JP2001025180A - 光パワー給電装置 - Google Patents
光パワー給電装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光パワー給電装置において、発光素子、光電
変換素子の信頼性の低減を防ぎ、かつ、エネルギー利用
効率を向上させる。 【解決手段】 光パワーを発生する光パワー発生手段
と、前記光パワー発生手段に電力を供給する電力供給手
段と、前記光パワーを電力に変換する光電変換手段と、
前記光電変換手段により変換された電力を蓄積する蓄電
手段とを具備し、前記光電変換手段によって変換された
電力あるいは前記蓄電手段に蓄積されている電力を負荷
装置に供給する光パワー給電装置であって、前記蓄電手
段の両端の電圧値を検出する手段と、前記検出された電
圧値に基づいて光パワーの強度を制御する光パワー制御
手段を具備するものである。
変換素子の信頼性の低減を防ぎ、かつ、エネルギー利用
効率を向上させる。 【解決手段】 光パワーを発生する光パワー発生手段
と、前記光パワー発生手段に電力を供給する電力供給手
段と、前記光パワーを電力に変換する光電変換手段と、
前記光電変換手段により変換された電力を蓄積する蓄電
手段とを具備し、前記光電変換手段によって変換された
電力あるいは前記蓄電手段に蓄積されている電力を負荷
装置に供給する光パワー給電装置であって、前記蓄電手
段の両端の電圧値を検出する手段と、前記検出された電
圧値に基づいて光パワーの強度を制御する光パワー制御
手段を具備するものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光パワーを電力に
変換して負荷装置に供給する光パワー給電装置に関し、
特に、消費電力量が時間的に変化する負荷装置に電力を
供給する光パワー給電装置に適用して有効な技術に関す
るものである。
変換して負荷装置に供給する光パワー給電装置に関し、
特に、消費電力量が時間的に変化する負荷装置に電力を
供給する光パワー給電装置に適用して有効な技術に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光パワーを電力に変換して、その
電力を消費する装置(負荷装置)に供給する光パワー給
電装置は、電線による給電方法での線路が導電性である
ことに起因する漏電や電磁誘導ノイズ等を防げること
や、遠隔地あるいは水中等の電源の取れない場所や化学
プラント等に設置される装置への電気的絶縁が可能な給
電方法として用いられている。
電力を消費する装置(負荷装置)に供給する光パワー給
電装置は、電線による給電方法での線路が導電性である
ことに起因する漏電や電磁誘導ノイズ等を防げること
や、遠隔地あるいは水中等の電源の取れない場所や化学
プラント等に設置される装置への電気的絶縁が可能な給
電方法として用いられている。
【0003】従来の光パワー給電装置は、例えば、図1
0に示すように、光パワーを電力に変換する光パワー変
換手段1と、前記光パワー変換手段1に光パワー3Aを
供給する光パワー供給手段2と、前記光パワー供給手段
2から前記光パワー変換手段1に光パワー3Aを伝送す
る光パワー伝送手段3により構成され、前記光パワー変
換手段1で変換された電力は負荷装置5に供給される。
0に示すように、光パワーを電力に変換する光パワー変
換手段1と、前記光パワー変換手段1に光パワー3Aを
供給する光パワー供給手段2と、前記光パワー供給手段
2から前記光パワー変換手段1に光パワー3Aを伝送す
る光パワー伝送手段3により構成され、前記光パワー変
換手段1で変換された電力は負荷装置5に供給される。
【0004】前記光パワー変換手段1は、前記光パワー
3Aを電力に変換する光電変換手段11を有し、前記光
パワー供給手段2は光パワー3Aを発生する光パワー発
生手段21と前記光パワー発生手段21に電力を供給す
る電力供給手段(電源)22を有する。前記光パワー発
生手段21には、前記負荷装置5に供給する電力を得る
ために、光量の大きい光パワーを得ることができる半導
体レーザ等の発光素子が用いられ、前記光電変換手段1
1には、前記負荷装置5が消費する電力量を得ることが
できるように、太陽電池等の光電変換素子を多数直列あ
るいは並列に接続したもの等が用いられる。
3Aを電力に変換する光電変換手段11を有し、前記光
パワー供給手段2は光パワー3Aを発生する光パワー発
生手段21と前記光パワー発生手段21に電力を供給す
る電力供給手段(電源)22を有する。前記光パワー発
生手段21には、前記負荷装置5に供給する電力を得る
ために、光量の大きい光パワーを得ることができる半導
体レーザ等の発光素子が用いられ、前記光電変換手段1
1には、前記負荷装置5が消費する電力量を得ることが
できるように、太陽電池等の光電変換素子を多数直列あ
るいは並列に接続したもの等が用いられる。
【0005】すなわち、前記光パワー給電装置は、前記
光パワー供給手段2において、前記電力供給手段22か
ら供給される電力により半導体レーザのような光パワー
発生手段21で光パワー3Aを発生し、この発生した光
パワー3Aを光ファイバのような前記光パワー伝送手段
3により前記光パワー変換手段1へ伝送する。前記光パ
ワー変換手段1に伝送された光パワー3Aは、太陽電池
のような前記光電変換手段11により電力に変換され、
変換された電力が負荷装置5に供給される。
光パワー供給手段2において、前記電力供給手段22か
ら供給される電力により半導体レーザのような光パワー
発生手段21で光パワー3Aを発生し、この発生した光
パワー3Aを光ファイバのような前記光パワー伝送手段
3により前記光パワー変換手段1へ伝送する。前記光パ
ワー変換手段1に伝送された光パワー3Aは、太陽電池
のような前記光電変換手段11により電力に変換され、
変換された電力が負荷装置5に供給される。
【0006】前記光パワー変換手段1に、前記光電変換
手段11により変換した電力を蓄積する蓄電手段を設け
た光パワー給電装置が、特願平11−125417号明
細書に提案されている。
手段11により変換した電力を蓄積する蓄電手段を設け
た光パワー給電装置が、特願平11−125417号明
細書に提案されている。
【0007】前記蓄電手段を設けた光パワー給電装置で
は、前記負荷装置5の消費電力量が時間的に変動する場
合等の、前記光電変換手段11から供給される電力量が
前記負荷装置5の消費電力量より大きい場合には、前記
負荷装置5で消費されない過剰な電力によりコンデンサ
等の蓄電手段を充電して、前記過剰な電力を蓄積してお
く。前記蓄電手段に蓄積された電力は、前記負荷装置5
の消費電力量が前記光電変換手段11から供給される電
力量より大きくなったときに放電され、前記光電変換手
段11から供給される電力の不足分を補うことができ、
前記負荷装置5が必要とする電力量を常に供給すること
ができる。
は、前記負荷装置5の消費電力量が時間的に変動する場
合等の、前記光電変換手段11から供給される電力量が
前記負荷装置5の消費電力量より大きい場合には、前記
負荷装置5で消費されない過剰な電力によりコンデンサ
等の蓄電手段を充電して、前記過剰な電力を蓄積してお
く。前記蓄電手段に蓄積された電力は、前記負荷装置5
の消費電力量が前記光電変換手段11から供給される電
力量より大きくなったときに放電され、前記光電変換手
段11から供給される電力の不足分を補うことができ、
前記負荷装置5が必要とする電力量を常に供給すること
ができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術では、前記光パワー供給手段2側から、前記光
パワー変換手段1や負荷装置5の動作状態、すなわち、
供給する光パワー3Aにより得られる電力量と前記負荷
装置5が消費する電力量の関係を把握できないため、前
記光パワー供給手段2は一方的に、かつ連続的に光パワ
ー3Aを供給していた。つまり、常時一定の光パワー3
Aを供給しているので、前記光パワー発生手段21およ
び光電変換手段11が常に稼動状態になっていた。
来の技術では、前記光パワー供給手段2側から、前記光
パワー変換手段1や負荷装置5の動作状態、すなわち、
供給する光パワー3Aにより得られる電力量と前記負荷
装置5が消費する電力量の関係を把握できないため、前
記光パワー供給手段2は一方的に、かつ連続的に光パワ
ー3Aを供給していた。つまり、常時一定の光パワー3
Aを供給しているので、前記光パワー発生手段21およ
び光電変換手段11が常に稼動状態になっていた。
【0009】前記光パワー発生手段21として用いられ
る半導体レーザ等の発光素子は、供給される電力を光パ
