(57)【要約】【課題】受電装置側の負荷が開放状態の場合、または低負荷状態で使用されるような場合に、受電装置側の部品の破壊防止、またはその部品の発熱防止が図れる非接触電力伝送装置の提供。【解決手段】この発明は、送電装置５と、トランス６と、受電装置７と、負荷検出・送電制御装置８とからなる。伝送装置５は、伝送すべき所定の周波数の交流信号を生成する。トランス６は、送電装置５で発生する電力を受電装置７側に効率良く伝達する。負荷検出・送電制御装置８は、受電装置７に接続されるべき負荷７３が無負荷または低負荷か否かを検出し、それが無負荷または低負荷のときに、送電装置５の発振回路５１の発振周波数を所定値に低下させる。これにより、受電装置７の出力電圧を低下させることができ、その負荷の異常による弊害を防止できる。【選択図】図１
2008263779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数からなる交流信号を生成する送電手段と、
前記送電手段の出力が印加される平面状の１次コイルと、この１次コイルに電磁的に結合する平面状の２次コイルとを有し、前記１次コイルと前記２次コイルとが分離自在な変圧手段と、
前記２次コイルの出力から直流電圧を生成する整流手段と、
前記整流手段に接続される負荷が異常か否かを検出する検出手段と、
前記検出手段が負荷の異常を検出した場合に、前記整流手段の出力を低下させるように前記送電手段に対して所定の制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項２】
前記送電手段は、
所定の周波数の高周波信号を発生するとともに、その高周波信号の発振周波数が可変できまたは発振が停止できるようになっている発振回路を含み、
前記検出手段は、前記整流手段の出力電圧に基づいて前記負荷が無負荷または低負荷であるかを否を検出するようになっており、
前記制御手段は、前記検出手段が無負荷または低負荷を検出した場合に、前記発振回路の発振周波数を低下させ、またはその発振の停止を行うようになっていることを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
【請求項３】
前記検出手段は、
前記整流手段の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、前記出力電圧が前記基準電圧を上回る場合に、無負荷または低負荷である旨の異常信号を出力する比較器と、
この比較器が出力する異常信号に基づいて交流信号を生成する交流信号生成回路と、
前記交流信号生成回路の出力が印加される平面状の３次コイルと、この３次コイルに電磁的に結合する平面状の４次コイルとを有し、前記３次コイルと前記４次コイルとが分離自在な補助変圧器とを含み、
前記４次コイルの出力を前記制御手段に供給するようになっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触電力伝送装置。
【請求項４】
所定の周波数からなる交流信号を生成する送電手段と、
前記送電手段の出力が印加される平面状の１次コイルと、この１次コイルに電磁的に結合する平面状の２次コイルとを有し、前記１次コイルと前記２次コイルとが分離自在な変圧手段と、
前記２次コイルの出力から直流電圧を生成する整流手段と、
前記整流手段の出力端子に接続自在な疑似負荷と、
前記整流手段に接続される負荷の異常を検出した場合に、前記疑似負荷を前記整流手段の出力端子に接続させて異常負荷を保護する異常負荷保護手段と、
を備えたことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項５】
前記異常負荷保護手段は、
前記整流手段の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、前記出力電圧が前記基準電圧を上回る場合に、無負荷または低負荷である旨の異常信号を出力する比較器を含み、
前記疑似負荷は、ＭＯＳトランジスタからなり、このＭＯＳトランジスタは前記比較器からの異常信号によりオンするようになっていることを特徴する請求項４に記載の非接触電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスを介して電磁的に接続された送電装置と受電装置を備える非接触電力伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の非接触電力装置としては、図５に示すように、送電装置１と、トランス２と、受電装置３と、を備えたものが知られている。
