JP4639692B2 - Non-contact power transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、１つのコイルを用いて、外部の装置に電力を送電したり、または外部の装置から電力を受電できるようにした非接触電力伝送装置に関するものである。 The present invention relates to a non-contact power transmission device that uses one coil to transmit power to an external device or to receive power from an external device.
従来、１次コイルを含む充電器と、２次コイルを含む負荷部とからなり、１次コイルおよび２次コイルが分離可能な電力伝送用トランスを形成し、その電力伝送用トランスを介して充電器側から負荷部側に非接触で電力伝送を行う非接触電力伝送装置が知られている（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
そして、従来の非接触電力伝送装置では、充電器は負荷部に対する充電機能のみを有し、負荷部は充電器のみから充電されるようになっていた。
In the conventional non-contact power transmission apparatus, the charger has only a charging function for the load unit, and the load unit is charged only from the charger.
ところで、携帯電話同士、あるいは携帯電話とデジタルカメラとの間で電力の授受ができれば、携帯電話などの利便性が向上することが考えられる。また、バッテリを使用しない携帯機器（音楽プレーヤ、アクセサリ）を携帯電話の電池で駆動したり、災害等による停電時の非常用電源として携帯電話の電池が使用できれば、携帯電話の利便性が向上することが考えられる。 By the way, if power can be exchanged between mobile phones or between a mobile phone and a digital camera, it is conceivable that convenience of the mobile phone and the like is improved. In addition, if a mobile device (music player, accessory) that does not use a battery is driven by the cell phone battery, or if the cell phone battery can be used as an emergency power source in the event of a power failure due to a disaster, the convenience of the cell phone is improved. It is possible.
そこで、本発明は、以上のような着想の下になされたものであり、携帯電話などに搭載した場合に、携帯電話などの利便性を図るようにした非接触電力伝送装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made based on the above-described concept, and provides a non-contact power transmission device designed to be convenient for a mobile phone or the like when mounted on a mobile phone or the like. Objective.
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。
すなわち、第１の発明は、送電・受電兼用コイルと、前記送電・受電兼用コイルを駆動する交流を生成する送電手段と、前記送電・受電兼用コイルに誘起される交流を直流に変換する整流回路を含む受電手段と、前記送電手段が送電動作を行うときには前記送電手段を駆動させるとともに前記整流回路の動作を停止させ、前記受電手段が受電動作を行うときには前記送電手段の駆動を停止させるとともに前記整流回路を動作させる制御手段と、を含み、前記整流回路は、第１の出力ラインと第２の出力ラインとの間に直列に接続される第１のアナログスイッチおよび第２のアナログスイッチと、前記第１の出力ラインと前記第２の出力ラインとの間に直列に接続される第３のアナログスイッチおよび第４のアナログスイッチと、前記第１、第２、第３、および第４のアナログスイッチにそれぞれ並列に接続される第１、第２、第３、および第４のコンパレータと、を有し、前記第１、第２、第３、および第４のアナログスイッチは、前記第１、第２、第３、および第４のコンパレータの出力によりそれぞれオンオフ制御されることを特徴とする。
In order to solve the above problems and achieve the object of the present invention, each invention has the following configuration.
That is, the first invention is a power transmission / reception combined coil, power transmission means for generating alternating current that drives the power transmission / reception combined coil, and a rectifier circuit that converts alternating current induced in the power transmission / reception combined coil into direct current And when the power transmission means performs a power transmission operation, the power transmission means is driven and the operation of the rectifier circuit is stopped. When the power reception means performs a power reception operation, the drive of the power transmission means is stopped and the power transmission means is stopped. Control means for operating the rectifier circuit, the rectifier circuit being connected in series between the first output line and the second output line, and a first analog switch and a second analog switch; A third analog switch and a fourth analog switch connected in series between the first output line and the second output line; , Third, and fourth analog switches connected in parallel to the first, second, third, and fourth comparators, respectively, and the first, second, third, and fourth The analog switches are ON / OFF controlled by the outputs of the first, second, third, and fourth comparators, respectively.
