(57)【要約】【課題】不安定な発電環境において、負荷に必要な電圧を供給することができる環境発電装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の環境発電装置は、電力を発電する環境発電部と、環境発電部で発生した電力を蓄電する充電コンデンサと、環境発電部で発生した電力を所望の電圧値に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータを起動させる動作信号を出力する制御部とを有する。制御部は、オペアンプと抵抗器により構成される。抵抗器は、充電コンデンサとオペアンプの電源端子との間に直列に接続される。【選択図】図１
2015195651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を発電する環境発電部と、
環境発電部で発生した電力を蓄電する充電コンデンサと、
環境発電部で発生した電力を所望の電圧値に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
ＤＣ／ＤＣコンバータを起動させる動作信号を出力する制御部と、
を備え、
制御部は、オペアンプと抵抗器とを有し、
抵抗器は、充電コンデンサとオペアンプの電源端子との間に直列に接続される環境発電装置。
【請求項２】
前記抵抗器と、前記オペアンプの電源端子との間に、直列に接続されるインダクタをさらに備えた請求項１に記載の環境発電装置。
【請求項３】
前記抵抗器と、前記オペアンプの電源端子との間に、オペアンプと並列に接続されたコンデンサをさらに備えた請求項１に記載の環境発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子や電磁コイル等を用いた環境発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境発電とは、太陽光や機械の発する振動、熱などのエネルギーを電力に変換する技術である。例えば、圧電発電素子や電磁コイル等を用いた環境発電装置は、機械的な振動をエネルギーとして微小電力を得ることができる。環境発電装置で発電した電力を用いてセンサや送信機等の電子機器を駆動することができる。そのため、環境発電装置を用いることで、電池交換等のメンテナンスが不要なセンサや送信機等を実現することができる。
【０００３】
図８は、従来の圧電発電装置５００のブロック図である。圧電素子５０１は、振動により圧電部に交互に正負の電荷を発生させ、その電荷を取り出すことで交流電流を生成する。整流回路５０２は、取り出した交流電流を整流して直流電流に変換する。変換された直流電流は、充電コンデンサ５０３に充電される。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４は充電コンデンサ５０３に充電された直流電圧Ｖｉｎを所望の直流電圧にＶｏｕｔに変換する。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４が降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータである場合は、直流電圧Ｖｉｎより低い電圧に変換された直流電圧Ｖｏｕｔが出力される。また、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータである場合は、直流電圧Ｖｉｎよりも高い電圧に変換された直流電圧Ｖｏｕｔが出力される。出力されたＶｏｕｔは電池や電子機器等の負荷５０５に供給される。
【０００４】
尚、本出願の発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−８０５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
負荷５０５には充電コンデンサ５０３に充電された電力が供給される。図８に示す従来の圧電発電装置５００では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４が起動する電圧までしか充電コンデンサ５０３を充電することができない。したがって、負荷５０５へ供給される電力を増やすためには、大容量の充電コンデンサ５０３を使用するか、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４の設計を変更してＤＣ／ＤＣコンバータ５０４が起動する電圧を変える必要がある。そのため、圧電発電装置５００の大型化や高コスト化をまねく。
【０００７】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４が昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータである場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４へ入力される直流電圧Ｖｉｎが小さいと、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４を起動させることはできるが、起動電圧よりも昇圧に必要な電圧の方が高いため、昇圧させるには電圧が足りず、直流電圧Ｖｏｕｔを所望の値まで昇圧できない場合がある。
