(57)【要約】【課題】電力を消費する制御回路を設けることなく、蓄電電圧が低い場合に負荷における電力消費を抑制することができる電源装置を提供する。【解決手段】電源装置は、蓄電容量と、電圧検出回路と、入力端子と出力端子とを有し、蓄電電圧が所定電圧以上になった場合に、入力端子に入力された蓄電電力を昇圧電力に変換し、昇圧電力を出力端子から出力する昇圧回路と、負荷への昇圧電力の供給を制御するＭＯＳトランジスタとを備える。入力端子は、ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、出力端子は、ＭＯＳトランジスタのソース端子に接続される。昇圧回路が蓄電電力を昇圧電力に変換する場合に、ＭＯＳトランジスタがオンし、昇圧回路が蓄電電力を昇圧電力に変換しない場合に、ＭＯＳトランジスタがオフする。【選択図】図１
2019004640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置から電力の入力を受け、負荷に電力を供給する電源装置であって、
前記発電装置と接続する入力端子と、
前記発電装置から入力される電力を蓄電する蓄電容量と、
前記蓄電容量の蓄電電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路によって起動され、前記蓄電容量の蓄電電力を昇圧して出力する昇圧回路と、
前記昇圧回路の出力に接続され、前記蓄電電圧で制御される第１のＭＯＳトランジスタと、
前記負荷と接続する出力端子と、を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記蓄電容量の一端は、前記入力端子の一方の端子と、前記昇圧回路の入力端子と、前記電圧検出回路の入力端子と、前記第１のＭＯＳトランジスタのゲート端子とに接続され、
前記蓄電容量の他端は、グランド端子に接続され、
前記電圧検出回路の出力端子は、前記昇圧回路のイネーブル端子に接続され、
前記昇圧回路の出力端子は、前記昇圧回路の電源端子と、前記第１のＭＯＳトランジスタのソース端子とに接続され、
前記第１のＭＯＳトランジスタのドレイン端子は、前記出力端子の一方の端子に接続することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
第２のＭＯＳトランジスタと、プルダウン手段とを更に備え、
前記蓄電容量の一端は、前記入力端子の一方の端子と、前記昇圧回路の入力端子と、前記電圧検出回路の入力端子と、前記第１のＭＯＳトランジスタのゲート端子とに接続され、
前記蓄電容量の他端は、グランド端子に接続され、
前記電圧検出回路の出力端子は、前記昇圧回路のイネーブル端子に接続され、
前記昇圧回路の出力端子は、前記昇圧回路の電源端子と、前記第１のＭＯＳトランジスタのソース端子と、前記出力端子の一方の端子とに接続され、
前記出力端子の他方の端子は、前記第２のＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続され、
前記第２のＭＯＳトランジスタのソース端子は、グランド端子に接続され、
前記第１のＭＯＳトランジスタのドレイン端子は、前記第２のＭＯＳトランジスタのゲート端子と、前記プルダウン手段の一方の端子とに接続され、
前記プルダウン手段の他方の端子は、グランド端子に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
第２のＭＯＳトランジスタと、プルダウン手段と、低電圧昇圧回路と、スイッチ素子と、起動用容量と、整流手段とを更に備え、
前記蓄電容量の一端は、前記入力端子の一方の端子と、前記昇圧回路の入力端子と、前記電圧検出回路の入力端子と、前記第１のＭＯＳトランジスタのゲート端子とに接続され、
前記蓄電容量の他端は、グランド端子に接続され、
前記昇圧回路の出力端子は、前記整流手段の一方の端子と、出力端子の一方の端子とに接続され、
前記整流手段の他方の端子は、前記昇圧回路の電源端子と、前記第１のＭＯＳトランジスタのソース端子と、前記スイッチ素子の一方の端子とに接続され、
前記電圧検出回路の出力端子は、前記低電圧昇圧回路の入力端子に接続され、
前記低電圧昇圧回路の出力端子は、前記起動用容量の一方の端子と、前記スイッチ素子の他方の端子とに接続され、
前記起動用容量の他方の端子は、グランド端子に接続され、
前記低電圧昇圧回路の制御信号出力端子は、前記スイッチ素子の制御端子に接続され、
前記出力端子の他方の端子は、前記昇圧回路の他端の電源端子と、前記第２のＭＯＳトランジスタのドレイン端子とに接続され、
前記第２のＭＯＳトランジスタのソース端子は、グランド端子に接続され、
前記第１のＭＯＳトランジスタのドレイン端子は、前記第２のＭＯＳトランジスタのゲート端子と、前記プルダウン手段の一方の端子とに接続され、