ワーに変換する効率(変換効率)が数10パーセントで
あり、供給された電力の半分以上は熱に変換されてしま
う。特に、高出力半導体レーザでは、高出力での連続動
作時間が長くなり高温で保持された状態が続くと、局所
的に光が集中し、COD(Catastrofic Optical Dam
age)と呼ばれる現象により、ファセット(LD端面)
の破壊現象が進み、一定電流で駆動しても発生する光パ
ワーが徐々に低下する等の問題が発生する。そのため、
前記従来の光パワー給電装置のように、半導体レーザ等
の発光素子を用いて、常時一定の光パワーを発生する光
パワー発生手段21では、連続動作時間が長くなるに伴
い、発生した熱による前記発光素子の劣化が進み、信頼
性が低下するという問題があった。
る半導体レーザ等の発光素子は、供給される電力を光パ
ワーに変換する効率(変換効率)が数10パーセントで
あり、供給された電力の半分以上は熱に変換されてしま
う。特に、高出力半導体レーザでは、高出力での連続動
作時間が長くなり高温で保持された状態が続くと、局所
的に光が集中し、COD(Catastrofic Optical Dam
age)と呼ばれる現象により、ファセット(LD端面)
の破壊現象が進み、一定電流で駆動しても発生する光パ
ワーが徐々に低下する等の問題が発生する。そのため、
前記従来の光パワー給電装置のように、半導体レーザ等
の発光素子を用いて、常時一定の光パワーを発生する光
パワー発生手段21では、連続動作時間が長くなるに伴
い、発生した熱による前記発光素子の劣化が進み、信頼
性が低下するという問題があった。
【0010】また、前記光電変換手段11として用いら
れる太陽電池等の光電変換素子についても、供給される
光パワーを電力に変換する際の変換効率が数10パーセ
ントであるため、供給された光パワーの半分以上は熱に
変換されてしまう。特に、光量の大きい光パワーを変換
する際には変換効率がさらに低下し、発熱量が大きくな
る。前記光電変換素子では、連続動作時間が長くなり、
発熱による高温状態が続くと、局所的温度上昇(ホット
スポット)が生じて電気絶縁抵抗が低下するため、前記
光電変換素子の劣化を促進し、変換効率等が低下すると
いう信頼性上の問題があった。このような問題は、特に
光電変換素子モジュールの大型化や高電圧化のために前
記光電変換素子を多数直列に接続した場合に、一部の光
電変換素子中に存在する欠陥やクラック等による出力の
アンバランスにより生じる逆電流等が原因となって起こ
りやすい。
れる太陽電池等の光電変換素子についても、供給される
光パワーを電力に変換する際の変換効率が数10パーセ
ントであるため、供給された光パワーの半分以上は熱に
変換されてしまう。特に、光量の大きい光パワーを変換
する際には変換効率がさらに低下し、発熱量が大きくな
る。前記光電変換素子では、連続動作時間が長くなり、
発熱による高温状態が続くと、局所的温度上昇(ホット
スポット)が生じて電気絶縁抵抗が低下するため、前記
光電変換素子の劣化を促進し、変換効率等が低下すると
いう信頼性上の問題があった。このような問題は、特に
光電変換素子モジュールの大型化や高電圧化のために前
記光電変換素子を多数直列に接続した場合に、一部の光
電変換素子中に存在する欠陥やクラック等による出力の
アンバランスにより生じる逆電流等が原因となって起こ
りやすい。
【0011】すなわち、前記従来の光パワー給電装置で
は、一定の強度の光パワー3Aを連続的に発生し、供給
することにより、前記光パワー発生手段21及び光電変
換手段11の信頼性が低下するとともに短寿命化し、装
置としての信頼性が低下するという問題があった。
は、一定の強度の光パワー3Aを連続的に発生し、供給
することにより、前記光パワー発生手段21及び光電変
換手段11の信頼性が低下するとともに短寿命化し、装
置としての信頼性が低下するという問題があった。
【0012】また、前記従来の光パワー給電装置では、
一定の強度の光パワー3Aを連続的に供給するため、前
記負荷装置5の消費電力量が小さいときには、前記負荷
装置5の消費する電力量を得るために必要な光パワーの
強度より強い光パワーを供給していることになり、エネ
ルギーの利用効率が低下するという問題があった。
一定の強度の光パワー3Aを連続的に供給するため、前
記負荷装置5の消費電力量が小さいときには、前記負荷
装置5の消費する電力量を得るために必要な光パワーの
強度より強い光パワーを供給していることになり、エネ
ルギーの利用効率が低下するという問題があった。
【0013】また、前記光パワー発生手段21及び光電
変換手段11の信頼性の低下及び短寿命化により、前記
光パワー給電装置の信頼性を維持するための前記光パワ
ー発生手段21及び光電変換手段11の点検、交換を短
い間隔で行わなければならない、あるいは一定の強度の
光パワーを連続的に発生するために必要以上の電力を使
用するため、前記光パワー給電装置の使用コストが増大
するという問題があった。
変換手段11の信頼性の低下及び短寿命化により、前記
光パワー給電装置の信頼性を維持するための前記光パワ
ー発生手段21及び光電変換手段11の点検、交換を短
い間隔で行わなければならない、あるいは一定の強度の
光パワーを連続的に発生するために必要以上の電力を使
用するため、前記光パワー給電装置の使用コストが増大
するという問題があった。
【0014】本発明の目的は、光パワー給電装置におい
て、光パワーを発生する発光素子の信頼性の低下を防ぐ
ことが可能な技術を提供することにある。
て、光パワーを発生する発光素子の信頼性の低下を防ぐ
ことが可能な技術を提供することにある。
【0015】本発明の他の目的は、光パワー給電装置に
おいて、光パワーを電力に変換する光電変換素子の信頼
性の低下を防ぐことが可能な技術を提供することにあ
る。
おいて、光パワーを電力に変換する光電変換素子の信頼
性の低下を防ぐことが可能な技術を提供することにあ
る。
【0016】本発明の他の目的は、光パワー給電装置に
おいて、エネルギー利用効率を向上することが可能な技
術を提供することにある。
おいて、エネルギー利用効率を向上することが可能な技
術を提供することにある。
【0017】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明ら
かになるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明ら
かになるであろう。
【0018】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0019】(1)光パワーを発生する光パワー発生手
段と、前記光パワー発生手段に電力を供給する電力供給
手段と、前記光パワーを電力に変換する光電変換手段
と、前記光電変換手段により変換された電力を蓄積する
蓄電手段とを具備し、前記蓄電手段に蓄積されている電
力を負荷装置に供給する光パワー給電装置であって、前
記蓄電手段の両端の電圧値を検出する手段と、前記検出
された電圧値に基づいて光パワーの強度を制御する光パ
ワー制御手段を具備するものである。
段と、前記光パワー発生手段に電力を供給する電力供給
手段と、前記光パワーを電力に変換する光電変換手段
と、前記光電変換手段により変換された電力を蓄積する
蓄電手段とを具備し、前記蓄電手段に蓄積されている電
力を負荷装置に供給する光パワー給電装置であって、前
記蓄電手段の両端の電圧値を検出する手段と、前記検出
された電圧値に基づいて光パワーの強度を制御する光パ
ワー制御手段を具備するものである。
【0020】(2)光パワーを発生する光パワー発生手
段と、前記光パワー発生手段に電力を供給する電力供給
手段と、前記光パワー発生手段で発生された光パワーを
伝送する光パワー伝送手段と、前記伝送された光パワー
を電力に変換する光電変換手段と、前記変換された電力
を蓄積する蓄電手段とを具備し、前記蓄電手段に蓄積さ
れている電力を負荷装置に供給する光パワー給電装置で
あって、前記蓄電手段の両端の電圧値を検出する手段
と、前記検出された電圧値に基づいた制御信号を発生す
る制御信号発生手段と、前記発生された制御信号を伝送
する制御信号伝送手段と、前記伝送された制御信号によ
り光パワーの強度を増減制御する光パワー制御手段を具
備するものである。
段と、前記光パワー発生手段に電力を供給する電力供給
手段と、前記光パワー発生手段で発生された光パワーを
伝送する光パワー伝送手段と、前記伝送された光パワー
を電力に変換する光電変換手段と、前記変換された電力
を蓄積する蓄電手段とを具備し、前記蓄電手段に蓄積さ
れている電力を負荷装置に供給する光パワー給電装置で
