JP2009252970A - Noncontact power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置に関し、詳しくは、携帯電子機器、携帯電気機器、又は電子装置などに用いられる非接触電力伝送装置に関する。 The present invention relates to a non-contact power transmission device that transmits power in a non-contact manner, and more particularly to a non-contact power transmission device used in a portable electronic device, a portable electric device, an electronic device, or the like.
近年、電源から電子機器へ非接触で電力を伝送する方式の一つとして、相対させたコイル間の電磁誘導作用を利用するシステムが提案されている。そのシステムとしては、例えばコードレスパワーステーション(Cordless Power Station)又はコンタクトレスパワーステーション(Contactless Power Station)と呼ばれるものがあり、一般にCLPSと略称されている。 2. Description of the Related Art In recent years, a system that uses an electromagnetic induction effect between opposed coils has been proposed as one of methods for transmitting power from a power source to an electronic device without contact. As such a system, for example, there is a system called a cordless power station or a contactless power station, which is generally abbreviated as CLPS.
このような非接触電力伝送システムの送電側励磁気の構成を検討したものとして非特許文献1及び2に記載されたものがある。
Non-patent
非特許文献1は、構成法の相異による得失、コンデンサ挿入による特性改善、伝送電力量及び伝送効率改善に与えるフェライトの効果、1次側−2次側の位置ずれによる伝送特性の改善について検討を行ったものである。具体的には、非接触電力伝送装置において1次側−2次側ともにドーナッツ状の空心コイルを配置し、隣接するコイルの磁束の向きが逆になる接続方法を用いている。その理由は、隣接するコイルの磁束の向きが、逆になる接続方法の方が、発生する磁束が全て同じ方向になる接続方法よりも、互いに磁束を強め合い、また外部へのもれ磁束が少ないという利点を有するからである。 Non-Patent Document 1 discusses the advantages and disadvantages of different construction methods, the improvement of characteristics by inserting capacitors, the effect of ferrite on the improvement of transmission power and transmission efficiency, and the improvement of transmission characteristics by displacement of the primary and secondary sides. It is what went. Specifically, in the non-contact power transmission apparatus, a connection method is used in which donut-shaped air core coils are arranged on both the primary side and the secondary side, and the directions of magnetic fluxes of adjacent coils are reversed. The reason for this is that the connection method in which the directions of the magnetic fluxes of adjacent coils are opposite to each other intensifies the magnetic flux and the leakage magnetic flux to the outside is greater than the connection method in which the generated magnetic fluxes are all in the same direction. This is because it has the advantage of being less.
非特許文献1では、1次側、2次側ともに、空心コイル数を増加させると、最大伝送電力P2max及び最大伝送効率ηmaxは、ともに増加すること及び円板状のフェライトコアを用いた場合には、さらに、伝送電力の増加が図れ、伝送効率の向上が図れることが開示されている。 In Non-Patent Document 1, when the number of air-core coils is increased on both the primary side and the secondary side, the maximum transmission power P2 max and the maximum transmission efficiency η max both increase and a disc-shaped ferrite core is used. In this case, it is disclosed that transmission power can be increased and transmission efficiency can be improved.
さらに、非特許文献1では、2次コイルと負荷抵抗との間に、2次コイルの自己インダクタンスとの共振条件から求めた容量を有するコンデンサを直列に挿入すると損失が減少し、伝送効率が約1割向上することが述べられている。 Furthermore, in Non-Patent Document 1, when a capacitor having a capacity obtained from the resonance condition of the secondary coil and the self-inductance of the secondary coil is inserted in series between the secondary coil and the load resistance, the loss is reduced and the transmission efficiency is reduced to about It is stated that it will improve by 10%.
また、非特許文献1では、電力の損失量及び伝送効率は、フェライトコアの厚さには依存せず、フェライトの種類にも依存しないので、システムの薄型化には、フェライトコアは薄型の方が有利であることが示されている。さらに、非特許文献1において、面に対して垂直な磁束成分のみを利用するようなコイル形状の場合には、中心軸を一致させた方が良いことが判明している。 In Non-Patent Document 1, the amount of power loss and transmission efficiency do not depend on the thickness of the ferrite core and do not depend on the type of ferrite. Has been shown to be advantageous. Further, in Non-Patent Document 1, it has been found that in the case of a coil shape that uses only a magnetic flux component perpendicular to the surface, it is better to match the central axes.