前記プルダウン手段の他方の端子は、グランド端子に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電源制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１の電源制御装置では、蓄電素子が、電源で発生した電力を蓄電する。ＤＣ−ＤＣ変換器は、入力側給電線からの入力を所定の電圧に変換し、出力側給電線に接続された負荷に供給する。ＤＣ−ＤＣ変換器は、入力側の電圧が第１所定電圧を超えた時に起動して給電を開始する。電源制御部は、出力側給電線に接続され、電力供給を受けて動作する。電源制御部は、電源の電源エネルギーに従い、動作モードを変えながら負荷への電力供給制御を行う。電源制御部は、マイクロコンピュータによって構成される。電源制御部は、ＤＣ−ＤＣ変換器からの給電開始で起動し、検出された電源エネルギーの監視のみを周期的に行う低消費電力動作モードで動作する。電源制御部は、電源エネルギーを監視し、入力側給電線の電圧が第１の所定電圧より高い第２の所定電圧になった状態に相当するレベルへ電源エネルギーが超えた時に、負荷への電力供給を開始させる。
【０００３】
図４は、従来の電源装置Ｐ１の概略回路図である。従来の電源装置は、蓄電容量Ｐ１０１と、電圧検出回路Ｐ１０２と、昇圧回路Ｐ３０１と、制御回路Ｐ３０２と、スイッチ素子Ｐ３０３と、入力端子Ｐ１３１とＰ１３２と、出力端子Ｐ１３３とＰ１３４と、を備えている。
発電装置Ｐ１００の出力端子Ｐ１２０は、入力端子Ｐ１３１を経由して蓄電容量Ｐ１０１の一端に接続されている。発電装置Ｐ１００の出力端子Ｐ１２０−２は、入力端子Ｐ１３２を経由してグランド端子Ｐ１１０に接続されている。蓄電容量Ｐ１０１の他端は、グランド端子Ｐ１１０に接続されている。蓄電容量Ｐ１０１の一端は、電圧検出回路Ｐ１０２の入力端子Ｐ１２１と、昇圧回路Ｐ３０１の入力端子Ｐ３２０と、制御回路Ｐ３０２の入力端子Ｐ３２３とに接続されている。
電圧検出回路Ｐ１０２の出力端子Ｐ１２２は、昇圧回路Ｐ３０１のイネーブル端子Ｐ３２１に接続されている。昇圧回路Ｐ３０１の出力端子Ｐ３２２は、スイッチ素子Ｐ３０３の一端と、制御回路Ｐ３０２の電源端子Ｐ３２４とに接続されている。
スイッチ素子Ｐ３０３の他端は、出力端子Ｐ１３３を経由して負荷Ｐ１０５の入力端子Ｐ１２７に接続されている。負荷Ｐ１０５の入力端子Ｐ１２７−２は、出力端子Ｐ１３４を経由してグランド端子Ｐ１１０に接続されている。スイッチ素子Ｐ３０３は、制御回路Ｐ３０２の出力端子Ｐ３２５からの信号によって制御される。
昇圧回路Ｐ３０１の入力端子Ｐ３２０と出力端子Ｐ３２２とは、昇圧回路Ｐ３０１の内部においてショットキーダイオード等の整流素子を介して接続されている。
【０００４】
図４に示す従来の電源装置は、太陽光や温度差や振動等で発電する発電装置Ｐ１００が発生した電力を蓄電容量Ｐ１０１に蓄電する。蓄電電圧が所定電圧以上であることを電圧検出回路Ｐ１０２が検出すると、昇圧回路Ｐ３０１は、蓄電電力を昇圧電力に変換する。
スイッチ素子Ｐ３０３は、負荷Ｐ１０５への昇圧電力の供給を制御する。制御回路Ｐ３０２の駆動電力は、昇圧回路Ｐ３０１の出力端子Ｐ３２２から供給される。制御回路Ｐ３０２は、入力端子Ｐ３２３でモニターする蓄電電圧が所定の電圧以上であれば、スイッチ素子Ｐ３０３をオンする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０６４７６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図４に示す従来の電源装置では、発電装置Ｐ１００からの電力が制御回路Ｐ３０２で消費される。さらに、制御回路Ｐ３０２の電源端子Ｐ３２４に供給される電源電圧が、制御回路Ｐ３０２の最低動作電圧未満の場合、制御回路Ｐ３０２の出力端子Ｐ３２５からスイッチ素子Ｐ３０３に出力される信号の電圧（出力電圧）が不定となる。そのため、スイッチ素子Ｐ３０３が弱オン状態となり、負荷Ｐ１０５においても発電装置Ｐ１００からの電力が消費される。従って、発電装置Ｐ１００が発生する電力が非常に少ない場合、蓄電電圧がある程度上昇すると、蓄電電力は制御回路Ｐ３０２や負荷Ｐ１０５で消費されてしまう。その結果、蓄電電圧が上昇しなくなってしまう。
【０００７】
本発明は、電力を消費する制御回路を設けることなく、蓄電電圧が低い場合に負荷における電力消費を抑制することができる電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電源装置は、発電装置から電力の入力を受け、負荷に電力を供給する電源装置であって、発電装置から入力される電力を蓄電する蓄電容量と、蓄電容量の蓄電電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路によって起動され、蓄電容量の蓄電電力を昇圧して出力する昇圧回路と、昇圧回路の出力と負荷との間に接続されるＰチャネル型ＭＯＳトランジスタとを備え、蓄電容量の一端は発電装置と昇圧回路の入力端子に接続され、蓄電容量の他端はグランド端子に接続され、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタのゲート端子が蓄電容量の一端に接続され、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタのソース端子は昇圧回路の出力端子に接続され、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン端子は負荷に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電力を消費する制御回路を設けることなく、蓄電電圧が低い場合に負荷における電力消費を抑制することができる電源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の電源装置の概略回路図である。
