(57)【要約】【課題】、電力の無駄の発生を抑制し、充電対象の装置の速やかな充電を図る。【解決手段】本発明に係る充電装置１０は、環境発電を行う環境発電部１１と、電力を蓄積する蓄電部１２と、環境発電部１１の発電電流が所定の閾値以上である場合には、環境発電部１１から被充電デバイス２０に電力を供給させ、環境発電部１１の発電電流が所定の閾値より小さい場合には、環境発電部１１から蓄電部１２に電力を供給させる制御手段１９と、を備え、制御手段１９は、環境発電部１１の電力の供給先が蓄電部１２である場合、環境発電部１１の発電電流が所定の閾値以上となっても、環境発電部１１の電力の供給先の蓄電部１２から被充電デバイス２０への切り替えを禁止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被充電デバイスに電力を供給する充電装置であって、
環境発電を行う環境発電部と、
電力を蓄積する蓄電部と、
前記環境発電部の発電電流が所定の閾値以上である場合には、前記環境発電部から前記被充電デバイスに電力を供給させ、前記環境発電部の発電電流が前記所定の閾値より小さい場合には、前記環境発電部から前記蓄電部に電力を供給させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電流が前記所定の閾値以上となっても、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することを特徴とする充電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充電装置において、
前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電流が所定時間以上、前記所定の閾値以上となるまでは、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することを特徴とする充電装置。
【請求項３】
被充電デバイスに電力を供給する充電装置であって、
環境発電を行う環境発電部と、
電力を蓄積する蓄電部と、
前記環境発電部の発電電圧が所定の閾値以上である場合には、前記環境発電部から前記被充電デバイスに電力を供給させ、前記環境発電部の発電電圧が前記所定の閾値より小さい場合には、前記環境発電部から前記蓄電部に電力を供給させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電圧が前記所定の閾値以上となっても、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することを特徴とする充電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の充電装置において、
前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電圧が所定時間以上、前記所定の閾値以上となるまでは、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することを特徴とする充電装置。
【請求項５】
被充電デバイスに電力を供給する充電装置であって、
環境発電を行う環境発電部と、
電力を蓄積する蓄電部と、
前記環境発電部の発電電力が所定の閾値以上である場合には、前記環境発電部から前記被充電デバイスに電力を供給させ、前記環境発電部の発電電力が前記所定の閾値より小さい場合には、前記環境発電部から前記蓄電部に電力を供給させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電力が前記所定の閾値以上となっても、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することを特徴とする充電装置。
【請求項６】
請求項５に記載の充電装置において、
前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電力が所定時間以上、前記所定の閾値以上となるまでは、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することを特徴とする充電装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の充電装置において、
前記蓄電部は複数のキャパシタにより構成され、
前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記複数のキャパシタのうち、一のキャパシタが前記環境発電部により充電され、前記一のキャパシタ以外の他のキャパシタが蓄積電力を前記被充電デバイスへ放電することを特徴とする充電装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の充電装置において、
前記環境発電部は、有機系太陽電池を備えることを特徴とする充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境発電の発電電力により充電対象の装置を充電する充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、商用電源を得られない外出先などでも、利用者が、スマートフォン、ノートＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、タブレットＰＣなどの電子機器を利用できるように、電子機器を充電するための充電装置の需要が高まっている。このような充電装置として、太陽光発電を行う太陽光発電モジュールを備え、太陽光発電により発生した電力を充電対象の装置である外部装置（電子機器）に供給して外部装置を充電するものがある。
【０００３】
特許文献１には、上述した充電装置の一例として、太陽電池と、蓄電池と、太陽電池の発電電力を蓄電池に供給し、蓄電池から外部装置に供給する第１の回路と、外部電源から供給された電力を外部装置に供給する第２の回路と、外部電源から供給された電力を蓄電池に供給する第３の回路とを備える充電装置（充電器）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０９９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような充電装置には、電力の無駄をできるだけ生じさせることなく、また、できるだけ速やかに充電対象の装置を充電することが望まれる。
【０００６】
特許文献１に開示されている充電装置においては、太陽電池の発電電力は蓄電池に蓄積され、蓄電池がある程度充電された後、蓄電池から外部装置に電力が供給される。そのため、外部電源からの電力供給が無い場合には、太陽光発電により蓄電池がある程度充電されるまでは、外部装置を充電することができず、外部装置の充電に時間がかかってしまう。
【０００７】
なお、太陽光発電モジュールを備えた充電装置において、蓄電池を介さず、直接、外部装置に太陽光発電の発電電力を供給することも考えられる。しかしながら、太陽光発電の発電電力を外部装置に直接供給する場合、太陽光の照度が不安定な条件下では、太陽光発電の発電電力が不安定となり、外部装置の要求電流・電圧を下回ることがある。このような、外部装置の要求電流・電圧を下回る電力は利用することができず、外部装置の充電の瞬断が頻発してしまう。外部装置の中には、充電が切断された後、充電可能な電力以上の電力供給が再開すると、自動的に充電を再開する機能を備えるものがある。このような外部装置では、瞬間的な電力低下による充電の切断が頻発すると、充電再開動作が繰り返され、充電再開動作による外部装置の表示部の表示などによるエネルギーロスが生じてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、発電電力が不安定である場合にも、電力を有効利用しながら、電力の無駄の発生を抑制し、充電対象の装置の速やかな充電を図ることができる充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、環境発電部の発電電流が所定の閾値より小さく、環境発電部の発電電力の供給先が蓄電部である場合、環境発電部の発電電流が閾値以上となっても、環境発電部の発電電力の供給先の蓄電部から被充電デバイスへの切り替えを禁止することで、電力の無駄の発生を抑制し、充電対象の装置の速やかな充電を図ることができることに着想した。
