(57)【要約】【課題】本発明の目的は、発電装置から出力される交流電圧を、短時間で所定の電圧まで昇圧可能な全波倍電圧整流回路、かかる全波倍電圧整流回路と発電装置とを有する電力供給装置を提供することにある。【解決手段】全波倍電圧整流回路２は、発電装置１００の一対の出力端に接続する一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２と、直流電圧を出力する一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４と、入力端子Ｐ１、Ｐ２と出力端子Ｐ３、Ｐ４との間に接続された複数のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、複数のダイオードＤ１、Ｄ２とを有する。発電装置１００の一対の出力端に、全波倍電圧整流回路２の一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２を接続した際に、入力端子Ｐ２とダイオードＤ１との間に、２つのコンデンサＣ３、Ｃ２が直列に接続されてなるループと、入力端子Ｐ２とダイオードＤ２との間に、２つのコンデンサＣ１、Ｃ３が直列に接続されてなるループとが形成されている。【選択図】図３
2016201972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の出力端を備える発電装置に接続され、該発電装置から出力される交流電圧を直流電圧に変換する全波倍電圧整流回路であって、
前記発電装置の前記一対の出力端に接続する一対の入力端子と、変換後の前記直流電圧を出力する一対の出力端子と、前記入力端子と前記出力端子との間に接続された複数のコンデンサと、複数のダイオードとを有し、
前記発電装置の前記一対の出力端に前記一対の入力端子を接続した際に、前記発電装置の前記一対の出力端と、少なくとも１つの前記コンデンサと、少なくとも１つの前記ダイオードとが接続されてなる複数のループが形成され、
前記複数のループのうちの少なくとも１つのループは、前記発電装置と前記ダイオードとの間に、２つ以上の前記コンデンサが直列に接続されていることを特徴とする全波倍電圧整流回路。
【請求項２】
前記複数のコンデンサは、前記一対の出力端子に接続された出力コンデンサを有しており、
該出力コンデンサは、前記発電装置から出力される前記交流電圧が正の半サイクルおよび負の半サイクルのいずれでも充電されるように構成されている請求項１に記載の全波倍電圧整流回路。
【請求項３】
前記複数のダイオードは、第１のダイオードと、該第１のダイオードとは異なる第２のダイオードとを有し、
前記複数のループは、前記発電装置から出力される前記交流電圧が正の半サイクルの時に充電される２つ以上の前記コンデンサが、前記発電装置と前記第１のダイオードとの間に直列に接続されてなる第１のループと、前記発電装置から出力される前記交流電圧が負の半サイクルの時に充電される２つ以上の前記コンデンサが前記発電装置と前記第２のダイオードとの間に直列に接続されてなる第２のループとを有している請求項１または２に記載の全波倍電圧整流回路。
【請求項４】
全波倍電圧整流回路は、前記発電装置から出力される前記交流電圧を略２倍の直流電圧に変換する全波２倍電圧整流回路であり、
前記第１のダイオードは、アノードが前記一対の入力端子のうちの一方に接続され、
前記第２のダイオードは、カソードが前記一対の入力端子のうちの一方に接続され、
前記複数のコンデンサは、前記一対の入力端子のうちの他方および前記第１のダイオードのカソードに接続された第１のコンデンサと、前記一対の入力端子のうちの他方および前記第２のダイオードのアノードに接続されるとともに、前記第１のコンデンサと直列に接続された第２のコンデンサと、前記第１のコンデンサおよび前記第２のコンデンサと並列に接続された前記出力コンデンサとを有しており、
前記第１のループは、前記発電装置の前記一対の出力端と、前記第１のダイオードと、前記第２のコンデンサと、前記出力コンデンサとが接続されてなり、
前記第２のループは、前記発電装置の前記一対の出力端と、前記第２のダイオードと、前記第１のコンデンサと、前記出力コンデンサとが接続されてなる請求項３に記載の全波倍電圧整流回路。
【請求項５】
全波倍電圧整流回路は、前記発電装置から出力される前記交流電圧を略ｎ倍（ただし、ｎは４以上の偶数）の直流電圧に変換する全波ｎ倍電圧整流回路であり、
前記複数のコンデンサは、前記第１のダイオードのアノードに接続される第３のコンデンサと、前記第２のダイオードのカソードに接続される第４のコンデンサとを有し、
前記複数のダイオードは、前記第１のダイオードのアノードに、カソードが接続される第３のダイオードと、前記第２のダイオードのカソードに、アノードが接続される第４のダイオードとを有している請求項３に記載の全波倍電圧整流回路。
【請求項６】
一対の出力端を備える発電装置と、
該発電装置の前記一対の出力端に接続された一対の入力端子と、一対の出力端子と、前記入力端子と前記出力端子との間に接続された複数のコンデンサと、複数のダイオードとを有し、前記発電装置から出力される交流電圧を直流電圧に変換して、変換後の前記直流電圧を前記一対の出力端子から出力するように構成された全波倍電圧整流回路とを有し、
前記発電装置の前記一対の出力端と、前記全波倍電圧整流回路の、少なくとも１つの前記コンデンサおよび少なくとも１つの前記ダイオードとが接続されてなる複数のループを有し、
該複数のループのうちの少なくとも１つのループは、前記発電装置と前記ダイオードとの間に、２つ以上の前記コンデンサが直列に接続されていることを特徴とする電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全波倍電圧整流回路および電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々なセンサ（湿度センサ、温度センサ、振動センサ、ガス濃度センサ、人感センサ、加速度センサ、ＣＯ２センサ等）の測定データを無線送信によって収集、分析することによって、様々な対象（機器、建物、環境等）の状態計測や自動制御等を実行するセンサネットワークシステムが検討されている。
【０００３】
このようなセンサネットワークシステムは、センサと、センサが取得した測定データを無線送信する無線送信部を備えた無線送信装置と、無線送信された測定データを収集、分析するホストコンピュータとを有している。また、近年、センサを駆動させたり、センサからの測定データを無線送信するための電源として、外部電源の代わりに、外部から入力される様々な機械的エネルギー（振動、圧力等）を利用して発電を行う環境発電装置を用いる方法が提案されている。このような環境発電装置は、建造物内の空調ダクトのような振動体に取り付けられ、振動体から入力される振動エネルギーを利用して発電を行う。
【０００４】
なお、環境発電装置によって発電される電力は、駆動させるセンサの数や、センサからの測定データの送信頻度等によっては、センサや無線送信部を駆動させるための動作電力として不十分な場合がある。そのため、環境発電装置に、環境発電装置が発電する電力（環境発電装置から出力される交流電圧）を、所定の電圧まで昇圧させて、直流電圧として負荷（センサや無線送信部）に出力する倍電圧整流回路を取り付ける方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
このような倍電圧整流回路としては、例えば、図１に示す半波倍電圧整流回路（コッククロフト−ウォルトン回路）が知られている（図示の構成は、半波６倍電圧整流回路）。かかる半波倍電圧整流回路では、入力される交流電圧Ｖｉｎが負の半サイクルの時に、電流がダイオードＤ７１を通過して、コンデンサＣ７１が充電される。次に、コンデンサＣ７１が入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐまで充電されると、入力電圧Ｖｉｎが正の半サイクルの時に、電流がダイオードＤ７２を通過して、コンデンサＣ７２が充電される。このコンデンサＣ７２には、入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐに、コンデンサＣ７１の電圧Ｖｐが重畳されて、コンデンサＣ７２に電圧２Ｖｐが充電される。図１に示す半波倍電圧整流回路では、同様にして、コンデンサＣ７３、Ｃ７４、Ｃ７５、Ｃ７６が順次充電され、最終的に、出力コンデンサＣ７７に、入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐの略６倍の電圧（６Ｖｐ）が充電される。この出力コンデンサＣ７７の両端を負荷に接続することにより、環境発電装置の出力電圧のピーク電圧Ｖｐの略６倍の電圧（６Ｖｐ）を負荷に印加することができる。しかしながら、かかる半波倍電圧整流回路は、入力電圧Ｖｉｎの正または負のいずれかの半サイクルで複数のコンデンサを順次充電する構成である。図示の構成では、正の半サイクルの時しか出力コンデンサＣ７７を充電することができない。そのため、非効率的である。
【０００６】
そこで、入力電圧Ｖｉｎの全サイクルで複数のコンデンサを充電するように構成された全波倍電圧整流回路が検討されている（例えば、図２に示す全波６倍電圧整流回路）。図２に示す全波倍電圧整流回路では、入力される交流電圧Ｖｉｎが正の半サイクルの時に、電流は、環境発電装置の出力端と、ダイオードＤ８１と、コンデンサＣ８１とが接続された第１のループ、環境発電装置の出力端と、コンデンサＣ８４と、ダイオードＤ８４と、コンデンサＣ８２とが接続された第２のループ、および環境発電装置の出力端と、コンデンサＣ８３と、ダイオードＤ８５と、コンデンサＣ８５とが接続された第３のループを流れる。これにより、第１〜３の各ループの各コンデンサが充電される。一方、入力される交流電圧Ｖｉｎが負の半サイクルの時に、電流は、環境発電装置の出力端と、コンデンサＣ８２と、ダイオードＤ８２とが接続された第４のループ、環境発電装置の出力端と、コンデンサＣ８１と、ダイオードＤ８３と、コンデンサＣ８３とが接続された第５のループ、および環境発電装置の出力端と、コンデンサＣ８６と、ダイオードＤ８６と、コンデンサＣ８４とが接続された第６のループを流れる。これにより、第４〜６のループの各コンデンサが充電される。入力電圧Ｖｉｎが正および負の半サイクルを繰り返す度に、各コンデンサが充電され、最終的に、ダイオードＤ８５のカソードおよびダイオードＤ８６のアノードに接続された出力コンデンサＣ８７に、入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐの略６倍の電圧（６Ｖｐ）が充電される。この出力コンデンサＣ８７の両端を負荷に接続することにより、環境発電装置の出力電圧のピーク電圧Ｖｐの略６倍の電圧（６Ｖｐ）を負荷に印加することができる。
【０００７】
このような全波倍電圧整流回路では、入力電圧Ｖｉｎの全サイクルを通して、出力コンデンサＣ８７を充電することができるため、前述した半波倍電圧整流回路よりも効率的に入力電圧を昇圧させることができると推測される。しかしながら、実際には、このような全波倍電圧整流回路では、複数のコンデンサを同時に充電するため、半波倍電圧整流回路よりも所定の電圧に昇圧するまでの時間が長くなってしまう。そのため、短時間で所定の電圧まで昇圧することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−３６４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を鑑みたものであり、その目的は、発電装置から出力される交流電圧を、短時間で所定の電圧まで昇圧可能な全波倍電圧整流回路、かかる全波倍電圧整流回路と発電装置とを有する電力供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的は以下の（１）〜（６）の本発明により達成される。