しかしながら、非特許文献1に開示された非接触電力伝送装置では、1次側及び2次側のコイルは同一寸法のもので構成しているので、位置ズレによる変化が大きく、広範囲な面での任意の伝送には不都合となる欠点をもつ。 However, in the non-contact power transmission device disclosed in Non-Patent Document 1, since the primary side and secondary side coils have the same dimensions, there is a large change due to misalignment, and in a wide range of aspects. It has the disadvantage of being inconvenient for any transmission.
また、非特許文献2に開示された非接触電力伝送システムは、受電側に1つのスパイラルコイルを配し、送電側に複数の並列したスパイラルコイルを配置し、夫々のスパイラルコイルの対向面と反対側にそれぞれ磁性体薄板又はシートを配置した構成である。このような構成の非特許文献2による非接触電力伝送システムによると、受電側において、内径、外径比(Di/Do)が0.65のとき最大伝送電力約70W、コイル間効率約65%が得られている。また、伝送特性に、磁気結合係数kが大きく関与しており、Di/Do=0.65は中央に位置する送電コイルと受電コイルとの相互インダクタンスMcと外側に位置するに送電コイルと受電コイルとの相互インダクタンスM0とほぼ等しくなる点で伝送特性が向上することが示されている。
In the non-contact power transmission system disclosed in Non-Patent
また、非特許文献2においては、非接触電力伝送装置は、相対する1次側、2次側コイル間の電磁誘導を用い、空隙を介して1次側コイル1から2次側コイル2に非接触にて電力を伝送する。
Further, in Non-Patent
このような非接触電力伝送装置においては、受電コイル側にコイルの誘導性リアクタンスを打ち消すようにコンデンサC2を負荷に並列に挿入すると、より効率の改善が見られること、及び、受電コイルの裏側の磁性体の形状を漏れをさらに防ぐ形状とすることで、伝送効率の変動幅を改善することができることが示されている。 In such a non-contact power transmission device, when the capacitor C2 is inserted in parallel with the load so as to cancel the inductive reactance of the coil on the power receiving coil side, a further improvement in efficiency can be seen, and on the back side of the power receiving coil. It has been shown that the fluctuation range of transmission efficiency can be improved by making the shape of the magnetic body further prevent leakage.
しかしながら、非特許文献2に開示された非接触電力伝送装置では、1次側コイルは平面に配列し、隣接するコイルによる伝送の面内には伝送不能な死点が存在する。そのため、2次側コイルは1次側コイルよりも大きくする必要がある。そのため、2次側の小型化には不都合な構成となる。
However, in the non-contact power transmission device disclosed in
また、非特許文献3及び4においては、非接触電力伝送装置は、1次側コイルは隣接した平面コイルを重畳し、2次側コイル径は1次側より小とした構成について、隣接するコイルに流れる励磁電流に位相差を設けることにより、位置による伝送の変動が改善することが示されている。しかしながら、この構成では、1次側平面コイルを線状に配列する構成であり、連続して平面状に展開できる構成を示唆するものではない。 Further, in Non-Patent Documents 3 and 4, the non-contact power transmission device has a configuration in which the primary side coil overlaps the adjacent planar coil and the secondary side coil diameter is smaller than the primary side. It has been shown that the transmission fluctuation due to the position is improved by providing a phase difference in the excitation current flowing through. However, this configuration is a configuration in which the primary side planar coils are linearly arranged, and does not suggest a configuration that can be continuously developed in a planar shape.
また、特許文献1は、非特許文献1と同様であり、1次側、2次側のコイル構成が同様であり、コイル位置ズレにより安定した伝送が困難となる。 Further, Patent Document 1 is the same as Non-Patent Document 1, and the primary side and secondary side coil configurations are the same, and stable transmission becomes difficult due to the coil position deviation.