【００１０】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的としたものであり、本発明の充電装置は、被充電デバイスに電力を供給する充電装置であって、環境発電を行う環境発電部と、電力を蓄積する蓄電部と、前記環境発電部の発電電流が所定の閾値以上である場合には、前記環境発電部から前記被充電デバイスに電力を供給させ、前記環境発電部の発電電流が前記所定の閾値より小さい場合には、前記環境発電部から前記蓄電部に電力を供給させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電流が前記所定の閾値以上となっても、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することを特徴とする。このように、環境発電部の発電電流が所定の閾値より小さく、環境発電部の発電電力の供給先が蓄電部である場合、環境発電部の発電電流が閾値以上となっても、環境発電部の発電電力の供給先の蓄電部から被充電デバイスへの切り替えを禁止するため、環境発電部の発電が不安定である場合にも、電力を有効利用しながら、電力の無駄の発生を抑制し、充電対象の装置の速やかな充電を図ることができる。
【００１１】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的としたものであり、前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電流が所定時間以上、前記所定の閾値以上となるまでは、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することが好ましい。この場合、環境発電部の発電が安定した後に、環境発電部の発電電力の供給先の蓄電部から被充電デバイスへの切り替えを行うことができる。
【００１２】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的としたものであり、本発明の充電装置は、被充電デバイスに電力を供給する充電装置であって、環境発電を行う環境発電部と、電力を蓄積する蓄電部と、前記環境発電部の発電電圧が所定の閾値以上である場合には、前記環境発電部から前記被充電デバイスに電力を供給させ、前記環境発電部の発電電圧が前記所定の閾値より小さい場合には、前記環境発電部から前記蓄電部に電力を供給させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電圧が前記所定の閾値以上となっても、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することを特徴とする。このように、環境発電部の発電電圧が所定の閾値より小さく、環境発電部の発電電力の供給先が蓄電部である場合、環境発電部の発電電圧が閾値以上となっても、環境発電部の発電電力の供給先の蓄電部から被充電デバイスへの切り替えを禁止するため、環境発電部の発電が不安定である場合にも、電力を有効利用しながら、電力の無駄の発生を抑制し、充電対象の装置の速やかな充電を図ることができる。
【００１３】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的としたものであり、前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電圧が所定時間以上、前記所定の閾値以上となるまでは、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することが好ましい。この場合、環境発電部の発電が安定した後に、環境発電部の発電電力の供給先の蓄電部から被充電デバイスへの切り替えを行うことができる。
【００１４】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的としたものであり、本発明の充電装置は、被充電デバイスに電力を供給する充電装置であって、環境発電を行う環境発電部と、電力を蓄積する蓄電部と、前記環境発電部の発電電力が所定の閾値以上である場合には、前記環境発電部から前記被充電デバイスに電力を供給させ、前記環境発電部の発電電力が前記所定の閾値より小さい場合には、前記環境発電部から前記蓄電部に電力を供給させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電力が前記所定の閾値以上となっても、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することを特徴とする。このように、環境発電部の発電電力が所定の閾値より小さく、環境発電部の発電電力の供給先が蓄電部である場合、環境発電部の発電電力が閾値以上となっても、環境発電部の発電電力の供給先の蓄電部から被充電デバイスへの切り替えを禁止するため、環境発電部の発電が不安定である場合にも、電力を有効利用しながら、電力の無駄の発生を抑制し、充電対象の装置の速やかな充電を図ることができる。
【００１５】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的としたものであり、前記制御手段は、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記環境発電部の発電電力が所定時間以上、前記所定の閾値以上となるまでは、前記環境発電部の電力の供給先の前記蓄電部から前記被充電デバイスへの切り替えを禁止することが好ましい。この場合、環境発電部の発電が安定した後に、環境発電部の発電電力の供給先の蓄電部から被充電デバイスへの切り替えを行うことができる。
【００１６】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的としたものであり、前記蓄電部は、複数のキャパシタにより構成され、前記環境発電部の電力の供給先が前記蓄電部である場合、前記複数のキャパシタのうち、一のキャパシタが前記環境発電部により充電され、前記一のキャパシタ以外の他のキャパシタが蓄積電力を前記被充電デバイスへ放電することが好ましい。この場合、環境発電部の発電電力が無駄となることを防ぎ、また、速やかに被充電デバイスを充電することができる。
【００１７】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的としたものであり、前記環境発電部は、有機系太陽電池を備えることが好ましい。有機系太陽電池は無機系太陽電池と比較し、一般的に低照度においても変換効率が維持されやすいという傾向があるため、低照度時の発電をより有効に利用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る充電装置によれば、発電電力が不安定である場合にも、消費電力の無駄の発生を抑制しながら低発電電力時にも発電電力を有効利用可能であり、充電対象の装置の速やかな充電を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る充電装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す充電装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図３】図１に示す充電装置の動作の他の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る充電装置１０の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る充電装置１０は、環境発電により得られた電力を、充電装置１０に接続された、携帯電話、スマートフォンなどの電子機器である被充電デバイス２０に供給するものである。
