JP2000350387A - Optical power-feeding device - Google Patents

Optical power-feeding device

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JP2000350387A
JP2000350387A JP11154755A JP15475599A JP2000350387A JP 2000350387 A JP2000350387 A JP 2000350387A JP 11154755 A JP11154755 A JP 11154755A JP 15475599 A JP15475599 A JP 15475599A JP 2000350387 A JP2000350387 A JP 2000350387A
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photoelectric conversion
optical power
output voltage
power
feeding device
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JP11154755A
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Japanese (ja)
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Takako Yasui
孝子 保井
Junichi Owaki
純一 大脇
Masato Mino
正人 三野
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the decrease in a photoelectric conversion efficiency based on the temperature increase of a photoelectric conversion element by converting each of light beam that is branched into a plurality of parts to power by the photoelectric conversion element individually. SOLUTION: An optical power is generated by a laser 120 that is an emission means using power that is supplied from a power supply 110 of a main circuit 100 and is carried to a sub circuit 300 by an optical fiber 200. Then, the optical power is branched into two directions by a branching filter 330. Then, each optical power is converted to power by a photoelectric conversion means 310 individually and is supplied to a load device 320. In this case, the photoelectric conversion means 310 is subjected to stable voltage operation by an output voltage stabilization means 340 that is connected in parallel with the photoelectric conversion means 310. Also, a diode (reverse flow prevention means) 350 is provided between the output stabilization means 340 and the photoelectric conversion means 310, thus preventing the breakdown of the photoelectric conversion element due to inverse flow. By stabilizing an output voltage so that the maximum photoconductive conversion efficiency of the photoelectric conversion means 310 can be realized, power can be supplied to the load device 320 with high conductivity conversion efficiency and stable voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光パワーを発生
し、搬送した後に電力に変換し、その電力を負荷装置に
供給する光パワー給電装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical power feeding device for generating optical power, converting the power after transporting the power, and supplying the power to a load device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光パワー給電装置の概略を図12
に示す。この装置は、光パワーを発生する主回路と、光
パワーを搬送する光伝送路と光パワーを受け取り電力に
変換する副回路とから成る。
2. Description of the Related Art FIG.
Shown in This device comprises a main circuit for generating optical power, an optical transmission line for transmitting the optical power, and a sub-circuit for receiving the optical power and converting it to electric power.

【0003】図12において、100は光パワーを発生
する主回路、200は光パワーを搬送する光伝送路であ
る光ファイバ、300は光パワーを受け取り電力に変換
する副回路であり、110は電力供給手段である電源、
120は電力を光パワーに変換する発光手段であるレー
ザ、310は複数の光電変換素子からなり、光パワーを
電力に変換する光電変換手段、320は光電変換手段3
10により発生した電力が供給される機器である負荷装
置である。
In FIG. 12, 100 is a main circuit for generating optical power, 200 is an optical fiber which is an optical transmission line for transmitting the optical power, 300 is a sub-circuit for receiving the optical power and converting it to electric power, and 110 is a power circuit. Power supply,
Reference numeral 120 denotes a laser as light emitting means for converting electric power to optical power; 310, a plurality of photoelectric conversion elements; and photoelectric conversion means for converting optical power to electric power.
The load device is a device to which the power generated by the power supply 10 is supplied.

【0004】従来の光パワー給電装置は、主回路100
で光パワーを発生し、光伝送路200により副回路30
0に光パワーを搬送し、副回路300で光パワーを電力
に変換し機器へ給電を行なっていた。
[0004] A conventional optical power feeding device is composed of a main circuit 100.
To generate optical power, and the sub-circuit 30
The optical power is conveyed to 0, the optical power is converted into electric power by the sub-circuit 300, and power is supplied to the device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題をつぎに述べる。
Problems to be solved by the present invention will be described below.

【0006】従来の光パワー給電装置では、主回路側に
おいて光パワーを連続的あるいは周期的に発生し、それ
を光伝送路によって搬送し、副回路内の光電変換素子に
照射して電力に変換していた。
In a conventional optical power feeding device, optical power is continuously or periodically generated on the main circuit side, conveyed by an optical transmission line, and radiated to a photoelectric conversion element in a sub-circuit to be converted into electric power. Was.

【0007】その際に、光電変換素子へ照射する光パワ
ーが大きい条件下で、装置を連続動作させた際、光電変
換損失分による発熱によって光電変換素子の温度が上昇
し、それによって光電変換効率が低下するいう問題があ
った。また、素子温度上昇によって素子の寿命が短くな
るという問題もあった。これらの問題を解決すること
が、本発明が解決しようとする課題の1つとなる。
At this time, when the device is continuously operated under the condition that the light power applied to the photoelectric conversion element is large, the temperature of the photoelectric conversion element rises due to the heat generated by the photoelectric conversion loss, thereby increasing the photoelectric conversion efficiency. However, there was a problem that it decreased. There is also a problem that the life of the element is shortened due to an increase in the element temperature. Solving these problems is one of the problems to be solved by the present invention.

【0008】つぎに、機器に電力を供給する際に生じる
問題点について説明する。
Next, problems that occur when power is supplied to the equipment will be described.

【0009】図12に示した従来の光パワー給電装置に
おいて、光電変換手段310として1個のGaAs光電
変換素子を直列にしたものを用い、この光電変換素子に
一定の光パワーを照射した時の出力電流と出力電圧との
関係を図13に示す。
In the conventional optical power supply apparatus shown in FIG. 12, a single GaAs photoelectric conversion element is used in series as the photoelectric conversion means 310, and a constant optical power is applied to this photoelectric conversion element. FIG. 13 shows the relationship between the output current and the output voltage.

【0010】光電変換素子が図13中のB(出力電圧9
00mV)で動作した時に光電変換効率が最大となる。
しかし、電力を受け取る機器のインピーダンスが小さい
場合、光電変換素子の動作点は、たとえば図13中のA
となり、また、このインピーダンスが大きい場合、光電
変換素子の動作点は、たとえば図13中のCとなる。こ
のように、電力を供給される機器が一定のインピーダン
スで動作しない場合、そのインピーダンス変化に伴い光
電変換素子の動作点が変化してしまい、機器へ一定電圧
で電力を供給できない上、最大光電変換効率が得られる
点で光電変換素子が動作しないため、光電変換効率も減
少してしまう。この問題を解決することが、本発明が解
決しようとする課題の他の1つである。
The photoelectric conversion element is denoted by B (output voltage 9) in FIG.
(00 mV), the photoelectric conversion efficiency is maximized.
However, when the impedance of the device that receives power is small, the operating point of the photoelectric conversion element is, for example, A A in FIG.
When this impedance is large, the operating point of the photoelectric conversion element is, for example, C in FIG. As described above, when a device to which power is supplied does not operate at a constant impedance, the operating point of the photoelectric conversion element changes due to the change in the impedance, so that power cannot be supplied to the device at a constant voltage and maximum photoelectric conversion cannot be performed. Since the photoelectric conversion element does not operate at the point where the efficiency can be obtained, the photoelectric conversion efficiency also decreases. Solving this problem is another one of the problems to be solved by the present invention.

