JP2014003562A - Switch circuit and power transmission device having switch circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチ回路及び該スイッチ回路を備える電界結合型の電力伝送システムの送電装置に関する。 The present invention relates to a switch circuit and a power transmission device of an electric field coupling type power transmission system including the switch circuit.
近年、非接触で電力を伝送する電子機器が多々開発されている。非接触で電力を伝送する方式として、送電ユニット及び受電ユニットの小型化の観点から、容量結合型の電力伝送システムが採用される機会が増えている。 In recent years, many electronic devices that transmit power without contact have been developed. As a system for transmitting power in a non-contact manner, there is an increased opportunity for adopting a capacitively coupled power transmission system from the viewpoint of miniaturization of a power transmission unit and a power reception unit.
例えば特許文献1には、送電ユニット側に送電電極を格子状に配置してあり、受電ユニットに設けてある受電電極に対向する位置の送電電極に対して電力を供給するようスイッチ回路で切り換えることができる電力伝送システム(容量結合型充電器)が開示されている。図16は、従来の容量結合型充電器の構成を示す模式図である。
For example, in
図16では、送電台(送電装置)1の携帯端末(受電装置)2を載置する面に格子状に配置された矩形状の結合電極4のうち、受電装置2が載置される領域の結合電極4に通電するよう電源回路100との接続状態をスイッチ回路104で切り換えている。これにより、通電された結合電極4は送電電極として機能する。また、特許文献2には、半導体素子を用いた交流スイッチ回路が開示されている。図17は、従来の交流スイッチ回路の構成を示す例示図である。
In FIG. 16, of the
図17(a)は、逆並列サイリスタを用いた従来の交流スイッチ回路の例示図である。サイリスタSCR1、SCR2に付与されるゲート信号により、端子Uと端子Xとの間に印加される交流の位相を制御する。しかし、図17(a)に示す交流スイッチ回路の応答は速くない。図17(b)は、トランジスタとダイオードとを用いた従来の交流スイッチ回路の例示図である。 FIG. 17A is an exemplary diagram of a conventional AC switch circuit using an antiparallel thyristor. The phase of the alternating current applied between the terminal U and the terminal X is controlled by a gate signal applied to the thyristors SCR1 and SCR2. However, the response of the AC switch circuit shown in FIG. FIG. 17B is an exemplary diagram of a conventional AC switch circuit using a transistor and a diode.
図17(b)に示すスイッチ回路SW1、SW2では、トランジスタTr1とダイオードD11とが直列に接続され、トランジスタTr1とダイオードD12とが逆並列に接続されている。同様に、トランジスタTr2とダイオードD21とが直列に接続され、トランジスタTr2とダイオードD22とが逆並列に接続されている。端子Uから端子Xの方向に流れる電流はトランジスタTr1をオンオフ制御することで、端子Xから端子Uの方向に流れる電流はトランジスタTr2をオンオフ制御することで、それぞれ導通を制御している。 In the switch circuits SW1 and SW2 shown in FIG. 17B, the transistor Tr1 and the diode D11 are connected in series, and the transistor Tr1 and the diode D12 are connected in antiparallel. Similarly, the transistor Tr2 and the diode D21 are connected in series, and the transistor Tr2 and the diode D22 are connected in antiparallel. The current flowing from the terminal U to the terminal X controls on / off of the transistor Tr1, and the current flowing from the terminal X to the terminal U controls on / off of the transistor Tr2, thereby controlling conduction.
しかし、容量結合型の電力伝送システムにおいて、電源回路100との接続状態を切り換えるスイッチ回路104には、数百V〜数kV程度の高電圧に対する耐性が要求される。半導体スイッチで対応する場合、特殊なプロセスが必要であったり、サイズが大きくなったり、安価で小型化されたスイッチ回路を構成することが困難であるという問題点があった。
However, in the capacitively coupled power transmission system, the
また、半導体素子を用いて交流スイッチ回路SW1、SW2を構成する場合、例えば交流スイッチ回路SW1、SW2を構成するトランジスタTr1、Tr2の端子間の浮遊容量が大きくなり、端子Uと端子Xとの間が容量短絡されるおそれがあった。このため、送電電極に高い電圧を供給した場合、送電電極をオフ状態に切り換えることができないおそれがあるという問題点があった。 Further, when the AC switch circuits SW1 and SW2 are configured using semiconductor elements, for example, the stray capacitance between the terminals of the transistors Tr1 and Tr2 constituting the AC switch circuits SW1 and SW2 increases, and the terminal U and the terminal X are connected. There was a risk of short-circuiting the capacitor. For this reason, when a high voltage is supplied to the power transmission electrode, there is a problem that the power transmission electrode may not be switched to an off state.
確実に高い電圧に対する耐性を確保するには、例えばリードスイッチ、リレー等を採用せざるを得ず、装置全体として小型化、低コスト化が困難になるという問題点もあった。 In order to ensure the resistance to a high voltage without fail, for example, a reed switch, a relay or the like must be adopted, and there is a problem that it is difficult to reduce the size and cost of the entire apparatus.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で電圧に対する耐性の高い、半導体を用いたスイッチ回路及び該スイッチ回路を備える送電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a switch circuit using a semiconductor having a simple configuration and high resistance to a voltage, and a power transmission device including the switch circuit.
上記目的を達成するために本発明に係るスイッチ回路は、第一の入出力端子と第二の入出力端子との間に、エミッタ同士又はコレクタ同士が互いに接続されている一対のトランジスタが接続され、該一対のトランジスタのエミッタ同士が接続されている場合、コレクタと前記第一の入出力端子との間、及びコレクタと前記第二の入出力端子との間に、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第一のダイオードが、エミッタと前記第一の入出力端子との間、及びエミッタと前記第二の入出力端子との間に、前記第一のダイオードとは逆極性の第二のダイオードが、それぞれ接続され、前記一対のトランジスタのコレクタ同士が接続されている場合、エミッタと前記第一の入出力端子との間、及びエミッタと前記第二の入出力端子との間に、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第三のダイオードが、コレクタと前記第一の入出力端子との間、及びコレクタと前記第二の入出力端子との間に、前記第三のダイオードとは逆極性の第四のダイオードが、それぞれ接続され、前記一対のトランジスタのベースに供給される電流を制御回路で制御することより前記一対のトランジスタのオンオフの切り換えを制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a switch circuit according to the present invention includes a pair of transistors in which emitters or collectors are connected to each other between a first input / output terminal and a second input / output terminal. When the emitters of the pair of transistors are connected to each other, the polarities are in the direction of current flow between the collector and the first input / output terminal and between the collector and the second input / output terminal, respectively. A first diode having a polarity opposite to that of the first diode between the emitter and the first input / output terminal and between the emitter and the second input / output terminal. Are connected, and the collectors of the pair of transistors are connected to each other, between the emitter and the first input / output terminal and between the emitter and the second input / output terminal. A third diode having a polarity in the direction in which each current flows is between the collector and the first input / output terminal and between the collector and the second input / output terminal. The fourth diodes having opposite polarities are connected to each other, and the on / off switching of the pair of transistors is controlled by controlling the current supplied to the bases of the pair of transistors by a control circuit.
