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JP5903579B2 - Power transmission coil - Google Patents

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JP5903579B2
JP5903579B2 JP2012027261A JP2012027261A JP5903579B2 JP 5903579 B2 JP5903579 B2 JP 5903579B2 JP 2012027261 A JP2012027261 A JP 2012027261A JP 2012027261 A JP2012027261 A JP 2012027261A JP 5903579 B2 JP5903579 B2 JP 5903579B2
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ヴェルナー シュテフェン
岩宮 裕樹
裕樹 岩宮
三宅 英司
英司 三宅
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Description

本発明は、非接触で電力を伝送するための電力伝送コイルに関するものである。   The present invention relates to a power transmission coil for transmitting power without contact.

近年、直接的な電気的接続を持たず、非接触で電力を伝送する非接触給電技術が開発されている。このような非接触給電技術を用いた非接触型電力伝送システムが特許文献1に提案されている。この非接触型電力伝送システムのブロック図を図3に示す。   In recent years, a non-contact power feeding technology has been developed that does not have a direct electrical connection and transmits power in a non-contact manner. Patent Document 1 proposes a non-contact power transmission system using such a non-contact power feeding technique. A block diagram of this contactless power transmission system is shown in FIG.

図3において、送電装置101は、コンバータ102、インバータ103、および送電コイル104を含む。商用交流電力は、コンバータ102により直流変換され、インバータ103により所定周波数の交流電力に変換されて送電コイル104に供給される。   In FIG. 3, power transmission device 101 includes a converter 102, an inverter 103, and a power transmission coil 104. Commercial AC power is DC converted by the converter 102, converted to AC power of a predetermined frequency by the inverter 103, and supplied to the power transmission coil 104.

受電装置105は、基板106、高さの低い電子部品107、高さの高い電子部品108、磁性体シート109、および受電コイル110を含む。基板106の表面には、電子部品107、108により受電コイル110で受けた交流電力を直流電力に変換する電力変換回路が形成される。ここで、磁性体シート109は高さの低い電子部品107が配置される領域を覆うように設けられる。一方、高さの高い電子部品108には磁性体シート109が設けられない。このような構成により、受電装置105の高さを低く抑制することができる。   The power receiving device 105 includes a substrate 106, a low electronic component 107, a high electronic component 108, a magnetic sheet 109, and a power receiving coil 110. On the surface of the substrate 106, a power conversion circuit that converts AC power received by the power receiving coil 110 by the electronic components 107 and 108 into DC power is formed. Here, the magnetic sheet 109 is provided so as to cover a region where the electronic component 107 having a low height is disposed. On the other hand, the magnetic sheet 109 is not provided on the electronic component 108 having a high height. With such a configuration, the height of the power receiving device 105 can be suppressed low.

ここで、高さの高い電子部品108には磁性体シート109が設けられないため、高さの高い電子部品108が配置される部分の基板106を図4の断面図に示す構成としている。すなわち、基板106の表面電極111を分断して、基板106の裏面電極113との間をビアホール115で互いに接続する。これにより、送電コイル104や受電コイル110からの漏れ磁束により発生する渦電流I2は表面電極111に流れるものの、ビアホール115には流れず、表面電極111内で循環する。このような構成により、磁性体シート109が設けられないために発生する渦電流損を小さくできる。   Here, since the magnetic sheet 109 is not provided on the electronic component 108 having a high height, the portion of the substrate 106 on which the electronic component 108 having a high height is disposed is configured as shown in the cross-sectional view of FIG. That is, the front surface electrode 111 of the substrate 106 is divided, and the back surface electrode 113 of the substrate 106 is connected to each other through the via hole 115. Thereby, the eddy current I2 generated by the leakage magnetic flux from the power transmission coil 104 or the power reception coil 110 flows through the surface electrode 111 but does not flow through the via hole 115 but circulates in the surface electrode 111. With such a configuration, it is possible to reduce eddy current loss that occurs because the magnetic sheet 109 is not provided.

国際公開第2010/087317号International Publication No. 2010/087317

上記した図3、図4の非接触型電力伝送システムによると、渦電流損を低減することができるのであるが、表面電極111には依然として渦電流が循環し、熱として放出されるため、その損失が発生するという課題が残る。   According to the contactless power transmission system of FIGS. 3 and 4, the eddy current loss can be reduced. However, since the eddy current is still circulated through the surface electrode 111 and is released as heat, The problem of generating losses remains.

