無接触給電設備の２次側受電回路
【課題】本発明は、投入する機器または装置が多くても１次側から給電可能にできる無接触給電設備の２次側受電回路を提供することを目的とする。
【解決手段】１次側誘導線路１４の高周波電流の周波数の２倍周波数の同期パルスＰ１に同期して、スイッチ手段５７ヘ駆動パルスＰ２を出力し、この駆動パルスＰ２がオンのときにスイッチ手段５７を接続状態とし、オフのときに開放状態とすることにより、出力コンデンサ５６の出力電圧が基準電圧となるように出力電圧フィードバック制御を実行するＰＷＭモジュール６３を備え、このモジュール６３は、１次側誘導線路１４への給電開始時には、駆動パルスＰ２の幅を出力可能な駆動パルスのパルス幅の１／２として、スイッチ手段５７へ出力し、出力コンデンサ５６の出力電圧Ｖ２が基準電圧まで上昇する基準時間内に、基準電圧まで上昇しないと強制的に、出力電圧フィードバック制御を実行する。
【解決手段】１次側誘導線路１４の高周波電流の周波数の２倍周波数の同期パルスＰ１に同期して、スイッチ手段５７ヘ駆動パルスＰ２を出力し、この駆動パルスＰ２がオンのときにスイッチ手段５７を接続状態とし、オフのときに開放状態とすることにより、出力コンデンサ５６の出力電圧が基準電圧となるように出力電圧フィードバック制御を実行するＰＷＭモジュール６３を備え、このモジュール６３は、１次側誘導線路１４への給電開始時には、駆動パルスＰ２の幅を出力可能な駆動パルスのパルス幅の１／２として、スイッチ手段５７へ出力し、出力コンデンサ５６の出力電圧Ｖ２が基準電圧まで上昇する基準時間内に、基準電圧まで上昇しないと強制的に、出力電圧フィードバック制御を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無接触給電設備の２次側受電回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の無接触給電設備の２次側受電回路の一例が、たとえば特許文献１に開示されている。
従来の無接触給電設備の２次側受電回路では、周波数が、例えば１０ｋＨｚの高周波電流を流す１次側誘導線路に対向して、１次側誘導線路より起電力が誘起されるピックアップコイルを設け、このピックアップコイルに並列に、ピックアップコイルとともに１次側誘導線路の周波数に共振する共振回路を形成する共振コンデンサを接続し、この共振回路に整流回路（全波整流回路）を接続し、定電圧制御回路を介して、消費電力が変動する負荷（例えば、自走台車の走行用電動モータを制御するインバータ）へ給電している。
【０００３】
前記定電圧制御回路は、チョークコイルと、ダイオードと、出力コンデンサ（電圧コンデンサ）と、整流回路の出力端間を接続状態または開放状態とするスイッチ手段（例えば、出力調整用トランジスタ）から構成され、前記スイッチ手段を制御する制御回路が設けられている。
この制御回路は、出力電圧（負荷の電圧）を計測し、前記走行用電動モータを停止するなどにより負荷が減少して、出力電圧（出力コンデンサの両端電圧）が上昇し、出力電圧が予め設定された基準電圧を超えると、前記スイッチ手段を接続状態として整流回路から負荷への給電を停止するとともに出力コンデンサへの充電を阻止し、このとき出力コンデンサから負荷へ給電されることから出力電圧を下げ、前記出力電圧が基準電圧より低下するとスイッチ手段を開放状態として、整流回路から負荷へ給電するとともに出力コンデンサを充電して出力電圧を基準電圧に戻す制御を行っている。
【０００４】
以下に、上記２次側受電回路の構成における作用を説明する。
周波数が、例えば１０ｋＨｚの高周波電流が１次側誘導線路に供給されると、この１次側誘導線路に発生する磁束により、ピックアップコイルに誘導起電力が誘起され、この誘導起電力によりピックアップコイルにおいて発生した電流は整流回路で整流され、スイッチ手段が開放状態のとき、定電圧制御回路を介して負荷へ供給される。また負荷が減少して、出力電圧が上昇し、出力電圧が予め設定された基準電圧を超えると、スイッチ手段が接続状態とされ、このとき出力コンデンサより負荷へ給電されることにより出力電圧が下げられ、また出力電圧が予め設定された基準電圧より低くなると、スイッチ手段が開放状態とされ、出力電圧は基準電圧に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７８１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の無接触給電設備の２次側受電回路では、出力電圧を監視して基準電圧になるようにスイッチング制御している為に、１次側誘導線路に給電が開始される初期状態では、出力電圧は０Ｖあるいは０Ｖに近いことから、スイッチは、連続して開放状態とされ、１００%の負荷を要求する状態（全負荷状態）となる。
したがって、このような全負荷状態の機器または装置の台数が多いと、電源装置の定格出力電力を超えて過負荷状態となり、電源装置の保護機能が働いて誘導線路への給電が遮断されてしまう。したがって、給電開始時には、投入する機器または装置を大幅に減らしている。
【０００７】
そこで、本発明は、投入する機器または装置が多くても１次側から給電可能にできる無接触給電設備の２次側受電回路を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、複数台の機器または装置にそれぞれ備えられ、電源装置より高周波電流が供給される１次側誘導線路より無接触で受電するための無接触給電設備の２次側受電回路であって、
前記１次側誘導線路に対向して前記誘導線路より起電力が誘起されるピックアップコイルと、前記ピックアップコイルに並列に接続され、このピックアップコイルと前記高周波電流の周波数に共振する共振回路を形成する共振コンデンサと、前記共振回路の共振コンデンサに並列に接続された全波整流回路と、前記全波整流回路の出力端子間に並列に接続された、スイッチ、および消費電力が変動する負荷に電力を供給する出力コンデンサと、前記スイッチを接続状態または開放状態とするコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記全波整流回路の一方の出力端子から出力される全波の電圧信号に同期して、前記高周波電流の周波数の複数倍の周波数の同期パルスを出力するパルス発生回路と、前記スイッチヘ駆動パルスを出力し、この駆動パルスがオンのときにスイッチを接続状態とし、オフのときにスイッチを開放状態とすることにより、前記出力コンデンサの出力電圧を予め設定された基準電圧となるように出力電圧フィードバック制御を実行するパルス幅制御回路を備え、前記パルス幅制御回路は、前記電源装置の出力定格電力を前記機器または装置の台数で除算して前記１次側誘導線路への給電開始時に１台当たりに受電可能な受電電力を求め、この受電電力以内に抑制可能な前記駆動パルスのパルス幅を、出力可能な駆動パルスのパルス幅より求め、前記１次側誘導線路へ給電が開始されると、前記パルス発生回路から入力した同期パルスに同期して前記抑制可能な駆動パルスを前記スイッチへ出力するスイッチング制御を実行し、前記出力コンデンサの出力電圧が予め設定された基準電圧となると、前記出力電圧フィードバック制御を実行することを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成によれば、１次側誘導線路へ給電が開始されると、“１台当たりに受電可能な受電電力”と“出力可能な駆動パルスのパルス幅Ｗ”とより求めたパルス幅ｍの受電電力を抑制可能な駆動パルスが出力される。すなわち、dｕｔｙ＝ｍ／Ｗで駆動パルスが出力される。
前記駆動パルスのパルス幅が０（ｄｕｔｙ＝０）のとき、すなわち駆動パルスがオフで、スイッチが連続して開放状態であり、出力コンデンサが連続して充電されているとき、２次側は、１次側に対して全負荷状態となる。これに対して、パルス幅がｍのとき、駆動パルスがオンとなると、スイッチが接続状態となり、逆に出力コンデンサが充電されなくなることから、１次側に対して（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態となる。このように、パルス幅ｍを小さくすると、全負荷状態に近づくことになる。この（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態のとき、１台当たりに受電可能な受電電力に抑えられるように、パルス幅ｍが設定される。このとき、１次側誘導線路へ高周波電流を給電する電源装置は、給電開始時に、全機器または装置が同時に負荷を取る事態となっても、電源装置が過負荷となることがなく、給電が停止する事態が避けられ、給電対象の機器または装置が多くても、給電を続けられる。
そして、出力コンデンサが充電され、出力電圧が基準電圧となると、出力電圧フィードバック制御が実行される。出力電圧が基準電圧となると、以後は、消費された電力のみを、１次側誘導線路より給電すればよくなり、各機器または装置が出力電圧フィードバック制御を実行しても電源装置が過負荷となり、給電が停止する事態は発生しない。
【００１０】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記パルス幅制御回路は、前記スイッチング制御を実行して、前記出力コンデンサの出力電圧が前記基準電圧まで上昇する予定時間が経過すると、強制的に、前記出力電圧フィードバック制御を実行することを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成によれば、１次側に対して（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態で出力コンデンサに充電され、予定時間が経過すると、出力電圧フィードバック制御を実行する。このとき、出力コンデンサの充電が遅れて、予定時間内に基準電圧まで上昇していないと、出力電圧を上げるために、スイッチを連続して開放状態とするよう、パルス幅＝０となり、全負荷をとる状態となる。通常、他の機器または装置は予定時間内に基準電圧まで上昇しており、消費された電力のみを受電している状態なので、１台が全負荷をとる状態となっても、電源装置が過負荷となり、給電が停止する事態は避けられる。
【００１２】
また請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明であって、前記パルス幅制御回路は、前記出力電圧フィードバック制御を実行しているとき、前記出力コンデンサの出力電圧が、前記基準電圧より低く予め設定された設定電圧以下まで低下すると、再び、前記スイッチング制御を実行することを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成によれば、出力コンデンサの出力電圧が、設定電圧以下まで低下すると、電源装置から給電できない事態となっていると判断され、抑制駆動パルスの幅の駆動パルスが出力され、１次側に対して（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態とされる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の無接触給電設備の２次側受電回路は、１次側誘導線路へ給電が開始されたとき、各機器または装置が受電する電力は、１台当たりに受電可能な受電電力に抑えられることにより、１次側誘導線路へ高周波電流を給電する電源装置は、給電開始時に全ての機器または装置が受電を開始し、負荷状態となっても、電源装置が過負荷となり、給電が停止する事態を避けることができ、給電対象の機器または装置が多くても、給電を続けることができる、という効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における無接触給電設備の回路構成図である。
【図２】同無接触給電設備の電源装置の発振周波数の時間変化を示す図である。
【図３】同無接触給電設備の電源装置の発振周波数と移動体に供給される電力との関係を示す図である。
【図４】同無接触給電設備の２次側受電回路の回路構成図である。
【図５】同無接触給電設備の２次側受電回路のＰＷＭモジュールの制御ブロック図である。
【図６】同無接触給電設備の２次側受電回路の各部の特性図であり、コンデンサ出力電圧が基準電圧より低いときの駆動パルスの出力を示す。
【図７】同無接触給電設備の２次側受電回路の各部の特性図であり、コンデンサ出力電圧が基準電圧より高いときの駆動パルスの出力を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態における無接触給電設備の回路構成図である。