上記構成では、一対のトランジスタのベースに供給する電流を制御回路で制御することにより、一対のトランジスタのオンオフを切り換えることができるので、制御回路による電流の制御に応じて交流電流のオンオフを制御することが可能となる。また、トランジスタとダイオードとを直列に接続することにより浮遊容量を抑制することができるので、高電圧・高周波の信号が入力された場合であってもスイッチ回路として正しく動作することが可能となる。 In the above configuration, the current supplied to the bases of the pair of transistors is controlled by the control circuit, so that the pair of transistors can be turned on and off. Therefore, the on / off of the alternating current is controlled according to the current control by the control circuit. It becomes possible. In addition, since the stray capacitance can be suppressed by connecting the transistor and the diode in series, even when a high-voltage / high-frequency signal is input, the transistor can operate correctly.
また、本発明に係るスイッチ回路は、前記制御回路の代わりに、前記一対のトランジスタのベースとエミッタとの間に、前記一対のトランジスタのオンオフを切り換えるオンオフスイッチが接続され、前記一対のトランジスタのベースとコレクタとの間に、それぞれ抵抗素子が接続されていることが好ましい。 In the switch circuit according to the present invention, an on / off switch for switching on and off of the pair of transistors is connected between a base and an emitter of the pair of transistors instead of the control circuit, and the bases of the pair of transistors are connected. It is preferable that a resistance element is connected between each of the transistors and the collector.
上記構成では、オンオフスイッチの操作により交流電流のオンオフを制御することができる。また、トランジスタとダイオードとを直列に接続することにより浮遊容量を抑制することができるので、高電圧・高周波の信号が入力された場合であってもスイッチ回路として正しく動作することが可能となる。 In the above configuration, the on / off of the alternating current can be controlled by operating the on / off switch. In addition, since the stray capacitance can be suppressed by connecting the transistor and the diode in series, even when a high-voltage / high-frequency signal is input, the transistor can operate correctly.
また、本発明に係るスイッチ回路は、前記一対のトランジスタは、それぞれ同極性に直列に接続された複数のトランジスタで構成された2つのトランジスタ列であり、前記オンオフスイッチを接続する場合には、トランジスタ列内の隣接するトランジスタのベース同士が抵抗素子を介して互いに接続されていることが好ましい。 Further, in the switch circuit according to the present invention, the pair of transistors are two transistor arrays each composed of a plurality of transistors connected in series with the same polarity, and when the on / off switch is connected, the transistors It is preferable that bases of adjacent transistors in the column are connected to each other via a resistance element.
上記構成では、複数のトランジスタが直列に接続されていることから浮遊容量を大きく抑制することができ、高電圧・高周波の信号が入力された場合であってもスイッチ回路として正しく動作することが可能となる。 With the above configuration, stray capacitance can be greatly suppressed because a plurality of transistors are connected in series, and even when a high-voltage / high-frequency signal is input, it can operate correctly as a switch circuit. It becomes.
次に、上記目的を達成するために本発明に係る送電装置は、少なくとも受動電圧と、該受動電圧より高い能動電圧を発する電源回路と、複数の送電電極と、該送電電極ごとに受動電圧又は能動電圧のいずれかを供給するよう前記電源回路との接続状態を切り換える、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のスイッチ回路と、該スイッチ回路の切り換えを制御する制御回路とを備え、少なくとも2つの前記スイッチ回路の第二の入出力端子が前記送電電極に接続され、一方の前記スイッチ回路の第一の入出力端子には能動電圧が供給され、他方の前記スイッチ回路の第一の入出力端子には受動電圧が供給されることを特徴とする。
Next, in order to achieve the above object, a power transmission device according to the present invention includes at least a passive voltage, a power supply circuit that generates an active voltage higher than the passive voltage, a plurality of power transmission electrodes, and a passive voltage or A switch circuit according to any one of
上記構成では、トランジスタとダイオードとを直列に接続することにより浮遊容量を抑制することができるスイッチ回路を備えているので、リードスイッチ、リレー等を採用する必要がなく、送電装置全体として小型化することができる。 In the above configuration, since the switch circuit that can suppress the stray capacitance by connecting the transistor and the diode in series is provided, it is not necessary to employ a reed switch, a relay, or the like, and the power transmission device is downsized as a whole. be able to.
本発明に係るスイッチ回路では、一対のトランジスタのベースに供給する電流を制御回路で制御することにより、一対のトランジスタのオンオフを切り換えることができるので、制御回路による電流の制御に応じて交流電流のオンオフを制御することが可能となる。また、トランジスタとダイオードとを直列に接続することにより浮遊容量を抑制することができるので、高電圧・高周波の信号が入力された場合であってもスイッチ回路として正しく動作することが可能となる。また、本発明に係るスイッチ回路を、非接触の電力伝送システムの送電装置に備えることにより、リードスイッチ、リレー等を採用する必要がなく、送電装置全体として小型化することが可能となる。 In the switch circuit according to the present invention, the current supplied to the bases of the pair of transistors is controlled by the control circuit, so that the pair of transistors can be turned on and off. It is possible to control on / off. In addition, since the stray capacitance can be suppressed by connecting the transistor and the diode in series, even when a high-voltage / high-frequency signal is input, the transistor can operate correctly. In addition, by providing the switch circuit according to the present invention in a power transmission device of a non-contact power transmission system, it is not necessary to employ a reed switch, a relay or the like, and the power transmission device as a whole can be downsized.