また、上記の非接触型電力伝送システムは、基板106と受電コイル110の間に磁性体シート109を設ける構成であり、受電コイル110から基板106までの接続ケーブルが、図3に示すように磁性体シート109を回避するように取り回されるため長くなり、前記接続ケーブルの損失も発生するという課題があった。   Further, the above non-contact power transmission system has a configuration in which a magnetic sheet 109 is provided between the substrate 106 and the power receiving coil 110, and the connection cable from the power receiving coil 110 to the substrate 106 is magnetic as shown in FIG. Since the body sheet 109 is routed so as to avoid it, the length of the body sheet is increased, and there is a problem that the loss of the connection cable also occurs.

さらに、基板106の表裏をビアホール115で接続するため、基板106の構成が複雑になるという課題があった。   Furthermore, since the front and back of the substrate 106 are connected by the via holes 115, there is a problem that the configuration of the substrate 106 is complicated.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、さらなる損失の低減と、簡単な構成を両立することができる電力伝送コイルを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a power transmission coil that can achieve both a further reduction in loss and a simple configuration.

前記従来の課題を解決するために、本発明の電力伝送コイルは、平面コイルと、前記平面コイルとケーブルを介して電気的に接続される共振回路基板と、前記平面コイルと前記共振回路基板とを収納する筐体と、前記筐体内において、前記共振回路基板の、前記平面コイルから最も遠い側に配される磁性体と、を備え、前記共振回路基板は、前記筐体内において、前記平面コイルにより発生される、前記筐体の高さ方向での磁界の方向と実質的に平行になるように配置されるものである。 In order to solve the conventional problems, a power transmission coil according to the present invention includes a planar coil, a resonant circuit board electrically connected to the planar coil via a cable , the planar coil, and the resonant circuit board. And a magnetic body disposed on the farthest side of the resonant circuit board from the planar coil in the casing, and the resonant circuit board includes the planar coil in the casing. It is arrange | positioned so that it may become substantially parallel to the direction of the magnetic field in the height direction of the said housing | casing produced | generated by.

本発明の電力伝送コイルによれば、共振回路基板の表面電極が、平面コイルからの磁界の方向と実質的に平行となるため、渦電流がほとんど発生しない。従って、渦電流損をさらに低減することができる。   According to the power transmission coil of the present invention, since the surface electrode of the resonant circuit board is substantially parallel to the direction of the magnetic field from the planar coil, almost no eddy current is generated. Therefore, eddy current loss can be further reduced.

また、共振回路基板を平面コイルとともに筐体内に収納することで、従来の磁性体シートを回避するように接続ケーブルを取り回す必要がなく、その長さを短くすることができるため、接続ケーブルによる損失も低減できる。   In addition, by storing the resonant circuit board in the casing together with the planar coil, it is not necessary to route the connection cable so as to avoid the conventional magnetic sheet, and the length can be shortened. Loss can also be reduced.

さらに、共振回路基板にはビアホールが不要となるため、簡単な構成とすることができる。   Furthermore, since a via hole is not required in the resonant circuit board, a simple configuration can be achieved.

これらのことから、さらなる損失の低減と、簡単な構成を両立することが可能な電力伝送コイルを実現できるという効果を奏する。   From these things, there exists an effect that the reduction | restoration of a further loss and the electric power transmission coil which can make simple structure compatible are realizable.

本発明の実施の形態1における電力伝送コイルの一部切り欠き斜視図1 is a partially cutaway perspective view of a power transmission coil according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2における電力伝送コイルの一部切り欠き斜視図Partially cutaway perspective view of a power transmission coil according to Embodiment 2 of the present invention 従来の非接触型電力伝送システムのブロック図Block diagram of a conventional contactless power transmission system 従来の非接触型電力伝送システムの基板断面図Cross-sectional view of a conventional contactless power transmission system board

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における電力伝送コイルの一部切り欠き斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a power transmission coil according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、電力伝送コイル11は、平面コイル13と、平面コイル13と電気的に接続される共振回路基板15と、平面コイル13と共振回路基板15とを収納する筐体17と、を備え、共振回路基板15は、筐体17内において、平面コイル13により発生される、筐体17の高さ方向での磁界の方向と実質的に平行になるように配置される構成を有する。   In FIG. 1, the power transmission coil 11 includes a planar coil 13, a resonant circuit board 15 electrically connected to the planar coil 13, and a casing 17 that houses the planar coil 13 and the resonant circuit board 15. The resonance circuit board 15 has a configuration arranged in the casing 17 so as to be substantially parallel to the direction of the magnetic field generated by the planar coil 13 in the height direction of the casing 17.