【０００８】
例えば、図９はＤＣ／ＤＣコンバータ５０４の入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔを示す。図９において、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。負荷５０５を動作させるために必要な電圧Ｖｏｕｔは約３．４Ｖである。しかし、図９に示すように、起動してから電圧Ｖｏｕｔは約１Ｖで飽和し、必要な電圧３．４Ｖに達しない場合がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、不安定な発電環境において、負荷に必要な電圧を供給することができる環境発電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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の環境発電装置は、電力を発電する環境発電部と、
環境発電部で発生した電力を蓄電する充電コンデンサと、環境発電部で発生した電力を所望の電圧値に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータを起動させる動作信号を出力する制御部とを有する。制御部は、オペアンプと抵抗器により構成される。抵抗器は、充電コンデンサとオペアンプの電源端子との間に直列に接続される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の環境発電装置は、入力が省電力で不安定な環境発電において、ＤＣＤＣコンバータの駆動制御を、オペアンプと抵抗器を用いて行うことにより、外部負荷に必要な電力を効率よく供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における環境発電装置の回路図
【図２】本発明の実施の形態における環境発電部の断面図
【図３】本発明の実施の形態における環境発電部の出力電流の波形図
【図４】本発明の実施の形態における環境発電装置の他の例を示す回路図
【図５】本発明の実施の形態におけるオペアンプの動作例を示す図
【図６】（Ａ）環境発電装置の充電電圧の一例を示すグラフ（Ｂ）環境発電装置の出力電圧の一例を示すグラフ（Ｃ）オペアンプの出力電圧の一例を示すグラフ
【図７】本発明の実施の形態における環境発電装置の他の例を示す回路図
【図８】従来の環境発電装置の回路図
【図９】従来の環境発電装置の入力電圧と出力電圧を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態）
図１は、本発明の本実施の形態における環境発電装置２０のブロック図である。
【００１５】
環境発電装置２０は、電力を発電する環境発電部１と、環境発電部１に接続された整流回路２と、整流回路２に接続された充電コンデンサ３と、整流回路２及び充電コンデンサ３と接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ４と、整流回路２と充電コンデンサ３及びＤＣ／ＤＣコンバータ４の入力端子とに接続された制御部５とを有する。制御部５は、オペアンプ６と抵抗器７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅにより構成される。抵抗器７Ｅは、オペアンプ６の出力電圧値を制御するように充電コンデンサ３とオペアンプ６の電源端子との間に直列に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４は外部負荷８に接続されている。
【００１６】
このような構成とすることにより、環境発電装置２０は、入力が省電力で不安定な環境発電において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の駆動制御を、オペアンプ６と抵抗器７Ａ〜７Ｅを用いて行うことにより、外部負荷８に必要な電力を効率よく供給することができる。
【００１７】
環境発電部１は、圧電発電素子等を用いた振動発電素子を用いることができる。
【００１８】
図２は、圧電発電素子１００の一例を模式的に示す断面図である。圧電発電素子１００は、機械的な振動を電力に変換することができる。圧電発電素子１００は、固定部１０３に接続された弾性片１０２と、弾性片１０２上に設けられた発電部１０１とを有する。発電部１０１は、弾性片１０２上に設けられた下部電極１０１Ａと、下部電極１０１Ａ上に設けられたＰＺＴ等の圧電材料よりなる圧電層１０１Ｂと、圧電層１０１Ｂ上に設けられた上部電極１０１Ｃとを有する。弾性片１０２は、固定部１０３に固定された固定端１０２Ｂと、固定端１０２Ｂの反対側で固定部１０３に固定されていない自由端１０２Ａとを有する。また、発電量を向上させるために、発電部１０１は弾性片１０２の両面に配置されていても良い。