あって、前記蓄電手段の両端の電圧値を検出する手段
と、前記検出された電圧値に基づいた制御信号を発生す
る制御信号発生手段と、前記発生された制御信号を伝送
する制御信号伝送手段と、前記伝送された制御信号によ
り光パワーの強度を増減制御する光パワー制御手段を具
備するものである。
【0021】(3)前記手段(2)の光パワー給電装置
において、前記制御信号発生手段は、前記蓄電手段の両
端の電圧値に比例する強度の制御信号を発生する。
において、前記制御信号発生手段は、前記蓄電手段の両
端の電圧値に比例する強度の制御信号を発生する。
【0022】(4)前記手段(3)の光パワー給電装置
において、前記制御信号発生手段は、閾値電圧を有し、
前記閾値電圧以上では電圧値に比例した強度の光信号を
発生する光信号発生手段を有し、前記信号発生手段が前
記蓄電手段と並列に接続されている。
において、前記制御信号発生手段は、閾値電圧を有し、
前記閾値電圧以上では電圧値に比例した強度の光信号を
発生する光信号発生手段を有し、前記信号発生手段が前
記蓄電手段と並列に接続されている。
【0023】(5)前記手段(4)の光パワー給電装置
において、前記信号発生手段は、前記光パワー発生手段
で発生する光パワーの波長と異なる波長の光信号を発生
する。
において、前記信号発生手段は、前記光パワー発生手段
で発生する光パワーの波長と異なる波長の光信号を発生
する。
【0024】(6)前記手段(4)または(5)の光パ
ワー給電装置において、前記光信号発生手段は発光ダイ
オードである。
ワー給電装置において、前記光信号発生手段は発光ダイ
オードである。
【0025】(7)前記手段(4)または(5)の光パ
ワー給電装置において、前記光信号発生手段は発光ダイ
オードと定電圧ダイオードが直列に接続されている。
ワー給電装置において、前記光信号発生手段は発光ダイ
オードと定電圧ダイオードが直列に接続されている。
【0026】以下、本発明について、図面を参照して実
施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。
施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。
【0027】なお、実施の形態(実施例)を説明するた
めの全図において、同一機能を有するものは、同一符号
をつけ、その繰り返しの説明は省略する。
めの全図において、同一機能を有するものは、同一符号
をつけ、その繰り返しの説明は省略する。
【0028】
【発明の実施の形態】(実施形態1)図1は、本発明に
よる実施形態1の光パワー給電装置の概略構成を示すブ
ロック図である。図1において、1は光パワー変換手
段、2は光パワー供給手段、3は光パワー伝送手段、4
は光パワー制御手段、5は負荷装置、11は光電変換手
段、12は蓄電手段、21は光パワー発生手段、22は
電力供給手段、41は制御信号発生手段、42は光パワ
ー増減手段、43は制御信号伝送手段、3Aは光パワ
ー、4Aは制御信号である。
よる実施形態1の光パワー給電装置の概略構成を示すブ
ロック図である。図1において、1は光パワー変換手
段、2は光パワー供給手段、3は光パワー伝送手段、4
は光パワー制御手段、5は負荷装置、11は光電変換手
段、12は蓄電手段、21は光パワー発生手段、22は
電力供給手段、41は制御信号発生手段、42は光パワ
ー増減手段、43は制御信号伝送手段、3Aは光パワ
ー、4Aは制御信号である。
【0029】本実施形態1の光パワー給電装置は、図1
に示すように、光パワー3Aを電力に変換する光パワー
変換手段1と、前記光パワー変換手段1に前記光パワー
3Aを供給する光パワー供給手段2と、前記光パワー供
給手段2で発生する光パワー3Aを前記光パワー変換手
段1に伝送する光パワー伝送手段3と、前記光パワー3
Aから変換された電力量と消費される電力量の関係に基
づいて前記光パワー供給手段1から供給される光パワー
3Aの強度を制御する光パワー制御手段4とから構成さ
れている。前記光パワー変換手段1で変換された電力は
負荷装置5に供給される。
に示すように、光パワー3Aを電力に変換する光パワー
変換手段1と、前記光パワー変換手段1に前記光パワー
3Aを供給する光パワー供給手段2と、前記光パワー供
給手段2で発生する光パワー3Aを前記光パワー変換手
段1に伝送する光パワー伝送手段3と、前記光パワー3
Aから変換された電力量と消費される電力量の関係に基
づいて前記光パワー供給手段1から供給される光パワー
3Aの強度を制御する光パワー制御手段4とから構成さ
れている。前記光パワー変換手段1で変換された電力は
負荷装置5に供給される。
【0030】前記光パワー変換手段1は、前記光パワー
供給手段2から供給される光パワー3Aを電力に変換す
る光電変換手段11と、変換された電力を一時的に蓄積
する蓄電手段12とを有する。前記光パワー供給手段2
は、前記負荷装置5に供給する電力を得るための光パワ
ー3Aを発生する光パワー発生手段21と、前記光パワ
ー発生手段21に電力を供給する電力供給手段22とを
有する。
供給手段2から供給される光パワー3Aを電力に変換す
る光電変換手段11と、変換された電力を一時的に蓄積
する蓄電手段12とを有する。前記光パワー供給手段2
は、前記負荷装置5に供給する電力を得るための光パワ
ー3Aを発生する光パワー発生手段21と、前記光パワ
ー発生手段21に電力を供給する電力供給手段22とを
有する。
【0031】前記光パワー制御手段4は、前記光パワー
発生手段21で発生する光パワー3Aの強度を制御する
ための制御信号4Aを発生する制御信号発生手段41
と、前記制御信号発生手段41により発生した制御信号
4Aに基づき前記光パワー発生手段21で発生する光パ
ワー3Aの強度を増減する光パワー増減手段42と、前
記制御信号4Aを前記光パワー増減手段42に伝送する
制御信号伝送手段43とから構成されている。前記制御
信号発生手段41は、前記蓄電手段12の両端の電圧値
を検出する電圧値検出手段を有し、この検出された両端
の電圧値に比例した強度の制御信号4Aを発生する。
発生手段21で発生する光パワー3Aの強度を制御する
ための制御信号4Aを発生する制御信号発生手段41
と、前記制御信号発生手段41により発生した制御信号
4Aに基づき前記光パワー発生手段21で発生する光パ
ワー3Aの強度を増減する光パワー増減手段42と、前
記制御信号4Aを前記光パワー増減手段42に伝送する
制御信号伝送手段43とから構成されている。前記制御
信号発生手段41は、前記蓄電手段12の両端の電圧値
を検出する電圧値検出手段を有し、この検出された両端
の電圧値に比例した強度の制御信号4Aを発生する。
【0032】以下、本実施形態1の光パワー給電装置の
動作について説明する。
動作について説明する。
【0033】まず、前記光パワー供給手段2において、
前記光パワー発生手段21は、前記電力供給手段22か
ら供給される電力により、光パワー3Aを発生する。こ
の発生した光パワー3Aは、光ファイバなどの前記光パ
ワー伝送手段3で前記光パワー変換手段1へ伝送され
る。前記光パワー変換手段1に伝送された光パワー3A
は前記光電変換手段11により電力に変換され、前記負
荷装置5に供給される。
前記光パワー発生手段21は、前記電力供給手段22か
ら供給される電力により、光パワー3Aを発生する。こ
の発生した光パワー3Aは、光ファイバなどの前記光パ
ワー伝送手段3で前記光パワー変換手段1へ伝送され
る。前記光パワー変換手段1に伝送された光パワー3A
は前記光電変換手段11により電力に変換され、前記負
荷装置5に供給される。
【0034】ここで、前記負荷装置5の消費電力量が時
間的に変化する場合等、前記負荷装置5で消費される電
力量が、前記光電変換手段11から供給される電力量よ
り小さい場合には、前記負荷装置5で消費されない過剰
な電力は、前記蓄電手段12を充電して蓄積される。前
記蓄電手段12に蓄積された電力は、前記負荷装置5の
消費電力量が、前記光電変換手段11から供給される電
力量より大きくなった場合に放電され、前記光電変換手
段11から供給される電力量の不足分を補い、前記負荷
装置5が必要とする電力量を常に供給することができる
(特願平11−125417号明細書参照)。
間的に変化する場合等、前記負荷装置5で消費される電
力量が、前記光電変換手段11から供給される電力量よ
り小さい場合には、前記負荷装置5で消費されない過剰
な電力は、前記蓄電手段12を充電して蓄積される。前
記蓄電手段12に蓄積された電力は、前記負荷装置5の
消費電力量が、前記光電変換手段11から供給される電