この無接触給電設備では、電源装置１２より誘導線路１４へ高周波電流を給電し、この高周波電流が給電される誘導線路１４より複数台の搬送台車（機器または装置の一例）１７にそれぞれ無接触で給電している。前記誘導線路１４は搬送台車１７の走行レール（移動経路の一例；図示せず）に沿って連続して敷設（配置）されており、誘導線路１４にはコンデンサ１５が直列に接続され、さらに誘導線路１４全体のインダクタンス値を調整する可変インダクタ１６が直列に接続されている。この可変インダクタ１６は、誘導線路１４の線路長が所定の長さに満たないとき、すなわち誘導線路１４のインダクタンス値が所定のインダクタンス値に満たないときに接続される。またこの誘導線路１４と電源装置１２との間に高周波トランス１３が介装されており、この高周波トランス１３は、誘導線路１４の距離（長さ）が長いときに出力電圧を増幅することができるようにされ、例えば出力電圧を２倍まで増幅することができるように設置されている。
【００１７】
前記搬送台車１７には、誘導線路１４に対向して誘導線路１４より起電力が誘起されるピックアップコイル５１が備えられ、このピックアップコイル５１に受電ユニット２７が接続されており、この受電ユニット２７に、消費電力が変動する負荷（例えば、搬送台車１７の走行用電動モータを制御するインバータ）５８が接続されている。
【００１８】
詳細は後述するが、受電ユニット２７は、負荷５８への出力電圧を一定に制御する定電圧制御の機能を有しており、そのために、図４に示すように、受電ユニット２７の終端に出力コンデンサ（電圧コンデンサ）５６を備えており、出力コンデンサ５６の電圧をフィードバックすることにより、負荷５８への出力電圧を一定に制御している。またピックアップコイル５１には、このピックアップコイル５１と共に誘導線路１４に流れる高周波電流の周波数に共振する共振回路５０を形成する共振コンデンサ５２が並列に接続されており、この共振回路５０の共振周波数は９．７４ｋＨｚとなるように設定されている。
【００１９】
＜電源装置＞
電源装置１２は、商用電源１１に接続されており、商用電源１１から供給される交流電流を直流電流に変換する整流回路２１と、起動・停止回路２２と、整流回路２１より起動・停止回路２２を介して入力した直流電圧を降圧する降圧回路２３と、降圧回路２３から出力された直流電流を任意の発振周波数の高周波電流に変換し、誘導線路１４に供給するインバータ２４と、コントローラ４０を備えている。コントローラ４０は、それぞれＣＰＵからなる、メインコントローラ４１、降圧コントローラ４２、および周波数・電流コントローラ４３から構成されている（詳細は後述する）。また電源装置１２には、誘導線路１４に流れる電流が過電流かどうか（過負荷かどうか）を検出する保護装置（図示せず）が備えられ、保護装置が過負荷を検出すると、メインコントローラ４１により誘導線路１４へ供給する電流が遮断される（後述する）。
【００２０】
「起動・停止回路２２」
前記起動・停止回路２２は、整流回路２１と降圧回路２３との間に直列に接続される突入抵抗３１およびコイル（リアクトル）３２と、前記突入抵抗３１を短絡する起動コンダクタ３３と、突入抵抗３１およびコイル３２の接続点と整流回路２１との間に直列に接続されている放電抵抗３４および停止コンダクタ３５から構成されている。
起動コンダクタ３３および停止コンダクタ３５は、後述するメインコントローラ４１により接続状態／開放状態に制御される。すなわち、起動コンダクタ３３は、電源装置１２の起動時には開放状態とされて突入抵抗３１によって突入電流が抑制され、起動から所定時間後には接続状態とされて突入抵抗３１が短絡される。また停止コンダクタ３５は運転時には開放状態とされ、停止時に接続状態とされ、放電抵抗３４によって電源装置１２に蓄積されている電荷が消費される。
【００２１】
「降圧回路２３」
前記降圧回路２３は、誘導線路１４の負荷に応じてインバータ２４へ供給する直流電圧を降圧する降圧手段であり、降圧コントローラ４２により駆動・制御される。降圧コントローラ４２には、後述するメインコントローラ４１より、整流回路２１より入力した直流電圧をそのまま降圧せずに出力する第１電圧モード指令、または予め設定された、誘導線路１４により通常消費される電力を供給可能な所定電圧まで降圧して省エネルギーを実現する第２電圧モード指令が入力され、降圧コントローラ４２は指令されたモード指令にしたがって降圧回路２３を駆動し、インバータ２４へは、第１電圧モード指令のとき、整流回路２１より入力した直流電圧がそのまま供給され、第２電圧モード指令のとき、降圧された所定電圧が供給される。
【００２２】
「インバータ２４」
前記インバータ２４は、フルブリッジに組まれたスイッチング素子３８から構成されており、各スイッチング素子３８は、周波数・電流コントローラ４３より出力されるパルス信号により駆動され、降圧回路２３から入力する直流電流を高周波の交流電流に変換して誘導線路１４に出力電流として給電する。
【００２３】
周波数・電流コントローラ４３には、インバータ２４に入力される直流電圧および直流電流が入力され、高周波トランス１３による出力電圧の昇圧比が入力され、さらに後述するメインコントローラ４１からインバータ２４の発振周波数の目標周波数が入力されている。周波数・電流コントローラ４３は、給電開始時には、インバータ２４の発振周波数をメインコントローラ４１から入力される目標周波数に制御するように、同時に（給電開始時および通常運転時）インバータ２４の入力電圧・電流・昇圧比より誘導線路１４に流れている電流値を演算して予め設定された一定電流となるデューティ比（パルス幅）を求めて定電流制御を実行できるように、各スイッチング素子３８を駆動している。また求めたデューティ比をメインコントローラ４１へ出力している。
【００２４】
「メインコントローラ４１」
メインコントローラ４１は、以下の機能を有している。
【００２５】
（ａ）起動・停止機能
外部から給電開始指令（電源装置１２を普通に起動する指令）、または省エネ運転から復帰する省エネ復帰指令、または間欠運転をするときにオフ状態からオン状態とする間欠運転・給電開始指令を入力すると、起動・停止回路２２の停止コンダクタ３５を開放状態にし、続いて起動コンダクタ３３を接続状態とする。また停止時には、停止コンダクタ３５を接続状態にし、続いて起動コンダクタ３３を開放状態とする。
また商用電源１１から整流回路２１に入力される電圧を監視しており、この電圧が、瞬時停電により急激に降下すると、あるいは上記保護装置が過負荷を検出すると、起動・停止回路２２の停止コンダクタ３５を接続状態にして電源を遮断し、続いて起動コンダクタ３３を開放状態とする。また瞬時停電から電圧が復旧すると、起動・停止回路２２の停止コンダクタ３５を開放状態にし、続いて起動コンダクタ３３を接続状態とする。
【００２６】
（ｂ）降圧機能
通常は上記第２電圧モード指令を降圧コントローラ４２へ出力している。また周波数・電流コントローラ４３より入力するデューティ比が、最大許容デューティ比（例えば、８０％）に近づいているかどうかを確認し、確認すると第１電圧モード指令を降圧コントローラ４２に出力する。また入力したデューティ比が最大許容デューティ比より遠のくと、再び第２電圧モード指令を降圧コントローラ４２へ出力する。
【００２７】
（ｃ）周波数制御機能
給電開始時（給電開始指令または省エネ復帰指令または間欠運転・給電開始指令の入力時、あるいは瞬停からの復帰時）に、周波数・電流コントローラ４３に、インバータ２４の発振周波数の目標周波数を、共振周波数からずらした低い周波数、例えば９．００ｋＨｚ（所定周波数の一例）から共振周波数の９．７４ｋＨｚまでスイープさせて出力する。
すなわち、給電開始時に、共振回路５０により全ての搬送台車１７が取り出すことができる総電力を、電源装置１２が供給できる定格電力内に抑えることができるように、共振周波数からずらした低い周波数としており、誘導線路１４への給電により各搬送台車１７の受電ユニット２７の出力電圧が基準電圧まで上昇可能な所定時間の経過後、前記所定周波数の９．００ｋＨｚから共振周波数の９．７４ｋＨｚへとスイープしている。
【００２８】
具体的には、図２に示すように、インバータ２４の発振周波数を、誘導線路１４への給電開始から、９．００ｋＨｚを２秒間（前記所定時間の一例）維持し、続いて、９．１０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．２０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．３０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．４０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．５０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．６０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．７０ｋＨｚを０．２秒間維持し、その後は９．７４ｋＨｚ（共振周波数）の出力を維持するように、周波数・電流コントローラ４３に目標周波数を出力している。
【００２９】
インバータ２４は、周波数・電流コントローラ４３およびメインコントローラ４２の作用により、一定電流制御を行いながら、電源装置１２から誘導線路１４に給電を開始する際に、９．００ｋＨｚから９．７４ｋＨｚまで発振周波数をスイープさせる動作を実行している。
【００３０】
＜電源装置１２の作用＞
上記電源装置１２の構成における作用を説明する。
なお、電源装置１２から誘導線路１４に給電を開始する前の初期状態において、誘導線路１４が敷設された走行レール上に２０台の搬送台車１７が存在するものとする。また電源装置１２にＡＣ２００Ｖの商用電源１１が接続され、起動コンダクタ３３は開放状態とされ、停止コンダクタ３５は接続状態とされているとする。また各搬送台車１７の定格電力｛共振回路５０が電源装置１２による発振周波数との共振状態で、誘導線路１４により全負荷状態（１００％の負荷状態）で取り出すことができる電力｝を、１８００Ｗとしている。また、電源装置１２の定格電力（供給できる電力）を３０ｋＷとしており、この電源装置１２の定格電力は、各搬送台車１７が通常に動作しているときに必要となる走行モータ等の負荷５８の消費電力をまかなう電力より大きく、全ての搬送台車１７が、電源装置１２による発振周波数との共振状態で、全負荷状態で取りだす総電力（３６ｋＷ＝１８００Ｗ×２０台）より小さいものとしている。よって、電源装置１２は、それほど電力の容量が大きなものとする必要がなくなり、適正な電力の容量で運用可能とされている。
【００３１】
まず、電源装置１２に商用電源１１が接続されると、整流回路２１により、商用電源１１の交流電流は直流電流に変換されて起動・停止回路２２へ出力される。このとき、起動コンダクタ３３は、開放状態とされ、停止コンダクタ３５は接続状態とされていることにより、起動時の突入電流は、突入抵抗３１により抑制（制限）され、放電抵抗３４で消費される。所定時間後には、起動コンダクタ４３は接続状態とされて突入抵抗３１は短絡され、続いて停止コンダクタ３５は開放状態とされ、突入電流が解消した安定した直流電流が降圧回路２３へ出力される。このとき、整流回路２１による整流後の直流電圧は、ＤＣ２７０Ｖとなる。
【００３２】
そして、インバータ２４による発振周波数の目標周波数が、９．００ｋＨｚとされ、所定時間（２秒）後、９．００ｋＨｚから９．７４ｋＨｚまでスイープされる。
発振周波数が９．００ｋＨｚのとき、搬送台車１７の共振回路５０では取り出すことができる電流が低減される。図３に示すように、９．７４ｋＨｚでは、定格電力（１８００Ｗ）まで取り出すことができるのに対して、９．００ｋＨｚでは、９．７４ｋＨｚの共振周波数からずれているために１２００Ｗしか取り出すことはできない（電力の供給を受ける効率が低下している）。これは電源装置１２から見て、全ての搬送台車１７へ供給する総電力が小さくなっていることになる。したがって、全２０台の搬送台車１７が全負荷状態となっても、総電力は２４ｋＷ（＝１２００Ｗ×２０台）にしかならず、電源装置１２の定格電力（３０ｋＷ）より低く、過負荷状態となって出力電流が遮断される恐れはない。
【００３３】
インバータ２４の発振周波数が９．７４ｋＨｚとなると、搬送台車１７が全負荷状態となることができるが、前記所定時間（２秒）後には、各搬送台車１７の出力電圧は、基準電圧に上昇しているので、正常な搬送台車１７は、負荷５８が消費した電力だけを受電する状態となっており、全ての搬送台車１７が一斉に全負荷状態で電力を取り出すような事態となることはなく、また基準電圧への上昇が遅れている搬送台車１７があり全負荷状態で電力をとろうとしても、全てのうちの一部の搬送台車１７に限られることにより、電源装置１２が過負荷状態となることはなく、電源装置１２から誘導線路１４への給電が安定して行われる。
【００３４】
停止時は、停止コンダクタ３５が接続状態とされ、続いて起動コンダクタ３３が開放状態とされ、停止コンダクタ３５が接続状態とされることにより、放電抵抗３４により電源装置１２に蓄積されている電荷が消費される。
【００３５】
なお、９．００ｋＨｚよりもインバータ２４の発振周波数を小さくすると、搬送台車１７が取り出すことができる電力が、さらに小さくなるため、受電ユニット２７の出力電圧が基準電圧に上昇するまでの時間が長くなる。
