２とし、第２の電極と第４の電極間の
静電容量をＣ３とすると、これら３つの容量の直列回路
の総合容量Ｃは、１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋１／Ｃ３＝１／
Ｃとなる。ここでＣ１は一定であるが、Ｃ２、Ｃ３は被
電力供給体と電力供給体間の距離や傾き等によりばらつ
きを持つことになる。よって、総合容量Ｃの値もばらつ
きを持つ。
【０００７】ここで、同調回路の同調周波数ｆは、次の
（式１）で表される。 ｆ＝１／２π√ＬＣ ……式１ ただし、Ｌは同調コイルのインダクタンスである。上述
のように、総合容量Ｃの値がばらつきを持つことから、
同調周波数ｆの値も、被電力供給体と電力供給体間の距
離や傾き等により異なってくる。
（式１）で表される。 ｆ＝１／２π√ＬＣ ……式１ ただし、Ｌは同調コイルのインダクタンスである。上述
のように、総合容量Ｃの値がばらつきを持つことから、
同調周波数ｆの値も、被電力供給体と電力供給体間の距
離や傾き等により異なってくる。
【０００８】この状態で、制御手段によって可変周波数
発振器の発振周波数を同調回路の同調周波数ｆに同調す
るように制御すると、同調回路には高電圧が誘起され、
大きな電流が流れる。そして、この大きな電流によって
同調回路に接続された被電力供給体内のコンデンサが充
電され、コンデンサの両端から負荷に対して低いインピ
ーダンスの交流電流を供給することができるようにな
る。
発振器の発振周波数を同調回路の同調周波数ｆに同調す
るように制御すると、同調回路には高電圧が誘起され、
大きな電流が流れる。そして、この大きな電流によって
同調回路に接続された被電力供給体内のコンデンサが充
電され、コンデンサの両端から負荷に対して低いインピ
ーダンスの交流電流を供給することができるようにな
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明による電力供給装置の一実
施形態を図１に示す。図１において、本実施形態の電力
供給装置は、本体装置１と端末ユニット２とにより構成
されている。上記端末ユニット２は、使用時には本体装
置１に機械的に結合され、未使用時には本体装置１から
外しておけるようになされたカード状のユニットであ
り、複数種類用意される。
施形態を図１に示す。図１において、本実施形態の電力
供給装置は、本体装置１と端末ユニット２とにより構成
されている。上記端末ユニット２は、使用時には本体装
置１に機械的に結合され、未使用時には本体装置１から
外しておけるようになされたカード状のユニットであ
り、複数種類用意される。
【００１０】上記本体装置１は、発振周波数が可変の発
振器ＯＳＣと、この発振器ＯＳＣに電磁結合したコイル
Ｌと、このコイルＬの両端にそれぞれ接続された第１の
電極Ｓ１および第２の電極Ｓ２と、制御回路Ａとを備え
ている。また、端末ユニット２は、第３の電極Ｓ３およ
び第４の電極Ｓ４と、これらの電極Ｓ３、Ｓ４に両端が
接続されたコンデンサＣと、このコンデンサＣの両端に
接続された負荷ＲＬとを備えている。
振器ＯＳＣと、この発振器ＯＳＣに電磁結合したコイル
Ｌと、このコイルＬの両端にそれぞれ接続された第１の
電極Ｓ１および第２の電極Ｓ２と、制御回路Ａとを備え
ている。また、端末ユニット２は、第３の電極Ｓ３およ
び第４の電極Ｓ４と、これらの電極Ｓ３、Ｓ４に両端が
接続されたコンデンサＣと、このコンデンサＣの両端に
接続された負荷ＲＬとを備えている。
【００１１】本体装置１内の第１、第２の電極Ｓ１、Ｓ
２と、端末ユニット２内の第３、第４の電極Ｓ３、Ｓ４
とは、本体装置１に端末ユニット２が機械的に結合され
る使用時においてそれぞれ対向する表面に設けられてい
る。これにより、本体装置１に備えた第１の電極Ｓ１と
端末ユニット２に備えた第３の電極Ｓ３との間には静電
容量ＣＳ１−３が生じ、本体装置１に備えた第２の電極
Ｓ２と端末ユニット２に備えた第４の電極Ｓ４との間に
は静電容量ＣＳ２−４が生じる。
２と、端末ユニット２内の第３、第４の電極Ｓ３、Ｓ４
