JP6023486B2 - Power management circuit, electronic device and wireless sensor - Google Patents

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Description

本発明は、エネルギーハーベスト素子の利用技術に関する。   The present invention relates to a technique for using an energy harvesting element.

高所、遠隔地、人体内をはじめとするさまざまな箇所の状態をモニタするために無線センサーが利用される。たとえば温度測定用の無線センサーは、温度を測定する温度センサーと、温度センサーにより測定された温度データを、外部に送信するための無線ユニットと、を含む。無線ユニットを動作させるためには電源が必要とされるところ、電源に電池を利用すると電池の交換などのメンテナンスが必要となることから、無線センサーでは、電力源としてエネルギーハーベスト素子が利用される場合がある。   Wireless sensors are used to monitor the status of various places including high places, remote places, and the human body. For example, a wireless sensor for temperature measurement includes a temperature sensor that measures temperature, and a wireless unit that transmits temperature data measured by the temperature sensor to the outside. In order to operate the wireless unit, a power supply is required. However, if a battery is used as the power supply, maintenance such as battery replacement is required, so the wireless sensor uses an energy harvesting element as a power source. There is.

特開2012−019675号公報JP 2012-019675 A

エネルギーハーベスト素子は、環境発電素子とも称され、光、熱、振動などを、電力信号に変換することにより発電する。しかしながらエネルギーハーベスト素子の発電量は、周囲の状況に応じて時々刻々と変換する。したがって従来の無線センサーでは、エネルギーハーベスト素子が長時間発電できない状況が持続すると電力が枯渇するという問題があった。   The energy harvesting element is also referred to as an energy harvesting element, and generates electricity by converting light, heat, vibration, and the like into an electric power signal. However, the amount of power generated by the energy harvesting element changes from moment to moment according to the surrounding conditions. Therefore, the conventional wireless sensor has a problem that the power is depleted if the energy harvesting element cannot generate power for a long time.

かかる問題は、無線センサーに限らず、エネルギーハーベスト素子を利用したさまざまな機器において生じうる。   Such a problem can occur not only in a wireless sensor but also in various devices using an energy harvesting element.

本発明は係る状況に課題に鑑みてなされたものあり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、電力の枯渇を抑制可能な電源管理回路の提供にある。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a power management circuit capable of suppressing power depletion.

本発明のある態様は、電源管理回路に関する。電源管理回路は、それぞれに種類の異なるエネルギーハーベスト素子が接続され、対応するエネルギーハーベスト素子からの電力信号が入力される複数の入力端子と、複数の入力端子それぞれに入力される電力信号を受け、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択する電力信号選択部と、電力信号選択部から出力される電力信号を安定化する電源回路と、複数のエネルギーハーベスト素子それぞれの発電量を検出する検出回路と、を備える。電力信号選択部は、検出回路により検出されたエネルギーハーベスト素子それぞれの発電量にもとづき、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択する。   One embodiment of the present invention relates to a power management circuit. The power management circuit is connected to different types of energy harvesting elements, receives a plurality of input terminals to which power signals from the corresponding energy harvesting elements are input, and a power signal input to each of the plurality of input terminals, A power signal selection unit that selects a power signal from one energy harvesting element, a power supply circuit that stabilizes the power signal output from the power signal selection unit, and a detection circuit that detects the power generation amount of each of the plurality of energy harvesting elements And comprising. The power signal selection unit selects a power signal from one energy harvesting element based on the power generation amount of each energy harvesting element detected by the detection circuit.

この態様によると、あるエネルギーハーベスト素子の発電量が低下しても、別のエネルギーハーベスト素子からの電力信号によって負荷に電力を供給でき、電力の枯渇を抑制することができる。   According to this aspect, even if the power generation amount of a certain energy harvesting element is reduced, power can be supplied to the load by a power signal from another energy harvesting element, and depletion of power can be suppressed.

電力信号選択部は、通常動作時に、複数のエネルギーハーベスト素子のうち優先すべきプライマリエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択しており、プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量が減少したとき、別のセカンダリエネルギーハーベスト素子の発電量を測定し、セカンダリエネルギーハーベスト素子の発電量の方が大きいとき、セカンダリエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択してもよい。   The power signal selection unit selects a power signal from the primary energy harvesting element to be prioritized among a plurality of energy harvesting elements during normal operation, and when the power generation amount of the primary energy harvesting element decreases, another secondary energy is selected. The power generation amount of the harvesting element is measured, and when the power generation amount of the secondary energy harvesting element is larger, the power signal from the secondary energy harvesting element may be selected.

電力信号選択部は、セカンダリエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択した状態で、所定の周期毎に、プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量を測定し、プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量の方が大きいとき、プライマリエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択してもよい。   The power signal selection unit measures the power generation amount of the primary energy harvesting element for each predetermined cycle in a state where the power signal from the secondary energy harvesting element is selected, and when the power generation amount of the primary energy harvesting element is larger, A power signal from the primary energy harvesting element may be selected.

電力信号選択部は、複数の入力端子それぞれに入力される電力信号を受け、ひとつを選択するセレクタと、検出回路が測定した発電量を示すデータを格納する記憶手段と、記憶手段に格納される複数のエネルギーハーベスト素子の発電量を示すデータにもとづき、セレクタを制御するロジック部と、を含んでもよい。   The power signal selection unit receives a power signal input to each of the plurality of input terminals, selects one, a storage unit that stores data indicating the power generation amount measured by the detection circuit, and is stored in the storage unit And a logic unit that controls the selector based on the data indicating the power generation amount of the plurality of energy harvesting elements.

プライマリエネルギーハーベスト素子は光を電力に変換してもよい。セカンダリエネルギーハーベスト素子は熱を電力に変換してもよい。セカンダリエネルギーハーベスト素子は振動を電力に変換してもよい。   The primary energy harvesting element may convert light into electrical power. The secondary energy harvesting element may convert heat into electric power. The secondary energy harvesting element may convert vibration into electric power.

検出回路は、電力信号選択部に入力される各エネルギーハーベスト素子からの電力信号にもとづき、各エネルギーハーベスト素子の発電量を検出してもよい。
検出回路は、電源回路に入力される電力信号にもとづいて、そのとき電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出してもよい。
検出回路は、電源回路から出力される電力信号にもとづいて、そのとき電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出してもよい。
検出回路は、電源回路の出力電流にもとづいて、そのとき電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出してもよい。
The detection circuit may detect a power generation amount of each energy harvesting element based on a power signal from each energy harvesting element input to the power signal selection unit.
The detection circuit may detect the power generation amount of the energy harvesting element selected by the power signal selection unit based on the power signal input to the power supply circuit.
The detection circuit may detect the power generation amount of the energy harvesting element selected by the power signal selection unit based on the power signal output from the power supply circuit.
The detection circuit may detect the power generation amount of the energy harvesting element selected by the power signal selection unit at that time based on the output current of the power supply circuit.