力量より大きくなった場合に放電され、前記光電変換手
段11から供給される電力量の不足分を補い、前記負荷
装置5が必要とする電力量を常に供給することができる
(特願平11−125417号明細書参照)。
【0035】また、前記蓄電手段12に接続された制御
信号発生手段41は、常時前記蓄電手段12の両端の電
圧値を検出して、その電圧値に比例した強度の前記制御
信号4Aを発生する。前記制御信号4Aは、前記制御信
号伝送手段43により前記光パワー供給手段2に設けら
れた光パワー増減手段42に伝送される。
信号発生手段41は、常時前記蓄電手段12の両端の電
圧値を検出して、その電圧値に比例した強度の前記制御
信号4Aを発生する。前記制御信号4Aは、前記制御信
号伝送手段43により前記光パワー供給手段2に設けら
れた光パワー増減手段42に伝送される。
【0036】前記制御信号発生手段41から前記光パワ
ー増減手段42に伝送される制御信号4Aは、前記蓄電
手段12の両端の電圧値に比例する強度の信号であれば
よいので、電気信号として伝送してもよいし、光信号と
して伝送してもよい。前記制御信号4Aが電気信号の場
合は、前記制御信号伝送手段43は導線を用いれば良
く、前記制御信号4Aが光信号の場合は、前記制御信号
伝送手段43は光ファイバを用いればよい。
ー増減手段42に伝送される制御信号4Aは、前記蓄電
手段12の両端の電圧値に比例する強度の信号であれば
よいので、電気信号として伝送してもよいし、光信号と
して伝送してもよい。前記制御信号4Aが電気信号の場
合は、前記制御信号伝送手段43は導線を用いれば良
く、前記制御信号4Aが光信号の場合は、前記制御信号
伝送手段43は光ファイバを用いればよい。
【0037】前記光パワー増減手段42では、前記制御
信号発生手段41より伝送される制御信号4Aの強度に
基づいて、前記電力供給手段22から前記光パワー発生
手段21に供給する電力量を調節し、前記光パワー発生
手段21で発生する光パワー3Aの強度を増減させる。
信号発生手段41より伝送される制御信号4Aの強度に
基づいて、前記電力供給手段22から前記光パワー発生
手段21に供給する電力量を調節し、前記光パワー発生
手段21で発生する光パワー3Aの強度を増減させる。
【0038】前記負荷装置5の消費電力量が小さい状態
が続き前記蓄電手段12に蓄積される電力が大きくなる
と、前記蓄電手段12の両端の電圧値が大きくなり、発
生する制御信号4Aの強度は大きくなる。前記光パワー
増減手段42は、受信した前記制御信号4Aの強度があ
らかじめ設定された上限値を上回った場合には、前記電
圧供給手段22から光パワー発生手段21に供給する電
力量を小さくし、前記光パワー発生手段21で発生する
光パワー3Aの強度を小さくする。
が続き前記蓄電手段12に蓄積される電力が大きくなる
と、前記蓄電手段12の両端の電圧値が大きくなり、発
生する制御信号4Aの強度は大きくなる。前記光パワー
増減手段42は、受信した前記制御信号4Aの強度があ
らかじめ設定された上限値を上回った場合には、前記電
圧供給手段22から光パワー発生手段21に供給する電
力量を小さくし、前記光パワー発生手段21で発生する
光パワー3Aの強度を小さくする。
【0039】前記光パワー3Aの強度を小さくした状態
のときには、前記光電変換手段11から前記負荷装置5
に供給される電力量も小さくなるので、前記負荷装置5
の消費電力量が、前記光電変換手段11から供給される
電力量より大きくなった場合には前記蓄電手段12に蓄
積されていた電力を放電して、前記負荷装置5で消費す
る電力量の不足分を補う。
のときには、前記光電変換手段11から前記負荷装置5
に供給される電力量も小さくなるので、前記負荷装置5
の消費電力量が、前記光電変換手段11から供給される
電力量より大きくなった場合には前記蓄電手段12に蓄
積されていた電力を放電して、前記負荷装置5で消費す
る電力量の不足分を補う。
【0040】前記光電変換手段11から供給される電力
量が小さく、前記負荷装置5で消費する電力量の不足分
を、前記蓄電手段12に蓄積された電力で補うと、前記
蓄電手段12の両端の電圧値が下がるため、前記制御信
号発生手段41で発生する制御信号4Aの強度は次第に
小さくなる。前記光パワー増減手段42は、受信した前
記制御信号4Aの強度があらかじめ設定した下限値を下
回った場合、前記電力供給手段22から前記光パワー発
生手段21に供給する電力量を大きくし、前記光パワー
発生手段21で発生する光パワー3Aの強度を大きくす
る。
量が小さく、前記負荷装置5で消費する電力量の不足分
を、前記蓄電手段12に蓄積された電力で補うと、前記
蓄電手段12の両端の電圧値が下がるため、前記制御信
号発生手段41で発生する制御信号4Aの強度は次第に
小さくなる。前記光パワー増減手段42は、受信した前
記制御信号4Aの強度があらかじめ設定した下限値を下
回った場合、前記電力供給手段22から前記光パワー発
生手段21に供給する電力量を大きくし、前記光パワー
発生手段21で発生する光パワー3Aの強度を大きくす
る。
【0041】なお、前記光パワー発生手段21で発生さ
せる光パワー3Aの強度の増減を制御するための制御信
号の強度の上限値、及び下限値は、前記負荷装置5を正
常に動作させることが可能な範囲内に設定する。
せる光パワー3Aの強度の増減を制御するための制御信
号の強度の上限値、及び下限値は、前記負荷装置5を正
常に動作させることが可能な範囲内に設定する。
【0042】以上の動作を繰り返し、前記蓄電手段12
の両端の電圧値を一定の範囲内に維持することにより、
前記光パワー発生手段21から一定強度の光パワー3A
を連続的に発生させることがなく、また前記負荷装置5
が必要とする消費電力量のみを効率良く得ることができ
る。
の両端の電圧値を一定の範囲内に維持することにより、
前記光パワー発生手段21から一定強度の光パワー3A
を連続的に発生させることがなく、また前記負荷装置5
が必要とする消費電力量のみを効率良く得ることができ
る。
【0043】以上説明したように、本実施形態1によれ
ば、前記光パワー変換手段1に設けられた蓄電手段12
の両端の電圧値を検出し、その電圧値に基づき前記光パ
ワー発生手段21で発生させる光パワー3Aの強度を増
減させることにより、一定かつ高い強度の光パワー3A
を連続的に発生させる時間が短くなる。そのため、長時
間動作させたときの発熱量も低く、熱による劣化に伴う
前記光パワー発生手段21及び前記光電変換手段11の
信頼性の低減を防ぎ、装置としての信頼性が向上する。
ば、前記光パワー変換手段1に設けられた蓄電手段12
の両端の電圧値を検出し、その電圧値に基づき前記光パ
ワー発生手段21で発生させる光パワー3Aの強度を増
減させることにより、一定かつ高い強度の光パワー3A
を連続的に発生させる時間が短くなる。そのため、長時
間動作させたときの発熱量も低く、熱による劣化に伴う
前記光パワー発生手段21及び前記光電変換手段11の
信頼性の低減を防ぎ、装置としての信頼性が向上する。
【0044】また、前記負荷装置5の消費電力が小さい
ときには、前記光パワー発生手段21に供給する電力量
も小さくでき、必要以上の光パワー3Aを発生させない
ので、エネルギー利用効率を向上することができる。
ときには、前記光パワー発生手段21に供給する電力量
も小さくでき、必要以上の光パワー3Aを発生させない
ので、エネルギー利用効率を向上することができる。
【0045】また、前記光パワー発生手段21および光
電変換手段11の熱による劣化に伴う信頼性の低下を防
げるので、前記光パワー発生手段21及び光電変換手段
11の寿命が延び、点検、交換の回数が減るとともに、
エネルギー利用効率が向上するので、前記光パワー給電
装置の使用コストを低減することができる。
電変換手段11の熱による劣化に伴う信頼性の低下を防
げるので、前記光パワー発生手段21及び光電変換手段
11の寿命が延び、点検、交換の回数が減るとともに、
エネルギー利用効率が向上するので、前記光パワー給電
装置の使用コストを低減することができる。
【0046】(実施形態2)図2は、本発明による実施
形態2の光パワー給電装置の概略構成を示すブロック図
であり、44は光信号発生手段、45は光信号伝送手
段、4Bは光信号である。
形態2の光パワー給電装置の概略構成を示すブロック図
であり、44は光信号発生手段、45は光信号伝送手
段、4Bは光信号である。
【0047】本実施形態2の光パワー給電装置は、図2
に示すように、前記実施形態1の図1に示したものと同
様の構成であり、前記制御信号4Aとして、ある特定の
閾値電圧以上では、電圧値に比例する強度の光信号を用