これにより、共振回路基板15が平面コイル13からの磁界の方向と実質的に平行となるため、渦電流損をさらに低減できる。また、共振回路基板15を平面コイル13とともに筐体17内に収納することで、接続ケーブル(後述)を短くすることができ、その損失も低減できる。さらに、共振回路基板15にはビアホールが不要となるため、簡単な構成とすることができる。これらのことから、さらなる損失の低減と、簡単な構成を両立する電力伝送コイル11を実現できる。   Thereby, since the resonant circuit board 15 becomes substantially parallel to the direction of the magnetic field from the planar coil 13, eddy current loss can be further reduced. Further, by housing the resonant circuit board 15 in the casing 17 together with the planar coil 13, the connection cable (described later) can be shortened and the loss can be reduced. Furthermore, since no via hole is required in the resonant circuit board 15, a simple configuration can be achieved. From these facts, it is possible to realize the power transmission coil 11 that achieves both a further loss reduction and a simple configuration.

以下、より具体的に本実施の形態1の構成、動作について説明する。   Hereinafter, the configuration and operation of the first embodiment will be described more specifically.

図1における電力伝送コイル11は、電力を送電するための平面コイル13を有する。この平面コイル13は、リッツ線から構成される。前記リッツ線は、平面コイル13の中央から外側に向けて渦巻状に捲回される。平面コイル13の両端は、図1における筐体17の下方向へ接続ケーブル19によって引き出され、共振回路基板15と電気的に接続される。また、共振回路基板15は接続ケーブル19によって、図示しない送電回路と電気的に接続される。   The power transmission coil 11 in FIG. 1 has a planar coil 13 for transmitting power. The planar coil 13 is composed of a litz wire. The litz wire is wound spirally from the center of the planar coil 13 toward the outside. Both ends of the planar coil 13 are pulled out by the connection cable 19 in the downward direction of the housing 17 in FIG. 1 and are electrically connected to the resonant circuit board 15. The resonant circuit board 15 is electrically connected to a power transmission circuit (not shown) by a connection cable 19.

共振回路基板15は、平面コイル13と共振する共振コンデンサ21が実装される。なお、平面コイル13と共振コンデンサ21は直列になるように電気的に接続される。   A resonant capacitor 21 that resonates with the planar coil 13 is mounted on the resonant circuit board 15. The planar coil 13 and the resonant capacitor 21 are electrically connected so as to be in series.

共振コンデンサ21は積層型のチップコンデンサを用いている。そして、共振回路基板15の表面に設けられた配線パターン23の上に実装される。この際、共振コンデンサ21の内部電極が配線パターン23と実質的に平行になるように共振回路基板15に実装される。ここで、実質的に平行とは、共振コンデンサ21の内部電極における平行度の精度や、配線パターン23と接続する際の組み立て精度等の範囲内で、平行であるという意味と定義する。   The resonant capacitor 21 is a multilayer chip capacitor. Then, it is mounted on the wiring pattern 23 provided on the surface of the resonant circuit board 15. At this time, the internal electrode of the resonant capacitor 21 is mounted on the resonant circuit board 15 so as to be substantially parallel to the wiring pattern 23. Here, “substantially parallel” is defined to mean parallel within the range of accuracy of parallelism in the internal electrode of the resonant capacitor 21 and assembly accuracy when connecting to the wiring pattern 23.

なお、接続ケーブル19も配線パターン23の両端でハンダ25により電気的に接続される。   The connection cable 19 is also electrically connected by solder 25 at both ends of the wiring pattern 23.

平面コイル13と共振回路基板15は樹脂製の筐体17に収納される。具体的には、図1において、筐体17の上面に平面コイル13が配される。そして、共振回路基板15は筐体17の高さ方向に立てて配置される。この際、図1に示すように、共振回路基板15は、平面コイル13の外周より外側の位置、すなわち平面コイル13の磁性体(後述)への投影面よりも外側の位置に配置される。   The planar coil 13 and the resonance circuit board 15 are accommodated in a resin casing 17. Specifically, in FIG. 1, the planar coil 13 is disposed on the upper surface of the housing 17. The resonant circuit board 15 is arranged upright in the height direction of the housing 17. At this time, as shown in FIG. 1, the resonant circuit board 15 is disposed at a position outside the outer periphery of the planar coil 13, that is, a position outside the projection surface of the planar coil 13 onto the magnetic body (described later).

筐体17の底面には、例えばフェライトからなる磁性体27が配される。この磁性体27には、図1に示すように共振回路基板15の下端面が固定される構成としている。従って、磁性体27は、筐体17内において、共振回路基板15の、平面コイル13から最も遠い側(ここでは下端面)に配される。   A magnetic body 27 made of, for example, ferrite is disposed on the bottom surface of the housing 17. As shown in FIG. 1, the lower end surface of the resonant circuit board 15 is fixed to the magnetic body 27. Therefore, the magnetic body 27 is disposed in the casing 17 on the side of the resonance circuit board 15 farthest from the planar coil 13 (here, the lower end surface).

