JPH11341711A - 無接点電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無負荷、軽負荷時に大電力を負荷への供給を
抑制し、加熱を防止し、安全性を高めることができる無
接点電源回路を提供することを目的とする。 【解決手段】 出力トランス４の２次巻線４ｂ側に接続
した信号伝送用負荷回路２１に自己の電流に負荷電流に
対応するパルス状の負荷信号電流を重畳させ、出力トラ
ンス４の１次側に電磁誘導結合により負荷信号電流を伝
達し、１次巻線４ａ、ダイオード９、抵抗７に負荷信号
電流を流して電流検出回路１０で検出し、その検出値に
応じて発振周波数可変回路１１に対して発振回路１２の
発振周波数を可変させ、ＭＯＳトランジスタ６のスイッ
チング周期を変え、１次側の直流電圧のチョッピング周
期を変えることにより、無負荷、軽負荷時には小電力、
２次側からの負荷信号電流検出時には大電力を２次側に
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電源回路の２次
側の負荷電流の変化に対応して１次側に無接点で変化の
有無を伝達して、変化の有無の伝達のある場合には、大
電力モードとし、かつ変化の有無の伝達のない場合に
は、小電力または間欠電力モードとするようにした無接
点電源回路回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】変圧トランスを使用して、１次側電力を
電磁誘導結合により２次側に伝達する従来の電源装置
は、一般的に１次コイル、２次コイルをそれぞれ鉄心に
巻装し、１次コイルと２次コイルが電磁的に結合して、
電磁誘導により１次側から２次側に電気エネルギが伝達
可能な状態で、１次コイルと２次コイルを絶縁隔絶させ
て外囲器で包囲した構成になっている。このような構成
の電源装置では、電気エネルギの伝達を導体片の接触に
よらずに、電磁誘導で行なっているために、接触不良な
どを未然に防止することができる反面、負荷の有無に関
わらず２次側には、常に所定の出力が得られるようにな
っている。したがって、加熱などの問題が生じる。

【０００３】これを解決するために、２次側の負荷電流
の変動に応じて１次側に負荷変動を伝達して、負荷変動
に応じて２次側負荷への電力供給の制御に供するため
に、２次側の負荷電流の変動検出ないしは負荷変動の１
次側への伝達手段が講じられている。これらの例のう
ち、第１方法として、たとえば、２次側の負荷電流をコ
イルに流して磁束を発生させ、この磁束とマグネットを
磁気結合して２次側から１次側に２次側の負荷電流の変
動を伝達する方法がある。

【０００４】また、第２方法として、２次側と１次側と
の間にメカニカルスイッチを設け、２次側負荷電流に応
じて発生する金属片の熱膨張でメカニカルスイッチをオ
ン、オフさせることにより、２次側から１次側に２次側
の負荷電流の変動を伝達する方法がある。さらに、第３
方法として、光センサによる方法が採られている。この
光センサによる場合は、２次側の所定位置に発光素子を
設け、１次側において、受光素子を発光素子と対抗して
配置し、２次側負荷電流に応じて発光素子を発光させ、
その光を１次側の受光素子で受光することにより、２次
側から１次側に２次側の負荷電流の変動を伝達する方法
がある。

【０００５】しかしながら、これらの第１ないし第３方
法では、いずれも２次側負荷電流が小電流の場合に適切
に１次側から２次側に供給する電力を小電力に切り替え
る措置が講じられていないという問題がある。すなわ
ち、負荷電流に関係なく電流が流れ続けていると、無負
荷時に鉄心（コア）が加熱し、その周辺の部品も高温に
なるという問題がある。これに伴い、上記検出手段であ
るマグネットやメカニカルスイッチ、発光素子、受光素
子などの損傷を招来するおそれがある。

【０００６】そこで、後述するこの発明の近似技術とし
て、たとえば、特開平０３−２３９１３７号公報には、
出力トランスの１次コイルと、２次コイルとの間を外囲
器で絶縁隔離し、１次コイルにスイッチ限流素子とスイ
ッチの並列回路を直列接続するとともに、２次コイルの
負荷側への出力状態を検知する検知回路を設け、検知回
路の出力によりスイッチを開閉することが開示されてい
る。この公報の場合に、無負荷状態になると、負荷回路
のインピーダンスの変化がインバータの出力周波数の変
化として検知回路により検出され、スイッチを開放し
て、それと並列の限流素子に通電することにより、イン
バータの出力を小さくして、２次コイルの電流を小さく
するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
報の場合には、１次側にスイッチと限流素子を設け、負
荷時には、限流素子に通電するために、限流素子での電
力消費があり、効率の低下が免れない。加えて、２次側
の負荷電流が所定量流れるように制御する場合に、２次
側にスイッチを設け、スイッチのオン、オフにより２次
側から１次側に制御用の信号を伝達するためには、２次
側の主電流が流れる回路でパルス状の信号を発生させる
必要がある。２次側でパルス状の信号を発生させて大電
力制御を行おうとすると、２次側の電圧がオン、オフに
応じて変動してしまい、２次側に接続されている各回路
に影響を及ぼすことになる。

【０００８】この発明は、上記従来の課題を解決するた
めになされたもので、２次側より１次側に制御信号の伝
達が行われない場合には、２次側電力を小電力あるい
は、間欠電力とし、かつ２次側より１次側に制御信号の
伝達が無接点で行われると、２次側電力を大電力に制御
でき、小電力あるいは、間欠電力の供給時において、金
属部位が加熱する心配がなく、安全性を確保でき、しか
も、大電力供給時において、２次側に接続される各回路
に影響を及ぼすことがなく、かつ２次側から１次側への
信号伝達が容易に行うことができる無接点電源回路を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の無接点電源回路は、１次巻線に供給され
る直流電流をスイッチング手段によりチョッピングして
２次巻線に交流電圧を誘起する出力トランスと、前記ス
イッチング手段にスイッチング信号を供給する発振回路
と、前記２次巻線の出力電圧を整流する整流手段と、前
記整流手段で得られた整流電圧を負荷に供給あるいは遮
断する２次側のスイッチ回路と、前記整流手段で得られ
た整流電流が通電され、前記負荷の状態に応じた負荷信
号の電流を重畳して前記出力トランスの電磁誘導結合に
よりこの負荷信号の電流を前記１次巻線に伝達させる信
号伝送用負荷回路と、前記負荷の状態に応じて前記整流
手段の出力電圧の変動を検出して前記信号伝送用負荷回
路と前記２次側のスイッチ回路のオン、オフ制御を行う
２次側制御手段と、前記１次巻線に伝達された前記負荷
信号の電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手
段が前記負荷信号の電流の非検出時に前記発振回路に対
して前記２次巻線に小電力モードまたは間欠動作で前記
スイッチング手段がスイッチングするように周波数制御
を行い、かつ前記電流検出手段が前記負荷信号の電流検
出時に前記発振回路に対して前記２次巻線に大電力モー
ドで前記スイッチング手段がスイッチングするように周
波数制御を行う１次側制御手段とを備えることを特徴と
する。本発明では、２次側から１次側に負荷信号の伝達
を容易に行うことができ、電源回路の２次側から１次側
に伝達する負荷信号のない場合には、２次側の電力を小
電力あるいは間欠電力とすることで、無負荷または軽負
荷時に必要以上の電流が負荷に流されず、金属部位の電
流による加熱が防止される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明による無接点電源
回路の実施の形態について図面に基づき説明する。図１
は、この発明による第１実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。この図１において、入力端子１ａ，１ｂに
は、交流電源が接続されるようになっており、この入力
端子１ａ，１ｂには全波整流回路２の入力端が接続され
ている。全波整流回路２の正側の出力端と負側の出力端
間には、平滑用のコンデンサ３が接続されている。この
負側の出力端は、接地されている。

【００１１】全波整流回路２の正側の出力端は、出力ト
ランス４の１次巻線４ａの一端に接続されている。１次
巻線４ａの他端は、コンデンサ５を介して接地されてい
るとともに、スイッチング手段としてのＭＯＳトランジ
スタ６のドレインに接続されている。ＭＯＳトランジス
タ６のソースは１次電流検出用の抵抗７とコンデンサ８
との並列回路を介して接地されている。抵抗７は電流検
出手段として使用されている。ＭＯＳトランジスタ６の
ドレインとソースとの間には、ダイオード９が接続され
ている。ＭＯＳトランジスタ６のバルクとソースは直接
接続されている。

【００１２】前記抵抗７の一端は、電流検出回路１０の
入力端に接続されている。電流検出回路１０はダイオー
ド９と、抵抗７とに流れる電流に対応した電圧を入力
し、その入力した出力を発振周波数可変制御回路１１の
入力端に印加するようになっている。この発振周波数可
変制御回路１１の出力端は発振回路１２に接続されてい
る。発振周波数可変制御回路１１は電流検出回路１０の
出力電圧に応じて発振回路１２の発振周波数を可変する
ようになっている。発振回路１２の出力端はＭＯＳトラ
ンジスタ６のゲートに接続されている。かくして、ダイ
オード９、抵抗７、電流検出回路１０とで電流検出手段
を構成し、発振周波数可変制御回路１１と、発振回路１
２と、ＭＯＳトランジスタ６とにより１次側制御手段１
３を構成している。

【００１３】次に、２次側の構成について説明する。出
力トランス４は１次巻線４ａと２次巻線４ｂとが電磁誘
導結合されている。この２次巻線４ｂの両端間には、ダ
イオード１４とコンデンサ１５との直列回路（整流手段
を構成する）が接続されている。２次巻線４ｂの他端は
接地されている。また、２次巻線４ｂの一端はダイオー
ド１６，１７、スイッチ回路１８を介して出力端子１９
ａに接続されている。ダイオード１６は整流用のダイオ
ードであり、ダイオード１７のカソードは平滑用のコン
デンサ２０を介して出力端子１９ｂに接続されている。
出力端子１９ａ，１９ｂ間には、図示しない負荷に接続
されるようになっている。

【００１４】さらに、ダイオード１６のカソードと出力
端子１９ｂとの間には、信号伝送用負荷回路２１が接続
されており、ダイオード１４のカソード側は電源回路２
２を介して２次側制御回路２３の入力端に接続されてい
る。２次側制御回路２３は、２次巻線４ｂの電圧をダイ
オード１４で整流した電圧の変動に応じてスイッチ回路
１８と信号伝送用負荷回路２１のオン、オフ制御を行う
ようになっている。電源回路２２は、２次側制御回路２
３に動作電圧を供給するための回路である。

【００１５】信号伝送用負荷回路２１と、電源回路２２
と、２次側制御回路２３とにより、２次側制御手段２４
を構成している。この２次側制御手段２４により、負荷
変動に応じたオン、オフ信号を発生して電源回路の１次
側に無接点で負荷変動を伝達するためと、さらにスイッ
チ回路１８のオン、オフ制御を行うことにより、負荷へ
の供給電力を断続させることができるようになってい
る。

【００１６】次に、以上のように構成されたこの第１実
施の形態の動作について説明する。入力端子１ａ，１ｂ
間に図示しない交流電源が接続されており、出力端子１
９ａと１９ｂの間には、図示しない充電器などの負荷が
接続されているものとする。この状態では、交流電源の
電圧が全波整流回路２で全波整流され、かつコンデンサ
３で平滑され、直流電圧が出力トランス４の１次巻線４
ａの一端に印加される。これと同時に、１次側制御回路
１３の発振周波数可変制御回路１１で決められた時定数
にしたがって発振回路１２が発振しており、発振回路１
２の発振出力周波数にしたがってＭＯＳトランジスタ６
がオン、オフを繰り返す。

