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JP2007151299A - Non-contact type feeder system - Google Patents

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JP2007151299A JP2005342066A JP2005342066A JP2007151299A JP 2007151299 A JP2007151299 A JP 2007151299A JP 2005342066 A JP2005342066 A JP 2005342066A JP 2005342066 A JP2005342066 A JP 2005342066A JP 2007151299 A JP2007151299 A JP 2007151299A
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Satoru Sugitani
悟 杉谷
Shohei Furukawa
正平 古川
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact type feeder system capable of attaining stable non-contact feeding by suppressing self heat generation of a supersaturated reactor and a transient voltage change due to a temperature change, thus producing a voltage under an allowable upper limit to be supplied to a load. <P>SOLUTION: This feeder system includes a receiver circuit for receiving electric power from ground equipment; a rectifier circuit for rectifying a received AC current; a voltage smoothing circuit for suppressing voltage fluctuations; a voltage detection circuit for detecting a voltage of the voltage smoothing circuit; and a current control circuit for interrupting a current from the rectifier circuit to the voltage smoothing circuit in response to a signal from the voltage detection circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、非接触給電装置に関し、特に、ピーク電圧を抑制することにより、許容できる上限以下の電圧で負荷に安定して給電できるようにした非接触給電装置に関するものである。   The present invention relates to a non-contact power supply device, and more particularly to a non-contact power supply device that can stably supply power to a load at a voltage below an allowable upper limit by suppressing a peak voltage.

非接触給電装置は、例えば、有軌道式無人搬送台車等の搬送装置で使用されている。搬送装置に非接触で給電する給電装置としては、床面から一定の距離を離し、2列の並行に敷設した給電線にE型のコアの中央脚部にコイルを巻いた受電コイルを配し、給電線に流す高周波電流により生じる磁界を受電コイルに誘導するようにして電力伝達を行う方式の非接触給電装置が提案されている。
この非接触給電装置において、受電コイルの2次回路は、共振コンデンサと可飽和リアクトルを受電コイルに並列に接続し、共振回路電圧が、可飽和リアクトルのコアを磁気飽和する値まで上昇してコアが飽和すると、コアの比透磁率がコアの磁性材料固有の値(概ね2000〜4000)からほぼ1まで急激に低下し、可飽和リアクトルのインダクタンスも比透磁率に比例して低下する。可飽和リアクトルは、飽和しない領域では巻き線の抵抗(概ね1Ω以下)に対し、インダクタンスは数10mHあり、電圧位相に対し、電流位相はほぼ90度遅れている。この結果、高周波の交流の1サイクル内で、電圧がほぼゼロの近傍で可飽和リアクトルに飽和電流が流れ、共振回路を短絡する。これにより共振回路の無負荷電圧抑制を行い、併せて、無負荷の共振回路に流れる無効電流も抑制するようにしている。
The non-contact power feeding device is used, for example, in a transport device such as a tracked unmanned transport cart. As a power feeding device that feeds power to the transport device in a non-contact manner, a power receiving coil in which a coil is wound around the center leg portion of an E-shaped core is arranged on two rows of power wires laid in parallel at a certain distance from the floor surface. There has been proposed a non-contact power feeding apparatus that transmits power by inducing a magnetic field generated by a high-frequency current flowing through a power feeding line to a power receiving coil.
In this non-contact power feeding device, the secondary circuit of the receiving coil has a resonance capacitor and a saturable reactor connected in parallel to the receiving coil, and the resonance circuit voltage rises to a value at which the core of the saturable reactor is magnetically saturated. When the saturates, the core relative magnetic permeability suddenly decreases from a value inherent to the magnetic material of the core (approximately 2000 to 4000) to approximately 1, and the inductance of the saturable reactor also decreases in proportion to the relative magnetic permeability. The saturable reactor has an inductance of several tens of mH with respect to the winding resistance (approximately 1Ω or less) in a region where it is not saturated, and the current phase is delayed by approximately 90 degrees with respect to the voltage phase. As a result, in one cycle of high-frequency alternating current, a saturation current flows through the saturable reactor when the voltage is near zero, thereby short-circuiting the resonance circuit. This suppresses the no-load voltage of the resonance circuit, and also suppresses the reactive current flowing through the no-load resonance circuit.