【００２２】
図１に示す充電装置１０は、環境発電部１１と、蓄電部１２と、給電先切り替え回路１３と、充放電制御回路１４と、外部ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１５と、システムコントローラ１６と、切り替え禁止回路１７とを備える。システムコントローラ１６および切り替え禁止回路１７は、制御手段１９を構成する。
【００２３】
環境発電部１１は、環境中に存在する非電気エネルギーの電気エネルギーへの変換による発電（環境発電）を行う。本実施形態においては、環境発電部１１は、太陽光、室内光などの入射光を光電変換して電力を出力する太陽電池を有する太陽電池モジュール１１１を備えるものとする。なお、環境発電部１１による発電方法としては、太陽光発電の他に、風力を利用した風力発電、振動を利用した振動発電、電波を利用した電波発電など、環境中に存在する非電気エネルギーの電気エネルギーへの変換による種々の方法がある。
【００２４】
太陽電池の種類としては大別して、無機系材料を用いた無機系と、有機系材料を用いた有機系とがある。無機系の太陽電池としては、Ｓｉを用いたＳｉ系、化合物を用いた化合物系などがある。また、有機系の太陽電池としては、有機顔料を用いた低分子蒸着系、導電性高分子を用いた高分子塗布系、変換型半導体を用いた塗布変換系などの薄膜系、チタニア、有機色素および電解質から成る色素増感系などがある。また、太陽電池としては、有機無機ハイブリッド太陽電池、ペロブスカイト系化合物を用いた太陽電池などもある。本発明においては、上述した各種の太陽電池を用いることができる。ただし、一般に、有機系太陽電池は、薄型かつフレキシブルな構成とすることができ、本発明に用いるのに好適である。また、一般に、有機系太陽電池は、無機系太陽電池と比較し、低照度においても変換効率が維持されやすいという傾向があるため、低照度時の発電をより有効に利用することができる。
【００２５】
蓄電部１２は、充放電可能な蓄電手段としてのキャパシタを１または複数備える。なお、蓄電部１２は、蓄電手段として、キャパシタの代わりに、二次電池などを備えてもよい。また、蓄電部１２は、充電装置１０から脱着し、独立して携帯型充電器として用いることができてもよい。
【００２６】
給電先切り替え回路１３は、環境発電部１１の発電電力の供給先を、蓄電部１２と被充電デバイス２０との間で切り替える。給電先切り替え回路１３は、スイッチ（ＳＷ）１３１〜１３３を備える。
【００２７】
スイッチ１３１は、環境発電部１１と被充電デバイス２０が接続される外部ＩＦ１５との間に設けられており、信号Ｓ１に応じてオン、オフが切り替わる。
【００２８】
スイッチ１３２は、環境発電部１１と蓄電部１２との間に設けられており、信号Ｓ２に応じてオン、オフが切り替わる。
【００２９】
スイッチ１３３は、蓄電部１２と外部ＩＦ１５との間に設けられており、信号Ｓ３に応じてオン、オフが切り替わる。
【００３０】
なお、信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、後述するシステムコントローラ１６または切り替え禁止回路１７から出力される。以下では、スイッチ１３１〜１３３はそれぞれ、対応する信号Ｓ１〜Ｓ３の論理レベルがＨｉｇｈであればオンとなり、論理レベルがＬｏｗであればオフとなるものとする。
【００３１】
充放電制御回路１４は、環境発電部１１の発電電力による蓄電部１２の蓄電手段の充電、および、蓄電部１２の蓄積電力の放電を制御する。
【００３２】
外部ＩＦ１５は、充電装置１０と被充電デバイス２０とを接続し、電力やデータの授受を行うためのインタフェースである。外部ＩＦ１５は、昇圧回路１５１と、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ＩＦ１５２とを備える。
【００３３】
昇圧回路１５１は、環境発電部１１あるいは蓄電部１２から出力された電力を、被充電デバイス２０の充電に適した電圧に昇圧し、ＵＳＢ  ＩＦ１５２に出力する。
【００３４】
ＵＳＢ  ＩＦ１５２は、被充電デバイス２０が備えるＵＳＢ  ＩＦ２１と接続され、昇圧回路１５１から出力された電力を被充電デバイス２０に供給する。ＵＳＢ  ＩＦ１５２は、ＵＳＢバッテリーチャージ規格（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  １．２）などで規定されている、電力供給端子としてのＶＢＵＳ端子、Ｄ＋端子、Ｄ−端子などから構成されている。
【００３５】
システムコントローラ１６は、環境発電部１１の発電電流や、蓄電部１２が備える蓄電手段としてのキャパシタの蓄電量などをモニタし、充電装置１０全体の動作を制御する。例えば、システムコントローラ１６は、被充電デバイス２０の外部ＩＦ１５（ＵＳＢ  ＩＦ１５２）への接続などに応じて、被充電デバイス２０や蓄電部１２の充電、および、蓄電部１２からの放電のためのパスを制御する。システムコントローラ１６は、いわゆるマイコンで構成されていてもよく、また、ハードウェアロジック回路のみで構成されていてもよい。なお、システムコントローラ１６は、充電装置１０全体の動作を制御するために、充電装置１０内の各種構成と通信を行うが、図１においては、図の簡略化のため、そのような通信を行うための構成（通信線）の詳細については記載を省略している。
【００３６】
本実施形態においては、詳細は後述するように、環境発電部１１の発電電流に応じて、環境発電部１１の発電電力の供給先を、被充電デバイス２０と蓄電部１２との間で切り替える。こうすることで、環境発電部１１の発電電流が所定の閾値Ｔｈ以上である場合には、蓄電部１２の充電を待たず、環境発電部１１により直接、被充電デバイス２０を充電することができるので、被充電デバイス２０の速やかな充電を図ることができる。また、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈより小さい場合には、環境発電部１１の発電電力を蓄電部１２に蓄積し、蓄電部１２に蓄積した電力により被充電デバイス２０を充電することで、安定して被充電デバイス２０を充電することができる。
【００３７】
切り替え禁止回路１７は、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈより小さく、環境発電部１１の発電電力の供給先が蓄電部１２である場合、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上となっても、その状態が予め定められた時間（以下、切替禁止期間Ｔａと称する）以上継続するまでは、環境発電部１１の発電電力の供給先の蓄電部１２から被充電デバイス２０への切り替えを禁止する。なお、切替禁止期間Ｔａは、例えば、１分から数分程度の期間である。
【００３８】
切り替え禁止回路１７は、電流検出部１７１と、比較器１７２，１７６と、リトリガーＭＭＶ（Ｍｏｎｏｓｔａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉ  Ｖｉｂｒａｔｏｒ）１７３と、ＡＮＤ回路１７４，１７７と、反転回路１７５とを備える。
【００３９】
電流検出部１７１は、環境発電部１１の発電電流の電流値を検出し、検出結果を比較器１７２に出力する。なお、先述したように、電流検出部１７１は、環境発電部１１の発電電流の電流値の検出結果をシステムコントローラ１６にも出力する。
【００４０】
比較器１７２は、電流検出部１７１により検出された発電電流の電流値と閾値Ｔｈとを比較し、比較結果を示す信号Ｓ４をリトリガーＭＭＶ１７３、ＡＮＤ回路１７４およびシステムコントローラ１６に出力する。以下では、比較器１７２は、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上である場合には、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ４を出力し、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈより小さい場合には、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ４を出力するものとする。