【0011】本発明の目的は、上記の課題を解決し、連
続動作時において光電変換素子の温度上昇による光電変
換効率の低下を抑制すると共に、高効率・安定電圧出力
が可能な信頼性が高い光パワー給電装置を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, suppress a decrease in photoelectric conversion efficiency due to a rise in temperature of a photoelectric conversion element during continuous operation, and provide a highly efficient and stable voltage output with high reliability. An optical power supply device is provided.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の光パワー給電装置においては、光パワー
を発生する主回路と、前記主回路で発生した光パワーを
搬送する光伝送路と、前記光伝送路で搬送された光パワ
ーを受け取り電力に変換する副回路とからなる従来の光
パワー伝送装置の副回路中に、光伝送路で伝送された光
パワーを複数に分波する分波手段と、複数に分波された
光のそれぞれを個別に光電変換素子によって電力に変換
する光電変換手段と、光電変換素子を安定した出力電圧
で動作させるための出力電圧安定化手段と、必要に応じ
て、出力電圧安定化手段から光電変換素子へ電流が逆流
するを防止するための逆流阻止手段とを加えた構成とし
た。
In order to solve the above-mentioned problems, in an optical power feeding apparatus according to the present invention, a main circuit for generating optical power, and an optical transmission for conveying the optical power generated in the main circuit are provided. Optical power transmitted through the optical transmission line into a plurality of sub-circuits of a conventional optical power transmission device, which includes a sub-circuit and a sub-circuit that receives the optical power carried by the optical transmission line and converts the received optical power into electric power. Demultiplexing means, photoelectric conversion means for individually converting each of a plurality of demultiplexed lights into electric power by a photoelectric conversion element, and output voltage stabilizing means for operating the photoelectric conversion element at a stable output voltage. If necessary, a backflow preventing means for preventing a current from flowing backward from the output voltage stabilizing means to the photoelectric conversion element is added.

【0013】本発明においては、上記のように、複数に
分波された光のそれぞれを個別に光電変換素子(当然、
これは複数個である)によって電力に変換するので、光
照射による素子の温度上昇は、従来技術におけるように
素子1個を用いた場合に比べて低減され、その結果とし
て、素子の温度上昇に基づく光電変換効率の減少も、従
来技術に比べて抑制される。なお、上記の分波手段とし
ては、ハーフミラーなどのビームスプリッタを用いるこ
とができる。
In the present invention, as described above, each of a plurality of split lights is individually converted into a photoelectric conversion element (of course,
This is a plurality of elements), and the temperature rise of the element due to light irradiation is reduced as compared with the case where one element is used as in the related art. As a result, the temperature rise of the element is reduced. Also, the decrease in the photoelectric conversion efficiency based on the conventional technology is suppressed as compared with the related art. Note that a beam splitter such as a half mirror can be used as the demultiplexing unit.

【0014】また、本発明の光パワー給電装置は、上記
のように、光電変換素子を安定した出力電圧で動作させ
るための出力電圧安定化手段を備えている。この出力電
圧安定化手段は、電力を供給される機器のインピーダン
ス変動に基づく光電変換素子の出力電圧変動を低減し、
出力電力あるいは光電変換効率を最大もしくは最大に近
い値に保つ役割を果たす。具体的には、後述するよう
に、この出力電圧安定化手段として、2次電池および電
圧制御用ダイオード(たとえばツェナーダイオード)が
有効に使用される。
Further, as described above, the optical power feeding device of the present invention is provided with output voltage stabilizing means for operating the photoelectric conversion element at a stable output voltage. The output voltage stabilizing means reduces output voltage fluctuation of the photoelectric conversion element based on impedance fluctuation of a device to which power is supplied,
It plays a role in maintaining the output power or the photoelectric conversion efficiency at or near a maximum value. Specifically, as described later, a secondary battery and a voltage control diode (for example, a Zener diode) are effectively used as the output voltage stabilizing means.

【0015】また、本発明の光パワー給電装置は、上記
のように、必要に応じて、出力電圧安定化手段から光電
変換素子へ電流が逆流するのを防ぐ逆流阻止手段を備え
る。これは、出力電圧安定化手段から光電変換素子に、
光電変換素子の出力電流とは逆向きに電流が流れるのを
阻止して、その電流による光電変換素子の破壊を防止す
るためのものである。この逆流阻止手段としてはダイオ
ードが有効に使用される。
Further, as described above, the optical power feeding device of the present invention is provided with backflow prevention means for preventing current from flowing back from the output voltage stabilizing means to the photoelectric conversion element, if necessary. This is from the output voltage stabilization means to the photoelectric conversion element,
This is for preventing a current from flowing in a direction opposite to the output current of the photoelectric conversion element, thereby preventing the photoelectric conversion element from being destroyed by the current. A diode is effectively used as the backflow preventing means.

【0016】以上に説明したように、上記の構成の光パ
ワー給電装置は、装置を連続動作させた際の温度上昇に
よる光電変換効率の低下を抑制し、さらに光電変換素子
を光照射パワーに対して最大電力が得られる時の電圧値
で安定動作させることができ、安定化された電圧で機器
に電力を供給することが可能となるため、機器の連続運
転を安定に維持できる信頼性の高い装置になる。
As described above, the optical power feeding device having the above-described configuration suppresses a decrease in photoelectric conversion efficiency due to a rise in temperature when the device is continuously operated, and furthermore, controls the photoelectric conversion element with respect to the light irradiation power. High reliability, which can maintain stable continuous operation of the equipment because it can be operated stably at the voltage value at which the maximum power can be obtained and the power can be supplied to the equipment at the stabilized voltage. Become a device.

【0017】また、光照射による光電変換素子の温度上
昇が従来技術に比べて低減されることによって、素子の
寿命も長くなり、装置の信頼性はさらに高いものとな
る。
Further, since the temperature rise of the photoelectric conversion element due to light irradiation is reduced as compared with the prior art, the life of the element is prolonged and the reliability of the device is further improved.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を実
施例によって詳細に説明するが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0019】(実施例1)図1の(a)は第1の実施例
における光パワー給電装置の概略を示す図であり、図
中、図12に示した従来の光パワー給電装置における部
品と同一の部品については同一番号を用いてある。
(Embodiment 1) FIG. 1A is a view schematically showing an optical power feeding device according to a first embodiment. In the drawing, parts in the conventional optical power feeding device shown in FIG. The same numbers are used for the same parts.

【0020】図1の(a)の光パワー給電装置におい
て、100は光パワーを発生する主回路、200は光パ
ワーを搬送する光伝送路である光ファイバ、300は光
パワーを受け取り電力に変換する副回路であり、110
は電力供給手段である電源、120は電力を光パワーに
変換する発光手段であるレーザ、310は光パワーを電
力に変換する光電変換素子からなる光電変換手段、32
0は光電変換手段310により発生した電力が供給され
る機器である負荷装置、330は光ファイバ200から
出射した光パワーを分波する手段である分波器、340
は光電変換手段310を安定電圧動作させるための出力
電圧安定化手段、350は出力電圧安定化手段340か
ら光電変換手段310へ電流が(出力電流とは反対方向
に)逆流するのを防ぐ手段である逆流阻止手段である。
In the optical power feeding device shown in FIG. 1A, 100 is a main circuit for generating optical power, 200 is an optical fiber which is an optical transmission line for transmitting optical power, and 300 is optical power which receives optical power and converts it into electric power. Sub-circuit, and 110
Reference numeral 120 denotes a power supply as a power supply unit; 120, a laser as a light emitting unit that converts electric power into optical power; 310, a photoelectric conversion unit including a photoelectric conversion element that converts optical power into electric power;
0 is a load device that is a device to which the power generated by the photoelectric conversion unit 310 is supplied, 330 is a duplexer that is a unit that splits the optical power emitted from the optical fiber 200, 340
Is an output voltage stabilizing means for causing the photoelectric conversion means 310 to perform a stable voltage operation, and 350 is a means for preventing a current from flowing backward from the output voltage stabilizing means 340 to the photoelectric conversion means 310 (in a direction opposite to the output current). There is a certain backflow prevention means.