ところで、可飽和リアクトルの飽和磁束密度は材料特性により決まる固有の値で、一般にフェライト材料の場合、負の温度係数を持ち、常温から自己発熱により80〜100℃程度まで上昇した場合、飽和磁束密度が20%前後低下する。このため、可飽和リアクトルだけで電圧を安定化させる場合、温度特性を考慮した飽和電圧の設定が必要になる。
また、過渡的に変化する1次電流に追従しきれない変動幅の上限を考慮し、低温で装置を起動した直後に過渡的な1次電流が生じても、負荷に供給する電圧を許容上限電圧以下に設定する必要がある。このため、装置を連続使用し、自己発熱により温度が安定した状態での負荷供給電圧が負荷に供給する最適電圧を下回ることがある。
By the way, the saturation magnetic flux density of the saturable reactor is a specific value determined by the material characteristics. Generally, in the case of a ferrite material, the saturation magnetic flux density has a negative temperature coefficient and rises to about 80 to 100 ° C. due to self-heating. Decreases by around 20%. For this reason, when the voltage is stabilized only by the saturable reactor, it is necessary to set the saturation voltage in consideration of the temperature characteristics.
In addition, considering the upper limit of the fluctuation range that cannot follow the transiently changing primary current, even if a transient primary current occurs immediately after starting the device at a low temperature, the allowable upper limit of the voltage supplied to the load Must be set below the voltage. For this reason, the load supply voltage in a state where the apparatus is continuously used and the temperature is stabilized by self-heating may be lower than the optimum voltage supplied to the load.

すなわち、可飽和リアクトルに使用するフェライトコアは、使用する温度により磁気飽和する磁束密度が変化するため、周囲温度変化や自己発熱等により大幅な温度変化が生じないよう、冷却を考慮した設置が必要になるという問題があった。   In other words, the ferrite core used for the saturable reactor changes the magnetic flux density at which it is magnetically saturated depending on the operating temperature, so it must be installed in consideration of cooling so that no significant temperature changes occur due to ambient temperature changes or self-heating. There was a problem of becoming.

本発明は、上記従来の非接触給電装置が有する問題点に鑑み、可飽和リアクトルの自己発熱や温度変化による過渡的な電圧変化を抑制し、負荷に供給する電圧を許容できる上限以下の電圧にして安定した非接触給電をすることができる非接触給電装置を提供することを目的とする。   In view of the problems of the conventional non-contact power feeding device described above, the present invention suppresses a transient voltage change due to a self-heating of the saturable reactor and a temperature change, so that the voltage supplied to the load is lower than an allowable upper limit voltage. It is an object of the present invention to provide a non-contact power feeding device that can perform stable and non-contact power feeding.

上記目的を達成するため、本第1発明の非接触給電装置は、地上設備から移動体に電磁誘導により非接触で電力を供給する非接触給電装置において、地上設備から電力を受電するための受電回路と、受電した交流電流を整流する整流回路と、電圧変動を抑える電圧平滑回路と、電圧平滑回路の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路からの信号に応じて整流回路から電圧平滑回路への電流を断続させる電流制御回路とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a contactless power supply device according to the first aspect of the present invention is a contactless power supply device that supplies power from a ground facility to a moving body by electromagnetic induction in a contactless manner, and receives power from the ground facility. Circuit, rectifier circuit for rectifying received AC current, voltage smoothing circuit for suppressing voltage fluctuation, voltage detection circuit for detecting voltage of voltage smoothing circuit, and voltage smoothing from rectifier circuit according to signal from voltage detection circuit And a current control circuit for intermittently supplying current to the circuit.

