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JP2548415B2 - 電力供給装置 - Google Patents

電力供給装置

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JP2548415B2
JP2548415B2 JP2001310A JP131090A JP2548415B2 JP 2548415 B2 JP2548415 B2 JP 2548415B2 JP 2001310 A JP2001310 A JP 2001310A JP 131090 A JP131090 A JP 131090A JP 2548415 B2 JP2548415 B2 JP 2548415B2
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JP
Japan
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coil
power supply
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portable terminal
primary
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JP2001310A
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利由 糸賀
正孝 植木
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Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は携帯用電子機器などに電磁誘導により非拙
触で電力供給を行う電力供給装置に関する。
＜従来の技術＞ 近年、外出先などでデータを入力することができる携
帯用電子機器が普及してきている。例えば、第５図に示
すように、光集配信装置102と組み合わせて使用される
携帯用端末101がある。通常、使用者は携帯用電子端末1
01のキーボード101aを操作してデータを入力し、内部の
メモリにデータを記憶保持させる。そして、この携帯用
端末101を光集配信装置102上に載置し、携帯用端末101
側から光集配信装置102側へ上記記憶したデータを光信
号によって転送させるようにしている。この携帯用端末
101は、携帯性の観点から、電源として充電可能なバッ
テリを内蔵している。さらに、第４図に示すように、光
集配信装置102の上部に１次コイル106と発振回路108を
設ける一方、携帯用端末101の下部に２次側コイル107を
設けている。なお、上記１次側コイル106,2次側コイル1
07はそれぞれコア110,111に巻回している。そして、上
記バッテリに充電を行う場合、発振回路108からの出力
を１次側コイル107に与えて、携帯用端末101の２次側コ
イルに、電磁誘導により非接触で電力を供給して充電す
る。このように非接触で電力供給することにより、接続
端子を設けて電力供給する場合に起こりがちな接触不良
などの問題を避けるようにしている。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上に述べたようにして電力供給を行う
場合、光集配信装置102とこの上に載置した携帯用端末1
01との隙間すなわち１次側コイル106と２次側コイル107
との距離が周囲の震動などによって変化したとき、２次
側に供給される電力が大きく変化し、安定に電力供給で
きないという問題がある。また、このため、１次側コイ
ル106と２次側コイル107との距離が1mm以下でなければ
十分に電力供給できないという問題がある。
そこで、この発明の目的は、上記携帯用端末その他の
携帯用電子機器に非接触でもって十分な電力を安定に供
給することができる電力供給装置を提供することにあ
る。
＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するために、この発明の電力供給装置
は、第１図に例示するように、発振回路10からの出力を
１次側コイル３に与えて、上記１次側コイル３の近傍に
置かれる２次側コイル７に、電磁誘導により非接触で電
力を供給する電力供給装置であって、上記１次側コイル
３に電磁誘導により結合し、上記１次側コイル３と２次
側コイル７との距離の変化に応じて生ずる負荷変動を検
出して誘起電圧の変化として出力する検出コイル12と、
上記検出コイル12が出力する誘起電圧の変化に基づい
て、上記２次側コイル７に供給する電力が一定となるよ
うに上記発振回路10の出力を制御する制御手段４を備え
たことを特徴としている。
＜作用＞ 検出コイル12は、１次側コイル３と２次側コイル７と
の距離の変化に応じて生ずる負荷変動を検出して、誘起
電圧の変化として出力する。制御手段４は、上記検出コ
イルが出力する誘起電圧の変化に基づいて、上記２次側
コイル７に供給する電力が一定となるように発振回路10
の出力を制御する。したがって、上記１次側コイル３と
２次側コイル７との距離が変化したとしても、上記２次
側コイル７に接続されるバッテリに安定に電力供給がな
される。特に、上記１次側コイル３と２次側コイル７と
の距離が遠くなったとき、上記制御手段４は上記発振回
路10の出力を増大させる。したがって、２次側コイル７
およびこれに接続されるバッテリに供給される電力は安
定し、かつ十分なものとなる。
＜実施例＞ 以下、この発明の電力供給装置を実施例により詳細に
説明する。
第２図は、光集配信装置80と、この光集配信装置80上
に載置した携帯用端末90を示している。光集配信装置80
は、上部に電力供給装置１を備えている。この電力供給
装置１は、コア２を巻回する１次側コイル３および検出
コイル12と、発振回路10と、制御手段としての帰還回路
４とからなっている。帰還回路４には、商用交流電源
（AC100V）から交流直流変換回路11を通してDC電圧を供
給している。上記１次側コイル３および検出コイル12
は、光集配信装置80の天板81の内側にコア２と一体に取
り付けている。携帯用端末90は、充電可能なバッテリ９
と、コア６を巻回する２次側コイル７と、これらバッテ
リ９と２次側コイル７との間に接続された交流直流変換
回路８を備えている。この交流直流変換回路８は、第３
図に示すように、直列接続したコンデンサC1および抵抗
R1と、ダイオードD1とからなり、２次側コイル７に誘起
された交流電圧を直流に変換してバッテリ９へ出力す
