(57)【要約】【課題】第１に、過電圧保護部は、平滑後の電圧で過電圧を検出すると共に、第２に、２次側回路の立ち上がり後に、短絡を実施可能であり、第３に、しかも短絡実施に伴い、簡単かつ確実に給電が停止されるようになる、過電圧保護付の非接触給電装置を提案する。【解決手段】この非接触給電装置１０は、２次側回路２の整流部５と平滑部との間に、過電圧保護部２１が設けられており、過電圧発生を検出すると、２次側回路２そして２次コイル４を短絡する。そして過電圧保護部２１は、検出手段，増幅手段２３，短絡手段２４，逆流防止手段２５等を有している。更に、遅延手段３２も付設されており、給電開始に際し２次側回路２が立ち上がった後に、遅延して過電圧保護部２１を作動可能とする。又、短絡に基づく１次側回路１１の電流変化又は電圧変化を検出する検出部３８と、その検出に基づき、１次側回路１１の電源１３をオフする制御部３９が、設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導の相互誘導作用に基づき、１次側回路の１次コイルから、２次側回路の２次コイルに、エアギャップを存しつつ電力を供給する非接触給電装置であって、
該２次側回路について、整流部と平滑部との間に過電圧保護部が設けられており、該過電圧保護部は、該２次側回路について過電圧発生を検出すると、該２次側回路そして２次コイルを短絡して該２次側回路を保護すること、を特徴とする過電圧保護付きの非接触給電装置。
【請求項２】
請求項１において、該過電圧保護部は、該平滑部における過電圧を検出する検出手段と、該検出手段の検出に基づき短絡を実施する短絡手段と、該短絡手段への該平滑部からの電流逆流を防止する逆流防止手段と、を有していること、を特徴とする過電圧保護付きの非接触給電装置。
【請求項３】
請求項２において、該過電圧保護部は、該平滑部における過電圧を降伏電圧として検出する該検出手段としてのツェナーダイオードと、
該ツェナーダイオードからの電流を増幅する増幅手段と、該増幅手段からのゲート電流に基づきターンオンすると共に、該整流部直後にて短絡を実施する該短絡手段としての保護サイリスタと、
短絡時における該保護サイリスタへの該平滑部側からの電流逆流を防止する該逆流防止手段としての逆流防止ダイオードと、を有していること、を特徴とする過電圧保護付きの非接触給電装置。
【請求項４】
請求項２において、該過電圧保護部は更に遅延手段を有しており、該遅延手段は、給電開始に際し該２次側回路が立ち上がった後に、該過電圧保護部を作動可能とすること、を特徴とする過電圧保護付きの非接触給電装置。
【請求項５】
請求項１において、該２次側回路が短絡された際、短絡に基づく該１次側回路の電流変化又は電圧変化を検出する検出部と、該検出部の検出に基づき、該１次側回路の電源をオフする制御部が、設けられていること、を特徴とする過電圧保護付きの非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電圧保護付の非接触給電装置に関する。すなわち、地上側，１次側から車輌側，２次側に、エアギャップを存し非接触で電力を供給する、非接触給電装置の過電圧保護に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景》
ケーブル等の機械的接触なしで、例えば電気自動車等の車輌に、外部から電力を供給する非接触給電装置が、需要に基づき開発，実用化されている。
この非接触給電装置では、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、地上側等に定置された１次コイルから、車輌その他の移動体側に搭載された２次コイルに、数１０ｍｍ〜数１００ｍｍ程度のエアギャップを存し非接触で対応位置しつつ、電力を供給する（後述する図４等も参照）。
【０００３】
《従来技術》
そして、このような非接触給電装置の２次側回路には通常、整流部，平滑部，充電部，バッテリー等が設けられており、２次コイルからの誘導起電力が、直流化，平滑化，定電圧化，低電圧化等されて、バッテリーへと供給される。
ところで、このような非接触給電装置にあっては、例えばエアギャップの変動（過接近による結合係数の上昇）や、平滑部のコンデンサの故障等々に起因して、２次コイルそして２次側回路に過電圧が発生し、もって２次側回路が過電圧により故障する虞がある。２次コイルの出力電圧が異常上昇し、もって２次側回路に過電圧が流れて、回路の構成部分である２次コイル，整流部，平滑部，充電部，負荷等が、過電圧の印加により破損や焼損する虞がある。
【０００４】
そこで、図５に示したように、非接触給電装置１にあっては、従来、２次側回路２に過電圧保護部（短絡回路）３が設けられていた。