第２の発明は、送電・受電兼用コイルと、前記送電・受電兼用コイルを駆動する交流を生成する送電手段と、前記送電・受電兼用コイルに誘起される交流を直流に変換する受電手段と、を含み、前記受電手段は整流回路を含み、前記整流回路は、第１の出力ラインと第２の出力ラインとの間に直列に接続される第１のアナログスイッチおよび第２のアナログスイッチと、前記第１の出力ラインと前記第２の出力ラインとの間に直列に接続される第３のアナログスイッチおよび第４のアナログスイッチと、前記第１、第２、第３、および第４のアナログスイッチにそれぞれ並列に接続される第１、第２、第３、および第４のコンパレータと、を有し、前記第１、第２、第３、および第４のアナログスイッチは、前記第１、第２、第３、および第４のコンパレータの出力によりそれぞれオンオフ制御されることを特徴とする。 The second invention is a power transmission / reception combined coil, power transmission means for generating alternating current for driving the power transmission / reception combined coil, power reception means for converting alternating current induced in the power transmission / reception combined coil into direct current, The power reception means includes a rectifier circuit, and the rectifier circuit includes a first analog switch and a second analog switch connected in series between the first output line and the second output line; A third analog switch and a fourth analog switch connected in series between the first output line and the second output line; and the first, second, third and fourth analog switches First, second, third and fourth comparators connected in parallel to the switches, respectively, wherein the first, second, third and fourth analog switches are the first, Second, third, and second Each the output of the comparator, characterized in that it is on-off controlled.
第３の発明は、第２の発明において、制御回路をさらに含み、前記制御回路は、前記送電手段が送電動作を行うときには前記受電手段の動作を停止させ、前記受電手段が受電動作を行うときには前記送電手段の動作を停止させることを特徴とする。 A third invention further includes a control circuit according to the second invention, wherein the control circuit stops the operation of the power reception unit when the power transmission unit performs a power transmission operation, and when the power reception unit performs a power reception operation. The operation of the power transmission means is stopped.
以上のような構成からなる本発明によれば、例えば携帯電話に適用した場合には、携帯電話同士で電力の授受ができたり、あるいは携帯電話とデジタルカメラとの間で電力の授受が可能となり、携帯電話などの利便性が向上する。
また、携帯電話に適用した場合には、バッテリを使用しない携帯機器を携帯電話で駆動可能となったり、災害等による停電時の非常用電源として携帯電話を使用可能となる。
According to the present invention configured as described above, for example, when applied to a mobile phone, power can be transferred between mobile phones, or power can be transferred between a mobile phone and a digital camera. , The convenience of mobile phones etc. will improve.
In addition, when applied to a mobile phone, a mobile device that does not use a battery can be driven by the mobile phone, or the mobile phone can be used as an emergency power source in the event of a power failure due to a disaster or the like.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明の非接触電力伝送装置の第１実施形態の構成について、図１を参照しながら説明する。
この第１実施形態に係る非接触電力伝送装置は、図１に示すように、送電・受電兼用コイル１と、送電装置２と、受電装置３とを備え、送電装置２と受電装置３とで送電・受電兼用コイル１を選択的に使用するようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The configuration of the first embodiment of the non-contact power transmission apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the non-contact power transmission apparatus according to the first embodiment includes a power transmission /
送電・受電兼用コイル１は、平面状に形成される平面コイルからなり、例えば同一平面内において渦巻き状に形成される渦巻き型平面コイルからなる。