（１）  一対の出力端を備える発電装置に接続され、該発電装置から出力される交流電圧を直流電圧に変換する全波倍電圧整流回路であって、
前記発電装置の前記一対の出力端に接続する一対の入力端子と、変換後の前記直流電圧を出力する一対の出力端子と、前記入力端子と前記出力端子との間に接続された複数のコンデンサと、複数のダイオードとを有し、
前記発電装置の前記一対の出力端に前記一対の入力端子を接続した際に、前記発電装置の前記一対の出力端と、少なくとも１つの前記コンデンサと、少なくとも１つの前記ダイオードとが接続されてなる複数のループが形成され、
前記複数のループのうちの少なくとも１つのループは、前記発電装置と前記ダイオードとの間に、２つ以上の前記コンデンサが直列に接続されていることを特徴とする全波倍電圧整流回路。
【００１１】
（２）  前記複数のコンデンサは、前記一対の出力端子に接続された出力コンデンサを有しており、
該出力コンデンサは、前記発電装置から出力される前記交流電圧が正の半サイクルおよび負の半サイクルのいずれでも充電されるように構成されている上記（１）に記載の全波倍電圧整流回路。
【００１２】
（３）  前記複数のダイオードは、第１のダイオードと、該第１のダイオードとは異なる第２のダイオードとを有し、
前記複数のループは、前記発電装置から出力される前記交流電圧が正の半サイクルの時に充電される２つ以上の前記コンデンサが、前記発電装置と前記第１のダイオードとの間に直列に接続されてなる第１のループと、前記発電装置から出力される前記交流電圧が負の半サイクルの時に充電される２つ以上の前記コンデンサが前記発電装置と前記第２のダイオードとの間に直列に接続されてなる第２のループとを有している上記（１）または（２）に記載の全波倍電圧整流回路。
【００１３】
（４）  全波倍電圧整流回路は、前記発電装置から出力される前記交流電圧を略２倍の直流電圧に変換する全波２倍電圧整流回路であり、
前記第１のダイオードは、アノードが前記一対の入力端子のうちの一方に接続され、
前記第２のダイオードは、カソードが前記一対の入力端子のうちの一方に接続され、
前記複数のコンデンサは、前記一対の入力端子のうちの他方および前記第１のダイオードのカソードに接続された第１のコンデンサと、前記一対の入力端子のうちの他方および前記第２のダイオードのアノードに接続されるとともに、前記第１のコンデンサと直列に接続された第２のコンデンサと、前記第１のコンデンサおよび前記第２のコンデンサと並列に接続された前記出力コンデンサとを有しており、
前記第１のループは、前記発電装置の前記一対の出力端と、前記第１のダイオードと、前記第２のコンデンサと、前記出力コンデンサとが接続されてなり、
前記第２のループは、前記発電装置の前記一対の出力端と、前記第２のダイオードと、前記第１のコンデンサと、前記出力コンデンサとが接続されてなる上記（３）に記載の全波倍電圧整流回路。
【００１４】
（５）  全波倍電圧整流回路は、前記発電装置から出力される前記交流電圧を略ｎ倍（ただし、ｎは４以上の偶数）の直流電圧に変換する全波ｎ倍電圧整流回路であり、
前記複数のコンデンサは、前記第１のダイオードのアノードに接続される第３のコンデンサと、前記第２のダイオードのカソードに接続される第４のコンデンサとを有し、
前記複数のダイオードは、前記第１のダイオードのアノードに、カソードが接続される第３のダイオードと、前記第２のダイオードのカソードに、アノードが接続される第４のダイオードとを有している上記（３）に記載の全波倍電圧整流回路。
【００１５】
（６）  一対の出力端を備える発電装置と、
該発電装置の前記一対の出力端に接続された一対の入力端子と、一対の出力端子と、前記入力端子と前記出力端子との間に接続された複数のコンデンサと、複数のダイオードとを有し、前記発電装置から出力される交流電圧を直流電圧に変換して、変換後の前記直流電圧を前記一対の出力端子から出力するように構成された全波倍電圧整流回路とを有し、
前記発電装置の前記一対の出力端と、前記全波倍電圧整流回路の、少なくとも１つの前記コンデンサおよび少なくとも１つの前記ダイオードとが接続されてなる複数のループを有し、
該複数のループのうちの少なくとも１つのループは、前記発電装置と前記ダイオードとの間に、２つ以上の前記コンデンサが直列に接続されていることを特徴とする電力供給装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発電装置の一対の出力端と、少なくとも１つのコンデンサと、少なくとも１つのダイオードとが接続されてなる複数のループの少なくとも１つのループが、発電装置とダイオードとの間に２つ以上のコンデンサが直列に接続されている。かかるループでは、直列に接続された２つ以上のコンデンサの合成容量が、各コンデンサの静電容量よりも小さくなるため、直列に接続された各コンデンサの充電速度を向上させることができる。また、直列に接続されたコンデンサ間での電荷再分配が速やかに行われる。その結果、発電装置から出力される交流電圧を、短時間で所定の電圧まで昇圧して、直流電圧として負荷に印加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の半波６倍電圧整流回路を備える電力供給装置を示す回路図である。
【図２】従来の全波６倍電圧整流回路を備える電力供給装置を示す回路図である。
【図３】本発明の電力供給装置の第１実施形態を示す回路図である。
【図４】図３に示す電力供給装置の発電装置の断面斜視図である。
【図５】図３に示す電力供給装置の発電装置の分解斜視図である。
【図６】図５に示す発電装置が備える板バネの平面図である。
【図７】図３に示す電力供給装置の回路動作を説明するための図である。
【図８】図３に示す全波倍電圧整流回路において、入力される交流電圧の正および負の半サイクル毎に出力コンデンサに充電される電圧を説明するための図である。
【図９】本発明の電力供給装置の第２実施形態を示す回路図である。
【図１０】図９に示す電力供給装置の回路動作を説明するための図である。
【図１１】図９に示す電力供給装置の回路動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の電力供給装置の第３実施形態を示す回路図である。
【図１３】図１３（ａ）は、図１２に示す電力供給装置、図１に示す電力供給装置および図２に示す電力供給装置において、出力コンデンサに充電される電圧の経時変化を示すグラフである。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中の線で囲まれた部分を拡大して示すグラフである。
【図１４】本発明の電力供給装置の第４実施形態を示す回路図である。
【図１５】本発明の電力供給装置の第５実施形態を示す回路図である。
【図１６】本発明の電力供給装置の第６実施形態を示す回路図である。
【図１７】本発明の電力供給装置の第２〜６実施形態における出力コンデンサに充電される電圧の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の全波倍電圧整流回路および電力供給装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の全波倍電圧整流回路および電力供給装置の第１実施形態について説明する。
【００２０】
図３は、本発明の電力供給装置の第１実施形態を示す回路図である。図４は、図３に示す電力供給装置の発電装置の断面斜視図である。図５は、図３に示す電力供給装置の発電装置の分解斜視図である。図６は、図５に示す発電装置が備える板バネの平面図である。
【００２１】
なお、以下の説明では、図４および図５中の上側を「上」または「上方」と言い、下側を「下」または「下方」と言う。また、図６中の紙面手前側を「上」または「上方」と言い、紙面奥側を「下」または「下方」と言う。
【００２２】
図３に示す電力供給装置１は、発電装置１００と、発電装置１００から出力される交流電圧を直流電圧に変換する全波倍電圧整流回路２とを有している。本実施形態では、発電装置１００は、外部から入力された振動（振動エネルギー）を利用して発電を行う環境発電装置である。
【００２３】
（発電装置１００）
発電装置１００は、振動体に固定され、該振動体から入力される振動を利用して発電を行う機能を有する。ここで、振動体としては、例えば、回転機器（モーター、タービン、ファン等）、空調ダクト、配管、輸送機（貨物列車や自動車、トラックの荷台等）、線路を構成する枕木、高速道路やトンネル、架橋、ポンプ、油圧及び空気圧を伝達するためのパイプ類などが挙げられる。
【００２４】
このような発電装置１００は、図３に示すように、交流電源と内部抵抗ＩＲを直列に接続した回路と等価とみなすことができる。ただし、発電装置１００は、振動体から入力される振動を利用して発電するため、交流電源の起電力は、振動体から入力される振動の大きさ（振幅）および周波数に依存して変動する。
【００２５】
図４および図５に示すように、発電装置１００は、筐体２０と、筐体２０内に図４および図５の上下方向に振動可能に保持された発電部１０とを備えている。発電部１０は、一対の対向する上側板バネ６０Ｕおよび下側板バネ６０Ｌと、これらの間に固定され、永久磁石３１を有する磁石組立体３０と、永久磁石３１の外周側を囲むように設けられたコイル４０と、コイル４０を保持するコイル保持部５０とを有している。
【００２６】
＜＜筐体２０＞＞
筐体２０は、発電装置１００を振動体に固定すると共に、発電部１０を収納する機能を有する。筐体２０は、カバー２１と、ベース２３と、カバー２１とベース２３との間に位置する筒状部２２とを備えている。
【００２７】
ベース２３の４隅には、それぞれ、貫通孔２３１が形成されている。図示しないネジをベース２３の貫通孔２３１に貫通させ、振動体に設けられたネジ穴と螺合させることより、ベース２３が振動体に固定され、発電装置１００を振動体に取り付ける（固定する）ことができる。発電装置１００を振動体に取り付けることにより、振動体の振動を発電装置１００に伝達させることができる。
【００２８】
＜＜上側板バネ６０Ｕ、下側板バネ６０Ｌ＞＞
上側板バネ６０Ｕおよび下側板バネ６０Ｌは、磁石組立体３０およびコイル保持部５０を、筐体２０に対して振動可能に保持する機能を有する。上側板バネ６０Ｕは、カバー２１と筒状部２２との間に固定されている。一方、下側板バネ６０Ｌは、ベース２３と筒状部２２との間に固定されている。各板バネは、それぞれ、金属製の薄板材で形成された円環状の部材であり、互いに同じ構造を有している。
【００２９】
図６に示すように、各板バネは、それぞれ、外周側から、第１の環状部６１、第１の環状部６１の内径よりも小さい外径を有する第２の環状部６２、および第２の環状部６２の内径よりも小さい外径を有する第３の環状部６３を有している。これらの第１の環状部６１、第２の環状部６２および第３の環状部６３は、それぞれ、各板バネに同心的に設けられている。また、第１の環状部６１と第２の環状部６２は、複数（本実施形態では、４つ）の第１のバネ部６４によって連結されており、第２の環状部６２と第３の環状部６３は、複数（本実施形態では、２つ）の第２のバネ部６５によって連結されている。
【００３０】
上側板バネ６０Ｕが、上側板バネ６０Ｕの上側に設けられたワッシャー８０とコイル保持部５０との間に位置する状態で、上側板バネ６０Ｕの第２の環状部６２が、コイル保持部５０の外周部（筒状部５１）の上端部に固定されている。また、下側板バネ６０Ｌが、下側板バネ６０Ｌの下側に設けられたワッシャー８０とコイル保持部５０との間に位置する状態で、下側板バネ６０Ｌの第２の環状部６２が、コイル保持部５０の外周部（筒状部５１）の下端部に固定されている。
【００３１】
また、上側板バネ６０Ｕの第３の環状部６３は、後述する磁石組立体３０上に取り付けられたスペーサ７０の上部に固定されており、下側板バネ６０Ｌの第３の環状部６３は、磁石組立体３０の底部に固定されている。