送電装置１は、伝送すべき所望の電力を生成する装置であり、高周波の交流電源１１と、この交流電源１１の出力から直流電圧を生成する整流・平滑回路１２と、この整流・平滑回路１２の出力電圧から交流電圧を生成する共振回路１３とを備えている。
【０００３】
トランス２は、送電装置１で発生する電力を受電装置２側に伝達するものである。すなわち、このトランス２は、コア（鉄心）２１、２１入りのトランスであり、共振回路１３の出力が印加される１次コイル２２と、この１次コイル２２に電磁的に結合する２次コイル２３とを有し、１次コイル２２と２次コイル２３とが物理的に分離自在に構成されている。
【０００４】
受電装置３は、送電装置１からの電力を受け取る装置であり、トランス２の２次コイル２３の出力から直流電圧を生成する出力整流回路３１と、この出力整流回路３１の出力により充電される負荷としてのバッテリ３２と、を備えている。従って、この受電装置３は、充電装置としての機能を有している。
このような構成からなる従来の非接触電力伝送装置では、送電装置１から受電装置３へ転送される電力（電圧）の周波数が、送電装置１側の共振回路１３の共振周波数で決められる。そして、受電装置３側の負荷の状態に応じて、送電装置１側の制御などは行われていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、非接触電力伝送装置において、電力を高効率で伝送できるように改善した場合には、大きな電力を高効率で伝送できるようになる。このため、大電力を高効率で伝送できる非接触電力伝送装置では、以下のような不具合が生ずると考えられる。
【０００６】
すなわち、受電装置側（２次側）の負荷が何らの原因により開放状態の場合には、受電装置側の出力端子に高電圧が発生するので、その高電圧により受電装置側の部品が耐圧を上回り破壊されるおそれがある。
また、受電装置側の負荷が低負荷として使用されるような場合には、同様に受電装置側の出力端子に高電圧が発生するので、その高電圧により受電装置側の部品が発熱して熱損失を招くおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、受電装置側の負荷が開放状態の場合、または低負荷状態で使用されるような場合に、受電装置側の部品の破壊防止、またはその部品の発熱防止が図れる非接触電力伝送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第１の発明は、所定の周波数からなる交流信号を生成する送電手段と、前記送電手段の出力が印加される平面状の１次コイルと、この１次コイルに電磁的に結合する平面状の２次コイルとを有し、前記１次コイルと前記２次コイルとが分離自在な変圧手段と、前記２次コイルの出力から直流電圧を生成する整流手段と、前記整流手段に接続される負荷が異常か否かを検出する検出手段と、前記検出手段が負荷の異常を検出した場合に、前記整流手段の出力を低下させるように前記送電手段に対して所定の制御を行う制御手段と、を備えている。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明の非接触電力伝送装置において、前記送電手段は、所定の周波数の高周波信号を発生するとともに、その高周波信号の発振周波数が可変できまたは発振が停止できるようになっている発振回路を含み、前記検出手段は、前記整流手段の出力電圧に基づいて前記負荷が無負荷または低負荷であるかを否を検出するようになっており、前記制御手段は、前記検出手段が無負荷または低負荷を検出した場合に、前記発振回路の発振周波数を低下させ、またはその発振の停止を行うようになっている。
【００１０】