【0021】次に、本実施例によって、本発明の光パワ
ー給電装置の動作を説明する。
Next, the operation of the optical power feeding device of the present invention will be described with reference to the present embodiment.

【0022】主回路100中の電力供給手段である電源
110から供給される電力を用いて発光手段であるレー
ザ120において光パワーを発生し、それを光伝送路で
ある光ファイバ200により副回路300に搬送する。
搬送された光パワーは副回路300中の分波手段である
分波器330により2方向に分波される。そして、それ
ぞれの光パワーは個別に光電変換手段310(光電変換
素子)により電力に変換され、負荷装置320へ供給さ
れる。この際、光電変換手段310と並列に接続されて
いる出力電圧安定化手段340によって、光電変換手段
310を安定電圧動作させる。これによって、光電変換
素子出力電圧は安定に保たれる。この出力電圧を、光電
変換手段310の最高光電変換効率が実現するように安
定化することによって、負荷装置320に、高光電変換
効率かつ安定電圧で電力を供給することができる。ま
た、光パワーを分波し、最適な光パワーを光電変換手段
310に照射することにより、最大光電変換効率で素子
を動作させることができる。また、出力電圧安定化手段
340から光電変換素子への電流の逆流防止手段350
としてダイオードを出力電圧安定化手段340と光電変
換手段310との間におくことによって、出力電圧安定
化手段340から光電変換手段310に流れる電流によ
る光電変換素子の破壊を防止することができる。
The power supplied from the power supply 110 serving as the power supply means in the main circuit 100 is used to generate optical power in the laser 120 serving as the light emitting means, and the optical power is generated by the optical fiber 200 serving as the optical transmission line. Transport to
The conveyed optical power is demultiplexed in two directions by a demultiplexer 330 which is a demultiplexing means in the sub-circuit 300. Then, each optical power is individually converted into electric power by the photoelectric conversion means 310 (photoelectric conversion element) and supplied to the load device 320. At this time, the output voltage stabilizing means 340 connected in parallel with the photoelectric conversion means 310 causes the photoelectric conversion means 310 to perform a stable voltage operation. Thereby, the output voltage of the photoelectric conversion element is kept stable. By stabilizing this output voltage so that the highest photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion unit 310 is realized, power can be supplied to the load device 320 with high photoelectric conversion efficiency and a stable voltage. Further, by splitting the optical power and irradiating the photoelectric conversion unit 310 with the optimal optical power, the element can be operated with the maximum photoelectric conversion efficiency. Also, means 350 for preventing backflow of current from output voltage stabilizing means 340 to the photoelectric conversion element.
By disposing a diode between the output voltage stabilizing unit 340 and the photoelectric conversion unit 310, it is possible to prevent the photoelectric conversion element from being destroyed by a current flowing from the output voltage stabilizing unit 340 to the photoelectric conversion unit 310.

【0023】図2に、本実施例の光パワー給電装置と従
来の光パワー給電装置とを動作した際の、光電変換素子
出力電圧の動作時間依存性の一例を示す。ここでの実験
条件はつぎの通りである。
FIG. 2 shows an example of the operating time dependency of the output voltage of the photoelectric conversion element when the optical power feeding device of this embodiment and the conventional optical power feeding device are operated. The experimental conditions here are as follows.

【0024】光ファイバ200はコア径200μm、ク
ラッド径250μmの石英ファイバであり、ステップイ
ンデックス型である。光ファイバ200から出射される
光パワーは860mWであり、分波器330で分波さ
れ、光電変換手段310に照射される光パワーは各々4
30mWである。各々の光電変換手段310は1個のp
n接合をもつGaAs素子2個を直列に接続したもので
ある。したがって、副回路300中で、4個のGaAs
素子が直列に接続されていることになる。出力電圧安定
化手段340としては、図1の(b)に示したように、
出力電圧1.2VのNiCd2次電池を3個直列に接続
したものとツェナーダイオードとを並列に接続したもの
を用い、それを、上記の4個のGaAs素子が直列に接
続されたものに並列に、出力電圧の正負を合わせて、接
続する。負荷装置320としてはMDプレーヤを用いて
いる。
The optical fiber 200 is a quartz fiber having a core diameter of 200 μm and a cladding diameter of 250 μm, and is of a step index type. The optical power emitted from the optical fiber 200 is 860 mW, the optical power split by the splitter 330 and applied to the photoelectric conversion means 310 is 4
30 mW. Each photoelectric conversion means 310 has one p
In this example, two GaAs devices having an n-junction are connected in series. Therefore, in the sub-circuit 300, four GaAs
The elements are connected in series. As shown in FIG. 1B, as the output voltage stabilizing means 340,
A battery in which three NiCd secondary batteries with an output voltage of 1.2 V are connected in series and a Zener diode are connected in parallel are used, and these are connected in parallel with the above-mentioned four GaAs devices connected in series. , And connect them according to the output voltage. As the load device 320, an MD player is used.

【0025】図2において、実線は本発明の光パワー給
電装置における光電変換素子出力電圧の動作時間依存性
を示し、点線は従来の光パワー給電装置における光電変
換素子出力電圧の動作時間依存性を示している。図2か
ら明らかなように、従来の光パワー給電装置では、負荷
装置320(MDプレーヤ)のインピーダンスの変動に
伴って、光電変換素子の出力電圧は変動しているが、本
発明の光パワー給電装置では、光電変換素子の出力電圧
は装置動作時間に依存せず一定である。このように、本
発明の光パワー給電装置は、従来のものと比べて、安定
した出力電圧で光電変換素子を動作させることが可能と
なり、負荷装置に一定電圧あるいは安定した電圧で電力
を供給することができる。
In FIG. 2, the solid line indicates the operating time dependency of the photoelectric conversion element output voltage in the optical power feeding device of the present invention, and the dotted line indicates the operating time dependency of the photoelectric conversion element output voltage in the conventional optical power feeding device. Is shown. As is apparent from FIG. 2, in the conventional optical power feeding apparatus, the output voltage of the photoelectric conversion element fluctuates with the fluctuation of the impedance of the load device 320 (MD player). In the device, the output voltage of the photoelectric conversion element is constant without depending on the operation time of the device. As described above, the optical power feeding device of the present invention can operate the photoelectric conversion element with a stable output voltage as compared with the conventional one, and supplies power to the load device with a constant voltage or a stable voltage. be able to.