【００３２】
各板バネの４つの第１のバネ部６４は、第２の環状部６２を第１の環状部６１に対して図４および図５の上下方向に振動可能に支持（連結）している。上述のように、第１の環状部６１は筐体２０（カバー２１、筒状部２２およびベース２３）に固定され、第２の環状部６２は、コイル保持部５０に固定されている。そのため、振動体から筐体２０に振動が伝達されると、第１のバネ部６４を介して、振動がコイル保持部５０に伝達される。その結果、コイル保持部５０が筐体２０に対して振動する。
【００３３】
また、各板バネの２つの第２のバネ部６５は、第３の環状部６３を第２の環状部６２に対して図４および図５の上下方向に振動可能に支持（連結）している。上述のように、上側板バネ６０Ｕの第３の環状部６３は、スペーサ７０を介して、磁石組立体３０に固定されており、下側板バネ６０Ｌの第３の環状部６３は、磁石組立体３０の底部に固定されている。そのため、振動体から筐体２０に振動が伝達されると、第２のバネ部６５を介して、振動が磁石組立体３０に伝達される。その結果、磁石組立体３０が筐体２０およびコイル保持部５０に対して振動する。
【００３４】
かかる構成を有する発電装置１００では、筐体２０に対して、各板バネの第１のバネ部６４によってコイル保持部５０が振動する第１の振動系と、筐体２０およびコイル保持部５０に対して、各板バネの第２のバネ部６５によって磁石組立体３０が振動する第２の振動系とが形成されている。
【００３５】
＜＜磁石組立体３０＞＞
磁石組立体３０は、上側板バネ６０Ｕと下側板バネ６０Ｌとの間に、筐体２０およびコイル保持部５０に対して振動可能に支持されている。磁石組立体３０は、円盤状（厚さの比較的薄い円柱状）の永久磁石３１と、永久磁石３１がその略中央に配設される底板部３２１と、底板部３２１の外周端部から立設した筒状部３２２とを有する円筒状のバックヨーク３２と、永久磁石３１の上面に設けられたヨーク３３とを有している。バックヨーク３２の底板部３２１の外周部は、下側板バネ６０Ｌの第３の環状部６３に固定されており、ヨーク３３は、スペーサ７０を介して上側板バネ６０Ｕの第３の環状部６３に固定されている。
【００３６】
バックヨーク３２は、筒状部３２２と永久磁石３１（ヨーク３３）との間に、コイル保持部５０に保持されたコイル４０が筒状部３２２および永久磁石３１と離間した状態で配置されるように構成されている。すなわち、筒状部３２２の内径は、コイル４０の外径よりも大きく設計されている。また、バックヨーク３２の底板部３２１には、中央部付近に貫通孔が形成されている。
【００３７】
コイル保持部５０は、磁石組立体３０と筐体２０との間に、筐体２０および磁石組立体３０に対して振動可能に支持されている。コイル保持部５０は、円筒状の筒状部５１と、筒状部５１の内周面側に配設された円環状の環状部５２とを有している。筒状部５１は、各板バネの第２の環状部６２に固定されている。また、コイル保持部５０は、環状部５２の下面側でコイル４０を保持している。
【００３８】
コイル４０は、コイル保持部５０の環状部５２下面の内周部付近に固定されて、コイル保持部５０に保持されている。また、コイル４０は、コイル保持部５０に保持された状態で、磁石組立体３０のバックヨーク３２の筒状部３２２と永久磁石３１との間に、筒状部３２２および永久磁石３１と離間して配置されている。このコイル４０は、発電部１０の振動（コイル保持部５０の振動および磁石組立体３０の振動）に伴って、永久磁石３１に対して相対的に上下方向に変位する。このような振動により、コイル４０を通過する永久磁石３１からの磁力線の密度が変化し、コイル４０に交流電流が発生する。
【００３９】
コイル４０の両端は、それぞれ、コイル保持部５０の環状部５２の上側に設けられた一対の電極端子９０に接続されている。この一対の電極端子９０が発電装置１００の出力端となり、全波倍電圧整流回路２の一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２に接続される。
【００４０】
（全波倍電圧整流回路２）
全波倍電圧整流回路２は、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）から入力される交流電圧Ｖｉｎを、所定の電圧まで昇圧して、直流電圧として負荷（センサや無線送信部など）に出力（印加）する機能を有する。本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、入力された交流電圧Ｖｉｎを、略２倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として出力する全波２倍電圧整流回路である。
【００４１】
全波倍電圧整流回路２は、図３に示すように、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）に接続する一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２と、変換後の直流電圧を出力する一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４と、入力端子Ｐ１、Ｐ２と出力端子Ｐ３、Ｐ４との間に接続された３つのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、２つのダイオードＤ１、Ｄ２とを有している。なお、図３に示す構成では、入力端子Ｐ１が、発電装置１００の正の出力端に接続され、入力端子Ｐ２が、発電装置１００の負の出力端に接続されている。また、本実施形態では、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３は、いずれも同じ静電容量を有するコンデンサであり、各ダイオードＤ１、Ｄ２は、いずれも同じ整流特性を有するダイオードである。ただし、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３のうちの少なくとも１つと、その他のコンデンサとが異なる静電容量を有していてもよい。また、各ダイオードＤ１、Ｄ２の整流特性は、互いに異なっていてもよい。
【００４２】
一対の入力端子Ｐ１とＰ２との間には、発電装置１００の交流電圧Ｖｉｎが正の半サイクルの時に電流を流すダイオードＤ１と、コンデンサＣ１とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ１のアノードは、入力端子Ｐ１に接続され、ダイオードＤ１のカソードは、ノードｎ２においてコンデンサＣ１に接続されている。また、コンデンサＣ１は、ノードｎ２とは反対側のノードｎ３において、入力端子Ｐ２に接続されている。
【００４３】
さらに、一対の入力端子Ｐ１とＰ２との間には、発電装置１００の交流電圧Ｖｉｎが負の半サイクルの時に電流を流すダイオードＤ２と、コンデンサＣ２とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ２のカソードは、ノードｎ１において入力端子Ｐ１に接続され、ダイオードＤ２のアノードは、ノードｎ４においてコンデンサＣ２に接続されている。また、コンデンサＣ２は、ノードｎ４とは反対側のノードｎ３において、入力端子Ｐ２に接続されている。したがって、コンデンサＣ２は、コンデンサＣ１と直列に接続されている。
【００４４】
また、直列に接続されたコンデンサＣ１およびコンデンサＣ２と、コンデンサＣ３とが、並列に接続されている。このコンデンサＣ３は、その両端側のノードｎ５およびノードｎ６において、出力端子Ｐ３、Ｐ４に接続されている。本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、このコンデンサＣ３が、コンデンサＣ３に充電された電圧（直流電圧）を負荷に印加する出力コンデンサとして機能する。
【００４５】
次に、かかる構成の全波倍電圧整流回路２を備える電力供給装置１の回路動作について説明する。
【００４６】
図７は、図３に示す電力供給装置の動作を説明するための図である。
全波倍電圧整流回路２の一対の入力端子Ｐ１とＰ２に入力される交流電圧Ｖｉｎが正の半サイクルの時には、図７（ａ）中に点線で示す経路、および図７（ｂ）中に点線で示す経路に電流が流れる。
【００４７】
図７（ａ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ１、ノードｎ１、ダイオードＤ１、ノードｎ２、ノードｎ５、コンデンサＣ３、ノードｎ６、ノードｎ４、コンデンサＣ２、ノードｎ３、入力端子Ｐ２の順に流れる（Ｐ１→ｎ１→Ｄ１→ｎ２→ｎ５→Ｃ３→ｎ６→ｎ４→Ｃ２→ｎ３→Ｐ２）。すなわち、図７（ａ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ３と、コンデンサＣ２とが接続されてなるループ（ループａ１）を流れる。電流がループａ１を流れることにより、コンデンサＣ３およびコンデンサＣ２が充電される。また、図示するように、ループａ１中において、入力端子Ｐ２とダイオードＤ１との間には、２つのコンデンサＣ３、Ｃ２が直列に接続されている。
【００４８】
図７（ｂ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ１、ノードｎ１、ダイオードＤ１、ノードｎ２、コンデンサＣ１、ノードｎ３、入力端子Ｐ２の順に流れる（Ｐ１→ｎ１→Ｄ１→ｎ２→Ｃ１→ｎ３→Ｐ２）。すなわち、図７（ｂ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１とが接続されてなるループ（ループｂ１）を流れる。電流がループｂ１を流れることにより、コンデンサＣ１が充電される。
【００４９】
一方、全波倍電圧整流回路２の一対の入力端子Ｐ１とＰ２に入力される交流電圧Ｖｉｎが負の半サイクルの時には、図７（ｃ）中に点線で示す経路、および図７（ｄ）中に点線で示す経路に電流が流れる。
【００５０】
図７（ｃ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ２、ノードｎ３、コンデンサＣ１、ノードｎ２、ノードｎ５、コンデンサＣ３、ノードｎ６、ノードｎ４、ダイオードＤ２、ノードｎ１、入力端子Ｐ１の順に流れる（Ｐ２→ｎ３→Ｃ１→ｎ２→ｎ５→Ｃ３→ｎ６→ｎ４→Ｄ２→ｎ１→Ｐ１）。すなわち、図７（ｃ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ１と、コンデンサＣ３と、ダイオードＤ２とが接続されてなるループ（ループｃ１）を流れる。電流がループｃ１を流れることにより、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ３が充電される。また、図示のように、ループｃ１中において、入力端子Ｐ２とダイオードＤ２との間には、２つのコンデンサＣ１、Ｃ３が直列に接続されている。
【００５１】
図７（ｄ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ２、ノードｎ３、コンデンサＣ２、ノードｎ４、ダイオードＤ２、ノードｎ１、入力端子Ｐ１の順に流れる（Ｐ２→ｎ３→Ｃ２→ｎ４→Ｄ２→ｎ１→Ｐ１）。すなわち、図７（ｄ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ２と、ダイオードＤ２とが接続されてなるループ（ループｄ１）を流れる。電流がループｄ１を流れることにより、コンデンサＣ２が充電される。
【００５２】