いるものである。
に示すように、前記実施形態1の図1に示したものと同
様の構成であり、前記制御信号4Aとして、ある特定の
閾値電圧以上では、電圧値に比例する強度の光信号を用
いるものである。
【0048】本実施形態2の光パワー給電装置では、前
記実施形態1の制御信号発生手段41の代わりに、ある
特定の閾値電圧を有する光信号発生手段44を用い、前
記蓄電手段12の両端の電圧値が、前記光信号発生手段
44の有する閾値電圧以上になると、前記蓄電手段12
の両端の電圧値に比例する強度の光信号4Bを発生す
る。この光信号4Bが、前記光信号伝送手段45により
前記光パワー増減手段42に伝送される。
記実施形態1の制御信号発生手段41の代わりに、ある
特定の閾値電圧を有する光信号発生手段44を用い、前
記蓄電手段12の両端の電圧値が、前記光信号発生手段
44の有する閾値電圧以上になると、前記蓄電手段12
の両端の電圧値に比例する強度の光信号4Bを発生す
る。この光信号4Bが、前記光信号伝送手段45により
前記光パワー増減手段42に伝送される。
【0049】前記光パワー増減手段42では、前記実施
形態1と同様に、伝送された光信号4Bの強度があらか
じめ設定された上限値を上回れば、前記電力供給手段2
2から前記光パワー発生手段21に供給する電力量を小
さくし、前記光パワー発生手段21で発生する光パワー
3Aの強度を小さくして、前記光電変換手段11から供
給される電力量の不足分を前記蓄電手段12に蓄積され
た電力で補いながら前記負荷装置5を動作させる。
形態1と同様に、伝送された光信号4Bの強度があらか
じめ設定された上限値を上回れば、前記電力供給手段2
2から前記光パワー発生手段21に供給する電力量を小
さくし、前記光パワー発生手段21で発生する光パワー
3Aの強度を小さくして、前記光電変換手段11から供
給される電力量の不足分を前記蓄電手段12に蓄積され
た電力で補いながら前記負荷装置5を動作させる。
【0050】また、伝送された光信号4Bの強度があら
かじめ設定された下限値を下回れば、前記電力供給手段
22から前記光パワー発生手段21に供給する電力量を
大きくし、前記光パワー発生手段21で発生する光パワ
ー3Aの強度を大きくして、前記光電変換手段11から
供給される電力で前記負荷装置5を動作させ、前記負荷
装置5で消費されない過剰な電力を前記蓄電手段12に
蓄積する。
かじめ設定された下限値を下回れば、前記電力供給手段
22から前記光パワー発生手段21に供給する電力量を
大きくし、前記光パワー発生手段21で発生する光パワ
ー3Aの強度を大きくして、前記光電変換手段11から
供給される電力で前記負荷装置5を動作させ、前記負荷
装置5で消費されない過剰な電力を前記蓄電手段12に
蓄積する。
【0051】以上説明したように、本実施形態2によれ
ば、特定の閾値電圧を、その閾値電圧以上で電圧値に比
例した強度の光信号4Bを発生する光信号発生手段44
を用いて、前記光信号4Bの強度に基づいて前記電力供
給手段22から前記光パワー発生手段21に供給する電
力量を制御するので、前記実施形態1で説明したのと同
様に、前記光パワー発生手段21及び光電変換手段11
の熱による信頼性の低下を防ぐことができ、エネルギー
利用効率の高い光パワー給電装置を得ることができる。
ば、特定の閾値電圧を、その閾値電圧以上で電圧値に比
例した強度の光信号4Bを発生する光信号発生手段44
を用いて、前記光信号4Bの強度に基づいて前記電力供
給手段22から前記光パワー発生手段21に供給する電
力量を制御するので、前記実施形態1で説明したのと同
様に、前記光パワー発生手段21及び光電変換手段11
の熱による信頼性の低下を防ぐことができ、エネルギー
利用効率の高い光パワー給電装置を得ることができる。
【0052】さらに、前記蓄電手段12の両端の電圧値
が、前記光信号発生手段44の閾値電圧以上になったと
きに、その電圧値に比例した強度の光信号4Bを発生す
るようにしたことにより、前記蓄電手段12の両端の電
圧値が閾値電圧以下のときには、前記光信号発生手段4
4がほとんど電力を消費しない。そのため、前記実施形
態1のように、前記蓄電手段2の両端の電圧値を常時検
出して、その電圧値に比例した制御信号4Aを発生させ
る場合等、電気的に複雑な電圧検出回路を制御信号発生
手段41として用いる場合に比べ、前記光電変換手段1
1で変換した電力のうち、前記光信号発生手段44が消
費する分の電力量が小さくなるので、前記実施形態1に
比べて、エネルギー利用効率を向上することができる。
が、前記光信号発生手段44の閾値電圧以上になったと
きに、その電圧値に比例した強度の光信号4Bを発生す
るようにしたことにより、前記蓄電手段12の両端の電
圧値が閾値電圧以下のときには、前記光信号発生手段4
4がほとんど電力を消費しない。そのため、前記実施形
態1のように、前記蓄電手段2の両端の電圧値を常時検
出して、その電圧値に比例した制御信号4Aを発生させ
る場合等、電気的に複雑な電圧検出回路を制御信号発生
手段41として用いる場合に比べ、前記光電変換手段1
1で変換した電力のうち、前記光信号発生手段44が消
費する分の電力量が小さくなるので、前記実施形態1に
比べて、エネルギー利用効率を向上することができる。
【0053】(実施形態3)図3は、本発明による実施
形態3の光パワー給電装置の概略構成を示すブロック図
である。
形態3の光パワー給電装置の概略構成を示すブロック図
である。
【0054】本実施形態3の光パワー給電装置は、図3
に示すように、前記実施形態2と異なる点は、前記発光
信号発生手段44が、前記光パワー3Aの波長と異なる
波長の光信号4Cを発生することである。そのため、前
記光信号4Cは、前記光パワー3Aを前記光パワー変換
手段1に伝送する光パワー伝送手段3とを兼用して前記
光パワー増減手段23に伝送される。
に示すように、前記実施形態2と異なる点は、前記発光
信号発生手段44が、前記光パワー3Aの波長と異なる
波長の光信号4Cを発生することである。そのため、前
記光信号4Cは、前記光パワー3Aを前記光パワー変換
手段1に伝送する光パワー伝送手段3とを兼用して前記
光パワー増減手段23に伝送される。
【0055】本実施形態3の光パワー給電装置の基本的
な動作は、前記実施形態2で説明した光パワー給電装置
と同様であるためその詳細な説明は省略する。
な動作は、前記実施形態2で説明した光パワー給電装置
と同様であるためその詳細な説明は省略する。
【0056】本実施形態3の光パワー給電装置において
も、特定の閾値電圧を有し、その閾値電圧以上で電圧値
に比例した強度の光信号4Cを発生する光信号発生手段
44を用いることで、前記実施形態2で説明したのと同
様に、前記光パワー発生手段21および光電変換手段1
1の熱による劣化による信頼性の低下を防ぐことがで
き、エネルギー利用効率の高い光パワー給電装置を得る
ことができる。
も、特定の閾値電圧を有し、その閾値電圧以上で電圧値
に比例した強度の光信号4Cを発生する光信号発生手段
44を用いることで、前記実施形態2で説明したのと同
様に、前記光パワー発生手段21および光電変換手段1
1の熱による劣化による信頼性の低下を防ぐことがで
き、エネルギー利用効率の高い光パワー給電装置を得る
ことができる。
【0057】さらに、本実施形態3のように、前記光パ
ワー3Aの波長と異なる波長の光信号4Cを発生する前
記光信号発生手段44を用いることにより、前記光信号
4Cを、前記光パワー伝送手段3を用いて伝送すること
が可能となる。そのため、前記実施形態1,2に示した
ような前記制御信号伝送手段43,光信号伝送手段45
を設けなくてもよいので、より経済的な光パワー給電装
置と得ることができる。
ワー3Aの波長と異なる波長の光信号4Cを発生する前
記光信号発生手段44を用いることにより、前記光信号
4Cを、前記光パワー伝送手段3を用いて伝送すること
が可能となる。そのため、前記実施形態1,2に示した
ような前記制御信号伝送手段43,光信号伝送手段45
を設けなくてもよいので、より経済的な光パワー給電装
置と得ることができる。
【0058】(実施例1)図4は、本発明による実施形
態3の光パワー給電装置の一実施例(実施例1)の概略
構成を示す回路図であり、42Aはホトトランジスタあ
るいはホトダイオード、42Bは増幅器、42Cは上限
値比較器、42Dは下限値比較器、42Eはフリップフ
ロップ回路、42Fはスイッチ、VR1はあらかじめ設
定された上限電圧値、VR2はあらかじめ設定された下
限電圧値、V1は蓄電手段12の両端の電圧値に該当あ
るいは比例する電圧値、V2は上限値比較結果の電圧