第３の発明は、第１または第２の発明の非接触電力伝送装置において、前記検出手段は、前記整流手段の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、前記出力電圧が前記基準電圧を上回る場合に、無負荷または低負荷である旨の異常信号を出力する比較器と、この比較器が出力する異常信号に基づいて交流信号を生成する交流信号生成回路と、前記交流信号生成回路の出力が印加される平面状の３次コイルと、この３次コイルに電磁的に結合する平面状の４次コイルとを有し、前記３次コイルと前記４次コイルとが分離自在な補助変圧器とを含み、前記４次コイルの出力を前記制御手段に供給するようになっている。
【００１１】
第４の発明は、所定の周波数からなる交流信号を生成する送電手段と、前記送電手段の出力が印加される平面状の１次コイルと、この１次コイルに電磁的に結合する平面状の２次コイルとを有し、前記１次コイルと前記２次コイルとが分離自在な変圧手段と、前記２次コイルの出力から直流電圧を生成する整流手段と、前記整流手段の出力端子に接続自在な疑似負荷と、前記整流手段に接続される負荷の異常を検出した場合に、前記疑似負荷を前記整流手段の出力端子に接続させて異常負荷を保護する異常負荷保護手段と、を備えている。
【００１２】
第５の発明は、第４の発明の非接触電力伝送装置において、前記異常負荷保護手段は、前記整流手段の出力電圧を所定の基準電圧と比較し、前記出力電圧が前記基準電圧を上回る場合に、無負荷または低負荷である旨の異常信号を出力する比較器を含み、前記疑似負荷は、ＭＯＳトランジスタからなり、このＭＯＳトランジスタは前記比較器からの異常信号によりオンするようになっている。
【００１３】
このような構成からなる本発明によれば、受電装置側の負荷が開放状態の場合には受電装置側の部品の破壊防止を図ることができ、また、その受電装置側の負荷が低負荷状態で使用されるような場合にはその部品の発熱防止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本発明の非接触電力伝送装置の第１実施形態の構成について、図１を参照して説明する。
この第１実施形態に係る非接触電力伝送装置は、図１に示すように、送電装置５と、トランス（変圧器）６と、受電装置７と、負荷検出・送電制御装置８と、を備えている。
【００１５】
送電装置５は、伝送すべき所定の周波数の交流信号（交流電力）を生成する装置であり、図示のように、発振回路５１と、インバータ回路５２と、ドライバ回路５３、５４と、１次側コンデンサＣ１、Ｃ２とから構成される。
発振回路５１は、高周波のパルス（矩形波）を発生する回路であり、発振周波数は例えば１００〔ｋＨｚ〕〜５００〔ｋＨｚ〕の範囲である。発振回路５１は、その発振周波数が例えば上記の範囲内で連続的または間欠的に可変できるようになっており、かつ、その発振周波数は後述の制御回路８４からの周波数制御信号により所定値に制御されるようになっている。
【００１６】
ここで、発振回路５１は、上記の構成に代えて、発振停止または発振出力の阻止ができるように構成し、後述の制御回路８４からの発振停止信号により発振停止または発振出力の阻止がされるようにしても良い。
インバータ回路５２は、発振回路５１の発生するパルスを反転する回路である。ドライバ回路５３は、発振回路５１の出力を増幅する回路である。ドライバ回路５４は、インバータ回路５２の出力を増幅する回路である。
【００１７】
１次側コンデンサＣ１は、ドライバ回路５３の出力側とトランス６の１次コイル６１の一端側とを交流結合するためのコンデンサである。２次側コンデンサＣ２は、ドライバ回路５４の出力側とトランス６の１次コイル６１の他端側とを交流結合するためのコンデンサである。
トランス６は、送電装置５で発生する電力を受電装置７側に効率的に伝達するものである。このため、このトランス６は、送電装置５の出力が印加される１次コイル６１と、この１次コイル６１に電磁的に結合する２次コイル６２とを有している。
【００１８】
１次コイル６１と２次コイル６２とは、図２（Ａ）に示すように、例えば絶縁された単線６３を同一平面内で渦巻き状に巻いた平面コイルからなる。この巻き数は多いほど良く、例えば１０巻き程度である。
１次コイル６１は、図２（Ｂ）に示すように、その上下面に絶縁シート６４、６５が固定（被覆）され、絶縁シート６５の下面上にアルミニウムや銅からなる金属シート６６に固定されている。金属シート６６は、１次コイル６１の漏れ磁束などを防ぐものである。
【００１９】