なお、本実施の形態1の構成では、筐体17の底面全体が磁性体27としているが、これは、筐体17の底板の、平面コイル13と対向する面に、磁性体27のシートを取り付ける構成であってもよい。   In the configuration of the first embodiment, the entire bottom surface of the housing 17 is the magnetic body 27, but this is because the sheet of the magnetic body 27 is placed on the surface of the bottom plate of the housing 17 that faces the planar coil 13. The structure which attaches may be sufficient.

このような構成により、磁性体27は、筐体17内において、平面コイル13と実質的に平行な方向に配されることになる。その結果、電力伝送コイル11の底面における磁気シールドを実現できる。なお、実質的に平行とは、筐体17や磁性体27の加工精度、および両者の組み立て精度等の範囲内で平行であると定義する。   With such a configuration, the magnetic body 27 is arranged in the casing 17 in a direction substantially parallel to the planar coil 13. As a result, a magnetic shield on the bottom surface of the power transmission coil 11 can be realized. Note that “substantially parallel” is defined as parallel within the range of the processing accuracy of the casing 17 and the magnetic body 27 and the assembly accuracy of both.

さらに、磁性体27は電力伝送コイル11の底面に配され、平面コイル13と共振回路基板15が筐体17内に収納される構成であるので、平面コイル13と共振回路基板15との間は、直接、接続ケーブル19により電気的に接続できる。従って、従来のように、接続ケーブル19が磁性体27を回避するように取り回される必要がなくなり、その分、接続ケーブル19を短くすることができ、接続ケーブル19による損失を低減することが可能となる。   Further, since the magnetic body 27 is arranged on the bottom surface of the power transmission coil 11 and the planar coil 13 and the resonant circuit board 15 are accommodated in the housing 17, the gap between the planar coil 13 and the resonant circuit board 15 is It can be electrically connected directly by the connection cable 19. Therefore, unlike the prior art, the connection cable 19 does not need to be routed so as to avoid the magnetic body 27, and the connection cable 19 can be shortened accordingly, and loss due to the connection cable 19 can be reduced. It becomes possible.

平面コイル13を動作させると、平面コイル13から筐体17の高さ方向へ図1の点線に示す漏れ磁束が発生する。従って、共振回路基板15は、筐体17内において、平面コイル13により発生される、筐体17の高さ方向での磁界(漏れ磁束)の方向と実質的に平行になるように配置されることになる。ここで、実質的に平行とは、共振回路基板15自体の寸法精度や、共振回路基板15を磁性体27へ取り付ける際の組み立て精度等の範囲内で、共振回路基板15が筐体17の高さ方向に対し平行であると定義する。このような構成により、共振回路基板15の表面に設けられた配線パターン23が、図1の点線で示す漏れ磁束と実質的に平行になるので、配線パターン23での渦電流がほとんど発生しない。   When the planar coil 13 is operated, a leakage magnetic flux indicated by a dotted line in FIG. 1 is generated from the planar coil 13 in the height direction of the housing 17. Therefore, the resonant circuit board 15 is disposed in the casing 17 so as to be substantially parallel to the direction of the magnetic field (leakage magnetic flux) generated by the planar coil 13 in the height direction of the casing 17. It will be. Here, “substantially parallel” means that the resonance circuit board 15 has a high height of the casing 17 within the range of the dimensional accuracy of the resonance circuit board 15 itself and the assembly accuracy when the resonance circuit board 15 is attached to the magnetic body 27. It is defined as parallel to the vertical direction. With such a configuration, the wiring pattern 23 provided on the surface of the resonant circuit board 15 is substantially parallel to the leakage magnetic flux indicated by the dotted line in FIG. 1, so that almost no eddy current is generated in the wiring pattern 23.

同様に、共振コンデンサ21の内部電極は配線パターン23と実質的に平行であるので、前記内部電極と漏れ磁束の方向も実質的に平行となる。従って、共振コンデンサ21における渦電流もほとんど発生しない。   Similarly, since the internal electrode of the resonant capacitor 21 is substantially parallel to the wiring pattern 23, the direction of the internal electrode and the leakage magnetic flux is also substantially parallel. Therefore, almost no eddy current is generated in the resonant capacitor 21.