この過電圧保護部３は、２次コイル４について過電圧発生を検知すると、２次側回路２そして２次コイル４を短絡せしめ、もって２次側回路２を保護するようになっていた。図中５は整流部，６は平滑部，７は充電部，８はバッテリー，９は負荷である。
そして、過電圧保護部３は従来、２次側回路２の２次コイル４と整流部５間に、設けられていた。
すなわち過電圧保護部３を、もしも整流部５と平滑部６間や平滑部６の後等、平滑部６を含んだ回路に設けると、短絡時において、平滑部６側からの逆流電流，突入電流，流れ込み電流が過大となり、過電圧保護部３を構成するサイリスタ等の短絡素子が、損傷，故障する危険があることに、その理由がある。
勿論、これに耐える能力，規格のサイリスタ等を採用することも考えられるが、コスト負担が過大となってしまう。もって、従来のこの種の非接触給電装置１では、整流前で短絡するシステムが採用されていた。
なお、このように過電圧保護部３を設けるのではなく、過電圧により回路を遮断するヒューズを、２次側回路２に直列接続することも一部で行われていたが、ヒューズ交換に手間が嵩む等、工数面に大きな難点があり、本格採用には至っていなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したこの種従来技術の過電圧保護付の非接触給電装置１については、次の課題が指摘されていた。
《第１の問題点》
第１に、従来のこの種の非接触給電装置１では、２次側回路２の駆動電圧と過電圧保護部３の駆動電圧とが、一致せず齟齬するという問題が指摘されていた。
すなわち、前述したように過電圧保護部３は、２次コイル４と整流部５との間に設けられており、整流，平滑前に過電圧を検出して短絡するシステムが採用されていた。そこで、過電圧保護部３が過電圧として検出する電圧、つまり整流，平滑前の短絡実施電圧と、充電部７等の２次側回路２への整流，平滑後の入力電圧とが、多少異なる事態が生じていた。
もって例えば、２次側回路２にとって過電圧とはならない程度の電圧でも、過電圧保護部３において過電圧として短絡を実施してしまうケースも発生し、無駄が多いという指摘があった。無駄な短絡が発生し易く、改善が望まれていた。
【０００６】
《第２の問題点》
第２に、従来のこの種の非接触給電装置１にあっては、２次側回路２の立ち上がりが遅い場合、２次側回路２が起動する前に、過電圧保護部３にて短絡が実施されてしまうことが多々あり、もって、２次側回路２の充電部７等が起動できなくなることがある、という問題が指摘されていた。
すなわち給電開始に際し、２次側回路２では、充電部７等が立ち上がって起動する前（その立ち上がりに、例えば０．３秒程度を要することが多い）は、電力が消費されず必然的に電圧が上昇してしまう。そして過電圧保護部３が、これを過電圧として検出して、２次側回路２そして２次コイル４を短絡してしまうことが多々あった。
つまり、問題とすべき過電圧発生ではないのに、充電部７等が働く前に過電圧保護部３が働いてしまい、その結果、２次側回路２が起動できなくなることがある、という問題があった。
【０００７】
《第３の問題点》
第３に、過電圧保護部３にて２次側回路２が短絡された場合、１次側回路にて給電を直ちに停止する必要があるが、従来のこの種の非接触給電装置１では、その検出手段や通信手段が複雑であり、給電停止が遅延することもある、という問題が指摘されていた。
すなわち、従来のこの種の非接触給電装置１では、２次側回路２で過電圧保護部３が働き短絡が実施されたことを、検出手段で検出すると共に、検出された短絡実施情報を１次側回路へと、配線ケーブルによらず（非接触なので配線ケーブルは使用不能）、何らかの通信手段を用いて伝達するようになっていた。
しかしながら、このような検出手段や通信手段の回路構成が複雑であり、通信障害や誤作動も多発すると共に、１次側回路の電源オフ動作が遅れ、もって１次側回路から無駄な電力供給が行われてしまう、等々の問題が発生していた。
【０００８】
《本発明について》
本発明の過電圧保護付の非接触給電装置は、このような実情に鑑み、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、過電圧保護部は、平滑後の電圧で過電圧を検出すると共に、第２に、過電圧保護部は、２次側回路の立ち上がり後に短絡を実施可能であり、第３に、しかも短絡実施に伴い、簡単かつ確実に給電が停止されるようになる、過電圧保護付の非接触給電装置を提案することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
請求項１については、次のとおり。