る。上記２次側コイル７は第２図に示す携帯用端末90の
底板91の内側にコア６と一体に取り付けている。この底
板91の外側に凹部91a,91aを設けて、凹部91a,91aが上記
光集配信装置80の天板81の外側に突設した位置決め用ピ
ン5,5と嵌合するようにしている。そして、凹部91a,91a
がピン5,5と嵌合する状態で携帯用端末90を光集配信装
置80上に載置したとき、上記携帯用端末90の２次側コイ
ル７と光集配信装置80の１次側コイル３とが対向して、
電磁誘導により結合するようにしている。なお、光集配
信装置80の天板81には、携帯用端末90が載置されたかど
うかを検出するスイッチ14を設けている。
上記電力供給装置１は第３図に示すような回路構成と
なっている。発振回路10は、帰還回路４から電圧源とし
てVinを受けて、Vinの大きさに応じた振幅の発振出力を
１次側コイル３に出力する。なお、発振回路10の内部の
構成は開放形磁路となっており、したがって、負荷の変
動によって発振周波数および出力が変化するようになっ
ている。帰還回路４は、ダイオードD2と、差動増幅器IC
1と、トランジスタQ3,Q2およびQ1と、差動増幅器IC2
と、NAND回路13と、その他の抵抗およびコンデンサとか
らなっている。そして、検出コイル12が誘起した電圧を
受けて、ダイオードD2および差動増幅器IC1で周波数電
圧変換を行う。そして、トランジスタQ3によってトラン
ジスタQ2のベース電圧を制御することによってトランジ
スタQ1のコレクタ電流を制御し、発振回路10に加わる電
圧Vinを制御する。
携帯用端末90に内蔵したバッテリ９に充電を行う場
合、まず携帯用端末90を上記光集配信装置80上の所定位
置すなわち凹部91a,91aとピン5,5とが嵌合する位置に載
置する。すると、帰還回路４はスイッチ14からの携帯用
端末90が載置されたことを表わす信号を受けて発振回路
10を発振させる。そして、発振回路10からの出力を１次
側コイル３に与えて、この１次側コイル３と対向する２
次側コイル７に電磁誘導により非接触で電力を供給し
て、交流直流変換回路８を介してパッテリ９を充電す
る。周囲の震動などにより携帯用端末90と光集配信装置
80との距離したがって１次側コイル３と２次側コイル７
との距離が変化したとき、負荷が変動して発振回路10の
発振周波数および出力が変化する。このとき、検出コイ
ル12が上記負荷変動を１次側コイル３から検出して誘起
電圧の変化として出力する。そして、帰還回路４は、検
出コイル12が出力する誘起電圧の変化を検出して、２次
側コイル７に供給する電力が一定となるように上記発振
回路10の出力を制御する。したがって、周囲の振動など
によって１次側コイル３と２次側コイル７との距離が変
化したときに、バッテリ９への供給電力が変化するのを
抑制でき、電力を安定して供給することができる。特
に、１次側コイル３と２次側コイル７との距離が遠くな
ったときでも、バッテリ９に十分な電力を供給すること
ができる。実際に測定してみたところ、0.5〜3mmまでの
距離において10V、200mAの電力を安定して供給すること
ができた。
なお、携帯用端末90のバッテリ９が満充電となって負
荷が最小となり、その結果、トランジスタQ1のコレクタ
電流が最小となったとき、差動増幅器IC2によってその
電流を検知して、NAND回路13を介して発振回路10の発振
を停止させることができる。
なお、この実施例は、光集配信装置80に電力供給装置
１を設けて、携帯用端末90に充電するものとしたが、当
然ながらこれに限られるものではなく、他の携帯用電子
機器の充電にも適用することができる。
＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、この発明の電力供給装置
は、検出コイルを設けて、負荷変動を１次側コイルから
電磁誘導により誘起電圧の変化として検出し、上記誘起
電圧の変化に基づいて２次側コイルに供給する電力が一
定となるように制御手段によって発振回路の出力を制御
しているので、携帯用端末その他の携帯用電子機器に非
接触でもって十分な電力を安定に供給することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の電力供給装置の構成を概念的に示す
図、第２図はこの発明の一実施例の電力供給装置を備え
た光集配信装置とこの光集配信装置から電力供給を受け
る携帯用端末の構造を示す断面図、第３図は上記光集配
信装置および携帯用端末の回路構成を示す図、第４図は
従来の電力供給装置の構成を示す図、第５図は光集配信
装置と携帯用端末の外観を示す斜視図である。 １……電力供給装置、2,6……コア、 ３……１次側コイル、４……帰還回路、 ５……位置決め用ピン、７……２次側コイル、 8,11……交流直流変換回路、９……バッテリ、 10……発振回路、12……検出コイル、 14……スイッチ、80……光集配信装置、 90……携帯用端末。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−147249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−90437（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−206853（ＪＰ，Ａ) 特表 昭63−503098（ＪＰ，Ａ) 特表 平１−500340（ＪＰ，Ａ) 米国特許3555405（ＵＳ，Ａ) 米国特許4463353（ＵＳ，Ａ) 米国特許4650981（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】発振回路からの出力を１次側コイルに与え
    て、上記１次側コイルの近傍に置かれる２次側コイル
    に、電磁誘導により非接触で電力を供給する電力供給装
    置であって、 上記１次側コイルに電磁誘導により結合し、上記１次側
    コイルと２次側コイルとの距離の変化に応じて生ずる負
    荷変動を検出して誘起電圧の変化として出力する検出コ
    イルと、 上記検出コイルが出力する誘起電圧の変化に基づいて、
    上記２次側コイルに供給する電力が一定となるように上
    記発振回路の出力を制御する制御手段を備えたことを特
    徴とする電力供給装置。
JP2001310A 1990-01-08 1990-01-08 電力供給装置 Expired - Lifetime JP2548415B2 (ja)

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