この送電・受電兼用コイル１は、送電装置２が使用する場合には、例えば相手の受電装置（図示せず）の平面コイルと電磁的に結合して両者の間でトランス（変圧器）を形成し、送電装置２が送電動作を行うことができるようになっている。一方、送電・受電兼用コイル１は、受電装置３が使用する場合には、例えば相手の送電装置（図示せず）の平面コイルと電磁的に結合して両者の間でトランスを形成し、受電装置３が受電動作を行うことができるようになっている。
The power transmission /
When the
送電装置２は、外部に電力を送電するものであって、図１に示すように、発振回路２１と、ドライバ回路２２と、ドライバ回路２３と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを備えるとともに、制御回路２４を備えている。また、送電装置２は、電池２５により駆動されるようになっている。
ここで、発振回路２１、ドライバ回路２２、２３などは、送電・受電兼用コイル１に供給する所定の交流を生成する送電手段を構成する。
The
Here, the
発振回路２１は、所定の周波数のパルスを発生する回路であり、そのパルスに基づいてドライバ回路２２、２３が交互に駆動されるようになっている。
ドライバ回路２２は、パワーＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２から構成されている。ドライバ回路２２の出力端子は、コンデンサＣ１を介して送電・受電兼用コイル１の一端側に接続されている。ドライバ回路２３は、パワーＭＯＳトランジスタＭ３，Ｍ４から構成されている。ドライバ回路２３の出力端子は、コンデンサＣ２を介して送電・受電兼用コイル１の他端側に接続されている。従って、コンデンサＣ１，Ｃ２および送電・受電兼用コイル１は、図示のように直列回路を形成している。
The
The
パワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４は、後述のように、制御回路２４によりその動作が制御されるようになっている。
制御回路２４は、送電、受電、またはオフの各指示を受け付け、その各指示に応じて各部の制御を行うようになっている。
すなわち、制御回路２４は、送電が指示された場合には、送電装置２が送電動作を行うようにパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４を駆動させるとともに、受電装置３のＭＯＳトランジスタＭ５をオフにさせる。また、受電が指示された場合には、受電装置３が受電動作を行うようにＭＯＳトランジスタＭ５をオンにさせるとともに、送電装置２のパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４の駆動を停止させる。さらに、オフが指示されると、送電装置２および受電装置３のいずれもその動作の停止させるようにする。
The operation of the power MOS transistors M1 to M4 is controlled by the
The
That is, when power transmission is instructed, the
ここで、制御回路２７は、パワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４を駆動したり、その駆動を停止させるようにしたが、駆動停止の場合には、その出力を停止させるようにしても良い。
受電装置３は、外部から供給される電力を受電するものであって、図１に示すように、整流回路３１と、平滑用のコンデンサＣ３と、スイッチ素子としてのＭＯＳトランジスタＭ５とからなり、負荷ＲＬを駆動するようになっている。
Here, the
The power receiving device 3 receives power supplied from the outside, and includes a
ここで、整流回路３１などは、送電・受電兼用コイル１に誘起される交流を直流に変換する受電手段を構成する。
整流回路３１は、ダイオードＤ１〜Ｄ４をブリッジに接続した全波整流回路からなり、その入力側には送電・受電兼用コイル１の両端が接続され、その出力側にはコンデンサＣ３が接続されている。整流回路３１の整流電圧は、ＭＯＳトランジスタＭ５を介して負荷ＲＬに供給されるようになっている。ＭＯＳトランジスタＭ５は、ゲートに制御回路２４からのオンオフ信号が印加され、これによりオンオフ制御されるようになっている。
Here, the
The
次に、このような構成からなる第１実施形態の動作の一例について、図１を参照して説明する。
まず、送電装置２を使用して、例えば外部の相手の受電装置（図示せず）に電力を送電する場合について説明する。
この場合には、相手の受電装置のコイル（図示せず）を、図１に示す送電・受電兼用コイル１に接近させ、両コイルを電磁結合させる。ここで、相手の受電装置のコイルは、送電・受電兼用コイル１と同様に平面コイルで構成されている。
Next, an example of operation | movement of 1st Embodiment which consists of such a structure is demonstrated with reference to FIG.
First, the case where electric power is transmitted to an external counterpart power receiving device (not shown) using the power transmitting
In this case, a coil (not shown) of the other power receiving apparatus is brought close to the power transmission / reception combined
この状態で、制御回路２４に対して送電の指示を行うものとする。すると、制御回路２４は、送電装置２が送電動作を行うようにパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４を駆動させ、このときには受電装置３のＭＯＳトランジスタＭ５をオフにさせる。これにより、送電装置２は送電・受電兼用コイル１を使用して送電動作を行うので、送電装置２からの電力が図示しない相手の受電装置に伝送され、相手の受電装置はその伝送電力を受電することができる。
In this state, the
次に、受電装置３が、例えば外部の相手の送電装置（図示せず）から伝送される電力を受電する場合について説明する。
この場合には、図１に示す送電・受電兼用コイル１を、相手の送電装置のコイル（図示せず）に接近させ、両コイルを電磁結合させる。ここで、相手の送電装置のコイル（図示せず）は、送電・受電兼用コイル１と同様に平面コイルで構成されている。
Next, a case where the power receiving device 3 receives power transmitted from, for example, an external power transmitting device (not shown) will be described.