【００１７】これにより、出力とトランス４の１次巻線
４ａに印加されている直流電圧が交流電圧に変換され
て、出力トランス４によりこの交流電圧が変圧され、２
次巻線４ｂの両端に所定の交流電圧が発生する。この交
流電圧はダイオード１４で整流され、かつコンデンサ１
５で平滑されるとともに、ダイオード１６，１７とスイ
ッチ回路１８を経て負荷に印加される。この負荷が軽負
荷、または重負荷に応じて２次巻線４ｂの両端の電圧が
変化する。すなわち、ダイオード１４のカソードの電位
が変化する。

【００１８】いま、負荷が軽負荷もしくは無負荷状態で
あると、出力トランス４の２次側には、大きな電流を流
す必要がない。このような状態では、２次巻線４ｂの両
端の電圧は、ほぼ定格電圧であり、したがって、ダイオ
ード１４のカソード電位に大きな変化がなく、所定の定
格許容範囲内にある。このため、２次側制御回路２３は
信号伝送用負荷回路２１のオン、オフの動作制御を行わ
ない。これにより、２次巻線４ｂ側に流れる電流もオ
ン、オフによる変動が生じない。

【００１９】この２次側の電流に変動がなければ、出力
トランス４の１次巻線４ａと２次巻線４ｂとが電磁誘導
結合していても、２次巻線４ｂ側にオン、オフによる変
動がないから１次巻線４ａ側に変動が伝達されない。こ
のため、出力トランス４の１次側において、電流検出回
路１０に流れる電流に変化がなく、したがって、１次側
制御手段１３の発振周波数可変制御回路１１は発振回路
１２に対して周波数を可変する制御を行わない。

【００２０】その結果、発振回路１２からあらかじめ決
められた発振周波数の出力信号がＭＯＳトランジスタ６
のゲートに印加され、その発振周波数でＭＯＳトランジ
スタ６がオン、オフする。これにより、１次巻線４ａ、
ひいては２次巻線４ｂには、図２（横軸に２次側電流Ｉ
をとり、縦続に２次側電圧Ｖをとって示す）ように、あ
らかじめ決められた定常電流、すなわち、この第１実施
の形態では小電流Ｉｓが流れ、小電力ＰＳが２次側に供
給される。このとき、２次側制御回路２３によりスイッ
チ回路１８をオン、オフさせて断続制御を行うことによ
り、より負荷電流を減少させることができる。

【００２１】したがって、この軽負荷時あるいは無負荷
時においては、負荷電流が極めて小さいから、負荷電流
による発熱を抑制することができ、出力トランス４の鉄
心あるいは、その近傍に配置された伝熱部材の発熱がな
いから、発熱による１次巻線４ａ、２次巻線４ｂの層間
絶縁材の絶縁性の劣化や、その他の部品の特性の劣化を
未然に防止することができるとともに、金属部位の加熱
を防止できる。

【００２２】次に、出力トランス４の２次側の負荷電流
を増加させる場合の動作について説明する。負荷に所定
値以上の大きな電流が流れると、出力トランス４の２次
巻線４ｂの両端の電圧が低下する。これに伴い、ダイオ
ード１４のカソードの電位も低下し、この電位の低下を
電源回路２２で受けて２次側制御回路２３が信号伝送用
負荷回路２１に対して、オン、オフの動作制御を行うと
同時に、スイッチ回路１８をオフにする。信号伝送用負
荷回路２１がオン、オフすることにより、出力トランス
４の２次側の電流がオン、オフする。これに伴い電磁誘
導結合している出力トランス４の１次巻線４ａに流れる
電流も変化し、その変化に相当する一方の極性の電流が
ダイオード９、抵抗７に流れる。

【００２３】この電流変化に応じて抵抗７の両端の電圧
が変化し、その変化を電流検出回路１０で検出する。こ
の電圧の変化を１次側制御手段１３の発振周波数可変制
御回路１２で出力して、その出力値に応じて、発振回路
１２の発振周波数を可変する。この場合、ダイオード９
と抵抗７に流れる電流が大きくなるほど、つまり抵抗７
の一端の電位が低下するほど、発振周波数が低くなるよ
うに制御する。この発振周波数に応じて、ＭＯＳトラン
ジスタ６もオン、オフ動作する。

【００２４】この場合、発振回路１２の発振周波数が低
くなると、ＭＯＳトランジスタ６がオンとなる時間が長
くなり、それだけＭＯＳトランジスタ６のドレイン−ソ
ースに流れる電流も大きくなる。したがって、出力トラ
ンス４の１次巻線４ａに流れる電流も大きくなり、２次
巻線４ｂに交叉する磁束が増え、図２に大電力ＰＬで示
すように、２次巻線側に大きな電力を供給することがで
きる。このように、第１実施の形態では、軽負荷あるい
は無負荷時に、電源回路の２次側より１次側に伝達する
信号のない場合には、２次側の電力を小電力あるいは間
欠電力とし、２次側に流れる電流が小さくなるから、軽
負荷あるいは無負荷時に電流による発熱を未然に防止す
ることができる。

【００２５】これに伴い、発熱による絶縁性の劣化、部
品の諸特性の劣化などを未然の防止することができる。
一方、大電流時には、必要に応じた電流を２次側に供給
することができるので、電源回路として何ら支障をきた
すことがない。なお、図１において、符号９で示す素子
をダイオードで構成した場合について説明したが、本発
明はこれに限らず、トランジスタその他の一方向制御素
子を用いてもよい。また、ダイオード１７を省略するこ
とも可能である。さらに、電源回路２２の入力端をダイ
オード１７とコンデンサ２０との接続点に接続してもよ
い。この場合、図３のダイオード１４及びコンデンサ１
５を省略できる。

【００２６】次に、この発明の第２実施の形態について
説明する。図３はこの第２実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。この図３において、構成の説明に際し
て、図１と同一部分には、同一符号を付してその重複説
明を避け、図１とは異なる部分を主体に説明する。この
図３を図１と比較しても明らかなように、図３では、出
力トランス４の１次側において、１次側制御手段１３と
２次側において、２次側制御手段２４の構成と、さら
に、スイッチ回路１８としてトランジスタ２６を用いて
いる部分が前記第１実施の形態とは異なるものでる。

【００２７】すなわち、１次側制御手段１３において、
前記１次側の電流検出回路１０に代えて、２つの演算増
幅器２８，２９が追加されている。演算増幅器２８，２
９の各反転入力端は前記抵抗７の一端側、すなわち、Ｍ
ＯＳトランジスタ６のソース側に接続されている。演算
増幅器２８，２９の各非反転入力端は、それぞれ接地さ
れている。演算増幅器２９は１次巻線４ａを経て抵抗７
に小さい電流Ｉ₁が流れると、それに応じた電圧を発生
して制御回路３０に出力するようになっている。

【００２８】同様にして、演算増幅器２８は１次巻線４
ａを経て抵抗７に大きい電流Ｉｓが流れると、それに応
じた電圧を発生して信号受信回路３１に出力するように
なっている。信号受信回路３１は、演算増幅器２８の出
力電圧を入力して、この出力電圧が所定以上のときに出
力して制御回路３０を起動させる。制御回路３０は、こ
れらの演算増幅器２８，２９の出力電圧に応じて、発振
回路１１の発振周波数を可変するようになっている。１
次側の図１に対する変更点は以上の通りである。

【００２９】２次側制御手段２４では、２次側制御回路
２３と、信号伝送用負荷回路２１とで構成され、信号伝
送用負荷回路２１として、トランジスタ３２と抵抗３３
とで構成されている場合を示している。トランジスタ３
２のベースに２次側制御回路２３の出力端が接続されて
いる。トランジスタ３２のエミッタは出力端子１９ｂに
接続されている。トランジスタ３２のコレクタは抵抗３
２を介してダイオード１６と１７との接続点に接続され
ている。

【００３０】また、スイッチ回路１８としてトランジス
タ２６が使用されている。トランジスタ２６のエミッタ
はダイオード１７のカソードに接続されており、コレク
タは出力端子１９ａに接続されている。トランジスタ２
６のベースは２次側制御回路２３の出力端に接続されて
いる。出力端子１９ａと１９ｂとの間には、コンデンサ
２７が接続されている。このコンデンサ２７は、スイッ
チ回路１８のトランジスタ２６がオフになってオンする
までの間、負荷に放電することにより、出力端子１９ａ
と１９ｂとの間に接続された負荷（図示しない）の動作
に影響を与えないようにするためのコンデンサであり、
この条件を満足できるような時定数、つまり、容量が選
定されている。その他の構成は図１と同じである。

【００３１】次に、この第２実施の形態の動作について
説明する。前記第１実施の形態の場合と同様に、負荷が
無負荷状態であると、出力トランス４の２次側には、大
きな電流を流す必要がない。このような状態では、２次
巻線４ｂの両端の電圧は、ほぼ定格電圧であり、したが
って、ダイオード１４のカソード電位に大きな変化がな
く、前記第１実施の形態で述べたのと同様に、所定の定
格許容範囲内にあり、２次巻線４ｂ側に流れる電流もオ
ン、オフによる変動が生じない。

【００３２】その結果、出力トランス４の１次側におい
て、ダイオード９に流れる一方の極性の電流と、演算増
幅器２８，２９に入力される電流にも変化がなく、１次
側制御手段１３の制御回路３０は発振回路１２に対して
周波数を可変する制御を行わない。これにより、発振回
路１２からあらかじめ決められた発振周波数の出力信号
がＭＯＳトランジスタ６のゲートに印加され、その発振
周波数でＭＯＳトランジスタ６がオン、オフし、出力ト
ランス４の２次巻線４ｂには、図４（横軸に２次側に流
れる出力電流Ｉｏｕｔをとり、縦軸に１次画に流れる入
力電流Ｉｉｎをとって示す）ように、このときの２次側
の電力の変化はほぼゼロに近くなっている。

【００３３】このような状態から、次第に２次側電流が
増加し始めると、それに応じてダイオード１４のカソー
ド電位も変化し、その変化に応じた電圧を電源回路２２
から２次側制御回路２２に印加し、２次側制御回路２３
が信号伝送用負荷回路２１のトランジスタ３２をスイッ
チングさせる。トランジスタ３２のスイッチングに応じ
て、抵抗３３を通してダイオード１６のカソードから出
力端子１９ｂに向かってスイッチング電流が流れ、２次
側電流が変動し、それに応じて出力トランス４の２次側
から１次側に無接点で電磁誘導結合により伝達される。

【００３４】この電磁誘導結合にともない、出力トラン
ス４の１次側において、１次電流がダイオード９を通し
て抵抗７に流れ、抵抗７の両端に電圧降下が生じる。こ
の抵抗７の一端の電圧が演算増幅器２８，２９の各入力
端に印加される。しかし、抵抗７に流れる電流がＩ₁に
達するまでは前記無負荷状態時と大して変化がなく、図
４に示すように、２次側の電力はそれほど大きくなって
いない。この状態から出力トランス４の２次側におい
て、負荷電流が漸増することにより、ダイオード１４の
カソードの電位が低下し始め、それに応じて２次側制御
回路２３も信号伝送用負荷回路２１のトランジスタ３２
のスイッチング周波数を漸減させる。