このように、全波倍電圧整流回路２は、発電装置１００の出力端と、コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）と、ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）とが接続されてなる複数のループ（ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１）を有している。本発明では、かかる複数のループのうちの少なくとも１つのループが、発電装置１００とダイオードとの間に少なくとも２つ以上のコンデンサが直列に接続されていることに特徴を有する。本実施形態では、かかる条件を満足する上記ループａ１およびｃ１を有している。
【００５３】
ここで、発電装置１００が出力する（全波倍電圧整流回路２に入力される）交流電圧Ｖｉｎのピーク電圧をＶｐ（Ｖ）とし、発電装置１００の内部抵抗（内部インピーダンス）が十分に小さく、また、ダイオードＤ１およびＤ２の順方向降下電圧が略０（Ｖ）である場合に、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３に充電される電圧について説明する。
【００５４】
図８は、図３に示す全波倍電圧整流回路において、入力される交流電圧の正および負の半サイクル毎に出力コンデンサに充電される電圧を説明するための図である。
【００５５】
この場合、入力される交流電圧Ｖｉｎの１回目の正の半サイクルの時に、上記ループａ１およびｂ１に電流が流れることにより、コンデンサＣ１にＶｐ（Ｖ）が充電され、コンデンサＣ３に０．５Ｖｐ（Ｖ）が充電され、コンデンサＣ２に−０．５Ｖｐ（Ｖ）が充電される。
【００５６】
次に、入力される交流電圧Ｖｉｎの１回目の負の半サイクルの時に、上記ループｃ１に電流が流れることにより、１回目の正の半サイクルの時にコンデンサＣ１に充電されたＶｐ（Ｖ）に、交流電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐ（Ｖ）が重畳されて、ノードｎ２の電位は２Ｖｐ（Ｖ）となる。コンデンサＣ３には、１回目の正の半サイクルの時に０．５Ｖｐ（Ｖ）充電されているので、互いに直列に接続されたコンデンサＣ１およびコンデンサＣ３に、電荷が再分配されて、コンデンサＣ３は、（２＋０．５）／２＝１．２５Ｖｐ（Ｖ）充電される。また、上記ループｄ１に電流が流れることにより、コンデンサＣ２にＶｐ（Ｖ）が充電されるため、コンデンサＣ１の電圧は、０．２５Ｖｐ（Ｖ）となる。
【００５７】
そして、入力される交流電圧Ｖｉｎの２回目の正の半サイクルの時に、上記ループａ１に電流が流れることにより、ノードｎ４の電位は−２Ｖｐ（Ｖ）となる。コンデンサＣ３には、１回目の負の半サイクルの時に１．２５Ｖｐ（Ｖ）充電されているので、互いに直列に接続されたコンデンサＣ３およびコンデンサＣ２に、電荷が再分配されて、コンデンサＣ３は、（２＋１．２５）／２＝１．６２５Ｖｐ（Ｖ）充電される。また、上記ループｂ１に電流が流れることにより、コンデンサＣ１にＶｐ（Ｖ）が充電されるため、コンデンサＣ２の電圧は、０．６２５Ｖｐ（Ｖ）となる。
【００５８】
また、入力される交流電圧Ｖｉｎの２回目の負の半サイクルの時に、上記ループｃ１に電流が流れることにより、上記と同様にして、コンデンサＣ３には、（２＋１．６２５）／２＝１．８１２５Ｖｐ（Ｖ）充電される。
【００５９】
その後、コンデンサＣ３には、交流電圧Ｖｉｎの正および負の半サイクル毎に、ループａ１またはループｃ１を電流が流れることによって、図８に示すように充電される。交流電圧Ｖｉｎの正および負の半サイクルの合計回数をｍ（回）とし、（ｍ−１）回目の正または負の半サイクルの時にコンデンサＣ３に充電される電圧をＶｍ−１とした際に、ｍ回目の正または負の半サイクルの時にコンデンサＣ３に充電される電圧Ｖｍは、以下の関係式（１）を満足する。
Ｖｍ＝（２＋Ｖｍ−１）／２    …（１）
【００６０】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、ループａ１に電流が流れることにより、コンデンサＣ３の電圧に交流電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐ（Ｖ）が重畳された状態で、コンデンサＣ３とコンデンサＣ２との電荷再分配が行われる。なお、ループａ１では、発電装置１００とダイオードＤ１との間に、コンデンサＣ３とコンデンサＣ２とが直列に接続されている。そのため、コンデンサＣ２の静電容量をＣａ［Ｆ］とし、コンデンサＣ３の静電容量をＣｂ［Ｆ］としたとき、これらの合成容量Ｃ３−２［Ｆ］は、以下の関係式（２）を満足する。
Ｃ３−２＝Ｃａ×Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）    …（２）
【００６１】
したがって、コンデンサＣ２の静電容量Ｃａ［Ｆ］とコンデンサＣ３の静電容量Ｃｂ［Ｆ］とが等しければ、Ｃ３−２の値は、Ｃａ／２（またはＣｂ／２）［Ｆ］となり、各コンデンサＣ２、Ｃ３の静電容量よりも小さくなる。そのため、発電装置１００とダイオードＤ１またはＤ２との間にコンデンサが１つ接続されてなるループ（ループｂ１およびｄ１）と比較して、ループａ１中では、コンデンサＣ３およびコンデンサＣ２の充電速度を向上させることができる。さらに、かかる構成では、コンデンサＣ３とコンデンサＣ２との間の電荷再分配が速やかに行われる。これらの要因により、入力される交流電圧Ｖｉｎの正の半サイクルの時に、コンデンサＣ２およびコンデンサＣ３を速やかに充電することができる。
【００６２】
また、同様に、ループｃ１に電流が流れることにより、コンデンサＣ１の電圧に交流電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐ（Ｖ）が重畳された状態で、コンデンサＣ１とコンデンサＣ３との電荷再分配が行われる。ループｃ１では、発電装置１００とダイオードＤ２との間に、コンデンサＣ１とコンデンサＣ３とが直列に接続されている。これにより、ループａ１と同様にして、コンデンサＣ１とコンデンサＣ３との合成容量Ｃ１−３は、各コンデンサＣ１、Ｃ３の静電容量よりも小さくなる。そのため、ループｂ１およびｄ１と比較して、ループｃ１中では、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ３の充電速度を向上させることができる。さらに、かかる構成では、コンデンサＣ１とコンデンサＣ３との間の電荷再分配が速やかに行われる。これらの要因により、入力される交流電圧Ｖｉｎの負の半サイクルの時に、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ３を速やかに充電することができる。
【００６３】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、このように交流電圧Ｖｉｎの正または負の半サイクルの時に、コンデンサＣ３を速やかに充電することができるループａ１とループｃ１とを有するため、発電装置１００から出力される交流電圧Ｖｉｎを、短時間で略２倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として負荷に印加することができる。
【００６４】
このように、本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、入力される交流電圧Ｖｉｎの正または負の半サイクルの時に、コンデンサＣ３およびコンデンサＣ２と、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ３とを速やかに充電することができる２つのループａ１とループｃ１とを有する。したがって、交流電圧Ｖｉｎの全サイクル（正の半サイクルおよび負の半サイクル）にわたって、コンデンサＣ３を効率良く充電することができ、その結果、発電装置１００から出力される交流電圧Ｖｉｎを、より短時間で略２倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として負荷に印加することができる。
【００６５】
また、本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、入力される交流電圧Ｖｉｎの全サイクルにわたって、出力コンデンサであるコンデンサＣ３が段階的に充電されるように構成されている（図８参照）。このように、段階的にコンデンサＣ３を充電させることにより、コンデンサＣ３に急激に大きな電流（突入電流）が流入するのを防止または抑制することができる。かかる構成では、出力コンデンサに突入電流が流入するような回路に比べて、コンデンサＣ３の充電効率を向上させることができる。
【００６６】
かかる電力供給装置１では、全波倍電圧整流回路２の一対の入力端子Ｐ１とＰ２に、発電装置１００から、所定の時間にわたって交流電圧Ｖｉｎが入力されることにより、コンデンサＣ３に、交流電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐの略２倍の電圧が充電される。この状態において、出力端子Ｐ３、Ｐ４と負荷の入力端とを接続することにより、コンデンサＣ３に充電された電圧（直流電圧）を負荷に出力（印加）することができる。
【００６７】
このような電力供給装置１は、負荷として、各種センサ（湿度センサ、温度センサ、振動センサ、ガス濃度センサ、人感センサ、加速度センサ、ＣＯ２センサ等）および無線送信装置等を有するセンサネットワークシステムに利用することができる。かかるシステムでは、電力供給装置１が、発電装置１００から入力される交流電圧Ｖｉｎを、略２倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として、センサや無線送信装置の入力端に出力する。電力供給装置１から入力された直流電圧を用いて、センサを駆動することにより、施設居住空間の照度、温度、湿度、圧力、騒音等を計測することができる。さらに、電力供給装置１から入力された直流電圧を用いて、無線送信装置を駆動させることにより、センサで計測されたデータは、検出データとして外部機器（サーバーやホストコンピュータ等）に送信され、各種制御信号やモニタリング信号として利用することができる。
【００６８】
なお、上述した本実施形態の電力供給装置１は、外部から入力される振動エネルギーを利用して発電を行う発電装置１００を利用するが、本発明はこれに限定されない。例えば、発電装置１００としては、圧力等の様々な機械的エネルギーを利用して発電を行う様々な環境発電装置を用いることができる。
【００６９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の全波倍電圧整流回路および電力供給装置の第２実施形態について説明する。
【００７０】
図９は、本発明の電力供給装置の第２実施形態を示す回路図である。
以下、第２実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置について、前記第１実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７１】
第２実施形態の電力供給装置１は、全波倍電圧整流回路２の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態の電力供給装置１と同様である。
【００７２】
（全波倍電圧整流回路２）
本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）から入力される交流電圧Ｖｉｎを、略４倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として出力する全波４倍電圧整流回路である。