２次コイル６２は、図２（Ｂ）に示すように、その上面側に絶縁シート６７が固定され、その絶縁シート６７の上面に金属シート６８が固定されている。金属シート６８は、２次コイル６２の漏れ磁束などを防ぐものである。
このような構成からなる１次コイル６１と２次コイル６２とは、電力伝送が必要なときには、図２（Ｂ）に示すように、その平面同士が重なるようにして使用して両者が電磁的に結合でき、電力伝送が不要なときなどにはその両者を物理的に分離させて使用できるような構造になっている。
【００２０】
換言すると、１次コイル６１と２次コイル６２とは、伝送電力が必要な場合には物理的に密着して使用でき、その一方、必要に応じて物理的に分離自在に構成されている。
受電装置７は、送電装置５からの電力を受け取る装置である。このために、受電装置７は、図示に示すように、トランス６の２次コイル６２の両端に接続されるコンデンサＣ３と、トランス６の２次コイル６２の出力電圧から直流電圧を生成する出力整流回路７１と、この出力整流回路７１の出力端子間に接続されるコンデンサＣ４と、出力整流回路７１の出力電圧の安定化を図り定電圧を出力する定電圧回路７２とを備え、定電圧回路７２の出力端子には負荷７３が接続されるようになっている。なお、コンデンサＣ３は、必要に応じて省略することができる。
【００２１】
負荷検出・送電制御装置８は、受電装置７に接続される負荷７３が異常か否かを検出し、その負荷７３が異常であることを検出したときに、受電装置７の出力が低下するように送電装置５に対して所定の制御を行う装置である。
このために、負荷検出・送電制御装置８は、図示のように、コンパレータ（比較器）８１と、共振回路８２と、補助トランス８３と、制御回路８４とを備えている。
【００２２】
コンパレータ８１は、出力整流回路７１の出力電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧し、その分圧電圧を基準電圧源８５の基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、その分圧電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを上回った場合に、負荷が異常である旨を示すＨレベルの異常信号を出力するようになっている。すなわち、コンパレータ８１は、受電装置７の負荷７３が開放状態、またはその負荷７３が低負荷状態で使用されて出力整流回路７１の出力電圧が通常よりも高電圧の場合には、異常信号を出力するようになっている。
【００２３】
共振回路８２は、コンパレータ８１が出力する異常信号に基づいて所定の交流信号を生成する回路である。
補助トランス８３は、共振回路８２の出力が印加される１次コイルと、この１次コイルに電磁的に結合する２次コイルとを有している。また、この補助トランス８３の１次コイルと２次コイルは、例えば、トランス６の１次コイル６１と２次コイル６２と同様に平面コイルからなるが、信号を伝送することを目的とするのでその規模は小規模のものである。さらに、この補助トランス８３の１次コイルと２次コイルは、トランス６の１次コイル６１と２次コイル６２との接続と分離に連動して、その接続と分離ができるようになっている。
【００２４】
制御回路８４は、コンパレータ８１からの異常信号を補助トランス８３の２次コイルから受け取ると、その異常信号に基づいて発振回路５１の発振周波数を所定値に制御する周波数制御信号、またはそれに基づいて発振回路５１の発振動作などを停止する停止信号を生成する回路である。
次に、図１に示す送電装置５におけるインバータ回路５３、５４の具体的な回路構成について、図３を参照して説明する。
【００２５】
インバータ回路５３は、図３に示すように、Ｐ型とＮ型のＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ２からなるＣＭＯＳインバータ回路５３１で構成されるとともに、ＣＭＯＳインバータ回路５３１の動作時に流れる貫通電流を防止する制御回路５３２とを含んでいる。制御回路５３２は、図示のようにノアゲート５３２１、アンドゲート５３２２、インバータＩＶ１〜ＩＶ６、コンデンサＣ１１，Ｃ１２から構成される。
【００２６】
