(57)【要約】【課題】  環境に存在する誘導電力を取り出し、一般的なＩＣを動作させることが可能な電力を提供する。【解決手段】  ダイオード３とコンデンサ５の間に、例えばCMOSFETなどで構成されるスイッチ９１、および消費電流値の小さなマイクロコントローラなどで構成されるコントローラ９２が設けられている。コントローラ９２は、コンデンサ５が放電する電圧を検出してスイッチ９１を制御し、コンデンサ５に供給されるチャージ電流を制限する。アンテナ１で検出される電界による電源のインピーダンスが非常に高いため、ダイオード３とコンデンサ５との間にはインダクタンスは必要ない。また、コンデンサ５に発生する三角波状のリップルのレベルは、コントローラ９２によって制御可能であり、負荷変動に対する制御も、通常のスイッチングレギュレータと同様に行うことが可能である。【選択図】      図１３
2011120466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオードとコンデンサから構成される電力回生装置において、
前記ダイオードのうち、電力検出に用いられるダイオードを定電圧ダイオードとする
電力回生装置。
【請求項２】
ダイオードとコンデンサから構成される電力回生装置において、
前記ダイオードにより検出された電力を、前記コンデンサに供給するか否かを切替えるスイッチと、
前記スイッチの切替えを制御する制御回路と
を備え、
前記制御回路は、前記コンデンサからの放電の電圧に基づいて、前記スイッチの切替えを制御する
電力回生装置。
【請求項３】
ダイオードとコンデンサから構成される電力回生装置において、
電力を蓄積する第１のコンデンサと、
電力を蓄積する第２のコンデンサと、
前記ダイオードにより検出された電力を、前記第１のコンデンサに供給するか、前記第２のコンデンサに供給するか、または、いずれのコンデンサにも供給しないように、前記ダイオードからの出力を切替える第１のスイッチと、
前記第１のコンデンサに蓄積された電力、および、前記第２のコンデンサに蓄積された電力を蓄積する第３のコンデンサと、
前記第３のコンデンサに対する電力供給源として、前記第１のコンデンサまたは前記第２のコンデンサを切替えて接続する第２のスイッチと、
前記第１のスイッチ、および前記第２のスイッチの切替えを制御する制御回路と
を備え、
前記制御回路は、前記第３のコンデンサからの放電電圧に基づいて、前記第１のスイッチの切替えを制御する
電力回生装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１のコンデンサが充電中である場合、前記第２のコンデンサを前記第３のコンデンサの電力供給源とし、前記第２のコンデンサが充電中である場合、前記第１のコンデンサを前記第３のコンデンサの電力供給源とするように、前記第２のスイッチを制御する
請求項３に記載の電力回生装置。
【請求項５】
前記第３のコンデンサの静電容量は、前記第１のコンデンサ、および前記第２のコンデンサの静電容量よりも大きな値である
請求項３に記載の電力回生装置。
【請求項６】
前記制御回路に供給される動作用電源は、前記第３のコンデンサから放電される電力のうちの一部である
請求項３に記載の電力回生装置。
【請求項７】
前記制御回路に供給される前記制御回路の動作用電源を検出するための、コンデンサおよびダイオードで構成される電力回生回路を
さらに備える請求項３に記載の電力回生装置。
【請求項８】
前記電力回生回路の前記ダイオードのうちの電力検出に用いられるダイオードは、定電圧ダイオードである
請求項７に記載の電力回生装置。
【請求項９】
ダイオードとコンデンサから構成される電力回生装置において、
前記コンデンサから放電される放電電圧をクランプするためのトランジスタと、
前記トランジスタのベースに所定の電圧を供給する電圧供給回路と
を備える電力回生装置。
【請求項１０】
前記電圧供給回路は、コンデンサおよびダイオードで構成される電力回生回路であり、
前記電力回生回路を構成する前記ダイオードのうちの電力検出に用いられるダイオードは、定電圧ダイオードである