【００４１】
リトリガーＭＭＶ１７３は、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上である旨を示す信号Ｓ４が切替禁止期間Ｔａ以上継続して出力されると、その旨を示す信号Ｓ５をＡＮＤ回路１７４に出力する。具体的には、リトリガーＭＭＶ１７３は、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上である旨を示す信号Ｓ４が出力されると、その時点から切替禁止期間Ｔａの間は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ５を出力し、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上である旨を示す信号Ｓ４が切替禁止期間Ｔａ以上、継続して出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ５を出力する。
【００４２】
ＡＮＤ回路１７４は、比較器１７２から出力された信号Ｓ４とリトリガーＭＭＶ１７３から出力された信号Ｓ５との論理和を演算し、演算結果を信号Ｓ１として、スイッチ１３１および反転回路１７５に出力する。
【００４３】
反転回路１７５は、ＡＮＤ回路１７４から出力された信号Ｓ１の論理レベルを反転した信号をＡＮＤ回路１７７に出力する。
【００４４】
比較器１７６は、蓄電部１２が備える蓄電手段としてのキャパシタの蓄電量Ｖｃと所定の閾値Ｔｃとを比較し、比較結果を示す信号をＡＮＤ回路１７７に出力する。以下では、比較器１７６は、蓄電量Ｖｃが所定の閾値Ｔｃ以上である場合には、論理レベルがＬｏｗの信号を出力し、蓄電量Ｖｃが所定の閾値Ｔｃより小さい場合には、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力するものとする。
【００４５】
ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５から出力された信号と比較器１７６から出力された信号との論理和を演算し、演算結果を信号Ｓ２として、スイッチ１３２に出力する。
【００４６】
比較器１７２は、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上となると、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ４を出力する。そして、リトリガーＭＭＶ１７３からも論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ５が出力されると、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＬｏｗの信号を出力する。反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＬｏｗである場合、ＡＮＤ回路１７７は、比較器１７６の出力信号の論理レベルに関わらず、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、信号Ｓ１の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００４７】
この場合、スイッチ１３１はオンとなり、スイッチ１３２，１３３はオフとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先は被充電デバイス２０となる。
【００４８】
一方、比較器１７２は、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈより小さくなると、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ４を出力する。ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ４が出力されると、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。この場合、ＡＮＤ回路１７７は、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈである場合には（蓄電量Ｖｃが所定の閾値Ｔｃより小さい場合には）、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。
【００４９】
この場合、スイッチ１３１はオフとなり、スイッチ１３２はオンとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２となる。
【００５０】
このように、充電装置１０においては、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上である場合には、環境発電部１１の発電電力の供給先は被充電デバイス２０となり、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈより小さい場合には、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２となる。ただし、本実施形態においては、上述したように、リトリガーＭＭＶ１７３は、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２である場合には、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上である旨を示す信号Ｓ４が切替禁止期間Ｔａ以上継続して出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ５を出力する。したがって、充電装置１０においては、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２である場合には、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上となり、かつ、その状態が切替禁止期間Ｔａ以上継続した場合に、環境発電部１１の発電電力の供給先が蓄電部１２から被充電デバイス２０に切り替えられる。
【００５１】
ここで、単に、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上であるか否かに応じて、環境発電部１１の発電電力の供給先を、蓄電部１２と被充電デバイス２０とで切り替える場合、環境発電部１１の発電電力が不安定な状態では、環境発電部１１の発電電力の供給先の切り替えが頻発することがある。このような切り替えが頻発すると、被充電デバイス２０の充電再開動作などにより、充電中に消灯していた被充電デバイス２０の画面に、充電を再開したことが表示されるなどして、充電に使用されるべき電力が、画面表示に消費されるといったエネルギーロスが生じてしまう。
【００５２】
本実施形態においては、環境発電部１１の発電電力の供給先が蓄電部１２である場合、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上となり、かつ、その状態が切替禁止期間Ｔａ以上継続した場合に、環境発電部１１の発電電力の供給先を蓄電部１２から被充電デバイス２０に切り替える。したがって、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上である状態が、所定時間以上継続し、環境発電部１１の発電電力が安定した後に、環境発電部１１の発電電力の供給先を蓄電部１２から被充電デバイス２０に切り替えるため、環境発電部１１の発電電力の供給先の切り替えが頻発することを防ぐことができる。その結果、電力の無駄が生じることを防ぐことができる。