In this case, the power transmission /
この状態で、制御回路２４に対して受電の指示を行うものとする。すると、制御回路２４は、受電装置３が受電動作を行うようにＭＯＳトランジスタ５をオンにさせ、このときには送電装置２のパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４の各駆動をオフ（停止）させる。これにより、受電装置３は送電・受電兼用コイル１を使用して受電動作を行うので、受電装置３は図示しない送電装置から送電される電力を受電し、これにより負荷ＲＬを動作させることができる。
In this state, the
以上説明したように、第１実施形態では、１つのコイルを用いて外部から電力を受電したり、あるいは外部の他の受電装置に電力を供給することができる。このため、例えば携帯電話に適用した場合には、携帯電話同士で電力の授受ができたり、あるいは携帯電話とデジタルカメラとの間で電力の授受が可能となり、携帯電話などの利便性が向上する。
また、第１実施形態を携帯電話に適用した場合には、バッテリを使用しない携帯機器を携帯電話で駆動可能となったり、災害等による停電時の非常用電源として携帯電話を使用可能となる。
As described above, in the first embodiment, electric power can be received from the outside using one coil, or electric power can be supplied to another external power receiving device. For this reason, for example, when applied to a mobile phone, power can be transferred between mobile phones, or power can be transferred between a mobile phone and a digital camera, thereby improving the convenience of the mobile phone and the like. .
Further, when the first embodiment is applied to a mobile phone, a mobile device that does not use a battery can be driven by the mobile phone, or the mobile phone can be used as an emergency power source in the event of a power failure due to a disaster or the like.
さらに、第１実施形態では、１つの平面コイルを使用して電力の送電と受電とを兼用するようにしたので、制作費用、および実装面積を大幅に低減できる。 Furthermore, in the first embodiment, since a single planar coil is used for both power transmission and reception, the production cost and the mounting area can be greatly reduced.
（第２実施形態）
本発明の非接触電力伝送装置の第２実施形態の構成について、図２を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
The configuration of the second embodiment of the non-contact power transmission apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
この第２実施形態に係る非接触電力伝送装置は、図２に示すように、送電・受電兼用コイル１と、送電装置２Ａと、受電装置３Ａとを備え、送電装置２Ａと受電装置３Ａとで送電・受電兼用コイル１を選択的に使用するようになっている。
送電・受電兼用コイル１は、図１に示す送電・受電兼用コイル１と同様に構成され、かつ、同様の機能を有するようになっている。
As shown in FIG. 2, the non-contact power transmission apparatus according to the second embodiment includes a power transmission / reception combined
The power transmission / reception combined
送電装置２Ａは、外部に電力を送電するものであって、図２に示すように、発振回路２１と、ドライバ回路２２と、ドライバ回路２３と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを備えるとともに、制御回路２６を備えている。また、送電装置２Ａは、電池２５により駆動されるようになっている。
ここで、送電装置２Ａにおいて、発振回路２１、ドライバ回路２２、２３、コンデンサＣ１，Ｃ２は、図１に示す送電装置２と同様に構成するので、その説明は省略する。
The power transmission device 2A transmits power to the outside. As shown in FIG. 2, the power transmission device 2A includes an
Here, in the power transmission device 2A, the
制御回路２６は、送電、受電、またはオフの各指示を受け付け、その各指示に応じて各部の制御を行うようになっている。