請求項９に記載の電力回生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力回生装置に関し、特に、環境に存在する誘導電力を取り出して、電力を発生する場合に、電力の回生効率を高め、安定した電圧出力を供給することができる電力回生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図1は、ダイオードとコンデンサによって、誘導により発生している起電力を回生する電力回生回路の回路図である。
【０００３】
図１の電力回生回路においては、アンテナ１とグランド（ＧＮＤ）２により、空中に存在する誘導起電力が検出され、ダイオード３およびダイオード４より、コンデンサ５に直流電荷が蓄えられる。すなわち、グランド２に対して、アンテナ１の電位がプラスである場合、ダイオード３が導通し、ダイオード４は、高インピーダンス素子として、アンテナ１とグランド２の間に電圧を発生させる。また、グランド２に対して、アンテナ１の電位がマイナスになる場合は、ダイオード４が導通し、ダイオード３は、高インピーダンス素子として、アンテナ１とグランド２の間に電圧を発生させる。
【０００４】
例えば、アンテナ１を、インバータ式蛍光灯の外筐部の適当な部位に接続し、グランド２を接地、もしくは、１乃至２ｍ程度の線材を接続して、床にたらしておいた場合、コンデンサ５が１０μＦの電界コンデンサであれば、コンデンサ５の両端に１０秒程度で３０Ｖ以上の電圧を発生することができる。電力容量は、基本的には充電時間に比例するので、充電時間を延ばすことにより、図１で示される電力回生回路を電源として利用することは充分可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１に示す電力回生回路においては、空中に誘導されている電圧を充分に利用しているとはいえない。また、図１に示す回路において発生される電圧は安定していない。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、電力の回生効率を高め、安定した電圧出力を供給することができる電力回生装置を提供できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面である電力回生装置は、ダイオードとコンデンサから構成される電力回生装置において、前記ダイオードのうち、電力検出に用いられるダイオードを定電圧ダイオードとする。
【０００８】
本発明の第１の側面である電力回生装置においては、定電圧ダイオードが、電力検出に用いられる。
【０００９】
本発明の第２の側面である電力回生装置は、ダイオードとコンデンサから構成される電力回生装置において、前記ダイオードにより検出された電力を、前記コンデンサに供給するか否かを切替えるスイッチと、前記スイッチの切替えを制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記コンデンサからの放電の電圧に基づいて、前記スイッチの切替えを制御する。
【００１０】
本発明の第２の側面である電力回生装置においては、ダイオードにより検出された電力が、コンデンサに供給されるか否かが切替えられ、スイッチの切替えが、コンデンサからの放電の電圧に基づいて制御される。
【００１１】
本発明の第３の側面である電力回生装置は、ダイオードとコンデンサから構成される電力回生装置において、電力を蓄積する第１のコンデンサと、電力を蓄積する第２のコンデンサと、前記ダイオードにより検出された電力を、前記第１のコンデンサに供給するか、前記第２のコンデンサに供給するか、または、いずれのコンデンサにも供給しないように、前記ダイオードからの出力を切替える第１のスイッチと、前記第１のコンデンサに蓄積された電力、および、前記第２のコンデンサに蓄積された電力を蓄積する第３のコンデンサと、前記第３のコンデンサに対する電力供給源として、前記第１のコンデンサまたは前記第２のコンデンサを切替えて接続する第２のスイッチと、前記第１のスイッチ、および前記第２のスイッチの切替えを制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記第３のコンデンサからの放電電圧に基づいて、前記第１のスイッチの切替えを制御する。
【００１２】
前記制御回路は、前記第１のコンデンサが充電中である場合、前記第２のコンデンサを前記第３のコンデンサの電力供給源とし、前記第２のコンデンサが充電中である場合、前記第１のコンデンサを前記第３のコンデンサの電力供給源とするように、前記第２のスイッチを制御することができる。