本発明の別の態様もまた、電源管理回路である。この電源管理回路は、それぞれに種類の異なるエネルギーハーベスト素子が接続され、対応するエネルギーハーベスト素子からの電力信号が入力される複数の入力端子と、それぞれがエネルギーハーベスト素子ごとに設けられ、対応するエネルギーハーベスト素子からの電力信号を安定化させる複数の電源回路と、複数のエネルギーハーベスト素子それぞれの発電量を検出する検出回路と、複数の電源回路それぞれから出力される電力信号を受け、検出回路により検出されたエネルギーハーベスト素子それぞれの発電量にもとづき、ひとつのエネルギーハーベスト素子に対応する電源回路からの電力信号を選択する電力信号選択部と、を備える。   Another embodiment of the present invention is also a power management circuit. This power management circuit is provided with a plurality of input terminals to which different types of energy harvesting elements are connected and power signals from the corresponding energy harvesting elements are input, and each energy harvesting element is provided with a corresponding energy harvesting element. Multiple power supply circuits that stabilize the power signal from the harvesting element, a detection circuit that detects the amount of power generated by each of the multiple energy harvesting elements, and a power signal that is output from each of the multiple power supply circuits, and detected by the detection circuit A power signal selection unit that selects a power signal from a power supply circuit corresponding to one energy harvesting element based on the power generation amount of each energy harvesting element.

この態様によると、あるエネルギーハーベスト素子の発電量が低下しても、別のエネルギーハーベスト素子からの電力信号によって負荷に電力を供給でき、電力の枯渇を抑制することができる。   According to this aspect, even if the power generation amount of a certain energy harvesting element is reduced, power can be supplied to the load by a power signal from another energy harvesting element, and depletion of power can be suppressed.

電力信号選択部は、通常動作時に、複数のエネルギーハーベスト素子のうち優先すべきプライマリエネルギーハーベスト素子に対応する電源回路からの電力信号を選択しており、プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量が減少したとき、別のセカンダリエネルギーハーベスト素子の発電量を測定し、セカンダリエネルギーハーベスト素子の発電量の方が大きいとき、セカンダリエネルギーハーベスト素子に対応する電源回路からの電力信号を選択してもよい。   The power signal selection unit selects a power signal from the power supply circuit corresponding to the primary energy harvesting element to be prioritized among a plurality of energy harvesting elements during normal operation, and the power generation amount of the primary energy harvesting element decreases. The power generation amount of another secondary energy harvesting element may be measured, and when the power generation amount of the secondary energy harvesting element is larger, the power signal from the power supply circuit corresponding to the secondary energy harvesting element may be selected.

電力信号選択部は、セカンダリエネルギーハーベスト素子に対応する電源回路からの電力信号を選択した状態で、所定の周期毎に、プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量を測定し、プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量の方が大きいとき、プライマリエネルギーハーベスト素子に対応する電源回路からの電力信号を選択してもよい。   The power signal selection unit measures the power generation amount of the primary energy harvesting element for each predetermined period in a state where the power signal from the power supply circuit corresponding to the secondary energy harvesting element is selected, and determines the power generation amount of the primary energy harvesting element. If it is greater, the power signal from the power supply circuit corresponding to the primary energy harvesting element may be selected.

電力信号選択部は、複数の入力端子それぞれに入力される電力信号を受け、ひとつを選択するセレクタと、検出回路が測定した発電量を示すデータを格納する記憶手段と、記憶手段に格納される複数のエネルギーハーベスト素子の発電量を示すデータにもとづき、セレクタを制御するロジック部と、を含んでもよい。   The power signal selection unit receives a power signal input to each of the plurality of input terminals, selects one, a storage unit that stores data indicating the power generation amount measured by the detection circuit, and is stored in the storage unit And a logic unit that controls the selector based on the data indicating the power generation amount of the plurality of energy harvesting elements.

プライマリエネルギーハーベスト素子は光を電力に変換してもよい。セカンダリエネルギーハーベスト素子は熱を電力に変換してもよい。セカンダリエネルギーハーベスト素子は振動を電力に変換してもよい。   The primary energy harvesting element may convert light into electrical power. The secondary energy harvesting element may convert heat into electric power. The secondary energy harvesting element may convert vibration into electric power.

検出回路は、各電源回路に入力される電力信号にもとづき、各エネルギーハーベスト素子の発電量を検出してもよい。
検出回路は、各電源回路から出力される電力信号にもとづき、各エネルギーハーベスト素子の発電量を検出してもよい。
検出回路は、電力信号選択部から出力される電力信号にもとづいて、そのとき電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出してもよい。
The detection circuit may detect the power generation amount of each energy harvesting element based on a power signal input to each power supply circuit.
The detection circuit may detect the power generation amount of each energy harvesting element based on a power signal output from each power supply circuit.
The detection circuit may detect the power generation amount of the energy harvesting element selected by the power signal selection unit based on the power signal output from the power signal selection unit.

電源管理回路は、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。制御回路を1つのICとして集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。   The power management circuit may be integrated on a single semiconductor substrate. “Integrated integration” includes the case where all of the circuit components are formed on a semiconductor substrate and the case where the main components of the circuit are integrated. A resistor, a capacitor, or the like may be provided outside the semiconductor substrate. By integrating the control circuit as one IC, the circuit area can be reduced and the characteristics of the circuit elements can be kept uniform.

本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、複数のエネルギーハーベスト素子と、負荷回路と、複数のエネルギーハーベスト素子からの電力信号を受け、負荷回路に供給する上述のいずれかの電源管理回路と、を備えてもよい。   Another embodiment of the present invention relates to an electronic device. The electronic device may include a plurality of energy harvesting elements, a load circuit, and any one of the power management circuits described above that receives power signals from the plurality of energy harvesting elements and supplies the power signals to the load circuit.

本発明の別の態様は、無線センサーに関する。無線センサーは、複数のエネルギーハーベスト素子と、センサー素子と、センサー素子の出力を外部に送信する無線ユニットと、複数のエネルギーハーベスト素子からの電力信号を受け、無線ユニットに供給する上述のいずれかの電源管理回路と、を備えてもよい。   Another aspect of the present invention relates to a wireless sensor. The wireless sensor includes a plurality of energy harvesting elements, a sensor element, a wireless unit that transmits the output of the sensor element to the outside, and a power signal received from the plurality of energy harvesting elements and supplied to the wireless unit. A power management circuit.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明のある態様によれば、電力の枯渇を抑制できる。   According to an aspect of the present invention, power depletion can be suppressed.

第1の実施の形態に係る電源管理回路の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a power management circuit according to a first embodiment. FIG. 図1の電源管理回路の動作を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows operation | movement of the power management circuit of FIG. 第2の実施の形態に係る電源管理回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the power management circuit which concerns on 2nd Embodiment. 図4(a)、(b)は、電源管理回路を備える電子機器を示すブロック図およびその利用態様を示す図である。FIGS. 4A and 4B are a block diagram illustrating an electronic device including a power management circuit and a diagram illustrating a usage mode thereof. 図5(a)、(b)は、電源管理回路を備える無線センサーを示すブロック図およびその利用態様を示す図である。FIGS. 5A and 5B are a block diagram illustrating a wireless sensor including a power management circuit and a diagram illustrating a usage mode thereof.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as an electrical condition. It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state.