【0026】本発明の光パワー給電装置における光電変
換素子の出力電圧が、負荷装置のインピーダンスが変動
しても、一定あるいはほぼ一定に保たれる理由はつぎの
通りである。すなわち、負荷装置のインピーダンスが減
少して、負荷電流が増加し、光電変換素子の出力電流を
超える時、その超過分はNiCd2次電池(出力電圧安
定化手段)から負荷装置に供給され、逆に負荷装置のイ
ンピーダンスが増加して、負荷電流が減少し、光電変換
素子の出力電流が負荷電流を超える時、その超過分はN
iCd2次電池に流れて電池の充電に役立つ。その結果
として、光電変換素子の出力電圧はNiCd2次電池の
充電電圧と放電電圧との間の狭い範囲内に保たれること
になる。また、本実施例においてはツェナーダイオード
をも使用しているので、NiCd2次電池の充電電圧が
ツェナーダイオードのツェナー電圧値よりも大きくなる
と、ツェナーダイオードに電流が流れて、充電電圧値は
ツェナー電圧値以上にはならず、出力電圧は、ツェナー
ダイオードを用いない場合に比べて、さらに狭い範囲内
に保たれる。
The reason why the output voltage of the photoelectric conversion element in the optical power feeding device of the present invention is kept constant or almost constant even if the impedance of the load device fluctuates is as follows. That is, when the impedance of the load device decreases and the load current increases and exceeds the output current of the photoelectric conversion element, the excess is supplied from the NiCd secondary battery (output voltage stabilizing means) to the load device. When the impedance of the load device increases and the load current decreases, and the output current of the photoelectric conversion element exceeds the load current, the excess is N
It flows to the iCd secondary battery and is useful for charging the battery. As a result, the output voltage of the photoelectric conversion element is kept within a narrow range between the charging voltage and the discharging voltage of the NiCd secondary battery. Further, in this embodiment, a Zener diode is also used. Therefore, when the charging voltage of the NiCd secondary battery becomes higher than the Zener voltage value of the Zener diode, a current flows through the Zener diode, and the charging voltage value becomes the Zener voltage value. The output voltage is kept within a narrower range than in the case where the Zener diode is not used.

【0027】以上が、本発明の実施の形態において、負
荷装置のインピーダンスが変動しても、光電変換素子の
出力電圧が一定あるいはほぼ一定に保たれる理由であ
る。
The above is the reason why the output voltage of the photoelectric conversion element is kept constant or almost constant even if the impedance of the load device fluctuates in the embodiment of the present invention.

【0028】図3に、本実施例で用いた光電変換手段3
10(4個のGaAs素子が直列に接続されたもの)の
光パワー照射時の電気出力と出力電圧の関係の一例を示
す。図3から、光電変換素子には電気出力値に出力電圧
依存性があり、本実施例で用いた光電変換素子において
は光電変換素子出力電圧が約3.6Vの時に最大電力が
得られることがわかる。
FIG. 3 shows the photoelectric conversion means 3 used in this embodiment.
An example of the relationship between the electrical output and the output voltage when irradiating the optical power of 10 (one in which four GaAs elements are connected in series) is shown. From FIG. 3, it can be seen that the photoelectric conversion element has an electrical output value dependence on the output voltage, and that the photoelectric conversion element used in this embodiment can obtain the maximum power when the photoelectric conversion element output voltage is about 3.6 V. Understand.

【0029】このことから、光電変換素子を約3.6V
の安定電圧で動作する出力電圧安定化手段(本実施例に
おいては、出力電圧1.2VのNiCd2次電池3個を
直列に接続して出力電圧を3倍にしたものとツェナーダ
イオードとを並列に接続したもの)を備えることによ
り、光電変換素子の出力電圧は負荷装置動作時のインピ
ーダンス変動に依存せずに一定であり、最大出力電力が
得られることとなる。ここで、約3.6Vとは異なる出
力電圧において最大出力電力が得られる素子に対して
も、その電圧に出力電圧を安定化させる出力電圧安定化
手段を用いれば、同様の効果が得られる。
From this, it was found that the voltage of the photoelectric conversion element was about 3.6 V
Output voltage stabilizing means operating at a stable voltage of (in the present embodiment, three NiCd secondary batteries with an output voltage of 1.2 V are connected in series to triple the output voltage, and a Zener diode is connected in parallel. Connected), the output voltage of the photoelectric conversion element is constant without depending on the impedance fluctuation during the operation of the load device, and the maximum output power can be obtained. Here, the same effect can be obtained for an element which can obtain the maximum output power at an output voltage different from about 3.6 V by using an output voltage stabilizing means for stabilizing the output voltage to that voltage.

【0030】図4に、本実施例で用いた光電変換手段3
10(4個のGaAs素子が直列に接続されたもの)の
光電変換効率と出力電圧の関係の一例を示す。図4か
ら、光電変換効率には出力電圧依存性があり、本実施例
で用いた光電変換素子においては光電変換素子出力電圧
が約3.6Vの時に最大効率が得られることがわかる。
このことから、光電変換素子を約3.6Vの安定電圧で
動作する出力電圧安定化手段を備えることにより、光電
変換素子の光電変換効率は装置動作時間に依存せず一定
であり、最大効率が得られることとなる。ここで、約
3.6Vとは異なる出力電圧において最大出力電力が得
られる素子に対しても、その電圧に出力電圧を安定化さ
せる出力電圧安定化手段を用いれば、同様の効果が得ら
れる。
FIG. 4 shows the photoelectric conversion means 3 used in this embodiment.
10 shows an example of the relationship between the photoelectric conversion efficiency and the output voltage of 10 (three GaAs elements connected in series). FIG. 4 shows that the photoelectric conversion efficiency has an output voltage dependency, and that the photoelectric conversion element used in this embodiment has the maximum efficiency when the output voltage of the photoelectric conversion element is about 3.6 V.
From this, by providing the output voltage stabilizing means for operating the photoelectric conversion element at a stable voltage of about 3.6 V, the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion element is constant without depending on the operation time of the device, and the maximum efficiency is increased. Will be obtained. Here, the same effect can be obtained for an element which can obtain the maximum output power at an output voltage different from about 3.6 V by using an output voltage stabilizing means for stabilizing the output voltage to that voltage.

【0031】図5に、出力電圧安定化手段として、上記
したように、出力電圧1.2VのNiCd2次電池を3
個直列に接続して出力電圧3.6Vとしたものとツェナ
ーダイオードとを並列に接続したものを用いた時の、光
電変換手段310の電気出力の動作時間依存性の一例
を、従来の光パワー給電装置の場合と比較して示す。実
線は本発明の光パワー給電装置の場合の値であり、点線
は従来の光パワー給電装置の場合の値である。図5にお
いて、従来の光パワー給電装置では、光電変換素子の電
力は負荷装置(MDプレーヤ)のインピーダンス変動に
伴ない変動しているが、本発明の光パワー給電装置で
は、光電変換素子の出力電圧はインピーダンス変動に依
存せず一定であり、しかも最大電力が負荷装置に供給さ
れていることがわかる。このように、光電変換手段31
0に並列に接続する出力電圧安定化手段340として、
光電変換素子最大電力が得られる時の動作電圧と等しい
出力電圧の2次電池を選ぶことにより、負荷装置に光電
変換手段310が供給可能である最大電力を連続的に供
給することが可能となる。ここでの出力電圧は3.6V
であったが、光電変換素子の種類や個数を変えた時に
は、同様にして、それに対応した最適出力電圧において
最大電力を連続的に供給することが可能となる。
FIG. 5 shows a NiCd secondary battery having an output voltage of 1.2 V as an output voltage stabilizing means as described above.
An example of the operating time dependence of the electrical output of the photoelectric conversion means 310 when a serially connected one having an output voltage of 3.6 V and a Zener diode connected in parallel is shown in FIG. This is shown in comparison with the case of the power supply device. The solid line is the value in the case of the optical power feeding device of the present invention, and the dotted line is the value in the case of the conventional optical power feeding device. In FIG. 5, in the conventional optical power feeding device, the power of the photoelectric conversion element fluctuates along with the impedance fluctuation of the load device (MD player). However, in the optical power feeding device of the present invention, the output of the photoelectric conversion element is changed. It can be seen that the voltage is constant irrespective of the impedance fluctuation, and that the maximum power is supplied to the load device. Thus, the photoelectric conversion means 31
As output voltage stabilizing means 340 connected in parallel to 0,
By selecting a secondary battery having an output voltage equal to the operating voltage at which the maximum power of the photoelectric conversion element is obtained, it is possible to continuously supply the maximum power that can be supplied by the photoelectric conversion unit 310 to the load device. . The output voltage here is 3.6V
However, when the type and the number of photoelectric conversion elements are changed, it is possible to continuously supply the maximum power at the optimum output voltage corresponding thereto.