【００３５】この周波数周波数の低下によるトランジス
タ３２のスイッチング作用に応じて１次巻線４ａ側にこ
のスイッチング作用が伝達され、ダイオード９、抵抗７
に流れる電流が漸増して、図４に示すように電流Ｉ₁に
なると、抵抗７の一端の電位も低下し、その電位が演算
増幅器２９の入力に印加され、演算増幅器２９の出力端
から電流Ｉ₁に対応する電圧が制御回路３０に印加され
る。これにより、制御回路３０はその印加された電圧に
基づき、発振回路１２の発振周波数を変化させる。すな
わち、定常状態よりも低下させる。その低下した発振周
波数でＭＯＳトランジスタ６がスイッチング動作を行
い、スイッチング周波数の低下した分、ＭＯＳトランジ
スタ６に流れる電流が大きくなる。

【００３６】したがって、１次巻線４ａに流れる電流も
大きくなり、２次側に供給する電力が図４における小電
力ＰＳ１のようになる。つまり、小電力モードで２次側
に電力を供給することができる。この省電力モード時に
おいて、２次側制御回路２３により、スイッチ回路１８
のトランジスタ２６のオン、オフのスイッチング作用を
行わせることにより、負荷に２次側の電力を断続して供
給することができる。このトランジスタ２６のスイッチ
ング動作において、オン期間中はコンデンサ２７を充電
し、オフ期間中は負荷に放電することにより、トランジ
スタ２６がオフからオンするまでの期間、コンデンサ２
７の放電による負荷に電力を供給することになり、した
がって負荷の動作に影響を及ぼすことがない。つまり、
負荷に常時電圧が印加される。

【００３７】上記のように、演算増幅器２９により電流
Ｉ₁が検出されている状態からさらに負荷電流が漸増し
て、ダイオード１４のカソードの電位がさらに低下し
て、２次側制御回路２３により、前記より信号伝送用負
荷回路２１のトランジスタ３２のスイッチング速度が低
下すると、２次巻線４ｂの電流も漸増し、１次巻線４
ａ、ダイオード９を通して抵抗７に流れる電流に対応す
る演算増幅器２８の入力端に印加する電圧も次第に増加
する。この抵抗７に流れる電流が電流Ｉｓ以上になる
と、前記と同様の要領で演算増幅器２８の入力端の電圧
も変化して演算増幅器２８の出力端には、電流Ｉｓに対
応する電圧が発生して制御回路３０に印加される。

【００３８】制御回路３０はこの電圧により発振回路１
２の発振周波数を低下させ、その低下された発振周波数
でＭＯＳトランジスタ６がスイッチングされ、スイッチ
ング周期が低下した分だけ、ＭＯＳトランジスタ６のス
イッチング電流が増加する。その結果、出力トランス４
の１次巻線４ａに流れる電流が増加し、図４からも明ら
かなように、出力トランス４の２次側に供給される電力
も小電力モードではあるが、漸増する。なお、この場合
もコンデンサ２７の動作は前記と同様に、トランジスタ
２６のオン動作時には、充電され、オフ時には負荷への
放電を行う。

【００３９】次に、大電力モード時の動作について説明
する。基本的な動作は前記小電力モード時と同じである
が、２次側の負荷電流が前記より一段と大きくなり、そ
の分だけ２次巻線４ｂの両端の電圧が低下し、それに伴
い、ダイオード１４のカソードの電位も上記よりもさら
に低下する。ダイオード１４のカソード電位の低下を受
けた２次側制御回路２１は信号伝送用負荷回路２０のト
ランジスタ２４に対して、さらに低速スイッチング動作
を行わせる。

【００４０】この低速スイッチング動作に対応して、１
次巻線４ａ側にこのスイッチング作用が伝達され、演算
増幅器２８に流れる電流が増加して、図４に示すように
電流ＩＳ以上になると、演算増幅器２８の出力端からそ
の増加した電流に対応する電圧が信号受信回路３１で受
信され、信号受信回路３１の出力が制御回路３０に印加
される。これにより、前記と同様の要領で制御回路３０
が発振回路１２の発振周波数を低下させ、その低下した
発振信号によりＭＯＳトランジスタ６に対してスイッチ
ングさせる。したがって、１次巻線４ａに流れる電流が
大きくなり、２次側に図４に示すように、大電力ＰＬを
電源回路の２次側に供給することになる。

【００４１】上記から明らかなように、この第２実施の
形態においても、無負荷または軽負荷時には、２次側か
ら信号周波数の高い信号を無接点で伝達し、２次側に供
給する電力を小電力にし、負荷が重くなると、低い周波
数の信号を１次側に無接点で伝達して、１次側から２次
側に大電力の供給を行うようにしたので、軽負荷時ある
いは無負荷時においては、省電力にするから前記第１実
施の形態と同様に、無駄な電力の消費と発熱を防止し、
発熱による部品の劣化、などを未然に防止できる。な
お、図３において、ダイオード１７をトランジスタによ
り置き換えることができる。この場合のトランジスタは
２次側制御回路２３からの信号によってオン制御され
る。

【００４２】次に、この発明の第３実施の形態について
説明する。図５は第３実施の形態の構成を示すブロック
図である。この第３実施の形態では、前記図３で示した
第２実施の形態の構成に対して、出力トランス４の２次
側は第２実施の形態と同じ構成であるが、１次側の構成
が第２実施の形態とは異なっている。すなわち、第３実
施の形態では、発振回路１２はあくまでもインバータ用
の発振回路としての単一機能に徹し、インバータの間欠
動作はサイリスタの導通角制御に依存させている。

【００４３】これに伴い、１次側制御手段１３は図３と
は異なっている。図５において、図３で示したコンデン
サ５が省略されており、また、抵抗７とＭＯＳトランジ
スタ６のソースとの接続点には、演算増幅器２８，２９
の反転入力端が接続されている。演算増幅器２８，２９
の各非反転入力端は接地されている。出力トランス４の
２次側が重負荷時になると、２次側で発生した信号を出
力トランス４の１次巻線４ａで受信して、ダイオード９
を通して抵抗７に流れることにより、抵抗７の両端に電
圧降下が生じる。この電圧降下に応じて、抵抗７の一端
の電位が変動する。この電位の変動が演算増幅器２８，
２９の反転入力端に印加されるようになっている。演算
増幅器２８は、この反転入力端にの印加される電位に応
じた電圧を信号受信回路３１に出力するようになってお
り、演算増幅器２９は入力電圧に応じてオン動作ストッ
プ回路３７に出力するようになっている。この演算増幅
器２８，２９、ダイオード９、抵抗７の部分で電流検出
手段を構成している。

【００４４】信号受信回路３１は、演算増幅器２８の出
力電圧を入力すると、オン動作回路３４に出力するよう
になっている。このオン動作回路３４は信号受信回路３
１の出力を入力することにより制御回路３０に対して後
述するスイッチング回路３５の主体をなすサイリスタ３
６を間欠動作から通常の状態で点孤させ、１次側から２
次側への電力供給を大電力モードとなるようしている。
また、演算増幅器２９には、演算増幅器２８に流れる電
流よりも小さい電流がダイオード９を通して抵抗７に流
れると、それに応じた電圧をオン動作ストップ回路３７
に出力するようになっている。オン動作ストップ回路３
７に演算増幅器２９の出力電圧が入力されると、前記オ
ン動作回路３４に対して制御回路３０は、サイリスタ３
６の通常の点弧から間欠動作による点弧制御を行うよう
になっている。

【００４５】オン動作回路３４、オン動作ストップ回路
３７はそれぞれトランジスタなどによりスイッチ動作を
させることにより実現することが可能である。制御回路
３０には、間欠動作回路３８の出力が入力さるようにな
っている。間欠動作回路３８はフリップフロップ回路
や、鋸歯状波発生回路などによりパルス信号が間欠的に
発生するようにしている。この間欠的にパルスが発生し
ている期間、つまり、後述するサイリスタのターンオン
期間のみに、発振回路１２の発振周波数でインバータ作
用を行うようにして１次電圧を出力トランス４で変圧し
て２次側に電力供給を行うようになっている。このとき
は小電力モードとなる。

【００４６】制御回路３０はオン動作回路３４からオン
動作信号が入力されていない期間中は、間欠動作回路３
８からの間欠動作パルス信号によりサイリスタ３６を間
欠動作による点弧制御を行うようになっている。オン動
作回路３４、オン動作ストップ回路３７、信号受信回路
３１、間欠動作回路３８により１次側制御手段１３を構
成している。サイリスタ３５のアノードは全波整流回路
２の正側の出力端に接続されている。サイリスタ３５の
カソードは出力トランス４の１次巻線４ａの一端に接続
されている。このサイリスタ３５のゲートに制御回路３
０の制御により間欠動作回路３８からの間欠信号をゲー
トに印加することにより、サイリスタ３５が間欠動作に
よるスイッチング動作が可能になっている。すなわち、
サイリスタ３６のオン期間のみ、出力トランス４の１次
巻線４ａに全波整流回路２の出力電圧が印加され、その
分通常のサイリスタの点弧制御時ようり１次巻線４ａに
供給する電力が少なくなる。

【００４７】サイリスタ３６がターンオンすると、全波
整流回路２の出力電流が出力トランス４の１次巻線４ａ
に通電するようになる。このゲートに印加する制御回路
３０の出力信号の位相制御を行うことにより、サイリス
タ３５の導通角を制御し、それによって、１次巻線４ａ
に流れるスイッチング電流の周期、ひいては１次巻線電
流の制御を行うようにしている。図６はこのサイリスタ
３６を主体とするスイッチング回路３５と制御回路３０
の部分の回路構成を示す回路図である。

【００４８】この図６において、スイッチング回路３５
は前述のように、全波整流回路２の正側の出力端と出力
トランス４の１次巻線４ａの一端との間にサイリスタ３
５が接続されている。サイリスタ３６のゲートとアノー
ドとの間には、抵抗３９が接続されているとともに、ゲ
ートとカソードとの間には、抵抗４０が接続されてい
る。ゲートは抵抗４１を通して制御回路３０のトランジ
スタ４２のコレクタに接続されている。

【００４９】また、サイリスタ３６のカソードと接地と
の間には、抵抗４３と４４との直列回路が接続されてい
る。この抵抗４３と４４との接続点は、定電圧ダイオー
ド４５と抵抗４６との直列回路を介して接地されてい
る。定電圧ダイオード４５と抵抗４６との接続点は、抵
抗４７を介して前記トランジスタ４２のベースに接続さ
れている。トランジスタ４２のエミッタは接地されてい
る。前記図５で示したオン動作回路３４の出力がトラン
ジスタ４８のベースに印加されるようになっている。ト
ランジスタ４８のコレクタはトランジスタ４２のベース
に接続されている。トランジスタ４８のエミッタは接地
されている。

【００５０】次に、この第３実施の形態の動作について
説明する。入力端子１ａ，１ｂに接続される交流電源の
交流電圧は全波整流回路２により全波整流され、図７
（ａ）示すような全波整流電圧が全波整流回路２の正側
出力端子に現れ、サイリスタ３６のアノードに印加され
ている。この状態で制御回路３０にオン動作回路３４か
らオン動作信号が入力されていない間、つまり、負荷信
号の電流が小さく、演算増幅器２９の出力により、オン
動作ストップ回路３７からオン動作回路３４にオン動作
信号の出力が停止しされている間、間欠動作回路３８か
ら一定間隔ごとにパルス信号が制御回路３０に入力され
る。このパルス信号が制御回路３０に入力されるごと
に、制御回路３０によりサイリスタ３６のゲートに点弧
信号として印加し、サイリスタ３６を間欠動作を行う。