以下、本発明の実施の形態に係るスイッチ回路及び該スイッチ回路を備える送電装置を用いた電力伝送システムについて、図面を用いて具体的に説明する。以下の実施の形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、実施の形態の中で説明されている特徴的事項の組み合わせの全てが解決手段の必須事項であるとは限らないことは言うまでもない。 Hereinafter, a power transmission system using a switch circuit according to an embodiment of the present invention and a power transmission device including the switch circuit will be specifically described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention described in the claims, and all combinations of characteristic items described in the embodiments are essential to the solution. It goes without saying that it is not limited.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るスイッチ回路の概略構成を示す模式回路図である。本実施の形態1に係るスイッチ回路は、第一の入出力端子P1と第二の入出力端子P2との間に一対のNPN型のトランジスタTr1、Tr2が接続されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a schematic configuration of a switch circuit according to
図1の例では、一対のNPN型のトランジスタTr1、Tr2のエミッタ同士が接続されており、コレクタはそれぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2へ接続されている。トランジスタTr1、Tr2のコレクタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第一のダイオードD1、D2が接続されている。また、トランジスタTr1、Tr2のエミッタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、第一のダイオードD1、D2とは逆極性の第二のダイオードD3、D4が接続されている。 In the example of FIG. 1, the emitters of a pair of NPN transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other, and the collectors are connected to a first input / output terminal P1 and a second input / output terminal P2, respectively. Connected between the collectors of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2 are first diodes D1 and D2 each having polarity in the direction of current flow. Further, between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, there are second diodes D3 and D4 having a polarity opposite to that of the first diodes D1 and D2. It is connected.
トランジスタTr1、Tr2のベース端子P3、P4には、制御回路102が接続されており、トランジスタTr1、Tr2のベースに供給される電流を制御回路102で制御することにより、トランジスタTr1、Tr2のオンオフを切り換える。すなわち、制御回路102により、ベース端子P3、P4にオフ信号が供給された場合には交流電流が遮断され、オン信号が供給された場合には交流電流が流れる。
A
もちろん、制御回路102の代わりに、オンオフスイッチを接続しても良い。図2は、本発明の実施の形態1に係るスイッチ回路の、オンオフスイッチを接続した場合の概略構成を示す模式回路図である。
Of course, an on / off switch may be connected instead of the
図2の例では、図1と同様に、一対のNPN型のトランジスタTr1、Tr2のエミッタ同士が接続されており、コレクタはそれぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2へ接続されている。トランジスタTr1、Tr2のコレクタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第一のダイオードD1、D2が接続されている。また、トランジスタTr1、Tr2のエミッタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、第一のダイオードD1、D2とは逆極性の第二のダイオードD3、D4が接続されている。 In the example of FIG. 2, as in FIG. 1, the emitters of a pair of NPN transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other, and the collectors are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively. Has been. Connected between the collectors of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2 are first diodes D1 and D2 each having polarity in the direction of current flow. Further, between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, there are second diodes D3 and D4 having a polarity opposite to that of the first diodes D1 and D2. It is connected.
トランジスタTr1、Tr2のベースは、それぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2に接続されるとともに、互いに接続されている。トランジスタTr1、Tr2のベースとコレクタとの間には、それぞれ抵抗素子R1、R2が接続されている。 The bases of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively, and to each other. Resistive elements R1 and R2 are connected between the bases and collectors of the transistors Tr1 and Tr2, respectively.
オンオフスイッチS1は、トランジスタTr1、Tr2のベースとエミッタとの間に接続されており、トランジスタTr1、Tr2のベースに供給される電流を制御する。すなわち、オンオフスイッチS1がオン状態となった場合に交流電流が遮断され、オフ状態となった場合に交流電流が流れる。 The on / off switch S1 is connected between the bases and emitters of the transistors Tr1 and Tr2, and controls the current supplied to the bases of the transistors Tr1 and Tr2. That is, the alternating current is interrupted when the on / off switch S1 is turned on, and the alternating current flows when the on / off switch S1 is turned off.
また、トランジスタTr1、Tr2はNPN型のトランジスタに限定されるものではなく、PNP型のトランジスタであっても良い。図3は、本発明の実施の形態1に係るスイッチ回路の他の構成を示す模式回路図である。図3に示すスイッチ回路は、第一の入出力端子P1と第二の入出力端子P2との間に一対のPNP型のトランジスタTr1、Tr2が接続されている。
The transistors Tr1 and Tr2 are not limited to NPN type transistors, but may be PNP type transistors. FIG. 3 is a schematic circuit diagram showing another configuration of the switch circuit according to
図3の例では、一対のPNP型のトランジスタTr1、Tr2のエミッタ同士が接続されており、コレクタはそれぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2へ接続されている。トランジスタTr1、Tr2のコレクタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第一のダイオードD1、D2が接続されている。また、トランジスタTr1、Tr2のエミッタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、第一のダイオードD1、D2とは逆極性の第二のダイオードD3、D4が接続されている。 In the example of FIG. 3, the emitters of a pair of PNP transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other, and the collectors are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively. Connected between the collectors of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2 are first diodes D1 and D2 each having polarity in the direction of current flow. Further, between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, there are second diodes D3 and D4 having a polarity opposite to that of the first diodes D1 and D2. It is connected.
トランジスタTr1、Tr2のベース端子P3、P4には、制御回路102が接続されており、トランジスタTr1、Tr2のベースに供給される電流を制御回路102で制御することにより、トランジスタTr1、Tr2のオンオフを切り換える。すなわち、制御回路102により、ベース端子P3、P4にオフ信号が供給された場合には交流電流が遮断され、オン信号が供給された場合には交流電流が流れる。
A
もちろん、制御回路102の代わりに、オンオフスイッチを接続しても良い。図4は、本発明の実施の形態1に係るスイッチ回路の、オンオフスイッチを接続した場合の他の構成を示す模式回路図である。
Of course, an on / off switch may be connected instead of the
図4の例では、図3と同様に、一対のPNP型のトランジスタTr1、Tr2のエミッタ同士が接続されており、コレクタはそれぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2へ接続されている。トランジスタTr1、Tr2のコレクタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第一のダイオードD1、D2が接続されている。また、トランジスタTr1、Tr2のエミッタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、第一のダイオードD1、D2とは逆極性の第二のダイオードD3、D4が接続されている。 In the example of FIG. 4, as in FIG. 3, the emitters of a pair of PNP transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other, and the collectors are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively. Has been. Connected between the collectors of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2 are first diodes D1 and D2 each having polarity in the direction of current flow. Further, between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, there are second diodes D3 and D4 having a polarity opposite to that of the first diodes D1 and D2. It is connected.