【図２】第２実施形態の電源装置の概略回路図である。
【図３】第３実施形態の電源装置の概略回路図である。
【図４】従来の電源装置の概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
以下、図を参照して電源装置１の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、第１実施形態の電源装置１の概略回路図である。
図１に示す例では、電源装置１が、蓄電容量１０１と、電圧検出回路１０２と、昇圧回路１０３と、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４と、入力端子１３１と１３２と、出力端子１３３と１３４を備えている。電圧検出回路１０２は、入力端子１２１と、出力端子１２２とを備えている。昇圧回路１０３は、入力端子１２３と、電源端子１２４と、出力端子１２５と、イネーブル端子１２６とを備えている。
入力端子１３１は、蓄電容量１０１の一端と、電圧検出回路１０２の入力端子１２１と、昇圧回路１０３の入力端子１２３と、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のゲート端子に接続されている。蓄電容量１０１の他端は、グランド端子１１０に接続されている。入力端子１３２はグランド端子１１０に接続されている。電圧検出回路１０２の出力端子１２２は、昇圧回路１０３のイネーブル端子１２６に接続されている。昇圧回路１０３の入力端子１２３と出力端子１２５とは、昇圧回路１０３の内部においてショットキーダイオード等の整流素子を介して接続されている。昇圧回路１０３の出力端子１２５は、昇圧回路１０３の電源端子１２４と、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のソース端子とに接続されている。Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のドレイン端子は、出力端子１３３に接続されている。出力端子１３４はグランド端子１１０に接続されている。また、各回路要素にはグランド端子１１０に接続されているものがあるが、グランド端子１１０との接続の説明は省略する。
電源装置１の外部に発電装置１００と負荷１０５がある。発電装置１００の出力端子１２０は、入力端子１３１に接続されている。発電装置１００の出力端子１２０−２は、入力端子１３２に接続されている。負荷１０５の入力端子１２７は、出力端子１３３に接続されている。負荷１０５の入力端子１２７−２は、出力端子１３４に接続されている。  
【００１３】
図１に示す例では、発電装置１００が、太陽光や温度差や振動等のエネルギーによって電力を発生する。蓄電容量１０１は、発電装置１００が発生した電力を蓄電電力として蓄電する。蓄電容量１０１の両端子間の蓄電電圧は、蓄電される蓄電電力の増加に伴って上昇する。電圧検出回路１０２は、蓄電容量１０１の蓄電電圧を検出する。
昇圧回路１０３は、蓄電電圧が昇圧回路１０３を起動可能な電圧以上になったことを電圧検出回路１０２が検出した場合に、電圧検出回路１０２によって起動され、入力端子１２３に入力された蓄電電力を昇圧電力に変換し、昇圧電力を出力端子１２５から出力する。Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４は、昇圧電力で動作する負荷１０５への昇圧電力の供給を制御する。
【００１４】
図１に示す例では、発電装置１００が発電を開始すると、発電装置１００が発電電力を出力し、蓄電容量１０１の蓄電電圧が上昇する。蓄電電力は、昇圧回路１０３の入力端子１２３に入力される。一方、この時点では、蓄電電圧が昇圧回路１０３を起動可能な電圧未満であるため、昇圧回路１０３は蓄電電力を昇圧電力に変換しない。
入力端子１２３に入力された蓄電電力は、昇圧回路１０３内のショットキーダイオード等の整流手段（図示せず）および昇圧回路１０３の出力端子１２５を介してＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のソース端子に供給される。また、蓄電電圧は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のゲート端子に印加される。
昇圧回路１０３が蓄電電力を昇圧電力に変換しない場合、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のソース電圧（出力端子１２５の電圧）は、昇圧回路１０３の入力端子１２３と出力端子１２５の間にショットキーダイオード等の整流手段があるため、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のゲート電圧（入力端子１２３の電圧）以下になる。そのため、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４はオフする。従って、蓄電電力は、負荷１０５に供給されず、負荷１０５において消費されない。
【００１５】
