非接触功率传输装置制造方法及图纸

非接触功率传输装置，包括电源部分，具有信号传输次级线圈，其不以电或磁方式耦合到功率传输初级线圈，用作开关元件的反馈线圈；负载部分具有功率传输次级线圈，其布置使得当将负载部分连到电源部分上时与功率传输初级线圈相对；还具有信号传输初级线圈，当负载部分连到电源部分上时，其与信号传输次级线圈相对。未将负载部分连到电源部分上时，信号传输次级线圈中不感应电压，以断续方式实现开关元件的开关。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于电气设备的非接触功率传输装置，该装置适于在蓄电池充电器中或者用水设施例如浴室中采用。迄今，普遍采用一种非接触功率传输装置，其中分别提供有的电源部分和负载部分，电源部分具有功率传输用初级线圈，负载部分具有功率传输用次级线圈，当将负载部分连到电源部分上时，该初级线圈和次级线圈彼此磁耦合，利用电磁感应由自振荡式电源部分传输功率到负载部分。该非接触功率传输装置应用于特别是在用水设施中采用的电气设备中。在这种非接触功率传输装置中，最好当未将负载部分连到电源部分上时，电源部分中的自振荡中止，或者自振荡被削弱。这是因为，如果虽然未将负载部分连到电源部分上，但仍持续自振荡，则由电源部分产生功率损耗、导致能量损耗，以及相应地，如果一金属物件布置在靠近电源部分，由于感应加热作用，金属物件会被加热。为了克服这一难题，本
已提出如下的非接触功率传输装置除了功率传输用线圈外，还设有一对信号线圈。当将负载部分连到电源部分上时，利用电源部分和负载部分中的一对功率传输用线圈的电磁感应向负载部分传输功率，该功率用于驱动负载部分的控制电路。利用该对信号线圈，由控制电路输出的控制信号从负载部分返回到电源部分。根据这样返回的控制信号控制振荡运行，从而检测对准的负载部分(参照日本专利公开第平6-311658号)。在该日本专利公开第平6-311558号中如上所述的装置中，需要附加提供一用于检测负载部分的电路，以及用于控制振荡的电路。因此，它的电路不可避免地复杂，即该装置制造成本高。另一方面，日本专利公开第平6-1768464号公开了一种电路相对简单的非接触功率传输装置。该装置对于负载部分的谐振频率和电源部分的振荡频率进行同步控制，并适用于在电源部分和负载部分之间存在气隙的情况。因此，在该装置中，即使未将负载部分连到电源部分上时，在电源部分中也持续产生振荡。因此，该装置与通过检测负载部分来中止或弱化振荡的装置不同。根据以上介绍明显看出，强烈需求这样一种非接触功率传输装置，其中在未将负载部分连到电源部分上的情况下，能由一简单电路中止或弱化电源部分中的振荡。因此，本专利技术的目的是解决常规非接触功率传输装置存在的上述难题。更确切地说，本专利技术的目的是提供这样一种非接触功率传输装置，其中新设计一种自振荡反馈环路，使得该电路简单，当未将负载部分连到电源部分上时，消弱电源部分的自振荡。根据本专利技术，提供的一种非接触功率传输装置包含(A)电源部分，其包含一电压源；一连接到所述电压源上的起动电阻；一连接到所述电压源上的第一电容器；一功率传输用初级线圈；一信号传输用次级线圈，其不仅不以电方式而且不以磁方式耦合到所述功率传输用初级线圈；以及一开关元件，其具有控制极；其中所述起动电阻和所述第一电容器向所述开关的所述控制极提供偏置电压，当提供到所述控制极上的所述偏置电压变得高于一阈值电压时，所述开关元件将来自所述电压源的电流转换到所述功率传输用初级线圈；以及(B)负载部分，其包含功率传输用次级线圈；以及信号传输用初级线圈，其以电方式或磁方式耦合到所述功率传输用次级线圈，其中当将所述负载部分连到所述电源部分上时，所述功率传输用初级线圈和所述功率传输用次级线圈彼此磁耦合，使得利用电磁感应使功率由所述电源部分传输到所述负载部分，所述信号传输用次级线圈作为反馈线圈以磁方式耦合到所述信号传输用初级线圈并以电方式耦合到所述控制极，以及所述功率传输用初级线圈、所述功率传输用次级线圈、所述信号传输用初级线圈和信号传输用次级线圈构成一反馈环路。在将负载部分连到电源部分上的情况下，由电压源经过起动电阻向第一电容器充电，以及由于这一充电电压形成的偏置电压提供到开关元件的控制极，以使开关元件导通。当开关元件按照上述方式导通时，在功率传输用初级线圈中感应电压。由于这一感应电压，在信号传输用初级线圈中感应电压，而该初级线圈以电方式或者磁方式耦合到功率传输用初级线圈。由于这一感应电压，在电源部分中以磁方式耦合到信号传输用初级线圈的信号传输用次级线圈中感应电压。