【００７３】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、図９に示すように、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）に接続する一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２と、変換後の直流電圧を出力する一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４と、入力端子Ｐ１、Ｐ２と出力端子Ｐ３、Ｐ４との間に接続された５つのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５と、４つのダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４とを有している。すなわち、前述した第１実施形態の全波倍電圧整流回路２（全波２倍電圧整流回路）に、さらに、２つのコンデンサＣ４、Ｃ５と２つのダイオードＤ３、Ｄ４を組み込んだ構成を有している。また、本実施形態では、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５は、いずれも同じ静電容量を有するコンデンサであり、各ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、いずれも同じ整流特性を有するダイオードである。ただし、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちの少なくとも１つと、その他のコンデンサとが異なる静電容量を有していてもよい。また、各ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の整流特性は、互いに異なっていてもよい。
【００７４】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、一対の入力端子Ｐ１とＰ２との間に、発電装置１００の交流電圧Ｖｉｎが負の半サイクルの時に電流を流すダイオードＤ３と、コンデンサＣ４とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ３のアノードは、ノードｎ８において、入力端子Ｐ２に接続され、ダイオードＤ３のカソードは、ノードｎ８とは反対側のノードｎ７においてコンデンサＣ４およびダイオードＤ１のアノードに接続されている。また、コンデンサＣ４は、ノードｎ１において入力端子Ｐ１に接続されている。
【００７５】
さらに、一対の入力端子Ｐ１とＰ２との間には、発電装置１００の交流電圧Ｖｉｎが正の半サイクルの時に電流を流すダイオードＤ４と、コンデンサＣ５とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ４のカソードは、ノードｎ８において入力端子Ｐ２に接続され、ダイオードＤ４のアノードは、ノードｎ８とは反対側のノードｎ９においてコンデンサＣ５およびダイオードＤ２のカソードに接続されている。また、コンデンサＣ５は、ノードｎ１において入力端子Ｐ１に接続されている。
【００７６】
次に、かかる構成の全波倍電圧整流回路２を備える電力供給装置１の回路動作について説明する。
【００７７】
図１０および図１１は、図９に示す電力供給装置の回路動作を説明するための図である。
【００７８】
全波倍電圧整流回路２の一対の入力端子Ｐ１とＰ２に入力される交流電圧Ｖｉｎが１回目の正の半サイクルの時には、図１０（ａ）中に点線で示す経路、図１０（ｂ）中に点線で示す経路および図１０（ｃ）中に点線で示す経路に電流が流れる。
【００７９】
図１０（ａ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ１、ノードｎ１、コンデンサＣ４、ノードｎ７、ダイオードＤ１、ノードｎ２、ノードｎ５、コンデンサＣ３、ノードｎ６、ノードｎ４、ダイオードＤ２、ノードｎ９、ダイオードＤ４、ノードｎ８、入力端子Ｐ２の順に流れる（Ｐ１→ｎ１→Ｃ４→ｎ７→Ｄ１→ｎ２→ｎ５→Ｃ３→ｎ６→ｎ４→Ｄ２→ｎ９→Ｄ４→ｎ８→Ｐ２）。すなわち、図１０（ａ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ４と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ３と、ダイオードＤ２と、ダイオードＤ４とが接続されてなるループ（ループａ２）を流れる。電流がループａ２を流れることにより、コンデンサＣ４およびコンデンサＣ３が充電される。
【００８０】
図１０（ｂ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ１、ノードｎ１、コンデンサＣ４、ノードｎ７、ダイオードＤ１、ノードｎ２、コンデンサＣ１、ノードｎ３、ノードｎ８、入力端子Ｐ２の順に流れる（Ｐ１→ｎ１→Ｃ４→ｎ７→Ｄ１→ｎ２→Ｃ１→ｎ３→ｎ８→Ｐ２）。すなわち、図１０（ｂ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ４と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１とが接続されてなるループ（ループｂ２）を流れる。電流がループｂ２を流れることにより、コンデンサＣ４およびコンデンサＣ１が充電される。
【００８１】
図１０（ｃ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ１、ノードｎ１、コンデンサＣ５、ノードｎ９、ダイオードＤ４、ノードｎ８、入力端子Ｐ２の順に流れる（Ｐ１→ｎ１→Ｃ５→ｎ９→Ｄ４→ｎ８→Ｐ２）。すなわち、図１０（ｃ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ５と、ダイオードＤ４とが接続されてなるループ（ループｃ２）を流れる。電流がループｃ２を流れることにより、コンデンサＣ５が充電される。
【００８２】
一方、全波倍電圧整流回路２の一対の入力端子Ｐ１とＰ２に入力される交流電圧Ｖｉｎが１回目の負の半サイクルの時には、図１０（ｄ）中に点線で示す経路、図１０（ｅ）中に点線で示す経路、および図１０（ｆ）中に点線で示す経路に電流が流れる。
【００８３】
図１０（ｄ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ２、ノードｎ８、ノードｎ３、コンデンサＣ１、ノードｎ２、ノードｎ５、コンデンサＣ３、ノードｎ６、ノードｎ４、ダイオードＤ２、ノードｎ９、コンデンサＣ５、ノードｎ１、入力端子Ｐ１の順に流れる（Ｐ２→ｎ８→ｎ３→Ｃ１→ｎ２→ｎ５→Ｃ３→ｎ６→ｎ４→Ｄ２→ｎ９→Ｃ５→ｎ１→Ｐ１）。すなわち、図１０（ｄ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ１と、コンデンサＣ３と、ダイオードＤ２と、コンデンサＣ５とが接続されてなるループ（ループｄ２）を流れる。電流がループｄ２を流れることにより、コンデンサＣ１、コンデンサＣ３およびコンデンサＣ５が充電される。また、図示のように、ループｄ２中において、入力端子Ｐ２とダイオードＤ２との間には、２つのコンデンサＣ１、Ｃ３が直列に接続されている。
【００８４】
図１０（ｅ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ２、ノードｎ８、ノードｎ３、コンデンサＣ２、ノードｎ４、ダイオードＤ２、ノードｎ９、コンデンサＣ５、ノードｎ１、入力端子Ｐ１の順に流れる（Ｐ２→ｎ８→ｎ３→Ｃ２→ｎ４→Ｄ２→ｎ９→Ｃ５→ｎ１→Ｐ１）。すなわち、図１０（ｅ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ２と、ダイオードＤ２と、コンデンサＣ５とが接続されてなるループ（ループｅ２）を流れる。電流がループｅ２を流れることにより、コンデンサＣ２およびコンデンサＣ５が充電される。
【００８５】
図１０（ｆ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ２、ノードｎ８、ダイオードＤ３、ノードｎ７、コンデンサＣ４、ノードｎ１、入力端子Ｐ１の順に流れる（Ｐ２→ｎ８→Ｄ３→ｎ７→Ｃ４→ｎ１→Ｐ１）。すなわち、図１０（ｆ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、ダイオードＤ３と、コンデンサＣ４とが接続されてなるループ（ループｆ２）を流れる。電流がループｆ２を流れることにより、コンデンサＣ４が充電される。
【００８６】
その後、全波倍電圧整流回路２の一対の入力端子Ｐ１とＰ２に入力される交流電圧Ｖｉｎが２回目以降の正の半サイクルの時には、図１１（ａ）中に点線で示す経路、図１１（ｂ）中に点線で示す経路および図１１（ｃ）中に点線で示す経路に電流が流れる。なお、図１１（ｂ）中に点線で示す経路は、図１０（ｂ）中に点線で示す経路と同じであり、電流は、ループｂ２を流れる。また、図１１（ｃ）中に点線で示す経路は、図１０（ｃ）中に点線で示す経路と同じであり、電流は、ループｃ２を流れる。
【００８７】
図１１（ａ）に示す経路では、電流は、入力端子Ｐ１、ノードｎ１、コンデンサＣ４、ノードｎ７、ダイオードＤ１、ノードｎ２、ノードｎ５、コンデンサＣ３、ノードｎ６、ノードｎ４、コンデンサＣ２、ノードｎ３、ノードｎ８、入力端子Ｐ２の順に流れる（Ｐ１→ｎ１→Ｃ４→ｎ７→Ｄ１→ｎ２→ｎ５→Ｃ３→ｎ６→ｎ４→Ｃ２→ｎ３→ｎ８→Ｐ２）。すなわち、図１１（ａ）では、電流は、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ４と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ３と、コンデンサＣ２とが接続されてなるループ（ループｇ２）を流れる。なお、交流電圧Ｖｉｎが１回目の負の半サイクルの時に、上述したループｅ２に電流が流れることによって、コンデンサＣ２が充電される。そのため、交流電圧Ｖｉｎが２回目以降の正の半サイクルの時には、電流が、ループａ２の経路を流れる代わりに、ループｇ２の経路を流れる。電流がループｇ２を流れることにより、コンデンサＣ４、コンデンサＣ３およびコンデンサＣ２が充電される。また、図示のように、ループｇ２中において、入力端子Ｐ２とダイオードＤ１との間には、２つのコンデンサＣ３、Ｃ２が直列に接続されている。
【００８８】
また、全波倍電圧整流回路２の一対の入力端子Ｐ１とＰ２に入力される交流電圧Ｖｉｎが２回目以降の負の半サイクルの時には、図１１（ｄ）中に点線で示す経路、図１１（ｅ）中に点線で示す経路および図１１（ｆ）中に点線で示す経路に電流が流れる。
【００８９】
図１１（ｄ）中に点線で示す経路は、図１０（ｄ）中に点線で示す経路と同じであり、電流は、ループｄ２を流れる。また、図１１（ｅ）中に点線で示す経路は、図１０（ｅ）中に点線で示す経路と同じであり、電流は、ループｅ２を流れる。また、図１１（ｆ）中に点線で示す経路は、図１０（ｆ）中に点線で示す経路と同じであり、電流は、ループｆ２を流れる。
【００９０】
このように、全波倍電圧整流回路２は、発電装置１００の出力端と、コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５）と、ダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）とが接続されてなる複数のループ（ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２、ｆ２、ｇ２）を有している。本実施形態では、かかる複数のループのうちの上記ループｇ２およびｄ２が、発電装置１００とダイオードとの間に少なくとも２つ以上のコンデンサが直列に接続されてなるループである。