【００５１】これにより、サイリスタ３６が間欠動作を
行い、図７（ｂ）に示すように、サイリスタ３６がター
ンオンしている期間だけ全波整流回路２の出力電圧を出
力トランス４の１次巻線４ａに印加する。この図７
（ｂ）より明らかなように、間欠動作回路３８から出力
されるパルス幅Δｔの期間のみ全波整流回路２の出力電
圧が１次巻線４ａに印加される。この状態でも、発振回
路１２の出力信号によりＭＯＳトランジスタ６をスイッ
チングさせており、このスイッチングの周波数でサイリ
スタ３６の出力電圧をチョッピングして、直流電力を交
流電力に変化する。

【００５２】図７（ｃ）は、サイリスタ３６の１導通期
間、つまり間欠動作回路３８の１出力パルスのみを取り
出して拡大して示したものであり、この出力パルスのパ
ルス幅Δｔの期間のみ、発振回路１２の発振周波数でＭ
ＯＳトランジスタ６のスイッチングにより交流電力に変
換されている。このパルス幅Δｔの期間のみ交流電力に
変換されて、出力トランス４で変圧された交流電圧はダ
イオード１４，１６で整流され、コンデンサ１５で平滑
された直流電圧は電源回路２２に印加され、それによっ
て、２次側制御回路２３が動作してスイッチ回路１８を
オンさせる。

【００５３】これにより、２次側の整流電圧が出力端子
１９ａ，１９ｂ間に接続されている負荷にスイッチ回路
１８を通して印加される。また、これと同時に、２次側
制御回路２３の出力により、信号伝送用負荷回路２１の
トランジスタ３２がオン動作をしており、そのオン動作
中は抵抗３３に電流が流れる。この抵抗３３に流れる電
流は図７（ｄ）に示されている。この図７（ｄ）と図７
（ｃ）から明らかなように、抵抗３３に流れる電流はサ
イリスタ３６の各導通期間、換言すれば、サイリスタ３
６がターンして、１次側から２次側に電力が供給されて
いる期間の電流である。

【００５４】抵抗３３の電流は、無負荷状態でも一定に
電流が流れおり、それに対応する負荷信号の電流が重畳
され、負荷の変動に応じて抵抗３３の電流も変動する。
図７（ｄ）ではパルス状の負荷信号の電流が重畳されて
いる状態を示している。このパルス状の負荷信号の電流
が出力トランス４による１次側と２次側との電磁誘導結
合により無接点で１次側に伝達される。図７（ｄ）に示
す信号伝送用負荷回路２１で発生した負荷信号の電流に
対応して、図７（ｅ）に示すように、２次側から１次側
に電磁誘導結合によりパルス状の信号が伝達される。

【００５５】１次側に伝達された負荷信号の電流に対応
する電流はダイオード９、抵抗７に流れる。抵抗７に流
れる電流に応じて抵抗７の一端の電位が変化し、その変
化する電位が演算増幅器２８，２９の各反転入力端にも
印加され、図７（ｆ）に示すように、抵抗７に流れる電
流に対応して負荷信号の電流の変動が検出される。すな
わち、負荷が軽負荷、あるいは無負荷状態では、抵抗７
に流れる電流が小さく、したがって、その両端の電圧降
下も小さく、演算増幅器２８，２９の各反転入力端に印
加される電圧が小さい。

【００５６】このため、大電流検出用の演算増幅器２８
からは出力電圧が発生せず、信号受信回路３１は非作動
状態であり、オン動作回路３４も非作動状態である。ま
た、このとき、演算増幅器２９の入力電圧も低く、その
出力電圧が発生せず、オン動作ストップ回路３７も非作
動状態である。すなわち、回路全体として初期状態と同
じ状態であり、サイリスタ３６は間欠動作回路３８から
出力されるパルスの一定間隔で制御回路３０により導通
制御されている。

【００５７】図８（ａ）はこのときの全波整流回路２の
出力電圧波形を示しており、図８（ｂ）制御回路３０か
ら出力される位相制御パルス（サイリスタ３６の点弧用
のパルス）を示し、点弧位相角が移相されていない状態
を示している。このときのサイリスタ３６の出力電圧は
図８（ｃ）に示すように、負荷に供給する電力は小電力
モードである。

【００５８】次に、負荷電流が増大して大電力モードに
する場合の動作について説明する。この場合は、前記図
７（ｄ）で示した抵抗３３に流れる電流に重畳するパル
ス状の負荷信号の電流の振幅が大きくなり、それにとも
なって、出力トランス４の１次巻線４a に誘導される検
出用の電流も大きくなり、抵抗７の一端に流れる電流が
大きくなる。したがって、抵抗７の電圧降下が大きくな
り、その電圧が演算増幅器２８，２９の反転入力端に印
加される。前記負荷電流が大きくなることにより、演算
増幅器２８の反転入力端の電圧が所定以上大きくなる
と、演算増幅器２８の出力電圧により、信号受信回路３
１が動作して、オン動作回路３０を駆動し、それによっ
て制御回路３０に出力信号が送出される。

【００５９】制御回路３０は図６に示すように構成され
ており、オン動作回路３０からオン信号が出力され、ト
ランジスタ４８のベースに印加されるまでは、トランジ
スタ４２のベースには、抵抗４３と４４でサイリスタ３
６の出力電圧を分圧した電圧を定電圧ダイオード５によ
り定電圧にして、抵抗４７を通して印加されて、トラン
ジスタ４２がオンになっている。すなわち、トランジス
タ４２のベース電位は一定に保持され、トランジスタ４
２はオン状態を保持してサイリスタ３６のゲートには全
波整流回路２の出力電圧の半サイクルごとに、抵抗３９
〜４１で決まる位相でターンの繰り返しを行っている。
すなわち、間欠動作を行っている。前記図８（ｂ）およ
び図９（ａ）はこのときの状態を示している。

【００６０】この状態から、負荷信号の電流の増加によ
り、前記演算増幅器２８の出力により信号受信回路３１
を駆動し、オン動作回路３４を動作させてオン信号をト
ランジスタ４８のベースに印加すると、トランジスタ４
８オンとなり、トランジスタ４２のベース電位が接地電
位となり、トランジスタ４２がオフとなる。したがっ
て、サイリスタ３６の点弧移相制御が中止され、図８
（ｂ）、図８（ｃ）、図９（ａ）に示すように、間欠動
作がなくなり、サイリスタ３６のカソード側の電圧Ｅ０
がず９（ａ）に示すように、一定の高さＥ０＝ＥＶとな
り、図９（ｂ）に示すように、サイリスタ３６の出力電
圧波形は一定の導通角の全波サイン波の波形となる。そ
の結果、出力トランス４の１次側から２次側に供給する
電力が大電力モードになる。

【００６１】この大電力モードから再度小電力モードに
なると、２次側制御回路２３の制御により信号伝送用負
荷回路２１のトランジスタ３２をオンにして、抵抗３３
に図７（ｄ）に示すような電流を流すことにより、出力
トランス４の１次巻線４ａからダイオード９を経て抵抗
７に流れる電流に応じた電圧が演算増幅器２９の反転入
力端に印加される。この入力電圧が所定電圧に達する
と、演算増幅器２９の出力電圧によりオン動作ストップ
回路３７を駆動する。

【００６２】これにより、オン動作回路３４の動作を停
止させ、その結果、図６に示した制御回路３０における
トランジスタ４８がオフとなり、トランジスタ４２がオ
ンとなって、サイリスタ３６は図８（ｂ）、図９（ａ）
の状態の動作を行う。この第３実施の形態でも前記第２
実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、軽負荷
あるいは無負荷時において、大電力を１次側から２次側
に供給しないから、大電力による熱の発生を防止でき、
部品の高温による劣化を防止することができる。

【００６３】次に、この発明の第４実施の形態について
説明する。図１０はこの第４実施の形態における２次側
の構成を示すブロック図である。この第４実施の形態に
おいては、１次側の構成は図５で示した第３実施の形態
と同一構成をなしているので、図示ならびにその説明を
省略する。また、２次側の構成の説明に際して、図５と
同一部分には、同一符号を付して説明する。出力トラン
ス４の２次巻線４ｂの両端間にコンデンサ５０が接続さ
れている。２次巻線４ｂの一端はダイオード１６，１７
を介してスイッチ回路１８のトランジスタ２６のエミッ
タに接続されている。トランジスタ２６のコレクタは出
力端子１９ａに接続されている。

【００６４】また、２次巻線４ｂの多端は接地され、か
つ出力端子１９ｂに接続されている。出力端子１９ａ，
１９ｂ間には、負荷４９が接続されている。この負荷４
９として、たとえば、充電器またはセット負荷などが該
当する。ダイオード１７のカソードと出力端子１９ｂと
の間には、充放電用のコンデンサ５４が接続されてい
る。ダイオード１７のカソードと出力端子１９ｂとの
間、すなわち、コンデンサ２０に並列に２次側制御回路
２３が接続されている。

【００６５】ダイオード１６のカソードと出力端子１９
ｂとの間には、信号伝送用負荷回路２１が接続されてい
る。この信号伝送用負荷回路２１は抵抗３３とトランジ
スタ３２を直列に接続して構成されている。このトラン
ジスタ３２のベースには、２次側制御回路２３の出力が
入力されるようになっており、２次側制御回路２３の出
力によりオン、オフのスイッチング動作を行うようにな
っている。

【００６６】さらに、スイッチ回路１８のトランジスタ
２６のベースには、ストップ回路５１のトランジスタ５
２のコレクタが接続されている。トランジスタ５２のエ
ミッタは抵抗５３を介して出力端子１９ｂに接続されて
いる。トランジスタ５２のベースには、２次側制御回路
２３の出力が印加されるようになっている。すなわち、
ストップ回路５１は、トランジスタ５２と抵抗５３とで
構成され、トランジスタ５２は２次側制御回路２３の出
力が印加されると、オンになり、それにより、スイッチ
回路１８のトランジスタ２６をオンにして、負荷４９へ
の電力供給を可能にしている。なお、両出力端子１９
ａ，１９ｂ間に充放電用のコンデンサ５４はスイッチ回
路１８がオンの間は充電され、スイッチ回路１８がオフ
になると、負荷４９に放電して、スイッチ回路１８がオ
フからオンになるまでの間、負荷４９の動作状態を維持
するようにしている。

【００６７】このように構成することにより、図示しな
い１次側から電力が出力トランス４の２次巻線４ｂに伝
達されると、２次巻線４ｂで変圧され、ダイオード１
６，１７で整流され、コンデンサ２０で平滑される。コ
ンデンサ２０の両端の直流電圧が２次側制御回路２３に
印加されることにより、２次側制御回路２３が作動可能
状態となる。この状態で、２次側制御回路２３の出力に
より、ストップ回路５１のトランジスタ５２をオンにす
ると、スイッチ回路１８のトランジスタ２６がオンとな
り、コンデンサ２０で平滑された直流電圧が負荷４９に
印加される。

【００６８】また、２次側制御回路２３の出力により、
信号伝送用負荷回路２１のトランジスタ３２をオンする
ことにより、この信号伝送用負荷回路２１に抵抗３３と
トランジスタ３２の常時電流が流れる。この状態では、
負荷４９に給電されており、負荷４９の負荷電流に応じ
て信号伝送用負荷回路２１には、信号伝送用負荷回路２
１自体の電流に加えて負荷電流に応じたパルス状の負荷
信号の電流が前記図７（ｄ）で示したように重畳されて
いる。この負荷信号を前記各実施の形態と同様に１次側
に伝達する場合には、２次側制御回路２３により、スト
ップ回路５１のトランジスタ５２をオフにする。