請求項１の過電圧保護付の非接触給電装置は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、１次側回路の１次コイルから、２次側回路の２次コイルに、エアギャップを存しつつ電力を供給する。そして該２次側回路について、整流部と平滑部との間に過電圧保護部が設けられており、該過電圧保護部は、該２次側回路について過電圧発生を検出すると、該２次側回路そして２次コイルを短絡して該２次側回路を保護すること、を特徴とする
請求項２については、次のとおり。
請求項２の過電圧保護付の非接触給電装置では、請求項１において、該過電圧保護部は、該平滑部における過電圧を検出する検出手段と、該検出手段の検出に基づき短絡を実施する短絡手段と、該短絡手段への該平滑部からの電流逆流を防止する逆流防止手段と、を有していること、を特徴とする。
【００１０】
請求項３については、次のとおり。
請求項３の過電圧保護付の非接触給電装置では、請求項２において、該過電圧保護部は、該平滑部における過電圧を降伏電圧として検出する該検出手段としてのツェナーダイオードと、該ツェナーダイオードからの電流を増幅する増幅手段と、該増幅手段からのゲート電流に基づきターンオンすると共に、該整流部直後にて短絡を実施する該短絡手段としての保護サイリスタと、短絡時における該保護サイリスタへの該平滑部側からの電流逆流を防止する該逆流防止手段としての逆流防止ダイオードと、を有していること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。
請求項４の過電圧保護付の非接触給電装置では、請求項２において、該過電圧保護部は、更に遅延手段を有している。そして該遅延手段は、給電開始に際し該２次側回路が立ち上がった後に、該過電圧保護部を作動可能とすること、を特徴とする。
請求項５については、次のとおり。
請求項５の過電圧保護付の非接触給電装置では、請求項１において、該２次側回路が短絡された際、短絡に基づく該１次側回路の電流変化又は電圧変化を検出する検出部と、該検出部の検出に基づき、該１次側回路の電源をオフする制御部とが、設けられていること、を特徴とする。
【００１１】
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）非接触給電装置では、２次コイルが１次コイルに対応位置して、電力が供給される。
（２）すなわち電磁誘導の相互誘導作用により、電力が１次側回路から２次側回路へと、供給される。
（３）２次側回路では、２次コイルからの交流が、整流部，過電圧保護部，平滑部，充電部等を介して、バッテリーに供給される。
（４）さて本発明では、２次側回路に過電圧保護部が設けられている。そして過電圧保護部は、過電圧検出手段，電流増幅手段，短絡手段等を備えており、２次コイルそして２次側回路について過電圧発生を検出すると、これを短絡して保護する。
（５）そして、過電圧保護部の検出手段例えばツェナーダイオードは、平滑部手前で並列接続されており、平滑された電圧について過電圧発生を検出する。つまり、充電部等への入力電圧と一致する電圧を対象に、過電圧を検出する。
（６）短絡時には、平滑部側から過電圧保護部の短絡手段例えば保護サイリスタへ、逆流電流が流れ込む虞があるが、これは、逆流防止ダイオード等の逆流防止手段にて、回避される。
（７）過電圧保護部には、遅延手段が付設されている。もって、給電開始に際しては、充電部やバッテリー等の２次側回路が立ち上がった後に、過電圧保護部が作動可能となっている。給電開始に際し、充電部等が立ち上がる前に、過電圧保護部が短絡を実施してしまうことはない。
（８）過電圧保護部によって短絡が実施されると、短絡に基づく１次側回路の電圧や電流の変化を検出部が検出して、制御部が電源をオフする。このように、簡単な構成により確実かつ直ちに給電が停止される。
（９）さてそこで、本発明の過電圧保護付の非接触給電装置は、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１２】
《第１の効果》
第１に、過電圧保護部は、平滑後の電圧で過電圧を検出する。すなわち、本発明の過電圧保護付の非接触給電装置では、過電圧保護部の検出手段が、平滑部における過電圧を検出し、これに基づき短絡手段が、短絡を実施して２次側回路を保護する。
そして、過電圧保護部が過電圧として検出する電圧、つまり短絡実施電圧と、充電部等の２次側回路への入力電圧との間に差はない。共に、整流，平滑化された後の電圧である。
従って、前述したこの種従来技術、つまり整流，平滑前の電圧に基づき、過電圧を検出して短絡を実施していた従来技術のように、過電圧保護部の検出，駆動電圧と、充電部等の２次側回路の駆動電圧とが、多少異なる事態発生は回避される。
もって例えば、充電部等の２次側回路にとって過電圧とはならない程度の電圧でも、過電圧として短絡してしまうケースは発生せず、無駄な短絡発生が防止される。なお、短絡時における短絡手段への平滑部側からの逆流電流の流れ込みは、逆流防止手段を設けたことにより、確実に回避されるようになっている。