(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る電源管理回路100の構成を示す回路図である。
電源管理回路100は、複数(N個)の入力端子P1〜PN、電力信号選択部110、電源回路120、検出回路130を備え、ひとつの半導体基板に一体集積化される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a power management circuit 100 according to the first embodiment.
The power management circuit 100 includes a plurality (N) of input terminals P1 to PN, a power signal selection unit 110, a power circuit 120, and a detection circuit 130, and is integrated on a single semiconductor substrate.

複数の入力端子P1〜PNには、種類の異なるエネルギーハーベスト素子EH1〜EHNが接続され、i番目(1≦i≦N)の入力端子Piには、対応するエネルギーハーベスト素子EHiからの電力信号が入力される。本実施の形態では、N=2の場合を示すが本発明はそれには限定されず、そのNは任意である。複数のエネルギーハーベスト素子EH1、2の種類は特に限定されないが、それらが発電可能な環境は相補的な関係を有することが好ましい。   Different types of energy harvesting elements EH1 to EHN are connected to the plurality of input terminals P1 to PN, and the i-th (1 ≦ i ≦ N) input terminal Pi receives a power signal from the corresponding energy harvesting element EHi. Entered. In this embodiment, the case of N = 2 is shown, but the present invention is not limited to this, and N is arbitrary. The types of the plurality of energy harvesting elements EH1 and EH2 are not particularly limited, but it is preferable that the environments in which they can generate power have a complementary relationship.

エネルギーハーベスト素子EH1、EH2は、光を電気信号に変換する太陽電池、熱を電気信号に変換するペルチェ素子、振動を電気信号に変換するピエゾ素子(圧電素子)などが利用できる。複数のエネルギーハーベスト素子EH1、EH2には、期待される発電量にもとづいて優先順位が定められており、優先順位の最も高い素子EH1をプライマリ素子、残りEH2をセカンダリ素子とも称する。本実施の形態において、プライマリ素子EH1は最大発電量が大きな太陽電池であり、セカンダリ素子EH2は、その他の素子が選択される。   As the energy harvesting elements EH1 and EH2, a solar cell that converts light into an electric signal, a Peltier element that converts heat into an electric signal, a piezoelectric element (piezoelectric element) that converts vibration into an electric signal, and the like can be used. Priorities are determined for the plurality of energy harvesting elements EH1 and EH2 based on the expected power generation amount. The element EH1 having the highest priority is also referred to as a primary element, and the remaining EH2 is also referred to as a secondary element. In the present embodiment, primary element EH1 is a solar cell with a large maximum power generation amount, and other elements are selected as secondary element EH2.

セカンダリ素子EH2は、主としてプライマリ素子EH1の発電量が低下したときに使用されるため、発電可能な状況がプライマリ素子EH1と相補的な関係を有することが好ましい。   Since the secondary element EH2 is mainly used when the power generation amount of the primary element EH1 is reduced, it is preferable that the power generation possible state has a complementary relationship with the primary element EH1.

電力信号選択部110は、複数の入力端子P1〜PNそれぞれに入力される電力信号を受け、ひとつを選択する。   The power signal selection unit 110 receives a power signal input to each of the plurality of input terminals P1 to PN and selects one.

電源回路120は、電力信号選択部110から出力される電力信号を安定化する。電源回路120の出力端子には、2次電池あるいはコンデンサなどの蓄電手段150が接続される。電源回路120は、電力信号選択部110からの電力信号を昇圧し、蓄電手段を充電するDC/DCコンバータである。   The power supply circuit 120 stabilizes the power signal output from the power signal selection unit 110. A power storage means 150 such as a secondary battery or a capacitor is connected to the output terminal of the power supply circuit 120. The power supply circuit 120 is a DC / DC converter that boosts the power signal from the power signal selection unit 110 and charges the storage means.

検出回路130は、複数のエネルギーハーベスト素子EH1、EH2それぞれの発電量を検出する。検出回路130による発電量の検出方法は特に限定されないが、いくつかの好ましい方法を説明する。
方法1. 図1の検出回路130は、電力信号選択部110に入力される各エネルギーハーベスト素子EH1、EH2からの電力信号にもとづき、各エネルギーハーベスト素子EH1、EH2の発電量を検出する。この方法によれば、電力信号選択部110の選択状態によらずに、任意のエネルギーハーベスト素子EHの発電量を測定することができる。
なお検出回路130を、エネルギーハーベスト素子EHごとに設けた場合、複数のエネルギーハーベスト素子EHの発電量を同時に測定することも可能となる。
The detection circuit 130 detects the power generation amount of each of the plurality of energy harvesting elements EH1 and EH2. Although the detection method of the electric power generation amount by the detection circuit 130 is not specifically limited, Several preferable methods are demonstrated.
Method 1. The detection circuit 130 in FIG. 1 detects the power generation amount of each energy harvesting element EH1, EH2 based on the power signal from each energy harvesting element EH1, EH2 input to the power signal selection unit 110. According to this method, the power generation amount of any energy harvesting element EH can be measured regardless of the selection state of the power signal selection unit 110.
In addition, when the detection circuit 130 is provided for each energy harvesting element EH, it becomes possible to simultaneously measure the power generation amount of the plurality of energy harvesting elements EH.

方法2. 検出回路130は、電源回路120に入力される電力信号、すなわち電力信号選択部110から出力される電力信号にもとづいて、そのとき電力信号選択部110により選択されたエネルギーハーベスト素子EHの発電量を検出してもよい。   Method 2. The detection circuit 130 determines the power generation amount of the energy harvesting element EH selected by the power signal selection unit 110 based on the power signal input to the power supply circuit 120, that is, the power signal output from the power signal selection unit 110. It may be detected.

方法3. 検出回路130は、電源回路120から出力される電力信号にもとづいて、そのとき電力信号選択部110により選択されたエネルギーハーベスト素子EHの発電量を検出してもよい。
電源回路120の効率は、入力電圧の範囲に依存して変動するため、エネルギーハーベスト素子EH単体の発電量が大きくても、電源回路120の効率が低ければ、全体としての電力は小さくなる場合もある。方式3によれば、エネルギーハーベスト素子EHの発電量と、電源回路120の効率を考慮して、蓄電手段150および/または負荷(不図示)に最大電力を供給しうるエネルギーハーベスト素子EHを選択できる。
Method 3. Based on the power signal output from the power supply circuit 120, the detection circuit 130 may detect the power generation amount of the energy harvesting element EH selected by the power signal selection unit 110 at that time.
Since the efficiency of the power supply circuit 120 varies depending on the range of the input voltage, even if the power generation amount of the energy harvesting element EH alone is large, if the efficiency of the power supply circuit 120 is low, the overall power may be small. is there. According to the method 3, the energy harvesting element EH that can supply the maximum power to the power storage unit 150 and / or the load (not shown) can be selected in consideration of the power generation amount of the energy harvesting element EH and the efficiency of the power supply circuit 120. .