【００３６】
＜搬送台車の受電ユニット２７＞ 図４に示すように、受電ユニット２７は、前記共振コンデンサ５２と、この共振コンデンサ５２に接続される整流回路（全波整流回路）５３とを備えている。
さらに受電ユニット２７は、定電圧制御回路として、前記整流回路５３のプラス側出力端子（一方の出力端子）５３ａに一端が接続されているチョークコイル５４と、該チョークコイル５４の他端にアノードが接続されているダイオード５５と、一端がダイオード５５のカソードに接続され、他端が整流回路５３のマイナス側出力端子（他方の出力端子）５３ｂに接続されている前記出力コンデンサ（電圧コンデンサ）５６と、一端が、チョークコイル５４の他端およびダイオード５５のアノードの接続点に接続され、他端が整流回路５３のマイナス側出力端子５３ｂに接続されているスイッチ手段（例えば、出力調整用トランジスタ）５７と、スイッチ手段５７を接続状態（スイッチ手段がオン状態）または開放状態（スイッチ手段がオフ状態）とするコントローラ（制御装置）６１とを備えている。前記出力コンデンサ５６の両端に接続された回路出力端子５９ａ，５９ｂ間に、前記負荷５８が接続される。
なお、各搬送台車１７の受電ユニット２７と１次側の電源装置１２との間には、信号の取り合いはなく、それぞれ独立して駆動される。
【００３７】
前記コントローラ６１には、制御信号として、全波整流回路５３のプラス側出力端子５３ａに出力される整流直後の電圧であるチョークコイル５４の全波の入力電圧（全波の入力電圧信号）Ｖ１が入力され、フィードバック信号として回路の出力電圧（出力コンデンサ５６の両端電圧、負荷５８の電圧）Ｖ２が入力され、コントローラ６１は、スイッチ手段５７へ駆動パルスＰ２を出力している。このコントローラ６１は、ゲートパルス発振器（パルス発生回路の一例）６２とＰＷＭモジュール（パルス幅制御回路の一例）６３と制御電源装置６４から構成されている。
【００３８】
「制御電源装置６４」
制御電源装置６４は、出力電圧（出力コンデンサ５６の両端電圧、負荷５８の電圧）Ｖ２を入力電源して、制御電源（所定電圧Ｖ３）をゲートパルス発振器６２とＰＷＭモジュール６３へ供給する。前記出力電圧（出力コンデンサ５６の両端電圧、負荷５８の電圧）Ｖ２は、起動時は０Ｖであり、出力電圧Ｖ２が所定の電圧（例えば、１５Ｖ）まで上昇すると、所定電圧Ｖ３で制御電源を供給可能な構成とされている。
【００３９】
「ゲートパルス発振器６２」
前記ゲートパルス発振器６２は、制御電源装置６４より制御電源が供給されると、全波整流回路５３のプラス側出力端子５３ａに出力されるチョークコイル５４の全波の入力電圧Ｖ１に同期して、誘導線路１４の高周波電流の周波数ｆの２倍（複数倍の一例）の周波数（２ｆ）の同期パルス（トリガ）を出力するパルス発生回路であり、図６に示すチョークコイル５４の入力電圧Ｖ１がゼロ電圧となる毎に同期パルスＰ１を形成しスイッチトリガーとしてＰＷＭモジュール６３へ出力している。入力電圧Ｖ１は、全波整流回路５３の出力電圧であるから、周波数２ｆの連続波形となっており、周波数２ｆの同期パルスＰ１が出力される。
【００４０】
「ＰＷＭモジュール６３」
前記ＰＷＭモジュール６３には、出力電圧Ｖ２と、ゲートパルス発振器６２から出力された同期パルスＰ１が入力されており、ＰＷＭモジュール６３は、制御電源装置６４から制御電源が供給されると、スイッチ手段５７へ駆動パルスＰ２を出力し、駆動パルスＰ２がオンのときスイッチ手段５７を接続状態とし、オフのときスイッチ手段５７を開放状態とするパルス幅制御回路であり、図５に示すように、構成されている。
【００４１】
図５に示すように、ＰＷＭモジュール６３は、供給されている制御電源（所定電圧Ｖ３）を確認するための第１比較器７１と、出力電圧Ｖ２が基準電圧（例えば、３１０Ｖ）以上かどうかを確認するための第２比較器７２と、出力電圧Ｖ２が設定電圧（例えば、１００Ｖ）以上かどうかを確認するための第３比較器７３と、第１比較器７１の出力信号、すなわち制御電源が供給されたこと（起動されたこと）により出力される起動信号によりカウントを開始する、予め設定された設定時間（予定時間、例えば５秒）のタイマー７４を備えている。
【００４２】
またタイマー７４がカウントアップしたことにより出力される信号（経過信号）がオン、または前記起動信号がオン且つ第２比較器７２の出力信号がオンのときにセットされ、前記起動信号がオフとなるとリセットされるＲＳフリップフロップ７５が設けられ、ＲＳフリップフロップ７５がセットされているときに動作する（励磁される）リレイＲＹ１が設けられている。
また前記起動信号がオン、且つリレイＲＹ１の出力信号がオフ（ｂ接点は接続状態）、且つ第２比較器７２の出力信号がオフのときにより動作する（励磁される）リレイＲＹ２と、リレイＲＹ１の出力信号（ａ接点）がオンで第３比較器７３の出力信号がオフのときにより動作する（励磁される）リレイＲＹ３が設けられている。
【００４３】
上記ブロックの構成により、リレイＲＹ１は、誘導線路１４へ高周波電流Ｉの供給が開始されて（起動信号がオン）、出力電圧Ｖ２が基準電圧（例えば、３１０Ｖ）以上となったとき（第２比較器７２の出力信号がオン）、または設定時間（予定時間、例えば５秒）が経過したとき（タイマー７４の出力信号がオン）に動作し、初期状態から通常状態に移行したときに動作する。またリレイＲＹ２は、誘導線路１４へ高周波電流Ｉの供給が開始されて（起動信号がオン）、出力電圧Ｖ２が基準電圧（例えば、３１０Ｖ）未満のとき（第２比較器７２の出力信号がオフ）に、すなわち初期状態のときに動作し、通常状態に移行すると（リレイＲＹ１が動作すると）、不動作となる。またリレイＲＹ３は、リレイＲＹ１が動作しているとき（通常状態のとき）、出力電圧Ｖ２が設定電圧（例えば、１００Ｖ）未満まで異常に低下すると動作する。
【００４４】
また基準電圧を目標電圧とし出力電圧フィードバック制御を実行するパルス幅演算部７７と、スイッチ手段５７へパルスを出力するパルス駆動部７８が設けられている。
前記パルス幅演算部７７には、出力電圧Ｖ２と同期パルスＰ１が入力されており、パルス幅演算部７７は、図６に示すように、ゲートパルス発振器６２から入力した周波数２ｆの同期パルスＰ１に同期してＰＷＭ基準波（三角波）を形成し、すなわちチョークコイル５４の入力電圧Ｖ１に同期して入力電圧Ｖ１のピークをピーク位置とする三角波を形成し、この三角波と交差する、出力電圧Ｖ２の基準電圧（一点鎖線で示す）を予め設定し、チョークコイル５４の入力電圧Ｖ１がピークから下降に転じた位置を、駆動パルスＰ２をオンするタイミングとし、基準電圧より三角波（電圧）が低くなっている時間を駆動パルスＰ２のパルス幅としている。なお、出力電圧Ｖ２が前記基準電圧と一致するとき、基準電圧より三角波の電圧が低くなった三角波の時間を、駆動パルスＰ２の「基準パルス幅」としており、負荷５８が定格負荷のとき、この基準パルス幅の駆動パルスＰ２が出力されると、出力電圧Ｖ２が基準電圧に維持される。
【００４５】
そして、前記三角波に、入力した出力電圧Ｖ２を交差させることにより駆動パルスＰ２のパルス幅を得ている。図６に示すように、出力電圧Ｖ２が基準電圧より低いとき駆動パルスＰ２のパルス幅を「基準パルス幅」より短くし、図７に示すように、基準電圧より高いとき駆動パルスＰ２のパルス幅を「基準パルス幅」より長くし、デューティ（ｄｕｔｙ）比を求めてパルス駆動部７８へ出力している。
【００４６】
パルス駆動部７８には、同期パルスＰ１が入力され、さらにリレイＲＹ２の出力信号（ａ接点）がオンのとき（初期状態のとき）、またはリレイＲＹ３の出力信号（ａ接点）がオンのとき（出力電圧Ｖ２が異常に低下したとき）、予め設定されたデューティ比（以下、固定デューティ比と称す、例えば、５０％）が入力され、リレイＲＹ１の出力信号（ａ接点）がオンのとき、パルス幅演算部７７から出力されたデューティ比が入力されている。パルス駆動部７８は、入力したデューティ比に基づいて駆動パルスＰ２を形成し、駆動パルスＰ２の中間点を全波の入力電圧Ｖ１のゼロクロス位置としてスイッチ手段５７へ出力し、パルス幅制御を実行している。
【００４７】
上記固定デューティ比は、次のように求めている。
まず、電源装置１２の定格電力を、給電対象の搬送台車（機器または装置の一例）１７の台数で除算して、誘導線路１４への給電開始時に、１台当たりに受電可能な受電電力を求める。
次に、前記駆動パルスＰ２のパルス幅が０のとき、すなわち駆動パルスＰ２がオフで、スイッチ手段５７が連続して開放状態で、よって出力コンデンサ５６が連続して充電されているとき、２次側は、１次側（電源装置１２）に対して全負荷状態（１００％の負荷状態）となり、これに対して、パルス幅がｍのとき｛出力可能な駆動パルスの（最大）パルス幅をＷとする｝、駆動パルスＰ２を出力すると、スイッチ手段１７が接続状態となり出力コンデンサ５６は充電されなくことから、１次側に対して（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態となる（パルス幅ｍを小さくすると、全負荷状態に近づく）。
（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態のとき、上記求めた“１台当たりに受電可能な受電電力”に抑えられように、パルス幅ｍを設定する。
この受電電力以内に抑制可能な駆動パルスＰ２のパルス幅ｍを、出力可能な駆動パルスのパルス幅Ｗより除算することにより、固定デューティ比（＝ｍ／Ｗ）で求めている。本実施の形態では、５０％としている。
なお、このとき、誘導線路１４へ高周波電流を給電する電源装置１２は、給電開始時に、全搬送台車１７が同時に負荷を取る事態となっても、１／２負荷の状態（５０％負荷状態）で立ち上がるので電源装置１２が過負荷となることがなく、給電が停止する事態が避けられる。
【００４８】
またタイマー７４の設定時間は、上記固定デューティ比の負荷状態で、出力コンデンサ１７が充電され、その出力電圧Ｖ２が基準電圧（例えば、３１０Ｖ）に到達する時間に余裕を持たせて設定されている。
【００４９】
このようなＰＷＭモジュール６３の構成により、周波数２ｆの同期パルスＰ１に同期してチョークコイル５４の入力電圧Ｖ１がピークから下降に転じた位置を駆動パルスＰ２のオンのタイミングとし、駆動パルスＰ２のパルス幅の中間点を全波の入力電圧Ｖ１のゼロクロス位置として、スイッチング周波数２ｆで高速スイッチングが実行される。
リレイＲＹ２の出力信号（ａ接点）がオンのとき、すなわち起動して、出力電圧Ｖ２が基準電圧未満のとき、固定デューティ比５０％で、高速スイッチングが実行される。
【００５０】
またリレイＲＹ１の出力信号（ａ接点）がオンのとき、すなわち起動して、出力電圧Ｖ２が基準電圧以上となると、あるいはタイマー７４がカウントアップすると、パルス幅演算部７７から出力されたデューティ比で、高速スイッチングが実行され、すなわち基準電圧を目標電圧とした出力電圧フィードバック制御が実行される。このとき前記走行用電動モータを停止するなどにより負荷５８が減少して、出力電圧Ｖ２が上昇し、出力電圧Ｖ２が予め設定された基準電圧を超えると、前記スイッチ手段５７へ出力する駆動パルスＰ２のパルス幅ｍを長くして（スイッチ手段５７の接続状態を長くして）出力電圧Ｖ２を下げ、出力電圧Ｖ２が基準電圧に戻るとスイッチ手段５７へ出力する駆動パルスＰ２のパルス幅ｍを短くして（スイッチ手段５７の開放状態を長くして）、出力電圧Ｖ２を基準電圧に維持する。
【００５１】
またリレイＲＹ１の出力信号（ａ接点）がオンのとき、すなわちリレイＲＹ１がオン（出力電圧フィードバック制御へ移行）した後、出力電圧Ｖ２が設定電圧未満となると（リレイＲＹ３がオンとなると）、固定デューティ比５０％で、高速スイッチングが実行される。
【００５２】
＜受電ユニット２７の作用＞ 上記受電ユニット２７の構成における作用を説明する。
高周波電流Ｉが１次側の誘導線路１４に供給されると、この誘導線路１４に発生する磁束により、ピックアップコイル５１に誘導起電力が誘起され、この誘導起電力によりピックアップコイル５１において発生した電流は全波整流回路５３で整流される。
【００５３】
「起動直後」
起動前には、出力コンデンサ５６が空の状態にあり、出力電圧Ｖ２は０Ｖである。そして、高周波電流Ｉが誘導線路１４へ供給が開始されると、その直後は、制御電源装置６４から制御電源を供給できない状態であり、このとき、ＰＷＭモジュール６３は、駆動パルスＰ２を出力できないためスイッチ手段５７を開放状態となっており、全波整流回路５３から出力された電流により、出力コンデンサ５６が連続して充電される。
【００５４】
「起動時」
出力コンデンサ５６が充電され、出力電圧Ｖ２が上昇し、制御電源装置６４から制御電源を供給できる状態となると、ゲートパルス発振器６２から同期パルスＰ１がＰＷＭモジュール６３へ入力され、またＰＷＭモジュール６３では、制御電源の確認により起動信号がオンとなり、タイマー７４が駆動され、このとき出力電圧Ｖ２は基準電圧未満であるので、固定デューティ比５０％に制限され、すなわち１／２負荷の状態で高速スイッチングが実行される。