このように、非接触給電装置について、過電圧保護が最適に働くようになる。過電圧にて２次側回路の構成部分が破損や焼損することは防止され、その確実な保護が実現されるようになる。
【００１３】
《第２の効果》
第２に、過電圧保護は、充電部等の２次側回路の立ち上がり後に、実施可能となっている。すなわち、本発明の過電圧保護付の非接触給電装置には、遅延手段が付設されており、給電開始に際し充電部等の２次側回路が立ち上がって起動した後に、タイミングを遅らせて過電圧保護部が作動可能となっている。
そこで、前述したこの種従来技術のように、給電開始に際し、充電部等の２次側回路が立ち上がり，起動する前に、過電圧保護部が短絡を実施してしまうことは回避される。過電圧保護部が本来目的とするエアギャップの変動や故障等に基づく過電圧発生ではないのに、過電圧保護部が働いてしまい、その結果、２次側回路が起動できなくなる事態発生は、確実に防止される。
従ってこの面からも、非接触給電装置について、過電圧保護が最適に働くようになる。
【００１４】
《第３の効果》
第３に、短絡実施に伴い、簡単かつ確実に給電が停止されるようになる。すなわち、本発明の過電圧保護付の非接触給電装置では、過電圧保護部によって２次側回路が短絡されると、短絡に基づく１次側回路の電流変化や電圧変化を検出部が検出し、もって制御部にて、１次側回路の電源がオフされるようになっている。
前述したこの種従来技術、つまり何らかの検出手段を設けて短絡を検出すると共に、何からの通信手段を用いて短絡実施情報を１次側回路に伝達していた従来技術に比し、簡単な構成により、通信障害や誤作動発生の虞もなく確実かつ直ちに、１次側回路による給電が停止されるようになる。電源オフ動作が遅れ、もって無駄な電力供給が行われるようなことも、確実に回避される。
従ってこの面からも、非接触給電装置について、過電圧保護が最適に働くようになる。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る過電圧保護付の非接触給電装置について、発明を実施するための形態の説明に供し、１次側回路および２次側回路の要部の回路図である。
【図２】同発明を実施するための形態の説明に供し、２次側回路の残部の回路図である。
【図３】非接触給電装置の説明に供し、回路図である。
【図４】非接触給電装置の説明に供し、（１）図は、全体説明図、（２）図は、構成ブロック図である。
【図５】この種従来技術の非接触給電装置の説明に供し、要部の構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
《非接触給電装置１０について》
まず、本発明の前提となる非接触給電装置１０について、図３や図４を参照して、一般的に説明する。
非接触給電装置１０は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、１次側回路１１の１次コイル１２から、２次側回路２の２次コイル４に、エアギャップＧを存して非接触で対応位置して、電力を供給する。１次側回路１１は、地上Ａ側に定置配設されており、２次側回路２は、車輌Ｂ側等の移動体に搭載されている。
【００１７】
このような非接触給電装置１０について、更に詳述する。まず、給電側，トラック側，１次側の１次側回路１１は、給電スタンドＣその他の給電エリアにおいて、地面，路面，床面，その他の地上Ａ側に、定置配置されている。
これに対し、受電側，ピックアップ側，２次側の２次側回路２は、電気自動車（ＥＶ車）や電車等の車輌Ｂ，その他の移動体に搭載されている。２次側回路２は、駆動用の他、非駆動用としても利用可能であり、図中に示したように車載のバッテリー８に接続されるのが代表的であるが、各種負荷９に直接接続される場合もある。
そして、１次側回路１１の１次コイル１２と２次側回路２の２次コイル４とは、給電に際し、数十ｍｍ〜数百ｍｍ、例えば５０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度の僅かな間隙空間であるエアギャップＧを存しつつ、非接触で近接して対応位置される。図示例では、上下で対応位置される。
又、給電に際しては、２次コイル４が、１次コイル１２上等で停止される停止給電方式が代表的であり、停止給電方式の場合は、１次コイル１２と２次コイル４とは、上下等で対をなしうる対称構造よりなる。これに対し、２次コイル４が１次コイル１２上を低速走行しつつ給電を行う移動給電方式も、可能である。
【００１８】
１次側回路１１の１次コイル１２は、インバータが使用される電源１３に接続されている。図３の１次側回路１１中、１４はチョークコイル、１５は直列共振用のコンデンサ、１６は並列共振用のコンデンサである。