【００６９】これにより、信号伝送用負荷回路２１の負
荷信号を出力トランス４による電磁誘導結合により、１
次巻線側に伝達することができる。以下、１次側での動
作は前記第３実施の形態の場合と同様である。スイッチ
回路１８のトランジスタ２６がオフになっている間、コ
ンデンサ５４は負荷４９に放電しており、再度２次側制
御回路２３によりストップ回路５１のトランジスタ５２
がオンとなって、スイッチ回路１８がオンになれば、コ
ンデンサ５４が充電を開始する。このスイッチ回路１８
がオンになると、コンデンサ５４は充電を開始するとと
もに、信号伝送用負荷回路２１の負荷信号の１次側への
伝達が中止される。以上の動作を繰り返す。

【００７０】次に、この発明の第５実施の形態について
図１１を参照して説明する。この図１１は第５実施の形
態の構成をブロック図として示している。この図１１に
おいて、図１、図３、図５で示した各実施の形態と同一
部分には、同一符号を付して述べる。入力端子１ａ，１
ｂには交流電源を接続し、入力端子１ａ，１ｂ間には、
スイッチ５５を介して全波整流回路２の入力端が接続さ
れている。全波整流回路２の正側出力端と、負側出力端
間には、平滑用のコンデンサ３が接続され、かつ正側の
出力端は出力トランス４の１次巻線４ａを介してスイッ
チング回路５６に接続されている。

【００７１】スイッチング回路５６は前記各実施の形態
で述べたように、ＭＯＳトランジスタとそれに並列に接
続されているダイオード、このダイオードに直列に接続
された電流検出用の抵抗とを含む回路が該当する。スイ
ッチング回路５６は発振回路１２の発振周波数に応じて
スイッチングを行い、コンデンサ３の両端に発生し、出
力トランス４の１次巻線４ａに流れる直流電圧をチョッ
ピングすることにより直流電圧を交流電圧に変換し、発
振回路１２、スイッチング回路５６、出力トランス４に
よりインバータの機能を呈するようにしている。また、
スイッチング回路５６には、前記各実施の形態で述べた
ように，２次側から無接点で電磁誘導結合により伝達さ
れる負荷信号の電流もダイオードと抵抗との直列回路に
流れるようになっている。

【００７２】この負荷信号は、電流検出回路５７により
検出されるようになっている。電流検出回路５７による
検出結果は、信号受信回路３１で受信されるようになっ
ている。信号受信回路３１としては、たとえば、トラン
ジスタのスイッチ作用を利用してその入力レベルに応じ
て判断すようにすることが可能である。信号受信回路３
１の出力は制御回路３０に入力されるようになってい
る。制御回路３０は信号受信回路３１の出力に応じて発
振周波数可変回路１１を制御するようになっている。信
号受信回路３１は、制御回路３０の制御の基に、発振回
路１１の発振周波数を可変するようになっている。

【００７３】次に、２次側の構成について説明する。出
力トランス４の２次巻線４ｂの一端はダイオード１６、
スイッチ回路１８を通して出力端子１９ａに接続されて
いる。２次巻線４ｂの他端は出力端子１９ｂに接続され
ている。この出力端子１９ｂとダイオード１６のカソー
ドとの間には、信号伝送用負荷回路２１とスイッチ回路
５８が接続されている。スイッチ回路５８としては、前
記スイッチ回路１８などのようなスイッチ回路の適用が
可能である。

【００７４】また、信号発生回路５９が設けられてい
る。信号発生回路５９は負荷４９からの信号を入力する
ようになっている。負荷４９として、たとえば、温度検
出器、充電停止信号発生器、無接点電源回路自体の負荷
などが該当する。この負荷４９からの信号が信号発生回
路５９に入力されることにより、スイッチ回路５８の動
作制御と、ストップ回路５１の動作制御を行うようにな
っている。ストップ回路５１は、前記第４実施の形態の
ストップ回路と同様のものである。ストップ回路５１は
スイッチ回路１８のオン、オフ制御を行うものである。
これらの信号発生回路５９、ストップ回路５１、スイッ
チ回路５８は前記第１実施の形態から第４実施の形態に
おける２次側制御手段と同様の２次側制御手段を構成し
ている。

【００７５】次に、この第５実施の形態の動作について
図１２のフローチャートに沿って説明する。まず、スイ
ッチ５５がオンされると（ステップＳ１）、スイッチ５
５を通して交流電源の電圧が全波整流回路２に印加さ
れ、そこで全波整流され、コンデンサ３で平滑される。
このコンデンサ３で平滑された直流電圧は出力トランス
４の１次巻線４ａに印加される。同時に発振回路１２の
発振周波数でスイッチング回路５６が小電力モードでス
イッチングして、直流電圧を交流電圧に変換し、出力ト
ランス４により変圧して２次巻線４ｂに誘起された交流
電圧はダイオード１６，１７で整流されスイッチ回路１
８を通して負荷４９に印加される（ステップＳ２）。

【００７６】また、この状態では、スイッチ回路５８が
オフ状態であり、ストップ回路５１は、非作動状態であ
る。したがって、スイッチ回路５８を通して信号伝送用
負荷回路２１には、電流が流れていない。この小電力モ
ード時においては、負荷４９として充電停止回路などの
場合には、この負荷４９から出力信号が信号発生回路５
９に出力されていない。これにより、信号発生回路５９
がストップ回路５１の動作を停止、すなわちオフにす
る。その結果、スイッチ回路１８がオフになる（ステッ
プＳ３）。

【００７７】スイッチ回路１８がオフになることによ
り、負荷４９への電力の供給が断たれ、負荷４９から信
号が信号発生回路５９に出力される（ステップＳ４）。
これと同時に負荷４９から信号発生回路５９に信号よ
り、スイッチ回路５８をオンにする（ステップＳ５）。
この結果、スイッチ回路５８を通してスイッチ回路５８
にそれ自体の電流が流れるとともに、信号伝送用負荷回
路２１に負荷電流に応じた負荷信号が重畳される。この
負荷信号がが出力トランス４の電磁誘導結合により、２
次側から１次側に伝達される。この負荷信号は出力トラ
ンス４の１次巻線４ａからスイッチング回路５６のダイ
オードを経て電流検出回路５７に流れ、１次側の電流が
検出される（ステップＳ６）。

【００７８】この検出された電流が２次側か伝送されて
くる負荷信号による電流でない場合には（ステップＳ
７）、ステップＳ２の処理に戻る。また、検出結果が負
荷信号による電流の場合には、電流検出回路５７の出力
を信号受信回路３７が受信して制御回路３０に出力す
る。信号受信回路３７の出力を入力した制御回路３０は
発振周波数可変回路１１を制御して、発振回路１２の発
振周波数を低くする。すなわち大電流が１次巻線４ａに
流れるようにする（ステップＳ８）。

【００７９】これにより、出力トランス４の２次巻線４
ｂに大電流が流れるようになり、大電力モード動作とな
る（ステップＳ９）。次いで、信号発生回路５９により
スイッチ回路５８の動作を停止させる。すなわち、オフ
にする（ステップＳ１０）。スイッチ回路５８がオフと
なることにより、信号伝送用負荷回路２１に電流が流れ
なくなり、それに伴い、負荷信号も流れなくなる。

【００８０】また、信号発生回路５９によりストップ回
路５１をオンさせて、このストップ回路５１によりスイ
ッチ回路１８をオンにする（ステップＳ１１）。以後、
再びステップＳ６の処理と同様にして、１次巻線４ａ側
に流れる電流を検出し（ステップＳ１２）、この検出の
結果、基準値以下でない場合には（ステップＳ１３）、
再度ステップＳ１２の処理に戻る。すなわち、この電流
の検出を続行する。ステップＳ１３での電流検出の判断
の結果、基準値かであれば、再びステップＳ２の処理に
戻る。

【００８１】次に、この発明の第６実施の形態について
説明する。図１３はこの第６実施の形態の構成を示すブ
ロック図である。この図１３において、前記図１１で示
した第５実施の形態と同一部分には同一符号を付して構
成の重複説明を省略する。この図１３では、２次側の構
成は負荷４９が図示されていないことを除けば図１０と
同様である。

【００８２】また、１次側においては、スイッチ５５、
全波整流回路２、コンデンサ３、１次コイル４ａ、発振
回路１２、スイッチング回路５６、電流検出回路５７、
の部分は図１０と同じである。以下に述べる点が図１１
とは異なる部分である。すなわち、電流検出回路５７の
出力は信号受信回路３１に出力すとともに、スイッチ回
路オフ間欠動作回路６０にも出力するようになってい
る。スイッチ回路オフ間欠動作回路６０の出力はスイッ
チ回路オン動作回路６１と簡潔動作回路６２に出力する
ようになっている。信号受信回路３１の出力は、間欠動
作ストップ回路６３と、スイッチ回路御動作回路６１に
出力するようになっている。

【００８３】間欠動作ストップ回路６３は信号受信回路
３１の出力を入力すると、間欠動作回路６２に出力する
ようになっている。間欠動作回路６２は、スイッチ回路
オフ間欠動作回路６０からの間決動作信号を入力する
と、間欠動作信号をスイッチ回路６４に出力するように
なっており、間欠動作ストップ回路６３からのストップ
信号が入力されると、間欠動作を停止してスイッチ回路
６４をオンにするようになっている。スイッチ回路６４
に対して間欠動作を行わせ、スイッチ回路オフ間欠動作
回路６０からのスイッチ回路オフ信号を入力すると、ス
イッチ回路６４をオフにするようになっている。これら
の電流検出回路５７、信号受信回路３１、間欠動作スト
ップ回路６３、スイッチ回路オン動作回路６１、スイッ
チ回路オフ間欠動作回路６０、間欠動作回路６２により
１次側制御手段１３を構成している。

【００８４】次に、この第６実施の形態の動作につい
て、図１４のフローチャートに沿って説明する。ステッ
プＳ２１でスイッチ５５をオンすると、交流電源からの
交流電圧はスイッチ５５を通して全波整流回路２で全波
整流され、コンデンサ３で平滑される。次いで、スイッ
チ回路オフ間欠動作回路６０の出力により間欠動作回路
６２が動作して、スイッチ回路６４に対して間欠動作を
行わせる（ステップＳ２２）。

【００８５】スイッチ回路６４が間欠動作を行うことに
より、全波整流回路２で全波整流され、コンデンサ３で
平滑された直流電圧はスイッチ回路６４を間欠的に通過
して、出力トランス４の１次巻線４ａに流れる。このと
き、発振回路１２の発振周波数に応じてスイッチング回
路５６をスイッチングすることにより、直流電圧は交流
電圧に変換され、出力トランス４により変圧された交流
電圧が２次巻線４ｂの両端に発生する。この交流電圧は
ダイオード１６で整流され、コンデンサ２０で平滑さ
れ、スイッチ回路１８を通して図示しない負荷にスイッ
チ回路６４の間決動作に対応して間欠的に供給される。

【００８６】この状態で、信号発生回路５９により、ス
トップ回路５１を動作させて、スイッチ回路１８をオフ
にする（ステップＳ２３）。これと同時に、信号発生回
路５９によりスイッチ回路５８をオンにすると、信号伝
送用負荷回路２１にスイッチ回路５８を通してコンデン
サ２０で平滑された直流電流が流れるとともに、前記図
７（ｄ）で示したような負荷信号が重畳される（ステッ
プＳ２４）。この負荷電流は出力トランス４の電磁誘導
結合により１次巻線４ａ側に誘起され、スイッチング回
路５６と電流検出回路５７に流れる。