とは、本体装置１に端末ユニット２が機械的に結合され
る使用時においてそれぞれ対向する表面に設けられてい
る。これにより、本体装置１に備えた第１の電極Ｓ１と
端末ユニット２に備えた第３の電極Ｓ３との間には静電
容量ＣＳ１−３が生じ、本体装置１に備えた第２の電極
Ｓ２と端末ユニット２に備えた第４の電極Ｓ４との間に
は静電容量ＣＳ２−４が生じる。
【００１２】このとき、図２に示すように、上述の静電
容量ＣＳ１−３と、端末ユニット２に備えたコンデンサ
Ｃと、上述の静電容量ＣＳ２−４との３つのコンデンサ
により直列回路ＣＳが構成される。さらに、上記直列回
路ＣＳと、本体装置１に備えたコイルＬとから同調回路
Ｔが構成される。上述の制御回路Ａは、本体装置１に内
蔵した発振器ＯＳＣの発振周波数を制御して、上記同調
回路Ｔの同調周波数に合わせ込む制御を行っている。
容量ＣＳ１−３と、端末ユニット２に備えたコンデンサ
Ｃと、上述の静電容量ＣＳ２−４との３つのコンデンサ
により直列回路ＣＳが構成される。さらに、上記直列回
路ＣＳと、本体装置１に備えたコイルＬとから同調回路
Ｔが構成される。上述の制御回路Ａは、本体装置１に内
蔵した発振器ＯＳＣの発振周波数を制御して、上記同調
回路Ｔの同調周波数に合わせ込む制御を行っている。
【００１３】なお、本体装置１および端末ユニット２の
表面は絶縁体で作られており、第１〜第４の電極Ｓ１〜
Ｓ４の表面も絶縁されている。
表面は絶縁体で作られており、第１〜第４の電極Ｓ１〜
Ｓ４の表面も絶縁されている。
【００１４】図２は、図１に示した電力供給装置の回路
構成を示す図である。図２において、発振器ＯＳＣの出
力は、発振コイルに電磁結合した同調コイルＬより取り
出されている。上述したように、この同調コイルＬと、
第１、第３の電極間容量ＣＳ１−３、コンデンサＣおよ
び第２、第４の電極間容量ＣＳ２−４より成る直列コン
デンサＣＳとで同調回路Ｔが構成されている。
構成を示す図である。図２において、発振器ＯＳＣの出
力は、発振コイルに電磁結合した同調コイルＬより取り
出されている。上述したように、この同調コイルＬと、
第１、第３の電極間容量ＣＳ１−３、コンデンサＣおよ
び第２、第４の電極間容量ＣＳ２−４より成る直列コン
デンサＣＳとで同調回路Ｔが構成されている。
【００１５】また、端末ユニット２内の負荷ＲＬは、コ
ンデンサＣに並列に接続されている。コンデンサＣの容
量値は、第１、第３の電極間容量ＣＳ１−３や第２、第
４の電極間容量ＣＳ２−４に比較して十分大きな値に選
択できるので、コンデンサＣに負荷ＲＬが並列に結合さ
れていても、同調回路ＴのＱ値を高くすることができ
る。
ンデンサＣに並列に接続されている。コンデンサＣの容
量値は、第１、第３の電極間容量ＣＳ１−３や第２、第
４の電極間容量ＣＳ２−４に比較して十分大きな値に選
択できるので、コンデンサＣに負荷ＲＬが並列に結合さ
れていても、同調回路ＴのＱ値を高くすることができ
る。
【００１６】また、制御回路Ａは、発振器ＯＳＣの出力
電圧と同調回路Ｔの出力電圧との位相差を検出し、特定
の位相差になるように発振器ＯＳＣの発振周波数に帰還
をかけている。これにより、発振器ＯＳＣの発振周波数
は、同調回路Ｔの同調周波数ｆに合わせられている。
電圧と同調回路Ｔの出力電圧との位相差を検出し、特定
の位相差になるように発振器ＯＳＣの発振周波数に帰還
をかけている。これにより、発振器ＯＳＣの発振周波数
は、同調回路Ｔの同調周波数ｆに合わせられている。
【００１７】以下に、具体的な数値例を挙げて説明す
る。ここでは、コンデンサＣの容量は１００ｐＦ、コイ
ルＬのインダクタンスは６３．３μＨであるとする。ま
た、第１〜第４の電極Ｓ１〜Ｓ４の面積は何れも２ｃｍ
2 で、使用時の電極間距離は１ｍｍであり、絶縁体の比
誘電率は３であるとする。このため、２組の電極間の静
電容量ＣＳ１−３、ＣＳ２−４は何れも８．３ｐＦであ
り、３つのコンデンサよりなる直列回路ＣＳの総合キャ
パシタンスは、約４ｐＦとなっている。したがって、同
調回路Ｔの同調周波数ｆは、上述の（式１）から約１０