すなわち、制御回路２６は、送電が指示された場合には、送電装置２Ａが送電動作を行うようにパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４を駆動させるとともに、受電装置３ＡのコンパレータＣＭＰ１Ａ，ＣＭＰ１Ｂ，ＣＭＰ２Ａ，ＣＭＰ２Ｂの各動作をオフ（停止）させる。また、受電が指示された場合には、受電装置２Ａが受電動作を行うようにコンパレータＣＭＰ１Ａ，ＣＭＰ１Ｂ，ＣＭＰ２Ａ，ＣＭＰ２Ｂを動作させるとともに、送電装置２ＡのパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４をオフにさせる。さらに、オフが指示されると、送電装置２Ａおよび受電装置３Ａのいずれもその動作を停止させる。
The
That is, when power transmission is instructed, the
受電装置３Ａは、外部から供給される電力を受電するものであって、図２に示すように、整流回路３２と、平滑用のコンデンサＣ３とからなり、負荷ＲＬを駆動するようになっている。ここで、整流回路３２などは、送電・受電兼用コイル１に誘起される交流を直流に変換する受電手段を構成する。
整流回路３２は、図２に示すように、図１示すダイオードＤ１〜Ｄ４をアナログスイッチＭＰ１，ＭＰ２，ＭＮ１，ＭＮ２に置き換えたものである。そして、アナログスイッチＭＰ１，ＭＰ２，ＭＮ１，ＭＮ２は、コンパレータＣＭＰ１Ａ，ＣＭＰ１Ｂ，ＣＭＰ２Ａ，ＣＭＰ２Ｂの出力に従ってオンオフ制御されるようになっている。
The
As shown in FIG. 2, the
さらに詳述すると、高圧側出力ライン３３と低圧側出力ライン３４との間に、アナログスイッチＭＰ１およびアナログスイッチＭＮ１が直列接続されるとともに、アナログスイッチＭＰ２およびアナログスイッチＭＮ２が直列接続されている。アナログスイッチＭＰ１とアナログスイッチＭＮ１との共通接続部が、送電・受電兼用コイル１の一端側に接続されている。また、アナログスイッチＭＰ２とアナログスイッチＭＮ２との共通接続部が、送電・受電兼用コイル１の他端側に接続されている。
More specifically, the analog switch MP1 and the analog switch MN1 are connected in series between the high-voltage
コンパレータＣＭＰ１Ａは、（＋）入力端子が高圧側出力ライン３３に接続され、（−）入力端子が送電・受電兼用コイル１の一端側に接続され、出力端子がアナログスイッチＭＰ１のゲートに接続されている。コンパレータＣＭＰ１Ｂは、（＋）入力端子が高圧側出力ライン３３に接続され、（−）入力端子が送電・受電兼用コイル１の他端側に接続され、出力端子がアナログスイッチＭＰ２のゲートに接続されている。
The comparator CMP1A has a (+) input terminal connected to the high-voltage
コンパレータＣＭＰ２Ａは、（＋）入力端子が低圧側出力ライン３４に接続され、（−）入力端子が送電・受電兼用コイル１の一端側に接続され、出力端子がアナログスイッチＭＮ１のゲートに接続されている。コンパレータＣＭＰ２Ｂは、（＋）入力端子が低圧側出力ライン３４に接続され、（−）入力端子が送電・受電兼用コイル１の他端側に接続され、出力端子がアナログスイッチＭＮ２のゲートに接続されている。
The comparator CMP2A has a (+) input terminal connected to the low-voltage
次に、このような構成からなる第２実施形態の動作の一例について、図２および図３を参照して説明する。
まず、送電装置２Ａを使用して、例えば外部の相手の受電装置（図示せず）に電力を送電する場合について説明する。
この場合には、相手の受電装置のコイル（図示せず）を、図２に示す送電・受電兼用コイル１に接近させ、両コイルを電磁結合させる。
Next, an example of operation | movement of 2nd Embodiment which consists of such a structure is demonstrated with reference to FIG. 2 and FIG.
First, a case will be described in which power is transmitted to, for example, an external power receiving device (not shown) using the power transmitting device 2A.
In this case, a coil (not shown) of the other power receiving apparatus is brought close to the power transmission /
この状態で、制御回路２６に対して送電の指示を行うものとする。すると、制御回路２６は、送電装置２Ａが送電動作を行うようにパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４を駆動させ、このときには受電装置３ＡのコンパレータＣＭＰ１Ａ，ＣＭＰ１Ｂ，ＣＭＰ２Ａ，ＣＭＰ２Ｂの各動作をオフにさせる。これにより、送電装置２Ａは送電・受電兼用コイル１を使用して送電動作を行うので、送電装置２Ａからの電力が図示しない相手の受電装置に伝送され、相手の受電装置はその伝送電力を受電することができる。
In this state, the
次に、受電装置３Ａが、例えば外部の相手の送電装置（図示せず）から伝送される電力を受電する場合について説明する。
この場合には、図２に示す送電・受電兼用コイル１を、相手の送電装置のコイル（図示せず）に接近させ、両コイルを電磁結合させる。