図１に示す例では、続いて、蓄電電圧がさらに上昇し、電圧検出回路１０２は、蓄電電圧が昇圧回路１０３を起動できる所定電圧以上になったことを検出し、イネーブル信号を昇圧回路１０３に出力する。その結果、昇圧回路１０３は、起動し、蓄電電力を昇圧電力に変換して出力端子１２５から出力する。
昇圧電力は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のソース端子に供給される。また、昇圧電力に変換されていない蓄電電力による蓄電電圧が、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のゲート端子に印加される。
昇圧電力の電圧は蓄電電力の電圧よりも高いため、昇圧回路１０３が蓄電電力を昇圧電力に変換する場合、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のソース電圧（出力端子１２５の電圧）は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のゲート電圧（入力端子１２３の電圧）よりも高くなる。その結果、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４がオンし、昇圧電力が負荷１０５に供給される。負荷１０５は、昇圧電力によって駆動される。
また、出力端子１２５から出力される昇圧電力の一部は、昇圧回路１０３の電源端子１２４に供給され、昇圧回路１０３は、自分が昇圧している昇圧電力によって変換動作（昇圧動作）を持続する。
【００１６】
図１に示す例では、昇圧回路１０３が起動すると、昇圧電力に変換される蓄電電力が次第に減少する。昇圧回路１０３が昇圧を継続するのに必要な電圧は、起動に必要な電圧より低いので、昇圧回路１０３は、蓄電容量１０１に蓄電された蓄電電力が減少し、蓄電電圧が低下しても、昇圧電力を出力し続ける。
蓄電電圧が昇圧回路１０３の昇圧を継続するのに必要な電圧より低下し、昇圧回路１０３が変換動作を持続できなくなると、変換動作（昇圧動作）が停止してＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４がオフし、蓄電容量１０１の蓄電電圧が再び上昇し始め、電源装置１は上述した動作を繰り返す。
【００１７】
図１に示す例では、図４に示す制御回路Ｐ３０２が必要なくなる。また、図１に示す例では、図４に示す例のように制御回路Ｐ３０２の出力の不定時にスイッチ素子Ｐ３０３が弱オン状態となり、負荷Ｐ１０５において電力が消費されてしまう事態を回避することができる。
図１に示す例では、発電装置１００が発生する電力が非常に少ない場合でも、発電電力が負荷１０５において消費されることがない（発電電力が制御回路において消費されることもない）ので、昇圧回路１０３が起動する前に蓄電電圧の上昇が途中で止まってしまうことがない。このため、図１に示す例では、発電装置１００が発生する電力が非常に少ない場合であっても、負荷１０５を駆動できるようになる。
【００１８】
［第２実施形態］
第２実施形態の電源装置１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の電源装置１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の電源装置１によれば、第１実施形態の電源装置１と同様の効果を奏することができる。
【００１９】
図２は、第２実施形態の電源装置１の概略回路図である。
図２に示す例では、電源装置１が、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４の代わりに、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４を備えている。また、電源装置１が、プルダウン手段としてプルダウン抵抗２０５と、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６とを備えている。
以下、第１実施形態と同じ部分は省略して説明する。
昇圧回路１０３の出力端子１２５は、昇圧回路１０３の電源端子１２４と、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース端子と出力端子１３３に接続されている。Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のドレイン端子は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のゲート端子とプルダウン抵抗２０５の一方の端子に接続されている。プルダウン抵抗２０５の他方の端子はグランド端子１１０に接続されている。Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のドレイン端子は、出力端子１３４に接続されている。Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のソース端子は、グランド端子１１０に接続されている。第１実施形態と同様に、グランド端子１１０との接続の説明は省略する。
電源装置１の外部に発電装置１００と負荷１０５がある。発電装置１００の出力端子１２０は、入力端子１３１に接続されている。発電装置１００の出力端子１２０−２は、入力端子１３２に接続されている。負荷１０５の入力端子１２７は、出力端子１３３に接続されている。負荷１０５の入力端子１２７−２は、出力端子１３４に接続されている。
Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４およびＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６は、負荷１０５への昇圧電力の供給を制御する。
【００２０】
図２に示す例では、発電装置１００が発電を開始すると、発電装置１００が発電電力を出力し、蓄電容量１０１の蓄電電圧が上昇する。蓄電電力は、昇圧回路１０３の入力端子１２３に入力される。一方、この時点では、蓄電電圧が昇圧回路１０３を起動可能な電圧未満であるため、昇圧回路１０３は蓄電電力を昇圧電力に変換しない。
入力端子１２３に入力された蓄電電力は、昇圧回路１０３内のショットキーダイオード等の整流手段（図示せず）および昇圧回路１０３の出力端子１２５を介してＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース端子に供給される。また、蓄電電圧は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のゲート端子に印加される。
昇圧回路１０３が蓄電電力を昇圧電力に変換しない場合、第１実施形態と同様に昇圧回路１０３の出力端子１２５の電圧は、入力端子１２３の電圧以下になり、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース電圧は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のゲート電圧以下になる。その結果、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４がオフする。従って、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のゲート電圧が、グランド端子１１０の電圧になり、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のソース電圧と等しくなる。その結果、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６がオフする。そのため、蓄電容量１０１の蓄電電力は、昇圧回路１０３および負荷１０５において消費されない。
【００２１】
図２に示す例では、続いて、蓄電容量１０１の蓄電電圧がさらに上昇し、電圧検出回路１０２は、蓄電電圧が昇圧回路１０３を起動できる所定電圧以上になったことを検出し、イネーブル信号を昇圧回路１０３に出力する。その結果、昇圧回路１０３は、起動し、蓄電電力を昇圧電力に変換して出力端子１２５から出力する。
昇圧電力は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース端子に供給される。また、蓄電容量１０１の蓄電電圧が、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のゲート端子に印加される。
昇圧電力の電圧は蓄電電圧よりも高いため、昇圧回路１０３が蓄電電力を昇圧電力に変換する場合、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース電圧（出力端子１２５の電圧）は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のゲート電圧（入力端子１２３の電圧）よりも高くなる。その結果、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４がオンする。従って、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のゲート電圧が、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のソース電圧よりも高くなる。そのため、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６がオンする。その結果、昇圧回路１０３の昇圧電力が負荷１０５に供給される。負荷１０５は、昇圧回路１０３の昇圧電力によって駆動される。
また、出力端子１２５から出力される昇圧電力の一部は、昇圧回路１０３の電源端子１２４に供給され、昇圧回路１０３は、自分が昇圧している昇圧電力によって変換動作（昇圧動作）を持続する。
また、出力端子１２５から出力される昇圧回路１０３の昇圧電力の一部は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース端子に供給され、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４がオンし続ける。そのため、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６もオンし続ける。その結果、負荷１０５は、昇圧回路１０３の昇圧電力によって駆動され続ける。
【００２２】