２次側回路２の２次コイル４は、図示例ではバッテリー８に接続可能となっており、給電により充電されたバッテリー８にて、図４の例では走行用のモータ１７が駆動され、図３の例では、その他の負荷９に電力供給される。図中１８は、交流を直流に変換するコンバータ（後述する整流部や平滑部）、１９は、直流を交流に変換するインバータであり、図３の２次側回路２中、２０は並列共振用のキャパシタである。
１次コイル１２や２次コイル４は、例えば、複数回巻回ターン方式の扁平な略平板状のフラット構造をなしている。
【００１９】
電磁誘導の相互誘導作用については、次のとおり。給電に際し、対応位置する１次コイル１２と２次コイル４間において、１次コイル１２での磁束形成により２次コイル４に誘導起電力を生成させ、もって１次コイル１２から２次コイル４に電力を供給することは、公知公用である。
すなわち、１次側回路１１の１次コイル１２に、電源１３から例えば数ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の交流を給電交流，励磁電流として印加，通電することにより、磁界が１次コイル１２の周囲に生じ、磁束がコイル面に対して直角方向に形成される。
そして、このように形成された磁束が、２次側回路２の２次コイル４を貫き鎖交することにより、誘導起電力が生成されて磁場が形成される。このように、誘起された磁界を利用して、電力が送受される。１ｋＷ程度〜数ｋＷ以上、更には数１０ｋＷ〜数１００ｋＷ程度の電力供給も可能である。
非接触給電装置１０では、このような電磁誘導の相互誘導作用に基づき、１次コイル１２と２次コイル４間に磁束の磁路が形成され、１次コイル１２と２次コイル４間が電磁結合されて、非接触給電が実施される。そして、２次側回路２では、２次コイル４からの交流が直流化されて、バッテリー８に供給される。
非接触給電装置１０について、一般的説明は以上のとおり。
【００２０】
《本発明の概要》
以下、本発明の過電圧保護付の非接触給電装置１０について、図１，図２を参照して説明する。まず、本発明の概要については、次のとおり。
本発明の過電圧保護付の非接触給電装置１０は、２次側回路２について、整流部５と平滑部６との間に、過電圧保護部２１が設けられている。過電圧保護部２１は、２次側回路２についての過電圧発生を検出すると、２次側回路２そして２次コイル４を短絡して、２次側回路２を保護する。
そして過電圧保護部２１は、次の検出手段２２，増幅手段２３，短絡手段２４，逆流防止手段２５等、を有した回路構成よりなる。
すなわち、平滑部６における過電圧を降伏電圧として検出する例えばツェナーダイオード２６よりなる検出手段２２と、ツェナーダイオード２６からの電流を増幅する増幅手段２３と、増幅手段２３からのゲート電流に基づきターンオンすると共に、整流部５直後にて短絡を実施する例えば保護サイリスタ２７よりなる短絡手段２４と、短絡時における保護サイリスタ２７への平滑部６側からの電流逆流を防止例えば逆流防止ダイオード２８よりなる逆流防止手段２５と、を有した回路構成よりなる。
本発明の概要については、以上のとおり。以下、このような本発明について、更に詳述する。
【００２１】
《２次側回路２について》
まず、この非接触給電装置１０の２次側回路２について、説明する。この２次側回路２では、まず、２次コイル４が、整流部５の入力端に接続されている。そして、整流部５の出力端と、バッテリー８の入力端との間に、過電圧保護部２１，平滑部６，充電部７等が、整流部５側から順に並列接続された回路構成よりなり、相互間でも順に並列接続された回路構成よりなる。
又、過電圧保護部２１を構成する短絡手段２４の保護サイリスタ２７、増幅手段２３のフォトサイリスタ２９、検出手段２２のツェナーダイオード２６等も、整流部５と平滑部６間に、整流部５側から順に並列接続されており、相互間でも順に並列接続された回路構成よりなる。
逆流防止手段２５の逆流防止ダイオード２８は、整流部５のプラス出力端子と平滑部６のプラス入力端子との間に、直列接続されている。
【００２２】
まず整流部５は、図示例ではダイオードを用いたブリッジ全波整流回路よりなり、入力端が２次コイル４に並列接続されており、２次コイル４からの交流を脈動分を含む直流に変換する。
平滑部６は、図示例では互いに並列接続された３個のコンデンサよりなり、整流部５の出力端に、過電圧保護部２１を介し並列接続されており、整流部５の出力電圧中に含まれる脈動分を低減して、安定した電圧の直流とする。
充電部７は、ＤＣ電源と称されることもあるが、平滑部６の出力端に並列接続されており、バッテリー８への充電に備え、直流の定電圧化や低電圧化を実施する。なお、このような充電部７として、コンデンサが使用されるケースもある。
バッテリー８は、充電部７の出力端に並列接続されており、例えば鉛蓄電池よりなり、その出力端に並列接続された負荷９に、電力を供給する。