【００１３】
前記第３のコンデンサの静電容量は、前記第１のコンデンサ、および前記第２のコンデンサの静電容量よりも大きな値とすることができる。
【００１４】
前記制御回路に供給される動作用電源は、前記第３のコンデンサから放電される電力のうちの一部とすることができる。
【００１５】
本発明の第３の側面である電力回生装置は、前記制御回路に供給される前記制御回路の動作用電源を検出するための、コンデンサおよびダイオードで構成される電力回生回路をさらに備えることができる。
【００１６】
前記電力回生回路の前記ダイオードのうちの電力検出に用いられるダイオードは、定電圧ダイオードとすることができる。
【００１７】
本発明の第３の側面である電力回生装置においては、第１のコンデンサに電力が蓄積され、第２のコンデンサに電力が蓄積され、ダイオードにより検出された電力が、第１のコンデンサに供給されるか、第２のコンデンサに供給されるか、または、いずれのコンデンサにも供給されないようにするかが切り替られ、第１のコンデンサに蓄積された電力、および、第２のコンデンサに蓄積された電力が第３のコンデンサに蓄積され、第３のコンデンサに対する電力供給源として、第１のコンデンサまたは第２のコンデンサが切替えられて接続され、第３のコンデンサからの放電電圧に基づいて、ダイオードにより検出された電力の出力先の切替えが制御される。
【００１８】
本発明の第４の側面である電力回生装置は、ダイオードとコンデンサから構成される電力回生装置において、前記コンデンサから放電される放電電圧をクランプするためのトランジスタと、前記トランジスタのベースに所定の電圧を供給する電圧供給回路とを備える。
【００１９】
前記電圧供給回路は、コンデンサおよびダイオードで構成される電力回生回路であり、前記電力回生回路を構成する前記ダイオードのうちの電力検出に用いられるダイオードは、定電圧ダイオードとすることができる。
【００２０】
本発明の第４の側面である電力回生装置においては、トランジスタを用いて、コンデンサから放電される放電電圧がクランプされ、トランジスタのベースに所定の電圧が供給される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１乃至第４の側面によれば、出力電圧を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の電力回生回路について説明するための図である。
【図２】本発明を適応した電力回生装置の第１の実施の形態について説明するための図である。
【図３】図２の電力回生回路の出力電圧について説明するための図である。
【図４】本発明を適応した電力回生装置の第２の実施の形態について説明するための図である。
【図５】図４の電力回生回路の詳細な回路図である。
【図６】図４の電力回生回路の出力電圧について説明するための図である。
【図７】ダイオードブリッジについて説明するための図である。
【図８】ダイオードブリッジについて説明するための図である。
【図９】本発明を適応した電力回生装置の第３の実施の形態について説明するための図である。
【図１０】図９のダイオードブリッジのカスケード接続について説明するための図である。
【図１１】本発明を適応した電力回生装置の第４の実施の形態について説明するための図である。
【図１２】本発明を適応した電力回生装置の第５の実施の形態について説明するための図である。
【図１３】本発明を適応した電力回生装置の第６の実施の形態について説明するための図である。
【図１４】一般的なダウンコンバータについて説明するための図である。
【図１５】本発明を適応した電力回生装置の第７の実施の形態について説明するための図である。
【図１６】本発明を適応した電力回生装置の第８の実施の形態について説明するための図である。
【図１７】本発明を適応した電力回生装置の第９の実施の形態について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図２は、本発明の電力回生装置の、第１の実施の形態における電力回生回路の回路図である。なお、従来の場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する（以下、同様）。