ＭＨｚとなっている。
る。ここでは、コンデンサＣの容量は１００ｐＦ、コイ
ルＬのインダクタンスは６３．３μＨであるとする。ま
た、第１〜第４の電極Ｓ１〜Ｓ４の面積は何れも２ｃｍ
2 で、使用時の電極間距離は１ｍｍであり、絶縁体の比
誘電率は３であるとする。このため、２組の電極間の静
電容量ＣＳ１−３、ＣＳ２−４は何れも８．３ｐＦであ
り、３つのコンデンサよりなる直列回路ＣＳの総合キャ
パシタンスは、約４ｐＦとなっている。したがって、同
調回路Ｔの同調周波数ｆは、上述の（式１）から約１０
ＭＨｚとなっている。
【００１８】実際には、２組の電極間の静電容量ＣＳ１
−３、ＣＳ２−４が±４０％ばらつくため、同調周波数
ｆは±２０％ばらつく。さらに、温度変化や同調コイル
Ｌのばらつきも含めれば、±３０％の変動幅をもってい
る。これに対し、発振器ＯＳＣの発振周波数可変範囲を
十分に広くとることで、発振周波数を同調回路Ｔの同調
周波数ｆに合わせることができるようになっている。
−３、ＣＳ２−４が±４０％ばらつくため、同調周波数
ｆは±２０％ばらつく。さらに、温度変化や同調コイル
Ｌのばらつきも含めれば、±３０％の変動幅をもってい
る。これに対し、発振器ＯＳＣの発振周波数可変範囲を
十分に広くとることで、発振周波数を同調回路Ｔの同調
周波数ｆに合わせることができるようになっている。
【００１９】また、制御回路Ａにより発振器ＯＳＣの発
振周波数を調整して同調周波数ｆに同調させる手段とし
ては、発振器ＯＳＣの負荷が同調時に重くなって発振振
幅が下がったり、発振器ＯＳＣの消費電流が変化したり
するのを検出する手段や、コイルＬに流れる電流を検出
し、電流が最大になるように制御する手段や、同様に、
同調回路Ｔの端子間電圧を検出し、電圧が最大になるよ
うに制御する手段等がある。
振周波数を調整して同調周波数ｆに同調させる手段とし
ては、発振器ＯＳＣの負荷が同調時に重くなって発振振
幅が下がったり、発振器ＯＳＣの消費電流が変化したり
するのを検出する手段や、コイルＬに流れる電流を検出
し、電流が最大になるように制御する手段や、同様に、
同調回路Ｔの端子間電圧を検出し、電圧が最大になるよ
うに制御する手段等がある。
【００２０】図３に、上記制御回路Ａの一構成例を示
す。この図３は、上述の３番目に示した例に対応するも
のであり、同調回路Ｔの端子間電圧（同調コイルＬの電
圧）と発振器ＯＳＣの発振波形との位相差を検出し、そ
の位相差が設定値になるように制御する例を示したもの
である。
す。この図３は、上述の３番目に示した例に対応するも
のであり、同調回路Ｔの端子間電圧（同調コイルＬの電
圧）と発振器ＯＳＣの発振波形との位相差を検出し、そ
の位相差が設定値になるように制御する例を示したもの
である。
【００２１】すなわち、発振器ＯＳＣの電圧波形とコイ
ルＬの電圧波形は、発振周波数が低すぎる時に同位相に
近づく極性に電磁結合した場合は、発振周波数が高すぎ
ると逆極性に近づき、同調点では、発振器ＯＳＣの電圧
波形に対してコイルＬの電圧波形は約４５〜９０度の位
相遅れとなる。
ルＬの電圧波形は、発振周波数が低すぎる時に同位相に
近づく極性に電磁結合した場合は、発振周波数が高すぎ
ると逆極性に近づき、同調点では、発振器ＯＳＣの電圧
波形に対してコイルＬの電圧波形は約４５〜９０度の位
相遅れとなる。
【００２２】この位相遅れ量は、発振器ＯＳＣとコイル
Ｌとの結合を強くしたり、コンデンサＣの両端からの供
給電力を大きくすると小さな値となり、４５度に近づ
く。また、逆の疎結合にしたり、供給電力を小さくした
ときは９０度に近づく。実用的には、位相遅れ量がこの
範囲内にあれば、コイルＬに誘導される電圧振幅の差は
少なく、問題にならない。
Ｌとの結合を強くしたり、コンデンサＣの両端からの供
給電力を大きくすると小さな値となり、４５度に近づ
く。また、逆の疎結合にしたり、供給電力を小さくした
ときは９０度に近づく。実用的には、位相遅れ量がこの
範囲内にあれば、コイルＬに誘導される電圧振幅の差は
少なく、問題にならない。
【００２３】さらに、図３に示した例では、発振周波数