方式4. 検出回路130は、電源回路120の出力電流にもとづいて、そのとき電力信号選択部110により選択されたエネルギーハーベスト素子EHの発電量を検出してもよい。
電源回路120がスイッチングレギュレータなどであり、その出力電圧が所定レベルに保たれる場合には、電圧が既知であるため、電流を検出することは電力を検出することと等価となる。方式4によれば、検出回路130の構成を簡略化できる。
Method 4. The detection circuit 130 may detect the power generation amount of the energy harvesting element EH selected by the power signal selection unit 110 at that time based on the output current of the power supply circuit 120.
When the power supply circuit 120 is a switching regulator or the like and its output voltage is maintained at a predetermined level, since the voltage is known, detecting the current is equivalent to detecting power. According to the scheme 4, the configuration of the detection circuit 130 can be simplified.

電力信号選択部110は、検出回路130により検出されたエネルギーハーベスト素子EH1、EH2それぞれの発電量にもとづき、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択する。   The power signal selection unit 110 selects a power signal from one energy harvesting element based on the power generation amount of each of the energy harvesting elements EH1 and EH2 detected by the detection circuit 130.

具体的には、電力信号選択部110は、通常動作時に、複数のエネルギーハーベスト素子のうちプライマリ素子EH1からの電力信号を選択している。そして、プライマリ素子EH1の発電量が減少したとき、検出回路130は、別のセカンダリ素子EH2の発電量を測定する。そしてセカンダリ素子EH2の発電量の方が大きいとき、電力信号選択部110はセカンダリ素子EH2からの電力信号を選択する。   Specifically, the power signal selection unit 110 selects a power signal from the primary element EH1 among the plurality of energy harvesting elements during normal operation. When the power generation amount of the primary element EH1 decreases, the detection circuit 130 measures the power generation amount of another secondary element EH2. When the power generation amount of the secondary element EH2 is larger, the power signal selection unit 110 selects a power signal from the secondary element EH2.

電力信号選択部110は、セカンダリ素子EH2からの電力信号を選択した状態で、所定の周期ごとに、プライマリ素子EH1およびセカンダリ素子EH2の発電量を測定する。そして、プライマリ素子EH1の発電量の方が大きいとき、プライマリ素子EH1からの電力信号を選択する。セカンダリ素子EH2の発電量の方が大きい場合、電力信号選択部110は、引き続きセカンダリ素子EH2からの電力信号を選択する。   The power signal selection unit 110 measures the power generation amount of the primary element EH1 and the secondary element EH2 for each predetermined period in a state where the power signal from the secondary element EH2 is selected. When the power generation amount of the primary element EH1 is larger, the power signal from the primary element EH1 is selected. When the power generation amount of the secondary element EH2 is larger, the power signal selection unit 110 continues to select the power signal from the secondary element EH2.

電力信号選択部110は、記憶部112、ロジック部114、セレクタ116を含む。
セレクタ116は、複数の入力端子P1、P2それぞれに入力される電力信号を受け、ひとつを選択する。記憶部112は、メモリ、レジスタなどであり、検出回路130が測定した複数のエネルギーハーベスト素子EHそれぞれの発電量を示すデータを格納する。ロジック部114は、記憶部112に格納される複数のエネルギーハーベスト素子EHの発電量を示すデータにもとづき、セレクタ116を制御する。
The power signal selection unit 110 includes a storage unit 112, a logic unit 114, and a selector 116.
The selector 116 receives a power signal input to each of the plurality of input terminals P1 and P2, and selects one. The storage unit 112 is a memory, a register, or the like, and stores data indicating the power generation amount of each of the plurality of energy harvesting elements EH measured by the detection circuit 130. The logic unit 114 controls the selector 116 based on data indicating the power generation amount of the plurality of energy harvesting elements EH stored in the storage unit 112.

以上が電源管理回路100の構成である。続いてその動作を説明する。
図2は、図1の電源管理回路100の動作を示す波形図である。図2の上段は、エネルギーハーベスト素子EH1、EH2それぞれの発電量を、中段は、電力信号選択部110により選択されるエネルギーハーベスト素子EHを、下段は、検出回路130による電力検出のタイミングを示す。
The above is the configuration of the power management circuit 100. Next, the operation will be described.
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the power management circuit 100 of FIG. The upper part of FIG. 2 shows the power generation amount of each of the energy harvesting elements EH1 and EH2, the middle part shows the energy harvesting element EH selected by the power signal selection unit 110, and the lower part shows the timing of power detection by the detection circuit 130.

時刻t1〜t2の間、エネルギーハーベスト素子(プライマリ素子)EH1が十分に大きな電力を発生しており、電力信号選択部110はプライマリ素子EH1を選択している。この間、検出回路130は、所定の周期τ1ごとにプライマリ素子EH1の発電量を測定しており、ロジック部114がプライマリ素子EH1の発電量を所定のしきい値と比較する。   Between times t1 and t2, the energy harvesting element (primary element) EH1 generates sufficiently large power, and the power signal selection unit 110 selects the primary element EH1. During this time, the detection circuit 130 measures the power generation amount of the primary element EH1 every predetermined period τ1, and the logic unit 114 compares the power generation amount of the primary element EH1 with a predetermined threshold value.

時刻t2にプライマリ素子EH1の発電量が低下する。次の電力測定タイミングt3において、ロジック部114により、プライマリ素子EH1の発電量がしきい値より低くなったことが検出されると、セカンダリ素子EH2の発電量が測定される。
その結果、セカンダリ素子EH2の発電量が大きいと判定されると、時刻t4に電力信号選択部110は、セカンダリ素子EH2からの電力信号を選択する。
At time t2, the power generation amount of the primary element EH1 decreases. When the logic unit 114 detects that the power generation amount of the primary element EH1 is lower than the threshold value at the next power measurement timing t3, the power generation amount of the secondary element EH2 is measured.
As a result, when it is determined that the power generation amount of the secondary element EH2 is large, the power signal selection unit 110 selects the power signal from the secondary element EH2 at time t4.

電力信号選択部110がセカンダリ素子EH2を選択する間も、検出回路130は、所定の周期τ2ごとに、エネルギーハーベスト素子EH1、EH2の発電量を測定する。周期τ2は、周期τ1と同じであってもよいし、異なっていてもよい。   While the power signal selection unit 110 selects the secondary element EH2, the detection circuit 130 measures the power generation amount of the energy harvesting elements EH1 and EH2 for each predetermined period τ2. The period τ2 may be the same as or different from the period τ1.