【００５３】
次に、本実施形態に係る充電装置１０の動作について、図２を参照して説明する。なお、図２においては、蓄電部１２は、蓄電手段として１つのキャパシタＣ１を備えるものとする。
【００５４】
図２は、環境発電部１１の発電電流（ＰＶ電流）、外部ＩＦ１５を介して被充電デバイス２０に供給される電流（ＵＳＢ電流）、キャパシタＣ１の蓄電量、被充電デバイス２０の蓄電量（デバイス蓄電量）、および、信号Ｓ１〜Ｓ５の時間変化を示すタイミングチャートである。
【００５５】
時刻Ｔ１において、充電装置１０に被充電デバイス２０が接続され、充電が開始されたとする。ここで、時刻Ｔ１においては、ＰＶ電流は閾値Ｔｈ以上であるとする。
【００５６】
初期状態である時刻Ｔ１においては、ＰＶ電流は閾値Ｔｈ以上であるため、比較器１７２は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、初期状態では、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ５を出力する。
【００５７】
信号Ｓ４の論理レベルがＨｉｇｈであり、信号Ｓ５の論理レベルがＨｉｇｈであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＬｏｗの信号を出力する。反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＬｏｗであるため、ＡＮＤ回路１７７は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上であるため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００５８】
したがって、スイッチ１３１はオンとなり、スイッチ１３２，１３３はオフとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先が被充電デバイス２０となる。その結果、外部ＩＦ１５を介してＵＳＢ電流が流れ、デバイス蓄電量は増加する。
【００５９】
時刻Ｔ２において、ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さくなったとする。なお、時刻Ｔ２においては、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいものとする。
【００６０】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さくなると、比較器１７２は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ５を出力する。
【００６１】
信号Ｓ４の論理レベルがＬｏｗであり、信号Ｓ５の論理レベルがＨｉｇｈであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、かつ、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、信号Ｓ１の論理レベルはＬｏｗであるが、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、キャパシタＣ１からの放電が行われないように、また、環境発電部１１の発電電力を蓄電するために、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００６２】
したがって、スイッチ１３１，１３３はオフとなり、スイッチ１３２はオンとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先が蓄電部１２に切り替えられ、環境発電部１１によりキャパシタＣ１が充電される。その結果、ＵＳＢ電流は流れず、デバイス蓄電量は一定のままとなる。また、キャパシタＣ１の蓄電量は増加する。
【００６３】
時刻Ｔ３において、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上となったとする。なお、時刻Ｔ３においては、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいものとする。
【００６４】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上となると、比較器１７２は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、信号Ｓ４の論理レベルがＬｏｗからＨｉｇｈに遷移すると、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ５を出力し、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上である時間の計測を開始する。
【００６５】
信号Ｓ４の論理レベルがＨｉｇｈであり、信号Ｓ５の論理レベルがＬｏｗであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号をＡＮＤ回路１７７に出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、かつ、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００６６】
したがって、時刻Ｔ２と同様に、スイッチ１３１，１３３はオフのままであり、スイッチ１３２はオンのままである。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２のままとなる。その結果、ＵＳＢ電流は流れず、デバイス蓄電量は一定のままとなる。また、キャパシタＣ１の蓄電量は増加する。
【００６７】
このように、本実施形態においては、ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さい状態から閾値Ｔｈ以上の状態になっても、環境発電部１１の発電電力の供給先を直ちには切り替えない。
【００６８】
時刻Ｔ３から切替禁止期間Ｔａを経過する前の時刻Ｔ４において、ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さくなったとする。なお、時刻Ｔ４では、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいものとする。
【００６９】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さいため、比較器１７２は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、信号Ｓ４の論理レベルがＬｏｗからＨｉｇｈに遷移した時刻Ｔ３から切替禁止期間Ｔａが経過するまでの間は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ５を出力する。時刻Ｔ４においては、時刻Ｔ３から切替禁止期間Ｔａを経過していないため、リトリガーＭＭＶ１７３は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ５を出力する。
【００７０】
信号Ｓ４の論理レベルがＬｏｗであり、信号Ｓ５の論理レベルがＬｏｗであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、かつ、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００７１】
したがって、時刻Ｔ３と同様に、スイッチ１３１，１３３はオフのままであり、スイッチ１３２はオンのままとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２のままとなる。その結果、ＵＳＢ電流は流れず、デバイス蓄電量は一定のままとなる。また、キャパシタＣ１の蓄電量は増加する。
【００７２】