また、同じ目的を達成するため、本第2発明の非接触給電装置は、地上設備から移動体に電磁誘導により非接触で電力を供給する非接触給電装置において、地上設備から電力を受電するための受電回路と、受電した交流電流を整流する整流回路と、整流回路にて整流した電圧平滑化する前の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧変動を抑える電圧平滑回路と、電圧検出回路からの信号に応じて整流回路から電圧平滑回路への電流を断続させる電流制御回路とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the same object, the non-contact power feeding device of the second invention is a non-contact power feeding device that supplies power from a ground facility to a moving body by electromagnetic induction in order to receive power from the ground facility. Power receiving circuit, a rectifying circuit for rectifying the received AC current, a voltage detecting circuit for detecting the voltage before voltage smoothing rectified by the rectifying circuit, a voltage smoothing circuit for suppressing voltage fluctuation, and a voltage detecting circuit And a current control circuit for intermittently passing a current from the rectifier circuit to the voltage smoothing circuit according to the signal.

本第1発明の非接触給電装置によれば、地上設備から移動体に電磁誘導により非接触で電力を供給する非接触給電装置において、地上設備から電力を受電するための受電回路と、受電した交流電流を整流する整流回路と、電圧変動を抑える電圧平滑回路と、電圧平滑回路の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路からの信号に応じて整流回路から電圧平滑回路への電流を断続させる電流制御回路とを備えることから、電流制御回路によって、電圧検出回路に予め設定した電圧値に応じ、整流回路から電圧平滑回路への電流をフィードバック制御することができ、これにより、負荷に供給する電圧を装置が許容する上限電圧以下に抑制し、無負荷時の無効電流は可飽和リアクトルで抑制した、無負荷から全負荷までの領域で効率的な非接触給電を行うことができ、特に高周波電源の数サイクルで電圧が急変するような過渡状態でも負荷電圧が上昇しすぎることがなく、負荷の機器を安定して動作させることができる。   According to the contactless power supply device of the first aspect of the present invention, in the contactless power supply device that supplies power from the ground facility to the moving body by electromagnetic induction in a contactless manner, the power receiving circuit for receiving power from the ground facility and the power received A rectifier circuit that rectifies alternating current, a voltage smoothing circuit that suppresses voltage fluctuations, a voltage detection circuit that detects the voltage of the voltage smoothing circuit, and a current from the rectifier circuit to the voltage smoothing circuit according to a signal from the voltage detection circuit Current control circuit to be intermittently provided, the current control circuit can feedback control the current from the rectifier circuit to the voltage smoothing circuit according to the voltage value preset in the voltage detection circuit. The supplied voltage is suppressed below the upper limit voltage allowed by the device, and the reactive current at no load is suppressed by the saturable reactor. Feeding can be performed, in particular, without the load voltage increases too much even in a transient state as the voltage at a few cycles of a high frequency power source changes suddenly, the equipment load can be stably operated.

また、本第2発明の非接触給電装置は、地上設備から移動体に電磁誘導により非接触で電力を供給する非接触給電装置において、地上設備から電力を受電するための受電回路と、受電した交流電流を整流する整流回路と、整流回路にて整流した電圧平滑化する前の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧変動を抑える電圧平滑回路と、電圧検出回路からの信号に応じて整流回路から電圧平滑回路への電流を断続させる電流制御回路とを備えることから、電流制御回路によって、電圧検出回路に予め設定した電圧値に応じ、整流回路から電圧平滑回路への電流をON−OFF制御することができ、これにより、負荷に供給する電圧を装置が許容する上限電圧以下に抑制し、無負荷時の無効電流は可飽和リアクトルで抑制した、無負荷から全負荷までの領域で効率的な非接触給電を行うことができ、特に高周波電源の数サイクルで電圧が急変するような過渡状態でも負荷電圧が上昇しすぎることがなく、負荷の機器を安定に動作させることができる。   The contactless power supply device according to the second aspect of the present invention is a contactless power supply device that supplies power from a ground facility to a moving body by electromagnetic induction in a contactless manner, and a power receiving circuit for receiving power from the ground facility, A rectifier circuit that rectifies an alternating current, a voltage detection circuit that detects a voltage that has been rectified by the rectifier circuit and that has not been smoothed, a voltage smoothing circuit that suppresses voltage fluctuations, and a rectifier circuit that responds to a signal from the voltage detection circuit Current control circuit for intermittently passing the current from the voltage smoothing circuit to the voltage smoothing circuit, the current control circuit controls the current from the rectifier circuit to the voltage smoothing circuit according to the voltage value preset in the voltage detection circuit. As a result, the voltage supplied to the load is suppressed below the upper limit voltage allowed by the device, and the reactive current at no load is suppressed by the saturable reactor, from no load to full load. Efficient contactless power supply in the region of the load, especially in the transient state where the voltage changes suddenly in several cycles of the high-frequency power supply, the load voltage does not rise too much, and the load equipment can be operated stably Can do.