【0032】図6に、出力電圧安定化手段として、上記
したように、出力電圧1.2VのNiCd2次電池を3
個直列に接続したもの(出力電圧3.6V)とツェナー
ダイオードとを並列に接続したものを用いた時の、光電
変換手段310の光電変換効率の本発明装置動作時間依
存性の一例を示す。実線は本発明の光パワー給電装置の
値であり、点線は従来の光パワー給電装置の値である。
図6において、従来の光パワー給電装置では、光電変換
素子の光電変換効率は負荷装置(MDプレーヤ)のイン
ピーダンス変動に伴ない変動しているが、本発明の光パ
ワー給電装置では、光電変換素子の光電変換効率はイン
ピーダンス変動に依存せず一定であり、しかもその最大
値に保たれていることがわかる。このように、光電変換
手段310に並列に接続する出力電圧安定化手段340
として、光電変換効率が最大となる時の動作電圧と等し
い出力電圧の2次電池を選ぶことにより、光電変換手段
310を常に光電変換効率最大の状態で動作させること
が可能となる。
FIG. 6 shows a NiCd secondary battery having an output voltage of 1.2 V as an output voltage stabilizing means as described above.
An example of the dependence of the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion means 310 on the operation time of the device of the present invention when a serially connected one (output voltage: 3.6 V) and a Zener diode connected in parallel is used. The solid line is the value of the optical power supply device of the present invention, and the dotted line is the value of the conventional optical power supply device.
In FIG. 6, in the conventional optical power feeding device, the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion element fluctuates along with the impedance fluctuation of the load device (MD player). It can be seen that the photoelectric conversion efficiency is constant without depending on the impedance fluctuation and is kept at its maximum value. Thus, the output voltage stabilizing means 340 connected in parallel to the photoelectric conversion means 310
By selecting a secondary battery having an output voltage equal to the operating voltage when the photoelectric conversion efficiency is maximized, the photoelectric conversion unit 310 can always be operated in the state where the photoelectric conversion efficiency is maximized.

【0033】図7に、光電変換手段310に光パワーを
照射した時の、光電変換素子温度の光照射時間依存性の
一例をに示す。実線は本発明の光パワー給電装置の値で
あり、点線は従来の光パワー給電装置による値である。
図7において、本発明の光パワー給電装置における光電
変換素子温度上昇は従来の光パワー給電装置における光
電変換素子温度上昇に比べて著しく小さいことがわか
る。このように、光ファイバから出射した光パワーを分
波し、複数の光電変換素子で受光することにより、光電
変換手段310への光照射時間増加に伴なう光電変換効
率損失分から生じる熱による光電変換素子温度上昇を抑
制することが可能となる。
FIG. 7 shows an example of the light irradiation time dependency of the temperature of the photoelectric conversion element when the photoelectric conversion means 310 is irradiated with light power. The solid line is the value of the optical power feeding device of the present invention, and the dotted line is the value of the conventional optical power feeding device.
FIG. 7 shows that the temperature rise of the photoelectric conversion element in the optical power feeding apparatus of the present invention is significantly smaller than the temperature rise of the photoelectric conversion element in the conventional optical power feeding apparatus. As described above, the optical power emitted from the optical fiber is demultiplexed and received by the plurality of photoelectric conversion elements, so that the photoelectric conversion efficiency caused by the increase in the light irradiation time to the photoelectric conversion unit 310 causes the photoelectric conversion efficiency loss. It is possible to suppress the temperature rise of the conversion element.

【0034】図8に、光電変換手段310に光パワーを
照射した時の、光電変換効率(初期値で規格化した値)
の光照射時間依存性の一例を示す。実線は本発明の光パ
ワー給電装置における値であり、点線は従来の光パワー
給電装置における値である。図8において、本発明の光
パワー給電装置における光照射による光電変換素子の温
度上昇に伴なう光電変換効率減少は、従来の光パワー給
電装置における光電変換効率減少よりも著しく小さいこ
とがわかる。このように、光ファイバから出射した光パ
ワーを分波し、複数の光電変換素子で受光することによ
り、光電変換手段310への光照射時間増加に伴なう光
電変換効率損失分から生じる熱による光電変換素子温度
上昇を抑制し、光電変換効率減少を従来の光パワー給電
装置に比べて著しく小さくすることが可能となる。
FIG. 8 shows the photoelectric conversion efficiency (value standardized by the initial value) when the photoelectric conversion means 310 is irradiated with light power.
1 shows an example of the light irradiation time dependency. The solid line is a value in the optical power feeding device of the present invention, and the dotted line is a value in the conventional optical power feeding device. FIG. 8 shows that the decrease in photoelectric conversion efficiency due to the temperature rise of the photoelectric conversion element due to light irradiation in the optical power supply device of the present invention is significantly smaller than the decrease in photoelectric conversion efficiency in the conventional optical power supply device. As described above, the optical power emitted from the optical fiber is demultiplexed and received by the plurality of photoelectric conversion elements, so that the photoelectric conversion efficiency caused by the increase in the light irradiation time to the photoelectric conversion unit 310 causes the photoelectric conversion efficiency loss. A rise in the temperature of the conversion element can be suppressed, and the decrease in photoelectric conversion efficiency can be significantly reduced as compared with the conventional optical power feeding device.

【0035】(実施例2)次に分波手段の構成を変えた
場合について説明する。
(Embodiment 2) Next, a case where the configuration of the demultiplexing means is changed will be described.

【0036】図9は、第2の実施例、すなわち、光ファ
イバから出射した光を3個のビームスプリッタによって
分波する手段を備えた光パワー給電装置の概略を示す図
である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a second embodiment, that is, an optical power feeder having means for splitting light emitted from an optical fiber by three beam splitters.

【0037】図9において、310は光パワーを電力に
変換する光電変換手段である光電変換素子、320は光
電変換素子により発生した電力が供給される機器である
負荷装置、330は光ファイバから出射した光パワーを
1対1の光パワーで分波する手段であるビームスプリッ
タ(ハーフミラー)、331は光ファイバから出射した
光パワーを1対2の光パワーで分波する手段であるビー
ムスプリッタ、332は光ファイバから出射した光パワ
ーを1対3の光パワーで分波する手段であるビームスプ
リッタ、340は光電変換素子を定電圧動作させる手段
である2次電池である。
In FIG. 9, reference numeral 310 denotes a photoelectric conversion element which is a photoelectric conversion means for converting optical power into electric power; 320, a load device which is a device to which the power generated by the photoelectric conversion element is supplied; A beam splitter (half mirror) 331 which is a means for splitting the obtained optical power with a one-to-one optical power, a beam splitter 331 which is a means for splitting the optical power emitted from the optical fiber with a one-to-two optical power, Reference numeral 332 denotes a beam splitter, which is a unit that splits the optical power emitted from the optical fiber with 1: 3 optical power, and 340, a secondary battery that is a unit that operates the photoelectric conversion element at a constant voltage.