この状態で、制御回路２６に対して受電の指示を行うものとする。すると、制御回路２６は、受電装置３Ａが受電動作を行うようにコンパレータＣＭＰ１Ａ，ＣＭＰ１Ｂ，ＣＭＰ２Ａ，ＣＭＰ２Ｂの各動作をオンにさせ、このときには送電装置２ＡのパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４の各動作をオフにさせる。
Next, a case where the
In this case, the power transmission /
In this state, the
これにより、受電装置３Ａは送電・受電兼用コイル１を使用して受電動作を行うので、受電装置３Ａは図示しない送電装置から送電される電力を受電し、負荷ＲＬを動作させることができる。
このときの受電装置３Ａの整流回路３２の詳細な動作例について、図３を参照して説明する。
Thereby, since the
A detailed operation example of the
図３において、（Ａ）は送電・受電兼用コイル１の一端側の電圧ＡＧ１の波形、すなわちアナログスイッチＭＰ１とアナログスイッチＭＮ１との共通接続部の波形である。また、（Ｂ）は送電・受電兼用コイル１の他端側の電圧ＡＧ２の波形、すなわちアナログスイッチＭＰ２とアナログスイッチＭＮ２との共通接続部の波形である。さらに、（Ｃ）〜（Ｆ）はアナログスイッチＭＰ１，ＭＰ２，ＭＮ１，ＭＮ２の各ゲートの入力波形であり、（Ｇ）はコンデンサＣ３に流れる充電電流である。
In FIG. 3, (A) shows the waveform of the voltage AG1 on one end side of the power transmission /
いま、時刻ｔ１において、送電・受電兼用コイル１の一端側の電圧ＡＧ１が、図３（Ａ）に示すように、高圧側出力ライン３３の電圧ＶＤＤよりも僅かに大きな検出レベル（基準値）を上回ると、コンパレータＣＭＰ１Ａの出力が「Ｌ」レベルとなる。このため、アナログスイッチＭＰ１は、図３（Ｃ）に示すように、ゲートが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルとなってオフからオンになる。
At time t1, the voltage AG1 on one end of the power transmission /
また、時刻ｔ１では、送電・受電兼用コイル１の他端側の電圧ＡＧ２が、図３（Ｂ）に示すように低圧側出力ライン３４の電圧ＶＴＫＮよりも僅かに小さな検出レベルを下回るので、コンパレータＣＭＰ２Ｂの出力が「Ｈ」レベルとなる。このため、アナログスイッチＭＮ２は、図３（Ｆ）に示すように、ゲートが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとなってオフからオンになる。
At time t1, the voltage AG2 on the other end side of the power transmission /
この状態は時刻ｔ１〜ｔ２の期間にわたって継続されるので、この期間には、アナログスイッチＭＰ１、高圧側出力ライン３３、コンデンサＣ３、低圧側出力ライン３４、アナログスイッチＭＮ２、および送電・受電兼用コイル１の経路で電流が流れ、図３（Ｇ）に示すようにコンデンサＣ３が充電される。
その後、時刻ｔ３において、送電・受電兼用コイル１の一端側の電圧ＡＧ１が、図３（Ａ）に示すように、低圧側出力ライン３４の電圧ＶＴＫＮよりも僅かに小さな検出レベルを下回ると、コンパレータＣＭＰ２Ａの出力が「Ｈ」レベルとなる。このため、アナログスイッチＭＮ１は、図３（Ｆ）に示すように、ゲートが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとなってオフからオンになる。
Since this state continues for the period of time t1 to t2, during this period, the analog switch MP1, the high-voltage
Thereafter, when the voltage AG1 on one end of the power transmission /
また、時刻ｔ３では、送電・受電兼用コイル１の他端側の電圧ＡＧ２が、図３（Ｂ）に示すように、高圧側出力ライン３３の電圧ＶＤＤよりも僅かに大きな検出レベルを上回るので、コンパレータＣＭＰ１Ｂの出力が「Ｌ」レベルとなる。このため、アナログスイッチＭＰ２は、図３（Ｄ）に示すように、ゲートが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルとなってオフからオンになる。
At time t3, the voltage AG2 on the other end of the power transmission /
この状態は時刻ｔ３〜ｔ４の期間にわたって継続されるので、この期間には、アナログスイッチＭＰ２、高圧側出力ライン３３、コンデンサＣ３、低圧側出力ライン３４、アナログスイッチＭＮ１、および送電・受電兼用コイル１の経路で電流が流れ、コンデンサＣ３が充電される。
以後、これらの一連の動作を繰り返すことにより、整流回路３２は整流動作を行う。
以上説明したように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様な効果を実現することができる。
Since this state is continued over a period from time t3 to time t4, during this period, the analog switch MP2, the high voltage
Thereafter, by repeating these series of operations, the
As described above, according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be realized.