２次側回路２については、以上のとおり。
【００２３】
《過電圧保護部２１について》
次に、このような２次側回路２に設けられた過電圧保護部２１について、説明する。まず、過電圧保護部２１の短絡手段２４は、２次側回路２の整流部５の出力端直後に、隣接して並列接続されており、図示例では保護サイリスタ２７が使用されている。
このサイリスタ２７は、そのアノード端子が、整流部５のプラス出力端子側との接続点に接続され、カソード端子が、整流部５のマイナス出力端子側との接続点に接続されている。
そして、増幅手段２３からの電流をゲート電流，トリガーとして、ターンオンし、もってアノード端子とカソード端子間が、順方向にオンして導通する。もって、整流部５直後の脈動分のある非平滑電圧部分にて短絡することにより、２次側回路２そして２次コイル４を短絡せしめる。図示例の短絡手段２４は、このように保護サイリスタ２７を用いて、短絡を実施する。
【００２４】
これに対し、過電圧保護部２１の検出手段２２は、２次側回路２の平滑部６の入力端の直前に並列接続されており、図示例では、ツェナーダイオード２６が使用されている。
このツェナーダイオード２６は、そのカソード端子が、平滑部６のプラス入力端子側との接続点に接続され、アノード端子が、平滑部６のマイナス入力端子側との接続点に接続されている。
そしてツェナーダイオード２６は、平滑部６における過電圧を、降伏電圧として検出する。つまり、脈動分のない平滑された電圧について過電圧が発生すると、これを降伏電圧（ツェナー電圧）として逆方向にオンして導通し、もって２次側回路２における過電圧発生を検出する。図示例の検出手段２２は、このようにツェナーダイオード２６を用いて、過電圧を検出する。
【００２５】
このように導通したツェナーダイオード２６からの電流を、直接、保護サイリスタ２７のゲート電流とすることは困難（高電圧なので高電流とすることはできず、保護サイリスタ２７のトリガーとしては不十分）なので、図示の過電圧保護部２１には、増幅手段２３が設けられている。
この増幅手段２３は、ツェナーダイオード２６のアノード端子側に直列接続された発光ダイオード（ＬＥＤ）３０と、保護サイリスタ２７とツェナーダイオード２６との間に並列接続されたフォトサイリスタ２９とを、備えている。
発光ダイオード３０は、そのアノード端子を、ツェナーダイオード２６のアノード端子側に向けて、ツェナーダイオード２６に直列接続されている。フォトサイリスタ２９は、そのアノード端子を、平滑部６のプラス入力端子側との接続点に向け、カソード端子を、平滑部６のマイナス入力端子側との接続点に向けて、並列接続されている。
もって、ツェナーダイオード２６の導通により、発光ダイオード３０が発光すると、フォトサイリスタ２９のゲート電極に、その発光が入射してトリガーとなる。そして、フォトサイリスタ２９が順方向に導通され、その電流が、前述した短絡手段２４の保護サイリスタ２７のゲート電流，トリガーとなる。図中３１は、温度補償用のサーミスタである。
【００２６】
又、この過電圧保護部２１には、逆流防止手段２５が設けられている。すなわち２次側回路２において、短絡実施時に、平滑部６側から短絡手段２４の保護サイリスタ２７へと、電流が逆流し，突入して，流れ込むのを防止するために、逆流防止手段２５が設けられている。
図示例では、このような逆流防止手段２５として、逆流防止ダイオード２８が使用されている。この逆流防止ダイオード２８は、短絡手段２４の保護サイリスタ２７のアノード端子側との接続点と、増幅手段２３のフォトサイリスタ２９のアノード端子側との接続点との間に、直列接続されている。そして逆流防止ダイオード２８は、そのアノード端子が、保護サイリスタ２７側に向けられ、カソード端子が、フォトサイリスタ２９側に向けられている。
もって、ダイオード２８の整流作用により、そのアノード端子からカソード端子への順方向のみに電流を流し、逆方向への流れを阻止するので、平滑部６側から保護サイリスタ２７への電流の流れ込みが、防止される。
過電圧保護部２１については、以上のとおり。
【００２７】
《遅延手段３２について》
次に、遅延手段３２について説明する。過電圧保護部２１には、遅延手段３２が付設されている。この遅延手段３２は、給電開始に際し、２次側回路２が立ち上がった後において、つまりタイミングを僅かに遅らせて、過電圧保護部２１を作動可能とする。
図示例の遅延手段３２は、充電部７の入力端に並列接続された制御用バッテリー３３と、制御用バッテリー３３にて通電可能なリレーコイル３４と、制御用バッテリー３３とリレーコイル３４間に並列接続されたコンデンサ３５と、直列接続された抵抗３６と、を備えた回路構成よりなる。