【００５５】
すなわち、スイッチ手段５７は、スイッチング周波数２ｆ（例えば、ｆ＝１０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ以下に制限）で高速スイッチングされ、開放状態のとき（駆動パルスＰ２がオフのとき）、全波整流回路５３から出力された電流は、チョークコイル５４の励磁エネルギーを加えて出力コンデンサ５６が充電され、同時に負荷５８へ供給される。またスイッチ手段５７が接続状態のとき（駆動パルスＰ２がオンのとき）、全波整流回路５３から出力された電流によりチョークコイル５４が励磁されてエネルギーが充填される一方、出力コンデンサ５６からは放電電流が負荷５８へ供給される。
【００５６】
なお、起動開始時には、誘導線路１４に流れる電流の周波数は９．００ｋＨｚとされ、共振回路５０の共振周波数よりずれているので、全負荷状態で１２００Ｗしか取り出すことができない上に、１／２負荷の状態とすることにより６００Ｗしか取り出すことができない。
【００５７】
「起動より基準時間経過後／通常時」
タイマー７４がカウントアップすると、強制的に、あるいは出力電圧Ｖ２は基準電圧以上となると、基準電圧を目標電圧とし出力電圧フィードバック制御が実行される。パルス幅演算部７７から出力されたデューティ比で、高速スイッチングが実行される。
【００５８】
すなわち、スイッチ手段５７は、スイッチング周波数２ｆで高速スイッチングされ、駆動パルスＰ２のパルス幅はパルスのオンタイミング時の出力電圧Ｖ２により求められ、出力電圧Ｖ２が予め設定された基準電圧より低いとき短くされ、基準電圧より高いとき長くされる。すなわち、負荷５８が減少して、出力コンデンサ５６の両端電圧、すなわち出力電圧Ｖ２が上昇し、出力電圧Ｖ２が前記基準電圧を超えると、スイッチ手段５７が接続状態とされる時間が長くなり、出力電圧Ｖ２が下げられて基準電圧に維持される。また負荷５８が増加して、出力コンデンサ５６の両端電圧、すなわち出力電圧Ｖ２が下降し、出力電圧Ｖ２が前記基準電圧より下がると、スイッチ手段５７が開放状態とされる時間が長くなり、出力電圧Ｖ２が上げられて基準電圧に維持される。
【００５９】
またスイッチング周波数を正確に２ｆとし、駆動パルスＰ２のオンタイミングを、チョークコイル５４の入力電圧Ｖ１がピークから下降に転じた位置としていることにより、駆動パルスＰ２がオン、すなわちチョークコイル５４が励磁されるとき、共振回路５０によってチョークコイル５４へ供給される電流は、９０゜位相がずれているために、この電流は略ゼロであり、かつこの後、入力電圧Ｖ１は下降し、入力電圧Ｖ１がゼロクロスしている範囲としていることにより、チョークコイル５４に流れる電流（コイル電流）Ｉ１の上昇は抑えられ、滑らかになる（脈動が少なくなる）。またこのように、コイル電流Ｉ１の脈動が少なくなり、チョークコイル５４の入力電圧と出力電圧の差が少なくなることにより、コイル電流Ｉ１のリップルは大きく抑えられる。
【００６０】
またスイッチング周波数２ｆで高速スイッチングされることにより、負荷５８の変動に迅速に対応され、負荷５８の変動が、共振回路５０を介して誘導線路１４に及ぼす影響、たとえば急に帰還インピーダンスがゼロに近くなることにより誘導線路１４が過電流となる影響が抑えられる。
またスイッチング周波数２ｆで高速スイッチングされることにより、非共振状態から共振状態が遷移するとき、出力電圧Ｖ２に迅速に対応され、共振電圧が急激に上昇することが抑えられる。
また高速スイッチングをし、昇圧トポロジーにより出力電圧を上げよう上げようとするので、ピックアップコイル５１の共振周波数に、誘導線路１４に供給される高周波電流Ｉの周波数ｆとの間でずれが発生しても、給電電力を維持できる。すなわち、給電周波数特性が、従来の場合と比較して改善され、広い周波数のずれの範囲で電力を得ることができ、高周波電流の周波数がずれても安定して電力を供給できる。
【００６１】
「異常発生時」
出力電圧フィードバック制御の実行中に、出力電圧Ｖ２が設定電圧未満まで低下すると、デューティ比は、固定デューティ比５０％に制限され、すなわち１／２負荷の状態で、高速スイッチングが実行される。
【００６２】
すなわち、出力電圧Ｖ２が基準電圧よりどんどん下がっていくと、デューティ比０％、すなわちスイッチ手段５７が開放状態とされ、全負荷の状態とされ、出力コンデンサ５６を最大限チャージして基準電圧へ戻そうとする。それにもかかわらず、出力電圧Ｖ２が上昇せずに、設定電圧まで低下すると、誘導線路１４側に流れる電流の供給に異常が発生したと判断して、誘導線路１４側に負荷をかけないように１／２負荷状態としている。
【００６３】
上述した電源装置１２の作用と受電ユニット２７の作用の説明から判るように、電源装置１２と各搬送台車１７の受電ユニット２７との間には信号の取り合いはなく、それぞれ独立して駆動している。しかし、起動時には、一方の電源装置１２は誘導線路１４に流す高周波電流の周波数を、共振周波数よりずらした周波数として各搬送台車１７が取り込むことを制限し、他方の各搬送台車１７では１／２負荷状態として取り込みを制限しており、２重に、電源装置１２が過負荷となり誘導線路１４に流す高周波電流が遮断されて給電ができなくなる事態を回避している。
【００６４】
なお、瞬停の際には、高周波電流が遮断されても、搬送台車１７の出力電圧は設定電圧まで急に低下することはなく、高周波電流の復旧時、各搬送台車１７では１／２負荷状態として取り込みの制限を実行しないので、全負荷状態で電力を取り込もうとする。したがって、「瞬停時」には、電源装置１２が、誘導線路１４に流す高周波電流の周波数を、共振周波数よりずらした周波数とすることのみによって、電源装置１２が過負荷となり誘導線路１４に流す高周波電流が遮断されて給電ができなくなる事態が回避される。
【００６５】
以上のように本実施の形態によれば、１次側誘導線路１４へ給電が開始されると、駆動パルスＰ２は固定デューティ（ｄｕｔｙ）比５０％で出力され、１次側に対して１／２の負荷状態で出力コンデンサ５６に充電されることにより、１次側誘導線路１４へ高周波電流を給電する電源装置１２は、給電開始時に全ての搬送台車１７が、一斉に最大電力、すなわち全負荷を取る状態となり、電源装置１２が過負荷となり、給電が停止する事態を避けることができ、給電対象の搬送台車１７の台数が多くても、給電を続けることができる。そして、出力コンデンサ５６が充電され、出力電圧Ｖ２が基準電圧となると、出力電圧フィードバック制御が実行されることにより、以後は、消費された電力のみを、１次側誘導線路１４より給電すればよくなり、各搬送台車１７が出力電圧フィードバック制御を実行しても電源装置１２が過負荷となり、給電が停止する事態を避けることができる。
【００６６】
また本実施の形態によれば、１次側に対して１／２の負荷状態で出力コンデンサ５６に充電され、予定時間が経過すると（タイマー７４の出力信号がオンとなると）、出力電圧フィードバック制御を実行され、このとき、出力コンデンサ５６への充電が遅れて、予定時間内に基準電圧まで上昇していないと、パルス幅ｍを最小として、全負荷をとる状態とされ、出力電圧Ｖ２の上昇を急ぐことができる。なお、他の搬送台車１７は予定時間内に基準電圧まで上昇しており、消費された電力のみを受電している状態なので、１台が全負荷をとる状態となっても、電源装置１２が過負荷となり、給電が停止する事態は少ない。
【００６７】
また本実施の形態によれば、出力コンデンサ５６の出力電圧が、設定電圧以下まで低下すると、電源装置１２から給電できない事態となっていると判断され、固定デューティ比とされ、駆動パルスの幅ｍを出力可能な駆動パルスのパルス幅Ｗの１／２として駆動パルスＰ２が出力され、１次側に対して１／２の負荷状態とされることにより、電源装置１２の負荷状態を改善することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、インバータ２４の発振周波数が共振周波数である９．７４ｋＨｚより低い周波数の所定周波数である９．００ｋＨｚから共振周波数である９．７４ｋＨｚにかけて段階的に変化するように制御しているが、図３に示すように、インバータ２４の発振周波数が共振周波数である９．７４ｋＨｚより高い周波数にかけて段階的に変化するように制御しても、搬送台車１７へ供給される電力を低下させることが出来るため、ンバータ２４の発振周波数が共振周波数（９．７４ｋＨｚ）より高い周波数（例えば、１０．５ｋＨｚ）から共振周波数（９．７４ｋＨｚ）にかけて段階的に制御するようにしてもよい。
【００６９】
また本実施の形態では、インバータ２４の発振周波数を、０．１ｋＨｚ刻みで共振周波数にむけて段階的に変化させているが、０．１ｋＨｚ刻みに拘らず、刻みの間隔を０．１ｋＨｚよりも大きくしてもよいし、０．１ｋＨｚよりも小さくして連続的に周波数を変化させるようにすることもできる。
【００７０】
また本実施の形態では、コントローラ６１のＰＷＭモジュール６３は、ゲートパルス発振器６２から入力した周波数２ｆの同期パルスＰ１に同期してＰＷＭ基準波（三角波）を形成しているが、同期パルスＰ１に１つおきに同期して入力電圧Ｖ１の２つの波形で、３つのＰＷＭ基準波（三角波）を形成し、各三角波の立ち上がりを、駆動パルスＰ２をオンするタイミングとすることもできる。このとき、駆動パルスＰ２のスイッチング周波数は、高周波電流周波数ｆの３倍（３ｆ）となり、より高速でスイッチングされる。よって、負荷５８の変動に、より迅速に対応され、負荷５８の変動が、共振回路５０を介して誘導線路１４に及ばす影響、たとえば急に帰還インピーダンスがゼロに近くなることにより誘導線路１４が過電流となる影響を抑えることができ、さらに非共振状態から共振状態に遷移するとき、出力電圧Ｖ２に、より迅速に対応され、共振電圧が急激に上昇することを抑えることができる。
また本実施の形態では、機器または装置の一例として、搬送台車１７について説明したが、機器または装置には、搬送機能を有さない自走車や据置きの機器・装置等も含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
Ｉ １次側誘導線路の高周波電流（一次側電流）
ｆ １次側誘導線路の高周波電流の周波数
Ｖ１ 入力電圧
Ｖ２ 出力電圧
Ｖ３ 制御電圧
Ｐ１ 同期パルス
Ｐ２ 駆動パルス
Ｉ１ コイル電流
１１ 商用電源
１２ 電源装置
１４ 誘導線路
１７ 搬送台車
２１ 整流回路
２２ 起動・停止回路
２４ インバータ
２７ 受電ユニット
３８ スイッチング素子
４０ コントローラ
５０ 共振回路
５１ ピックアップコイル
５２ 共振コンデンサ
５３ 整流回路（全波整流回路）
５４ チョークコイル
５５ ダイオード
５６ 電圧コンデンサ（出力コンデンサ）
５７ スイッチ手段（例えば、出力調整用トランジスタ）
５８ 負荷
６１ コントローラ
６２ ゲートパルス発振器
６３ ＰＷＭモジュール
６４ 制御電源装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無接触給電設備の２次側受電回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の無接触給電設備の２次側受電回路の一例が、たとえば特許文献１に開示されている。
従来の無接触給電設備の２次側受電回路では、周波数が、例えば１０ｋＨｚの高周波電流を流す１次側誘導線路に対向して、１次側誘導線路より起電力が誘起されるピックアップコイルを設け、このピックアップコイルに並列に、ピックアップコイルとともに１次側誘導線路の周波数に共振する共振回路を形成する共振コンデンサを接続し、この共振回路に整流回路（全波整流回路）を接続し、定電圧制御回路を介して、消費電力が変動する負荷（例えば、自走台車の走行用電動モータを制御するインバータ）へ給電している。
【０００３】
前記定電圧制御回路は、チョークコイルと、ダイオードと、出力コンデンサ（電圧コンデンサ）と、整流回路の出力端間を接続状態または開放状態とするスイッチ手段（例えば、出力調整用トランジスタ）から構成され、前記スイッチ手段を制御する制御回路が設けられている。
この制御回路は、出力電圧（負荷の電圧）を計測し、前記走行用電動モータを停止するなどにより負荷が減少して、出力電圧（出力コンデンサの両端電圧）が上昇し、出力電圧が予め設定された基準電圧を超えると、前記スイッチ手段を接続状態として整流回路から負荷への給電を停止するとともに出力コンデンサへの充電を阻止し、このとき出力コンデンサから負荷へ給電されることから出力電圧を下げ、前記出力電圧が基準電圧より低下するとスイッチ手段を開放状態として、整流回路から負荷へ給電するとともに出力コンデンサを充電して出力電圧を基準電圧に戻す制御を行っている。
【０００４】
以下に、上記２次側受電回路の構成における作用を説明する。