【００１９】
図３は、圧電発電素子１００を振動させることで生成される出力電流ｉ１の波形図の一例である。弾性片１０２の自由端１０２Ａが弾かれることにより、弾性片１０２に入力される振動、または固定部１０３で発生して固定端１０２Ｂを介して弾性片１０２に伝わる振動により、弾性片１０２は撓む。そして、弾性片１０２の撓みを介して、圧電層１０１Ｂに機械的歪みが印加される。圧電層１０１Ｂは、印加された歪の向きに応じて交互に正負の電荷を発生させ、上部電極１０１Ｃと下部電極１０１Ｃには、図３に示すように、弾性片１０２の振動に応じた交流の出力電流が発生する。図３に示す電流ｉ１では、圧電発電素子１００に外力が３回付与されており、外力の付与により、圧電発電素子１００が発電する電流は大きくなる。また、外力の付与による振動で圧電発電素子１００が生み出す電流ｉ１は時間の経過により減衰している。これは、外力による圧電発電素子１００に生じる振動が、時間の経過とともに減衰するためである。
【００２０】
なお、環境発電部１は、圧電発電素子１００に限定されない。環境発電部１は、機械エネルギーや光エネルギー、熱エネルギー等を電気エネルギーに変換できる装置であればよい。例えば、環境発電部１は、圧電発電素子のほかに、コイルと磁石を用いた電磁誘導による振動発電や太陽光発電、波力発電等、周囲の環境に依存して発電する発電体などがある。環境発電部１は、一般的に、発電量が周囲の環境に依存するため、発電量が低く不安定となる性質を有する。
【００２１】
整流回路２は、環境発電部１で発電された電流を整流する。整流回路２は、例えば、ダイオードにより構成される。環境発電部１が圧電発電素子１００である場合、振動により発電される電流は交流である。そのため、環境発電部１で発電された電流は、整流回路２により、交流を直流に変換された後、充電コンデンサ３に充電される。このように、交流電流を発電する環境発電部１を用いる場合は、整流回路２を用いて交流電流を直流電流に変換する必要がある。
【００２２】
なお、直流電流を発電する環境発電装置を用いる場合、整流回路２は設けなくてもよい。
【００２３】
充電コンデンサ３は、整流回路２に接続される。充電コンデンサ３は、整流回路２で整流された直流電力を蓄える。充電コンデンサ３の容量は、外部負荷８への供給に必要な電力量に応じて選択される。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、整流回路２で整流された直流電圧Ｖｉｎを所望の直流電圧Ｖｏｕｔに変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、制御部５から出力される信号により昇圧動作、または、降圧動作を行う。ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、充電コンデンサ３からの電力が入力される入力端子と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４のＩＣの起動及び昇圧動作又は降圧動作の起動に関する入力信号が入力されるイネーブル端子を有する。一般的に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４のＩＣの起動電圧は、昇圧動作又は降圧動作の起動電圧よりも小さい。
【００２５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、入力端子に入力された直流電圧Ｖｉｎを所望の直流電圧Ｖｏｕｔに昇圧、または降圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力端子は、外部負荷８に接続されるように構成されている。
【００２６】
外部負荷８は、例えば、センサや無線機、二次電池等である。なお、外部負荷８に供給される直流電圧を安定させるために、外部負荷８に対して並列にコンデンサ９を接続してもよい。
【００２７】
制御部５は、オペアンプ６と抵抗器７Ａ〜７Ｅにより構成されている。抵抗器７Ｅは、充電コンデンサ３とオペアンプ６の電源端子との間に直列に接続される。また、抵抗器７Ａは充電コンデンサ３に直列に接続され、抵抗器７Ｂは、接続点１０を介して抵抗器７Ａと直列に接続されている。接続点１０は、オペアンプ６の非反転入力端子に接続される。抵抗器７Ｃは、接続点１０とオペアンプ６の出力端子との間に直列に接続される。抵抗器７Ｄはオペアンプ６の出力端子とオペアンプ６の反転入力端子との間に直列に接続される。また、反転入力端子とグランドとの間にコンデンサ１１が直列に接続される。オペアンプ６の出力端子はＤＣ／ＤＣコンバータ４のイネーブル端子に接続される。このように制御部５は、抵抗器７Ａ〜７Ｅにより構成されている。これらの抵抗器７Ａ〜７Ｅを調整することにより、オペアンプ６の出力波形を制御することができる。具体的には、充電コンデンサ３に充電された電圧に対して、オペアンプ６が出力する出力電圧の値や、間隔を任意に設定することができる。