【００２５】
すなわち、図２に示される電力回生回路は、図１を用いて説明した電力回生回路をグランドレベルに対して正電圧が発生する電力回生回路（すなわち、コンデンサ５には正電荷が蓄積する）として、コンデンサ５のプラス側にプラス端子１６を設け、図１の電力回生回路と極性が逆となっている電力回生回路を、アンテナ１２、ダイオード１３およびダイオード１４、並びにコンデンサ１５によって構成して、グランドレベルに対して負電圧が発生する電力回生回路（すなわち、コンデンサ１５には負電荷が蓄積する）として、コンデンサ１５のマイナス側にマイナス端子１７を設け、それら２つの電力回生回路のグランドを共通として、グランド（ＧＮＤ）端子１１を設けたものである。
【００２６】
図１を用いて説明した従来の電力回生回路は、交流の入力を受ける整流回路であるから、その出力が直流成分であっても、入力に交流成分が流れている以上、もう一方（帰線側、すなわちグランド）にも必ず交流電流が流れている。商用電源やインバータ方式の蛍光灯の誘導電圧はかなり高いことが予想される（例えば、商用電源の家庭内の電源による誘導電圧は、ピークトゥピークで１４０Ｖ程度である）ので、図２に示される回路によって、誘導電圧を効率よく回生させることができる。
【００２７】
図３に、図２の電力回生回路においてコンデンサ５およびコンデンサ１５の静電容量がいずれも２２μＦであり、アンテナ１を蛍光灯の外筐に、グランド端子１１をオシロスコープのグランド端子（適当なインピーダンスで大地に接続されている）に接続した場合の電圧測定カーブ（無負荷時）を示す。図３において、プラス軸側の曲線は、コンデンサ５の両端電圧、マイナス軸側の曲線は、コンデンサ１５の両端電圧である。
【００２８】
図３に示されるように、８０秒後に、コンデンサ５の両端電圧は、約３８Ｖであり、その増加割合は減少し始めて（飽和に近づいて）おり、コンデンサ１５の両端電圧は、約−５．１Ｖであり、飽和には達していない。実験では、数分後に、コンデンサ５の両端電圧は、約４８Ｖ、コンデンサ１５の両端電圧は、約３７Ｖとなった。
【００２９】
次に、図４乃至図６を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３０】
図４に示されるように、図２を用いて説明した電力回生回路を１組の電力回生回路２１として、それぞれのアンテナ１およびアンテナ１２を、直列に接続（カスケード接続）することにより、空中に誘導されている電力の回生効率を高めることができる。ここでは、電力回生回路２１−１、電力回生回路２１−２、および電力回生回路２１−３の３つの電力回生回路を直列接続するようにしたが、接続される電力回生回路の数は任意の数でよい。電力回生回路２１−１、電力回生回路２１−２、および電力回生回路２１−３は、内部的には、直流成分の極性が一義的に決まるが、外部的には、交流成分は全く対称であるため、その接続の向きは任意である。
【００３１】
図５は、図４の電力回生回路２１−１、電力回生回路２１−２、および電力回生回路２１−３の詳細な回路図である。図５においては、電力回生回路２１−１のアンテナ１２と電力回生回路２１−２のアンテナ１’とを接続し、電力回生回路２１−２のアンテナ１２’と電力回生回路２１−３のアンテナ１”とを接続しているものとして図示しているが、例えば、電力回生回路２１−２の接続の向きを逆向きとし、電力回生回路２１−１のアンテナ１２と電力回生回路２１−２のアンテナ１２’とを接続し、電力回生回路２１−２のアンテナ１’と電力回生回路２１−３のアンテナ１”とを接続した場合においても、電力回生回路２１−２からのプラス端子１６’およびマイナス端子１７’からの出力は、交流であるので変化しない。
【００３２】
図４および図５を用いて説明した電力回生回路２１−１乃至電力回生回路２１−３においては、それぞれの回路にまたがって、電圧を加算して使用することはできない（それぞれの電力回生回路で、独立した電力供給源となる）。
【００３３】
図６に、図４の電力回生回路２１−１乃至電力回生回路２１−３それぞれにおいて内部コンデンサの静電容量が１００μＦ／６３Ｖ（５０μＦのコンデンサ５およびコンデンサ１５を直列接続）であり、アンテナ１を蛍光灯の外筐などの誘導源２２に、アンテナ１２”をオシロスコープのグランド端子２３（適当なインピーダンスで大地に接続されている）に接続した場合に、数分後、回路が安定した後に得られる電源電圧（無負荷時）の値を示す。