値、V3は下限値比較結果の電圧値、V4はスイッチ2
3Fのオン・オフ切り替え用の電圧値である。
態3の光パワー給電装置の一実施例(実施例1)の概略
構成を示す回路図であり、42Aはホトトランジスタあ
るいはホトダイオード、42Bは増幅器、42Cは上限
値比較器、42Dは下限値比較器、42Eはフリップフ
ロップ回路、42Fはスイッチ、VR1はあらかじめ設
定された上限電圧値、VR2はあらかじめ設定された下
限電圧値、V1は蓄電手段12の両端の電圧値に該当あ
るいは比例する電圧値、V2は上限値比較結果の電圧
値、V3は下限値比較結果の電圧値、V4はスイッチ2
3Fのオン・オフ切り替え用の電圧値である。
【0059】本実施例1では、図4に示すように、前記
蓄電手段12として容量が1Fの電気二重層コンデンサ
(以下、EDLCと称する)を用い、前記光信号発生手
段44として、特定の閾値電圧を有し、その閾値電圧以
上では前記EDLC12の両端の電圧値に比例した強度
の光信号4Cを発生する発光ダイオード(以下、LED
と称する)44Aを用いる。また、前記光電変換手段1
1には太陽電池を用い、前記負荷装置5には抵抗値が1
00Ωの抵抗素子を用いる。
蓄電手段12として容量が1Fの電気二重層コンデンサ
(以下、EDLCと称する)を用い、前記光信号発生手
段44として、特定の閾値電圧を有し、その閾値電圧以
上では前記EDLC12の両端の電圧値に比例した強度
の光信号4Cを発生する発光ダイオード(以下、LED
と称する)44Aを用いる。また、前記光電変換手段1
1には太陽電池を用い、前記負荷装置5には抵抗値が1
00Ωの抵抗素子を用いる。
【0060】一方、前記光パワー供給手段2に設けられ
た前記光パワー増減手段42は、図4に示すように、伝
送された前記光信号4Cを受信して電気信号に変換する
ホトトランジスタ42A、前記電気信号を増幅して前記
EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電
圧値を得る増幅器42B、前記EDLC12の両端の電
圧値に該当あるいは比例する電圧値とあらかじめ設定さ
れた上限値を比較する上限値比較器42C、前記EDL
C12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値と
あらかじめ設定された下限値を比較する下限値比較器4
2D、前記上限値比較器42C及び下限値比較器42D
の結果により、出力電圧を切り替えるフリップフロップ
回路42E、および前記フリップフロップ回路42Eの
出力電圧に基づきオン・オフを行うスイッチ42Fを有
する。
た前記光パワー増減手段42は、図4に示すように、伝
送された前記光信号4Cを受信して電気信号に変換する
ホトトランジスタ42A、前記電気信号を増幅して前記
EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電
圧値を得る増幅器42B、前記EDLC12の両端の電
圧値に該当あるいは比例する電圧値とあらかじめ設定さ
れた上限値を比較する上限値比較器42C、前記EDL
C12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値と
あらかじめ設定された下限値を比較する下限値比較器4
2D、前記上限値比較器42C及び下限値比較器42D
の結果により、出力電圧を切り替えるフリップフロップ
回路42E、および前記フリップフロップ回路42Eの
出力電圧に基づきオン・オフを行うスイッチ42Fを有
する。
【0061】図5は、本実施例1の光パワー給電装置に
おける光パワー増減手段の動作を説明するためのタイム
チャートであり、前記増幅器42Bで増幅された、前記
EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電
圧値V1と、前記スイッチ23Fのオン・オフを切り替
える電圧値V4の関係を示している。
おける光パワー増減手段の動作を説明するためのタイム
チャートであり、前記増幅器42Bで増幅された、前記
EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電
圧値V1と、前記スイッチ23Fのオン・オフを切り替
える電圧値V4の関係を示している。
【0062】以下、本実施例1の光パワー給電装置にお
ける光パワー増減手段42の動作について、図4及び図
5を用いて説明する。
ける光パワー増減手段42の動作について、図4及び図
5を用いて説明する。
【0063】前記光パワー増減手段42に伝送された前
記光信号4Cは、前記ホトトランジスタ42Aで電気信
号に変換された後、前記増幅器42Bで前記EDLC1
2の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値V1に
増幅され、上限値比較器42C及び下限値比較器42D
に入力される。
記光信号4Cは、前記ホトトランジスタ42Aで電気信
号に変換された後、前記増幅器42Bで前記EDLC1
2の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値V1に
増幅され、上限値比較器42C及び下限値比較器42D
に入力される。
【0064】前記上限値比較器42Cでは、前記EDL
C12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値V
1とあらかじめ設定された上限電圧値あるいは上限電圧
値に相当する電圧値VR1を比較して、前記EDLC1
2の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値V1の
ほうが大きいときは上限値比較結果の電圧値V2として
0ボルト(V)を出力し、前記EDLC12の両端の電
圧値に該当あるいは比例する電圧値V1のほうが小さい
ときには前記上限値比較結果の電圧値V2として5ボル
ト(V)を出力する。
C12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値V
1とあらかじめ設定された上限電圧値あるいは上限電圧
値に相当する電圧値VR1を比較して、前記EDLC1
2の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値V1の
ほうが大きいときは上限値比較結果の電圧値V2として
0ボルト(V)を出力し、前記EDLC12の両端の電
圧値に該当あるいは比例する電圧値V1のほうが小さい
ときには前記上限値比較結果の電圧値V2として5ボル
ト(V)を出力する。
【0065】一方、前記下限値比較器42Dでは、前記
EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電
圧値V1とあらかじめ設定された下限電圧値あるいは下
限電圧値に相当する電圧値VR2を比較して、前記ED
LC12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値
V1のほうが小さいときは下限値比較結果の電圧値V3
として0ボルト(V)を出力し、前記EDLC12の両
端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値V1のほうが
大きいときは下限値比較結果の電圧値V3として5ボル
ト(V)を出力する。
EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電
圧値V1とあらかじめ設定された下限電圧値あるいは下
限電圧値に相当する電圧値VR2を比較して、前記ED
LC12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値
V1のほうが小さいときは下限値比較結果の電圧値V3
として0ボルト(V)を出力し、前記EDLC12の両
端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値V1のほうが
大きいときは下限値比較結果の電圧値V3として5ボル
ト(V)を出力する。
【0066】前記上限値比較器42Cで出力する上限値
比較結果の電圧値V2と、前記下限値比較器42Dで出
力する下限値比較結果の電圧値V3は、フリップフロッ
プ回路42Eに入力される。前記フリップフロップ回路
42Eでは、前記上限値比較結果の電圧値V2が0ボル
ト(V)のときには、スイッチ42Fのオン・オフ切り
替え用の電圧値V4として5ボルト(V)を出力し、前
記下限値比較結果の電圧値V3が0ボルト(V)のとき
には前記オン・オフ切り替え用の電圧値V4として0ボ