这一信号传输用次级线圈电连接到开关元件的控制极，作为反馈线圈，以及功率传输用初级线圈、功率传输用次级线圈、信号传输用初级线圈和信号传输用次级线圈构成自振荡电路中的反馈环路，因此，利用开关元件连续地进行线圈电流的开关。另一方面，在未将负载部分连到电源部分上的情况下，即使开关元件导通电流流过功率传输用初级线圈，信号传输用次级线圈不仅不以电方式而且不以磁方式耦合到功率传输用初级线圈，功率传输用初级线圈、功率传输用次级线圈、信号传输用初级线圈以及信号传输用次级线圈不构成自振荡电路的反馈环路。因此，在反馈线圈中即信号传输用次级线圈中不感应电压。因此，仅当通过起动电阻向偏置电压电路中的电容器充电时产生的偏置电压达到开关元件的阈值电压时，开关元件才导通。因此，仅以断续方式由开关元件进行线圈电流的开关。因此，当未将负载部分连到电源部分上时，利用简单电路降低了自振荡的强度。最好，负载部分有一控制电路，其连接到信号传输用初级线圈，并控制信号传输用初级线圈的电压电平。在将负载部分连到电源部分上的情况下，信号传输用初级线圈的电压电平是受控的。因此，电源部分中用作反馈线圈的信号传输用次级线圈中的感应电压电平是受控的。因此，例如通过增加感应电压电平，振荡强度提高；即可以控制自振荡电路的振荡。再者，最好电源部分具有一与功率传输用初级线圈并联的第二电容器。在这种情况下，与功率传输用初级线圈并联的第二电容器构成一谐振电路，使得随着将负载部分连到电源部分上，高效率实现自振荡。再者，信号传输用次级线圈可以布置在功率传输用初级线圈的磁通环路外侧，以及可以按这样一种方式布置信号传输用初级线圈，即随着将负载部分连到电源部分上，信号传输用初级线圈与信号传输用次级线圈相面对。在这种情况下，信号传输用次级线圈布置在功率传输用初级线圈的磁通环路的外侧，使得该电路以简单方式实现信号传输用次级线圈不仅不以电方式而且不以磁方式耦合到功率传输用初级线圈。另一方面，随着负载部分连到电源部分上，信号传输用初级线圈的布置与信号传输用次级线圈相面对，使得当将负载部分连到电源部分上时，利用简单电路，信号传输用初级线圈与信号传输用次级线圈彼此磁耦合。再者，信号传输用次级线圈可以布置在功率传输用初级线圈的磁通环路内侧，信号传输用初级线圈可以按这样一种方式布置，即随着负载部分连到电源部分，信号传输用初级线圈与信号传输用次级线圈相面对。在这种情况下，信号传输用次级线圈布置在功率传输用初级线圈的磁通环路的内侧，使得该电路以简单方式实现信号传输用次级线圈不仅不以电方式而且不以磁方式耦合到功率传输用初级线圈。另一方面，随着将负载部分连到电源部分上，信号传输用初级线圈与信号传输用次级线圈相面对，使得当将负载部分连到电源部分上时，利用简单电路，使信号传输用初级线圈和信号传输用次级线圈彼此磁耦合。在附图中附图说明图1是表示构成本专利技术的一实施例的非接触功率传输装置的电路图；图2A是表示在电源部分和负载部分中的被分解的线圈的图，图2B是表示组装后的线圈的图；图3是在电源部分和在负载部分中的由磁通磁耦合在一起的线圈的示意断面图；图4是表示在负载部分连到电源部分的情况下在电源部分中的不同点处的波形的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触功率传输装置，包含： （Ａ）电源部分，包含： 一电压源； 一连接到所述电压源的起动电阻； 一连接到所述电压源的第一电容器； 一功率传输用初级线圈； 一功率传输用次级线圈，其不仅不以电方式而且不以磁方式耦合到所述功率传输用初级线圈；以及 一开关元件，其具有一控制极，其中所述起动电阻和所述第一电容器向所述开关元件的所述控制极提供偏置电压，以及当提供到所述控制极上的偏置电压变得高于一阈值电压时，所述开关元件将来自所述电压源的电流转换到所述功率传输用初级线圈；以及 （Ｂ）负载部分，包含： 一功率传输用次级线圈；以及 一信号传输用初级线圈，其以电方式或磁方式耦合到所述功率传输用次级线圈， 其中，当所述负载部分连到所述电源部分上时， 所述功率传输用初级线圈和所述功率传输用次级线圈彼此磁耦合，使得通过电磁感应功率由所述电源部分传输到所述负载部分， 所述信号传输用次级线圈磁耦合到所述信号传输用初级线圈并作为一个反馈线圈电耦合到所述控制极，以及 所述功率传输用初级线圈，所述功率传输用次级线圈、所述信号传输用初级线圈和所述信号传输用次级线圈形成一反馈环路。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂本浩，安倍秀明，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，坂本浩，
类型：发明
国别省市：JP[日本]