が同調周波数ｆからずれているときに発振周波数を上げ
るのか下げるのかを位相ずれの値より判断できるため、
制御がかけやすく、単純な帰還ループで構成できる利点
がある。なお、位相検波回路として、位相検出動作の中
心点が９０度の位相差をもったものが公知であり、例え
ば、双差動型掛算回路や排他的論理和（ＥＸＯＲ）回路
がその代表例である。
が同調周波数ｆからずれているときに発振周波数を上げ
るのか下げるのかを位相ずれの値より判断できるため、
制御がかけやすく、単純な帰還ループで構成できる利点
がある。なお、位相検波回路として、位相検出動作の中
心点が９０度の位相差をもったものが公知であり、例え
ば、双差動型掛算回路や排他的論理和（ＥＸＯＲ）回路
がその代表例である。
【００２４】図３は、双差動型掛算回路Ｄを位相検波回
路に用いた例である。双差動型掛算回路Ｄは位相検波回
路として働き、９０度の位相差を基準にして発振器ＯＳ
Ｃの電圧波形とコイルＬの電圧波形との位相差を検出す
る。
路に用いた例である。双差動型掛算回路Ｄは位相検波回
路として働き、９０度の位相差を基準にして発振器ＯＳ
Ｃの電圧波形とコイルＬの電圧波形との位相差を検出す
る。
【００２５】図３において、第１、第２の分圧回路ＡＴ
Ｔ１、ＡＴＴ２はそれぞれ、発振器ＯＳＣとコイルＬか
ら得られる電圧が大きすぎるため、位相検波回路として
用いる双差動型掛算回路Ｄが負荷となって回路のＱ値を
下げないようにするためのものである。
Ｔ１、ＡＴＴ２はそれぞれ、発振器ＯＳＣとコイルＬか
ら得られる電圧が大きすぎるため、位相検波回路として
用いる双差動型掛算回路Ｄが負荷となって回路のＱ値を
下げないようにするためのものである。
【００２６】また、ローパスフィルタＬＰは、位相検波
回路としての双差動型掛算回路Ｄの出力より周波数制御
信号を取り出し、それを発振器ＯＳＣの制御信号として
都合の良い直流レベルに変換し、帰還ループとしての動
作が負帰還となる極性にする働きをしている。
回路としての双差動型掛算回路Ｄの出力より周波数制御
信号を取り出し、それを発振器ＯＳＣの制御信号として
都合の良い直流レベルに変換し、帰還ループとしての動
作が負帰還となる極性にする働きをしている。
【００２７】発振器ＯＳＣの発振周波数を変化させるの
は、可変容量ダイオードを使う技術が公知であるが、こ
こではその詳しい説明は省略する。
は、可変容量ダイオードを使う技術が公知であるが、こ
こではその詳しい説明は省略する。
【００２８】ここで、動作例として、コンデンサＣの両
端にダミーロードとして１０ＫΩの負荷を接続すると、
コイルＬの両端には１００Ｖｐ−ｐの電圧が誘導され
る。これにより、コンデンサＣの両端には４Ｖｐ−ｐの
電圧が得られ、０．２ｍＷの電力が供給されている。す
なわち、１０ＭＨｚの１周期の間には、２０×１０-12
Ｊ（Ｊ：ジュール）のエネルギが供給されている。
端にダミーロードとして１０ＫΩの負荷を接続すると、
コイルＬの両端には１００Ｖｐ−ｐの電圧が誘導され
る。これにより、コンデンサＣの両端には４Ｖｐ−ｐの
電圧が得られ、０．２ｍＷの電力が供給されている。す
なわち、１０ＭＨｚの１周期の間には、２０×１０-12
Ｊ（Ｊ：ジュール）のエネルギが供給されている。
【００２９】ちなみに、同調回路Ｔに流れる電流は、２
５ｍＡｐ−ｐとなっている。同調回路Ｔに蓄積されてい
るエネルギは、５０００×１０-12 Ｊであり、同調回路
ＴのＱ値は約５０であるので、同調回路Ｔにおいて約１
００×１０-12 Ｊのエネルギが１０ＭＨｚの１周期の間
に消費されている。これは、更に低損失なコイルＬを用
いれば軽減されるが、現実には、コイルＬの外形が大き
くなりすぎるし、特にこの程度の電力供給には問題とな
っていない。
５ｍＡｐ−ｐとなっている。同調回路Ｔに蓄積されてい
るエネルギは、５０００×１０-12 Ｊであり、同調回路
ＴのＱ値は約５０であるので、同調回路Ｔにおいて約１
００×１０-12 Ｊのエネルギが１０ＭＨｚの１周期の間
に消費されている。これは、更に低損失なコイルＬを用