周波数が、例えば１０ｋＨｚの高周波電流が１次側誘導線路に供給されると、この１次側誘導線路に発生する磁束により、ピックアップコイルに誘導起電力が誘起され、この誘導起電力によりピックアップコイルにおいて発生した電流は整流回路で整流され、スイッチ手段が開放状態のとき、定電圧制御回路を介して負荷へ供給される。また負荷が減少して、出力電圧が上昇し、出力電圧が予め設定された基準電圧を超えると、スイッチ手段が接続状態とされ、このとき出力コンデンサより負荷へ給電されることにより出力電圧が下げられ、また出力電圧が予め設定された基準電圧より低くなると、スイッチ手段が開放状態とされ、出力電圧は基準電圧に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７８１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の無接触給電設備の２次側受電回路では、出力電圧を監視して基準電圧になるようにスイッチング制御している為に、１次側誘導線路に給電が開始される初期状態では、出力電圧は０Ｖあるいは０Ｖに近いことから、スイッチは、連続して開放状態とされ、１００%の負荷を要求する状態（全負荷状態）となる。
したがって、このような全負荷状態の機器または装置の台数が多いと、電源装置の定格出力電力を超えて過負荷状態となり、電源装置の保護機能が働いて誘導線路への給電が遮断されてしまう。したがって、給電開始時には、投入する機器または装置を大幅に減らしている。
【０００７】
そこで、本発明は、投入する機器または装置が多くても１次側から給電可能にできる無接触給電設備の２次側受電回路を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、複数台の機器または装置にそれぞれ備えられ、電源装置より高周波電流が供給される１次側誘導線路より無接触で受電するための無接触給電設備の２次側受電回路であって、
前記１次側誘導線路に対向して前記誘導線路より起電力が誘起されるピックアップコイルと、前記ピックアップコイルに並列に接続され、このピックアップコイルと前記高周波電流の周波数に共振する共振回路を形成する共振コンデンサと、前記共振回路の共振コンデンサに並列に接続された全波整流回路と、前記全波整流回路の出力端子間に並列に接続された、スイッチ、および消費電力が変動する負荷に電力を供給する出力コンデンサと、前記スイッチを接続状態または開放状態とするコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記全波整流回路の一方の出力端子から出力される全波の電圧信号に同期して、前記高周波電流の周波数の複数倍の周波数の同期パルスを出力するパルス発生回路と、前記スイッチヘ駆動パルスを出力し、この駆動パルスがオンのときにスイッチを接続状態とし、オフのときにスイッチを開放状態とすることにより、前記出力コンデンサの出力電圧を予め設定された基準電圧となるように出力電圧フィードバック制御を実行するパルス幅制御回路を備え、前記パルス幅制御回路は、前記電源装置の出力定格電力を前記機器または装置の台数で除算して前記１次側誘導線路への給電開始時に１台当たりに受電可能な受電電力を求め、この受電電力以内に抑制可能な前記駆動パルスのパルス幅を、出力可能な駆動パルスのパルス幅より求め、前記１次側誘導線路へ給電が開始されると、前記パルス発生回路から入力した同期パルスに同期して前記抑制可能な駆動パルスを前記スイッチへ出力するスイッチング制御を実行し、前記出力コンデンサの出力電圧が予め設定された基準電圧となると、前記出力電圧フィードバック制御を実行することを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成によれば、１次側誘導線路へ給電が開始されると、“１台当たりに受電可能な受電電力”と“出力可能な駆動パルスのパルス幅Ｗ”とより求めたパルス幅ｍの受電電力を抑制可能な駆動パルスが出力される。すなわち、dｕｔｙ＝ｍ／Ｗで駆動パルスが出力される。
前記駆動パルスのパルス幅が０（ｄｕｔｙ＝０）のとき、すなわち駆動パルスがオフで、スイッチが連続して開放状態であり、出力コンデンサが連続して充電されているとき、２次側は、１次側に対して全負荷状態となる。これに対して、パルス幅がｍのとき、駆動パルスがオンとなると、スイッチが接続状態となり、逆に出力コンデンサが充電されなくなることから、１次側に対して（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態となる。このように、パルス幅ｍを小さくすると、全負荷状態に近づくことになる。この（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態のとき、１台当たりに受電可能な受電電力に抑えられるように、パルス幅ｍが設定される。このとき、１次側誘導線路へ高周波電流を給電する電源装置は、給電開始時に、全機器または装置が同時に負荷を取る事態となっても、電源装置が過負荷となることがなく、給電が停止する事態が避けられ、給電対象の機器または装置が多くても、給電を続けられる。
そして、出力コンデンサが充電され、出力電圧が基準電圧となると、出力電圧フィードバック制御が実行される。出力電圧が基準電圧となると、以後は、消費された電力のみを、１次側誘導線路より給電すればよくなり、各機器または装置が出力電圧フィードバック制御を実行しても電源装置が過負荷となり、給電が停止する事態は発生しない。
【００１０】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記パルス幅制御回路は、前記スイッチング制御を実行して、前記出力コンデンサの出力電圧が前記基準電圧まで上昇する予定時間が経過すると、強制的に、前記出力電圧フィードバック制御を実行することを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成によれば、１次側に対して（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態で出力コンデンサに充電され、予定時間が経過すると、出力電圧フィードバック制御を実行する。このとき、出力コンデンサの充電が遅れて、予定時間内に基準電圧まで上昇していないと、出力電圧を上げるために、スイッチを連続して開放状態とするよう、パルス幅＝０となり、全負荷をとる状態となる。通常、他の機器または装置は予定時間内に基準電圧まで上昇しており、消費された電力のみを受電している状態なので、１台が全負荷をとる状態となっても、電源装置が過負荷となり、給電が停止する事態は避けられる。
【００１２】
また請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明であって、前記パルス幅制御回路は、前記出力電圧フィードバック制御を実行しているとき、前記出力コンデンサの出力電圧が、前記基準電圧より低く予め設定された設定電圧以下まで低下すると、再び、前記スイッチング制御を実行することを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成によれば、出力コンデンサの出力電圧が、設定電圧以下まで低下すると、電源装置から給電できない事態となっていると判断され、抑制駆動パルスの幅の駆動パルスが出力され、１次側に対して（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態とされる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の無接触給電設備の２次側受電回路は、１次側誘導線路へ給電が開始されたとき、各機器または装置が受電する電力は、１台当たりに受電可能な受電電力に抑えられることにより、１次側誘導線路へ高周波電流を給電する電源装置は、給電開始時に全ての機器または装置が受電を開始し、負荷状態となっても、電源装置が過負荷となり、給電が停止する事態を避けることができ、給電対象の機器または装置が多くても、給電を続けることができる、という効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における無接触給電設備の回路構成図である。
【図２】同無接触給電設備の電源装置の発振周波数の時間変化を示す図である。
【図３】同無接触給電設備の電源装置の発振周波数と移動体に供給される電力との関係を示す図である。
【図４】同無接触給電設備の２次側受電回路の回路構成図である。
【図５】同無接触給電設備の２次側受電回路のＰＷＭモジュールの制御ブロック図である。
【図６】同無接触給電設備の２次側受電回路の各部の特性図であり、コンデンサ出力電圧が基準電圧より低いときの駆動パルスの出力を示す。
【図７】同無接触給電設備の２次側受電回路の各部の特性図であり、コンデンサ出力電圧が基準電圧より高いときの駆動パルスの出力を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態における無接触給電設備の回路構成図である。
この無接触給電設備では、電源装置１２より誘導線路１４へ高周波電流を給電し、この高周波電流が給電される誘導線路１４より複数台の搬送台車（機器または装置の一例）１７にそれぞれ無接触で給電している。前記誘導線路１４は搬送台車１７の走行レール（移動経路の一例；図示せず）に沿って連続して敷設（配置）されており、誘導線路１４にはコンデンサ１５が直列に接続され、さらに誘導線路１４全体のインダクタンス値を調整する可変インダクタ１６が直列に接続されている。この可変インダクタ１６は、誘導線路１４の線路長が所定の長さに満たないとき、すなわち誘導線路１４のインダクタンス値が所定のインダクタンス値に満たないときに接続される。またこの誘導線路１４と電源装置１２との間に高周波トランス１３が介装されており、この高周波トランス１３は、誘導線路１４の距離（長さ）が長いときに出力電圧を増幅することができるようにされ、例えば出力電圧を２倍まで増幅することができるように設置されている。
【００１７】
前記搬送台車１７には、誘導線路１４に対向して誘導線路１４より起電力が誘起されるピックアップコイル５１が備えられ、このピックアップコイル５１に受電ユニット２７が接続されており、この受電ユニット２７に、消費電力が変動する負荷（例えば、搬送台車１７の走行用電動モータを制御するインバータ）５８が接続されている。
【００１８】
詳細は後述するが、受電ユニット２７は、負荷５８への出力電圧を一定に制御する定電圧制御の機能を有しており、そのために、図４に示すように、受電ユニット２７の終端に出力コンデンサ（電圧コンデンサ）５６を備えており、出力コンデンサ５６の電圧をフィードバックすることにより、負荷５８への出力電圧を一定に制御している。またピックアップコイル５１には、このピックアップコイル５１と共に誘導線路１４に流れる高周波電流の周波数に共振する共振回路５０を形成する共振コンデンサ５２が並列に接続されており、この共振回路５０の共振周波数は９．７４ｋＨｚとなるように設定されている。
【００１９】
＜電源装置＞
電源装置１２は、商用電源１１に接続されており、商用電源１１から供給される交流電流を直流電流に変換する整流回路２１と、起動・停止回路２２と、整流回路２１より起動・停止回路２２を介して入力した直流電圧を降圧する降圧回路２３と、降圧回路２３から出力された直流電流を任意の発振周波数の高周波電流に変換し、誘導線路１４に供給するインバータ２４と、コントローラ４０を備えている。コントローラ４０は、それぞれＣＰＵからなる、メインコントローラ４１、降圧コントローラ４２、および周波数・電流コントローラ４３から構成されている（詳細は後述する）。また電源装置１２には、誘導線路１４に流れる電流が過電流かどうか（過負荷かどうか）を検出する保護装置（図示せず）が備えられ、保護装置が過負荷を検出すると、メインコントローラ４１により誘導線路１４へ供給する電流が遮断される（後述する）。
【００２０】
「起動・停止回路２２」
前記起動・停止回路２２は、整流回路２１と降圧回路２３との間に直列に接続される突入抵抗３１およびコイル（リアクトル）３２と、前記突入抵抗３１を短絡する起動コンダクタ３３と、突入抵抗３１およびコイル３２の接続点と整流回路２１との間に直列に接続されている放電抵抗３４および停止コンダクタ３５から構成されている。
起動コンダクタ３３および停止コンダクタ３５は、後述するメインコントローラ４１により接続状態／開放状態に制御される。すなわち、起動コンダクタ３３は、電源装置１２の起動時には開放状態とされて突入抵抗３１によって突入電流が抑制され、起動から所定時間後には接続状態とされて突入抵抗３１が短絡される。また停止コンダクタ３５は運転時には開放状態とされ、停止時に接続状態とされ、放電抵抗３４によって電源装置１２に蓄積されている電荷が消費される。
【００２１】
「降圧回路２３」
