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NONCONTACT POWER FEEDER

Foreign code F070001776
File No. F070001776
Posted date Jan 11, 2008
Country WIPO
International application number 2006JP315575
International publication number WO 2007/029438
Date of international filing Aug 7, 2006
Date of international publication Mar 15, 2007
Priority data
  • P2005-253048 (Sep 1, 2005) JP
Title NONCONTACT POWER FEEDER
Abstract [PROBLEMS] To provide a noncontact power feeder exhibiting a high efficiency, a high power factor, and a nonload dependence. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] A series capacitor (Cs1) is connected to a primary winding (1) driven by an AC power supply (3), and a parallel capacitor (Cp2) is connected to a secondary winding (2). If the power supply frequency is f0, the primary leak reactance of the primary winding (1) is x1, the secondary leak reactance of the secondary winding (2) in terms of the primary side is x2, and the excitation reactance in terms of the primary side is x0, the Cp value is set to Cp 1/{2f0(x0+x2). The Cs value in terms of the primary side is set to Cs (x0+x2)/{2f0(x0x1+x1x2+x2x0)}. When Cp and Cs are thus set, the transformer of the noncontact power feeder is approximately equivalent to an ideal transformer. If the transformer is driven by a voltage inverter, the output voltage (=the load voltage) is almost constant even if the load value varies. When the load is a resistance load (ZL=R), the power factor of the power supply output is approximately 1 at all times even if the load value varies.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】交流電源で駆動される一次巻線から、空隙を隔てて置かれた二次巻線に電磁誘導作用により電力を給電する非接触給電装置であって、前記一次巻線または二次巻線の一方に直列に接続された直列コンデンサと、前記一次巻線または二次巻線の他方に並列に接続された並列コンデンサとを備え、前記交流電源の周波数をf0とし、周波数f0における前記一次巻線及び二次巻線で構成されるトランスの一次漏れリアクタンスをx1、一次側に換算された二次漏れリアクタンスをx2、一次側に換算された励磁リアクタンスをx0とするとき、一次側に換算した前記並列コンデンサの値Cpが、Cp≒1/{2πf0×(x0+X)}に設定され、一次側に換算した前記直列コンデンサの値Csが、Cs≒(x0+X)/{2πf0×(x0×x1+ x1×x2+x2×x0)}(但し、Xは、前記並列コンデンサが、前記一次巻線に並列に接続されているときにはx1、前記二次巻線に並列に接続されているときにはx2とする)に設定されていることを特徴とする非接触給電装置。

【請求項2】請求項1に記載の非接触給電装置であって、Cs0=(x0+X)/{2πf0×(x0×x1+ x1×x2+ x2×x0)}とするとき、前記直列コンデンサの値Csが、(1-0.4)Cs0≦Cs≦(1+0.4)Cs0の範囲内に設定されていることを特徴とする非接触給電装置。

【請求項3】請求項2に記載の非接触給電装置であって、Cp0=1/{2πf0×(x0+X)}とするとき、前記並列コンデンサの値Cpが、(1-0.4)Cp0≦Cp≦(1+0.4)Cp0の範囲内に設定されていることを特徴とする非接触給電装置。

【請求項4】交流電源で駆動される一次巻線から、空隙を隔てて置かれた二次巻線に電磁誘導作用により電力を給電する非接触給電装置であって、前記一次巻線に直列に接続された直列コンデンサと、前記二次巻線に並列に接続された並列コンデンサと、前記二次巻線と前記並列コンデンサとの間に直列接続されたインダクタと、前記並列コンデンサと並列に接続された負荷とを備え、前記交流電源の周波数をf0とし、周波数f0における前記一次巻線及び二次巻線で構成されるトランスの一次漏れリアクタンスをx1、一次側に換算された二次漏れリアクタンスをx2、一次側に換算された励磁リアクタンスをx0、一次側に換算された前記インダクタのリアクタンスをxaとするとき、前記直列コンデンサの値Csが、Cs≒(x0+Y)/{2πf0×(x0×x1+ x1×Y+Y×x0)}(但し、Yは、x2+xaとする)に設定され、前記並列コンデンサの値Cpが、前記二次巻線及びインダクタとともに共振回路を構成するように設定されていることを特徴とする非接触給電装置。