トランジスタTr1、Tr2のベースは、それぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2に接続されるとともに、互いに接続されている。トランジスタTr1、Tr2のベースとコレクタとの間には、それぞれ抵抗素子R1、R2が接続されている。 The bases of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively, and to each other. Resistive elements R1 and R2 are connected between the bases and collectors of the transistors Tr1 and Tr2, respectively.
オンオフスイッチS1は、トランジスタTr1、Tr2のベースとエミッタとの間に接続されており、トランジスタTr1、Tr2のベースに供給される電流を制御する。すなわち、オンオフスイッチS1がオン状態となった場合に交流電流が遮断され、オフ状態となった場合に交流電流が流れる。 The on / off switch S1 is connected between the bases and emitters of the transistors Tr1 and Tr2, and controls the current supplied to the bases of the transistors Tr1 and Tr2. That is, the alternating current is interrupted when the on / off switch S1 is turned on, and the alternating current flows when the on / off switch S1 is turned off.
以上のように本実施の形態1によれば、一対のトランジスタのベースに供給される電流を制御回路で制御することにより、一対のトランジスタのオンオフを切り換えることが可能となる。また、トランジスタとダイオードとを直列に接続することにより浮遊容量を抑制することができるので、高電圧・高周波の信号が入力された場合であってもスイッチ回路として正しく動作することが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to switch the pair of transistors on and off by controlling the current supplied to the bases of the pair of transistors with the control circuit. In addition, since the stray capacitance can be suppressed by connecting the transistor and the diode in series, even when a high-voltage / high-frequency signal is input, the transistor can operate correctly.
なお、本実施の形態1では、一対のトランジスタTr1、Tr2を接続する場合を例に挙げて説明しているが、複数のトランジスタをそれぞれ同極性に直列に接続したトランジスタ列を、一対のトランジスタとして接続しても良い。図1に示すように、制御回路102を接続する場合、各トランジスタ列の複数のトランジスタのベースはそれぞれベース端子P3、P4に接続する。
In the first embodiment, the case where a pair of transistors Tr1 and Tr2 are connected is described as an example. However, a transistor row in which a plurality of transistors are connected in series with the same polarity is used as a pair of transistors. You may connect. As shown in FIG. 1, when the
また、制御回路102の代わりにオンオフスイッチを接続する場合、トランジスタ列内の隣接するトランジスタのベース同士が抵抗素子を介して互いに接続される。図5は、本発明の実施の形態1に係るスイッチ回路の、2つのトランジスタ列及びオンオフスイッチを接続した場合の概略構成を示す模式回路図である。
When an on / off switch is connected instead of the
図5に示すように、一対のトランジスタとして、複数のトランジスタTr3、Tr4、・・・、Tr1が、それぞれ同極性に直列に接続されたトランジスタ列と、複数のトランジスタTr6、Tr5、・・・、Tr2が、それぞれ該トランジスタ列とは逆極性に直列に接続されたトランジスタ列とが、第一の入出力端子P1と第二の入出力端子P2との間に接続されている。なお、各トランジスタ列内の隣接するトランジスタのベースは、抵抗素子R1、・・・、R4を介して接続されている。 As shown in FIG. 5, as a pair of transistors, a plurality of transistors Tr3, Tr4,..., Tr1 are connected in series with the same polarity, and a plurality of transistors Tr6, Tr5,. Tr2 is connected between the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2 with the transistor string connected in series with the opposite polarity to the transistor string. Note that the bases of adjacent transistors in each transistor row are connected via resistance elements R1,..., R4.
このように複数のトランジスタTr1〜Tr6を直列に接続することで、内部容量を大きく低減することができ、オンオフスイッチS1をオン状態とした場合に確実に交流電流を遮断することが可能となる。 By connecting the plurality of transistors Tr1 to Tr6 in series as described above, the internal capacitance can be greatly reduced, and the alternating current can be reliably interrupted when the on / off switch S1 is turned on.
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2に係るスイッチ回路の概略構成を示す模式回路図である。本実施の形態2に係るスイッチ回路は、第一の入出力端子P1と第二の入出力端子P2との間に一対のNPN型のトランジスタTr1、Tr2が接続されている。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a schematic circuit diagram showing a schematic configuration of the switch circuit according to
図6の例では、実施の形態1とは異なり、一対のNPN型のトランジスタTr1、Tr2のコレクタ同士が接続されており、エミッタはそれぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2へ接続されている。トランジスタTr1、Tr2のエミッタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第三のダイオードD5、D6が接続されている。また、トランジスタTr1、Tr2のコレクタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、第三のダイオードD5、D6とは逆極性を有する第四のダイオードD7、D8が接続されている。 In the example of FIG. 6, unlike the first embodiment, the collectors of a pair of NPN transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other, and the emitters are the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively. Connected to. Between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, third diodes D5 and D6 each having polarity in the direction of current flow are connected. Also, fourth diodes D7, D8 having a polarity opposite to that of the third diodes D5, D6 are provided between the collectors of the transistors Tr1, Tr2 and the first input / output terminal P1, the second input / output terminal P2. Is connected.
トランジスタTr1、Tr2のベース端子P3、P4には、制御回路102が接続されており、トランジスタTr1、Tr2のベースに供給される電流を制御回路102で制御することにより、トランジスタTr1、Tr2のオンオフを切り換える。すなわち、制御回路102により、ベース端子P3、P4にオフ信号が供給された場合には交流電流は遮断され、オン信号が供給された場合には交流電流が流れる。
A
もちろん、制御回路102の代わりに、オンオフスイッチを接続しても良い。図7は、本発明の実施の形態2に係るスイッチ回路の、オンオフスイッチを接続した場合の概略構成を示す模式回路図である。
Of course, an on / off switch may be connected instead of the
図7の例では、図6と同様に、一対のNPN型のトランジスタTr1、Tr2のコレクタ同士が接続されており、エミッタはそれぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2へ接続されている。トランジスタTr1、Tr2のエミッタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第三のダイオードD5、D6が接続されている。また、トランジスタTr1、Tr2のコレクタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、第三のダイオードD5、D6とは逆極性の第四のダイオードD7、D8が接続されている。 In the example of FIG. 7, as in FIG. 6, the collectors of a pair of NPN transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other, and the emitters are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively. Has been. Between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, third diodes D5 and D6 each having polarity in the direction of current flow are connected. Further, between the collectors of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, there are fourth diodes D7 and D8 having a polarity opposite to that of the third diodes D5 and D6. It is connected.