図２に示す例では、昇圧回路１０３が起動すると、昇圧電力に変換される蓄電電力が次第に減少する。昇圧回路１０３が昇圧を継続するのに必要な電圧は、昇圧回路１０３の起動に必要な電圧より低いので、昇圧回路１０３は、蓄電容量１０１に蓄電された蓄電電力が減少し、蓄電電圧が低下しても、昇圧電力を出力し続ける。
蓄電容量１０１の蓄電電圧が昇圧回路１０３の昇圧を継続するのに必要な電圧より低下し、昇圧回路１０３が変換動作を持続できなくなると、変換動作（昇圧動作）が停止してＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４がオフし、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６がオフする。その後、蓄電容量１０１の蓄電電圧が再び上昇し始め、電源装置１は上述した動作を繰り返す。
【００２３】
［第３実施形態］
第３実施形態の電源装置１は、後述する点を除き、上述した第２実施形態の電源装置１と同様に構成されている。従って、第３実施形態の電源装置１によれば、第２実施形態の電源装置１と同様の効果を奏することができる。
【００２４】
図３は、第３実施形態の電源装置１の概略回路図である。
図３に示す例では、電源装置１が、低電圧昇圧回路２００と、スイッチ素子２０１と、起動用容量２０２と、整流手段としてショットキーダイオード２０３と、プルダウン抵抗２０５と、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６とを更に備えている。低電圧昇圧回路２００は、入力端子２２０と、制御信号出力端子２２１と、出力端子２２２とを備えている。
図１に示す例では、電圧検出回路１０２の出力端子１２２が、昇圧回路１０３のイネーブル端子１２６に接続されているが、図３に示す例では、電圧検出回路１０２の出力端子１２２が、低電圧昇圧回路２００の入力端子２２０に接続されている。
また、図３に示す例では、低電圧昇圧回路２００の出力端子２２２が、起動用容量２０２の一端と、スイッチ素子２０１の一端に接続されている。起動用容量２０２の他端は、グランド端子１１０に接続されている。スイッチ素子２０１の他端は、昇圧回路１０３の電源端子１２４と、ショットキーダイオード２０３のカソード端子と、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ１０４のソース端子に接続されている。スイッチ素子２０１は、低電圧昇圧回路２００の制御信号出力端子２２１からの信号によって制御される。
【００２５】
図１および図２に示す例では、昇圧回路１０３の出力端子１２５と電源端子１２４とが直接接続されているが、図３に示す例では、昇圧回路１０３の出力端子１２５は、ショットキーダイオード２０３のアノード端子と出力端子１３３に接続されている。ショットキーダイオード２０３によって、電流が起動用容量２０２から昇圧回路１０３の出力端子１２５および負荷１０５が接続される出力端子１３３に流れてしまうことが阻止される。
【００２６】
図３に示す例では、昇圧回路１０３の出力端子１２５は、ショットキーダイオード２０３を介してＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース端子に接続されている。また、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース端子は、スイッチ素子２０１を介して起動用容量２０２の一端に接続されている。Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のゲート端子は、蓄電容量１０１の一端に接続されている。Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のドレイン端子は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のゲート端子に接続されている。
Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のゲート端子は、プルダウン抵抗２０５を介してグランド端子１１０に接続されている。Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のソース端子は、グランド端子１１０に接続されている。Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のドレイン端子は、昇圧電力で動作する負荷１０５が接続される出力端子１３４と、昇圧回路１０３の他端の電源端子１２４−２とに接続されている。第１実施形態と同様に、グランド端子１１０との接続の説明は省略する。
電源装置１の外部に発電装置１００と負荷１０５がある。発電装置１００の出力端子１２０は、入力端子１３１に接続されている。発電装置１００の出力端子１２０−２は、入力端子１３２に接続されている。負荷１０５の入力端子１２７は、出力端子１３３に接続されている。負荷１０５の入力端子１２７−２は、出力端子１３４に接続されている。
Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４およびＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６は、負荷１０５への昇圧電力の供給を制御する。
【００２７】