【００２８】
また、図４に示すように、オペアンプ６とＤＣ／ＤＣコンバータ４のイネーブル端子との間に、順方向バイアスとなるようにダイオード１２を設けてもよい。ダイオード１２の順方向電圧Ｖｆは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の昇降圧動作の起動電圧よりも大きいことが好ましい。このような構成とすることにより、昇降圧動作の起動電圧よりも小さいオペアンプの出力電圧は、イネーブル端子に印加されないので、昇降圧動作のよりも小さい出力電圧により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４のＩＣが起動することを抑制することができる。
【００２９】
また、オペアンプ６とＤＣ／ＤＣコンバータ４のイネーブル端子との間に、順方向バイアスとなるようにトランジスタスイッチもしくはＦＥＴスイッチを設けてもよい。オペアンプ６とＤＣ／ＤＣコンバータ４のイネーブル端子との間に、コレクタとエミッタを接続、もしくはドレインとソースを接続し、オペアンプ６の非反転入力端子とベース、もしくはゲートを接続することで、非反転入力端子の電圧が高くなったとき、すなわち、オペアンプ６から出力が行われるときにスイッチをＯＮとすることができる。
【００３０】
なお、整流回路２の出力側に、環境発電部１と並列に逆バイアスとなるようにツェナーダイオード１３を設けてもよい。ツェナーダイオード１３を設けることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４や制御部５に過電圧が印加されることを防ぐことができる。
【００３１】
圧電発電素子１００を用いた環境発電装置２０の動作を以下に説明する。
【００３２】
環境発電部１は、圧電発電素子１００を振動させることで、図３に示すような交流の出力電流ｉ１を生成する。出力電流ｉ１は、整流回路２に入力される。整流回路２は、入力された出力電流ｉ１を直流電流に変換し、出力電流ｉ２を出力する。出力電流ｉ２は、充電コンデンサ３に流れる充電電流ｉ３と、制御部５に流れる電流ｉ４、ｉ５との和である。この時、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は起動されていないので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４への入力電流ｉ６は流れない。
【００３３】
ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４のＩＣの起動電圧を１Ｖ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の定電圧出力に必要な昇降圧動作の起動電圧を１．２Ｖとする。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、イネーブル端子に印加される電圧が１Ｖ以上のときＩＣが起動する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、イネーブル端子に印加される電圧が１．２Ｖ以上のとき昇降圧動作を行う。
【００３４】
充電コンデンサ３は、電流ｉ３により充電される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４が起動した場合、充電コンデンサ３から放電される電流がＤＣ／ＤＣコンバータ４に入力される。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に入力される電圧Ｖｉｎは、充電コンデンサ３の充電電圧と等しい。
【００３５】
以下、オペアンプ６の動作について、図５を用いて説明する。
【００３６】
制御部５を流れる電流ｉ４は、抵抗器７Ａおよび７Ｂに流れる。この電流ｉ４によって抵抗器７Ｂに生じる電圧がオペアンプ６の非反転入力端子Ａに入力される。そのため、充電コンデンサ３の充電が進むにつれて、オペアンプ６の非反転入力端子Ａに印加される電圧ＶAも大きくなる。
【００３７】
充電コンデンサ３に充電が開始された瞬間は、制御部５の反転入力端子Ｂの電位ＶBは０であるため、オペアンプ６は出力を行う。この出力電圧ＶOは抵抗器７Ｅを流れる電流ｉ５により生じる電圧と等しい。すなわち、充電コンデンサ３の充電が進むにつれて、オペアンプ６から出力される電圧ＶOも大きくなる。
【００３８】
このとき、オペアンプの出力電圧ＶOのほうがオペアンプ６の非反転入力端子Ａに印加される電圧ＶAよりも高いため、抵抗器７Ｃには電流は流れない。
【００３９】