トランジスタTr1、Tr2のベースは、それぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2に接続されるとともに、互いに接続されている。トランジスタTr1、Tr2のベースとコレクタとの間には、抵抗素子R1、R2が、それぞれ接続されている。 The bases of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively, and to each other. Resistive elements R1 and R2 are connected between the bases and collectors of the transistors Tr1 and Tr2, respectively.
オンオフスイッチS2、S3は、トランジスタTr1、Tr2のベースとエミッタとの間に、それぞれ接続されており、トランジスタTr1、Tr2のベースに供給される電流を制御する。すなわち、オンオフスイッチS2、S3が両方ともオン状態となった場合に交流電流が遮断され、両方ともオフ状態となった場合に交流電流が流れる。 The on / off switches S2 and S3 are connected between the bases and emitters of the transistors Tr1 and Tr2, respectively, and control the current supplied to the bases of the transistors Tr1 and Tr2. That is, the alternating current is interrupted when both of the on / off switches S2 and S3 are turned on, and the alternating current flows when both are turned off.
なお、オンオフスイッチS2、S3と第三のダイオードD5、D6とは図7に示すように並列に接続されていても良いし、直列に接続されていても良い。図8は、本発明の実施の形態2に係るスイッチ回路の、オンオフスイッチを接続した場合の他の構成を示す模式回路図である。
Note that the on / off switches S2 and S3 and the third diodes D5 and D6 may be connected in parallel as shown in FIG. 7, or may be connected in series. FIG. 8 is a schematic circuit diagram showing another configuration of the switch circuit according to
図8の例でも、図6と同様に、一対のNPN型のトランジスタTr1、Tr2のコレクタ同士が接続されており、エミッタはそれぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2へ接続されている。トランジスタTr1、Tr2のエミッタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第三のダイオードD5、D6が接続されている。また、トランジスタTr1、Tr2のコレクタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、第三のダイオードD5、D6とは逆極性の第四のダイオードD7、D8が接続されている。 In the example of FIG. 8, as in FIG. 6, the collectors of a pair of NPN transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other, and the emitters are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively. Has been. Between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, third diodes D5 and D6 each having polarity in the direction of current flow are connected. Further, between the collectors of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, there are fourth diodes D7 and D8 having a polarity opposite to that of the third diodes D5 and D6. It is connected.
トランジスタTr1、Tr2のベースは、それぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2に接続されるとともに、互いに接続されている。トランジスタTr1、Tr2のベースとコレクタとの間には、それぞれ抵抗素子R1、R2が接続されている。 The bases of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively, and to each other. Resistive elements R1 and R2 are connected between the bases and collectors of the transistors Tr1 and Tr2, respectively.
オンオフスイッチS2、S3は、トランジスタTr1、Tr2のベースとエミッタとの間に、それぞれ接続されており、トランジスタTr1、Tr2のベースに供給される電流を制御する。すなわち、オンオフスイッチS2、S3が両方ともオン状態となった場合に交流電流が遮断され、両方ともオフ状態となった場合に交流電流が流れる。 The on / off switches S2 and S3 are connected between the bases and emitters of the transistors Tr1 and Tr2, respectively, and control the current supplied to the bases of the transistors Tr1 and Tr2. That is, the alternating current is interrupted when both of the on / off switches S2 and S3 are turned on, and the alternating current flows when both are turned off.
また、トランジスタTr1、Tr2は、NPN型のトランジスタに限定されるものではなく、PNP型のトランジスタであっても良い。図9は、本発明の実施の形態2に係るスイッチ回路の他の構成を示す模式回路図である。図9に示すスイッチ回路は、第一の入出力端子P1と第二の入出力端子P2との間に一対のPNP型のトランジスタTr1、Tr2が接続されている。
The transistors Tr1 and Tr2 are not limited to NPN transistors, and may be PNP transistors. FIG. 9 is a schematic circuit diagram showing another configuration of the switch circuit according to
図9の例では、一対のPNP型のトランジスタTr1、Tr2のコレクタ同士が接続されており、エミッタはそれぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2へ接続されている。トランジスタTr1、Tr2のエミッタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第三のダイオードD5、D6が接続されている。また、トランジスタTr1、Tr2のコレクタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、第三のダイオードD5、D6とは逆極性の第四のダイオードD7、D8が接続されている。 In the example of FIG. 9, the collectors of a pair of PNP transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other, and the emitters are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively. Between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, third diodes D5 and D6 each having polarity in the direction of current flow are connected. Further, between the collectors of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, there are fourth diodes D7 and D8 having a polarity opposite to that of the third diodes D5 and D6. It is connected.
トランジスタTr1、Tr2のベース端子P3、P4には、制御回路102が接続されており、トランジスタTr1、Tr2のベースに供給される電流を制御回路102で制御することにより、トランジスタTr1、Tr2のオンオフを切り換える。すなわち、制御回路102により、ベース端子P3、P4にオフ信号が供給された場合には交流電流が遮断され、オン信号が供給された場合には交流電流が流れる。
A
もちろん、制御回路102の代わりに、オンオフスイッチを接続しても良い。図10は、本発明の実施の形態2に係るスイッチ回路の、オンオフスイッチを接続した場合の他の構成を示す模式回路図である。
Of course, an on / off switch may be connected instead of the
図10の例では、図9と同様に、一対のPNP型のトランジスタTr1、Tr2のコレクタ同士が接続されており、エミッタはそれぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2へ接続されている。トランジスタTr1、Tr2のエミッタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第三のダイオードD5、D6が接続されている。また、トランジスタTr1、Tr2のコレクタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、第三のダイオードD5、D6とは逆極性の第四のダイオードD7、D8が接続されている。 In the example of FIG. 10, as in FIG. 9, the collectors of a pair of PNP transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other, and the emitters are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively. Has been. Between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, third diodes D5 and D6 each having polarity in the direction of current flow are connected. Further, between the collectors of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, there are fourth diodes D7 and D8 having a polarity opposite to that of the third diodes D5 and D6. It is connected.
トランジスタTr1、Tr2のベースは、それぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2に接続されるとともに、互いに接続されている。トランジスタTr1、Tr2のベースとコレクタとの間には、それぞれ抵抗素子R1、R2が接続されている。 The bases of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively, and to each other. Resistive elements R1 and R2 are connected between the bases and collectors of the transistors Tr1 and Tr2, respectively.