時刻Ｔ３から切替禁止期間Ｔａを経過する前の時刻Ｔ５において、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上となったとする。なお、時刻Ｔ５においては、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいものとする。
【００７３】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上となると、比較器１７２は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、信号Ｓ４の論理レベルがＬｏｗからＨｉｇｈに遷移すると、時刻Ｔ３から開始した、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上である時間の計測期間をリセットし、再び、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上である時間の計測を開始する。したがって、リトリガーＭＭＶ１７３は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ５を出力する。
【００７４】
信号Ｓ４の論理レベルがＨｉｇｈであり、信号Ｓ５の論理レベルがＬｏｗであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、かつ、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００７５】
したがって、時刻Ｔ３と同様に、スイッチ１３１，１３３はオフのままであり、スイッチ１３２はオンのままとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２のままとなる。その結果、ＵＳＢ電流は流れず、デバイス蓄電量は一定のままとなる。また、キャパシタＣ１の蓄電量は増加する。
【００７６】
時刻Ｔ５から切替禁止期間Ｔａを経過する前の時刻Ｔ６において、ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さくなったとする。なお、時刻Ｔ６においては、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいものとする。
【００７７】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さくなると、比較器１７２は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、時刻Ｔ６においては、時刻Ｔ５から切替禁止期間Ｔａを経過していないため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ５を出力する。
【００７８】
信号Ｓ４の論理レベルがＬｏｗであり、信号Ｓ５の論理レベルがＬｏｗであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、かつ、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００７９】
したがって、時刻Ｔ３と同様に、スイッチ１３１，１３３はオフのままであり、スイッチ１３２はオンのままとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２のままとなる。その結果、ＵＳＢ電流は流れず、デバイス蓄電量は一定のままとなる。また、キャパシタＣ１の蓄電量は増加する。
【００８０】
時刻Ｔ７において、時刻Ｔ５から切替禁止期間Ｔａを経過したとする。なお、時刻Ｔ７においては、ＰＶ電流は閾値Ｔｈより小さく、また、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいものとする。
【００８１】
ＰＶ電流は閾値Ｔｈより小さいため、比較器１７２は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、時刻Ｔ５から切替禁止期間Ｔａが経過したため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ５を出力する。
【００８２】
信号Ｓ４の論理レベルがＬｏｗであり、信号Ｓ５の論理レベルがＨｉｇｈであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、かつ、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００８３】
したがって、時刻Ｔ３と同様に、スイッチ１３１，１３３はオフのままであり、スイッチ１３２はオンのままとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２のままとなる。その結果、ＵＳＢ電流は流れず、デバイス蓄電量は一定のままとなる。また、キャパシタＣ１の蓄電量は増加する。
【００８４】
時刻Ｔ８において、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃ以上となったとする。なお、時刻Ｔ８においては、ＰＶ電流は閾値Ｔｈより小さいとする。
【００８５】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さいため、比較器１７２は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ５を出力する。
【００８６】
信号Ｓ４の論理レベルがＬｏｗであり、信号Ｓ５の論理レベルがＨｉｇｈであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。また、反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃ以上であるため、論理レベルがＬｏｗの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＬｏｗであるため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃ以上であり、かつ、信号Ｓ２の論理レベルがＨｉｇｈからＬｏｗに遷移したため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ３を出力する。
【００８７】
したがって、スイッチ１３１，１３２はオフとなり、スイッチ１３３はオンとなる。そのため、蓄電部１２から被充電デバイス２０への電力の供給が開始される。その結果、外部ＩＦ１５を介してＵＳＢ電流が流れ、デバイス蓄電量は増加する。また、キャパシタＣ１の蓄電量は減少する。
【００８８】
時刻Ｔ９において、キャパシタＣ１の蓄電量が空となったとする。なお、時刻Ｔ９においては、ＰＶ電流は閾値Ｔｈより小さいものとする。
【００８９】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さいため、比較器１７２は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ５を出力する。
【００９０】
信号Ｓ４の論理レベルがＬｏｗであり、信号Ｓ５の論理レベルがＨｉｇｈであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、かつ、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、キャパシタＣ１の蓄電量が空となったため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００９１】
したがって、スイッチ１３１，１３３はオフとなり、スイッチ１３２はオンとなる。そのため、キャパシタＣ１の放電は停止され、再度、環境発電部１１により蓄電部１２（キャパシタＣ１）が充電される。その結果、キャパシタＣ１の蓄電量は増加する。また、環境発電部１１の発電電力は蓄電部１２の充電に用いられるので、ＵＳＢ電流は流れず、デバイス蓄電量は一定のままとなる。
【００９２】