検出タイミングt5において、プライマリ素子EH1とセカンダリ素子EH2の発電量が測定される。このときはプライマリ素子EH1の発電量の方が小さいため、電力信号選択部110はセカンダリ素子EH2を選択し続ける。次の検出タイミングt6では、プライマリ素子EH1の発電量の方が大きいため、電力信号選択部110はプライマリ素子EH1を選択する。   At the detection timing t5, the power generation amounts of the primary element EH1 and the secondary element EH2 are measured. At this time, since the power generation amount of the primary element EH1 is smaller, the power signal selection unit 110 continues to select the secondary element EH2. At the next detection timing t6, the power signal selection unit 110 selects the primary element EH1 because the power generation amount of the primary element EH1 is larger.

以上が電源管理回路100の動作である。
この電源管理回路100によれば、あるエネルギーハーベスト素子の発電量が低下しても、別のエネルギーハーベスト素子からの電力信号によって負荷に電力を供給でき、電力の枯渇を抑制することができる。
The above is the operation of the power management circuit 100.
According to the power management circuit 100, even if the power generation amount of a certain energy harvesting element is reduced, power can be supplied to the load by a power signal from another energy harvesting element, and depletion of power can be suppressed.

また、複数のエネルギーハーベスト素子EHについて、期待される発電量にもとづいて優先順位を付け、プライマリ素子EH1の発電量が十分に大きい場合には、プライマリ素子EH1を優先的に使用することとし、その発電量が低下した場合に、セカンダリ素子EH2を使用することにより、電源管理回路100全体としての発電量を高めることができる。   In addition, priorities are assigned to the plurality of energy harvesting elements EH based on the expected power generation amount. When the power generation amount of the primary element EH1 is sufficiently large, the primary element EH1 is preferentially used. When the power generation amount decreases, the power generation amount of the power management circuit 100 as a whole can be increased by using the secondary element EH2.

検出回路130を動作させて発電量を測定する際には、検出回路130が電力を消費する。実施の形態に係る電源管理回路100によれば、プライマリ素子EH1から十分な発電量が得られるときには、セカンダリ素子EH2の発電量は測定しないこととしているため、検出回路130の消費電力を抑制できるという利点もある。   When the power generation amount is measured by operating the detection circuit 130, the detection circuit 130 consumes power. According to the power management circuit 100 according to the embodiment, when the sufficient power generation amount is obtained from the primary element EH1, the power generation amount of the secondary element EH2 is not measured, so that the power consumption of the detection circuit 130 can be suppressed. There are also advantages.

また、複数のエネルギーハーベスト素子EHに対して、単一の電源回路120を共有して利用するため、電源管理回路100全体のサイズをコンパクトに収めることができる。   In addition, since the single power supply circuit 120 is shared and used for the plurality of energy harvesting elements EH, the overall size of the power management circuit 100 can be made compact.

(第2の実施の形態)
図3は、第2の実施の形態に係る電源管理回路100aの構成を示す回路図である。
電源管理回路100aは、複数の電源回路120_1、120_2、電力信号選択部110a、検出回路130を備える。
複数の電源回路120_1、120_2はそれぞれ、エネルギーハーベスト素子EH1、EH2ごとに設けられ、対応するエネルギーハーベスト素子からの電力信号を安定化させる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the power management circuit 100a according to the second embodiment.
The power management circuit 100a includes a plurality of power supply circuits 120_1 and 120_2, a power signal selection unit 110a, and a detection circuit 130.
The plurality of power supply circuits 120_1 and 120_2 are provided for the energy harvesting elements EH1 and EH2, respectively, and stabilize the power signal from the corresponding energy harvesting element.

検出回路130は、複数のエネルギーハーベスト素子EH1、EH2それぞれの発電量を検出する。検出回路130については、第1の実施の形態と同様である。すなわち検出回路130は、電源回路120_1、120_2の入力を監視してもよいし、電源回路120_1、120_2の出力を監視してもよいし、電力信号選択部110aの出力を監視してもよい。   The detection circuit 130 detects the power generation amount of each of the plurality of energy harvesting elements EH1 and EH2. The detection circuit 130 is the same as that in the first embodiment. That is, the detection circuit 130 may monitor the inputs of the power supply circuits 120_1 and 120_2, may monitor the outputs of the power supply circuits 120_1 and 120_2, or may monitor the output of the power signal selection unit 110a.

電力信号選択部110aは、複数の電源回路120_1、120_2それぞれから出力される電力信号を受け、検出回路130により検出されたエネルギーハーベスト素子EH1、EH2それぞれの発電量にもとづき、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択する。電力信号選択部110aの構成は図1の電力信号選択部110と同様である。   The power signal selection unit 110a receives a power signal output from each of the plurality of power supply circuits 120_1 and 120_2, and from one energy harvesting element based on the amount of power generated by each of the energy harvesting elements EH1 and EH2 detected by the detection circuit 130. Select the power signal. The configuration of the power signal selection unit 110a is the same as that of the power signal selection unit 110 of FIG.

以上が第2の実施の形態に係る電源管理回路100aの構成である。
電源管理回路100aによっても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
The above is the configuration of the power management circuit 100a according to the second embodiment.
The same effect as that of the first embodiment can also be obtained by the power management circuit 100a.

電源管理回路100aは、エネルギーハーベスト素子EHごとに電源回路120を設けているため、回路面積の観点で電源管理回路100よりも不利である。しかしながら、電源回路120_1、120_2それぞれを、エネルギーハーベスト素子EH1、EH2それぞれの出力電圧−出力電流特性に応じて最適化して設計することができるため、複数のエネルギーハーベスト素子EH間で単一の電源回路120を共有する場合に比べて、効率の観点で有利である。   Since the power management circuit 100a is provided with the power circuit 120 for each energy harvesting element EH, the power management circuit 100a is more disadvantageous than the power management circuit 100 in terms of circuit area. However, since each of the power supply circuits 120_1 and 120_2 can be optimized and designed according to the output voltage-output current characteristics of each of the energy harvesting elements EH1 and EH2, a single power supply circuit is provided between the plurality of energy harvesting elements EH. Compared to the case of sharing 120, it is advantageous in terms of efficiency.

最後に、第1、第2の実施の形態に係る電源管理回路の用途を説明する。
図4(a)、(b)は、電源管理回路100を備える電子機器を示すブロック図およびその利用態様を示す図である。
Finally, the application of the power management circuit according to the first and second embodiments will be described.
FIGS. 4A and 4B are a block diagram illustrating an electronic device including the power management circuit 100 and a diagram illustrating a usage mode thereof.

図4(a)の電子機器500は、複数のエネルギーハーベスト素子EH1、EH2と、負荷回路502と、複数のエネルギーハーベスト素子EH1、EH2からの電力信号を受け、負荷回路502に供給する電源管理回路100と、を備える。   4A includes a plurality of energy harvesting elements EH1 and EH2, a load circuit 502, and a power management circuit that receives power signals from the plurality of energy harvesting elements EH1 and EH2 and supplies the power signal to the load circuit 502. 100.