前記降圧回路２３は、誘導線路１４の負荷に応じてインバータ２４へ供給する直流電圧を降圧する降圧手段であり、降圧コントローラ４２により駆動・制御される。降圧コントローラ４２には、後述するメインコントローラ４１より、整流回路２１より入力した直流電圧をそのまま降圧せずに出力する第１電圧モード指令、または予め設定された、誘導線路１４により通常消費される電力を供給可能な所定電圧まで降圧して省エネルギーを実現する第２電圧モード指令が入力され、降圧コントローラ４２は指令されたモード指令にしたがって降圧回路２３を駆動し、インバータ２４へは、第１電圧モード指令のとき、整流回路２１より入力した直流電圧がそのまま供給され、第２電圧モード指令のとき、降圧された所定電圧が供給される。
【００２２】
「インバータ２４」
前記インバータ２４は、フルブリッジに組まれたスイッチング素子３８から構成されており、各スイッチング素子３８は、周波数・電流コントローラ４３より出力されるパルス信号により駆動され、降圧回路２３から入力する直流電流を高周波の交流電流に変換して誘導線路１４に出力電流として給電する。
【００２３】
周波数・電流コントローラ４３には、インバータ２４に入力される直流電圧および直流電流が入力され、高周波トランス１３による出力電圧の昇圧比が入力され、さらに後述するメインコントローラ４１からインバータ２４の発振周波数の目標周波数が入力されている。周波数・電流コントローラ４３は、給電開始時には、インバータ２４の発振周波数をメインコントローラ４１から入力される目標周波数に制御するように、同時に（給電開始時および通常運転時）インバータ２４の入力電圧・電流・昇圧比より誘導線路１４に流れている電流値を演算して予め設定された一定電流となるデューティ比（パルス幅）を求めて定電流制御を実行できるように、各スイッチング素子３８を駆動している。また求めたデューティ比をメインコントローラ４１へ出力している。
【００２４】
「メインコントローラ４１」
メインコントローラ４１は、以下の機能を有している。
【００２５】
（ａ）起動・停止機能
外部から給電開始指令（電源装置１２を普通に起動する指令）、または省エネ運転から復帰する省エネ復帰指令、または間欠運転をするときにオフ状態からオン状態とする間欠運転・給電開始指令を入力すると、起動・停止回路２２の停止コンダクタ３５を開放状態にし、続いて起動コンダクタ３３を接続状態とする。また停止時には、停止コンダクタ３５を接続状態にし、続いて起動コンダクタ３３を開放状態とする。
また商用電源１１から整流回路２１に入力される電圧を監視しており、この電圧が、瞬時停電により急激に降下すると、あるいは上記保護装置が過負荷を検出すると、起動・停止回路２２の停止コンダクタ３５を接続状態にして電源を遮断し、続いて起動コンダクタ３３を開放状態とする。また瞬時停電から電圧が復旧すると、起動・停止回路２２の停止コンダクタ３５を開放状態にし、続いて起動コンダクタ３３を接続状態とする。
【００２６】
（ｂ）降圧機能
通常は上記第２電圧モード指令を降圧コントローラ４２へ出力している。また周波数・電流コントローラ４３より入力するデューティ比が、最大許容デューティ比（例えば、８０％）に近づいているかどうかを確認し、確認すると第１電圧モード指令を降圧コントローラ４２に出力する。また入力したデューティ比が最大許容デューティ比より遠のくと、再び第２電圧モード指令を降圧コントローラ４２へ出力する。
【００２７】
（ｃ）周波数制御機能
給電開始時（給電開始指令または省エネ復帰指令または間欠運転・給電開始指令の入力時、あるいは瞬停からの復帰時）に、周波数・電流コントローラ４３に、インバータ２４の発振周波数の目標周波数を、共振周波数からずらした低い周波数、例えば９．００ｋＨｚ（所定周波数の一例）から共振周波数の９．７４ｋＨｚまでスイープさせて出力する。
すなわち、給電開始時に、共振回路５０により全ての搬送台車１７が取り出すことができる総電力を、電源装置１２が供給できる定格電力内に抑えることができるように、共振周波数からずらした低い周波数としており、誘導線路１４への給電により各搬送台車１７の受電ユニット２７の出力電圧が基準電圧まで上昇可能な所定時間の経過後、前記所定周波数の９．００ｋＨｚから共振周波数の９．７４ｋＨｚへとスイープしている。
【００２８】
具体的には、図２に示すように、インバータ２４の発振周波数を、誘導線路１４への給電開始から、９．００ｋＨｚを２秒間（前記所定時間の一例）維持し、続いて、９．１０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．２０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．３０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．４０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．５０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．６０ｋＨｚを０．２秒間維持し、続いて、９．７０ｋＨｚを０．２秒間維持し、その後は９．７４ｋＨｚ（共振周波数）の出力を維持するように、周波数・電流コントローラ４３に目標周波数を出力している。
【００２９】
インバータ２４は、周波数・電流コントローラ４３およびメインコントローラ４２の作用により、一定電流制御を行いながら、電源装置１２から誘導線路１４に給電を開始する際に、９．００ｋＨｚから９．７４ｋＨｚまで発振周波数をスイープさせる動作を実行している。
【００３０】
＜電源装置１２の作用＞
上記電源装置１２の構成における作用を説明する。
なお、電源装置１２から誘導線路１４に給電を開始する前の初期状態において、誘導線路１４が敷設された走行レール上に２０台の搬送台車１７が存在するものとする。また電源装置１２にＡＣ２００Ｖの商用電源１１が接続され、起動コンダクタ３３は開放状態とされ、停止コンダクタ３５は接続状態とされているとする。また各搬送台車１７の定格電力｛共振回路５０が電源装置１２による発振周波数との共振状態で、誘導線路１４により全負荷状態（１００％の負荷状態）で取り出すことができる電力｝を、１８００Ｗとしている。また、電源装置１２の定格電力（供給できる電力）を３０ｋＷとしており、この電源装置１２の定格電力は、各搬送台車１７が通常に動作しているときに必要となる走行モータ等の負荷５８の消費電力をまかなう電力より大きく、全ての搬送台車１７が、電源装置１２による発振周波数との共振状態で、全負荷状態で取りだす総電力（３６ｋＷ＝１８００Ｗ×２０台）より小さいものとしている。よって、電源装置１２は、それほど電力の容量が大きなものとする必要がなくなり、適正な電力の容量で運用可能とされている。
【００３１】
まず、電源装置１２に商用電源１１が接続されると、整流回路２１により、商用電源１１の交流電流は直流電流に変換されて起動・停止回路２２へ出力される。このとき、起動コンダクタ３３は、開放状態とされ、停止コンダクタ３５は接続状態とされていることにより、起動時の突入電流は、突入抵抗３１により抑制（制限）され、放電抵抗３４で消費される。所定時間後には、起動コンダクタ４３は接続状態とされて突入抵抗３１は短絡され、続いて停止コンダクタ３５は開放状態とされ、突入電流が解消した安定した直流電流が降圧回路２３へ出力される。このとき、整流回路２１による整流後の直流電圧は、ＤＣ２７０Ｖとなる。
【００３２】
そして、インバータ２４による発振周波数の目標周波数が、９．００ｋＨｚとされ、所定時間（２秒）後、９．００ｋＨｚから９．７４ｋＨｚまでスイープされる。
発振周波数が９．００ｋＨｚのとき、搬送台車１７の共振回路５０では取り出すことができる電流が低減される。図３に示すように、９．７４ｋＨｚでは、定格電力（１８００Ｗ）まで取り出すことができるのに対して、９．００ｋＨｚでは、９．７４ｋＨｚの共振周波数からずれているために１２００Ｗしか取り出すことはできない（電力の供給を受ける効率が低下している）。これは電源装置１２から見て、全ての搬送台車１７へ供給する総電力が小さくなっていることになる。したがって、全２０台の搬送台車１７が全負荷状態となっても、総電力は２４ｋＷ（＝１２００Ｗ×２０台）にしかならず、電源装置１２の定格電力（３０ｋＷ）より低く、過負荷状態となって出力電流が遮断される恐れはない。
【００３３】
インバータ２４の発振周波数が９．７４ｋＨｚとなると、搬送台車１７が全負荷状態となることができるが、前記所定時間（２秒）後には、各搬送台車１７の出力電圧は、基準電圧に上昇しているので、正常な搬送台車１７は、負荷５８が消費した電力だけを受電する状態となっており、全ての搬送台車１７が一斉に全負荷状態で電力を取り出すような事態となることはなく、また基準電圧への上昇が遅れている搬送台車１７があり全負荷状態で電力をとろうとしても、全てのうちの一部の搬送台車１７に限られることにより、電源装置１２が過負荷状態となることはなく、電源装置１２から誘導線路１４への給電が安定して行われる。
【００３４】
停止時は、停止コンダクタ３５が接続状態とされ、続いて起動コンダクタ３３が開放状態とされ、停止コンダクタ３５が接続状態とされることにより、放電抵抗３４により電源装置１２に蓄積されている電荷が消費される。
【００３５】
なお、９．００ｋＨｚよりもインバータ２４の発振周波数を小さくすると、搬送台車１７が取り出すことができる電力が、さらに小さくなるため、受電ユニット２７の出力電圧が基準電圧に上昇するまでの時間が長くなる。
【００３６】
＜搬送台車の受電ユニット２７＞ 図４に示すように、受電ユニット２７は、前記共振コンデンサ５２と、この共振コンデンサ５２に接続される整流回路（全波整流回路）５３とを備えている。
さらに受電ユニット２７は、定電圧制御回路として、前記整流回路５３のプラス側出力端子（一方の出力端子）５３ａに一端が接続されているチョークコイル５４と、該チョークコイル５４の他端にアノードが接続されているダイオード５５と、一端がダイオード５５のカソードに接続され、他端が整流回路５３のマイナス側出力端子（他方の出力端子）５３ｂに接続されている前記出力コンデンサ（電圧コンデンサ）５６と、一端が、チョークコイル５４の他端およびダイオード５５のアノードの接続点に接続され、他端が整流回路５３のマイナス側出力端子５３ｂに接続されているスイッチ手段（例えば、出力調整用トランジスタ）５７と、スイッチ手段５７を接続状態（スイッチ手段がオン状態）または開放状態（スイッチ手段がオフ状態）とするコントローラ（制御装置）６１とを備えている。前記出力コンデンサ５６の両端に接続された回路出力端子５９ａ，５９ｂ間に、前記負荷５８が接続される。
なお、各搬送台車１７の受電ユニット２７と１次側の電源装置１２との間には、信号の取り合いはなく、それぞれ独立して駆動される。
【００３７】
前記コントローラ６１には、制御信号として、全波整流回路５３のプラス側出力端子５３ａに出力される整流直後の電圧であるチョークコイル５４の全波の入力電圧（全波の入力電圧信号）Ｖ１が入力され、フィードバック信号として回路の出力電圧（出力コンデンサ５６の両端電圧、負荷５８の電圧）Ｖ２が入力され、コントローラ６１は、スイッチ手段５７へ駆動パルスＰ２を出力している。このコントローラ６１は、ゲートパルス発振器（パルス発生回路の一例）６２とＰＷＭモジュール（パルス幅制御回路の一例）６３と制御電源装置６４から構成されている。
【００３８】
「制御電源装置６４」
制御電源装置６４は、出力電圧（出力コンデンサ５６の両端電圧、負荷５８の電圧）Ｖ２を入力電源して、制御電源（所定電圧Ｖ３）をゲートパルス発振器６２とＰＷＭモジュール６３へ供給する。前記出力電圧（出力コンデンサ５６の両端電圧、負荷５８の電圧）Ｖ２は、起動時は０Ｖであり、出力電圧Ｖ２が所定の電圧（例えば、１５Ｖ）まで上昇すると、所定電圧Ｖ３で制御電源を供給可能な構成とされている。
【００３９】
「ゲートパルス発振器６２」
前記ゲートパルス発振器６２は、制御電源装置６４より制御電源が供給されると、全波整流回路５３のプラス側出力端子５３ａに出力されるチョークコイル５４の全波の入力電圧Ｖ１に同期して、誘導線路１４の高周波電流の周波数ｆの２倍（複数倍の一例）の周波数（２ｆ）の同期パルス（トリガ）を出力するパルス発生回路であり、図６に示すチョークコイル５４の入力電圧Ｖ１がゼロ電圧となる毎に同期パルスＰ１を形成しスイッチトリガーとしてＰＷＭモジュール６３へ出力している。入力電圧Ｖ１は、全波整流回路５３の出力電圧であるから、周波数２ｆの連続波形となっており、周波数２ｆの同期パルスＰ１が出力される。
【００４０】
「ＰＷＭモジュール６３」
前記ＰＷＭモジュール６３には、出力電圧Ｖ２と、ゲートパルス発振器６２から出力された同期パルスＰ１が入力されており、ＰＷＭモジュール６３は、制御電源装置６４から制御電源が供給されると、スイッチ手段５７へ駆動パルスＰ２を出力し、駆動パルスＰ２がオンのときスイッチ手段５７を接続状態とし、オフのときスイッチ手段５７を開放状態とするパルス幅制御回路であり、図５に示すように、構成されている。
【００４１】