さらに、上記したように、共振回路基板15は、平面コイル13の外周より外側の位置に配置されるので、共振回路基板15に到達する漏れ磁束の強度が弱くなる。   Furthermore, as described above, since the resonant circuit board 15 is disposed at a position outside the outer periphery of the planar coil 13, the strength of the leakage magnetic flux reaching the resonant circuit board 15 is weakened.

これらの結果、従来の構成に比べ、渦電流損をさらに低減することができる。また、共振回路基板15はビアホールを設けていないため、その構造が簡単になる。   As a result, eddy current loss can be further reduced as compared with the conventional configuration. Further, since the resonant circuit board 15 is not provided with a via hole, the structure is simplified.

以上の構成、動作により、さらなる損失の低減と、簡単な構成を両立することが可能な電力伝送コイル11を実現できる。   With the above configuration and operation, the power transmission coil 11 that can achieve both a further reduction in loss and a simple configuration can be realized.

なお、本実施の形態1では、共振回路基板15が、平面コイル13の外周より外側の位置に配置されるが、これは電力伝送コイル11で伝送する電力が小さく、漏れ磁束の大きさが小さい場合は、共振回路基板15を平面コイル13の外周より内側の位置に配置してもよい。この場合、共振回路基板15に漏れ磁束が到達しやすくなるが、配線パターン23が漏れ磁束に対して平行方向であるため、渦電流損を抑制することが可能である。但し、できるだけ渦電流損を低減し、効率を向上させるためには、本実施の形態1のように、共振回路基板15を漏れ磁束から遠ざけて、平面コイル13の外周より外側の位置に配置する方が望ましい。   In the first embodiment, the resonant circuit board 15 is disposed at a position outside the outer periphery of the planar coil 13, but this is a small amount of power transmitted by the power transmission coil 11, and a small amount of leakage magnetic flux. In this case, the resonant circuit board 15 may be disposed at a position inside the outer periphery of the planar coil 13. In this case, the leakage magnetic flux easily reaches the resonant circuit board 15, but the eddy current loss can be suppressed because the wiring pattern 23 is parallel to the leakage magnetic flux. However, in order to reduce the eddy current loss as much as possible and improve the efficiency, the resonant circuit board 15 is disposed away from the leakage magnetic flux and disposed outside the outer periphery of the planar coil 13 as in the first embodiment. Is preferable.

(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2における電力伝送コイルの一部切り欠き斜視図である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the power transmission coil according to Embodiment 2 of the present invention.

なお、本実施の形態2において、実施の形態1と同じ構成には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。   In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図2において、共振回路基板15は、平面コイル13の外周方向に曲げられた状態で配置される。   In FIG. 2, the resonant circuit board 15 is arranged in a state bent in the outer peripheral direction of the planar coil 13.

これにより、共振回路基板15に設けられた配線パターン23の各部における平面コイル13からの距離がほぼ等しくなるので、配線パターン23で発生する渦電流損そのものが低減される効果に加え、渦電流損のバラツキも低減できる。その結果、渦電流損により共振回路基板15に熱が発生しても、そのバラツキが少なくなるという効果も得られる。   As a result, the distance from the planar coil 13 in each part of the wiring pattern 23 provided on the resonant circuit board 15 is substantially equal. Therefore, in addition to the effect that the eddy current loss itself generated in the wiring pattern 23 is reduced, the eddy current loss is reduced. The variation of this can also be reduced. As a result, even if heat is generated in the resonant circuit board 15 due to eddy current loss, there is an effect that the variation is reduced.

以下、より具体的に本実施の形態2の構成、動作について説明する。   Hereinafter, the configuration and operation of the second embodiment will be described more specifically.

図2において、平面コイル13は円筒形状の筐体17に配される。そして、共振回路基板15は、平面コイル13の外周方向に曲げられた状態で配置される。このように配置するために、共振回路基板15はフレキシブル基板で構成される。   In FIG. 2, the planar coil 13 is disposed in a cylindrical casing 17. The resonant circuit board 15 is arranged in a state bent in the outer circumferential direction of the planar coil 13. In order to arrange in this way, the resonant circuit board 15 is formed of a flexible board.

ここで、曲げられた共振回路基板15の曲率半径は、平面コイル13の外接円半径より大きくしている。なお、本実施の形態2では、平面コイル13が渦巻き円状であるので、前記外接円半径は平面コイル13の外周半径に相等する。さらに、共振回路基板15は、平面コイル13の外周よりも外側の位置に配置される。   Here, the radius of curvature of the bent resonance circuit board 15 is larger than the circumscribed radius of the planar coil 13. In the second embodiment, since the planar coil 13 has a spiral shape, the circumscribed circle radius is equivalent to the outer peripheral radius of the planar coil 13. Further, the resonant circuit board 15 is arranged at a position outside the outer periphery of the planar coil 13.