（実施形態３）
本発明の非接触電力伝送装置の第３実施形態の構成について、図４を参照しながら説明する。
(Embodiment 3)
The configuration of the third embodiment of the non-contact power transmission apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
この第３実施形態に係る非接触電力伝送装置は、図４に示すように、送電・受電兼用コイル１と、送電装置２Ｂと、受電装置３Ｂとを備え、送電装置２Ｂと受電装置３Ｂとで送電・受電兼用コイル１を選択的に使用するようになっている。
送電・受電兼用コイル１は、図１に示す送電・受電兼用コイル１と同様に構成され、かつ、同様の機能を有するようになっている。
As shown in FIG. 4, the non-contact power transmission apparatus according to the third embodiment includes a power transmission / reception combined
The power transmission / reception combined
送電装置２Ｂは、外部に電力を送電するものであって、図４に示すように、発振回路２１と、ドライバ回路２２と、ドライバ回路２３と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２とを備えるとともに、制御回路２７を備えている。また、送電装置２Ｂは、電池２５により駆動されるようになっている。
ここで、送電装置２Ｂにおいて、発振回路２１、ドライバ回路２２、２３、コンデンサＣ１，Ｃ２は、図１に示す送電装置２と同様に構成するので、その説明は省略する。
The
Here, in the
スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、例えば機械的なスイッチから構成され、送電装置２Ｂに送電動作を行わせるときには、手動によりオンさせる。このときには、受電装置３Ｂ側の後述のスイッチＳＷ３，Ｓ４はオフとさせる。
制御回路２７は、送電、受電、またはオフの各指示を受け付け、その各指示に応じて各部の制御を行うようになっている。
The switches SW1 and SW2 are composed of, for example, mechanical switches, and are manually turned on when the
The
すなわち、制御回路２７は、送電が指示された場合には、送電装置２Ｂが送電動作を行うようにパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４を駆動させる。また、受電が指示された場合には、受電装置３Ｂが受電動作を行うことができるように、送電装置２ＢのパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４の駆動を停止させる。さらに、オフが指示されると、送電装置２Ｂおよび受電装置３Ｂのいずれもその動作を停止させる。
That is, when power transmission is instructed, the
受電装置３Ｂは、外部から供給される電力を受電するものであって、図４に示すように、スイッチＳＷ３，ＳＷ４と、ダイオードＤ１〜４からなる整流回路３１と、平滑用のコンデンサＣ３とからなり、負荷ＲＬを駆動するようになっている。
スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、送電・受電兼用コイル１と整流回路３１との間に介在され、送電・受電兼用コイル１と整流回路３１との間の電気的な接続を行うようになっている。スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、例えば機械的なスイッチから構成され、受電装置３Ｂに受電動作を行わせるときには、手動によりオンさせる。このときには、送電装置２Ｂ側のスイッチＳＷ１，Ｓ２はオフとさせる。
The
The switches SW 3 and SW 4 are interposed between the power transmission / reception combined
次に、このような構成からなる第３実施形態の動作の一例について、図４を参照して説明する。
まず、送電装置２Ｂを使用して、例えば外部の相手の受電装置（図示せず）に電力を送電する場合について説明する。
この場合には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンにするとともにスイッチＳＷ３，ＳＷ４をオフにし、相手の受電装置のコイル（図示せず）を、図４に示す送電・受電兼用コイル１に接近させ、両コイルを電磁結合させる。
Next, an example of the operation of the third embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
First, the case where power is transmitted to an external power receiving device (not shown) using the
In this case, the switches SW1 and SW2 are turned on and the switches SW3 and SW4 are turned off, and the coil (not shown) of the other power receiving apparatus is brought close to the power transmission / reception combined
この状態で、制御回路２７に対して送電の指示を行うものとする。すると、制御回路２７は、送電装置２Ｂが送電動作を行うようにパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４を駆動させる。これにより、送電装置２Ｂは送電・受電兼用コイル１を使用して送電動作を行うので、送電装置２Ｂからの電力が図示しない相手の受電装置に伝送され、相手の受電装置はその伝送電力を受電することができる。
In this state, the
次に、受電装置３Ｂが、例えば外部の相手の送電装置（図示せず）から伝送される電力を受電する場合について説明する。
この場合には、スイッチＳＷ３，ＳＷ４をオンにするとともにスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフにし、図４に示す送電・受電兼用コイル１を、相手の送電装置のコイル（図示せず）に接近させ、両コイルを電磁結合させる。
Next, a case where the
In this case, the switches SW3 and SW4 are turned on and the switches SW1 and SW2 are turned off, and the power transmission /
この状態で、制御回路２７に対して受電の指示を行うものとする。すると、制御回路２７は、受電装置３Ｂが受電動作を行うために、送電装置２ＢのパワーＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４の駆動を停止させる。これにより、受電装置３Ｂは送電・受電兼用コイル１を使用して受電動作を行うので、受電装置３Ｂは図示しない送電装置から送電される電力を受電し、これにより負荷ＲＬを動作させることができる。
In this state, the
以上説明したように、第３実施形態によれば、第１実施形態と同様な効果を実現することができる。
（その他の実施形態）
第３実施形態では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を備え、これ機械的なスイッチで構成させて、手動でオンオフさせるようにした。しかし、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４をトランジスタのような電子的なスイッチで構成し、送電装置２Ｂの送電動作、または受電装置３Ｂの受電動作に応じて制御回路２７がオンオフ制御するようにしても良い。
As described above, according to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be realized.