【請求項5】交流電源で駆動される一次巻線から、空隙を隔てて置かれた二次巻線に電磁誘導作用により電力を給電する非接触給電装置であって、前記一次巻線に直列に接続された直列コンデンサと、前記二次巻線に並列に接続された並列コンデンサと、前記二次巻線と前記並列コンデンサとの間に直列接続された二次側直列コンデンサと、前記並列コンデンサと並列に接続された負荷とを備え、前記交流電源の周波数をf0とし、周波数f0における前記一次巻線及び二次巻線で構成されるトランスの一次漏れリアクタンスをx1、一次側に換算された二次漏れリアクタンスをx2、一次側に換算された励磁リアクタンスをx0とするとき、前記直列コンデンサの値Csが、Cs≒(x0+Y)/{2πf0×(x0×x1+ x1×Y+Y×x0)}(但し、Yは、x2とする)に設定され、前記並列コンデンサ及び二次側直列コンデンサの値は、前記並列コンデンサと前記二次側直列コンデンサとを直列接続した全体のコンデンサの値Cpが、前記二次巻線とともに共振回路を構成するように設定されていることを特徴とする非接触給電装置。

【請求項6】請求項4または5に記載の非接触給電装置であって、Cs0=(x0+Y)/{2πf0×(x0×x1+ x1×Y+ Y×x0)}とするとき、前記直列コンデンサの値Csが、(1-0.4)Cs0≦Cs≦(1+0.4)Cs0の範囲内に設定されていることを特徴とする非接触給電装置。

【請求項7】請求項1から6のいずれかに記載の非接触給電装置であって、前記一次巻線及び二次巻線の少なくとも一方がコアに巻回されていることを特徴とする非接触給電装置。

【請求項8】交流電源で駆動される一次巻線から、空隙を隔てて置かれた同一形状のm個(m>1)の二次巻線に電磁誘導作用により電力を給電する非接触給電装置であって、前記一次巻線に直列に接続された直列コンデンサCsと、前記二次巻線の各々に並列に接続されたm個の並列コンデンサCpとを備え、前記交流電源の周波数をf0とし、前記一次巻線と前記二次巻線とで構成されるm個のトランスの各々における周波数f0での一次漏れリアクタンスをx1、一次側に換算された二次漏れリアクタンスをx2、一次側に換算された励磁リアクタンスをx0とするとき、前記二次巻線の各々に接続する前記並列コンデンサの一次側に換算した値Cpが、Cp≒1/{2πf0×(x0+x2)}に設定され、前記直列コンデンサの値Csが、Cs≒(x0+x2)/{m×2πf0×(x0×x1/m+x1×x2/m+x2×x0)}に設定されていることを特徴とする非接触給電装置。

【請求項9】請求項1、2、3、5、6、7または8に記載の非接触給電装置であって、前記二次巻線に接続した前記並列コンデンサCpと、直流電力を供給する負荷との間に、インダクタを介して自励式コンバータを設置し、前記並列コンデンサCpを介して負荷側に出力される二次側交流出力の力率を前記自励式コンバータで制御することを特徴とする非接触給電装置。

【請求項10】請求項9に記載の非接触給電装置であって、前記二次側交流出力の電圧の大きさ及び位相、並びに前記インダクタを流れる電流の大きさに基づいて、前記自励式コンバータの交流入力端子における交流電圧の大きさ及び位相を制御することを特徴とする非接触給電装置。

【請求項11】請求項9または10に記載の非接触給電装置であって、前記自励式コンバータがPWM(Pulse Width Modulation)コンバータであることを特徴とする非接触給電装置。

【請求項12】請求項9または10に記載の非接触給電装置であって、前記自励式コンバータが電圧形パルス幅制御コンバータであることを特徴とする非接触給電装置。

【請求項13】請求項1、2、3、5、6、7または8に記載の非接触給電装置であって、前記二次巻線に接続した前記並列コンデンサCpと、直流電力を供給する負荷との間に、PFC(Power Factor Correction)コンバータを設置し、前記並列コンデンサCpを介して負荷側に出力される二次側交流出力の力率を前記PFCコンバータで制御することを特徴とする非接触給電装置。

【請求項14】請求項13に記載の非接触給電装置であって、前記PFCコンバータとして、ダイオードブリッジと昇圧チョッパとから成る回路を用いることを特徴とする非接触給電装置。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • National University Corporation Saitama University
  • Inventor
  • Abe, Shigeru
  • Kaneko, Hiroyoshi
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BE BF BG BJ BR BW BY BZ CA CF CG CH CI CM CN CO CR CU CY CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI FR GA GB GD GE GH GM GN GQ GR GW HN HR HU ID IE IL IN IS IT JP KE KG KM KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LT LU LV LY MA MC MD MG MK ML MN MR MW MX MZ NA NE NG NI NL NO NZ OM PG PH PL PT RO RS RU SC SD SE SG SI SK SL SM SN SY SZ TD TG TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
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