また、特許文献2は、対向する1次コイル、2次コイルの外側部に軟磁性体粉末と有機結合材からなる軟磁性部材を配置するものであり、平面渦巻き型コイル間の位置ズレによる安定した伝送に言及していない。位置ズレの許容域を広げる構成として、平面渦巻き型コイルとミアンダ型コイルの組み合わせを示している。
In
したがって、非特許文献1〜4に開示された非接触電力伝送システムにおいて、伝送不能な点を縮小、低減し、また、調節すること及び隣接するコイル間の励磁電流の位相差を調整することで、より広い範囲で高い出力と安定した電力伝送ができるようにさらに改善することが求められている。 Therefore, in the non-contact power transmission systems disclosed in Non-Patent Documents 1 to 4, it is possible to reduce and reduce non-transmittable points, and to adjust and adjust the phase difference of excitation current between adjacent coils. Therefore, further improvement is required so that high output and stable power transmission can be achieved in a wider range.
そこで、本発明の技術的課題は、広い範囲での安定した電力伝送が実現できる非接触電力伝送装置を提供することにある。 Therefore, a technical problem of the present invention is to provide a non-contact power transmission device that can realize stable power transmission in a wide range.
本発明によれば、相対するコイル間の電磁誘導を用い、空隙を介して1次側コイルから2次側コイルに非接触にて電力を伝送する電力伝送装置において、1次側を3以上の平面型コイルを重畳して構成し、2次側コイル外径は1次側コイル外径よりも小とすることを特徴とする非接触電力伝送装置が得られる。 According to the present invention, in an electric power transmission device that uses electromagnetic induction between opposing coils and transmits electric power from a primary side coil to a secondary side coil via a gap, the primary side has three or more. A non-contact power transmission apparatus is obtained in which a planar coil is superimposed and the secondary coil outer diameter is smaller than the primary coil outer diameter.
また、本発明によれば、前記非接触電力伝送装置において、対向する1次側平面型コイルと2次側平面型コイルの何れか一方、または双方の外側部に、軟磁性材料を貼付配置することを特徴とする非接触電力伝送装置が得られる。 According to the present invention, in the non-contact power transmission device, the soft magnetic material is pasted and disposed on the outer side of one or both of the opposing primary side planar coil and secondary side planar coil. A non-contact power transmission apparatus characterized by the above can be obtained.
また、本発明によれば、前記いずれか一つの非接触電力伝送装置において、1次側の隣接コイルに流れる励磁電流の位相差を45°〜135°又は225°〜315°とし、2つ以上の位相の異なる磁界を生成することを特徴とする非接触電力伝送装置が得られる。 According to the present invention, in any one of the contactless power transmission devices, the phase difference of the excitation current flowing in the adjacent coil on the primary side is set to 45 ° to 135 ° or 225 ° to 315 °, and two or more Thus, a non-contact power transmission device can be obtained that generates magnetic fields having different phases.
また、本発明によれば、前記いずれか一つの非接触電力伝送装置において2次側平面型コイルの外側部に配置された軟磁性材料を有し、該軟磁性材料の面積を、2次側平面型コイル外径の面積の1.2倍以上とすることを特徴とする非接触電力伝送装置が得られる。 According to the present invention, in any one of the non-contact power transmission devices, the soft magnetic material is disposed on the outer side of the secondary planar coil, and the area of the soft magnetic material is increased to the secondary side. A non-contact power transmission device characterized in that the area of the outer diameter of the planar coil is 1.2 times or more can be obtained.
さらに、本発明によれば、送電側コイルを含み、該送電側コイルに対向配置される受電側コイルへ電磁誘導により電力を伝送する非接触電力伝送装置において、前記送電側コイルとして、前記受電側コイルよりも大きい外径を持つ平面型コイルを3個以上有し、これらの平面型コイルを、隣接する平面型コイルと一部重なるように二次元に配置し、互いに隣接する平面型コイルに位相の異なる励磁電流を流すようにしたことを特徴とする給電装置が得られる。 Furthermore, according to the present invention, in the non-contact power transmission device that includes a power transmission side coil and transmits power by electromagnetic induction to a power reception side coil disposed opposite to the power transmission side coil, the power reception side is used as the power transmission side coil. Three or more planar coils having an outer diameter larger than that of the coil, and these planar coils are two-dimensionally arranged so as to partially overlap the adjacent planar coils, and are phase-shifted to adjacent planar coils. Thus, it is possible to obtain a power feeding device characterized in that excitation currents different from each other flow.