【００３４】
この場合、電力回生回路２１−１において、プラス側に３０Ｖ、マイナス側に１４Ｖの電圧が発生し、プラス端子１６とマイナス端子１７との間に発生する電圧は、約４３Ｖであった。また、電力回生回路２１−２においては、プラス側に１４．１Ｖ、マイナス側に１２．６Ｖの電圧が発生し、プラス端子１６’とマイナス端子１７’との間に発生する電圧は、約２６．５Ｖであり、電力回生回路２１−３においては、プラス側に１１．６Ｖ、マイナス側に１３Ｖの電圧が発生し、プラス端子１６”とマイナス端子１７”との間に発生する回生電圧は、約２４．３Ｖであった。
【００３５】
このように、複数の電力回生回路をカスケード接続することにより、内部コンデンサ（コンデンサ５およびコンデンサ１５）に充分な大きさの電圧がチャージされる。
【００３６】
次に、図７乃至図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００３７】
図２を用いて説明した電力回生回路は、図１を用いて説明した電力回生回路に対して、逆極性の回路を、グランドを共通として接続した回路であるが、図７（Ａ）は、同一の極性の回路を、グランドを共通として接続したものである。
【００３８】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の回路の変形例であり、図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、同一の回路であることは言うまでもない。そして、コンデンサ５とコンデンサ１５とは、ここでは同一の定格であるため、図７（Ｂ）の回路に対する等価回路である図７（Ｃ）の回路の内部コンデンサは、コンデンサ５（あるいはコンデンサ１５）と等しくなる。
【００３９】
また、図７（Ｃ）の回路は、図７（Ｄ）のブリッジ回路と同一である。すなわち、図７（Ａ）に示される、図１を用いて説明した電力回生回路に対して、同一の極性の回路を、グランドを共通として接続した電力回生回路と、図７（Ｄ）に示されるブリッジ回路とは等価回路である。
【００４０】
また、図８に示されるように、図１を用いて説明した電力回生回路に対して、逆極性を有する電力回生回路をグランドで接続することによって構成される、図８（Ａ）に示される電力回生回路は、図７を用いて説明した場合と同様に、図８（Ｂ）と同一であり、ここでも、コンデンサ５とコンデンサ１５とは同一の定格であるため、図８（Ｂ）の回路に対する等価回路である図８（Ｃ）の回路の内部コンデンサは、コンデンサ５（あるいはコンデンサ１５）と等しくなる。
【００４１】
そして、図８（Ｃ）の回路は、図８（Ｄ）のブリッジ回路と同一である。すなわち、図８（Ａ）に示される、図１を用いて説明した電力回生回路に対して逆極性を有する電力回生回路と、その回路と同一の極性の回路とを、グランドを共通として接続した電力回生回路と、図８（Ｄ）に示されるブリッジ回路とは等価回路である。
【００４２】
そして、図７（Ｄ）に示されるブリッジ回路と、図８（Ｄ）に示されるブリッジ回路は同一の回路であり、平滑およびエネルギー蓄積用のコンデンサを有する、一般的な整流回路ある。これらのブリッジ回路は、アンテナ１およびアンテナ１２に対しても対称であるため、それぞれのアンテナを区別する必要はない。
【００４３】
そこで、図９（Ａ）に示すように、ブリッジ回路３１は、端子４１および端子４２、ダイオード４３乃至ダイオード４６、並びに、コンデンサ４７を有するものとして説明する。ブリッジ回路３１は、図９（Ｂ）に示されるブリッジ回路と等価回路である。
【００４４】
図９（Ａ）に示したブリッジ回路３１においても、端子４１および端子４２のいずれかを、例えば、蛍光灯の外筐などの誘導源と、オシロスコープのグランド端子などの、適当なインピーダンスで大地に接続されている点に接続した場合、誘導により発生している起電力が回生され、ダイオード４３乃至４６により、コンデンサ４７に電荷が蓄積される。
【００４５】
更に、図１０に示されるように、ブリッジ回路３１を任意の数だけカスケード接続することにより、図４乃至図６を用いて説明した場合と同様に、より効率よく電力を回生することも可能である。
【００４６】