図4(b)に示すように、電子機器500は、たとえば人体510内に埋め込まれる医療用デバイス、たとえばペースメーカであってもよい。負荷502は、心臓512に刺激を与える電気刺激発生装置である。エネルギーハーベスト素子EH1、EH2としては、熱を電気信号に変換する素子、振動を電気信号に変換する素子が利用できる。この構成によれば、電力の枯渇を抑制でき、電子機器500を安定的に動作させることができる。   As shown in FIG. 4B, the electronic device 500 may be, for example, a medical device embedded in a human body 510, such as a pacemaker. The load 502 is an electrical stimulation generator that applies stimulation to the heart 512. As the energy harvesting elements EH1 and EH2, an element that converts heat into an electric signal and an element that converts vibration into an electric signal can be used. According to this configuration, power depletion can be suppressed, and electronic device 500 can be operated stably.

図5(a)、(b)は、電源管理回路100を備える無線センサー600を示すブロック図およびその利用態様を示す図である。
図5(a)の無線センサー600は、複数のエネルギーハーベスト素子EH1、EH2、センサー素子602、マイクロコントローラ604、無線ユニット606、電源管理回路100を備える。
FIGS. 5A and 5B are a block diagram illustrating a wireless sensor 600 including the power management circuit 100 and a diagram illustrating how the wireless sensor 600 is used.
The wireless sensor 600 of FIG. 5A includes a plurality of energy harvesting elements EH1 and EH2, a sensor element 602, a microcontroller 604, a wireless unit 606, and a power management circuit 100.

無線センサー600は、それが設置される箇所の周囲の状態、たとえば温度、消費電力、圧力、振動、変位、加速度などをモニタし、遠隔して配置される管理デバイスに、モニタ結果を送信する。無線センサー600は、図5(b)に示すようなビル管理システム(BEMS:Building and Energy Management System)に利用できる。この場合、複数の無線センサー600が、ビル650の部屋ごと、もしくはフロアごとに配置される。
図5(a)の無線センサー600は、工場エネルギー管理システム(Factory Energy Management System)、地殻変動の検知システム、地震予測システム、道路や橋梁のセンサー、人体内、あるいは動物体内のヘルスモニタなどにも利用可能である。
The wireless sensor 600 monitors a surrounding state of a place where the wireless sensor 600 is installed, for example, temperature, power consumption, pressure, vibration, displacement, acceleration, and the like, and transmits the monitoring result to a remotely disposed management device. The wireless sensor 600 can be used in a building management system (BEMS) as shown in FIG. In this case, a plurality of wireless sensors 600 are arranged for each room or floor of the building 650.
The wireless sensor 600 in FIG. 5A is used in a factory energy management system, a crustal movement detection system, an earthquake prediction system, a road and bridge sensor, a human body, or a health monitor in an animal body. Is available.

センサー素子602は、無線センサー600のセンシングの対象となる特性、すなわち温度、消費電力、圧力、振動、変位、加速度などを測定する。マイクロコントローラ604は、センサー素子602の測定値を受け、必要に応じた信号処理を行い、無線ユニット606に送信する。無線ユニット606は、測定値に応じたRF信号を送信する。   The sensor element 602 measures characteristics to be sensed by the wireless sensor 600, that is, temperature, power consumption, pressure, vibration, displacement, acceleration, and the like. The microcontroller 604 receives the measurement value of the sensor element 602, performs signal processing as necessary, and transmits it to the wireless unit 606. The wireless unit 606 transmits an RF signal corresponding to the measurement value.

かかる無線センサー600において、電源管理回路100は、センサー素子602、マイクロコントローラ604、無線ユニット606に対して電力を供給する。たとえばエネルギーハーベスト素子EH1は、光を電気信号に変換する素子であり、エネルギーハーベスト素子EH2は、熱や振動を電気信号に変換する素子である。   In such a wireless sensor 600, the power management circuit 100 supplies power to the sensor element 602, the microcontroller 604, and the wireless unit 606. For example, the energy harvesting element EH1 is an element that converts light into an electrical signal, and the energy harvesting element EH2 is an element that converts heat and vibration into an electrical signal.

この構成によれば、電力の枯渇を抑制でき、無線センサー600を安定的に動作させることができる。   According to this configuration, power depletion can be suppressed, and the wireless sensor 600 can be stably operated.

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。   Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many modifications and arrangements can be made without departing from the spirit of the present invention.

EH…エネルギーハーベスト素子、100…電源管理回路、110…電力信号選択部、112…記憶部、114…ロジック部、116…セレクタ、120…電源回路、130…検出回路、150…蓄電手段、500…電子機器、502…負荷回路、600…無線センサー、602…センサー素子、604…マイクロコントローラ、606…無線ユニット。 EH ... energy harvesting element, 100 ... power management circuit, 110 ... power signal selection unit, 112 ... storage unit, 114 ... logic unit, 116 ... selector, 120 ... power supply circuit, 130 ... detection circuit, 150 ... power storage means, 500 ... Electronic device 502 ... Load circuit 600 ... Wireless sensor 602 ... Sensor element 604 ... Microcontroller 606 ... Wireless unit

Claims (25)