インバータ回路５４は、図３に示すように、Ｐ型とＮ型のＭＯＳトランジスタＱ３，Ｑ４からなるＣＭＯＳインバータ回路５４１で構成されるとともに、ＣＭＯＳインバータ回路５４１の動作時に流れる貫通電流を防止する制御回路５４２とを含んでいる。制御回路５４２は、図示のようにノアゲート５４２１、アンドゲート５４２２、インバータＩＶ１１〜ＩＶ１６、コンデンサＣ２１，Ｃ２２から構成される。
【００２７】
このような構成からなる第１実施形態は、送電装置５の発振回路５１の発振周波数を変えると、これに応じて受電装置７に接続される負荷の出力電圧、出力電力、および効率がそれぞれ変化するという特性を持っているので、以下にその各特性の試験例について図６を参照して説明する。
図６の各特性は、負荷抵抗が１２．５〔Ω〕、送電装置５の出力電圧（１次側電圧）が５．４〔Ｖ〕、１次側コンデンサＣ１，Ｃ２はその容量値が同一のものを使用した場合の試験結果である。また、図６において、曲線ａはＣ１，Ｃ２の容量値が大きな場合，曲線ｂはＣ１，Ｃ２の容量値が中程度の場合、曲線ｃはＣ１、Ｃ２の容量値が小さな場合である。
【００２８】
そして、図６（Ａ）は、送電装置５の入力周波数と効率の関係を示し、図６（Ｂ）はその周波数と受電装置７の出力電圧の関係を示し、図６（Ｃ）はその周波数と出力電力の関係を示している。
なお、この試験例では、試験時に、負荷検出・送電制御装置８はその動作を停止させ、発振回路５１の出力側に周波数が可変できる可変発振装置の出力を印加し、その可変発振装置の発振周波数を可変することにより特性試験を行うようにした。
【００２９】
図６（Ａ）によれば、１次側コンデンサＣ１，Ｃ２の容量値が大きな場合には、周波数が４１０〔ｋＨｚ〕のときに最大効率となり、その最大効率は６４．６〔％〕である。このときには、入力電力が５．４〔Ｖ〕×１．３８〔Ａ〕＝７．４５〔Ｗ〕で、出力電力が７．８０〔Ｖ〕×０．６２〔Ａ〕＝４．８３〔Ｗ〕である（図６（Ｂ）（Ｃ）参照）。また、図６（Ｃ）によれば、Ｃ１，Ｃ２の容量値が大きな場合には、周波数が４１０〔ｋＨｚ〕のときに最大出力となり、その最大出力は７．８０〔Ｖ〕×０．６２〔Ａ〕＝４．８３〔Ｗ〕となり、このときの入力電力は５．４〔Ｖ〕×１．３８〔Ａ〕＝７．４５〔Ｗ〕である。
【００３０】
次に、図６（Ａ）によれば、１次側コンデンサがＣ１，Ｃ２の容量値が中程度の場合には、周波数が６２０〔ｋＨｚ〕のときに最大効率となり、その最大効率は６４．４〔％〕となる。このときには、入力電力が５．４〔Ｖ〕×０．９０〔Ａ〕＝４．８６〔Ｗ〕で、出力電力は６．２９〔Ｖ〕×０．５０〔Ａ〕＝３．１４〔Ｗ〕ある。また、図６（Ｃ）によれば、Ｃ１，Ｃ２の容量値が中程度の場合には、周波数が５８０〔ｋＨｚ〕のときに最大出力となり、その最大出力は６．４２〔Ｖ〕×０．５０〔Ａ〕＝３．２３〔Ｗ〕となり、このときの入力電力は５．４〔Ｖ〕×０．９４〔Ａ〕＝５．０７〔Ｗ〕である。
【００３１】
さらに、図６（Ａ）によれば、１次コンデンサＣ１，Ｃ２の容量値が小さな場合には、周波数が８１０〔ｋＨｚ〕のときに最大効率となり、その最大効率は６２．５〔％〕となる。このときには、入力電力が５．４〔Ｖ〕×０．８２〔Ａ〕＝４．４３〔Ｗ〕で、出力電力は５．９４〔Ｖ〕×０．４７〔Ａ〕＝２．７９〔Ｗ〕である。また、図６（Ｃ）によれば、Ｃ１，Ｃ２の容量値が小さな場合には、周波数が８１０〔ｋＨｚ〕のときに最大出力となり、その最大出力は、５．９４Ｖで×０．４７〔Ｖ〕＝２．７８〔Ｗ〕であり、このときの入力電力は５．４〔Ｖ〕×０．８２〔Ａ〕＝４．４３〔Ｗ〕である。
【００３２】
以上の結果から明らかなように、１次コンデンサＣ１，Ｃ２の容量値が大きなほど最大出力電力が大きく、その容量値が大きなほど共振周波数（極値の周波数）が低いことがわかる。また、発振周波数の制御により出力電圧の制御ができ（図６（Ｂ）参照）、最大出力電力は４．８３〔Ｗ〕で、最大効率が６４〔％〕となる。
【００３３】
なお、このような第１実施形態の特性、すなわち発振周波数の制御により出力電圧が制御でき、電力の伝送効率が（変換効率）が良いなどの特性は、後述の他の実施形態の特性においても同様である。
次に、このような構成からなる第１実施形態の動作について、図１を参照して説明する。
【００３４】
この第１実施形態では、送電装置５が所定の周波数の高周波信号を生成し、その高周波信号がトランス６を介して受電装置７に高効率で伝送できる（図６（Ａ）参照）。このため、送電装置５では大きな電力が生成され、それが効率良く受電装置７に伝送できる。