オンオフスイッチS2、S3は、トランジスタTr1、Tr2のベースとエミッタとの間に、それぞれ接続されており、トランジスタTr1、Tr2のベースに供給される電流を制御する。すなわち、オンオフスイッチS2、S3が両方ともオン状態となった場合に交流電流が遮断され、両方ともオフ状態となった場合に交流電流が流れる。 The on / off switches S2 and S3 are connected between the bases and emitters of the transistors Tr1 and Tr2, respectively, and control the current supplied to the bases of the transistors Tr1 and Tr2. That is, the alternating current is interrupted when both of the on / off switches S2 and S3 are turned on, and the alternating current flows when both are turned off.
なお、オンオフスイッチS2、S3と第三のダイオードD5、D6とは図10に示すように並列に接続されていても良いし、直列に接続されていても良い。図11は、本発明の実施の形態2に係るスイッチ回路の、オンオフスイッチを接続した場合の他の構成を示す模式回路図である。
The on / off switches S2 and S3 and the third diodes D5 and D6 may be connected in parallel as shown in FIG. 10 or may be connected in series. FIG. 11 is a schematic circuit diagram showing another configuration of the switch circuit according to
図11の例でも、図10と同様に、一対のPNP型のトランジスタTr1、Tr2のコレクタ同士が接続されており、エミッタはそれぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2へ接続されている。トランジスタTr1、Tr2のエミッタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第三のダイオードD5、D6が接続されている。また、トランジスタTr1、Tr2のコレクタと第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2との間には、第三のダイオードD5、D6とは逆極性の第四のダイオードD7、D8が接続されている。 In the example of FIG. 11, as in FIG. 10, the collectors of a pair of PNP transistors Tr1 and Tr2 are connected to each other, and the emitters are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively. Has been. Between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, third diodes D5 and D6 each having polarity in the direction of current flow are connected. Further, between the collectors of the transistors Tr1 and Tr2 and the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, there are fourth diodes D7 and D8 having a polarity opposite to that of the third diodes D5 and D6. It is connected.
トランジスタTr1、Tr2のベースは、それぞれ第一の入出力端子P1、第二の入出力端子P2に接続されるとともに、互いに接続されている。トランジスタTr1、Tr2のベースとコレクタとの間には、それぞれ抵抗素子R1、R2が接続されている。 The bases of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to the first input / output terminal P1 and the second input / output terminal P2, respectively, and to each other. Resistive elements R1 and R2 are connected between the bases and collectors of the transistors Tr1 and Tr2, respectively.
オンオフスイッチS2、S3は、トランジスタTr1、Tr2のベースとエミッタとの間に、それぞれ接続されており、トランジスタTr1、Tr2のベースに供給される電流を制御する。すなわち、オンオフスイッチS2、S3が両方ともオン状態になった場合に交流電流が遮断され、両方ともオフ状態となった場合に交流電流が流れる。 The on / off switches S2 and S3 are connected between the bases and emitters of the transistors Tr1 and Tr2, respectively, and control the current supplied to the bases of the transistors Tr1 and Tr2. That is, the alternating current is interrupted when both of the on / off switches S2 and S3 are turned on, and the alternating current flows when both are turned off.
以上のように本実施の形態2によれば、一対のトランジスタのベースに供給される電流を制御回路で制御することにより、一対のトランジスタのオンオフを切り換えることが可能となる。また、トランジスタとダイオードとを直列に接続することにより浮遊容量を抑制することができるので、高電圧・高周波の信号が入力された場合であってもスイッチ回路として正しく動作することが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, it is possible to switch the pair of transistors on and off by controlling the current supplied to the bases of the pair of transistors with the control circuit. In addition, since the stray capacitance can be suppressed by connecting the transistor and the diode in series, even when a high-voltage / high-frequency signal is input, the transistor can operate correctly.
なお、本実施の形態2では、一対のトランジスタTr1、Tr2が接続されている場合を例に挙げて説明しているが、実施の形態1と同様に、複数のトランジスタを、それぞれ同極性に直列に接続したトランジスタ列を、一対のトランジスタとして接続しても良い。複数のトランジスタを直列に接続することで、内部容量を大きく低減することができ、オンオフスイッチS2、S3を両方ともオフ状態とした場合に確実に交流を遮断することが可能となる。 In the second embodiment, the case where a pair of transistors Tr1 and Tr2 are connected is described as an example. However, as in the first embodiment, a plurality of transistors are connected in series with the same polarity. The transistor rows connected to may be connected as a pair of transistors. By connecting a plurality of transistors in series, the internal capacitance can be greatly reduced, and AC can be reliably cut off when both the on / off switches S2 and S3 are turned off.