ルト(V)を出力する。
比較結果の電圧値V2と、前記下限値比較器42Dで出
力する下限値比較結果の電圧値V3は、フリップフロッ
プ回路42Eに入力される。前記フリップフロップ回路
42Eでは、前記上限値比較結果の電圧値V2が0ボル
ト(V)のときには、スイッチ42Fのオン・オフ切り
替え用の電圧値V4として5ボルト(V)を出力し、前
記下限値比較結果の電圧値V3が0ボルト(V)のとき
には前記オン・オフ切り替え用の電圧値V4として0ボ
ルト(V)を出力する。
【0067】前記フリップフロップ回路42Eから出力
された前記オン・オフ切り替え用の電圧値V4は前記ス
イッチ42Fに入力される。前記スイッチ42Fでは、
入力されたオン・オフ切り替え用の電圧値V4が5ボル
ト(V)のときには、スイッチを開き前記光パワー発生
手段21への電力の供給を止める。一方、前記オン・オ
フ切り替え用の電圧値V4が0ボルト(V)のときに
は、前記スイッチ42Fを閉じて前記光パワー発生手段
21へ電力を供給する。
された前記オン・オフ切り替え用の電圧値V4は前記ス
イッチ42Fに入力される。前記スイッチ42Fでは、
入力されたオン・オフ切り替え用の電圧値V4が5ボル
ト(V)のときには、スイッチを開き前記光パワー発生
手段21への電力の供給を止める。一方、前記オン・オ
フ切り替え用の電圧値V4が0ボルト(V)のときに
は、前記スイッチ42Fを閉じて前記光パワー発生手段
21へ電力を供給する。
【0068】すなわち、図5に示すように、前記光信号
4Cの強度が小さく、前記EDLC12の両端の電圧値
に該当あるいは比例する電圧値V1があらかじめ設定さ
れた下限電圧値VR2より小さい間は、前記上限値比較
結果の電圧値V2は5ボルト(V)、前記下限値比較結
果の電圧値V3は0ボルト(V)で出力されるため、前
記オン・オフ切り替え用の電圧値V4は0ボルト(V)
となる。そのため、前記スイッチ42Fは閉じており、
前記光パワー発生手段21に電力が供給され、光パワー
3Aが発生する。前記EDLC12に蓄積される電力が
増加しても、前記EDLC12の両端の電圧値に該当あ
るいは比例する電圧値V1があらかじめ設定された上限
電圧値VR1よりも小さい間は、前記上限値比較結果の
電圧値V2が5ボルト(V)のため、前記オン・オフ切
り替え用の電圧値V4は0ボルト(V)であり、前記ス
イッチ42Fは閉じているため前記光パワー3Aは発生
しつづける。
4Cの強度が小さく、前記EDLC12の両端の電圧値
に該当あるいは比例する電圧値V1があらかじめ設定さ
れた下限電圧値VR2より小さい間は、前記上限値比較
結果の電圧値V2は5ボルト(V)、前記下限値比較結
果の電圧値V3は0ボルト(V)で出力されるため、前
記オン・オフ切り替え用の電圧値V4は0ボルト(V)
となる。そのため、前記スイッチ42Fは閉じており、
前記光パワー発生手段21に電力が供給され、光パワー
3Aが発生する。前記EDLC12に蓄積される電力が
増加しても、前記EDLC12の両端の電圧値に該当あ
るいは比例する電圧値V1があらかじめ設定された上限
電圧値VR1よりも小さい間は、前記上限値比較結果の
電圧値V2が5ボルト(V)のため、前記オン・オフ切
り替え用の電圧値V4は0ボルト(V)であり、前記ス
イッチ42Fは閉じているため前記光パワー3Aは発生
しつづける。
【0069】前記EDLC12に蓄積される電力がさら
に増加し、前記EDLC12の両端の電圧値に該当ある
いは比例する電圧値V1があらかじめ設定された上限電
圧値VR1より大きくなると、前記上限値比較結果の電
圧値V2は0ボルト(V)で出力されるようになるの
で、前記オン・オフ切り替え用の電圧値V4は5ボルト
(V)となる。そのため、前記スイッチ42Fが開き、
前記光パワー発生手段21への電力の供給が止まり、光
パワー3Aは発生しなくなる。
に増加し、前記EDLC12の両端の電圧値に該当ある
いは比例する電圧値V1があらかじめ設定された上限電
圧値VR1より大きくなると、前記上限値比較結果の電
圧値V2は0ボルト(V)で出力されるようになるの
で、前記オン・オフ切り替え用の電圧値V4は5ボルト
(V)となる。そのため、前記スイッチ42Fが開き、
前記光パワー発生手段21への電力の供給が止まり、光
パワー3Aは発生しなくなる。
【0070】前記EDLC12に蓄積された電力が消費
され、前記EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは
比例する電圧値V1があらかじめ設定された下限電圧値
VR2よりも小さくなると、前記下限値比較結果の電圧
値V3は5ボルト(V)から0ボルト(V)に変わるた
め、前記オン・オフ切り替え用の電圧値V4も5ボルト
(V)から0ボルト(V)に変わる。そのため、前記ス
イッチ42Fが再び閉じて、前記光パワー発生手段21
に電力が供給されるようになり前記光パワー3Aが発生
する。
され、前記EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは
比例する電圧値V1があらかじめ設定された下限電圧値
VR2よりも小さくなると、前記下限値比較結果の電圧
値V3は5ボルト(V)から0ボルト(V)に変わるた
め、前記オン・オフ切り替え用の電圧値V4も5ボルト
(V)から0ボルト(V)に変わる。そのため、前記ス
イッチ42Fが再び閉じて、前記光パワー発生手段21
に電力が供給されるようになり前記光パワー3Aが発生
する。
【0071】図6及び図7は、本実施例1の光パワー給
電装置の特性を示す図で、図6(a)は発光ダイオード
(LED)44Aの電圧−電流特性を示し、図6(b)
は前記発光ダイオード(LED)44Aの電圧と発光強
度を示す図である。また、図7は電気二重層コンデンサ
(EDLC)12の両端の電圧値、発光ダイオード(L
ED)44Aの発光強度、太陽電池11の出力電流、及
び前記電気二重層コンデンサ(EDLC)12に流れる
電流値の時間変化を示している。図7において、VEは
前記EDLC12の両端の電圧値、PLは前記LED4
4Aの発光強度、ISは前記太陽電池11の出力電流
値、IEは前記EDLC12に流れる電流値である。
電装置の特性を示す図で、図6(a)は発光ダイオード
(LED)44Aの電圧−電流特性を示し、図6(b)
は前記発光ダイオード(LED)44Aの電圧と発光強
度を示す図である。また、図7は電気二重層コンデンサ
(EDLC)12の両端の電圧値、発光ダイオード(L
ED)44Aの発光強度、太陽電池11の出力電流、及
び前記電気二重層コンデンサ(EDLC)12に流れる
電流値の時間変化を示している。図7において、VEは
前記EDLC12の両端の電圧値、PLは前記LED4
4Aの発光強度、ISは前記太陽電池11の出力電流
値、IEは前記EDLC12に流れる電流値である。
【0072】本実施例1の光パワー給電装置に用いた発
光ダイオード(LED)44Aは、図6(a)に示すよ
うに、電流が急激に流れ出す電圧、すなわち閾値電圧が
約1.6ボルト(V)であり、前記EDLC12の両端
の電圧値VEが1.6ボルト(V)以上になると、図6
(b)に示すように、その電圧値に比例した発光強度P
Lの光信号4Cを発生する。
光ダイオード(LED)44Aは、図6(a)に示すよ
うに、電流が急激に流れ出す電圧、すなわち閾値電圧が
約1.6ボルト(V)であり、前記EDLC12の両端
の電圧値VEが1.6ボルト(V)以上になると、図6
(b)に示すように、その電圧値に比例した発光強度P
Lの光信号4Cを発生する。
【0073】本実施例1の光パワー給電装置では、前記
EDLC12の両端の電圧値が、上限電圧値1.9ボル
ト(V)と下限電圧値1.65ボルト(V)の範囲内に
維持するようにしており、それぞれの電圧値に該当する
前記LED44Aの発光強度PLは、前記図6(b)か
ら、上限が0.5、下限が0.05(いずれも任意単
位)となる。
EDLC12の両端の電圧値が、上限電圧値1.9ボル
ト(V)と下限電圧値1.65ボルト(V)の範囲内に
維持するようにしており、それぞれの電圧値に該当する
前記LED44Aの発光強度PLは、前記図6(b)か
ら、上限が0.5、下限が0.05(いずれも任意単
位)となる。
【0074】以下、図4及び図7に沿って本実施例1の
光パワー給電装置の動作を説明する。
光パワー給電装置の動作を説明する。
【0075】まず、前記抵抗素子5の消費電力量が前記
太陽電池11から供給される電力量より小さい間は、前
記EDLC12に蓄積される電力が増加していくため、
前記EDLC12の両端の電圧値VEは増加していく。