【0038】光伝送路である光ファイバから出射した光
パワーは、副回路中の分波手段であるビームスプリッタ
332により1対3の光パワーで各々光電変換手段31
0とビームスプリッタ331の2方向に分波される。そ
して、ビームスプリッタ331を透過した光パワーは1
対2の光パワーで各々光電変換手段310とビームスプ
リッタ330の2方向に分波される。そして、ビームス
プリッタ330を透過した光パワーは1対1の光パワー
で2方向に分波され、各々光電変換手段310に照射す
る。このようにして、4個の光電変換素子には均等な強
さの光パワーが照射される。
The optical power emitted from the optical fiber, which is an optical transmission line, is converted into a one-to-three optical power by a beam splitter 332, which is a demultiplexing means in a sub-circuit, respectively.
The light is split into two directions of 0 and the beam splitter 331. The light power transmitted through the beam splitter 331 is 1
The light is split into two directions of the photoelectric conversion means 310 and the beam splitter 330 with the power of the pair. Then, the optical power transmitted through the beam splitter 330 is split into two directions by a one-to-one optical power, and is radiated to the photoelectric conversion means 310 respectively. In this way, the four photoelectric conversion elements are irradiated with light power of uniform intensity.

【0039】光電変換手段310において、光電変換素
子はすべて直列に接続されており、それと並列に、光電
変換手段の出力電圧を安定化するための出力電圧安定化
手段340として2次電池とツェナーダイオードとが並
列に接続されている。光電変換手段310に照射した光
パワーは電力に変換され、光電変換手段310と並列に
接続されている出力電圧安定化手段340(2次電池と
ツェナーダイオード)によって安定化された電圧で出力
される。負荷装置320のインピーダンスが高くて負荷
電流が小さく、光電変換手段310からの出力電流が負
荷電流を超える時には、その超過分は2次電池340の
充電電流となり、負荷装置320のインピーダンスが低
くて負荷電流が大きく、それが光電変換手段310から
の出力電流を超える時には、その超過分は2次電池34
0から供給される。また、2次電池340の充電電圧は
ツェナーダイオードのツェナー電圧以上にはならない。
In the photoelectric conversion means 310, all of the photoelectric conversion elements are connected in series, and in parallel with the photoelectric conversion elements, a secondary battery and a Zener diode are used as output voltage stabilization means 340 for stabilizing the output voltage of the photoelectric conversion means. And are connected in parallel. The optical power applied to the photoelectric conversion unit 310 is converted into electric power, and is output at a voltage stabilized by the output voltage stabilization unit 340 (secondary battery and zener diode) connected in parallel with the photoelectric conversion unit 310. . When the impedance of the load device 320 is high and the load current is small, and the output current from the photoelectric conversion means 310 exceeds the load current, the excess becomes the charging current of the secondary battery 340, and the impedance of the load device 320 is low and the load When the current is large and exceeds the output current from the photoelectric conversion means 310, the excess is due to the rechargeable battery 34
Supplied from 0. Also, the charging voltage of the secondary battery 340 does not exceed the Zener voltage of the Zener diode.

【0040】本実施例において、光ファイバ200はコ
ア径200μm、クラッド径250μmの石英ファイバ
であり、ステップインデックス型である。光ファイバ2
00から出射される光パワーは860mWであり、光電
変換手段310に照射される光パワーは各々215mW
であり、各々の光電変換手段310(光電変換素子)は
1つのpn接合をもつGaAs素子であり、出力電圧安
定化手段340として3個のNiCd2次電池を直列接
続して出力電圧3.6Vとしたものとツェナーダイオー
ドとを並列に接続したものを用いた。
In this embodiment, the optical fiber 200 is a silica fiber having a core diameter of 200 μm and a cladding diameter of 250 μm, and is of a step index type. Optical fiber 2
00 is 860 mW, and the light power applied to the photoelectric conversion unit 310 is 215 mW.
Each photoelectric conversion means 310 (photoelectric conversion element) is a GaAs element having one pn junction. As the output voltage stabilization means 340, three NiCd secondary batteries are connected in series to achieve an output voltage of 3.6V. And a Zener diode connected in parallel was used.

【0041】図10に、1個の光電変換手段310(光
電変換素子)に光を照射した際の光電変換効率の光電変
換素子への光照射パワー依存性の一例を示す。図10か
ら、光電変換素子への光照射パワーが増加するに伴ない
光電変換効率が低下することがわかる。本実施例におい
ては、光ファイバから出射した光パワーを分波手段を用
いて4つに分波し、4つの光電変換素子を用いて光電変
換を行ったため、1つの光電変換素子に照射する光パワ
ーは従来の1つの光電変換素子に照射する場合の約25
%となる。そのため、図10中のAで示したように、光
電変換効率の値は、従来の1個の光電変換素子に照射す
る場合の値(図中のBで示す)と比較すると増加してい
る。本実施例では4個の光電変換素子が直列接続されて
おり、合計の電気出力は各光電変換素子の電気出力を足
し合わせた値となるため、光パワーを分割した場合に各
光電変換素子での光電変換効率が高くなれば、全体とし
ての電気出力も大きくなる。このように、分波手段を複
数個用いて、複数の光電変換素子で光電変換を行うこと
により、光電変換効率は従来技術に比べて増加し、光パ
ワー給電装置システム全体の効率を向上させることが可
能となる。
FIG. 10 shows an example of the dependence of photoelectric conversion efficiency on light irradiation power to the photoelectric conversion element when one photoelectric conversion means 310 (photoelectric conversion element) is irradiated with light. FIG. 10 shows that the photoelectric conversion efficiency decreases as the light irradiation power to the photoelectric conversion element increases. In the present embodiment, the optical power emitted from the optical fiber is split into four using the splitter and the photoelectric conversion is performed using the four photoelectric conversion elements. The power is about 25 when irradiating one conventional photoelectric conversion element.
%. Therefore, as indicated by A in FIG. 10, the value of the photoelectric conversion efficiency is increased as compared with a value obtained by irradiating one conventional photoelectric conversion element (indicated by B in the figure). In this embodiment, four photoelectric conversion elements are connected in series, and the total electric output is a value obtained by adding the electric outputs of the respective photoelectric conversion elements. If the photoelectric conversion efficiency becomes higher, the electric output as a whole also increases. As described above, by using a plurality of demultiplexing means and performing photoelectric conversion with a plurality of photoelectric conversion elements, the photoelectric conversion efficiency is increased as compared with the related art, and the efficiency of the entire optical power feeding device system is improved. Becomes possible.

【0042】(実施例3)図10は、第3の実施例、す
なわち、光を1対1の割合で分波するビームスプリッタ
(ハーフミラー)3個を備えた光パワー給電装置の概略
を示す図である。
(Embodiment 3) FIG. 10 schematically shows a third embodiment, that is, an optical power feeding apparatus provided with three beam splitters (half mirrors) for splitting light at a ratio of 1: 1. FIG.