そして、リレーコイル３４にて開閉される常開のリレー接点３７が、前述した過電圧保護部２１の検出手段２２のツェナーダイオード２６のアノード端子、図示例では更に増幅手段２３の発光ダイオード３０のカソード端子と、平滑部６のマイナス入力端子側との接続点との間に、直列接続されている。
【００２８】
このような遅延手段３２が設けられているので、非接触給電装置１０の１次側回路１１から、２次側回路２へと給電が開始された際、つまり電源１３投入時においては、次のようになる。
まず、２次側回路２の充電部７，バッテリー８等が立ち上がって起動し、もって供給された電力の消費が開始される。そして遅延手段３２にて、それから所定時間タイミングを遅らせて（例えば、０．３秒程度タイミングをずらして）、過電圧保護部２１特にその検出手段２２のツェナーダイオード２６が作動可能となる。
すなわち遅延手段３２は、その給電開始時から、制御用バッテリー３３，コンデンサ３５，抵抗３６等を経由し、これらを充電，通電してリレーコイル３４が励磁される時までに、所定時間を要する。
従って、過電圧保護部２１の検出手段２２のツェナーダイオード２６は、このような所定時間が経過した後（例えば０．３秒程度経過後）、常開のリレー接点３７が閉つまりオンして、通電可能となる。もって、検出手段２２として作動可能となる。
このようにして、過電圧保護部２１は、２次側回路２に対し遅延して作動可能となる。つまり、２次側回路２の充電部７等が立ち上がるまで、過電圧保護部２１による過電圧保護は禁止されている。
遅延手段３２については、以上のとおり。
【００２９】
《短絡時おける電源１３オフについて》
次に、短絡時の１次側回路１１の電源１３オフについて、説明する。この非接触給電装置１０は、過電圧保護部２１によって２次側回路２が短絡された際、短絡に基づく１次側回路１１の電流変化又は電圧変化を検出する検出部３８と、検出部３８の検出に基づき、１次側回路１１の電源１３をオフする制御部３９とが、設けられた回路構成よりなる。
すなわち、過電圧保護部２１にて２次コイル４が短絡されると、１次コイル１２そして１次側回路１１の電流や電圧も急変する。そこで図示例では、１次側回路１１の交流電流変化を、ＣＴコイルを用いた検出部３８にて、比例した２次電流変化に変成する。交流電圧変化を、トランスを用いた検出部３８にて、比例した２次電圧変化に変成するようにしてもよい。
そして制御部３９は、整流器４０を介して入力された、このような２次電流変化や２次電圧変化に基づき、２次側回路２における短絡の有無を判別する。すなわち、検出されて入力された電流値や電圧値を、予め設定された電流値や電圧値と比較し、もって短絡の有無を判別する。
そして、短絡有と判別した場合は、１次側回路１１の電源１３のスイッチ部に対しオフ信号を出力して、電源１３をオフする。このような制御部３９としては、専用プラグラムが読み込まれたマイクロコンピュータや、データ処理用のコンパレータ等を利用したシーケンサー等が使用される。
更に、制御部３９から警報部に対し警報信号を送出し、もって警報部の表示やブザー音にて、オペレーターに対し、過電圧異常が発生し短絡した旨を、警報するようにしてもよい。
短絡時における電源１３オフについては、以上のとおり。
【００３０】
《作用等》
本発明の過電圧保護付の非接触給電装置１０は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）非接触給電装置１０では、車輌Ｂ等の移動体側の２次側回路２の２次コイル４が、地上Ａ側の１次側回路１１の１次コイル１２に対し、エアギャップＧを存しつつ対応位置して、電力が供給される（図４を参照）。
【００３１】
（２）すなわち給電に際しては、１次側回路１１において、電源１３から１次コイル１２に、励磁電流が給電交流として通電される。
もって１次コイル１２に磁束が形成され、１次コイル１２と２次コイル４間のエアギャップＧに、磁束の磁路が形成される。このようにして、１次コイル１２と２次コイル４が電磁結合され、磁束が２次コイル４を貫くことにより、２次コイル４に誘導起電力が生成される。
非接触給電装置１０では、このような電磁誘導の相互誘導作用により、電力が１次側回路１１から２次側回路２へと、供給される（図１，図２，図３等を参照）。
【００３２】
（３）２次側回路２では、２次コイル４からの交流が、整流部５で脈動分を含んで直流化され、過電圧保護部２１を経た後、平滑部６において脈動分が低減される。
もって、平滑化された直流が、充電部７で定電圧化や低電圧化されて、バッテリー８に供給される。充電されたバッテリー８からは、適宜必要に応じ負荷９等へと電力が供給される（図１，図２，図３等を参照）。
【００３３】
（４）さて、本発明の非接触給電装置１０は、２次側回路２に過電圧保護部２１が設けられている。