時刻Ｔ１０において、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上となったとする。なお、時刻Ｔ１０においては、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいものとする。
【００９３】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上となると、比較器１７２は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、信号Ｓ４の論理レベルがＬｏｗからＨｉｇｈに遷移すると、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ５を出力し、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上である時間の計測を開始する。
【００９４】
信号Ｓ４の論理レベルがＨｉｇｈであり、信号Ｓ５の論理レベルがＬｏｗであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、かつ、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００９５】
したがって、時刻Ｔ９と同様に、スイッチ１３１，１３３はオフのままであり、スイッチ１３２はオンのままとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２のままとなる。その結果、ＵＳＢ電流は流れず、デバイス蓄電量は一定のままとなる。また、キャパシタＣ１の蓄電量は増加する。
【００９６】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上のまま、時刻Ｔ１０から切替禁止期間Ｔａが経過した時刻Ｔ１３となったとなる。なお、時刻Ｔ１３においては、キャパシタＣ１の蓄電量は閾値Ｔｃより小さいものとする。
【００９７】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上のままであるため、比較器１７２は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ４を切替禁止期間Ｔａの間、出力し続ける。論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ４が切替禁止期間Ｔａ以上出力され続けたため、リトリガーＭＭＶ１７３は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ５を出力する。
【００９８】
信号Ｓ４の論理レベルがＨｉｇｈであり、信号Ｓ５の論理レベルがＨｉｇｈであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＬｏｗの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＬｏｗであり、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【００９９】
したがって、スイッチ１３１はオンとなり、スイッチ１３２，１３３はオフとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先が蓄電部１２から被充電デバイス２０に切り替えられる。その結果、ＵＳＢ電流が流れ、デバイス蓄電量は増加する。
【０１００】
このように、本実施形態においては、環境発電部１１の発電電力の供給先が蓄電部１２である場合、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上となっても、その状態が所定時間（切替禁止期間Ｔａ）以上継続するまでは、環境発電部１１の発電電力の供給先の切り替えを禁止する。
【０１０１】
例えば、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上となると直ちに、環境発電部１１の発電電力の供給先を切り替える場合、図２に示す例では、時刻Ｔ３や時刻Ｔ５において、環境発電部１１の発電電力の供給先が蓄電部１２から被充電デバイス２０に切り替えられてしまう。図２においては、時刻Ｔ３，Ｔ５からあまり時間が経過していない時刻Ｔ４，Ｔ６において、ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さくなっている。この場合、時刻Ｔ４，Ｔ６において、環境発電部１１の発電電力の供給先が被充電デバイス２０から蓄電部１２に切り替えられてしまう。したがって、被充電デバイス２０の充電の切断、および、充電再開動作が繰り返され、充電再開動作によるエネルギーロスが生じてしまう。
【０１０２】
一方、本実施形態においては、上述したように、環境発電部１１の発電電力の供給先が蓄電部１２である場合、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上となっても、その状態が切替禁止期間Ｔａ以上継続されるまで、環境発電部１１の発電電力の供給先の切り替えを禁止するため、被充電デバイス２０の充電の切断、および、充電再開動作が繰り返されることを防ぎ、電力の無駄の発生を抑制することがでる。また、ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上である場合には、環境発電部１１により被充電デバイス２０を直接、充電することができる。そのため、蓄電部１２の蓄電が完了するのを待つことなく、被充電デバイス２０を充電することができるので、被充電デバイス２０の速やかな充電を図ることができる。
【０１０３】
なお、上述したように、蓄電部１２は複数の蓄電手段（例えば、キャパシタ）を備えていてもよい。図３は、蓄電部１２が蓄電手段として２つのキャパシタ（キャパシタＣ１，Ｃ２）を備える場合の、充電装置１０の動作を示すタイミングチャートである。なお、図３においては、ＰＶ電流の増減は図２と同様であるとする。
【０１０４】
時刻Ｔ２において、ＰＶ電流が閾値Ｔｈより小さくなり、環境発電部１１の発電電力の供給先が被充電デバイス２０から蓄電部１２に切り替えられると、充放電制御回路１４は、蓄電部１２が備える２つのキャパシタのうち、一方のキャパシタ（キャパシタＣ１）を環境発電部１１により充電する。その結果、キャパシタＣ１の蓄電量は増加する。
【０１０５】
時刻Ｔ７において、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃ以上となると、キャパシタＣ１による被充電デバイス２０への電力の供給が開始される。また、充放電制御回路１４は、蓄電部１２が備える２つのキャパシタのうち、他方のキャパシタ（キャパシタＣ２）を環境発電部１１により充電する。その結果、キャパシタＣ１の蓄電量は減少し、キャパシタＣ２の蓄電量は増加する。
【０１０６】
時刻Ｔ９において、キャパシタＣ１の蓄電量が空となると、キャパシタＣ１による被充電デバイス２０への電力の供給は停止される。そして、時刻Ｔ１０から切替禁止期間Ｔａが経過する前の時刻Ｔ１１において、キャパシタＣ２の蓄電量が閾値Ｔｃ以上となったとする。なお、時刻Ｔ１１においては、ＰＶ電流は閾値Ｔｈ以上であるとする。
【０１０７】
ＰＶ電流が閾値Ｔｈ以上であるため、比較器１７２は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、時刻Ｔ１１においては、時刻Ｔ１０から切替禁止期間Ｔａを経過していないため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ５を出力する。
【０１０８】