(Other embodiments)
In the third embodiment, the switches SW1 to SW4 are provided, which are configured by mechanical switches, and are manually turned on / off. However, the switches SW1 to SW4 may be configured by electronic switches such as transistors, and the
１・・・送電・受電兼用コイル、２、２Ａ、２Ｂ・・・送電装置、３、３Ａ、３Ｂ・・・受電装置、２１・・・発振回路、２２、２３・・・ドライバ回路、２４、２６、２７・・・制御回路、３１、３２・・・整流回路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記送電・受電兼用コイルを駆動する交流を生成する送電手段と、Power transmission means for generating alternating current for driving the coil for power transmission and reception; and
前記送電・受電兼用コイルに誘起される交流を直流に変換する整流回路を含む受電手段と、A power receiving means including a rectifier circuit that converts alternating current induced in the coil for power transmission and power reception into direct current;
前記送電手段が送電動作を行うときには前記送電手段を駆動させるとともに前記整流回路の動作を停止させ、前記受電手段が受電動作を行うときには前記送電手段の駆動を停止させるとともに前記整流回路を動作させる制御手段と、を含み、Control that drives the power transmission means and stops the operation of the rectifier circuit when the power transmission means performs a power transmission operation, and stops the drive of the power transmission means and operates the rectifier circuit when the power reception means performs a power reception operation Means,
前記整流回路は、The rectifier circuit is
第１の出力ラインと第２の出力ラインとの間に直列に接続される第１のアナログスイッチおよび第２のアナログスイッチと、A first analog switch and a second analog switch connected in series between the first output line and the second output line;
前記第１の出力ラインと前記第２の出力ラインとの間に直列に接続される第３のアナログスイッチおよび第４のアナログスイッチと、A third analog switch and a fourth analog switch connected in series between the first output line and the second output line;
前記第１、第２、第３、および第４のアナログスイッチにそれぞれ並列に接続される第１、第２、第３、および第４のコンパレータと、を有し、First, second, third, and fourth comparators connected in parallel to the first, second, third, and fourth analog switches, respectively,
前記第１、第２、第３、および第４のアナログスイッチは、前記第１、第２、第３、および第４のコンパレータの出力によりそれぞれオンオフ制御されることを特徴とする非接触電力伝送装置。The first, second, third, and fourth analog switches are controlled to be turned on and off by outputs of the first, second, third, and fourth comparators, respectively. apparatus.
前記送電・受電兼用コイルを駆動する交流を生成する送電手段と、Power transmission means for generating alternating current for driving the coil for power transmission and reception; and
前記送電・受電兼用コイルに誘起される交流を直流に変換する受電手段と、を含み、Power receiving means for converting alternating current induced in the power transmission / reception combined coil into direct current,
前記受電手段は整流回路を含み、The power receiving means includes a rectifier circuit,
前記整流回路は、The rectifier circuit is
第１の出力ラインと第２の出力ラインとの間に直列に接続される第１のアナログスイッチおよび第２のアナログスイッチと、A first analog switch and a second analog switch connected in series between the first output line and the second output line;
前記第１の出力ラインと前記第２の出力ラインとの間に直列に接続される第３のアナログスイッチおよび第４のアナログスイッチと、A third analog switch and a fourth analog switch connected in series between the first output line and the second output line;
前記第１、第２、第３、および第４のアナログスイッチにそれぞれ並列に接続される第１、第２、第３、および第４のコンパレータと、を有し、First, second, third, and fourth comparators connected in parallel to the first, second, third, and fourth analog switches, respectively,
前記第１、第２、第３、および第４のアナログスイッチは、前記第１、第２、第３、および第４のコンパレータの出力によりそれぞれオンオフ制御されることを特徴とする非接触電力伝送装置。The first, second, third, and fourth analog switches are controlled to be turned on and off by outputs of the first, second, third, and fourth comparators, respectively. apparatus.
前記制御回路は、前記送電手段が送電動作を行うときには前記受電手段の動作を停止させ、前記受電手段が受電動作を行うときには前記送電手段の動作を停止させることを特徴とする請求項２に記載の非接触電力伝送装置。3. The control circuit according to claim 2, wherein when the power transmission unit performs a power transmission operation, the control circuit stops the operation of the power reception unit, and when the power reception unit performs a power reception operation, the control circuit stops the operation of the power transmission unit. Non-contact power transmission device.
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