次に、図１１を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００４７】
図１１に示される電力回生回路は、グランドレベルに対して正電圧を発生する電源発生回路をカスケード接続することによって構成されている。ダイオード６３およびダイオード６４によって、コンデンサ６５にチャージされた電圧が、端子６９および端子７０から供給可能であり、ダイオード６６およびダイオード６７によって、コンデンサ６８にチャージされた電圧が、端子７１および端子７２から供給可能である。
【００４８】
この場合、第１乃至第３の実施の形態とは異なり、それぞれの電圧発生源のグランドは共通ではない。すなわち、端子６９および端子７０から供給される電源と、端子７１および端子７２から供給される電源とは、それぞれ独立している。
【００４９】
図１１に示される電力回生回路において、コンデンサ６５およびコンデンサ６８の静電容量がいずれも２２μＦであり、アンテナ６１およびアンテナ６２を蛍光灯の外筐に、グランドに対応する端子７１および端子７２をオシロスコープのグランド端子（適当なインピーダンスで大地に接続されている）に接続し、数分後、出力電圧が平衡に達したときの電圧は、端子６９および端子７０間で３５Ｖ、端子７１および端子７２間で１４Ｖであった。
【００５０】
図１１においては、カスケード接続が２段であるとして説明したが、３段以上のカスケード接続も可能であることは言うまでもない。
【００５１】
以上説明した本発明の第１の実施の形態乃至第４の実施の形態の電力回生回路においては、電力回生効率を高め、高い電圧を供給したり、複数の電源を提供することが可能となるものであった。以下、本発明の第５の実施の形態乃至第９の実施の形態においては、出力電圧の安定化を目的とする電力回生回路について説明する。
【００５２】
図１２を用いて、本発明の第５の実施の形態について説明する。
【００５３】
図１２（Ａ）の電力回生回路は、ダイオード２に代わって、定電圧ダイオード８１が設けられている以外は、図１を用いて説明した電力回生回路と基本的に同様の構成を有している。また、図１２（Ｂ）の電力回生回路は、図１２（Ａ）の電力回生回路において、ダイオード３、コンデンサ５、および定電圧ダイオード８１のそれぞれの極性に逆とした電力回生回路である。
【００５４】
定電圧ダイオード８１を用いることにより、コンデンサ５の両端電圧は、定電圧ダイオード８１により規定される電圧値よりも大きくなることはない。例えば、定電圧ダイオード８１により規定される電圧値を、出力端子８２から出力される電力の供給を受けるＩＣなどの定格にあわせて設計することにより、出力側に接続されているＩＣなどの素子の破壊を防止することが可能となる。
【００５５】
定電圧ダイオード８１は、その電圧出力によって、正の温度係数と、負の温度係数を有するものが存在するため、出力電圧に制限がある。そこで、ダイオード３と、定電圧ダイオード８１の温度特性とが、正負逆となるようにそれぞれを選択することによって、出力電圧の温度特性を向上させることが可能となる。
【００５６】
次に、図１３を参照して、本発明の第６の実施の形態について説明する。
【００５７】
図１３の電力回生回路においては、ダイオード３とコンデンサ５の間に、例えばCMOSFETなどで構成されるスイッチ９１、およびスイッチ９１を制御するコントローラ９２が新たに設けられている以外は、図１を用いて説明した電力回生回路と基本的に同様の構成を有する。コントローラ９２は、コンデンサ５が放電する電圧を検出して、スイッチ９１を制御するとともに、同一ラインから、コントローラ９２自身の動作のための電源の供給を受ける。
【００５８】
図１３においては、出力電圧の検出と、電源の供給とを、コントローラ９２に対して異なる入力として図示しているが、出力電圧の検出と電源の供給とは、同一の入力により行われるようにしても良いことはもちろんである。
【００５９】
コントローラ９２は、出力電圧がある一定の範囲内の値となるように、スイッチ９１のオンオフを制御することにより、コンデンサ５に供給されるチャージ電流を制限する。コンデンサ５への充電の方法は、原理的にはスイッチングレギュレータと類似しているが、図１３に示される電力回生回路においては、アンテナ１で検出される電界による電源のインピーダンスが非常に高いため、ダイオード３とコンデンサ５との間にインダクタンスがなくても、ほぼ定電流により、コンデンサ５をチャージすることができる。