【００９１】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、ループｇ２に電流が流れることにより、コンデンサＣ４およびコンデンサＣ３の電圧に交流電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐ（Ｖ）が重畳された状態で、コンデンサＣ３とコンデンサＣ２との電荷再分配が行われる。ループｇ２では、発電装置１００とダイオードＤ１との間に、コンデンサＣ３とコンデンサＣ２とが直列に接続されている。これにより、コンデンサＣ３とコンデンサＣ２との合成容量Ｃ３−２は、各コンデンサＣ３、Ｃ２の静電容量よりも小さくなる。そのため、発電装置１００とダイオードとの間に１つのコンデンサを有するループと比較して、ループｇ２中では、コンデンサＣ３およびコンデンサＣ２の充電速度を向上させることができる。さらに、かかる構成では、コンデンサＣ３とコンデンサＣ２との間の電荷再分配が速やかに行われる。これらの要因により、入力される交流電圧Ｖｉｎの正の半サイクルの時に、コンデンサＣ３およびコンデンサＣ２を速やかに充電することができる。
【００９２】
また、同様に、ループｄ２に電流が流れることにより、コンデンサＣ１の電圧に交流電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐ（Ｖ）が重畳された状態で、コンデンサＣ１とコンデンサＣ３との電荷再分配が行われる。ループｄ２では、発電装置１００とダイオードＤ２との間に、コンデンサＣ１とコンデンサＣ３とが直列に接続されている。これにより、コンデンサＣ１とコンデンサＣ３との合成容量Ｃ１−３は、各コンデンサＣ１、Ｃ３の静電容量よりも小さくなる。そのため、発電装置１００とダイオードとの間に１つのコンデンサを有するループと比較して、ループｄ２中では、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ３の充電速度を向上させることができる。さらに、かかる構成では、コンデンサＣ１とコンデンサＣ３との間の電荷再分配が速やかに行われる。これらの要因により、入力される交流電圧Ｖｉｎの負の半サイクルの時に、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ３を速やかに充電することができる。
【００９３】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、このように交流電圧Ｖｉｎの正または負の半サイクルの時に、コンデンサＣ３を速やかに充電することができるループｇ２とループｄ２とを有するため、発電装置１００から出力される交流電圧Ｖｉｎを、短時間で略４倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として負荷に印加することができる。
【００９４】
かかる第２実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置によっても、前記第１実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置と同様の作用・効果を生じる。
【００９５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の全波倍電圧整流回路および電力供給装置の第３実施形態について説明する。
【００９６】
図１２は、本発明の電力供給装置の第３実施形態を示す回路図である。
以下、第３実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置について、前記第１および第２実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９７】
第３実施形態の電力供給装置１は、全波倍電圧整流回路２の構成が異なる以外は、前述した第１および第２実施形態の電力供給装置１と同様である。
【００９８】
（全波倍電圧整流回路２）
本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）から入力される交流電圧Ｖｉｎを、略６倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として出力する全波６倍電圧整流回路である。
【００９９】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、図１２に示すように、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）に接続する一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２と、変換後の直流電圧を出力する一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４と、入力端子Ｐ１、Ｐ２と出力端子Ｐ３、Ｐ４との間に接続された７つのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７と、６つのダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６とを有している。すなわち、前述した第２実施形態の全波倍電圧整流回路２（全波４倍電圧整流回路）に、さらに、２つのコンデンサＣ６、Ｃ７と２つのダイオードＤ５、Ｄ６を組み込んだ構成を有している。また、本実施形態では、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７は、いずれも同じ静電容量を有するコンデンサであり、各ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６は、いずれも同じ整流特性を有するダイオードである。ただし、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７のうちの少なくとも１つと、その他のコンデンサとが異なる静電容量を有していてもよい。また、各ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６の整流特性は、互いに異なっていてもよい。
【０１００】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、ノードｎ２とｎ７との間に、ダイオードＤ５と、コンデンサＣ６とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ５のアノードは、ノードｎ２において、ダイオードＤ１のカソードおよびコンデンサＣ１に接続されている。また、ダイオードＤ５のカソードは、ノードｎ２とは反対側のノードｎ１０において、コンデンサＣ６およびノードｎ５に接続されている。また、コンデンサＣ６が、ノードｎ７において、ダイオードＤ１のアノードに接続されている。
【０１０１】
さらに、ノードｎ４とｎ９との間に、ダイオードＤ６と、コンデンサＣ７とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ６のカソードは、ノードｎ４において、ダイオードＤ２のアノードおよびコンデンサＣ２に接続されている。また、ダイオードＤ６のアノードは、ノードｎ４とは反対側のノードｎ１１において、コンデンサＣ７およびノードｎ６に接続されている。また、コンデンサＣ７が、ノードｎ９において、ダイオードＤ２のカソードに接続されている。
【０１０２】
かかる構成の全波倍電圧整流回路２においても、前述した第１および第２実施形態の全波倍電圧整流回路２と同様に、発電装置１００の出力端と、コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７）と、ダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６）とが接続されてなる複数のループを有している。各ループを電流が流れることにより、ループ内の各コンデンサが充電される。
【０１０３】
また、本実施形態の全波倍電圧整流回路２も、前述した第１および第２実施形態の全波倍電圧整流回路２と同様に、発電装置１００とダイオードとの間に少なくとも２つ以上のコンデンサが直列に接続されてなるループを複数有している。かかるループとしては、例えば、入力される交流電圧Ｖｉｎが正の半サイクルの時に電流が流れる、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ５と、コンデンサＣ７と、ダイオードＤ６と、コンデンサＣ２とが接続された第１のループや、入力される交流電圧Ｖｉｎが負の半サイクルの時に電流が流れる、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ１と、ダイオードＤ５と、コンデンサＣ６と、コンデンサＣ４とが接続された第２のループを有する。
【０１０４】
入力される交流電圧Ｖｉｎが正および負の半サイクルを繰り返す度に、各コンデンサが充電され、最終的に、ノードｎ５およびノードｎ６に接続された出力コンデンサＣ３に、入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐの略６倍の電圧が充電される。
【０１０５】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２でも、発電装置１００とダイオードとの間に少なくとも２つ以上のコンデンサが直列に接続されてなるループ（例えば、上記第１のループや上記第２のループ）を有するため、発電装置１００から出力される交流電圧Ｖｉｎを、短時間で略６倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として負荷に印加することができる。
【０１０６】
ここで、図１２に示す本実施形態の電力供給装置１、図１に示す電力供給装置および図２に示す電力供給装置において、出力コンデンサに充電される電圧の経時変化を比較する。なお、いずれの電力供給装置も、発電装置として、前述した第１実施形態で示した構成の発電装置１００を用いる。
【０１０７】
図１３（ａ）は、図１２に示す電力供給装置、図１に示す電力供給装置および図２に示す電力供給装置において、出力コンデンサに充電される電圧の経時変化を示すグラフである。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中の線で囲まれた部分を拡大して示すグラフである。
【０１０８】
図１３（ａ）および（ｂ）に示すグラフにおいて、横軸は、発電装置１００から出力されるピーク電圧が１Ｖの交流電圧の出力時間（秒）を示しており、縦軸は、出力コンデンサに充電される電圧（Ｖ）を示している。
【０１０９】
図１３（ａ）に示すように、本実施形態の電力供給装置１では、図１に示す従来の半波６倍電圧整流回路を備える電力供給装置および図２に示す従来の全波６倍電圧整流回路を備える電力供給装置に比べて、出力コンデンサの充電速度が速い。特に、図１３（ｂ）に示すように、出力コンデンサに充電され始めた直後において、電力供給装置１の出力コンデンサが、図１に示す電力供給装置および図２に示す電力供給装置の出力コンデンサよりも速やかに充電されていることが分かる。そのため、本実施形態の電力供給装置１では、図１に示す電力供給装置および図２に示す電力供給装置に比べて、出力コンデンサに充電される電圧を、より短時間で所定の電圧（５．３Ｖ程度）まで昇圧させることができる。
【０１１０】
かかる第３実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置によっても、前記第１および第２実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置と同様の作用・効果を生じる。
【０１１１】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の全波倍電圧整流回路および電力供給装置の第４実施形態について説明する。
【０１１２】
図１４は、本発明の電力供給装置の第４実施形態を示す回路図である。
以下、第４実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置について、前記第１〜第３実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１１３】