以下、本発明の非接触給電装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。   Embodiments of a non-contact power feeding device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に、本発明の非接触給電装置の第1実施例を示す。
この非接触給電装置は、地上設備から搬送車等の移動体に電磁誘導により非接触で電力を供給するもので、地上設備から電力を受電するための受電回路と、受電した交流電流を整流する整流回路と、電圧変動を抑える電圧平滑回路と、電圧平滑回路の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路からの信号に応じて整流回路から電圧平滑回路への電流を断続させる電流制御回路とを備えている。
FIG. 1 shows a first embodiment of the non-contact power feeding device of the present invention.
This non-contact power supply device supplies electric power from a ground facility to a moving body such as a transport vehicle by electromagnetic induction in a non-contact manner, and rectifies a received AC circuit for receiving power from the ground facility and a received AC current. A rectifier circuit, a voltage smoothing circuit that suppresses voltage fluctuation, a voltage detection circuit that detects the voltage of the voltage smoothing circuit, and a current control circuit that interrupts current from the rectifier circuit to the voltage smoothing circuit according to a signal from the voltage detection circuit And.

また、この非接触給電装置は、可飽和リアクトルを設ける目的を電圧の安定化を2次的なものとして捉え、無負荷時の共振回路の電流を抑制するために共振回路と並列に設け、可飽和リアクトルの自己発熱や温度変化による過渡的な電圧変化を、負荷供給の電圧値により、受電コイル発生電圧の整流後に電流を断続制御することによりピーク電圧を抑制し、負荷に供給する電圧を許容できる上限以下の電圧にして安定した非接触給電をするようにしている。   In addition, this non-contact power feeding device regards the purpose of providing a saturable reactor as secondary voltage stabilization and is provided in parallel with the resonant circuit to suppress the current of the resonant circuit at no load. The transient voltage change due to the self-heating of the saturated reactor or temperature change is controlled by intermittently controlling the current after rectifying the receiving coil generated voltage by the load supply voltage value, thereby suppressing the peak voltage and allowing the voltage supplied to the load Stable non-contact power feeding is performed at a voltage lower than the upper limit.

図1において、1は受電コイルであり、この受電コイル1は平行に敷設した給電線2を跨ぐように設置されている。
給電線2は、高周波電源装置(図示省略)に接続されており、この高周波電源装置から10kHz程度の高周波電流が流されている。
受電回路は、受電コイル1、共振回路を形成する共振コンデンサ3及び可飽和リアクトル4から形成されており、この受電回路の出力に整流回路として整流素子5を接続し、受電回路の出力を整流するようにしている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a power receiving coil, and the power receiving coil 1 is installed so as to straddle a power supply line 2 laid in parallel.
The feeder line 2 is connected to a high frequency power supply device (not shown), and a high frequency current of about 10 kHz is supplied from the high frequency power supply device.
The power receiving circuit includes a power receiving coil 1, a resonant capacitor 3 that forms a resonant circuit, and a saturable reactor 4. A rectifying element 5 is connected to the output of the power receiving circuit as a rectifying circuit, and the output of the power receiving circuit is rectified. I am doing so.

また、整流素子5の出力側には、FET6、ツェナーダイオード8、ダイオード9及びフォトカプラ13からなる電流制御回路が設けられており、この電流制御回路には、FET7からなる後段の電圧検出回路から負荷電圧過多信号が送られる。
電流制御回路は、負荷電圧検出回路からの負荷電圧過多信号にて電流を断続するように制御する。
また、電圧平滑回路は、電流制御回路のFET6の出力を、インダクタンス10及び平滑コンデンサ11にて電圧を平滑化し、負荷12に供給するように接続されている。
Further, on the output side of the rectifying element 5, a current control circuit including an FET 6, a Zener diode 8, a diode 9 and a photocoupler 13 is provided. This current control circuit includes a subsequent voltage detection circuit including an FET 7. An overload voltage signal is sent.
The current control circuit performs control so that the current is interrupted by an excessive load voltage signal from the load voltage detection circuit.
The voltage smoothing circuit is connected so that the output of the FET 6 of the current control circuit is smoothed by the inductance 10 and the smoothing capacitor 11 and supplied to the load 12.