このような構成とすることで、筐体17内において、できるだけ共振回路基板15を平面コイル13より遠ざけることができるので、平面コイル13から、図2の点線矢印に示すような方向に、筐体17の高さ方向での磁界(漏れ磁束)が発生しても、さらなる渦電流損の低減が可能となる。さらに、共振回路基板15に設けられた配線パターン23の各部における平面コイル13からの距離がほぼ等しくなる。従って、上記したように配線パターン23で発生する渦電流損そのものが低減される効果に加え、渦電流のバラツキも低減できる。その結果、渦電流損により共振回路基板15に熱が発生しても、熱バラツキが抑制され、局所的に発熱する可能性が低くなる。   With such a configuration, the resonance circuit substrate 15 can be moved away from the planar coil 13 as much as possible in the casing 17, so that the casing is moved from the planar coil 13 in the direction shown by the dotted arrow in FIG. 2. Even if a magnetic field (leakage magnetic flux) in the height direction of 17 is generated, eddy current loss can be further reduced. Further, the distance from the planar coil 13 in each part of the wiring pattern 23 provided on the resonant circuit board 15 is substantially equal. Therefore, in addition to the effect of reducing the eddy current loss itself generated in the wiring pattern 23 as described above, the variation in eddy current can also be reduced. As a result, even if heat is generated in the resonant circuit board 15 due to eddy current loss, thermal variation is suppressed and the possibility of locally generating heat is reduced.

なお、ここでは共振回路基板15の曲率半径が、平面コイル13の外接円半径(外周半径)より大きく、かつ、共振回路基板15が平面コイル13の外周より外側の位置に配置される構成としたが、それに限定されるものではない。すなわち、例えば筐体17の高さが高く、平面コイル13の磁性体27への投影面内に共振回路基板15が掛かっても、漏れ磁束による渦電流損に大きく影響しない場合は、共振回路基板15の曲率半径が、平面コイル13の外接円半径より小さくてもよいし、あるいは共振回路基板15が平面コイル13の外周より内側の位置に配置されてもよい。但し、できるだけ渦電流損を低減するためには、本実施の形態2に示すように、共振回路基板15の曲率半径が、平面コイル13の外接円半径より大きく、かつ、共振回路基板15が平面コイル13の外周より外側の位置に配置される構成とする方が望ましい。   Here, the radius of curvature of the resonant circuit board 15 is larger than the circumscribed radius (outer radius) of the planar coil 13, and the resonant circuit board 15 is arranged at a position outside the outer circumference of the planar coil 13. However, it is not limited to this. That is, for example, when the height of the casing 17 is high and the resonance circuit board 15 is applied within the projection surface of the planar coil 13 onto the magnetic body 27, the resonance circuit board is not greatly affected by the eddy current loss due to the leakage magnetic flux. The radius of curvature of 15 may be smaller than the circumscribed circle radius of the planar coil 13, or the resonant circuit board 15 may be disposed at a position inside the outer periphery of the planar coil 13. However, in order to reduce the eddy current loss as much as possible, as shown in the second embodiment, the radius of curvature of the resonant circuit board 15 is larger than the circumscribed radius of the planar coil 13 and the resonant circuit board 15 is flat. It is desirable to adopt a configuration in which the coil 13 is arranged at a position outside the outer periphery of the coil 13.

共振回路基板15には共振コンデンサ21が実装される。ここでは、共振コンデンサ21として円筒形状のものを用いた。従って、共振コンデンサ21のリード線が配線パターン23と電気的に接続される構成となる。   A resonant capacitor 21 is mounted on the resonant circuit board 15. Here, a cylindrical capacitor 21 was used as the resonance capacitor 21. Accordingly, the lead wire of the resonance capacitor 21 is electrically connected to the wiring pattern 23.