しかし、受電装置７の負荷７３が開放状態にある場合には受電装置７の部品が破壊される恐れあり、また、その受電装置７の負荷７３が低負荷状態で使用されるような場合にはその受電装置７の部品の発熱の恐れがある。
【００３５】
そこで、この第１実施形態では、使用中に、負荷検出・送電制御装置８が、受電装置７に接続される負荷７３の状態を検出し、その負荷７３が異常であることを検出した場合には送電装置５に対して以下のような制御を行い、上記の弊害を防止するようにした。
すなわち、コンパレータ８１は、出力整流回路８１の出力電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧し、その分圧電圧を基準電圧源８５の基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、その分圧電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを上回った場合に、負荷が異常である旨を示すＨレベルの異常信号を出力する。すなわち、コンパレータ８１は、受電装置７の負荷７３が開放状態、またはその負荷７３が低負荷状態で、出力整流回路７１の出力電圧が通常よりも高電圧の場合には、異常信号を出力する。
【００３６】
コンパレータ８１から異常信号が出力されと、共振回路８２ではその異常信号に基づいて所定の交流信号が生成される。その交流信号は、補助トランス８３を介して制御回路８４に伝送される。
制御回路８４は、その交流信号を受け取ると、それに基づいて発振回路５１の発振周波数を所定値に制御する周波数制御信号、またはそれに基づいて発振回路５１の発振動作を停止する発振停止信号を生成する。
【００３７】
ここで、制御回路８４は、周波数制御信号を生成する場合には、その周波数制御信号を発振回路５１に出力する。この結果、発振回路５１は、現在の発振周波数を所定の周波数に低下させる。この発振回路５１の発振周波数の低下により、受電装置７の出力電圧は大幅に低下するので（図６（Ｂ）参照）、上記の弊害を防止できる。
【００３８】
一方、制御回路８４は、発振停止信号を生成する場合には、その発振停止信号を発振回路５１に出力する。この結果、発振回路５１は、その発振動作が停止し、またはその発振出力が阻止される。この発振回路５１の発振停止などにより、受電装置７には出力電圧が出力されず、上記の弊害を防止できる。
次に、本発明の非接触電力伝送装置の第２実施形態の構成について、図４を参照して説明する。
【００３９】
この第２実施形態に係る非接触電力伝送装置は、図４に示すように、送電装置５Ａと、トランス６と、受電装置７と、異常負荷保護装置９と、を備えている。  送電装置５Ａは、所定の周波数の交流信号を生成する装置であり、図示のように、発振回路５１Ａと、インバータ回路５２と、ドライバ回路５３、５４と、１次側コンデンサＣ１、Ｃ２とから構成される。
【００４０】
発振回路５１Ａは、所定の周波数からなる高周波のパルスを発生する発振周波数が固定の発振回路であり、発振周波数は例えば１００〔ｋＨｚ〕〜５００〔ｋＨｚ〕の範囲である。
インバータ回路５２、ドライバ回路５３、５４、および１次側コンデンサＣ１，Ｃ２は、図１に示すインバータ回路５２、ドライバ回路５３、５４、および１次側コンデンサＣ１，Ｃ２と同様に構成するので、その詳細な説明はここでは省略する。
【００４１】
また、トランス６および受電装置７は、図１に示すトランス６および受電装置７と同様に構成するので、その構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明はここでは省略する。
異常負荷保護装置９は、受電装置７に接続される負荷７３が異常か否かを検出し、その異常を検出した場合に、擬似負荷であるＭＯＳトランジスタ９２をオンにしてその負荷７３の異常を保護する装置である。このために、異常負荷保護装置８Ａは、図示のように、コンパレータ９１と、ＭＯＳトランジスタ９２とを備えている。
【００４２】