【００８７】このスイッチング回路５６を経由して流れ
る負荷信号電流を電流検出回路５７で検出する（ステッ
プＳ２５）。電流検出回路５７の検出結果、負荷信号電
流か、否かを判定する（ステップＳ２６）。この判定の
結果、負荷信号電流でない場合には、ステップＳ２２の
処理に戻る。判定の結果が電流検出回路５７であれば、
信号受信回路３１は間欠動作回路６０に出力する。これ
により、間欠動作ストップ回路６３が間欠動作回路６２
に出力して、間欠動作回路６２に対して、スイッチ回路
６４の間決動作を停止させる（ステップＳ２７）。

【００８８】スイッチ回路６４の間決動作の停止と同時
に、信号受信回路３１の出力によりスイッチ回路オン動
作回路６１が駆動され、それによって、スイッチ回路６
４がオン動作を行う（ステップＳ２８）。スイッチ回路
６４がオン動作を行うことにより全波整流回路２で全波
整流された直流電力が出力トランス４を経て２次側に大
電力の供給を行うことになる。スイッチ回路６４のオン
動作と同時に、信号発生回路５９によりスイッチ回路５
８をオフにすることにより、信号伝送用負荷回路２１が
断状態となる。その結果、上記負荷信号が２次側から１
次側への伝達が停止される（ステップＳ２９）。

【００８９】また、スイッチ回路５８のオフ動作と同時
に、信号発生回路５９によりストップ回路５１を駆動す
る。ストップ回路５１の駆動により、ストップ回路５１
がスイッチ回路１８をオンにする（ステップＳ３０）。
このスイッチ回路１８のオンにより負荷に大電力の供給
が行われる。このようにして、上記一連の処理を行うこ
とにより、負荷信号の伝送とその検出処理、２次側への
電力の断続供給と連続かつ大電力供給の切替え制御を行
うことができる。上記ステップＳ２１からステップＳ３
０までの一連の処理を終了すると、ステップＳ３１で再
び前記ステップＳ２５で処理したのと同様にして、２次
側から１次側に伝送された負荷信号の検出を行い、その
検出の結果、負荷信号が所定の基準以下の場合には（ス
テップＳ３２）、ステップＳ２２の処理に戻り、また基
準以下でない場合には、ステップＳ２９の処理に戻る。

【００９０】次に、この発明の第７実施の形態について
説明する。図１５はこの第７実施の形態の構成を示すブ
ロック図である。この図１５において、前記各実施の形
態と同一部分には、同一符号を付して説明する。図１５
において、交流電源の交流電圧を全波整流回路２で全波
整流してスイッチング回路３５のサイリスタ３６を経て
出力トランス４の１次巻線４ａの一端に印加されるよう
になっている。この１次巻線４ａの他端は前記第１実施
の形態から第３実施の形態と同様にＭＯＳトランジスタ
６、抵抗７とコンデンサ８の並列回路を介して接地され
ている。

【００９１】ＭＯＳトランジスタ６のドレインとソース
との間には、ダイオード９が接続され、ドレインと接地
との間には、コンデンサ５が接続されている。抵抗７の
一端に発生した負荷信号の電流に応じた電圧が電流検出
回路５７の入力端に印加されるようになっている。電流
検出回路５７の出力は、信号受信回路３１に出力するよ
うになっている。信号受信回路３１の出力は位相制御回
路６５に出力するようになっている。位相制御回路６５
の出力は、制御回路３０に出力するようになっている。

【００９２】また、タイマ６６が設けられており、この
タイマ６６の出力は１時ストップ回路６７に送出するよ
うになっている。タイマ６６は起動からｔ時間後にΔｔ
時間だけ動作がストップするように設定されており、こ
のΔｔ時間だけ１次側から２次側に電力の供給をストッ
プする時間を設定するためのタイマである。このタイマ
６６により時間Δｔの設定の開始と同時に１時ストップ
回路６７を駆動するようになっている。１時ストップ回
路６７の出力は発振回路１２に送出されるようになって
いる。この１時ストップ回路６７の出力が発振回路１２
に供給されている間、発振回路１２は発振作用を停止す
るようになっている。上記電流検出回路５７、信号受信
回路３１、位相制御回路６５、タイマ６６、１時ストッ
プ回路６７、制御回路３０により１次側制御手段１３を
構成している。

【００９３】次に、２次側の構成について述べる。２次
巻線４ｂの両端間には、ダイオード１４とコンデンサ１
５との直列回路が接続されているとともに、ダイオード
６８とコンデンサ６９との直列回路が並列に接続されて
いる。ダイオード６８とコンデンサ６９との接続点には
回路電源７０が接続されている。回路電源７０は、ダイ
オード６８とコンデンサ６９とにより整流かつ平滑され
た直流電圧を入力電圧として他の回路に所定の動作電圧
を印加するために設けられている。

【００９４】上記ダイオード１４のカソードはスイッチ
回路１８を通して充電器などの負荷４９に接続されてい
る。また、このダイオード１４のカソードと接地との間
には、検出回路７１が接続されている。検出回路７１は
前記タイマ６６で設定された時間の間、２次側の回路が
動作をストップしたか、否かの検出を行うために設けら
れている。

【００９５】検出回路７１の出力はオン、オフ制御回路
７２に送出するようになっている。このオン、オフ制御
回路７２は検出回路７１の出力を入力することにより、
スイッチ回路１８のオン、あるいはオフの制御を行うよ
うになっている。前記ダイオード１４のカソードと接地
との間には、信号伝送用負荷回路２１が接続されてい
る。この信号伝送用負荷回路２１の動作、すなわち、負
荷信号を流すか、負荷信号を断にするかの制御を信号発
生回路５９により行うようになっている。

【００９６】次に、この第７実施の形態の動作につい
て、図１６のフローチャートに沿って説明する。ステッ
プＳ４１で全波整流回路２に交流電源の交流電圧が印加
される。起動当初においては、位相性制御回路６５に関
係なく制御回路により点弧されるスイッチング回路３５
のサイリスタ３６を通して全波整流された直流電圧はコ
ンデンサ３で平滑され、出力トランス４の１次巻線４ａ
に印加される。また、この時点では、タイマ６６は非作
動状態であり、１時ストップ回路６７はタイマ６６に拘
束されることなく、発振回路１２に対して動作停止作動
を行わないようになっている。

【００９７】したがって、発振回路１２は所定の発振周
波数でＭＯＳトランジスタ６に対してスイッチング作用
を行わせる。これにより、サイリスタ３６の出力電圧が
チョピングされ、直流電力が交流電力に変換され、出力
トランス４により変圧されて２時巻線４ｂの両端に交流
電圧を発生させる。このように、サイリスタ３６が位相
制御回路６５による位相制御が行われていない状態で
は、大電力モードになっている（ステップＳ４２）。こ
の大電力モーでは、２次側は、ダイオード１４で整流さ
れ、コンデンサ１５で平滑された直流電圧は検出回路７
１により、大電力モードの動作中であることを検出され
ており、オン、オフ制御回路７２はスイッチ回路１８を
オン状態にしている。

【００９８】したがって、このスイッチ回路１８を通し
て負荷４９に大電力モードで電力の供給を行っている。
この大電力モードにおいて、タイマ６が動作を開始して
（ステップＳ４３）、ｔ時間が経過すると（ステップＳ
４４）、Δｔ時間だけ動作が停止するように（テップＳ
４５）、タイマ６６が１時ストップ回路６７を駆動す
る。これにより、１時ストップ回路６７が制御回路３０
に出力して制御回路３０によりサイリスタ３６をΔｔ時
下だけターンオフさせる。

【００９９】これと同時に、１時ストップ回路６７によ
り、発振回路１２の発振動作をΔｔ時間発振動作を停止
せる。図１７はこの状態を示している。このように、サ
イリスタ３６と発振回路１２の動作が停止することによ
り、１次側から２次側に電力の供給がΔｔ時間停止す
る。この２次側への電力の供給が停止すると、検出回路
７１がそれを検出する（ステップＳ４６）。

【０１００】この検出の結果、２次側の電圧、すなわち
コンデンサ１５の両端の電圧がゼロボルト電圧か、否か
の判断を行う（ステップＳ４７）。この判断の結果が、
ゼロボルト電圧でなければ、再びステップＳ４６の処理
の戻り、また、判断の結果が、ゼロボルト電圧であれ
ば、検出回路７１はオン、オフ制御回路７２を駆動す
る。これにより、オン、オフ制御回路７２はスイッチ回
路１８をオフにする（ステップＳ４８）。次いで、タイ
マ６６で設定されたΔｔ時間が経過すると、１次ストッ
プ回路６７による制御回路３０と発振回路１２の動作停
止作用が解除される。

【０１０１】これにともない、制御回路３０によりサイ
リスタ３６がターンし、また発振回路１２が発振を再開
し、サイリスタ３６の出力電圧を発振回路１２の発振周
波数でＭＯＳトランジスタ６がチョッピングを行って交
流電力に変換し、所定の交流電圧を２次巻線４ｂの両端
に発生させる。この交流電圧はダイオード１４，６８で
それぞれ整流され、コンデンサ１５，６９でそれぞれ平
滑される。ダイオード１４のカソード電圧は検出回路７
１で検出される。ダイオード１４のカソードには電圧が
発生しているから、検出回路７１の出力信号によりオ
ン、オフ制御回路７２が駆動される。

【０１０２】オン、オフ制御回路７２が駆動されること
により、スイッチ回路１８がオンとなり、スイッチ回路
１８を通して負荷４９に電力が供給され、小電力モード
で負荷４９が駆動される（ステップＳ４９）。この状態
時において、負荷４９が充電器であれば、充電終了など
による無負荷、あるいは軽負荷などの状態時には、負荷
４９からの信号を信号発生回路５９に入力することによ
り、信号発生回路５９が信号伝送用負荷回路２１を駆動
して、ダイオード１４のカソードと接地間に信号伝送用
負荷回路２１が接続され、通電状態となる。したがっ
て、信号伝送用負荷回路２１にそれ自体の電流に負荷４
９に流れる負荷電流に応じた負荷信号が前記図７（ｄ）
で示したように重畳される（ステップＳ５０）。

【０１０３】この負荷信号は出力トランス４の１次巻線
４ａに誘起され、ダイオード９と抵抗７を通して流れ
る。抵抗７に負荷信号が流れることにより、その両端に
電圧が発生する。この電圧は電流検出回路５７の入力端
に印加される。この電圧から電流検出回路５７が負荷信
号を検出する（ステップＳ５１）。電流検出回路５７に
印加された電圧が負荷信号電流によるものか、否かの判
断を電流検出回路５７で行い、負荷信号電流による電圧
でないと判断し場合には（テップＳ５２）、電流検出回
路５７から信号受信回路３１に出力が送出される。

【０１０４】信号受信回路３１がこの電流検出回路５７
を入力すると（ステップＳ５２）、位相制御回路６５を
駆動する。これにより、位相制御回路６５は制御回路３
０に対して、サイリスタ３６の点弧位相制御を行わせ、
全波整流回路２の直流出力電圧、電流を可変させる（ス
テップＳ５３）。

【０１０５】したがって、無接点電源回路としては小電
力モードで、間欠動作を行うことになり（ステップＳ５
４）、ステップＳ４８の処理に戻る。また、前記電流検
出回路５７による検出結果が負荷信号による信号電流で
ないと判断した場合には、小電力モードでないときであ
り、ステップＳ４２の大電力モードの処理に処理を移行
する。この第７実施の形態でも前記各実施の形態と同様
に小電力モード時には、２次側の負荷に小電力の供給を
実行することができ、したがって、前記各実施の形態と
同様に、安全性の確保が可能となる。