図５に示すように、ＰＷＭモジュール６３は、供給されている制御電源（所定電圧Ｖ３）を確認するための第１比較器７１と、出力電圧Ｖ２が基準電圧（例えば、３１０Ｖ）以上かどうかを確認するための第２比較器７２と、出力電圧Ｖ２が設定電圧（例えば、１００Ｖ）以上かどうかを確認するための第３比較器７３と、第１比較器７１の出力信号、すなわち制御電源が供給されたこと（起動されたこと）により出力される起動信号によりカウントを開始する、予め設定された設定時間（予定時間、例えば５秒）のタイマー７４を備えている。
【００４２】
またタイマー７４がカウントアップしたことにより出力される信号（経過信号）がオン、または前記起動信号がオン且つ第２比較器７２の出力信号がオンのときにセットされ、前記起動信号がオフとなるとリセットされるＲＳフリップフロップ７５が設けられ、ＲＳフリップフロップ７５がセットされているときに動作する（励磁される）リレイＲＹ１が設けられている。
また前記起動信号がオン、且つリレイＲＹ１の出力信号がオフ（ｂ接点は接続状態）、且つ第２比較器７２の出力信号がオフのときにより動作する（励磁される）リレイＲＹ２と、リレイＲＹ１の出力信号（ａ接点）がオンで第３比較器７３の出力信号がオフのときにより動作する（励磁される）リレイＲＹ３が設けられている。
【００４３】
上記ブロックの構成により、リレイＲＹ１は、誘導線路１４へ高周波電流Ｉの供給が開始されて（起動信号がオン）、出力電圧Ｖ２が基準電圧（例えば、３１０Ｖ）以上となったとき（第２比較器７２の出力信号がオン）、または設定時間（予定時間、例えば５秒）が経過したとき（タイマー７４の出力信号がオン）に動作し、初期状態から通常状態に移行したときに動作する。またリレイＲＹ２は、誘導線路１４へ高周波電流Ｉの供給が開始されて（起動信号がオン）、出力電圧Ｖ２が基準電圧（例えば、３１０Ｖ）未満のとき（第２比較器７２の出力信号がオフ）に、すなわち初期状態のときに動作し、通常状態に移行すると（リレイＲＹ１が動作すると）、不動作となる。またリレイＲＹ３は、リレイＲＹ１が動作しているとき（通常状態のとき）、出力電圧Ｖ２が設定電圧（例えば、１００Ｖ）未満まで異常に低下すると動作する。
【００４４】
また基準電圧を目標電圧とし出力電圧フィードバック制御を実行するパルス幅演算部７７と、スイッチ手段５７へパルスを出力するパルス駆動部７８が設けられている。
前記パルス幅演算部７７には、出力電圧Ｖ２と同期パルスＰ１が入力されており、パルス幅演算部７７は、図６に示すように、ゲートパルス発振器６２から入力した周波数２ｆの同期パルスＰ１に同期してＰＷＭ基準波（三角波）を形成し、すなわちチョークコイル５４の入力電圧Ｖ１に同期して入力電圧Ｖ１のピークをピーク位置とする三角波を形成し、この三角波と交差する、出力電圧Ｖ２の基準電圧（一点鎖線で示す）を予め設定し、チョークコイル５４の入力電圧Ｖ１がピークから下降に転じた位置を、駆動パルスＰ２をオンするタイミングとし、基準電圧より三角波（電圧）が低くなっている時間を駆動パルスＰ２のパルス幅としている。なお、出力電圧Ｖ２が前記基準電圧と一致するとき、基準電圧より三角波の電圧が低くなった三角波の時間を、駆動パルスＰ２の「基準パルス幅」としており、負荷５８が定格負荷のとき、この基準パルス幅の駆動パルスＰ２が出力されると、出力電圧Ｖ２が基準電圧に維持される。
【００４５】
そして、前記三角波に、入力した出力電圧Ｖ２を交差させることにより駆動パルスＰ２のパルス幅を得ている。図６に示すように、出力電圧Ｖ２が基準電圧より低いとき駆動パルスＰ２のパルス幅を「基準パルス幅」より短くし、図７に示すように、基準電圧より高いとき駆動パルスＰ２のパルス幅を「基準パルス幅」より長くし、デューティ（ｄｕｔｙ）比を求めてパルス駆動部７８へ出力している。
【００４６】
パルス駆動部７８には、同期パルスＰ１が入力され、さらにリレイＲＹ２の出力信号（ａ接点）がオンのとき（初期状態のとき）、またはリレイＲＹ３の出力信号（ａ接点）がオンのとき（出力電圧Ｖ２が異常に低下したとき）、予め設定されたデューティ比（以下、固定デューティ比と称す、例えば、５０％）が入力され、リレイＲＹ１の出力信号（ａ接点）がオンのとき、パルス幅演算部７７から出力されたデューティ比が入力されている。パルス駆動部７８は、入力したデューティ比に基づいて駆動パルスＰ２を形成し、駆動パルスＰ２の中間点を全波の入力電圧Ｖ１のゼロクロス位置としてスイッチ手段５７へ出力し、パルス幅制御を実行している。
【００４７】
上記固定デューティ比は、次のように求めている。
まず、電源装置１２の定格電力を、給電対象の搬送台車（機器または装置の一例）１７の台数で除算して、誘導線路１４への給電開始時に、１台当たりに受電可能な受電電力を求める。
次に、前記駆動パルスＰ２のパルス幅が０のとき、すなわち駆動パルスＰ２がオフで、スイッチ手段５７が連続して開放状態で、よって出力コンデンサ５６が連続して充電されているとき、２次側は、１次側（電源装置１２）に対して全負荷状態（１００％の負荷状態）となり、これに対して、パルス幅がｍのとき｛出力可能な駆動パルスの（最大）パルス幅をＷとする｝、駆動パルスＰ２を出力すると、スイッチ手段１７が接続状態となり出力コンデンサ５６は充電されなくことから、１次側に対して（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態となる（パルス幅ｍを小さくすると、全負荷状態に近づく）。
（１−ｍ／Ｗ）の負荷状態のとき、上記求めた“１台当たりに受電可能な受電電力”に抑えられように、パルス幅ｍを設定する。
この受電電力以内に抑制可能な駆動パルスＰ２のパルス幅ｍを、出力可能な駆動パルスのパルス幅Ｗより除算することにより、固定デューティ比（＝ｍ／Ｗ）で求めている。本実施の形態では、５０％としている。
なお、このとき、誘導線路１４へ高周波電流を給電する電源装置１２は、給電開始時に、全搬送台車１７が同時に負荷を取る事態となっても、１／２負荷の状態（５０％負荷状態）で立ち上がるので電源装置１２が過負荷となることがなく、給電が停止する事態が避けられる。
【００４８】
またタイマー７４の設定時間は、上記固定デューティ比の負荷状態で、出力コンデンサ１７が充電され、その出力電圧Ｖ２が基準電圧（例えば、３１０Ｖ）に到達する時間に余裕を持たせて設定されている。
【００４９】
このようなＰＷＭモジュール６３の構成により、周波数２ｆの同期パルスＰ１に同期してチョークコイル５４の入力電圧Ｖ１がピークから下降に転じた位置を駆動パルスＰ２のオンのタイミングとし、駆動パルスＰ２のパルス幅の中間点を全波の入力電圧Ｖ１のゼロクロス位置として、スイッチング周波数２ｆで高速スイッチングが実行される。
リレイＲＹ２の出力信号（ａ接点）がオンのとき、すなわち起動して、出力電圧Ｖ２が基準電圧未満のとき、固定デューティ比５０％で、高速スイッチングが実行される。
【００５０】
またリレイＲＹ１の出力信号（ａ接点）がオンのとき、すなわち起動して、出力電圧Ｖ２が基準電圧以上となると、あるいはタイマー７４がカウントアップすると、パルス幅演算部７７から出力されたデューティ比で、高速スイッチングが実行され、すなわち基準電圧を目標電圧とした出力電圧フィードバック制御が実行される。このとき前記走行用電動モータを停止するなどにより負荷５８が減少して、出力電圧Ｖ２が上昇し、出力電圧Ｖ２が予め設定された基準電圧を超えると、前記スイッチ手段５７へ出力する駆動パルスＰ２のパルス幅ｍを長くして（スイッチ手段５７の接続状態を長くして）出力電圧Ｖ２を下げ、出力電圧Ｖ２が基準電圧に戻るとスイッチ手段５７へ出力する駆動パルスＰ２のパルス幅ｍを短くして（スイッチ手段５７の開放状態を長くして）、出力電圧Ｖ２を基準電圧に維持する。
【００５１】
またリレイＲＹ１の出力信号（ａ接点）がオンのとき、すなわちリレイＲＹ１がオン（出力電圧フィードバック制御へ移行）した後、出力電圧Ｖ２が設定電圧未満となると（リレイＲＹ３がオンとなると）、固定デューティ比５０％で、高速スイッチングが実行される。
【００５２】
＜受電ユニット２７の作用＞ 上記受電ユニット２７の構成における作用を説明する。
高周波電流Ｉが１次側の誘導線路１４に供給されると、この誘導線路１４に発生する磁束により、ピックアップコイル５１に誘導起電力が誘起され、この誘導起電力によりピックアップコイル５１において発生した電流は全波整流回路５３で整流される。
【００５３】
「起動直後」
起動前には、出力コンデンサ５６が空の状態にあり、出力電圧Ｖ２は０Ｖである。そして、高周波電流Ｉが誘導線路１４へ供給が開始されると、その直後は、制御電源装置６４から制御電源を供給できない状態であり、このとき、ＰＷＭモジュール６３は、駆動パルスＰ２を出力できないためスイッチ手段５７を開放状態となっており、全波整流回路５３から出力された電流により、出力コンデンサ５６が連続して充電される。
【００５４】
「起動時」
出力コンデンサ５６が充電され、出力電圧Ｖ２が上昇し、制御電源装置６４から制御電源を供給できる状態となると、ゲートパルス発振器６２から同期パルスＰ１がＰＷＭモジュール６３へ入力され、またＰＷＭモジュール６３では、制御電源の確認により起動信号がオンとなり、タイマー７４が駆動され、このとき出力電圧Ｖ２は基準電圧未満であるので、固定デューティ比５０％に制限され、すなわち１／２負荷の状態で高速スイッチングが実行される。
【００５５】
すなわち、スイッチ手段５７は、スイッチング周波数２ｆ（例えば、ｆ＝１０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ以下に制限）で高速スイッチングされ、開放状態のとき（駆動パルスＰ２がオフのとき）、全波整流回路５３から出力された電流は、チョークコイル５４の励磁エネルギーを加えて出力コンデンサ５６が充電され、同時に負荷５８へ供給される。またスイッチ手段５７が接続状態のとき（駆動パルスＰ２がオンのとき）、全波整流回路５３から出力された電流によりチョークコイル５４が励磁されてエネルギーが充填される一方、出力コンデンサ５６からは放電電流が負荷５８へ供給される。
【００５６】
なお、起動開始時には、誘導線路１４に流れる電流の周波数は９．００ｋＨｚとされ、共振回路５０の共振周波数よりずれているので、全負荷状態で１２００Ｗしか取り出すことができない上に、１／２負荷の状態とすることにより６００Ｗしか取り出すことができない。
【００５７】
「起動より基準時間経過後／通常時」
タイマー７４がカウントアップすると、強制的に、あるいは出力電圧Ｖ２は基準電圧以上となると、基準電圧を目標電圧とし出力電圧フィードバック制御が実行される。パルス幅演算部７７から出力されたデューティ比で、高速スイッチングが実行される。
【００５８】
すなわち、スイッチ手段５７は、スイッチング周波数２ｆで高速スイッチングされ、駆動パルスＰ２のパルス幅はパルスのオンタイミング時の出力電圧Ｖ２により求められ、出力電圧Ｖ２が予め設定された基準電圧より低いとき短くされ、基準電圧より高いとき長くされる。すなわち、負荷５８が減少して、出力コンデンサ５６の両端電圧、すなわち出力電圧Ｖ２が上昇し、出力電圧Ｖ２が前記基準電圧を超えると、スイッチ手段５７が接続状態とされる時間が長くなり、出力電圧Ｖ２が下げられて基準電圧に維持される。また負荷５８が増加して、出力コンデンサ５６の両端電圧、すなわち出力電圧Ｖ２が下降し、出力電圧Ｖ２が前記基準電圧より下がると、スイッチ手段５７が開放状態とされる時間が長くなり、出力電圧Ｖ２が上げられて基準電圧に維持される。
【００５９】
またスイッチング周波数を正確に２ｆとし、駆動パルスＰ２のオンタイミングを、チョークコイル５４の入力電圧Ｖ１がピークから下降に転じた位置としていることにより、駆動パルスＰ２がオン、すなわちチョークコイル５４が励磁されるとき、共振回路５０によってチョークコイル５４へ供給される電流は、９０゜位相がずれているために、この電流は略ゼロであり、かつこの後、入力電圧Ｖ１は下降し、入力電圧Ｖ１がゼロクロスしている範囲としていることにより、チョークコイル５４に流れる電流（コイル電流）Ｉ１の上昇は抑えられ、滑らかになる（脈動が少なくなる）。またこのように、コイル電流Ｉ１の脈動が少なくなり、チョークコイル５４の入力電圧と出力電圧の差が少なくなることにより、コイル電流Ｉ１のリップルは大きく抑えられる。
【００６０】
またスイッチング周波数２ｆで高速スイッチングされることにより、負荷５８の変動に迅速に対応され、負荷５８の変動が、共振回路５０を介して誘導線路１４に及ぼす影響、たとえば急に帰還インピーダンスがゼロに近くなることにより誘導線路１４が過電流となる影響が抑えられる。
またスイッチング周波数２ｆで高速スイッチングされることにより、非共振状態から共振状態が遷移するとき、出力電圧Ｖ２に迅速に対応され、共振電圧が急激に上昇することが抑えられる。
また高速スイッチングをし、昇圧トポロジーにより出力電圧を上げよう上げようとするので、ピックアップコイル５１の共振周波数に、誘導線路１４に供給される高周波電流Ｉの周波数ｆとの間でずれが発生しても、給電電力を維持できる。すなわち、給電周波数特性が、従来の場合と比較して改善され、広い周波数のずれの範囲で電力を得ることができ、高周波電流の周波数がずれても安定して電力を供給できる。
【００６１】
「異常発生時」