また、上述した実施の形態1及び2において、電源(電源回路)100を介して制御回路102をベース端子P3、P4に接続しても良い。図12は、本発明の実施の形態に係るスイッチ回路の、電源100を接続した場合の概略構成を示す模式回路図である。図12では、図1に示す構成のスイッチ回路を用いているが、特にこれに限定されるものではなく、上述したどの構成のスイッチ回路を用いても良い。
In the first and second embodiments, the
図12に示すように、直流電源110にNPN型のトランジスタTr9を介して制御回路102が接続されており、容量素子C9、ダイオードD9、抵抗素子R9を接続することにより電源100が構成されている。トランジスタTr1,Tr2のベースに供給される電流を制御回路102で制御することにより、トランジスタTr1、Tr2のオンオフを切り換える。すなわち、制御回路102により、ベース端子P3、P4にオフ信号が供給された場合には交流電流が遮断され、オン信号が供給された場合には交流電流が流れる。
As shown in FIG. 12, a
(実施の形態3)
図13は、本発明の実施の形態3に係るスイッチ回路を備える送電装置を用いた電力伝送システムの構成を模式的に示すブロック図である。図14は、本発明の実施の形態3に係る送電装置を用いた電力伝送システムの等価回路図である。図13及び図14に示すように、電源(電源回路)100の比較的高電位である能動端子91に実施の形態1又は2のいずれかのスイッチ回路104を介して第一の能動電極11aが接続され、比較的低電位である受動端子92に実施の形態1又は2のいずれかのスイッチ回路104を介して第一の受動電極11pが接続されている。また、電源100は、少なくとも受動電圧と、受動電圧より高い能動電圧とを発する高電圧高周波電源(交流電源)であり、低電圧高周波電源111、及び低電圧高周波電源の出力電圧を昇圧する昇圧/共振回路105で構成されている。
(Embodiment 3)
FIG. 13 is a block diagram schematically showing a configuration of a power transmission system using a power transmission device including a switch circuit according to
低電圧高周波電源111は、直流電源110、インピーダンス切替部108及び直流交流変換素子114で構成されている。直流電源110は、所定の直流電圧(例えばDC5V)を供給する。駆動制御部103及び直流交流変換素子114は、電源100を電源として、例えば100kHz〜数10MHzの高周波電圧を発生する。昇圧/共振回路105は、昇圧トランスTG及びインダクタLGにより構成され、高周波電圧を昇圧して第一の能動電極11aに供給する。容量CGは、第一の受動電極11pと第一の能動電極11aとの間の結合容量を示している。インダクタLGと容量CGとにより直列共振回路が形成される。I/V検出器101は、電源100から供給された直流電圧値DCV及び直流電流値DCIを検出して制御部102へ渡す。制御部(制御回路)102は、後述のとおりI/V検出器101、交流電圧計106の出力に基づいて駆動制御部103の動作を制御する。
The low-voltage and high-
制御部102は、I/V検出器101で検出した直流電圧値DCVを取得し、取得した直流電圧値DCVの周波数特性を解析して、受電装置2が載置されているか否かを検知する。具体的には、直流電源110の出力インピーダンスを切り替えるインピーダンス切替部108により定電流に切り替えて、受電装置2が載置されて送電を開始するまでは電源100を定電流電源として動作させ、比較的低電圧にて周波数掃引する。
The
周波数掃引した場合、受電装置2が載置されていない状態では共振周波数が発生しないので、直流電圧値DCVに極大値は生じない。すなわち単位周波数当たりの直流電圧値DCVの変動量が所定値より大きくなる周波数は存在しない。
When the frequency sweep is performed, no resonance frequency is generated in a state where the
一方、受電装置2が載置された場合には、載置された受電装置2ごとに固有の共振周波数が発生するので、電源100から見た受電装置2のインピーダンスが極大となり、共振周波数の近傍にて直流電圧値DCVは極大値となる。すなわち、単位周波数当たりの直流電圧値DCVの変動量が所定値より大きくなる周波数が存在するので、該周波数を検出して、受電装置2が載置されたことを検知することができる。受電装置2が載置されたことを検知した場合、インピーダンス切替部108により電源100を定電圧電源に切り替えて、検出した共振周波数を動作周波数として設定することができる。
On the other hand, when the
交流電圧計106は、昇圧/共振回路105の出力電圧の交流電圧値ACVを検出して制御部102へ渡す。制御部102は、交流電圧計106で検出した交流電圧値ACVを取得して、交流電圧値ACVの変動を監視する。
The
また、制御部102は、取得した交流電圧値ACVが一定の電圧値を超えた過電圧である場合には駆動制御部103へ電力伝送の停止指示を送信して送電を停止する。また、制御部102は、直流電流値DCIが所定値より小さくなった場合には充電が完了したと判断して、送電を停止する。
In addition, when the acquired AC voltage value ACV is an overvoltage that exceeds a certain voltage value, the
制御部102は、電力伝送の開始指示/停止指示を駆動制御部103へ送信し、駆動制御部103が直流交流変換素子114にて直流電圧を交流電圧へDC−AC変換させる。直流交流変換素子114は、駆動制御部103の出力に応じて昇圧/共振回路105へ交流電圧を供給する。
The
昇圧/共振回路105は、供給された交流電圧を昇圧して、スイッチ回路104を介して、送電電極11(第一の能動電極11a、第一の受動電極11p)に供給する。図13では簡略化しているが、スイッチ回路104は、送電電極11ごとに設けてある。送電装置1の送電電極11は、受電装置2の受電電極21(第二の能動電極21a、第二の受動電極21p)との間で容量結合し、電力を伝送する。受電装置2の受電電極21には、降圧トランスTL及びインダクタLLにより構成される降圧/共振回路201が接続されている。容量CLは、第二の受動電極21pと第二の能動電極21aとの間の容量を示している。インダクタLLと容量CLとにより直列共振回路が形成されている。直列共振回路は、固有の共振周波数を有している。容量CMは、送電電極11との結合容量を示している。
The booster /
受電装置2は、伝送された電力を降圧/共振回路201で降圧し、整流器202で整流して、整流電圧で負荷回路(二次電池)203を充電する。
The
本実施の形態3では、送電電極11ごとに能動電圧又は受動電圧のいずれかを供給するよう、スイッチ回路104により切り換える。能動電圧が供給された送電電極11は、第一の能動電極11aとして機能する。受動電圧が供給された送電電極11は、第一の受動電極11pとして機能する。
In the third embodiment, switching is performed by the
図15は、本発明の実施の形態3に係る送電装置1のスイッチ回路104の接続状態の例示図である。図15に示すように、複数の送電電極11を、受電装置2を載置する面にアレイ状に配置している。そして、受電装置2が載置されている送電電極11と載置されていない送電電極11とで、電源100との接続状態を変えて能動電圧又は受動電圧のいずれかを供給する。
FIG. 15 is an exemplary diagram of a connection state of the
図15の例では、送電モジュール1aと送電モジュール1bとで、それぞれ接続する電源100が相違する。すなわち、送電モジュール1aは、電源100aと制御部102aとを備えており、送電モジュール1bは、電源100bと制御部102bとを備えている。
In the example of FIG. 15, the
少なくとも2つのスイッチ回路104の第二の入出力端子P2が、一の送電電極11に接続されている。2つのスイッチ回路104は、それぞれ制御部102a、102bの指示により、電源100a、100bとの接続状態を切り換える。そして、一方のスイッチ回路104の第一の入出力端子P1は、電源100a(又は100b)の能動端子81と接続され、他方のスイッチ回路104の第一の入出力端子P1は、電源100a(又は100b)の受動端子82と接続されている。すなわち、一方のスイッチ回路104の第一の入出力端子P1には能動電圧が供給され、他方のスイッチ回路104の第一の入出力端子P1には受動電圧が供給される。
Second input / output terminals P <b> 2 of at least two
送電電極11ごとに、能動端子81に接続されているスイッチ回路104をオフ状態(交流電流が流れる状態)にするか、受動端子82に接続されているスイッチ回路104をオフ状態(交流電流が流れる状態)にするかを切り換えることにより、送電電極11ごとに能動電圧を供給するか、受動電圧を供給するかを切り換えることができる。なお、一の送電電極11に接続するスイッチ回路104は、2つ以上であれば良い。
For each power transmission electrode 11, the
以上のように本実施の形態3によれば、送電装置の送電電極が、それぞれ第一の能動電極、第一の受動電極として機能するよう、実施の形態1又は2に係るスイッチ回路により切り換えることができる。そして、トランジスタとダイオードとを直列に接続することにより浮遊容量を抑制することができるスイッチ回路を備えているので、リードスイッチ、リレー等を採用する必要がなく、送電装置全体として小型化することができる。 As described above, according to the third embodiment, switching is performed by the switch circuit according to the first or second embodiment so that the power transmission electrodes of the power transmission device function as the first active electrode and the first passive electrode, respectively. Can do. And since it has a switch circuit that can suppress stray capacitance by connecting a transistor and a diode in series, there is no need to use a reed switch, a relay, etc., and the entire power transmission device can be downsized. it can.