ここで、電圧平滑回路の電圧値が、電圧検出回路に予め設定した電圧値を超えると、この電圧検出回路から電流制御回路へ直ちに過電圧信号が送られる。
電流制御回路は、整流回路から電圧平滑回路への電流をOFFにし、電圧平滑回路内の平滑コンデンサ11に蓄えられた電力を負荷に供給する。
平滑コンデンサ11に蓄えられた電力が減少すると、電圧平滑回路の電圧が低下するため、電圧検出回路の過電圧検出信号がOFFになり、電流制御回路は、整流回路から電圧平滑回路へ電流を再びONにするフィードバック制御を行う。
これにより、負荷に供給する電圧を、許容できる上限以下の電圧で安定させることができる。
Here, when the voltage value of the voltage smoothing circuit exceeds the voltage value preset in the voltage detection circuit, an overvoltage signal is immediately sent from the voltage detection circuit to the current control circuit.
The current control circuit turns off the current from the rectifier circuit to the voltage smoothing circuit, and supplies the power stored in the smoothing capacitor 11 in the voltage smoothing circuit to the load.
When the power stored in the smoothing capacitor 11 decreases, the voltage of the voltage smoothing circuit decreases, so the overvoltage detection signal of the voltage detection circuit is turned OFF, and the current control circuit turns the current from the rectifier circuit to the voltage smoothing circuit again. Perform feedback control.
Thereby, the voltage supplied to the load can be stabilized at a voltage equal to or lower than an allowable upper limit.

図2に、整流回路の出力電圧と、電流制御回路の出力のON−OFF状態と、電圧平滑回路の電圧とを示す。
各回路における波形を示し、(A)は軽負荷時における波形図、(B)は重負荷時における波形図である。
FIG. 2 shows the output voltage of the rectifier circuit, the ON / OFF state of the output of the current control circuit, and the voltage of the voltage smoothing circuit.
The waveform in each circuit is shown, (A) is a waveform diagram at light load, and (B) is a waveform diagram at heavy load.

なお、本実施例においては、スイッチング素子を、FET(電界効果トランジスタ)を使用した場合について説明したが、このバイポーラトランジスタの代わりに、バイポーラトランジスタや絶縁ゲートトランジスタ(IGBT)でも使用可能である。
また、FET6の動作電圧用にツェナーダイオードを使用しているが、ダイオードの順電圧等の一定電圧回路も使用可能である。
In this embodiment, the case where the FET (field effect transistor) is used as the switching element has been described. However, a bipolar transistor or an insulated gate transistor (IGBT) can be used instead of the bipolar transistor.
Further, although a Zener diode is used for the operating voltage of the FET 6, a constant voltage circuit such as a forward voltage of the diode can also be used.

図3に、本発明の非接触給電装置の第2実施例を示す。
この非接触給電装置は、地上設備から搬送車等の移動体に電磁誘導により非接触で電力を供給するもので、地上設備から電力を受電するための受電回路と、受電した交流電流を整流する整流回路と、整流回路にて整流した電圧平滑化する前の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧変動を抑える電圧平滑回路と、電圧検出回路からの信号に応じて整流回路から電圧平滑回路への電流を断続させる電流制御回路とを備えている。
FIG. 3 shows a second embodiment of the non-contact power feeding device of the present invention.
This non-contact power supply device supplies electric power from a ground facility to a moving body such as a transport vehicle by electromagnetic induction in a non-contact manner, and rectifies a received AC circuit for receiving power from the ground facility and a received AC current. A rectifier circuit, a voltage detection circuit that detects a voltage before smoothing the voltage rectified by the rectifier circuit, a voltage smoothing circuit that suppresses voltage fluctuation, and a rectifier circuit to a voltage smoothing circuit according to a signal from the voltage detection circuit And a current control circuit for intermittently interrupting the current.