ここで、円筒形状の共振コンデンサ21は、円筒の周方向に内部電極が捲回された構成を有する。従って、実施の形態1と同様に、前記内部電極に対して、平面コイル13より発生される、筐体17の高さ方向での磁界(漏れ磁束)の方向が実質的に平行になるようにするために、図2に示す共振コンデンサ21の高さ方向と筐体17の高さ方向が実質的に平行になるように共振コンデンサ21を配置している。これにより、前記内部電極で発生する渦電流損を低減することができる。なお、実質的に平行とは、共振コンデンサ21の寸法精度、および、共振コンデンサ21の共振回路基板15への実装精度、共振回路基板15の磁性体27への固定精度等の組み立て精度の範囲内で平行であると定義する。   Here, the cylindrical resonant capacitor 21 has a configuration in which an internal electrode is wound in the circumferential direction of the cylinder. Therefore, as in the first embodiment, the direction of the magnetic field (leakage magnetic flux) in the height direction of the casing 17 generated from the planar coil 13 is substantially parallel to the internal electrode. For this purpose, the resonant capacitor 21 is arranged so that the height direction of the resonant capacitor 21 shown in FIG. 2 and the height direction of the housing 17 are substantially parallel to each other. Thereby, the eddy current loss which generate | occur | produces in the said internal electrode can be reduced. Note that “substantially parallel” means within the range of assembly accuracy such as the dimensional accuracy of the resonant capacitor 21, the mounting accuracy of the resonant capacitor 21 to the resonant circuit substrate 15, and the fixing accuracy of the resonant circuit substrate 15 to the magnetic body 27. Is defined as parallel.

このように、共振回路基板15を曲げた構成としたことにより、筐体17が円筒形状であっても、それに沿って共振回路基板15を配することができるので、渦電流損を低減することができる。また、実施の形態1と同様に、本実施の形態2においても、磁性体27が筐体17の底部に配されるため、接続ケーブル19が磁性体27を回避しなくてよい分、接続ケーブル19を短くでき、損失を低減できる。また、共振回路基板15には多数のビアホールを設ける必要がないので、共振回路基板15を簡単な構成とすることができる。   As described above, the configuration in which the resonance circuit board 15 is bent allows the resonance circuit board 15 to be disposed along the casing 17 even when the casing 17 is cylindrical, thereby reducing eddy current loss. Can do. Similarly to the first embodiment, in the second embodiment, since the magnetic body 27 is arranged at the bottom of the housing 17, the connection cable 19 does not have to avoid the magnetic body 27. 19 can be shortened and loss can be reduced. In addition, since it is not necessary to provide a large number of via holes in the resonant circuit board 15, the resonant circuit board 15 can have a simple configuration.

以上の構成、動作により、さらなる損失の低減と、簡単な構成を両立することが可能な電力伝送コイル11を実現できる。   With the above configuration and operation, the power transmission coil 11 that can achieve both a further reduction in loss and a simple configuration can be realized.

なお、本実施の形態2では、共振コンデンサ21を円筒形状のものとしたが、これは実施の形態1と同様に積層型の共振コンデンサ21としてもよい。また、実施の形態1の共振コンデンサ21を本実施の形態2に示す円筒形状としてもよい。これらいずれの場合も、内部電極が漏れ磁束の方向と平行になるように配すればよい。これにより、共振コンデンサ21の内部電極における渦電流損を低減することができる。   In the second embodiment, the resonance capacitor 21 has a cylindrical shape, but this may be a multilayer resonance capacitor 21 as in the first embodiment. Further, the resonance capacitor 21 of the first embodiment may have the cylindrical shape shown in the second embodiment. In any of these cases, the internal electrodes may be arranged so as to be parallel to the direction of the leakage magnetic flux. Thereby, the eddy current loss in the internal electrode of the resonant capacitor 21 can be reduced.

また、本実施の形態2で述べた、曲げられた共振回路基板15は実施の形態1の構成に適用してもよい。この場合も、本実施の形態2と同様に、渦電流のバラツキを低減することができる。   Further, the bent resonant circuit board 15 described in the second embodiment may be applied to the configuration of the first embodiment. In this case as well, variation in eddy current can be reduced as in the second embodiment.

また、本実施の形態2では、平面コイル13を渦巻き円状としたが、これは多角形の平面コイル13としてもよい。この場合、平面コイル13の外接円半径は、最も外側の前記リッツ線が形成する多角形における外接円の半径となる。   In the second embodiment, the planar coil 13 has a spiral shape, but this may be a polygonal planar coil 13. In this case, the circumscribed circle radius of the planar coil 13 is the radius of the circumscribed circle in the polygon formed by the outermost litz wire.

また、本実施の形態2の共振回路基板15はフレキシブル基板としたが、これに限定されるものではなく、例えばガラスエポキシ系の回路基板を機械的に曲げて固定する構成としてもよい。   The resonant circuit board 15 of the second embodiment is a flexible board, but is not limited to this. For example, a glass epoxy circuit board may be mechanically bent and fixed.