【０１０６】次に、この発明の第８実施の形態について
説明する。図１８はこの第８実施の形態の構成を示すブ
ロック図であるが、２次側の構成は図１５で示した第７
実施の形態構成における２次側と同じであり、図１８で
は図示を省略している。この図１８において、図１５と
同一部分には、同一符号を付して説明する。全波整流回
路２の入力端子１ａ，１ｂには、図示しない交流電源が
接続されるようになっている。全波整流回路２の正側の
出力端は、スイッチング回路３５のサイリスタ３６、出
力トランス４の１次巻線４ａ、ＭＯＳトランジスタ６、
抵抗７とコンデンサ８との並列回路を介して接地されて
いる。全波整流回路２の負側の出力端は接地されてい
る。サイリスタ３６のカソードはコンデンサ３を介して
接地されている。

【０１０７】ＭＯＳトランジスタ６のドレインとソース
間にはダイオード９が接続され、このドレインと接地と
の間には、コンデンサ５が接続されている。抵抗７とコ
ンデンサ８との並列回路に並列に電流検出回路５７が接
続されている。電流検出回路５７の出力は信号分析回路
７３に出力するようになっている。信号分析回路７３
は、電流検出回路５７の出力を入力して２次側から１次
側に伝達された負荷信号から２次側に供給する電力を小
電力モードにするのか、大電力モードにするのかの分析
を行う回路である。

【０１０８】信号分析回路７３の出力は、電圧上下制御
回路７４と、周波数可変制御回路７５と、信号種別判別
回路７７とに出力するようになっている。電圧上下制御
回路７４は信号分析回路７３の出力を入力することによ
り、制御回路３０を制御するようになっているととも
に、信号発生回路７６に出力するようになっている。こ
の制御回路３０はサイリスタ３６の点弧位相を制御する
ための位相制御回路として機能するものである。

【０１０９】また、周波数可変制御回路７５は、信号分
析回路７３の出力を入力することにより、発振回路１２
の発振周波数を制御するための回路であり、また、前記
信号発生回路７６に出力するようになっている。さら
に、信号種別判別回路７７は前記信号分析回路７３の出
力を入力することにより、負荷の温度が高いとか、２次
側に供給する電力モードを小電力モードにすべきか、充
電をストップすべきか、などの判別を行って周波数可変
制御回路７５、信号発生回路７６、電圧上下制御回路７
４に出力するようになっている。信号発生回路７６は周
波数可変制御回路７５の出力と、信号種別判別回路７７
の出力と、電圧上下制御回路７４の出力を入力すること
により、図示しない表示手段に、「温度が高い」、「小
電力モード」、「充電ストップ」などの表示を行うため
の信号を発生するものである。これらの電流検出回路５
７、信号分析回路７３、電圧上下制御回路７４、周波数
可変制御回路７５、信号発生回路７６、信号種別判別回
路７７により１次側制御手段１３を構成している。

【０１１０】次に、この第８実施の形態の動作について
図１９に示すフローチャートに沿って説明する。１次側
において、入力端子１ａ、１ｂに接続された交流電源の
交流電圧を全波整流回路２で全波整流して、全波整流電
圧がサイリスタ３６に印加される。サイリスタ３６は制
御回路３０で所定の位相で点弧され、そのカソード側に
直流電圧を発生する。この直流電圧はコンデンサ３によ
り平滑される。コンデンサ３の両端に発生した平滑電圧
は、出力トランス４の１次巻線４ａに印加され、１次巻
線４ａに直流電流が流れる。

【０１１１】これと同時に、発振回路１２の発振周波数
でＭＯＳトランジスタ６がスイッチングされ、出力トラ
ンス４の１次巻線４ａの直流電流をチョッピングするこ
とにより、交流電力に変換し、交流電圧が出力とランす
４により変圧され、その２次巻線４ｂの両端に所定の交
流電圧が発生する。この２次巻線の両端の電圧は前記第
７実施の形態と同様にして整流、平滑し、スイッチ回路
を経て充電器などの負荷に直流電力を供給する。このと
き、２次側において、信号伝送用負荷回路にそれ自体の
電流に加えて負荷電流に応じた負荷信号電流が重畳され
る。

【０１１２】この負荷信号電流は出力トランス４による
電磁誘導結合により、出力トランス４の１次巻線４ａに
無接点で伝達され、この１次巻線４ａからダイオード
９、抵抗７を通して流れる。これにより抵抗７の両端に
電圧が発生する。この電圧が電流検出回路５７の入力端
に電流検出用の入力電圧として印加される。この入力電
圧に応じて電流検出回路５７が信号分析回路７３に出力
する。信号分析回路７３は、電流検出回路７３の出力を
受けると、出力トランス４の１次巻線４ａに印加する電
圧を上下制御すべきか、２次側の負荷として、充電器が
使用されている場合に充電をストップさせるべきか、あ
るいは１次側から２次側への電力供給を小電力モードに
すべきであるのか、といったような分析を行う（ステッ
プＳ６１）。

【０１１３】この信号分析回路７３による分析の結果、
出力トランス４の１次巻線に印加する電圧を上下変動さ
せる必要があると分析した場合には（ステップＳ６
２）、信号分析回路７３から電圧上下制御回路７４に出
力する。電圧上下制御回路７４はこの信号分析回路７３
の出力を入力することにより、制御回路３０に対してサ
イリスタ３６の点弧位相を移相するように指示する（ス
テップＳ６２）。この指示を受けた制御回路３０は、サ
イリスタ３６の点弧位相角の制御を行って（ステップＳ
６３）、出力トランス４の１次巻線に印加する電圧を上
昇あるいは下降させる。

【０１１４】この出力トランス４の１次巻線に印加する
電圧の上昇あるいは下降に応じて２次巻線４ｂに誘起さ
れる電圧も上昇あるいは下降する。これと同時に、電圧
上下制御回路７４は信号発生回路７６に出力する。信号
発生回路７６はこの電圧上下制御回路７４を入力するこ
とにより、１次巻線に印加する電圧を上昇あるいは下降
させた旨の表示を表示手段に表示させる（ステップＳ６
４）。この表示手段の表示により、ユーザが現在の制御
状態を視認することができる。

【０１１５】また、信号分析回路７３が負荷の温度が高
くなっていると分析した場合（ステップＳ６５）、その
分析結果を信号種別判別回路７７に出力する。信号種別
判別回路７７は、信号分析回路７３の出力を受けて負荷
の温度が高いことから、負荷電流を低減させる必要があ
り、したがって信号種別判別回路７７は周波数可変制御
回路７５と、信号発生回路７６と、電圧上下制御回路７
４とに出力する。周波数可変制御回路７５は信号種別判
別回路７７の出力を入力することにより発振回路１２の
発振周波数の可変制御を行う（ステップＳ６６）ため
に、発振回路１２の時定数を制御する（ステップＳ６
７）。

【０１１６】この場合は、負荷の温度を下げる必要があ
るため、発振回路１２の発振周波数を高くしてＭＯＳト
ランジスタ６に流れる電流量を小さくする。さらに、電
圧上下制御回路７４により、制御回路３０に対してサイ
リスタ３６の導通各を小さくしてその出力電圧が低下す
るように点弧の移相制御を行わせる。このようにするこ
とにより、１次側から２次側に供給される電力を小電力
モードにすることができる。また、これと同時に、信号
発生回路７６は、表示手段に表示用の信号を送り、「充
電ストップ」の表示と、「小電力モード」の表示、「発
振周波数上昇」などの表示を行わせる。

【０１１７】以上から明らかなように、この第８実施の
形態では、２次側の負荷状態に応じて生成される負荷信
号を１次側に誘導させて、その負荷信号を分析して１次
側の電圧の上昇、下降の制御、発振回路の発振周波数の
制御、小電力モードなどへの電力モードなどの変換制御
などを可能とするととも、これらの制御状況の表示を行
うこともでき、したがって、ユーザは現在の使用状況を
視覚により把握することができる。

【０１１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、出力
トランスの電磁誘導結合により無接点で負荷信号を１次
側に伝達するようにし、無負荷または軽負荷時に２次側
から１次側に負荷信号が伝達されていないか、小さい場
合であることを１次側で検出した場合には、１次側より
２次側への電力供給を小電力モードにするか、あるいは
間欠電力供給モードにし、かつ２次側から１次側に負荷
信号が伝達されていることを１次側で検出した場合には
大電力モードで１次側より２次側への電力供給を行うよ
うにしたので、２次側から１次側に負荷信号の伝達を容
易に行うことができるとともに、無負荷または軽負荷時
に必要以上の電流を負荷に流さずに済み、金属部位の電
流による加熱を防止することができる。したがって、部
品の温度上昇による絶縁性の低下、温度特性その他の劣
化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による無接点電源回路の第１実施の形
態の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の無接点電源回路の動作を説明するための
出力電圧対出力電圧特性における負荷信号の大小に対応
する小電力モードと大電力モードとの関係を示す説明図
である。

【図３】この発明による無接点電源回路の第２実施の形
態の構成を示すブロック図である。

【図４】図３の無接点電源回路の動作を説明するための
出力電流対入力電流における負荷信号電流の大小関係に
対応する小電力モードと大電力モードの関係を示す説明
図である。