また、この非接触給電装置は、可飽和リアクトルを設ける目的を電圧の安定化を2次的なものとして捉え、無負荷時の共振回路の電流を抑制するために共振回路と並列に設け、可飽和リアクトルの自己発熱や温度変化による過渡的な電圧変化を、整流後の電圧値により、電流の断続制御でピーク電圧を抑制し、負荷に供給する電圧を許容できる上限以下の電圧にして安定した非接触給電をするようにしている。   In addition, this non-contact power feeding device regards the purpose of providing a saturable reactor as secondary voltage stabilization and is provided in parallel with the resonant circuit to suppress the current of the resonant circuit at no load. The transient voltage change due to the self-heating of the saturated reactor and the temperature change is controlled by the voltage value after rectification, the peak voltage is suppressed by the intermittent control of the current, and the voltage supplied to the load is stabilized below the allowable upper limit voltage. Non-contact power feeding is performed.

図3において、1は受電コイルであり、この受電コイル1は平行に敷設した給電線2を跨ぐように設置されている。
給電線2は、高周波電源装置(図示省略)に接続されており、この高周波電源装置から10kHz程度の高周波電流が流されている。
受電回路は、受電コイル1、共振回路を形成する共振コンデンサ3及び可飽和リアクトル4から形成されており、この受電回路の出力に整流回路として整流素子5を接続し、受電回路の出力を整流するようにしている。
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a power receiving coil, and the power receiving coil 1 is installed so as to straddle a power supply line 2 laid in parallel.
The feeder line 2 is connected to a high frequency power supply device (not shown), and a high frequency current of about 10 kHz is supplied from the high frequency power supply device.
The power receiving circuit includes a power receiving coil 1, a resonant capacitor 3 that forms a resonant circuit, and a saturable reactor 4. A rectifying element 5 is connected to the output of the power receiving circuit as a rectifying circuit, and the output of the power receiving circuit is rectified. I am doing so.

また、整流素子5の出力側には、FET6、ツェナーダイオード8及びダイオード9からなる電流制御回路が設けられており、この電流制御回路には、FET7からなる前段の電圧検出回路から負荷電圧過多信号が送られる。
電流制御回路は、負荷電圧検出回路からの負荷電圧過多信号にて電流を断続するように制御する。
また、電圧平滑回路は、電流制御回路のFET6の出力を、インダクタンス10及び平滑コンデンサ11にて電圧を平滑化し、負荷12に供給するように接続されている。
Further, a current control circuit including an FET 6, a Zener diode 8, and a diode 9 is provided on the output side of the rectifying element 5, and the current control circuit includes a load voltage excess signal from a previous voltage detection circuit including the FET 7. Will be sent.
The current control circuit performs control so that the current is interrupted by an excessive load voltage signal from the load voltage detection circuit.
The voltage smoothing circuit is connected so that the output of the FET 6 of the current control circuit is smoothed by the inductance 10 and the smoothing capacitor 11 and supplied to the load 12.

ここで、整流回路の出力電圧が、電圧検出回路に予め設定した電圧値以上のときは、電圧検出回路から電流制御回路に電圧過多信号を送る。
電圧過多信号を電流制御回路が受け取ると、電流制御回路が電圧平滑回路への電流をOFFにすることにより、電圧検出回路に予め設定した電圧値以上とならないように電圧が制御される。
また、電流制御回路により整流回路出力から電圧平滑回路への電流がOFFにされている時間は、平滑回路内の平滑コンデンサ11に蓄えられた電力が負荷に供給されるため、負荷には途切れなく電力が供給される。
平滑コンデンサ11に蓄えられた電力が減少すると、電圧平滑回路の電圧が低下するため、電圧検出回路の過電圧検出信号がOFFになり、電流制御回路は、整流回路から電圧平滑回路へ電流を再びONにする制御を行う。
これにより、負荷に供給する電圧を、許容できる上限以下の電圧で安定させることができる。
Here, when the output voltage of the rectifier circuit is equal to or higher than a voltage value preset in the voltage detection circuit, an excessive voltage signal is sent from the voltage detection circuit to the current control circuit.
When the current control circuit receives the excessive voltage signal, the current control circuit turns off the current to the voltage smoothing circuit, so that the voltage is controlled so as not to exceed the voltage value preset in the voltage detection circuit.
In addition, during the time when the current from the rectifier circuit output to the voltage smoothing circuit is turned off by the current control circuit, the power stored in the smoothing capacitor 11 in the smoothing circuit is supplied to the load, so the load is not interrupted. Power is supplied.
When the power stored in the smoothing capacitor 11 decreases, the voltage of the voltage smoothing circuit decreases, so the overvoltage detection signal of the voltage detection circuit is turned OFF, and the current control circuit turns the current from the rectifier circuit to the voltage smoothing circuit again. Control to turn on.
Thereby, the voltage supplied to the load can be stabilized at a voltage equal to or lower than an allowable upper limit.