また、実施の形態1、2では、共振コンデンサ21の内部電極が磁界の方向(漏れ磁束の方向)と実質的に平行になるように共振回路基板15に実装される。これに対し、共振コンデンサ21の容量が小さいため、その内部電極も小さく、渦電流がそれほど発生しない場合は、前記内部電極の方向が磁界の方向と関係なく、任意の方向で共振コンデンサ21を実装してもよい。   In the first and second embodiments, the internal electrode of the resonant capacitor 21 is mounted on the resonant circuit board 15 so as to be substantially parallel to the direction of the magnetic field (the direction of the leakage magnetic flux). On the other hand, when the capacity of the resonance capacitor 21 is small, the internal electrode is also small, and when the eddy current is not so much generated, the resonance capacitor 21 is mounted in an arbitrary direction regardless of the direction of the magnetic field. May be.

また、実施の形態1、2では、電力伝送コイル11の平面コイル13を送電用として説明したが、これは受電用に適用してもよい。この場合、電力伝送コイル11には受電回路が電気的に接続される構成となる。   In the first and second embodiments, the planar coil 13 of the power transmission coil 11 has been described for power transmission. However, this may be applied for power reception. In this case, a power receiving circuit is electrically connected to the power transmission coil 11.

また、実施の形態1、2における電力伝送コイル11で、薄型化が必要な場合は、共振回路基板15の幅、すなわち、筐体17の高さ方向の長さを、共振コンデンサ21等の実装部品の大きさの程度まで狭めた細長い形状とすればよい。   When the power transmission coil 11 in the first and second embodiments needs to be thinned, the width of the resonant circuit board 15, that is, the length in the height direction of the casing 17 is set to the mounting of the resonant capacitor 21 and the like. What is necessary is just to make it the elongate shape narrowed to the extent of the magnitude | size of components.

本発明にかかる電力伝送コイルは、さらなる損失の低減と、簡単な構成を両立することができるので、特に非接触給電用の電力伝送コイル等として有用である。   Since the power transmission coil according to the present invention can achieve both a further reduction in loss and a simple configuration, it is particularly useful as a power transmission coil for non-contact power feeding.

11 電力伝送コイル
13 平面コイル
15 共振回路基板
17 筐体
21 共振コンデンサ
27 磁性体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Power transmission coil 13 Planar coil 15 Resonance circuit board 17 Case 21 Resonance capacitor 27 Magnetic body

Claims (6)

平面コイルと、
前記平面コイルとケーブルを介して電気的に接続される共振回路基板と、
前記平面コイルと前記共振回路基板とを収納する筐体と、
前記筐体内において、前記共振回路基板の、前記平面コイルから最も遠い側に配される磁性体と、を備え、
前記共振回路基板は、前記筐体内において、前記平面コイルにより発生される、前記筐体の高さ方向での磁界の方向と実質的に平行になるように配置される電力伝送コイル。
A planar coil;
A resonant circuit board electrically connected to the planar coil via a cable ;
A housing for housing the planar coil and the resonant circuit board;
A magnetic body disposed on the side of the resonant circuit board farthest from the planar coil in the housing,
The resonance circuit board is a power transmission coil arranged in the casing so as to be substantially parallel to a direction of a magnetic field generated by the planar coil in a height direction of the casing.
前記共振回路基板は、前記平面コイルの外周より外側の位置に配置される請求項1に記載の電力伝送コイル。 The power transmission coil according to claim 1, wherein the resonant circuit board is disposed at a position outside the outer periphery of the planar coil. 前記共振回路基板には、共振コンデンサが実装される構成を有し、
前記共振コンデンサの内部電極が前記磁界の方向と実質的に平行になるように前記共振回路基板に実装される請求項1に記載の電力伝送コイル。
The resonant circuit board has a configuration in which a resonant capacitor is mounted,
The power transmission coil according to claim 1, wherein the resonance capacitor is mounted on the resonance circuit board so that an internal electrode of the resonance capacitor is substantially parallel to the direction of the magnetic field.
前記共振回路基板は、前記平面コイルの外周方向に曲げられた状態で配置される請求項1に記載の電力伝送コイル。 The power transmission coil according to claim 1, wherein the resonant circuit board is arranged in a state bent in an outer peripheral direction of the planar coil. 曲げられた前記共振回路基板の曲率半径は、前記平面コイルの外接円半径より大きく、かつ、前記共振回路基板が前記平面コイルの外周より外側の位置に配置される請求項4に記載の電力伝送コイル。 The power transmission according to claim 4, wherein a radius of curvature of the bent resonant circuit board is larger than a circumscribed circle radius of the planar coil, and the resonant circuit board is disposed at a position outside the outer periphery of the planar coil. coil. 前記磁性体は、前記平面コイルと実質的に平行な方向に配される請求項1に記載の電力伝送コイル。 The power transmission coil according to claim 1, wherein the magnetic body is disposed in a direction substantially parallel to the planar coil.
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