それぞれに種類の異なるエネルギーハーベスト素子が接続され、対応するエネルギーハーベスト素子からの電力信号が入力される複数の入力端子と、
前記複数の入力端子それぞれに入力される電力信号を受け、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択する電力信号選択部と、
前記電力信号選択部から出力される電力信号を安定化する電源回路と、
複数の前記エネルギーハーベスト素子それぞれの発電量を検出する検出回路と、
を備え、
前記電力信号選択部は、前記検出回路により検出された前記エネルギーハーベスト素子それぞれの発電量にもとづき、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択し、通常動作時に、複数の前記エネルギーハーベスト素子のうち優先すべきプライマリエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択しており、前記プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量が減少したとき、別のセカンダリエネルギーハーベスト素子の発電量を測定し、前記セカンダリエネルギーハーベスト素子の発電量の方が大きいとき、前記セカンダリエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択することを特徴とする電源管理回路。
A plurality of input terminals to which different types of energy harvesting elements are connected and power signals from the corresponding energy harvesting elements are input,
A power signal selection unit that receives a power signal input to each of the plurality of input terminals and selects a power signal from one energy harvesting element;
A power supply circuit for stabilizing the power signal output from the power signal selection unit;
A detection circuit for detecting a power generation amount of each of the plurality of energy harvesting elements;
With
The power signal selection unit selects a power signal from one energy harvesting element based on the power generation amount of each energy harvesting element detected by the detection circuit , and during normal operation, among the plurality of energy harvesting elements When the power signal from the primary energy harvesting element to be prioritized is selected and the power generation amount of the primary energy harvesting element is reduced, the power generation amount of another secondary energy harvesting element is measured, and the power generation of the secondary energy harvesting element is performed. when Write amount is large, the secondary energy harvesting to that power management circuit and selects a power signal from element.
前記電力信号選択部は、前記セカンダリエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択した状態で、所定の周期毎に、前記プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量を測定し、前記プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量の方が大きいとき、前記プライマリエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択することを特徴とする請求項に記載の電源管理回路。 The power signal selection unit measures a power generation amount of the primary energy harvesting element at a predetermined cycle in a state where a power signal from the secondary energy harvesting element is selected, and determines a power generation amount of the primary energy harvesting element. is large, the power management circuit of claim 1, wherein the selecting the power signal from the primary energy harvesting device. 前記電力信号選択部は、
前記複数の入力端子それぞれに入力される電力信号を受け、ひとつを選択するセレクタと、
前記検出回路が測定した発電量を示すデータを格納する記憶手段と、
前記記憶手段に格納される複数の前記エネルギーハーベスト素子の発電量を示すデータにもとづき、前記セレクタを制御するロジック部と、
を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の電源管理回路。
The power signal selector is
A selector that receives a power signal input to each of the plurality of input terminals and selects one;
Storage means for storing data indicating the amount of power generation measured by the detection circuit;
A logic unit for controlling the selector based on data indicating the power generation amount of the plurality of energy harvesting elements stored in the storage unit;
Power management circuit according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a.
前記プライマリエネルギーハーベスト素子は光を電力に変換することを特徴とする請求項1または2に記載の電源管理回路。 Power management circuit according to claim 1 or 2, wherein the primary energy harvesting device and converting light into electricity. 前記セカンダリエネルギーハーベスト素子は熱を電力に変換することを特徴とする請求項1または2に記載の電源管理回路。 Power management circuit according to claim 1 or 2, wherein the secondary energy harvesting device and converting heat into electricity. 前記セカンダリエネルギーハーベスト素子は振動を電力に変換することを特徴とする請求項1または2に記載の電源管理回路。 Power management circuit according to claim 1 or 2, wherein the secondary energy harvesting device and converting the vibration to electric power. 前記検出回路は、前記電力信号選択部に入力される各エネルギーハーベスト素子からの電力信号にもとづき、各エネルギーハーベスト素子の発電量を検出することを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の電源管理回路。 The said detection circuit detects the electric power generation amount of each energy harvesting element based on the electric power signal from each energy harvesting element input into the said electric power signal selection part, The any one of Claim 1 to 6 characterized by the above-mentioned. Power management circuit. 前記検出回路は、前記電源回路に入力される電力信号にもとづいて、そのとき前記電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出することを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の電源管理回路。 The detection circuit, based on the power signal input to the power supply circuit, one of claims 1 to 6, characterized in that to detect the power generation amount of the selected energy harvesting device by the time the power signal selector The power management circuit according to the above. 前記検出回路は、前記電源回路から出力される電力信号にもとづいて、そのとき前記電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出することを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の電源管理回路。 The detection circuit, based on the power signal output from the power supply circuit, one of claims 1 to 6, characterized in that to detect the power generation amount of the selected energy harvesting device by the time the power signal selector The power management circuit according to the above. 前記検出回路は、前記電源回路の出力電流にもとづいて、そのとき前記電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出することを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の電源管理回路。 The detection circuit, based on an output current of said power supply circuit, according to claim 1, wherein 6 to detect the power generation amount of the selected energy harvesting device by the time the power signal selector Power management circuit. それぞれに種類の異なるエネルギーハーベスト素子が接続され、対応するエネルギーハーベスト素子からの電力信号が入力される複数の入力端子と、
前記複数の入力端子それぞれに入力される電力信号を受け、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択する電力信号選択部と、
前記電力信号選択部から出力される電力信号を安定化する電源回路と、
複数の前記エネルギーハーベスト素子それぞれの発電量を検出する検出回路と、
を備え、
前記電力信号選択部は、前記検出回路により検出された前記エネルギーハーベスト素子それぞれの発電量にもとづき、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択し、
前記検出回路は、前記電源回路に入力される電力信号にもとづいて、そのとき前記電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出することを特徴とする電源管理回路。
A plurality of input terminals to which different types of energy harvesting elements are connected and power signals from the corresponding energy harvesting elements are input,
A power signal selection unit that receives a power signal input to each of the plurality of input terminals and selects a power signal from one energy harvesting element;
A power supply circuit for stabilizing the power signal output from the power signal selection unit;
A detection circuit for detecting a power generation amount of each of the plurality of energy harvesting elements;
With
The power signal selection unit selects a power signal from one energy harvesting element based on the power generation amount of each energy harvesting element detected by the detection circuit,
The detection circuit, the based on the power signal to be input to the power supply circuit, that when said power signal to that power management circuit and detecting a power generation amount of energy harvesting device selected by the selection unit.
それぞれに種類の異なるエネルギーハーベスト素子が接続され、対応するエネルギーハーベスト素子からの電力信号が入力される複数の入力端子と、
前記複数の入力端子それぞれに入力される電力信号を受け、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択する電力信号選択部と、
前記電力信号選択部から出力される電力信号を安定化する電源回路と、
複数の前記エネルギーハーベスト素子それぞれの発電量を検出する検出回路と、
を備え、
前記電力信号選択部は、前記検出回路により検出された前記エネルギーハーベスト素子それぞれの発電量にもとづき、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択し、
前記検出回路は、前記電源回路から出力される電力信号にもとづいて、そのとき前記電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出することを特徴とする電源管理回路。
A plurality of input terminals to which different types of energy harvesting elements are connected and power signals from the corresponding energy harvesting elements are input,
A power signal selection unit that receives a power signal input to each of the plurality of input terminals and selects a power signal from one energy harvesting element;
A power supply circuit for stabilizing the power signal output from the power signal selection unit;