上述した非接触電力伝送装置は、広い範囲で安定した電力伝送の実現を可能にする。 The non-contact power transmission apparatus described above makes it possible to realize stable power transmission over a wide range.
上述した非接触電力伝送装置の給電側装置は、3以上の平面型コイルを重畳して構成しており、この連続で任意の平面的展開が可能となり、広い範囲で機能する非接触電力伝送装置が得られる。 The above-mentioned power supply side device of the non-contact power transmission device is configured by superimposing three or more planar coils, and can be continuously expanded in an arbitrary plane, and functions in a wide range. Is obtained.
また、1次側の隣接コイルに流れる励磁電流の位相差を45°〜135°又は225°〜315°とし、2つ以上の位相の異なる磁界を生成することにより、広い範囲で安定した給電を行う非接触電力伝送装置が得られる。 In addition, the phase difference of the excitation current flowing in the adjacent coil on the primary side is set to 45 ° to 135 ° or 225 ° to 315 °, and two or more magnetic fields having different phases are generated, thereby providing stable power supply in a wide range. A contactless power transmission device is obtained.
また、本発明によれば、前記いずれか一つの非接触電力伝送装置において、対向する1次側平面型コイルと2次側平面型コイルの何れか一方、または双方の外側部に、軟磁性材料を貼付配置することにより、高い出力の非接触電力伝送装置が得られる。 According to the present invention, in any one of the non-contact power transmission devices, a soft magnetic material is provided on one or both of the opposing primary side planar coil and secondary side planar coil. A high output non-contact power transmission device can be obtained by sticking and arranging.
また、2次側平面型コイルに配置する軟磁性材料の面積を、2次側平面型コイル外径の面積の1.2倍以上とすることにより、より広い範囲で高い出力の非接触電力伝送装置が得られる。 In addition, by making the area of the soft magnetic material arranged in the secondary side planar coil 1.2 times or more the area of the secondary side planar coil outer diameter, high output non-contact power transmission over a wider range A device is obtained.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
本発明の非接触電力伝送装置は、相対するコイル間の電磁誘導を用い、空隙を介して1次側コイルから2次側コイルに非接触にて電力を伝送する。この電力伝送装置において、1次側を3以上の平面型コイルを重畳して(一部重ねて)平面的に配置し構成し、2次側を1以上の平面型コイルで構成するものであり、2次側コイル外径(2次側の平面型コイルの外径)は1次側コイル外径(1次側の平面型コイルの外径)よりも小とする。平面型コイルは、平面型であれば、円形に限らず、多角形であっても良いが、平面型巻線コイルであることが好ましい。 The non-contact power transmission device of the present invention uses electromagnetic induction between opposing coils to transmit power from the primary coil to the secondary coil in a non-contact manner via a gap. In this power transmission device, the primary side is configured to be planarly arranged by superimposing (partially overlapping) three or more planar coils, and the secondary side is configured by one or more planar coils. The outer diameter of the secondary coil (the outer diameter of the secondary planar coil) is smaller than the outer diameter of the primary coil (the outer diameter of the primary planar coil). The planar coil is not limited to a circular shape as long as it is a planar type, but may be a polygonal shape, but is preferably a planar winding coil.
また、本発明の非接触電力伝送装置において、対向する1次側平面型コイルと2次側平面型コイルの何れか一方、または双方の外側部(対向面の反対側、背面ともいう)に、軟磁性材料を配置することにより、発生磁界の収束効果によって、1次側コイルと2次側コイルの磁気結合を向上し、出力の向上に寄与することができる。 In the non-contact power transmission device of the present invention, either one of the opposing primary side planar coil and the secondary side planar coil, or the outer side of both (also referred to as the opposite side of the opposing surface, also referred to as the back surface) By disposing the soft magnetic material, the magnetic coupling between the primary side coil and the secondary side coil can be improved by the convergence effect of the generated magnetic field, which can contribute to the improvement of the output.