オペアンプの出力電圧は抵抗器７Ｄにも印加されるため、抵抗器７Ｄには電流ｉ８が流れる。抵抗器７Ｄはコンデンサ１１に接続されるため、電流ｉ８によってコンデンサ１１は充電される。また、抵抗器７Ｄとコンデンサ１１との接続点はオペアンプ６の反転入力端子Ｂと接続されている。したがって、コンデンサ１１に充電される電圧が反転入力端子Ｂに印加される電圧ＶBである。
【００４０】
電流ｉ８によってコンデンサ１１が徐々に充電され、非反転入力端子Ａに印加される電圧ＶAと等しくなったとき、オペアンプ６の出力電圧ＶOは０となる。オペアンプ６の出力電圧ＶOが０となるため、電流ｉ８によって充電されたコンデンサ１１はオペアンプ６の出力側に放電を開始する。
【００４１】
一方、オペアンプ６の出力電圧ＶOが０となるため、非反転入力端子Ａに印加される電圧は、抵抗器７Ａと抵抗器７Ｂの合成抵抗と電流ｉ４の積となる。
【００４２】
コンデンサ１１の放電によって低下していく反転入力端子Ｂの印加電圧ＶBと、非反転入力端子Ａの印加電圧ＶAが等しくなるとオペアンプ６は再び出力が開始される。オペアンプ６の出力が開始されると、再びコンデンサ１１に電流ｉ８が流れ込み充電が開始される。この電圧が反転入力端子Ｂへ印加される。一方、非反転入力端子Ａに印加される電圧ＶAは抵抗器７Ｂと電流ｉ７の積となる。コンデンサ１１の充電電圧が非反転入力端子Ａの電圧と等しくなると、再びオペアンプ６の出力電圧ＶOが０となる。
【００４３】
このように、オペアンプ６は図５に示すように動作を繰り返し、充電コンデンサ３の充電電圧に応じて出力電圧ＶOも変化し、その出力電圧ＶOがＤＣ／ＤＣコンバータ４のイネーブル端子に印加される。
【００４４】
オペアンプ６の出力端子から１．２Ｖ以上の出力電圧がイネーブル端子に印加されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は出力電圧の設定に応じて入力電圧Ｖｉｎの昇圧もしくは降圧動作を開始し、外部負荷に所望の出力電圧Ｖｏｕｔを供給できる。
【００４５】
なお、オペアンプ６が出力する出力電圧ＶOのタイミングは、抵抗器７Ａ〜７Ｅの抵抗値ＲA〜ＲEにより、以下の数式に従って、決定することができる。
【００４６】
【数１】
2015195651.tif 000003
【００４７】
【数２】
2015195651.tif 000004
【００４８】
ここで、Ｃはコンデンサ１１の容量値である。また、ｔw、ｔdは、それぞれ、オペアンプの出力パルス幅、パルス間隔を表している。
【００４９】
図６Ａは、環境発電装置２０の充電電圧のグラフである。図６Ｂは、環境発電装置２０の出力電圧のグラフである。図６Ｃは、オペアンプ６の出力電圧ＶOのグラフである。
【００５０】
図６Ａに示すように、環境発電部１に振動を加えたことにより発電された電力は、充電コンデンサ３に充電されるため、充電電圧は増加する。一方で、制御部５は抵抗器７Ａ〜７Ｅにより、充電コンデンサ３の充電電圧が電圧値Ｖａ以上になったときに、オペアンプ６が所定電圧Ｖｂを出力するように設計されている。そのため、充電電圧がＶａとなるｔ０１において、オペアンプ６は、所定電圧Ｖｂ以上の電圧を出力する。ここで、所定電圧Ｖｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の昇降圧動作の起動電圧である。そのため、オペアンプ６が所定電圧Ｖｂ以上の電圧を出力することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば降圧動作を開始する。そして、充電コンデンサ３から電流がＤＣ／ＤＣコンバータ４に流れることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は入力電圧Ｖｉｎを所望の出力電圧Ｖｏｕｔに変換して出力する。
【００５１】
その後、外部負荷８側での電力消費により充電コンデンサ３の充電電力が低下し、充電電圧Ｖｉｎも低下する。充電電圧Ｖｉｎの低下とともに、オペアンプ６の出力電圧ＶOも低下し、最終的にＤＣ／ＤＣコンバータ４のＩＣを起動できる電圧を下回り、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の動作が停止する。そして、再び、充電電圧Ｖｉｎが電圧値Ｖａまで充電されると、オペアンプ６が所定電圧Ｖｂを出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、降圧動作を開始する動作を繰り返す。
【００５２】