図３に示す例では、発電装置１００が発電を開始すると、発電装置１００が発電電力を出力し、蓄電容量１０１の蓄電電圧が上昇する。蓄電電力は、昇圧回路１０３の入力端子１２３と、電圧検出回路１０２の入力端子１２１とに入力される。この時点では、蓄電容量１０１の蓄電電圧が昇圧回路１０３を起動可能な電圧未満であるため、昇圧回路１０３は蓄電電力を昇圧電力に変換しない。また、電圧検出回路１０２は、蓄電容量１０１の蓄電電圧が低電圧昇圧回路２００を起動できる電圧以上になったことを検出しない。
入力端子１２３に入力された蓄電容量１０１の蓄電電力は、昇圧回路１０３内のショットキーダイオード等の整流手段（図示せず）および昇圧回路１０３の出力端子１２５を介して負荷１０５の端子１２７に供給される。また、蓄電容量１０１の蓄電電力は、昇圧回路１０３内のショットキーダイオード等の整流手段、昇圧回路１０３の出力端子１２５およびショットキーダイオード２０３を介してＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース端子に供給される。また、蓄電容量１０１の蓄電電圧は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のゲート端子に印加される。
昇圧回路１０３が蓄電電力を昇圧電力に変換しない場合、第１実施形態と同様に昇圧回路１０３の出力端子１２５の電圧は、入力端子１２３の電圧以下になり、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース電圧は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のゲート電圧以下になる。その結果、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４がオフする。従って、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のゲート電圧が、グランド端子１１０の電圧になり、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のソース電圧と等しくなる。その結果、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６がオフする。そのため、蓄電容量１０１の蓄電電力は、昇圧回路１０３および負荷１０５において消費されない。
【００２８】
図３に示す例では、続いて、蓄電容量１０１の蓄電電圧が上昇し、電圧検出回路１０２は、蓄電容量１０１の蓄電電圧が低電圧昇圧回路２００を起動できる電圧以上になったことを検出し、出力端子１２２を介して蓄電容量１０１の蓄電電力を低電圧昇圧回路２００の入力端子２２０に供給する。低電圧昇圧回路２００は、蓄電容量１０１の蓄電電力を第２昇圧電力に変換して出力端子２２２から出力する。第２昇圧電力は、起動用容量２０２に蓄電される。
【００２９】
図３に示す例では、続いて、起動用容量２０２の蓄電電圧が上昇し、低電圧昇圧回路２００は、起動用容量２０２の蓄電電圧が昇圧回路１０３を起動できる電圧以上になったら、制御信号出力端子２２１の出力でスイッチ素子２０１をオンする。そのため、起動用容量２０２の蓄電電力が、スイッチ素子２０１を介して昇圧回路１０３の電源端子１２４に供給される。
また、起動用容量２０２の蓄電電力は、スイッチ素子２０１を介してＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース端子に供給される。
この時、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース電圧は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のゲート電圧よりも高くなる。その結果、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４がオンする。従って、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のゲート電圧が、グランド端子１１０の電圧よりも高くなり、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のソース電圧よりも高くなる。そのため、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６がオンする。その結果、昇圧回路１０３は、起動し、蓄電容量１０１の蓄電電力を昇圧電力に変換して出力端子１２５から出力するため、昇圧回路１０３の昇圧電力が負荷１０５に供給される。負荷１０５は、昇圧回路１０３の昇圧電力によって駆動される。
また、出力端子１２５から出力される昇圧回路１０３の昇圧電力の一部は、ショットキーダイオード２０３を介して電源端子１２４に供給され、昇圧回路１０３は、自分が昇圧している昇圧電力によって変換動作（昇圧動作）を持続する。
また、出力端子１２５から出力される昇圧回路１０３の昇圧電力の一部は、ショットキーダイオード２０３を介してＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のソース端子に供給され、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４がオンし続ける。そのため、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６もオンし続ける。その結果、負荷１０５は、昇圧回路１０３の昇圧電力によって駆動され続ける。