第４実施形態の電力供給装置１は、全波倍電圧整流回路２の構成が異なる以外は、前述した第１〜第３実施形態の電力供給装置１と同様である。
【０１１４】
（全波倍電圧整流回路２）
本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）から入力される交流電圧Ｖｉｎを、略８倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として出力する全波８倍電圧整流回路である。
【０１１５】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、図１４に示すように、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）に接続する一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２と、変換後の直流電圧を出力する一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４と、入力端子Ｐ１、Ｐ２と出力端子Ｐ３、Ｐ４との間に接続された９つのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９と、８つのダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８とを有している。すなわち、前述した第３実施形態の全波倍電圧整流回路２（全波６倍電圧整流回路）に、さらに、２つのコンデンサＣ８、Ｃ９と２つのダイオードＤ７、Ｄ８を組み込んだ構成を有している。また、本実施形態では、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９は、いずれも同じ静電容量を有するコンデンサであり、各ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８は、いずれも同じ整流特性を有するダイオードである。ただし、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９のうちの少なくとも１つと、その他のコンデンサとが異なる静電容量を有していてもよい。また、各ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８の整流特性は、互いに異なっていてもよい。
【０１１６】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、ノードｎ２とｎ１０との間に、ダイオードＤ７と、コンデンサＣ８とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ７のアノードは、ノードｎ１０において、ダイオードＤ５のカソードおよびコンデンサＣ６に接続されている。また、ダイオードＤ７のカソードは、ノードｎ１０とは反対側のノードｎ１２において、コンデンサＣ８およびノードｎ５に接続されている。また、コンデンサＣ８が、ノードｎ２において、ダイオードＤ５のアノードに接続されている。
【０１１７】
さらに、ノードｎ４とｎ１１との間に、ダイオードＤ８と、コンデンサＣ９とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ８のカソードは、ノードｎ１１において、ダイオードＤ６のアノードおよびコンデンサＣ７に接続されている。また、ダイオードＤ８のアノードは、ノードｎ１１とは反対側のノードｎ１３において、コンデンサＣ９およびノードｎ６に接続されている。また、コンデンサＣ９が、ノードｎ４において、ダイオードＤ６のカソードに接続されている。
【０１１８】
かかる構成の全波倍電圧整流回路２においても、前述した第１〜第３実施形態の全波倍電圧整流回路２と同様に、発電装置１００の出力端と、コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９）と、ダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）とが接続されてなる複数のループを有している。各ループを電流が流れることにより、ループ内の各コンデンサが充電される。
【０１１９】
また、本実施形態の全波倍電圧整流回路２も、前述した第１〜第３実施形態の全波倍電圧整流回路２と同様に、発電装置１００とダイオードとの間に少なくとも２つ以上のコンデンサが直列に接続されてなるループを複数有している。かかるループとしては、例えば、入力される交流電圧Ｖｉｎが正の半サイクルの時に電流が流れる、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ４と、コンデンサＣ６と、ダイオードＤ７と、コンデンサＣ８と、コンデンサＣ１とが接続された第１のループや、入力される交流電圧Ｖｉｎが負の半サイクルの時に電流が流れる、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ２と、コンデンサＣ９と、ダイオードＤ８と、コンデンサＣ７と、コンデンサＣ５とが接続された第２のループを有する。
【０１２０】
入力される交流電圧Ｖｉｎが正および負の半サイクルを繰り返す度に、各コンデンサが充電され、最終的に、ノードｎ５およびノードｎ６に接続された出力コンデンサＣ３に、入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐの略８倍の電圧が充電される。
【０１２１】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２でも、発電装置１００とダイオードとの間に少なくとも２つ以上のコンデンサが直列に接続されてなるループ（例えば、上記第１のループや上記第２のループ）を有するため、発電装置１００から出力される交流電圧Ｖｉｎを、短時間で略８倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として負荷に印加することができる。
【０１２２】
かかる第４実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置によっても、前記第１〜第３実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置と同様の作用・効果を生じる。
【０１２３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の全波倍電圧整流回路および電力供給装置の第５実施形態について説明する。
【０１２４】
図１５は、本発明の電力供給装置の第５実施形態を示す回路図である。
以下、第５実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置について、前記第１〜第４実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１２５】
第５実施形態の電力供給装置１は、全波倍電圧整流回路２の構成が異なる以外は、前述した第１〜第４実施形態の電力供給装置１と同様である。
【０１２６】
（全波倍電圧整流回路２）
本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）から入力される交流電圧Ｖｉｎを、略１０倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として出力する全波１０倍電圧整流回路である。
【０１２７】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、図１５に示すように、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）に接続する一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２と、変換後の直流電圧を出力する一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４と、入力端子Ｐ１、Ｐ２と出力端子Ｐ３、Ｐ４との間に接続された１１個のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１と、１０個のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０とを有している。すなわち、前述した第４実施形態の全波倍電圧整流回路２（全波８倍電圧整流回路）に、さらに、２つのコンデンサＣ１０、Ｃ１１と２つのダイオードＤ９、Ｄ１０を組み込んだ構成を有している。また、本実施形態では、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１は、いずれも同じ静電容量を有するコンデンサであり、各ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０は、いずれも同じ整流特性を有するダイオードである。ただし、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１のうちの少なくとも１つと、その他のコンデンサとが異なる静電容量を有していてもよい。また、各ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０の整流特性は、互いに異なっていてもよい。
【０１２８】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、ノードｎ１０とｎ１２との間に、ダイオードＤ９と、コンデンサＣ１０とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ９のアノードは、ノードｎ１２において、ダイオードＤ７のカソードおよびコンデンサＣ８に接続されている。また、ダイオードＤ９のカソードは、ノードｎ１２とは反対側のノードｎ１４において、コンデンサＣ１０およびノードｎ５に接続されている。また、コンデンサＣ１０が、ノードｎ１０において、ダイオードＤ７のアノードに接続されている。
【０１２９】
さらに、ノードｎ１１とｎ１３との間に、ダイオードＤ１０と、コンデンサＣ１１とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ１０のカソードは、ノードｎ１３において、ダイオードＤ８のアノードおよびコンデンサＣ９に接続されている。また、ダイオードＤ１０のアノードは、ノードｎ１３とは反対側のノードｎ１５において、コンデンサＣ１１およびノードｎ６に接続されている。また、コンデンサＣ１１が、ノードｎ１１において、ダイオードＤ８のカソードに接続されている。
【０１３０】
かかる構成の全波倍電圧整流回路２においても、前述した第１〜第４実施形態の全波倍電圧整流回路２と同様に、発電装置１００の出力端と、コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１）と、ダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０）とが接続されてなる複数のループを有している。各ループを電流が流れることにより、ループ内の各コンデンサが充電される。
【０１３１】