なお、図７に示すように抵抗器７Ｅとオペアンプ６との間に、直列にインダクタ１４を接続してもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ４が起動すると、充電コンデンサ３から供給される電流は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に流れる。そのため、オペアンプ６の電源端子に流れる電流が減少し、オペアンプ６の出力電圧ＶOをＤＣ／ＤＣコンバータ４の昇降圧動作の起動電圧Ｖｂ以上に維持できない場合がある。一方、インダクタ１４を設けることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４が起動した際に、充電電圧が減少し、オペアンプ６の電源端子に流れる電流量が減っても、抵抗器７Ｅとオペアンプ６との間に、直列に接続したインダクタ１４からまかなうことができる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を起動しても、オペアンプ６の出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ４の昇降圧動作の起動電圧以上に一定期間維持することが可能となる。
【００５３】
また、環境発電装置２０は、抵抗器７Ｅとオペアンプ６との間に、オペアンプ６と並列にコンデンサを接続してもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ４を起動すると、外部負荷８に電力が供給されるため、充電コンデンサ３の充電電圧が低下する。そのため、オペアンプ６の電源端子に流れる電流が減少し、オペアンプ６の出力電圧ＶOをＤＣ／ＤＣコンバータ４の昇降圧動作の起動電圧Ｖｂ以上に維持できない場合がある。一方、コンデンサを接続することにより、充電コンデンサ３の充電電圧の低下に伴うオペアンプ６への入力電流をコンデンサから補うことができる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を起動しても、オペアンプ６の出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ４の昇降圧動作の起動電圧以上に一定期間維持することが可能となる。
【００５４】
環境発電部１で発電される電力は、充電コンデンサ３に時間の経過と共に充電されていく。そのため、充電コンデンサ３の充電はゆっくりと進行する。
【００５５】
そのため、図８に示すように、従来の環境発電装置５００では、外部負荷５０５に電力を供給するために必要な電力が充電コンデンサ５０３に十分充電される前に、時刻ｔ５０４において、充電コンデンサ５０３の充電電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ５０４のＩＣの起動電圧に達する。そのため、充電コンデンサ５０３に充電された充電電流は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４に流れてしまう。その結果、充電コンデンサ５０３に十分な電荷がたまらないので、充電コンデンサ５０３の電圧に等しいＤＣ／ＤＣコンバータ５０４の入力電圧Ｖｉｎも、昇圧もしくは降圧可能な電圧に届かず、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧に昇圧もしくは降圧されないまま外部負荷５０５に供給される。さらに、所望の電力まで充電コンデンサ５０３に電力を蓄えることができないので、効率よく外部負荷５０５に電力を供給できない。
【００５６】
以上、このような構成とすることにより、環境発電装置２０は、充電コンデンサ３が十分充電されるまで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の起動を停止させることができる。そのため、環境発電装置２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４が所望の直流電圧Ｖｏｕｔを出力するために必要な電力を充電コンデンサ３に充電することができ、安定して所望の直流電圧Ｖｏｕｔを出力することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、入力が省電力で不安定な環境発電において、ＤＣＤＣコンバータの駆動制御を、オペアンプと抵抗器を用いて行うことにより、外部負荷に必要な電力を効率よく供給することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  環境発電部
２  整流回路
３  充電コンデンサ
４  ＤＣ／ＤＣコンバータ
５  制御部
６  オペアンプ
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ  抵抗器
８  外部負荷
９、１１  コンデンサ
１０  接続点
１２  ダイオード
１３  ツェナーダイオード
１４  インダクタ
【図１】
2015195651.tif 000005
【図２】
2015195651.tif 000006
【図３】
2015195651.tif 000007
【図４】
2015195651.tif 000008
【図５】
2015195651.tif 000009
【図６】
2015195651.tif 000010
【図７】
2015195651.tif 000011
【図８】
2015195651.tif 000012
【図９】
2015195651.tif 000013