いれば軽減されるが、現実には、コイルＬの外形が大き
くなりすぎるし、特にこの程度の電力供給には問題とな
っていない。
【００３０】本実施形態による電力供給装置は、以上詳
しく説明したような構成としているため、対向電極Ｓ
１、Ｓ３およびＳ２、Ｓ４の大きさをそれほど大きくし
なくても、発振器ＯＳＣの発振周波数を同調回路Ｔの同
調周波数ｆに同調するように制御することによって同調
回路Ｔに高い電圧を誘導することができる。このため、
微少な電極間容量を介して十分に大きな電力を供給する
ことができる。
しく説明したような構成としているため、対向電極Ｓ
１、Ｓ３およびＳ２、Ｓ４の大きさをそれほど大きくし
なくても、発振器ＯＳＣの発振周波数を同調回路Ｔの同
調周波数ｆに同調するように制御することによって同調
回路Ｔに高い電圧を誘導することができる。このため、
微少な電極間容量を介して十分に大きな電力を供給する
ことができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電力供給
装置では、電極間の不安定な接触によらず非接触で電力
を供給できる。このとき、可変周波数発振器の発振周波
数を同調回路の同調周波数に同調するように制御するこ
とにより、電極の大きさをそれほど大きくしなくても十
分に大きい電力を供給することができる。また、機械的
結合に起因する結合容量の変動に対し発振周波数を自動
的に調整する機能を有しているため、安定に動作でき
る。さらに、電極の表面を絶縁物で被っておくことがで
きるため、電極の保護が容易である。また、本発明の他
の特徴によれば、同調回路の高いＱ値を利用した高いイ
ンピーダンスを利用して昇圧しているため、電力消費が
少なくて済む。このため、不要輻射原になりにくく、遮
蔽も簡単にできる。
装置では、電極間の不安定な接触によらず非接触で電力
を供給できる。このとき、可変周波数発振器の発振周波
数を同調回路の同調周波数に同調するように制御するこ
とにより、電極の大きさをそれほど大きくしなくても十
分に大きい電力を供給することができる。また、機械的
結合に起因する結合容量の変動に対し発振周波数を自動
的に調整する機能を有しているため、安定に動作でき
る。さらに、電極の表面を絶縁物で被っておくことがで
きるため、電極の保護が容易である。また、本発明の他
の特徴によれば、同調回路の高いＱ値を利用した高いイ
ンピーダンスを利用して昇圧しているため、電力消費が
少なくて済む。このため、不要輻射原になりにくく、遮
蔽も簡単にできる。
【図１】本発明による電力供給装置の一実施形態を示す
図である。
図である。
【図２】図１に示した電力供給装置の回路構成例を示す
図である。
図である。
【図３】本発明の電力供給装置に用いることのできる制
御回路の例を示す図である。
御回路の例を示す図である。
１ 本体装置 ２ 端末ユニット ＯＳＣ 発振器 Ｔ 同調回路 Ａ 制御回路 Ｌ コイル Ｓ１〜Ｓ４ 電極 Ｃ コンデンサ ＣＳ１−３ 第１、第３の電極間容量 ＣＳ２−４ 第２、第４の電極間容量 ＲＬ 負荷 ＡＴＴ１、ＡＴＴ２ 分圧回路 Ｄ 双差動型掛算回路 ＬＰ ローパスフィルタ
Claims (3)
- 【請求項１】 被電力供給体と、上記被電力供給体に電
力を供給する電力供給体とにより構成される電力供給装
置であって、 上記被電力供給体は、第１、第２の電極と、上記第１、
第２の電極に接続された負荷と、上記第１、第２の電極
間に接続されたコンデンサとを備え、 上記電力供給体は、上記第１、第２の電極にそれぞれ対
向する第３、第４の電極と、可変周波数発振器と、上記
可変周波数発振器に電磁結合されるとともに上記第３、
第４の電極に接続された同調コイルと、上記コンデン
サ、上記同調コイル、上記第１、第３の電極間容量、お
よび上記第２、第４の電極間容量により構成される同調
回路の同調周波数に上記可変周波数発振器の発振周波数
を合わせるように制御する制御手段とを備えたことを特
徴とする電力供給装置。 - 【請求項２】 第１、第２の電極と、 上記第１、第２の電極に接続された負荷と、 上記第１、第２の電極間に接続されたコンデンサと、 上記第１、第２の電極にそれぞれ対向する第３、第４の