また、前記非接触電力伝送装置において、1次側の隣接コイルに流れる励磁電流の位相差を45°〜135°又は225°〜315°とし、2つ以上の位相の異なる磁界を発生することにより移動磁界を生成し、給電側面の広い範囲で高い伝送効率を得ることができる。 In the non-contact power transmission device, the phase difference of the excitation current flowing in the adjacent coil on the primary side is set to 45 ° to 135 ° or 225 ° to 315 °, and two or more magnetic fields having different phases are generated. A moving magnetic field can be generated, and high transmission efficiency can be obtained over a wide range of the feeding side surface.
また、2次側平面型コイルの外側部に軟磁性材料を配置する場合は、軟磁性材料の面積を、2次側平面型コイル外径の面積の1.2倍以上とすることにより、給電側面のより広い範囲で高い伝送効率を得ることができる。 When a soft magnetic material is disposed on the outer side of the secondary side planar coil, the area of the soft magnetic material is set to 1.2 times or more of the area of the outer diameter of the secondary side planar coil. High transmission efficiency can be obtained in a wider range of side surfaces.
また、本発明は電子機器等への非接触伝送でも、特に携帯用機器への適用において有用となるように、1次側コイルに比べ2次側コイルが小となるように構成し、小型化、軽量化を図るものである。 In addition, the present invention is configured so that the secondary side coil is smaller than the primary side coil so that it is useful in non-contact transmission to an electronic device or the like, particularly in application to a portable device. It is intended to reduce the weight.
また、本発明の給電側(1次側)は伝送面積を任意に広くできるものであり、受電側(2次側)は複数でも電力の伝送が可能となるものである。 Further, the power feeding side (primary side) of the present invention can arbitrarily increase the transmission area, and a plurality of power receiving sides (secondary side) can transmit power.
(他の実施の形態)
本発明の他の実施の形態に係る給電装置は、例えば、携帯用電子機器の充電器として用いられる。携帯電子機器が備える受電用コイルが2次側コイルとなるため、この非接触電力伝送装置は、2次側コイルを備えていない。
(Other embodiments)
A power supply apparatus according to another embodiment of the present invention is used as, for example, a charger for a portable electronic device. Since the power receiving coil included in the portable electronic device serves as the secondary coil, this non-contact power transmission device does not include the secondary coil.
給電装置は、受電用コイルの外径より大きい外径を持つ平面型コイルを送電用(1次側)コイルとして3個以上有している。これらの平面型コイルは、隣接する平面型コイルと一部重なるように二次元に配置される。この配置は、例えば、誘電材料板又はシート上に、隣接する平面型コイルの中心を結ぶ直線が正三角形を描くように行われる。 The power supply apparatus has three or more planar coils having an outer diameter larger than the outer diameter of the power receiving coil as power transmission (primary side) coils. These planar coils are two-dimensionally arranged so as to partially overlap the adjacent planar coils. This arrangement is performed, for example, so that a straight line connecting the centers of adjacent planar coils forms an equilateral triangle on a dielectric material plate or sheet.
また、互いに隣接する平面型コイルへは、互いに位相の異なる励磁電流を供給する。位相差は、45°〜135°または225°〜315°の範囲内にあることが望ましく、特に、90°又は270°が望ましい。 In addition, exciting currents having different phases are supplied to the planar coils adjacent to each other. The phase difference is preferably within a range of 45 ° to 135 ° or 225 ° to 315 °, and particularly preferably 90 ° or 270 °.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら、説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
本発明の実施例1では、非接触電力伝送装置の基本構成について説明する。
Example 1
In Embodiment 1 of the present invention, a basic configuration of a non-contact power transmission apparatus will be described.