また、本実施形態の全波倍電圧整流回路２も、前述した第１〜第４実施形態の全波倍電圧整流回路２と同様に、発電装置１００とダイオードとの間に少なくとも２つ以上のコンデンサが直列に接続されてなるループを複数有している。かかるループとしては、例えば、入力される交流電圧Ｖｉｎが正の半サイクルの時に電流が流れる、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ５と、コンデンサＣ７と、コンデンサＣ１１と、ダイオードＤ１０と、コンデンサＣ９と、コンデンサＣ２とが接続された第１のループや、入力される交流電圧Ｖｉｎが負の半サイクルの時に電流が流れる、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ１と、コンデンサＣ８と、ダイオードＤ９と、コンデンサＣ１０と、コンデンサＣ６と、コンデンサＣ４とが接続された第２のループを有する。
【０１３２】
入力される交流電圧Ｖｉｎが正および負の半サイクルを繰り返す度に、各コンデンサが充電され、最終的に、ノードｎ５およびノードｎ６に接続された出力コンデンサＣ３に、入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐの略１０倍の電圧が充電される。
【０１３３】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２でも、発電装置１００とダイオードとの間に少なくとも２つ以上のコンデンサが直列に接続されてなるループ（例えば、上記第１のループや上記第２のループ）を有するため、発電装置１００から出力される交流電圧Ｖｉｎを、短時間で略１０倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として負荷に印加することができる。
【０１３４】
かかる第５実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置によっても、前記第１〜第４実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置と同様の作用・効果を生じる。
【０１３５】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の全波倍電圧整流回路および電力供給装置の第６実施形態について説明する。
【０１３６】
図１６は、本発明の電力供給装置の第６実施形態を示す回路図である。
以下、第６実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置について、前記第１〜第５実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１３７】
第６実施形態の電力供給装置１は、全波倍電圧整流回路２の構成が異なる以外は、前述した第１〜第５実施形態の電力供給装置１と同様である。
【０１３８】
（全波倍電圧整流回路２）
本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）から入力される交流電圧Ｖｉｎを、略１２倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として出力する全波１２倍電圧整流回路である。
【０１３９】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２は、図１６に示すように、発電装置１００の一対の出力端（電極端子９０）に接続する一対の入力端子Ｐ１、Ｐ２と、変換後の直流電圧を出力する一対の出力端子Ｐ３、Ｐ４と、入力端子Ｐ１、Ｐ２と出力端子Ｐ３、Ｐ４との間に接続された１３個のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３と、１２個のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２とを有している。すなわち、前述した第５実施形態の全波倍電圧整流回路２（全波１０倍電圧整流回路）に、さらに、２つのコンデンサＣ１２、Ｃ１３と２つのダイオードＤ１１、Ｄ１２を組み込んだ構成を有している。また、本実施形態では、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３は、いずれも同じ静電容量を有するコンデンサであり、各ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２は、いずれも同じ整流特性を有するダイオードである。ただし、各コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３のうちの少なくとも１つと、その他のコンデンサとが異なる静電容量を有していてもよい。また、各ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２の整流特性は、互いに異なっていてもよい。
【０１４０】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２では、ノードｎ１２とｎ１４との間に、ダイオードＤ１１と、コンデンサＣ１２とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ１１のアノードは、ノードｎ１４において、ダイオードＤ９のカソードおよびコンデンサＣ１０に接続されている。また、ダイオードＤ１１のカソードは、ノードｎ１４とは反対側のノードｎ１６において、コンデンサＣ１２およびノードｎ５に接続されている。また、コンデンサＣ１２が、ノードｎ１２において、ダイオードＤ９のアノードに接続されている。
【０１４１】
さらに、ノードｎ１３とｎ１５との間に、ダイオードＤ１２と、コンデンサＣ１３とが直列に接続されている。より具体的には、ダイオードＤ１２のカソードは、ノードｎ１５において、ダイオードＤ１０のアノードおよびコンデンサＣ１１に接続されている。また、ダイオードＤ１２のアノードは、ノードｎ１５とは反対側のノードｎ１７において、コンデンサＣ１３およびノードｎ６に接続されている。また、コンデンサＣ１３が、ノードｎ１３において、ダイオードＤ１０のカソードに接続されている。
【０１４２】
かかる構成の全波倍電圧整流回路２においても、前述した第１〜第５実施形態の全波倍電圧整流回路２と同様に、発電装置１００の出力端と、コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３）と、ダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２）とが接続されてなる複数のループを有している。各ループを電流が流れることにより、ループ内の各コンデンサが充電される。
【０１４３】
また、本実施形態の全波倍電圧整流回路２も、前述した第１〜第５実施形態の全波倍電圧整流回路２と同様に、発電装置１００とダイオードとの間に少なくとも２つ以上のコンデンサが直列に接続されてなるループを複数有している。かかるループとしては、例えば、入力される交流電圧Ｖｉｎが正の半サイクルの時に電流が流れる、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ４と、コンデンサＣ６と、コンデンサＣ１０と、ダイオードＤ１１と、コンデンサＣ１２と、コンデンサＣ８と、コンデンサＣ１とが接続された第１のループや、入力される交流電圧Ｖｉｎが負の半サイクルの時に電流が流れる、発電装置１００の出力端と、コンデンサＣ２と、コンデンサＣ９と、コンデンサＣ１３と、ダイオードＤ１２と、コンデンサＣ１１と、コンデンサＣ７と、コンデンサＣ５とが接続された第２のループを有する。
【０１４４】
入力される交流電圧Ｖｉｎが正および負の半サイクルを繰り返す度に、各コンデンサが充電され、最終的に、ノードｎ５およびノードｎ６に接続された出力コンデンサＣ３に、入力電圧Ｖｉｎのピーク電圧Ｖｐの略１２倍の電圧が充電される。
【０１４５】
本実施形態の全波倍電圧整流回路２でも、発電装置１００とダイオードとの間に少なくとも２つ以上のコンデンサが直列に接続されてなるループ（例えば、上記第１のループや上記第２のループ）を有するため、発電装置１００から出力される交流電圧Ｖｉｎを、短時間で略１２倍の電圧まで昇圧して、直流電圧として負荷に印加することができる。
【０１４６】
かかる第６実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置によっても、前記第１〜第５実施形態の全波倍電圧整流回路および電力供給装置と同様の作用・効果を生じる。
【０１４７】
以上、本発明の全波倍電圧整流回路および電力供給装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができ、あるいは、任意の構成を付加することができる。
【０１４８】
また、前述した各実施形態の全波倍電圧整流回路では、入力される交流電圧Ｖｉｎの正の半サイクルの時に電流が流れる、発電装置とダイオードとの間に２つ以上のコンデンサが接続されてなるループ（第１のループ）と、入力される交流電圧Ｖｉｎの負の半サイクルの時に電流が流れる、発電装置とダイオードとの間に２つ以上のコンデンサが接続されてなるループ（第２のループ）とを有している。ただし、本発明は、これに限定されず、例えば、このような第１のループおよび第２のループのうちの一方のみを有する構成であってもよい。
【０１４９】
また、本発明の全波倍電圧整流回路における各コンデンサと各ダイオードとの接続態様は、図示される態様に限定されず、全波倍電圧整流回路が同様の機能を発揮し得るように、適宜設計することができる。
【実施例】
【０１５０】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１５１】
上述した図９、１２、１４、１５および１６に示す本発明の第２〜６実施形態の電力供給装置１について、出力コンデンサ（Ｃ３）に充電される電圧の経時変化について示す。
【０１５２】
図１７は、本発明の電力供給装置の第２〜６実施形態における出力コンデンサに充電される電圧の経時変化を示すグラフである。
【０１５３】
なお、図１７に示すグラフにおいて、横軸は、発電装置１００から出力されるピーク電圧が１Ｖの交流電圧の出力時間（秒）を示しており、縦軸は、出力コンデンサＣ３に充電される電圧（Ｖ）を示している。
【０１５４】
図１７に示すように、いずれの実施形態の電力供給装置１においても、出力コンデンサＣ１の充電速度が速く、出力コンデンサＣ１を所定の電圧まで短時間で昇圧（充電）することができる。
【符号の説明】
【０１５５】
１…電力供給装置  ２…全波倍電圧整流回路  １０…発電部  ２０…筐体  ２１…カバー  ２２…筒状部  ２３…ベース  ２３１…貫通孔  ３０…磁石組立体  ３１…永久磁石  ３２…バックヨーク  ３２１…底板部  ３２２…筒状部  ３３…ヨーク  ４０…コイル  ５０…コイル保持部  ５１…筒状部  ５２…環状部  ６０Ｕ…上側板バネ  ６０Ｌ…下側板バネ  ６１…第１の環状部  ６２…第２の環状部  ６３…第３の環状部  ６４…第１のバネ部  ６５…第２のバネ部  ７０…スペーサ  ８０…ワッシャー  ９０…電極端子  １００…発電装置  Ｐ１、Ｐ２…入力端子  Ｐ３、Ｐ４…出力端子  Ｃ１〜Ｃ１３…コンデンサ  Ｄ１〜Ｄ１２…ダイオード  ｎ１〜ｎ１７…ノード  Ｃ７１〜Ｃ７７…コンデンサ  Ｄ７１〜Ｄ７６…ダイオード  Ｃ８１〜Ｃ８７…コンデンサ  Ｄ８１〜Ｄ８６…ダイオード  ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１…ループ  ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２、ｆ２、ｇ２…ループ
【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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【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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