【００６０】
図１４に一般的なダウンコンバータの回路例を示す。コントローラ１０６は、コンデンサ１０５に供給されるチャージ電流を制限するために、スイッチ１０２を制御する。ダウンコンバータにおいては、コンデンサ１０５に定電流を供給するために、インダクタンス１０４が接続され、インダクタンス１０４からの逆起電力によって出力側の負荷を破壊してしまうことを防止するために、フライホイールダイオード１０３が接続されている。
【００６１】
これに対して、図１３を用いて説明した電力回生回路は、インダクタンス１０４およびフライホイールダイオード１０３が不必要であり、部品点数が少ないため、低コストで回路を構成することができる。
【００６２】
図１３の電力回生回路においては、インダクタンスを備えることなくコンデンサ５に対して定電流充電を行うので、コンデンサ５には、三角波状のリップルが発生する。このレベルは、コントローラ９２の制御によって設定可能である。また、出力端子９３に接続されている負荷の負荷変動に対しても、コントローラ９２により、スイッチ９１のスイッチングを制御することにより、通常のスイッチングレギュレータの場合と同様に、出力端子９３からの出力を制御することが可能である。
【００６３】
コントローラ９２は、消費電流値の小さなマイクロコントローラなどで構成される。コントローラ９２は、通常のスイッチングレギュレータのように、スイッチ９１のオンオフを、例えば、１００Hz程度の周波数で制御する必要はない。従って、コントローラ９２は、更に、クロック周波数を下げて使用することによって、数μＡ程度の消費電流とすることができる。
【００６４】
次に、図１５を参照して、本発明の第７の実施の形態について説明する。
【００６５】
スイッチ１１１およびスイッチ１１２は、コントローラ１１６によって制御される。コントローラ１１６は、コンデンサ１１５が放電する電圧を検出して、スイッチ１１１を制御するとともに、スイッチ１１１の制御に連動して、スイッチ１１２を制御し、コンデンサ１１３およびコンデンサ１１４のうちのいずれかに蓄積された電荷を、コンデンサ１１５に供給させるとともに、同一ラインから、コントローラ１１６自身の動作のための電源の供給を受ける。
【００６６】
アンテナ１によって得られた、電界による電力は、スイッチ１１１によって、コンデンサ１１３もしくはコンデンサ１１４に供給されて、蓄積される。スイッチ１１１には、オープン端子も設けられており、コントローラ１１６は、コンデンサ１１５の出力電圧を検出し、その出力電圧がある一定の値を超えないように、必要に応じて、ダイオード３の出力を、スイッチ１１１のオープン端子に接続させる。
【００６７】
コンデンサ１１３およびコンデンサ１１４の静電容量が等しい場合、コンデンサ１１３とコンデンサ１１４とは、スイッチ１１１によって、基本的に、同一の時間ずつダイオード３と接続されるものとするが、それぞれのオンデューティーが異なるように制御するようにしても良い。
【００６８】
コンデンサ１１３およびコンデンサ１１４に蓄積された電荷は、スイッチ１１２を介して、コンデンサ１１５に蓄積される。スイッチ１１２は、コントローラ１１６の制御に従って、コンデンサ１１３、もしくはコンデンサ１１４のうち、アンテナ１、ダイオード４およびスイッチ１１１を介して、電荷の蓄積中（充電中）ではない方が、コンデンサ１１５に接続され、蓄積された電荷を放出（放電）するように切替えられる。
【００６９】
コンデンサ１１５は、コンデンサ１１３およびコンデンサ１１４の静電容量より大きな静電容量を有する素子が選択される。例えば、コンデンサ１１３およびコンデンサ１１４の静電容量が１０μＦであり、チャージ後の電圧が５０Ｖであるとすると、コンデンサ１１５の静電容量が１００μＦであれば、電荷Ｑ＝静電容量Ｃ×電圧Ｖが成り立ち、電荷が保存されるので、出力電圧として５Ｖが得られる。すなわち、小さな容量のコンデンサ１１３およびコンデンサ１１４に、アンテナ１によって得られる電界による電力を高電圧で蓄積し、それを大きな容量のコンデンサに供給することにより、エネルギーロスを最小にして、一般的なＩＣの動作電圧付近に電圧を下げ、電流容量をあげることが可能となる。
【００７０】
次に、図１６を参照して、本発明の第８の実施の形態について説明する。