図1は、本発明の実施例1による非接触電力伝送装置のコイルの配置の一例を主に示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view mainly showing an example of the arrangement of coils of the non-contact power transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、非接触電力伝送装置10は、相対する1次側、2次側コイル1,2間の電磁誘導を用い、空隙3を介して1次側コイル1から2次側コイル2に非接触にて電力を伝送する。1次側コイル1に複数の平面巻線型コイル1a,1b,1c,1d及び1f、2次側コイル2に1個以上の平面巻線型コイル2aを備えている。1次コイル1の背面(外側面)には、軟磁性材の板またはシート4が貼り付けられている。また、2次コイル2の背面(外側面)にも同様の軟磁性材の板またはシート4を貼り付けることも出来る。また、上記例においては、1次側コイル1および2次側コイル2に用いられるコイルをともに平面巻線型コイルとしたが、円形の平面コイルに限定されるものでなく、多角形コイルであれば本発明の効果が得られることは勿論である。
As shown in FIG. 1, the non-contact
また、上記例においては、対向するコイル背面へ軟磁性材からなる板またはシート4を配置しているが、この磁性材は、発生磁界を収束させる効果があり、1次側コイル1と2次側コイル2の磁気結合を向上し、出力の向上に寄与するものである。
In the above example, the plate or sheet 4 made of a soft magnetic material is disposed on the opposite coil back surface. However, this magnetic material has an effect of converging the generated magnetic field, and the primary coil 1 and the secondary coil 1 are secondary. This improves the magnetic coupling of the
図1に示す非接触電力伝送装置10は、1次側コイル1に複数の平面巻線型コイル1a,1b,1c,1d,1e及び1f、2次側コイル2に1個以上の平面巻線型コイル2aを備えている。そして、この平面巻線型コイル2aの外径(2次側コイル外径)は、平面巻線型コイル1a,1b,1c,1d,1eまたは1fの外径(1次側コイル外径)よりも小さい。この非接触電力伝送装置10は、従来技術による非接触電力伝送装置とは、1次側コイル1の平面巻線型コイル1a,1b,・・・,1fの個数が異なり、2次側コイルの平面巻線型コイル2aの外径が1次側コイル外径より小さい点でも異なる。
A non-contact
(実施例2)
本発明の実施例2では、軟磁性材を配置したときの非接触電力伝送装置の具体的特性の測定について説明する。
(Example 2)
In Example 2 of the present invention, measurement of specific characteristics of a non-contact power transmission device when a soft magnetic material is disposed will be described.
図1の様に1次側コイル及び2次側コイルを軸方向で互いに対向するように配置した。1次側コイルは、各々の外径を70mm、内径を20mm、巻き数81とした3個の平面巻線型コイルで構成した。隣接する平面巻線型コイルの中心軸は平面上60°の角度をもって配置され、3個のコイル巻線部が重畳した構成となっている。2次側コイルは、外径を30mm、内径を15mm、巻き数11とした。 As shown in FIG. 1, the primary side coil and the secondary side coil are arranged so as to face each other in the axial direction. The primary coil was composed of three planar winding coils each having an outer diameter of 70 mm, an inner diameter of 20 mm, and 81 turns. The central axes of the adjacent planar winding coils are arranged at an angle of 60 ° on the plane, and three coil winding portions are superposed. The secondary coil had an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 15 mm, and 11 turns.
そして、1次側コイル1及び2次側コイル2の中心軸が合っている状態で、コイル間のギャップを1mmとし、軟磁性材の配置を1次側・2次側の双方、1次側のみ、2次側のみ、装着なしとし、図2に示すように、1次側コイル1の平面巻線型コイルL1−1,L1−2及びL1−3に電源P1,P2及びP3を夫々接続し、一方、2次側コイルの平面巻線型コイルL2には、コンデンサC2、整流器21、DC・DCコンバータ22、及び可変抵抗Rloadを接続して測定回路(LCRメータ)を構成した。そして、電源P1,P2及びP3を周波数120kHz、定電流50mAに設定し、LCRメータによりインダクタンスを測定し、磁気結合係数kを求めた。軟磁性材は、厚さ0.5mmのMnZnフェライト焼結体とし、2次側コイル2に装着したものはコイル外径面積の約1.1倍の大きさとしている。
And with the central axes of the primary coil 1 and the
その結果を、下の表1に示す。 The results are shown in Table 1 below.