図4は、本実施例の非接触給電装置における整流回路の出力電圧と負荷との関係を示したグラフであり、負荷の増加に伴って整流回路の出力電圧が下がることを示している。
このグラフより、負荷に対し整流回路の出力電圧が決定されることを利用し、図3のFET7で構成される電圧検出回路の検出電圧の設定を最大負荷時の整流回路の出力電圧値に合わせる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the output voltage of the rectifier circuit and the load in the non-contact power feeding apparatus of the present embodiment, and shows that the output voltage of the rectifier circuit decreases as the load increases.
From this graph, using the fact that the output voltage of the rectifier circuit is determined for the load, the setting of the detection voltage of the voltage detection circuit constituted by the FET 7 of FIG. 3 is matched to the output voltage value of the rectification circuit at the maximum load. .

図5に、整流回路の出力電圧と、電流制御回路の出力のON−OFF状態と、電圧平滑回路の電圧とを示す。
全波整流された整流回路の出力電圧に関係なく、電圧検出回路に予め設定した出力電圧設定値以上となったとき、電流制御回路の出力がOFF状態となり、平滑回路に出力電圧設定値以上の電圧にならないように制御される。
負荷が大きいときには、図4で示したように、整流回路の出力電圧が低下するため、電流制御回路のONの時間が長くなり、無負荷状態から最大負荷状態までの電圧を一定とすることが可能となる。
FIG. 5 shows the output voltage of the rectifier circuit, the ON / OFF state of the output of the current control circuit, and the voltage of the voltage smoothing circuit.
Regardless of the output voltage of the rectified circuit that has been full-wave rectified, when the output voltage setting value preset in the voltage detection circuit is exceeded, the output of the current control circuit is turned off and the smoothing circuit exceeds the output voltage setting value. It is controlled not to become voltage.
When the load is large, as shown in FIG. 4, the output voltage of the rectifier circuit decreases, so the ON time of the current control circuit is lengthened, and the voltage from the no-load state to the maximum load state may be constant. It becomes possible.

なお、本実施例においては、スイッチング素子を、FET(電界効果トランジスタ)を使用場合について説明したが、このバイポーラトランジスタの代わりに、バイポーラトランジスタや絶縁ゲートトランジスタ(IGBT)でも使用可能である。また、FET6の動作電圧用にツェナーダイオードを使用しているがダイオードの順電圧等の一定電圧回路も使用可能である。   In this embodiment, the switching element is described as using a field effect transistor (FET), but a bipolar transistor or an insulated gate transistor (IGBT) can be used instead of the bipolar transistor. Further, although a Zener diode is used for the operating voltage of the FET 6, a constant voltage circuit such as a forward voltage of the diode can also be used.

以上、本発明の非接触給電装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。   As mentioned above, although the non-contact electric power feeder of this invention was demonstrated based on several Example, this invention is not limited to the structure described in the said Example, The structure described in each Example is combined suitably. For example, the configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.