【図５】この発明による無接点電源回路の第３実施の形
態の構成を示すブロック図である。

【図６】図５の無接点電源回路におけるスイッチング回
路と制御回路の部分の詳細な構成を示す回路図である。

【図７】図５の無接点電源回路の動作を説明するための
各部の信号波形図である。

【図８】図５の無接点電源回路の動作を説明するための
各部の信号波形図である。

【図９】図６の無接点電源回路におけるスイッチング回
路の出力側の間欠動作時と非間欠動作時の波形図であ
る。

【図１０】この発明による無接点電源回路の第４実施の
形態における２次側の構成を示すブロック図である。

【図１１】この発明による無接点電源回路の第５実施の
形態の構成を示すブロック図である。

【図１２】図１１の無接点電源回路の動作の流れを示す
フローチャートである。

【図１３】この発明による無接点電源回路の第６実施の
形態の構成を示すブロック図である。

【図１４】図１３の無接点電源回路の動作の流れを示す
フローチャートである。

【図１５】この発明による無接点電源回路の第７実施の
形態の構成を示すブロック図である。

【図１６】図１５の無接点電源回路の動作の流れを示す
フローチャートである。

【図１７】図１５の無接点電源回路の動作を説明するた
めの時間経過による大電力モードと小電力モードの変化
の関係を示す説明図である。

【図１８】この発明による無接点電源回路の第８実施の
形態の１次側の構成を示すブロック図である。

【図１９】図１８の無接点電源回路の動作の流れを示す
フローチャートである。

【符号の説明】

２……全波整流回路、３，５，８，１５，２０，２７，
５０，５４，６９……コンデンサ、４……出力トラン
ス、４ａ……１次巻線、４ｂ……２次巻線、６……ＭＯ
Ｓトランジスタ、７，３３，３９〜４１，４３，４４，
４６，４７，５３……抵抗、９，１４，１６，１７，６
８……ダイオード、１０，５７……電流検出回路、１１
……発振周波数可変回路、１３……１次側制御手段、１
８，５８，６４……スイッチ回路、２１……信号伝送用
負荷回路、２２……電源回路、２３……２次側制御回
路、２４……２次側制御手段、２６，３２，４８……ト
ランジスタ、２８，２９……演算増幅器、３０……制御
回路、３１……信号受信回路、３４……オン動作回路、
３５，５６……スイッチング回路、３６……サイリス
タ、３７……オン動作ストップ回路、３８，６２……間
欠動作回路、４５……定電圧ダイオード、４９……負
荷、５１……ストップ回路、５５……スイッチ、５９，
７６……信号発生回路、６０……スイッチ回路オフ間欠
動作回路、６１……スイッチ回路オン動作回路、 ６３
……間欠動作ストップ回路、６５……移相制御回路、６
６……タイマ、６７……１時ストップ回路、７０……回
路電源、７１……検出回路、７２……オン、オフ制御回
路、７３……信号分析回路、７４……電圧上下制御回
路、７５……周波数可変制御回路、７６……信号発生回
路、７７……信号種別判別回路。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次巻線に供給される直流電流をスイッ
   チング手段によりチョッピングして２次巻線に交流電圧
   を誘起する出力トランスと、 前記スイッチング手段にスイッチング信号を供給する発
   振回路と、 前記２次巻線の出力電圧を整流する整流手段と、 前記整流手段で得られた整流電圧を負荷に供給あるいは
   遮断する２次側のスイッチ回路と、 前記整流手段で得られた整流電流が通電され、前記負荷
   の状態に応じた負荷信号の電流を重畳して前記出力トラ
   ンスの電磁誘導結合によりこの負荷信号の電流を前記１
   次巻線に伝達させる信号伝送用負荷回路と、 前記負荷の状態に応じて前記整流手段の出力電圧の変動
   を検出して前記信号伝送用負荷回路と前記２次側のスイ
   ッチ回路のオン、オフ制御を行う２次側制御手段と、 前記１次巻線に伝達された前記負荷信号の電流を検出す
   る電流検出手段と、 前記電流検出手段が前記負荷信号の電流の非検出時に前
   記発振回路に対して前記２次巻線に小電力モードまたは
   間欠動作で前記スイッチング手段がスイッチングするよ
   うに周波数制御を行い、かつ前記電流検出手段が前記負
   荷信号の電流検出時に前記発振回路に対して前記２次巻
   線に大電力モードで前記スイッチング手段がスイッチン
   グするように周波数制御を行う１次側制御手段と、 を備えることを特徴とする無接点電源回路。
2. 【請求項２】 前記１次側制御手段は、前記電流検出手
   段の出力により前記発振回路の発振周波数を可変する発
   振周波数可変回路であることを特徴とする請求項１記載
   の無接点電源回路。
3. 【請求項３】 前記電流検出手段は、前記１次巻線に誘
   起された前記負荷信号の電流を半サイクルの期間通電す
   る一方向制御素子と、 前記一方向制御素子と直列に接続された第１抵抗と、 前記負荷信号の電流が前記抵抗に流れることにより生じ
   る前記第１抵抗の一端の電圧を検出して検出値に応じて
   前記１次側制御手段に出力する電流検出回路と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の無接点電源回
   路。
4. 【請求項４】 前記信号伝送用負荷回路は、前記整流手
   段の正、負両出力端間に第２抵抗と直列に接続され、前
   記２次側制御手段によりオン、オフ制御され、オン時に
   前記整流手段により通電される直流電流に加えて前記負
   荷に応じた負荷信号の電流を重畳するトランジスタで構
   成されることを特徴とする請求項１記載の無接点電源回
   路。
5. 【請求項５】 前記１次巻線は、１次側のスイッチ回路
   により間欠的に直流電圧が供給されることを特徴とする
   請求項１記載の無接点電源回路。
6. 【請求項６】 前記電流検出手段は、前記１次巻線に誘
   起された前記負荷信号の電流を半サイクルの期間通電す
   る一方向制御素子と、 前記一方向制御素子と直列に接続された第１抵抗と、 前記負荷信号の電流が前記抵抗に流れることにより生じ
   る前記第１抵抗の一端の所定以下の電圧を検出してその
   検出値に応じて出力する第１演算増幅器と、 前記負荷信号の電流が前記抵抗に流れることにより生じ
   る前記第１抵抗の一端の所定以上の電圧を検出してその
   検出値に応じて出力する第２演算増幅器と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の無接点電源回
   路。
7. 【請求項７】 前記１次側制御手段は、前記第２演算増
   幅器の出力を入力して前記第２演算増幅器の出力が所定
   以上でないと出力しない信号受信回路と、 前記信号受信回路の出力の入力時には前記発振回路の発
   振周波数を下げるように制御し、かつ前記前記第１演算
   増幅器の出力の入力時には前記発振回路の発振周波数を
   高くするように制御する制御回路と、 を備えることを特徴とする請求項６記載の無接点電源回
   路。
8. 【請求項８】 前記１次側制御手段は、前記第２演算増
   幅器の出力を入力して前記第２演算増幅器の出力が所定
   以上でないと出力しない信号受信回路と、 前記信号受信回路の出力を入力すると前記１次側のスイ
   ッチ回路を点弧させるための信号を出力するオン動作回
   路と、 前記第１演算増幅器の出力により前記オン動作回路の動
   作を停止させるオン動作ストップ回路と、 前記１次側から前記２次側に小電力を供給するために１
   次側のスイッチング回路の間欠動作周期の信号を発生す
   る間欠動作回路と、 前記１次側から前記２次側に小電力の供給時に前記間欠
   動作回路から発生する間欠動作周期の信号の周期で前記
   １次側のスイッチング回路の点弧制御を行い、かつ前記
   オン動作回路からのオン信号の入力時に前記１次側から
   前記２次側に大電力を供給するために前記１次側のスイ
   ッチング回路の前記間欠動作によるスイッチングから通
   常の点弧に切り替える制御回路と、 を備えることを特徴とする請求項５または６記載の無接
   点電源回路。
9. 【請求項９】 前記制御回路は、前記オン動作回路から
   のオン動作信号が入力されるとオンとなり、このオン動
   作信号が入力されなくなるとオフになる第１トランジス
   タと、 前記第１トランジスタのオン時にオフとなって前記サイ
   リスタに間欠動作を停止させ、かつ前記第１トランジス
   タのオフ時にオンとなって前記サイリスタに間欠動作を
   行うようにする第２トランジスタと、 を備えることを特徴とする請求項８記載の無接点電源回
   路。
10. 【請求項１０】 前記２次側制御手段は、前記信号伝送
    用負荷回路の電流に重畳されている前記負荷信号を１次
    側に伝達する際に前記２次側のスイッチ回路をオフにし
    て負荷への２次側の直流電源の供給を遮断して行うこと
    を特徴とする請求項１記載の無接点電源回路。
11. 【請求項１１】 前記負荷は、前記２次側のスイッチ回
    路がオンのときにこの２次側のスイッチ回路を通して前
    記２次側の直流電源が給電され、かつ前記２次側のスイ
    ッチ回路がオフの場合に前記２次側のスイッチ回路がオ
    ン時に充電されていた充放電用のコンデンサの放電によ
    り給電されることを特徴とする請求項１０記載の無接点
    電源回路。
12. 【請求項１２】 前記２次側制御手段は、前記信号伝送
    用負荷回路のオン、オフを行う第１スイッチ回路と、 前記負荷信号を前記１次側に伝達するときに前記２次側
    のスイッチ回路をオフするストップ回路と、 前記負荷からの信号の受信時に前記第１スイッチ回路を
    オンにするとともに、前記前記２次側のスイッチ回路を
    オフにするために前記ストップ回路を駆動制御する信号
    発生回路と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の無接点電源回
    路。
13. 【請求項１３】 前記１次側制御手段は、２次側から伝
    達される前記負荷信号を検出する電流検出回路と、 前記１次巻線から２次巻線への小電力供給時に前記１次
    巻線に間欠的に直流電圧を印加するために１次側のスイ
    ッチ回路を間欠的にオンさせる間欠動作回路と、 前記１次巻線から２次巻線への大電力供給時に前記間欠
    動作回路の動作を停止させる間欠動作ストップ回路と、 前記１次巻線から２次巻線への小電力供給時に前記１次
    側のスイッチ回路を間欠的動作から通常のオン動作に切
    り替えるスイッチ回路オン動作回路と、 前記電流検出回路の出力が前記小電力供給状態の場合に
    は前記スイッチ回路オン動作回路の動作を停止させると
    ともに前記間欠動作ストップ回路に対して前記間欠動作
    回路を動作させる信号受信回路と、 前記電流検出回路の出力が前記大電力供給状態の場合に
    は前記スイッチ回路オン動作回路を動作させるとともに
    前記間欠動作回路の動作を停止させるスイッチ回路オフ
    間欠動作回路と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の無接点電源回
    路。
14. 【請求項１４】 前記１次側制御手段は、前記１次巻線
    に直流電圧を断続的に印加するように１次側のスイッチ
    回路のオン、オフ制御を行う制御回路と、 前記２次側から１次側に伝達される前記負荷信号を検出
    する電流検出回路と、 前記電流検出回路による検出出力を入力してこの検出出
    力が負荷信号でないと判断したときには負荷への供給電
    力が小電力モードでないとして出力する信号受信回路
    と、 前記信号受信回路の出力により前記制御回路に対して前
    記１次側のスイッチ回路の点弧位相制御を行わせる位相
    制御回路と、 前記１次側から２次側への大電力供給時に動作を開始し
    て一定時間経過後に所定時間動作が停止するタイマと、 前記タイマが前記所定時間動作が停止するとこのタイマ
    により前記制御回路と前記発振回路の動作を前記所定時
    間だけ動作を停止させる１時ストップ回路と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の無接点電源回
    路。
15. 【請求項１５】 前記２次側制御手段は、前記負荷への
    電力供給のオン、オフを行う２次側のスイッチ回路と、 前記２次側のスイッチ回路のオン、オフ制御を行うオ
    ン、オフ制御回路と、 前記２次側の電圧を検出し、２次側の電圧のゼロ検出時
    に前記オン、オフ制御回路に対して前記２次側のスイッ
    チ回路をオフさせる検出回路と、 前記負荷の軽負荷あるいは無負荷状態時に前記負荷から
    の信号を入力して前記信号伝送用負荷回路を動作状態に
    制御する信号発生回路と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の無接点電源回
    路。
16. 【請求項１６】 前記１次側制御手段は、前記２次側か
    ら１次側に伝達される前記負荷信号を検出する電流検出
    回路と、 前記電流検出回路の出力を入力して前記負荷信号から前
    記２次側に供給する電力を小電力モードにするのか、大
    電力モードにするのかの分析を行う信号分析回路と、 前記信号分析回路の分析結果が前記小電力モードの場合
    に前記１次側のスイッチ回路の出力電圧が低くなるよう
    にし、かつ前記大電力モードの場合には前記１次側のス
    イッチ回路の出力電圧が高くなるように前記制御回路に
    対して１次側のスイッチ回路のオン、オフの制御を行わ
    せる電圧上下制御回路と、 前記信号分析回路の分析結果が前記小電力モードの場合
    に前記発振回路の発振周波数を高くなるように制御し、
    かつ前記信号分析回路の分析結果が前記大電力モードの
    場合には前記発振回路の発振周波数を低くなるように制
    御する周波数可変制御回路と、 前記信号分析回路の分析結果から前記負荷の状態の信号
    の種別を判断して前記電圧上下制御回路と、前記周波数
    可変制御回路とを駆動する信号種別判別回路と、 前記電圧上下制御回路と、前記周波数可変制御回路と、
    前記信号種別判別回路との出力を入力してそれぞれの出
    力状況を表示手段に表示させる信号を発生する信号発生
    回路と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の無接点電源回
    路。