その他、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。例えば上述した実施の形態1乃至3ではトランジスタを用いてスイッチ回路を構成しているが、サイリスタ、FET等の他の半導体素子を用いても同様のスイッチ回路を構成することができる。
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications and substitutions are possible within the scope of the gist of the present invention. For example, in
1 送電装置
2 受電装置
11 送電電極
11a 第一の能動電極
11p 第一の受動電極
21 受電電極
21a 第二の能動電極
21p 第二の受動電極
91 能動端子
92 受動端子
100 電源(電源回路)
102、102a 制御部(制御回路)
104 スイッチ回路
D1、D2 第一のダイオード
D3、D4 第二のダイオード
D5、D6 第三のダイオード
D7、D8 第四のダイオード
P1 第一の入出力端子
P2 第二の入出力端子
P3、P4 ベース端子
R1〜R5 抵抗素子
S1〜S3 オンオフスイッチ
Tr1〜Tr6 トランジスタ
DESCRIPTION OF
102, 102a Control unit (control circuit)
104 Switch circuit D1, D2 1st diode D3, D4 2nd diode D5, D6 3rd diode D7, D8 4th diode P1 1st input / output terminal P2 2nd input / output terminal P3, P4 Base terminal R1 to R5 Resistance element S1 to S3 On-off switch Tr1 to Tr6 Transistor
Claims (4)
該一対のトランジスタのエミッタ同士が接続されている場合、コレクタと前記第一の入出力端子との間、及びコレクタと前記第二の入出力端子との間に、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第一のダイオードが、エミッタと前記第一の入出力端子との間、及びエミッタと前記第二の入出力端子との間に、前記第一のダイオードとは逆極性の第二のダイオードが、それぞれ接続され、
前記一対のトランジスタのコレクタ同士が接続されている場合、エミッタと前記第一の入出力端子との間、及びエミッタと前記第二の入出力端子との間に、それぞれ電流の流れる方向に極性を有する第三のダイオードが、コレクタと前記第一の入出力端子との間、及びコレクタと前記第二の入出力端子との間に、前記第三のダイオードとは逆極性の第四のダイオードが、それぞれ接続され、
前記一対のトランジスタのベースに供給される電流を制御回路で制御することより前記一対のトランジスタのオンオフの切り換えを制御することを特徴とするスイッチ回路。 A pair of transistors in which emitters or collectors are connected to each other are connected between the first input / output terminal and the second input / output terminal,
When the emitters of the pair of transistors are connected to each other, polarities are set in the direction of current flow between the collector and the first input / output terminal and between the collector and the second input / output terminal. A first diode having a polarity opposite to that of the first diode between the emitter and the first input / output terminal and between the emitter and the second input / output terminal; Each connected,
When the collectors of the pair of transistors are connected to each other, polarities are set in the direction of current flow between the emitter and the first input / output terminal and between the emitter and the second input / output terminal. A third diode having a polarity opposite to that of the third diode between the collector and the first input / output terminal and between the collector and the second input / output terminal. Each connected,
A switch circuit which controls on / off switching of the pair of transistors by controlling current supplied to the bases of the pair of transistors by a control circuit.
前記一対のトランジスタのベースとコレクタとの間に、それぞれ抵抗素子が接続されていることを特徴とする請求項1に記載のスイッチ回路。 Instead of the control circuit, an on / off switch for switching on / off of the pair of transistors is connected between a base and an emitter of the pair of transistors,
The switch circuit according to claim 1, wherein a resistance element is connected between a base and a collector of the pair of transistors.
複数の送電電極と、
該送電電極ごとに受動電圧又は能動電圧のいずれかを供給するよう前記電源回路との接続状態を切り換える、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のスイッチ回路と、
該スイッチ回路の切り換えを制御する制御回路と
を備え、
少なくとも2つの前記スイッチ回路の第二の入出力端子が前記送電電極に接続され、
一方の前記スイッチ回路の第一の入出力端子には能動電圧が供給され、他方の前記スイッチ回路の第一の入出力端子には受動電圧が供給されることを特徴とする送電装置。 A power supply circuit that generates at least a passive voltage and an active voltage higher than the passive voltage;
A plurality of power transmission electrodes;
The switch circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein a connection state with the power supply circuit is switched so as to supply either a passive voltage or an active voltage for each power transmission electrode.
A control circuit for controlling the switching of the switch circuit,
A second input / output terminal of at least two of the switch circuits is connected to the power transmission electrode;
An active voltage is supplied to a first input / output terminal of one of the switch circuits, and a passive voltage is supplied to a first input / output terminal of the other switch circuit.
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JP2012139292A JP2014003562A (en) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Switch circuit and power transmission device having switch circuit |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106452403A (en) * | 2016-08-22 | 2017-02-22 | 苏州新里程电控系统有限公司 | Adjustable time-delay controller |
CN108601136A (en) * | 2018-03-19 | 2018-09-28 | 厦门阳光恩耐照明有限公司 | A kind of driving circuit of toggle switch switching different conditions |
WO2019093187A1 (en) * | 2017-11-09 | 2019-05-16 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Output device and power supply system |
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2012
- 2012-06-21 JP JP2012139292A patent/JP2014003562A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106452403A (en) * | 2016-08-22 | 2017-02-22 | 苏州新里程电控系统有限公司 | Adjustable time-delay controller |
WO2019093187A1 (en) * | 2017-11-09 | 2019-05-16 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Output device and power supply system |
US11211784B2 (en) | 2017-11-09 | 2021-12-28 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Output device and power source system |
CN108601136A (en) * | 2018-03-19 | 2018-09-28 | 厦门阳光恩耐照明有限公司 | A kind of driving circuit of toggle switch switching different conditions |
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