【0043】図10において、310は光パワーを電力
に変換する光電変換手段である光電変換素子、320は
光電変換素子により発生した電力が供給される機器であ
る負荷装置、330は光ファイバから出射した光パワー
を1対1の割合で分波する手段であるビームスプリッ
タ、340は光電変換素子を定電圧動作させる手段であ
る2次電池とツェナーダイオードとを並列に接続したも
のである。
In FIG. 10, reference numeral 310 denotes a photoelectric conversion element which is a photoelectric conversion means for converting optical power into electric power; 320, a load device which is a device to which power generated by the photoelectric conversion element is supplied; The beam splitter 340, which is a means for splitting the obtained optical power in a one-to-one ratio, has a secondary battery, which is a means for operating the photoelectric conversion element at a constant voltage, and a zener diode connected in parallel.

【0044】次に副回路の動作を説明する。Next, the operation of the sub-circuit will be described.

【0045】光伝送路である光ファイバから出射した光
パワーは、副回路中の分波手段であるビームスプリッタ
330により1対1の光パワーで2方向に分波される。
そして、分波された光は各々さらにビームスプリッタ3
30を透過し、1対1の光パワーで分波される。そし
て、最終的に4つに分波された光は各々光電変換手段3
10に照射する。このようにして、4個の光電変換手段
310(光電変換素子)には均等な強さの光パワーが照
射される。
The optical power emitted from the optical fiber as the optical transmission path is split in two directions by the beam splitter 330 as a splitter in the sub-circuit with one-to-one optical power.
The split light is further added to the beam splitter 3.
The light passes through 30 and is split by one-to-one optical power. Finally, the four lights are split into photoelectric conversion units 3
Irradiate 10 In this way, the four photoelectric conversion units 310 (photoelectric conversion elements) are irradiated with light power of uniform intensity.

【0046】光電変換手段310において、光電変換素
子すべて直列に接続されており、それと並列に、光電変
換手段の出力電圧を安定化するための出力電圧安定化手
段340として2次電池とツェナーダイオードとが並列
に接続されている。光電変換手段310に照射した光パ
ワーは電力に変換され、光電変換手段310と並列に接
続されている出力電圧安定化手段340(2次電池とツ
ェナーダイオード)によって安定化された電圧で出力さ
れる。負荷装置320のインピーダンスが高くて負荷電
流が小さく、光電変換手段310からの出力電流が負荷
電流を超える時には、その超過分は2次電池340の充
電電流となり、負荷装置320のインピーダンスが低く
て負荷電流が大きく、それが光電変換手段310からの
出力電流を超える時には、その超過分は2次電池340
から供給される。
In the photoelectric conversion means 310, all the photoelectric conversion elements are connected in series, and in parallel with the photoelectric conversion elements, output voltage stabilization means 340 for stabilizing the output voltage of the photoelectric conversion means includes a secondary battery and a Zener diode. Are connected in parallel. The optical power applied to the photoelectric conversion unit 310 is converted into electric power, and is output at a voltage stabilized by the output voltage stabilization unit 340 (secondary battery and zener diode) connected in parallel with the photoelectric conversion unit 310. . When the impedance of the load device 320 is high and the load current is small, and the output current from the photoelectric conversion means 310 exceeds the load current, the excess becomes the charging current of the secondary battery 340, and the impedance of the load device 320 is low and the load When the current is large and exceeds the output current from the photoelectric conversion means 310, the excess is due to the secondary battery 340.
Supplied from

【0047】本実施例において、光ファイバはコア径2
00μm、クラッド径250μmの石英ファイバであ
り、ステップインデックス型である。光ファイバから出
射される光パワーは860mWであり、光電変換手段3
10に照射される光パワーは各々215mWであり、各
々の光電変換手段310(光電変換素子)は1つのpn
接合をもつGaAs素子であり、出力電圧安定化手段3
40として、3個のNiCd2次電池を直列接続して出
力電圧3.6Vとしたものとツェナーダイオードとを並
列に接続したものを用いた。
In this embodiment, the optical fiber has a core diameter of 2
It is a quartz fiber having a diameter of 00 μm and a cladding diameter of 250 μm, and is a step index type. The optical power emitted from the optical fiber is 860 mW.
10 are 215 mW each, and each photoelectric conversion unit 310 (photoelectric conversion element) has one pn
A GaAs element having a junction;
As 40, a battery in which three NiCd secondary batteries were connected in series to achieve an output voltage of 3.6 V and a Zener diode were connected in parallel was used.

【0048】光ファイバから出射した光パワーを分波手
段を用いて4つに分波し、4つの光電変換素子を用いて
光電変換を行ったため、1つの光電変換素子に照射する
光パワーは従来の1つの光電変換素子に照射する場合の
約25%となる。そのため、図10中のAで示したよう
に、光電変換効率の値は、従来の1個の光電変換素子に
照射する場合の値(図中のBで示す)と比較すると増加
している。本実施例では4個の光電変換素子が直列接続
されており、合計の電気出力は各光電変換素子の電気出
力を足し合わせた値となるため、光パワーを分割した場
合に各光電変換素子での光電変換効率が高くなれば、全
体としての電気出力も大きくなる。このように、分波手
段を複数個用いて、複数の光電変換素子で光電変換を行
うことにより、光電変換効率は従来技術に比べて増加
し、光パワー給電装置システム全体の効率を向上させる
ことが可能となる。
The optical power emitted from the optical fiber is divided into four by the demultiplexing means, and the photoelectric conversion is performed using the four photoelectric conversion elements. Approximately 25% of the case of irradiating one photoelectric conversion element. Therefore, as indicated by A in FIG. 10, the value of the photoelectric conversion efficiency is increased as compared with a value obtained by irradiating one conventional photoelectric conversion element (indicated by B in the figure). In this embodiment, four photoelectric conversion elements are connected in series, and the total electric output is a value obtained by adding the electric outputs of the respective photoelectric conversion elements. If the photoelectric conversion efficiency becomes higher, the electric output as a whole also increases. As described above, by using a plurality of demultiplexing means and performing photoelectric conversion with a plurality of photoelectric conversion elements, the photoelectric conversion efficiency is increased as compared with the related art, and the efficiency of the entire optical power feeding device system is improved. Becomes possible.

【0049】なお、図9、図11の構成以外でも、複数
の分波手段を用いることによって同様に光パワー給電装
置システム全体の効率を向上させることが可能となる。
9 and 11, the efficiency of the entire optical power feeding device system can be similarly improved by using a plurality of demultiplexing means.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の実施に
より、光パワー給電装置における光電変換効率あるいは
出力電力を最大もしくは最大に近い値に保ち、しかも、
負荷装置に連続的に安定した出力電圧で電力を供給する
ことが可能となる。であるため、機器内で生じる過渡的
な負荷装置の変動にも強く、機器の連続運転を安定に維
持できる信頼性の高い装置になる。また、本発明の光パ
ワー給電装置においては、光電変換素子の温度上昇を防
ぐことで、高効率で光電変換を行うことが可能になると
共に素子の寿命を長くすることもできる。
As described above, by implementing the present invention, the photoelectric conversion efficiency or the output power of the optical power feeding device is kept at or near the maximum value, and
Power can be continuously supplied to the load device at a stable output voltage. Therefore, the device is resistant to transient fluctuations of the load device occurring in the device, and is a highly reliable device capable of stably maintaining the continuous operation of the device. Further, in the optical power feeding device of the present invention, by preventing the temperature of the photoelectric conversion element from rising, it is possible to perform the photoelectric conversion with high efficiency and to extend the life of the element.