本発明の非接触給電装置は、負荷に供給する電圧を装置が許容する上限電圧以下に抑制し、無負荷時の無効電流は可飽和リアクトルで抑制した、無負荷から全負荷までの領域で効率的な非接触給電を行うことができるという特性を有していることから、半導体工場等のクリーンルーム内で稼働する搬送装置の非接触給電装置の用途に好適に用いることができるほか、周囲温度が変化するような各種製造工場等の非接触給電装置としても広く用いることができる。   The contactless power supply device of the present invention suppresses the voltage supplied to the load below the upper limit voltage allowed by the device, and the reactive current at no load is suppressed by a saturable reactor, which is efficient in the region from no load to full load. In addition to being able to perform typical non-contact power feeding, it can be suitably used for non-contact power feeding device applications for transport devices operating in clean rooms such as semiconductor factories, and the ambient temperature is It can also be widely used as a non-contact power supply device in various manufacturing factories that change.

本発明の非接触給電装置の第1実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing the 1st example of the non-contact electric supply device of the present invention. 同実施例の整流回路の出力電圧と、電流制御回路の出力のON−OFF状態と、電圧平滑回路の電圧とを示し、(A)は軽負荷時における波形図、(B)は重負荷時における波形図である。The output voltage of the rectifier circuit of the same Example, the ON-OFF state of the output of a current control circuit, and the voltage of a voltage smoothing circuit are shown, (A) is a waveform diagram at the time of light load, (B) is at the time of heavy load FIG. 本発明の非接触給電装置の第2実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 2nd Example of the non-contact electric power feeder of this invention. 同実施例の整流回路の出力電圧と負荷との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the output voltage of the rectifier circuit of the Example, and load. 同実施例の整流回路の出力電圧と、電流制御回路の出力のON−OFF状態と、電圧平滑回路の電圧とを示し、(A)は軽負荷時における波形図、(B)は重負荷時における波形図である。The output voltage of the rectifier circuit of the same Example, the ON-OFF state of the output of a current control circuit, and the voltage of a voltage smoothing circuit are shown, (A) is a waveform diagram at the time of light load, (B) is at the time of heavy load FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 受電コイル
2 給電線
3 共振コンデンサ
4 可飽和リアクトル
5 整流素子
6 FET(電界効果トランジスタ)
7 FET(電界効果トランジスタ)
8 ツェナーダイオード
9 ダイオード
10 インダクタンス
11 平滑コンデンサ
12 負荷
13 フォトカプラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power receiving coil 2 Feeding line 3 Resonance capacitor 4 Saturable reactor 5 Rectifier 6 FET (field effect transistor)
7 FET (Field Effect Transistor)
8 Zener diode 9 Diode 10 Inductance 11 Smoothing capacitor 12 Load 13 Photocoupler

Claims (2)

地上設備から移動体に電磁誘導により非接触で電力を供給する非接触給電装置において、地上設備から電力を受電するための受電回路と、受電した交流電流を整流する整流回路と、電圧変動を抑える電圧平滑回路と、電圧平滑回路の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路からの信号に応じて整流回路から電圧平滑回路への電流を断続させる電流制御回路とを備えたことを特徴とする非接触給電装置。   In a non-contact power supply device that supplies electric power from a ground facility to a moving object by electromagnetic induction, a power receiving circuit that receives power from the ground facility, a rectifier circuit that rectifies the received AC current, and suppresses voltage fluctuations A voltage smoothing circuit, a voltage detection circuit for detecting a voltage of the voltage smoothing circuit, and a current control circuit for intermittently passing a current from the rectifier circuit to the voltage smoothing circuit in accordance with a signal from the voltage detection circuit A non-contact power feeding device. 地上設備から移動体に電磁誘導により非接触で電力を供給する非接触給電装置において、地上設備から電力を受電するための受電回路と、受電した交流電流を整流する整流回路と、整流回路にて整流した電圧平滑化する前の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧変動を抑える電圧平滑回路と、電圧検出回路からの信号に応じて整流回路から電圧平滑回路への電流を断続させる電流制御回路とを備えたことを特徴とする非接触給電装置。   In a non-contact power supply device that supplies electric power from a ground facility to a moving body by electromagnetic induction, a power receiving circuit for receiving power from the ground facility, a rectifier circuit that rectifies the received AC current, and a rectifier circuit Voltage detection circuit that detects a voltage before rectified voltage smoothing, a voltage smoothing circuit that suppresses voltage fluctuation, and a current control circuit that interrupts current from the rectification circuit to the voltage smoothing circuit according to a signal from the voltage detection circuit And a non-contact power feeding device.
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