A detection circuit for detecting a power generation amount of each of the plurality of energy harvesting elements;
With
The power signal selection unit selects a power signal from one energy harvesting element based on the power generation amount of each energy harvesting element detected by the detection circuit,
The detection circuit, the based on the power signal output from the power source circuit, that when said power signal to that power management circuit and detecting a power generation amount of energy harvesting device selected by the selection unit.
それぞれに種類の異なるエネルギーハーベスト素子が接続され、対応するエネルギーハーベスト素子からの電力信号が入力される複数の入力端子と、
前記複数の入力端子それぞれに入力される電力信号を受け、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択する電力信号選択部と、
前記電力信号選択部から出力される電力信号を安定化する電源回路と、
複数の前記エネルギーハーベスト素子それぞれの発電量を検出する検出回路と、
を備え、
前記電力信号選択部は、前記検出回路により検出された前記エネルギーハーベスト素子それぞれの発電量にもとづき、ひとつのエネルギーハーベスト素子からの電力信号を選択し、
前記検出回路は、前記電源回路の出力電流にもとづいて、そのとき前記電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出することを特徴とする電源管理回路。
A plurality of input terminals to which different types of energy harvesting elements are connected and power signals from the corresponding energy harvesting elements are input,
A power signal selection unit that receives a power signal input to each of the plurality of input terminals and selects a power signal from one energy harvesting element;
A power supply circuit for stabilizing the power signal output from the power signal selection unit;
A detection circuit for detecting a power generation amount of each of the plurality of energy harvesting elements;
With
The power signal selection unit selects a power signal from one energy harvesting element based on the power generation amount of each energy harvesting element detected by the detection circuit,
The detection circuit, the power source based on the output current circuit, then the said power signal to that power management circuit and detecting a power generation amount of energy harvesting device selected by the selection unit.
それぞれに種類の異なるエネルギーハーベスト素子が接続され、対応するエネルギーハーベスト素子からの電力信号が入力される複数の入力端子と、
それぞれが前記エネルギーハーベスト素子ごとに設けられ、対応するエネルギーハーベスト素子からの電力信号を安定化させる複数の電源回路と、
複数の前記エネルギーハーベスト素子それぞれの発電量を検出する検出回路と、
前記複数の電源回路それぞれから出力される電力信号を受け、前記検出回路により検出された前記エネルギーハーベスト素子それぞれの発電量にもとづき、ひとつのエネルギーハーベスト素子に対応する電源回路からの電力信号を選択する電力信号選択部と、
を備え、
前記電力信号選択部は、通常動作時に、複数の前記エネルギーハーベスト素子のうち優先すべきプライマリエネルギーハーベスト素子に対応する電源回路からの電力信号を選択しており、前記プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量が減少したとき、別のセカンダリエネルギーハーベスト素子の発電量を測定し、前記セカンダリエネルギーハーベスト素子の発電量の方が大きいとき、前記セカンダリエネルギーハーベスト素子に対応する電源回路からの電力信号を選択することを特徴とする電源管理回路。
A plurality of input terminals to which different types of energy harvesting elements are connected and power signals from the corresponding energy harvesting elements are input,
A plurality of power supply circuits, each provided for each energy harvesting element, for stabilizing the power signal from the corresponding energy harvesting element;
A detection circuit for detecting a power generation amount of each of the plurality of energy harvesting elements;
The power signal output from each of the plurality of power supply circuits is received, and the power signal from the power supply circuit corresponding to one energy harvesting element is selected based on the power generation amount of each of the energy harvesting elements detected by the detection circuit. A power signal selector;
With
The power signal selection unit selects a power signal from a power supply circuit corresponding to a primary energy harvesting element to be prioritized among the plurality of energy harvesting elements during normal operation, and the amount of power generated by the primary energy harvesting element is When the power generation amount of another secondary energy harvesting element is measured when decreasing, and when the power generation amount of the secondary energy harvesting element is larger, selecting a power signal from the power supply circuit corresponding to the secondary energy harvesting element power management circuit characterized.
前記電力信号選択部は、前記セカンダリエネルギーハーベスト素子に対応する電源回路からの電力信号を選択した状態で、所定の周期ごとに、前記プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量を測定し、前記プライマリエネルギーハーベスト素子の発電量の方が大きいとき、前記プライマリエネルギーハーベスト素子に対応する電源回路からの電力信号を選択することを特徴とする請求項14に記載の電源管理回路。 The power signal selection unit measures a power generation amount of the primary energy harvesting element for each predetermined period in a state where a power signal from a power supply circuit corresponding to the secondary energy harvesting element is selected, and the primary energy harvesting element The power management circuit according to claim 14 , wherein a power signal from a power supply circuit corresponding to the primary energy harvesting element is selected when the amount of power generation is larger. 前記電力信号選択部は、
前記複数の入力端子それぞれに入力される電力信号を受け、ひとつを選択するセレクタと、
前記検出回路が測定した発電量を示すデータを格納する記憶手段と、
前記記憶手段に格納される複数の前記エネルギーハーベスト素子の発電量を示すデータにもとづき、前記セレクタを制御するロジック部と、
を含むことを特徴とする請求項14または15に記載の電源管理回路。
The power signal selector is
A selector that receives a power signal input to each of the plurality of input terminals and selects one;
Storage means for storing data indicating the amount of power generation measured by the detection circuit;
A logic unit for controlling the selector based on data indicating the power generation amount of the plurality of energy harvesting elements stored in the storage unit;
The power management circuit according to claim 14 , wherein the power management circuit includes:
前記プライマリエネルギーハーベスト素子は光を電力に変換することを特徴とする請求項14から16のいずれかに記載の電源管理回路。 The power management circuit according to claim 14, wherein the primary energy harvesting element converts light into electric power. 前記セカンダリエネルギーハーベスト素子は熱を電力に変換することを特徴とする請求項14から16のいずれかに記載の電源管理回路。 The power management circuit according to claim 14, wherein the secondary energy harvesting element converts heat into electric power. 前記セカンダリエネルギーハーベスト素子は振動を電力に変換することを特徴とする請求項14から16のいずれかに記載の電源管理回路。 The power management circuit according to claim 14, wherein the secondary energy harvesting element converts vibration into electric power. 前記検出回路は、各電源回路に入力される電力信号にもとづき、各エネルギーハーベスト素子の発電量を検出することを特徴とする請求項14から19のいずれかに記載の電源管理回路。 20. The power management circuit according to claim 14 , wherein the detection circuit detects a power generation amount of each energy harvesting element based on a power signal input to each power supply circuit. 前記検出回路は、各電源回路から出力される電力信号にもとづき、各エネルギーハーベスト素子の発電量を検出することを特徴とする請求項14から19のいずれかに記載の電源管理回路。 20. The power management circuit according to claim 14 , wherein the detection circuit detects a power generation amount of each energy harvesting element based on a power signal output from each power supply circuit. 前記検出回路は、前記電力信号選択部から出力される電力信号にもとづいて、そのとき前記電力信号選択部により選択されたエネルギーハーベスト素子の発電量を検出することを特徴とする請求項14から19のいずれかに記載の電源管理回路。 The detection circuit, the power signal based on the power signal output from the selecting section 19 from claim 14, characterized in that to detect the power generation amount of the selected energy harvesting device by the time the power signal selector The power management circuit according to any one of the above. ひとつの半導体基板に一体集積化されたことを特徴とする請求項1から22のいずれかに記載の電源管理回路。 Power management circuit according to any one of claims 1 22, characterized in that it is integrated on a single semiconductor substrate. 複数のエネルギーハーベスト素子と、
負荷回路と、
複数の前記エネルギーハーベスト素子からの電力信号を受け、前記負荷回路に供給する請求項1から23のいずれかに記載の電源管理回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。
Multiple energy harvesting elements;
A load circuit;
The power management circuit according to any one of claims 1 to 23 , which receives power signals from a plurality of the energy harvesting elements and supplies the power signals to the load circuit;
An electronic device comprising:
複数のエネルギーハーベスト素子と、
センサー素子と、
前記センサー素子の出力値を外部に送信する無線ユニットと、
複数の前記エネルギーハーベスト素子からの電力信号を受け、前記無線ユニットに供給する請求項1から23のいずれかに記載の電源管理回路と、
を備えることを特徴とする無線センサー。
Multiple energy harvesting elements;
A sensor element;
A wireless unit for transmitting the output value of the sensor element to the outside;
The power management circuit according to any one of claims 1 to 23 , which receives power signals from a plurality of the energy harvesting elements and supplies the power signals to the wireless unit.
A wireless sensor comprising:
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