【００３０】
図３に示す例では、昇圧回路１０３が起動すると、昇圧電力に変換される蓄電容量１０１の蓄電電力が次第に減少する。昇圧回路１０３が昇圧を継続するのに必要な電圧は、起動に必要な電圧より低いので、昇圧回路１０３は、蓄電容量１０１に蓄電された蓄電電力が減少し、蓄電電圧が低下しても、昇圧電力を出力し続ける。
蓄電電圧が昇圧回路１０３の昇圧を継続するのに必要な電圧より低下し、昇圧回路１０３が変換動作を持続できなくなると、変換動作（昇圧動作）が停止してＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４がオフし、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６がオフし、スイッチ素子２０１がオフする。その後、蓄電容量１０１の蓄電電圧が再び上昇し始め、電源装置１は上述した動作を繰り返す。
【００３１】
図３に示す例では、低電圧昇圧回路２００の電力変換能力は昇圧回路１０３の電力変換能力より小さく、低電圧昇圧回路２００の消費電流も昇圧回路１０３より小さい。そのため、低電圧昇圧回路２００は、発電装置１００の発電電力が小さく、蓄電容量１０１の蓄電電力が小さい場合であっても、電圧検出回路１０２の出力端子１２２から出力される蓄電容量１０１の蓄電電力によって動作することができる。
一方、低電圧昇圧回路２００の出力端子２２２から出力される第２昇圧電力によっては、昇圧回路１０３を直接起動することができない。そのため、第２昇圧電力は、一旦、起動用容量２０２に蓄えられる。昇圧回路１０３を起動できる電力が起動用容量２０２に蓄えられたら、この蓄えられた電力が、スイッチ素子２０１を介して昇圧回路１０３の電源端子１２４に供給される。昇圧回路１０３が起動し、変換動作（昇圧動作）を開始すると、昇圧回路１０３は自分が昇圧している昇圧電力によって変換動作（昇圧動作）を持続する。
【００３２】
図３に示す例では、蓄電容量１０１の蓄電電圧が低電圧昇圧回路２００を起動できる電圧以上になったことを電圧検出回路１０２が検出して低電圧昇圧回路２００が起動する前に、低電圧昇圧回路２００は、蓄電電力を消費しない。
【００３３】
図３に示す例では、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４のオフリークによるＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６の弱オン状態を防止するために、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６のゲート端子は、プルダウン抵抗２０５を介してグランド端子１１０に接続されている。
【００３４】
図３に示す例では、低電圧昇圧回路２００を設けたために、蓄電容量１０１の蓄電電圧が図１に示す例よりも低い場合であっても、昇圧回路１０３を起動することができる。
また、図３に示す例では、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０４がオフし、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２０６がオフしている場合に、蓄電容量１０１の蓄電電力は、負荷１０５において消費されず、昇圧回路１０３や低電圧昇圧回路２００においても消費されない。
また、図３に示す例では、発電装置１００が発生する電力が非常に少ない場合であっても、負荷１０５を駆動することができる。
図３に示す例では整流手段としてショットキーダイオードの例をあげたが、通常のダイオードやダイオード接続したトランジスタでも良い。
【００３５】
以上、本発明の実施形態及びその変形を説明したが、これらの実施形態及びその変形は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態はＭＯＳトランジスタ等の極性を入れ替えることで、逆極性の構成での実施も当然可能である。これら実施形態及びその変形は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。また、上述した各実施形態及びその変形は、互いに適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…電源装置
１００…発電装置
１０１…蓄電容量
１０２…電圧検出回路
１０３…昇圧回路
１０４、２０４…Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ
１０５…負荷
２００…低電圧昇圧回路
２０１…スイッチ素子
２０２…起動用容量
２０３…ショットキーダイオード
２０５…プルダウン抵抗
２０６…Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ
【図１】
2019004640.tif 000003
【図２】
2019004640.tif 000004
【図３】
2019004640.tif 000005
【図４】
2019004640.tif 000006