【0051】なお、本発明実施例においては、光電変換
素子が高効率で動作する電圧をそのまま出力している
が、負荷装置となる機器に合わせてDC−DCコンバー
タ等で電圧変換することももちろん可能であり、この場
合においても高効率で信頼性の高い光パワー給電装置を
提供する本発明の効果は顕著である。
In the embodiment of the present invention, the voltage at which the photoelectric conversion element operates with high efficiency is output as it is. Of course, the voltage can be converted by a DC-DC converter or the like in accordance with the equipment serving as the load device. It is possible, and even in this case, the effect of the present invention for providing a highly efficient and highly reliable optical power feeding device is remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光パワー給電装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an optical power feeding device of the present invention.

【図2】光電変換素子出力電圧の光パワー給電装置動作
時間依存性の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an operation time dependency of an output voltage of a photoelectric conversion element in an optical power feeding apparatus.

【図3】光電変換素子電力の光電変換素子動作電圧依存
性の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the dependency of the photoelectric conversion element power on the photoelectric conversion element operating voltage.

【図4】光電変換効率の光電変換素子動作電圧依存性の
一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the dependence of photoelectric conversion efficiency on the operating voltage of a photoelectric conversion element.

【図5】光電変換素子電力の光パワー給電装置動作時間
依存性の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the dependence of the power of the photoelectric conversion element on the operation time of the optical power supply apparatus.

【図6】光電変換素子効率の光パワー給電装置動作時間
依存性の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the dependence of the efficiency of the photoelectric conversion element on the operation time of the optical power feeding apparatus.

【図7】光電変換素子温度の光パワー給電装置動作時間
依存性の一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the dependence of the temperature of the photoelectric conversion element on the operation time of the optical power feeding apparatus.

【図8】光電変換素子効率の光パワー給電装置動作時間
依存性の一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the dependence of the efficiency of the photoelectric conversion element on the operation time of the optical power feeding apparatus.

【図9】本発明の複数の分派器を用いた光パワー給電装
置の概略図である。
FIG. 9 is a schematic diagram of an optical power feeding device using a plurality of splitters of the present invention.

【図10】光電変換効率の光電変換素子への光照射パワ
ー依存性の一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the dependence of photoelectric conversion efficiency on light irradiation power to a photoelectric conversion element.

【図11】本発明の複数の分派器を用いた光パワー給電
装置の概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram of an optical power feeding device using a plurality of splitters of the present invention.

【図12】従来の光パワー給電装置の概略図である。FIG. 12 is a schematic diagram of a conventional optical power feeding device.

【図13】光電変換素子の出力電流と出力電圧の関係の
一例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a relationship between an output current and an output voltage of a photoelectric conversion element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…主回路、110…電力供給手段、120…発光
手段、200…光伝送路、300…副回路、310…光
電変換手段、320…負荷装置330…分波手段、33
1…光パワーを1対2に分波する分波手段、332…光
パワーを1対3に分波する分波手段、340…出力電圧
安定化手段350…逆流阻止手段
Reference Signs List 100: main circuit, 110: power supply means, 120: light emitting means, 200: optical transmission line, 300: sub-circuit, 310: photoelectric conversion means, 320: load device 330: demultiplexing means, 33
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Demultiplexing means which divides optical power into one to two, 332 ... Demultiplexing means which divides optical power into one to three, 340 ... Output voltage stabilizing means 350 ... Backflow prevention means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三野 正人 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5F051 BA11 JA07 JA17 KA02 KA03 KA04 KA10  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masato Mino 3-19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo F-term in Nippon Telegraph and Telephone Corporation (reference) 5F051 BA11 JA07 JA17 KA02 KA03 KA04 KA10

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光パワーを発生する主回路と、前記主回路
で発生した光パワーを搬送する光伝送路と、前記光伝送
路で搬送された光パワーを受け取り電力に変換する副回
路とを備えた光パワー給電装置において、 前記主回路は、電力供給手段と、前記電力供給手段から
の電力を光に変換する発光手段とを備え、 前記副回路は、前記主回路において発生し前記光伝送路
により搬送された光パワーを複数に分波する分波手段
と、前記分波手段により複数に分波された光のそれぞれ
を個別に光電変換素子によって電力に変換する光電変換
手段と、前記光電変換手段の出力電圧を安定化するため
の出力電圧安定化手段とを備えたこと、を特徴とする光
パワー給電装置。
1. A main circuit for generating optical power, an optical transmission line for transmitting the optical power generated by the main circuit, and a sub-circuit for receiving the optical power conveyed on the optical transmission line and converting the received optical power into electric power. In the optical power feeding apparatus provided, the main circuit includes a power supply unit, and a light emitting unit that converts power from the power supply unit into light, and the sub-circuit generates the light transmission in the main circuit. A demultiplexing unit that demultiplexes the optical power conveyed by the path into a plurality of light beams; a photoelectric conversion unit that individually converts each of the plurality of light beams demultiplexed by the demultiplexing device into electric power by a photoelectric conversion element; An optical power feeding device comprising: an output voltage stabilizing unit for stabilizing an output voltage of the conversion unit.
【請求項2】前記出力電圧安定化手段から前記光電変換
手段へ、前記光電変換手段の出力電流とは逆向きに電流
が流れるのを防止する逆流阻止手段を付加したことを特
徴とする請求項1記載の光パワー給電装置。
2. A backflow preventing means for preventing a current from flowing in a direction opposite to an output current of said photoelectric conversion means from said output voltage stabilizing means to said photoelectric conversion means. 2. The optical power feeding device according to 1.
【請求項3】前記出力電圧安定化手段が前記光電変換手
段からの出力電力が最大となるように前記光電変換手段
の出力電圧を安定化することを特徴とする請求項1また
は2記載の光パワー給電装置。
3. The light according to claim 1, wherein said output voltage stabilizing means stabilizes the output voltage of said photoelectric conversion means so that the output power from said photoelectric conversion means is maximized. Power feeding device.
【請求項4】前記分波手段が前記光電変換手段の光電変
換効率が最大となるように光を分波することを特徴とす
る請求項1または2記載の光パワー給電装置。
4. The optical power feeding device according to claim 1, wherein the demultiplexing unit demultiplexes the light so that the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion unit is maximized.
【請求項5】前記出力電圧安定化手段として2次電池を
1個あるいは複数個直列に接続して用いたことを特徴と
する請求項1、2、3または4記載の光パワー給電装
置。
5. The optical power feeding device according to claim 1, wherein one or a plurality of secondary batteries are connected in series as said output voltage stabilizing means.
【請求項6】前記出力電圧安定化手段として、2次電池
を1個あるいは複数個直列に接続したのもとツェナーダ
イオードとを並列に接続して用いたことを特徴とする請
求項1、2、3または4記載の光パワー給電装置。
6. The output voltage stabilizing means, wherein one or a plurality of secondary batteries are connected in series and a Zener diode is connected in parallel. 5. The optical power feeding device according to claim 3, or 4.
【請求項7】前記分波手段として、ビームスプリッタを
1個あるいは複数個用いたことを特徴とする請求項1、
2、3、4、5または6記載の光パワー給電装置。
7. The apparatus according to claim 1, wherein one or a plurality of beam splitters are used as said demultiplexing means.
7. The optical power feeding device according to 2, 3, 4, 5, or 6.
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