そして過電圧保護部２１は、過電圧発生を検出する検出手段２２と、その電流を増幅する増幅手段２３と、短絡を実施する短絡手段２４とを、備えている。もって過電圧保護部２１は、２次側回路２について過電圧発生を検出すると、これを短絡して保護する（図１，図２を参照）。
すなわち、２次側回路２について過電圧発生、つまり直流電圧の異常上昇を検出すると、２次側回路２そして２次コイル４を短絡し、もって、回路の構成部分である２次コイル４，整流部５，平滑部６，充電部７，負荷９等が、過電圧の印加により破損や焼損することを防止し、これらを保護する。
【００３４】
（５）さて、この過電圧保護部２１にあっては、次のように、過電圧を検出して短絡を実施する。
すなわち、過電圧保護部２１の検出手段２２例えばツェナーダイオード２６は、２次側回路２の平滑部６の前で並列接続されており、脈動分のない平滑された電圧について、過電圧発生の有無を検出する（図２を参照）。
つまり、２次側回路２の充電部７等への入力電圧と一致する電圧について、過電圧を検出する。このように、過電圧保護部２１の検出手段２２は、充電部７等の２次側回路２と一致し，マッチして過不足のない電圧を対象に、過電圧を検出，把握する。そして、過電圧保護部２１の短絡手段２４は、このような検出に基づき、短絡を実施する。
【００３５】
（６）なお、短絡実施時において、平滑部６側から過電圧保護部２１の短絡手段２４例えば保護サイリスタ２７へと、逆流電流の流れ込みの虞があるが、これは、逆流防止手段２５にて回避される（図１を参照）。
すなわち、この２次側回路２では、過電圧保護部２１の保護サイリスタ２７と、平滑部６との間に、逆流防止手段２５として逆流防止ダイオード２８が、直列接続されている。もって、短絡時における平滑部６側から保護サイリスタ２７への逆流電流，突入電流，流れ込み電流は、阻止される。
【００３６】
（７）又、過電圧保護部２１には、遅延手段３２が付設されている。もって遅延手段３２により、給電開始に際しては、充電部７やバッテリー８等の２次側回路２が、立ち上がり，起動してから、例えば０．３秒程度経過した後、タイミングを遅らせて、過電圧保護部２１が作動可能となる（図２を参照）。つまり、過電圧保護部２１のツェナーダイオード２６等の検出手段２２が、作動可能となる。
これにより、発光ダイオード３０やフォトサイリスタ２９等の増幅手段２３も、作動可能となって、保護サイリスタ２７へのゲート電流が可能となり、短絡手段２４も作動可能となる。
給電開始に際し２次側回路２では、充電部７等が立ち上がり，起動する前においては、供給される電力の消費が行われず、必然的に電圧が上昇するが、これについて過電圧保護部２１が過電圧として把握することはなくなり、もって短絡を実施してしまうことも回避される。
過電圧保護部２１は、充電部７等の２次側回路２が立ち上がった後において、そして本来の過電圧が発生した場合において始めて、所期の通り短絡を実施可能となる。
【００３７】
（８）なお、この非接触給電装置１０では、過電圧保護部２１によって短絡が実施されると、１次側回路１１に付設された検出部３８と制御部３９により、直ちに電源１３がオフされる（図１を参照）。
すなわち、２次側回路２が短絡されると、短絡に基づき、１次側回路１１の電流や電圧が変化する。そこで、このような電流変化や電圧変化を、１次側回路１１に付設された検出部３８で検出し、その検出に基づき、制御部３９が短絡実施と判別した場合には、１次側回路１１の電源１３がオフされる。
このように、簡単な構成により確実かつ直ちに、給電が停止されるようになっている。
作用等については、以上のとおり。
【符号の説明】
【００３８】
１  非接触給電装置（従来技術）
２  ２次側回路
３  過電圧保護部（従来技術）
４  ２次コイル
５  整流部
６  平滑部
７  充電部
８  バッテリー
９  負荷
１０  非接触給電装置（本発明）
１１  １次側回路
１２  １次コイル
１３  電源
１４  チョークコイル
１５  コンデンサ
１６  コンデンサ
１７  モータ
１８  コンバータ
１９  インバータ
２０  コンデンサ
２１  過電圧保護部（本発明）
２２  検出手段
２３  増幅手段
２４  短絡手段
２５  逆流防止手段
２６  ツェナーダイオード
２７  保護サイリスタ
２８  逆流防止ダイオード
２９  フォトサイリスタ
３０  発光ダイオード
３１  サーミスタ
３２  遅延手段
３３  制御用バッテリー
３４  リレーコイル
３５  コンデンサ
３６  抵抗
３７  リレー接点
３８  検出部
３９  制御部
４０  整流器
Ａ  地上
Ｂ  車輌
Ｃ  給電スタンド
Ｇ  エアギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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