【００７１】
図１６の電力回生回路は、コントローラ１１６の電力供給源として、図１２を用いて説明した電力回生回路が、電源供給回路１２１として用いられている以外は、図１５と基本的に同様の構成を有している。
【００７２】
すなわち、図１５を用いて説明した電力回生回路においては、コントローラ１１６は、コンデンサ１１５の出力のうちの一部を動作に必要な電源として利用していたので、出力端子９３から出力される電力にロスが生じる。それに対して、図１６の電力回生回路においては、コントローラ１１６は、定電圧ダイオード８１により出力電圧が一定に制限されている電源供給回路１２１から、動作に必要な電源の供給を受けるようになされている。
【００７３】
ここで、電源供給回路１２１のコンデンサ５の静電容量を、コンデンサ１１５の静電容量より小さく設定することにより、コンデンサ１１５から蓄積された電荷が放出され、出力端子９３から電力が供給されるよりも先に、コントローラ１１６に電源が供給され、コントローラ１１６が動作開始するようにすることが可能である。
【００７４】
次に、図１７を参照して、本発明の第９の実施の形態について説明する。
【００７５】
電源供給回路１２１から供給される電圧は、定電圧ダイオード８１の定格に基づく一定の値となる。図１７の電力回生回路においては、電源供給回路１２１の出力をトランジスタ１４１のベースに供給して、トランジスタ１４１のベースエミッタ電圧をクランプして定電圧化し、出力端子９３から一定の電圧の電源を供給するようになされている。
【００７６】
図１７の電力回生回路においては、例えば、出力端子９３に接続された負荷の値が小さくなり、電流が増加してしまうような場合においても、出力端子９３からの出力電圧は、コンデンサ５の端子電圧よりも低い値において、出力の安定化を図ることが可能となる。
【００７７】
図１７の電力回生回路は、コレクタエミッタ電圧の分、回生した電力を無駄に消費してしまうことになるが、スイッチングレギュレータを組み込むよりも、非常に簡単な回路構成で、充分実用可能な定電圧の電力回生回路を提供することが可能である（すなわち、低コストの電力回生回路を提供することが可能である）。
【００７８】
なお、図１７においては、電源供給回路１２１を用いて、トランジスタ１４１のベースに一定電圧を供給することとして説明しているが、トランジスタ１４１のベースに一定電圧を供給することが可能であれば、電源供給回路１４１に代わって、異なる構成を有する回路を利用するようにしても良い。
【００７９】
以上説明したように、環境に存在する誘導電力を取り出す場合の電力発生効率を飛躍的に向上させることにより、例えば、ＩＣなどを動作させるために充分な電源を、一般の商用電源や発電機に頼ることなく供給することが可能となる。
【００８０】
また、環境に存在する誘導電力を取り出して発生された電力は、そのままでは、電圧は高いが、電流値が極端に少ないので、電圧を下げ、かつ、電流値をあげるような変換を、変換のロスを最小限にとどめつつ、実行する必要があった。本発明においては、出力電圧を一定の電圧で安定化させることができ、一般的なＩＣなどを、高電圧によって破壊することを防止し、充分動作可能な電流を供給することを可能とする。
【符号の説明】
【００８１】
１  アンテナ，  ３，４  ダイオード，  ５  コンデンサ，  １１  ＧＮＤ端子，  １２  アンテナ，  １３，１４  ダイオード，  １５  コンデンサ，  １６  プラス端子，  １７  マイナス端子，  ３１  ブリッジ回路，  ４３乃至４６  ダイオード，  ４７  コンデンサ，  ６１，６２  アンテナ，  ６３，６４  ダイオード，  ６５  コンデンサ，  ６６，６７  ダイオード，  ６８  コンデンサ，  ６９乃至７２  端子，  ８１  定電圧ダイオード，  ９１  スイッチ，  ９２，  コントローラ，  ９３  出力端子，  １１１，１１２  スイッチ，  １１２乃至１１５  コンデンサ，  １１６  コントローラ，  １２１  電源供給回路，  １４１  トランジスタ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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