信号Ｓ４の論理レベルがＨｉｇｈであり、信号Ｓ５の論理レベルがＬｏｗであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃ以上であるため、論理レベルがＬｏｗの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＬｏｗであるため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃ以上であり、かつ、信号Ｓ２の論理レベルがＨｉｇｈからＬｏｗに遷移したため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ３を出力する。
【０１０９】
したがって、スイッチ１３１，１３２はオフとなり、スイッチ１３３はオンとなる。そのため、蓄電部１２のキャパシタＣ２から被充電デバイス２０への電力の供給が開始される。その結果、外部ＩＦ１５を介してＵＳＢ電流が流れ、デバイス蓄電量は増加する。また、キャパシタＣ２の蓄電量は減少する。
【０１１０】
時刻Ｔ１０から切替禁止期間Ｔａが経過する前の時刻Ｔ１２において、キャパシタＣ２の蓄電量が空となったとする。なお、時刻Ｔ１２においては、ＰＶ電流は閾値Ｔｈより大きいものとする。
【０１１１】
キャパシタＣ２の蓄電量が空となると、キャパシタＣ２による被充電デバイス２０への電力の供給は停止される。
【０１１２】
時刻Ｔ１２においては、ＰＶ電流が閾値Ｔｈより大きいため、比較器１７２は、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ４を出力する。また、リトリガーＭＭＶ１７３は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ５を出力する。
【０１１３】
信号Ｓ４の論理レベルがＨｉｇｈであり、信号Ｓ５の論理レベルがＬｏｗであるため、ＡＮＤ回路１７４は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１を出力する。反転回路１７５は、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ１が出力されると、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。また、比較器１７６は、キャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＨｉｇｈの信号を出力する。ＡＮＤ回路１７７は、反転回路１７５の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであり、かつ、比較器１７６の出力信号の論理レベルがＨｉｇｈであるため、論理レベルがＨｉｇｈの信号Ｓ２を出力する。また、システムコントローラ１６は、充電中のキャパシタＣ１の蓄電量が閾値Ｔｃより小さいため、論理レベルがＬｏｗの信号Ｓ３を出力する。
【０１１４】
したがって、スイッチ１３１，１３３はオフとなり、スイッチ１３２はオンとなる。そのため、環境発電部１１の発電電力の供給先は蓄電部１２のままであり、充放電制御回路１４は、環境発電部１１の発電電力による充電対象をキャパシタＣ１とする。その結果、キャパシタＣ１の蓄電量は増加する。また、環境発電部１１の発電電力は蓄電部１２の充電に用いられるので、ＵＳＢ電流は流れず、デバイス蓄電量は一定のままとなる。
【０１１５】
蓄電部１２が蓄電手段であるキャパシタを１つしか備えない場合、キャパシタの充電が完了し、そのキャパシタから被充電デバイス２０への電力の供給が行われている間は、環境発電部１１の発電電力は蓄電部１２の蓄電手段の充電にも、被充電デバイス２０の充電にも用いられず無駄となる。
【０１１６】
一方、蓄電部１２が蓄電手段であるキャパシタを複数備える場合、一のキャパシタの充電が完了し、その一のキャパシタから被充電デバイス２０への電力の供給が行われている間に、他のキャパシタを充電し、放電中の一のキャパシタの蓄電量が空になると、充電中の他のキャパシタから被充電デバイス２０への電力の供給を行うことができる。そのため、環境発電部１１の発電電力の無駄の発生を抑制、また、充電対象の被充電デバイス２０を速やかに充電することができる。
【０１１７】
このように本実施形態によれば、充電装置１０は、環境発電を行う環境発電部１１と、電力を蓄積する蓄電部１２と、環境発電部１１の発電電流が所定の閾値Ｔｈ以上である場合には、環境発電部１１から被充電デバイス２０に電力を供給させ、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈより小さい場合には、環境発電部１１から蓄電部１２に電力を供給させる制御手段１９とを備える。そして、制御手段１９は、環境発電部１１の電力の供給先が蓄電部１２である場合、環境発電部１１の発電電流が所定の閾値Ｔｈ以上となっても、環境発電部１１の電力の供給先の蓄電部１２から被充電デバイス２０への切り替えを禁止する。
【０１１８】
そのため、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈより小さくなり、環境発電部１１の発電が安定していない場合には、環境発電部１１の発電電力の供給先の切り替えを禁止することで、被充電デバイス２０への充電の切断が頻発することを防ぎ、電力の無駄の発生を抑制することができる。また、環境発電部１１の発電電流が閾値Ｔｈ以上である場合には、蓄電部１２の充電を待たずに、環境発電部１１の発電電力により直接、被充電デバイス２０を充電することができるので、被充電デバイス２０の速やかな充電を図ることができる。
【０１１９】
なお、本実施形態においては、蓄電部１２に蓄積された電力は、蓄電量が所定の閾値を超えると、被充電デバイス２０に供給される例を用いて説明したが、これに限られるものではない。例えば、蓄電部１２に蓄積された電力は、被充電デバイス２０に供給されず、そのまま蓄積されたままでも構わない。この場合、蓄電部１２に蓄積された電力は、使用者の必要に応じて、適当なタイミングで被充電デバイス２０に供給することができる。
【０１２０】
また、本実施形態においては、環境発電部１１を備えた充電装置１０と、被充電デバイス２０とがそれぞれ別個に設けられている例を用いて説明したが、これに限られるものではない。本発明は、例えば、太陽電池モジュールを備えたスマートフォンなど、発電電力量が変動する環境発電部を備えた電子機器に適用することも可能である。
【０１２１】
なお、上述した実施形態においては、環境発電部１１の発電電流が所定時間以上、閾値Ｔｈ以上であるか否かにより、環境発電部１１の発電が安定しているか否かを判定し、その判定結果に応じて、環境発電部１１の発電電力の供給先を、被充電デバイス２０と蓄電部１２との間で切り替える例を用いて説明したが、これに限られるものではない。例えば、環境発電部１１の発電電圧あるいは発電電力が所定の時間以上、所定の閾値以上であるか否かにより、環境発電部１１の発電が安定しているか否かを判定し、その判定結果に応じて、環境発電部１１の発電電力の供給先を切り替えるようにしてもよい。
【０１２２】
本発明を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロックなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明によれば、電力の無駄の発生を抑制し、充電対象の装置の速やかな充電を図ることができる充電装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０    充電装置
１１    環境発電部
１２    蓄電部
１３    給電先切り替え回路
１４    充放電制御回路
１５    外部ＩＦ
１６    システムコントローラ
１７    切り替え禁止回路
１９    制御手段
２０    被充電デバイス
１１１    太陽電池モジュール
１３１〜１３３    スイッチ
１５１    昇圧回路
１５２，２１    ＵＳＢ  ＩＦ
１７１    電流検出部
１７２，１７６    比較器
１７３    リトリガーＭＭＶ
１７４，１７７    ＡＮＤ回路
１７５    反転回路
【図１】
2017093266.tif 000003
【図２】
2017093266.tif 000004
【図３】
2017093266.tif 000005