コンパレータ９１は、出力整流回路７１の出力電圧を抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧し、その分圧電圧を基準電圧源９３の基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、その分圧電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを上回った場合、負荷が異常である旨を示すＨレベルの異常信号を出力するようになっている。すなわち、コンパレータ９１は、受電装置７の負荷７３が開放状態、またはその負荷７３が低負荷状態で使用されて出力整流回路７１の出力電圧が通常よりも高電圧の場合には、異常信号を出力するようになっている。
【００４３】
ＭＯＳトランジスタ９２は、そのドレインとソースが出力整流回路７１の出力端子に接続され、そのゲートにコンパレータ９１からの異常信号が印加されることにより、オンオフ制御されるようになっている。すなわち、ＭＯＳトランジスタ９２は、受電装置７の負荷７３が開放状態の場合、またはその負荷７３が低負荷の状態の場合には、擬似的な負荷として機能し、受電装置７の負荷の異常を防止するために利用されるものである。
【００４４】
次に、このような構成からなる第２実施形態の動作について、図４を参照して説明する。
この第２実施形態では、送電装置５Ａが所定の周波数の高周波信号を生成し、その高周波信号がトランス６を介して受電装置７に高効率で伝送できる。このため、送電装置５では大きな電力が生成され、それを効率良く受電装置７に伝送できる。
【００４５】
しかし、受電装置側の負荷７３が開放状態の場合には受電装置７の部品が破壊される恐れあり、また、その受電装置７の負荷７３が低負荷状態で使用されるような場合にはその部品の発熱の恐れがある。
そこで、この第２実施形態では、使用中に、異常負荷保護装置９が、受電装置７に接続される負荷７３が異常か否かを検出し、その異常を検出した場合には、擬似負荷としてのＭＯＳトランジスタ９２のオンにして、上記の弊害を防止するようにした。
【００４６】
すなわち、コンパレータ９１は、出力整流回路７１の出力電圧を抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧し、その分圧電圧を基準電圧源９３の基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、その分圧電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを上回った場合に、負荷が異常である旨を示すＨレベルの異常信号を出力する。すなわち、コンパレータ９１は、受電装置７の負荷７３が開放状態、またはその負荷７３が低負荷の状態で、出力整流回路７１の出力電圧が通常よりも高電圧の場合には、異常信号を出力する。
【００４７】
コンパレータ９１からの異常信号はＭＯＳトランジスタ９２のゲートに印加されるので、ＭＯＳトランジスタ９２はオンし、出力整流回路７１の擬似的な負荷として機能する。この結果、受電装置７の負荷の状態が異常な場合に、擬似的に負荷が正常な状態を実現できるので、上記の弊害を防止できる。
【００４８】
以上説明したように、本発明によれば、受電装置側の負荷が開放状態の場合には受電装置側の部品の破壊防止を図ることができ、また、その受電装置側の負荷が低負荷状態で使用されるような場合にはその部品の発熱防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のトランスの１次および２次コイルを説明する図であり、（Ａ）はその両コイルの構成を示す平面図、（Ｂ）はそのコイルの使用例を示す側面図である。
【図３】図１のドライバ回路の具体的な回路図であり、その制御回路を含んでいる。
【図４】本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】従来装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態において、１次側の発振周波数と、効率、出力電圧、および出力電力との関係を示す試験結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
５、５Ａは送電装置、６はトランス、７は受電装置、８は負荷検出・送電制御装置、９は異常負荷保護装置、５１は発振回路、６１は１次コイル、６２は２次コイル、７１は出力整流回路、７３は負荷、８１、９１はコンパレータ（比較器）、８２は共振回路、８３は補助トランス、８４は制御回路、９２はＭＯＳトランジスタである。