電極と、 可変周波数発振器と、 上記可変周波数発振器に電磁結合されるとともに上記第
３、第４の電極に接続された同調コイルと、 上記コンデンサ、上記同調コイル、上記第１、第３の電
極間容量、および上記第２、第４の電極間容量により構
成される同調回路の同調周波数に上記可変周波数発振器
の発振周波数を合わせるように制御する制御手段とを備
え、 上記同調回路を介して上記負荷に電力を供給するように
したことを特徴とする電力供給装置。 - 【請求項３】 上記コンデンサの容量を、上記第１、第
３の電極間容量および上記第２、第４の電極間容量に比
較して十分に大きな値に設定することを特徴とする請求
項１または２に記載の電力供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8257624A JPH1083436A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 電力供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8257624A JPH1083436A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 電力供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1083436A true JPH1083436A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17308844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8257624A Withdrawn JPH1083436A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 電力供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1083436A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9889937B2 (en) | 2012-03-19 | 2018-02-13 | Amsafe, Inc. | Structure mounted airbag assemblies and associated systems and methods |
| US10604259B2 (en) | 2016-01-20 | 2020-03-31 | Amsafe, Inc. | Occupant restraint systems having extending restraints, and associated systems and methods |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP8257624A patent/JPH1083436A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9889937B2 (en) | 2012-03-19 | 2018-02-13 | Amsafe, Inc. | Structure mounted airbag assemblies and associated systems and methods |
| US10604259B2 (en) | 2016-01-20 | 2020-03-31 | Amsafe, Inc. | Occupant restraint systems having extending restraints, and associated systems and methods |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031202 |