出力電圧フィードバック制御の実行中に、出力電圧Ｖ２が設定電圧未満まで低下すると、デューティ比は、固定デューティ比５０％に制限され、すなわち１／２負荷の状態で、高速スイッチングが実行される。
【００６２】
すなわち、出力電圧Ｖ２が基準電圧よりどんどん下がっていくと、デューティ比０％、すなわちスイッチ手段５７が開放状態とされ、全負荷の状態とされ、出力コンデンサ５６を最大限チャージして基準電圧へ戻そうとする。それにもかかわらず、出力電圧Ｖ２が上昇せずに、設定電圧まで低下すると、誘導線路１４側に流れる電流の供給に異常が発生したと判断して、誘導線路１４側に負荷をかけないように１／２負荷状態としている。
【００６３】
上述した電源装置１２の作用と受電ユニット２７の作用の説明から判るように、電源装置１２と各搬送台車１７の受電ユニット２７との間には信号の取り合いはなく、それぞれ独立して駆動している。しかし、起動時には、一方の電源装置１２は誘導線路１４に流す高周波電流の周波数を、共振周波数よりずらした周波数として各搬送台車１７が取り込むことを制限し、他方の各搬送台車１７では１／２負荷状態として取り込みを制限しており、２重に、電源装置１２が過負荷となり誘導線路１４に流す高周波電流が遮断されて給電ができなくなる事態を回避している。
【００６４】
なお、瞬停の際には、高周波電流が遮断されても、搬送台車１７の出力電圧は設定電圧まで急に低下することはなく、高周波電流の復旧時、各搬送台車１７では１／２負荷状態として取り込みの制限を実行しないので、全負荷状態で電力を取り込もうとする。したがって、「瞬停時」には、電源装置１２が、誘導線路１４に流す高周波電流の周波数を、共振周波数よりずらした周波数とすることのみによって、電源装置１２が過負荷となり誘導線路１４に流す高周波電流が遮断されて給電ができなくなる事態が回避される。
【００６５】
以上のように本実施の形態によれば、１次側誘導線路１４へ給電が開始されると、駆動パルスＰ２は固定デューティ（ｄｕｔｙ）比５０％で出力され、１次側に対して１／２の負荷状態で出力コンデンサ５６に充電されることにより、１次側誘導線路１４へ高周波電流を給電する電源装置１２は、給電開始時に全ての搬送台車１７が、一斉に最大電力、すなわち全負荷を取る状態となり、電源装置１２が過負荷となり、給電が停止する事態を避けることができ、給電対象の搬送台車１７の台数が多くても、給電を続けることができる。そして、出力コンデンサ５６が充電され、出力電圧Ｖ２が基準電圧となると、出力電圧フィードバック制御が実行されることにより、以後は、消費された電力のみを、１次側誘導線路１４より給電すればよくなり、各搬送台車１７が出力電圧フィードバック制御を実行しても電源装置１２が過負荷となり、給電が停止する事態を避けることができる。
【００６６】
また本実施の形態によれば、１次側に対して１／２の負荷状態で出力コンデンサ５６に充電され、予定時間が経過すると（タイマー７４の出力信号がオンとなると）、出力電圧フィードバック制御を実行され、このとき、出力コンデンサ５６への充電が遅れて、予定時間内に基準電圧まで上昇していないと、パルス幅ｍを最小として、全負荷をとる状態とされ、出力電圧Ｖ２の上昇を急ぐことができる。なお、他の搬送台車１７は予定時間内に基準電圧まで上昇しており、消費された電力のみを受電している状態なので、１台が全負荷をとる状態となっても、電源装置１２が過負荷となり、給電が停止する事態は少ない。
【００６７】
また本実施の形態によれば、出力コンデンサ５６の出力電圧が、設定電圧以下まで低下すると、電源装置１２から給電できない事態となっていると判断され、固定デューティ比とされ、駆動パルスの幅ｍを出力可能な駆動パルスのパルス幅Ｗの１／２として駆動パルスＰ２が出力され、１次側に対して１／２の負荷状態とされることにより、電源装置１２の負荷状態を改善することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、インバータ２４の発振周波数が共振周波数である９．７４ｋＨｚより低い周波数の所定周波数である９．００ｋＨｚから共振周波数である９．７４ｋＨｚにかけて段階的に変化するように制御しているが、図３に示すように、インバータ２４の発振周波数が共振周波数である９．７４ｋＨｚより高い周波数にかけて段階的に変化するように制御しても、搬送台車１７へ供給される電力を低下させることが出来るため、ンバータ２４の発振周波数が共振周波数（９．７４ｋＨｚ）より高い周波数（例えば、１０．５ｋＨｚ）から共振周波数（９．７４ｋＨｚ）にかけて段階的に制御するようにしてもよい。
【００６９】
また本実施の形態では、インバータ２４の発振周波数を、０．１ｋＨｚ刻みで共振周波数にむけて段階的に変化させているが、０．１ｋＨｚ刻みに拘らず、刻みの間隔を０．１ｋＨｚよりも大きくしてもよいし、０．１ｋＨｚよりも小さくして連続的に周波数を変化させるようにすることもできる。
【００７０】
また本実施の形態では、コントローラ６１のＰＷＭモジュール６３は、ゲートパルス発振器６２から入力した周波数２ｆの同期パルスＰ１に同期してＰＷＭ基準波（三角波）を形成しているが、同期パルスＰ１に１つおきに同期して入力電圧Ｖ１の２つの波形で、３つのＰＷＭ基準波（三角波）を形成し、各三角波の立ち上がりを、駆動パルスＰ２をオンするタイミングとすることもできる。このとき、駆動パルスＰ２のスイッチング周波数は、高周波電流周波数ｆの３倍（３ｆ）となり、より高速でスイッチングされる。よって、負荷５８の変動に、より迅速に対応され、負荷５８の変動が、共振回路５０を介して誘導線路１４に及ばす影響、たとえば急に帰還インピーダンスがゼロに近くなることにより誘導線路１４が過電流となる影響を抑えることができ、さらに非共振状態から共振状態に遷移するとき、出力電圧Ｖ２に、より迅速に対応され、共振電圧が急激に上昇することを抑えることができる。
また本実施の形態では、機器または装置の一例として、搬送台車１７について説明したが、機器または装置には、搬送機能を有さない自走車や据置きの機器・装置等も含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
Ｉ １次側誘導線路の高周波電流（一次側電流）
ｆ １次側誘導線路の高周波電流の周波数
Ｖ１ 入力電圧
Ｖ２ 出力電圧
Ｖ３ 制御電圧
Ｐ１ 同期パルス
Ｐ２ 駆動パルス
Ｉ１ コイル電流
１１ 商用電源
１２ 電源装置
１４ 誘導線路
１７ 搬送台車
２１ 整流回路
２２ 起動・停止回路
２４ インバータ
２７ 受電ユニット
３８ スイッチング素子
４０ コントローラ
５０ 共振回路
５１ ピックアップコイル
５２ 共振コンデンサ
５３ 整流回路（全波整流回路）
５４ チョークコイル
５５ ダイオード
５６ 電圧コンデンサ（出力コンデンサ）
５７ スイッチ手段（例えば、出力調整用トランジスタ）
５８ 負荷
６１ コントローラ
６２ ゲートパルス発振器
６３ ＰＷＭモジュール
６４ 制御電源装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の機器または装置にそれぞれ備えられ、電源装置より高周波電流が供給される１次側誘導線路より無接触で受電するための無接触給電設備の２次側受電回路であって、
前記１次側誘導線路に対向して前記誘導線路より起電力が誘起されるピックアップコイルと、
前記ピックアップコイルに並列に接続され、このピックアップコイルと前記高周波電流の周波数に共振する共振回路を形成する共振コンデンサと、
前記共振回路の共振コンデンサに並列に接続された全波整流回路と、
前記全波整流回路の出力端子間に並列に接続された、スイッチ、および消費電力が変動する負荷に電力を供給する出力コンデンサと、
前記スイッチを接続状態または開放状態とするコントローラと
を備え、
前記コントローラは、
前記全波整流回路の一方の出力端子から出力される全波の電圧信号に同期して、前記高周波電流の周波数の複数倍の周波数の同期パルスを出力するパルス発生回路と、
前記スイッチヘ駆動パルスを出力し、この駆動パルスがオンのときにスイッチを接続状態とし、オフのときにスイッチを開放状態とすることにより、前記出力コンデンサの出力電圧を予め設定された基準電圧となるように出力電圧フィードバック制御を実行するパルス幅制御回路
を備え、
前記パルス幅制御回路は、前記電源装置の出力定格電力を前記機器または装置の台数で除算して前記１次側誘導線路への給電開始時に１台当たりに受電可能な受電電力を求め、この受電電力以内に抑制可能な前記駆動パルスのパルス幅を、出力可能な駆動パルスのパルス幅より求め、前記１次側誘導線路へ給電が開始されると、前記パルス発生回路から入力した同期パルスに同期して前記抑制可能な駆動パルスを前記スイッチへ出力するスイッチング制御を実行し、前記出力コンデンサの出力電圧が予め設定された基準電圧となると、前記出力電圧フィードバック制御を実行すること
を特徴とする無接触給電設備の２次側受電回路。
【請求項２】
前記パルス幅制御回路は、前記スイッチング制御を実行して、前記出力コンデンサの出力電圧が前記基準電圧まで上昇する予定時間が経過すると、強制的に、前記出力電圧フィードバック制御を実行すること
を特徴とする請求項１に記載の無接触給電設備の２次側受電回路。
【請求項３】
前記パルス幅制御回路は、前記出力電圧フィードバック制御を実行しているとき、前記出力コンデンサの出力電圧が、前記基準電圧より低く予め設定された設定電圧以下まで低下すると、再び、前記スイッチング制御を実行すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の無接触給電設備の２次側受電回路。
【請求項１】
複数台の機器または装置にそれぞれ備えられ、電源装置より高周波電流が供給される１次側誘導線路より無接触で受電するための無接触給電設備の２次側受電回路であって、
前記１次側誘導線路に対向して前記誘導線路より起電力が誘起されるピックアップコイルと、
前記ピックアップコイルに並列に接続され、このピックアップコイルと前記高周波電流の周波数に共振する共振回路を形成する共振コンデンサと、
前記共振回路の共振コンデンサに並列に接続された全波整流回路と、
前記全波整流回路の出力端子間に並列に接続された、スイッチ、および消費電力が変動する負荷に電力を供給する出力コンデンサと、
前記スイッチを接続状態または開放状態とするコントローラと
を備え、
前記コントローラは、
前記全波整流回路の一方の出力端子から出力される全波の電圧信号に同期して、前記高周波電流の周波数の複数倍の周波数の同期パルスを出力するパルス発生回路と、
前記スイッチヘ駆動パルスを出力し、この駆動パルスがオンのときにスイッチを接続状態とし、オフのときにスイッチを開放状態とすることにより、前記出力コンデンサの出力電圧を予め設定された基準電圧となるように出力電圧フィードバック制御を実行するパルス幅制御回路
を備え、
前記パルス幅制御回路は、前記電源装置の出力定格電力を前記機器または装置の台数で除算して前記１次側誘導線路への給電開始時に１台当たりに受電可能な受電電力を求め、この受電電力以内に抑制可能な前記駆動パルスのパルス幅を、出力可能な駆動パルスのパルス幅より求め、前記１次側誘導線路へ給電が開始されると、前記パルス発生回路から入力した同期パルスに同期して前記抑制可能な駆動パルスを前記スイッチへ出力するスイッチング制御を実行し、前記出力コンデンサの出力電圧が予め設定された基準電圧となると、前記出力電圧フィードバック制御を実行すること
を特徴とする無接触給電設備の２次側受電回路。
【請求項２】
前記パルス幅制御回路は、前記スイッチング制御を実行して、前記出力コンデンサの出力電圧が前記基準電圧まで上昇する予定時間が経過すると、強制的に、前記出力電圧フィードバック制御を実行すること
を特徴とする請求項１に記載の無接触給電設備の２次側受電回路。
【請求項３】
前記パルス幅制御回路は、前記出力電圧フィードバック制御を実行しているとき、前記出力コンデンサの出力電圧が、前記基準電圧より低く予め設定された設定電圧以下まで低下すると、再び、前記スイッチング制御を実行すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の無接触給電設備の２次側受電回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９６０２７（Ｐ２０１２−１９６０２７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５７３２５（Ｐ２０１１−５７３２５）
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００３６４３）株式会社ダイフク (1,209)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００３６４３）株式会社ダイフク (1,209)
【Ｆターム（参考）】
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