【図１】
2008263779.tif 000003
【図２】
2008263779.tif 000004
【図３】
2008263779.tif 000005
【図４】
2008263779.tif 000006
【図５】
2008263779.tif 000007
【図６】
2008263779.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月1日(2008.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電手段と、
前記送電手段からの出力信号が印加される１次コイルと、
前記１次コイルから電力が伝送される２次コイルと、
前記２次コイルに電気的に接続される受電手段と、
前記受電手段を保護する保護手段と、
を含み、
前記受電手段は整流手段と、電圧安定化手段と、を含み、
前記保護手段及び前記電圧安定化手段は前記整流手段の出力に電気的に接続されることを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項２】
前記保護手段は、
前記整流手段の出力に接続されたＭＯＳトランジスタと、
前記整流手段の出力電圧を分圧して分圧電圧を発生させる第１の抵抗及び第２の抵抗と、
前記分圧電圧と基準電圧を比較した結果に基づく比較信号を出力する比較器と、
を含み、
前記比較信号が前記ＭＯＳトランジスタのゲートに入力されることを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
【請求項３】
２次コイルに電気的に接続される受電手段と、
前記受電手段を保護する保護手段と、
を含み、
前記受電手段は整流手段と、電圧安定化手段と、を含み、
前記保護手段及び前記電圧安定化手段は前記整流手段の出力に電気的に接続されることを特徴とする受電装置。
【請求項４】
前記保護手段は、
前記整流手段の出力に接続されたＭＯＳトランジスタと、
前記整流手段の出力電圧を分圧して分圧電圧を発生させる第１の抵抗及び第２の抵抗と、
前記分圧電圧と基準電圧を比較した結果に基づく比較信号を出力する比較器と、
を含み、
前記比較信号が前記ＭＯＳトランジスタのゲートに入力されることを特徴とする請求項３に記載の受電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第１の発明は、送電手段と、前記送電手段からの出力信号が印加される１次コイルと、前記１次コイルから電力が伝送される２次コイルと、前記２次コイルに電気的に接続される受電手段と、前記受電手段を保護する保護手段と、を含み、前記受電手段は整流手段と、電圧安定化手段と、を含み、前記保護手段及び前記電圧安定化手段は前記整流手段の出力に電気的に接続される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記保護手段は、前記整流手段の出力に接続されたＭＯＳトランジスタと、前記整流手段の出力電圧を分圧して分圧電圧を発生させる第１の抵抗及び第２の抵抗と、前記分圧電圧と基準電圧を比較した結果に基づく比較信号を出力する比較器と、を含み、前記比較信号が前記ＭＯＳトランジスタのゲートに入力される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
第３の発明は、２次コイルに電気的に接続される受電手段と、前記受電手段を保護する保護手段と、を含み、前記受電手段は整流手段と、電圧安定化手段と、を含み、前記保護手段及び前記電圧安定化手段は前記整流手段の出力に電気的に接続される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第４の発明は、第３の発明において、前記保護手段は、前記整流手段の出力に接続されたＭＯＳトランジスタと、前記整流手段の出力電圧を分圧して分圧電圧を発生させる第１の抵抗及び第２の抵抗と、前記分圧電圧と基準電圧を比較した結果に基づく比較信号を出力する比較器と、を含み、前記比較信号が前記ＭＯＳトランジスタのゲートに入力される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】