表1から明らかなように、軟磁性材を配置することにより、磁気結合係数kが明らかに向上し、伝送電力の向上が図られる。 As is apparent from Table 1, the magnetic coupling coefficient k is clearly improved and the transmission power is improved by arranging the soft magnetic material.
(実施例3)
実施例2の様な1次側コイル1と2次側コイル2の配置構成において、2次側コイル2を1次側コイル1の上方で移動させ、位置による2次側コイル2への伝送効率を測定した。ここで、1次側は周波数120kHz、18V、負荷抵抗10Ω、隣接して重畳するコイルL1−1,L1−2及びL1−3に流れる励磁電流の位相を可変としている。
(Example 3)
In the arrangement configuration of the primary side coil 1 and the
2次側コイルの1次側コイル1上での位置に応じて伝送効率は変化した。このときの最大となる値及び最小となる値を、隣接するコイルとの電流位相差(=α=β−α)との関係として表2に示した。 The transmission efficiency changed according to the position of the secondary coil on the primary coil 1. The maximum value and the minimum value at this time are shown in Table 2 as the relationship with the current phase difference (= α = β−α) between adjacent coils.
隣接して重畳するコイルに流れる励磁電流に位相差を設けることにより、伝送効率が低くなる領域は改善している。位相差を45〜135°又は225〜315°とすることにより、伝送効率最小値は明らかに向上する傾向となっている。 By providing a phase difference in the exciting current flowing in the adjacent overlapping coils, the region where the transmission efficiency is reduced is improved. By setting the phase difference to 45 to 135 ° or 225 to 315 °, the minimum transmission efficiency tends to be clearly improved.
ちなみに、最大伝送効率の位置では、3Wの出力となっている。 Incidentally, at the position of maximum transmission efficiency, the output is 3 W.
また、隣接して重畳するコイルに流れる励磁電流の位相差を60°にした場合、及び120°にした場合、1次側コイルの平面上位置において最大伝送効率となる面積は約95%を占める。 Further, when the phase difference of the excitation current flowing in the adjacent overlapping coils is set to 60 ° and 120 °, the area where the maximum transmission efficiency is obtained at the position on the plane of the primary coil occupies about 95%. .
また、2次側コイルに装着するフェライト平板の面積を増加することにより、伝送効率の低くなる領域が明らかに減少することも、確認した。ちなみに、このフェライト板の面積を2次コイルの外径面積の1.2倍にすることによりほぼ全面で伝送効率75%以上となった。 It was also confirmed that the area where the transmission efficiency is lowered clearly decreases by increasing the area of the ferrite flat plate attached to the secondary coil. Incidentally, by making the area of the ferrite plate 1.2 times the outer diameter area of the secondary coil, the transmission efficiency was 75% or more over almost the entire surface.
1 1次側コイル
1a,1b,1c,1d,1e,1f 平面巻線型コイル
2 2次側コイル
2a 平面巻線型コイル
3 空隙
4 軟磁性材からなる板またはシート
10 非接触電力伝送装置
21 整流器
22 DC・DCコンバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記送電側コイルとして、前記受電側コイルよりも大きい外径を持つ平面型コイルを3個以上有し、これらの平面型コイルを、隣接する平面型コイルと一部重なるように二次元に配置し、互いに隣接する平面型コイルに位相の異なる励磁電流を流すようにしたことを特徴とする給電装置。 In a power feeding device that includes a power transmission side coil and transmits power by electromagnetic induction to a power reception side coil disposed opposite to the power transmission side coil.
The power transmission side coil has three or more planar coils having an outer diameter larger than that of the power reception side coil, and these planar coils are two-dimensionally arranged so as to partially overlap the adjacent planar coils. An electric power feeding device characterized in that exciting currents having different phases are allowed to flow through adjacent planar coils.
隣接する前記平面型コイルの中心を結ぶ線が正三角形を描くように前記平面型コイルを配置したことを特徴とする給電装置。 In the electric power feeder of Claim 5,
The power feeding apparatus, wherein the planar coil is arranged so that a line connecting the centers of the adjacent planar coils forms an equilateral triangle.
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