前記EDLC12の両端の電圧値VEが、前記LED4
4Aの閾値電圧1.6ボルト(V)以上になると、前記
LED44Aは、その電圧値に比例した発光強度PLの
光信号4Cを発生し、この発生した光信号4Cは、前記
光パワー伝送手段3により前記光パワー増減手段42に
伝送する。
太陽電池11から供給される電力量より小さい間は、前
記EDLC12に蓄積される電力が増加していくため、
前記EDLC12の両端の電圧値VEは増加していく。
前記EDLC12の両端の電圧値VEが、前記LED4
4Aの閾値電圧1.6ボルト(V)以上になると、前記
LED44Aは、その電圧値に比例した発光強度PLの
光信号4Cを発生し、この発生した光信号4Cは、前記
光パワー伝送手段3により前記光パワー増減手段42に
伝送する。
【0076】前記光パワー増減手段42に伝送された光
信号4Cは、前記ホトトランジスタ42Aで電気信号に
変換される。変換された電気信号は前記増幅器42B
で、前記EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは比
例する電圧値V1に増幅した後、前記上限値比較器42
C及び下限値比較器42Dにおいて、あらかじめ設定さ
れた上限電圧値VR1、下限電圧値VR2と比較する。
信号4Cは、前記ホトトランジスタ42Aで電気信号に
変換される。変換された電気信号は前記増幅器42B
で、前記EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは比
例する電圧値V1に増幅した後、前記上限値比較器42
C及び下限値比較器42Dにおいて、あらかじめ設定さ
れた上限電圧値VR1、下限電圧値VR2と比較する。
【0077】前記EDLC12の両端の電圧値に該当あ
るいは比例する電圧値V1があらかじめ設定された上限
電圧値VR1より小さい間は、前記上限値比較結果の電
圧値V2は5ボルト(V)なので、前記フリップフロッ
プ回路42Eの出力する前記オン・オフ切り替え用の電
圧値V4は0ボルト(V)となる。そのため、前記スイ
ッチ42Fは閉じており、前記光パワー発生手段21は
光パワー3Aの発生を続け、前記太陽電池11の出力す
る電流値ISが大きくなる。前記抵抗素子5は前記太陽
電池11から供給される電力により動作し、前記抵抗素
子5で消費されない電力が前記EDLC12に蓄積され
ていく。このとき、前記EDLC12に流れる電流値I
Eはプラスとなる。
るいは比例する電圧値V1があらかじめ設定された上限
電圧値VR1より小さい間は、前記上限値比較結果の電
圧値V2は5ボルト(V)なので、前記フリップフロッ
プ回路42Eの出力する前記オン・オフ切り替え用の電
圧値V4は0ボルト(V)となる。そのため、前記スイ
ッチ42Fは閉じており、前記光パワー発生手段21は
光パワー3Aの発生を続け、前記太陽電池11の出力す
る電流値ISが大きくなる。前記抵抗素子5は前記太陽
電池11から供給される電力により動作し、前記抵抗素
子5で消費されない電力が前記EDLC12に蓄積され
ていく。このとき、前記EDLC12に流れる電流値I
Eはプラスとなる。
【0078】前記EDLC12に蓄積された電力、すな
わち両端の電圧値VEが大きくなり、前記LED44A
の発光強度PLが上限値の0.5を上回ると、前記ED
LC12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値
V1があらかじめ設定された上限電圧値VR1以上にな
る。このとき、前記上限値比較結果の電圧値V2が5ボ
ルト(V)から0ボルト(V)に変わり、前記フリップ
フロップ回路42Eの出力するオン・オフ切り替え用の
電圧値V4は5ボルト(V)となる。そのため、前記ス
イッチ42Fが開き、前記光パワー発生手段21におけ
る光パワー3Aの発生がとまり、前記太陽電池11の出
力電流ISは0ミリアンペア(mA)になる。つまり、
前記太陽電池11から電力が供給されなくなる。前記太
陽電池11から電力が供給されない間は、前記EDLC
12に蓄積された電力を放電して前記抵抗素子5で消費
する。この間、前記EDLC12に流れる電流IEはマ
イナスになる。
わち両端の電圧値VEが大きくなり、前記LED44A
の発光強度PLが上限値の0.5を上回ると、前記ED
LC12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値
V1があらかじめ設定された上限電圧値VR1以上にな
る。このとき、前記上限値比較結果の電圧値V2が5ボ
ルト(V)から0ボルト(V)に変わり、前記フリップ
フロップ回路42Eの出力するオン・オフ切り替え用の
電圧値V4は5ボルト(V)となる。そのため、前記ス
イッチ42Fが開き、前記光パワー発生手段21におけ
る光パワー3Aの発生がとまり、前記太陽電池11の出
力電流ISは0ミリアンペア(mA)になる。つまり、
前記太陽電池11から電力が供給されなくなる。前記太
陽電池11から電力が供給されない間は、前記EDLC
12に蓄積された電力を放電して前記抵抗素子5で消費
する。この間、前記EDLC12に流れる電流IEはマ
イナスになる。
【0079】前記EDLC12に蓄積された電力の消費
を続けると、前記EDLC12の両端の電圧値VEが徐
々に小さくなっていくので、それに伴い前記LED44
Aの発光強度PLも小さくなる。前記LED44Aの発
光強度PLが小さくなり、前記増幅器42Bで出力され
る前記EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは比例
する電圧値V1が、前記下限電圧値VR2より小さくな
ると、前記下限値比較結果の電圧値V3が5ボルト
(V)から0ボルト(V)に変わるため、前記フリップ
フロップ回路42Eの出力するオン・オフ切り替え用の
電圧値V4は0ボルト(V)となる。そのため、前記ス
イッチ42Fが閉じて、前記光パワー発生手段21は光
パワー3Aの発生を再開し、前記太陽電池11の出力電
流値ISが大きくなるので、前記抵抗素子5は前記太陽
電池11Aから供給された電力を消費するようになる。
を続けると、前記EDLC12の両端の電圧値VEが徐
々に小さくなっていくので、それに伴い前記LED44
Aの発光強度PLも小さくなる。前記LED44Aの発
光強度PLが小さくなり、前記増幅器42Bで出力され
る前記EDLC12の両端の電圧値に該当あるいは比例
する電圧値V1が、前記下限電圧値VR2より小さくな
ると、前記下限値比較結果の電圧値V3が5ボルト
(V)から0ボルト(V)に変わるため、前記フリップ
フロップ回路42Eの出力するオン・オフ切り替え用の
電圧値V4は0ボルト(V)となる。そのため、前記ス
イッチ42Fが閉じて、前記光パワー発生手段21は光
パワー3Aの発生を再開し、前記太陽電池11の出力電
流値ISが大きくなるので、前記抵抗素子5は前記太陽
電池11Aから供給された電力を消費するようになる。
【0080】以上の動作を繰り返すことで、前記電気二
重層コンデンサ(EDLC)12の両端の電圧値VE
は、あらかじめ設定された1.9ボルト(V)と1.6
5ボルト(V)の範囲内に維持される。
重層コンデンサ(EDLC)12の両端の電圧値VE
は、あらかじめ設定された1.9ボルト(V)と1.6
5ボルト(V)の範囲内に維持される。
【0081】本実施例1の光パワー給電装置では、前記
抵抗素子5には、消費電流として約20mAの電流がほ
ぼ一定に流れつづけた。
抵抗素子5には、消費電流として約20mAの電流がほ
ぼ一定に流れつづけた。
【0082】本実施例1の光パワー給電装置では、前記
光パワー供給手段2から光パワー変換手段1に供給され
る光パワー3Aのオン、オフの時間比率は約1:4であ
り、デューティー比は約20パーセントとなる。すなわ
ち、従来の光パワー給電装置に比べ、約20パーセント
の消費電力で前記負荷装置5を動作させることができ、
エネルギー利用効率が大幅に向上する。このエネルギー
利用効率は、前記負荷装置5の消費電力量に依存するた
め、前記負荷装置5の種類により前記デューティー比は
変動する。
光パワー供給手段2から光パワー変換手段1に供給され
る光パワー3Aのオン、オフの時間比率は約1:4であ
り、デューティー比は約20パーセントとなる。すなわ
ち、従来の光パワー給電装置に比べ、約20パーセント
の消費電力で前記負荷装置5を動作させることができ、
エネルギー利用効率が大幅に向上する。このエネルギー
利用効率は、前記負荷装置5の消費電力量に依存するた
め、前記負荷装置5の種類により前記デューティー比は
変動する。
【0083】以上説明したように、本実施例1によれ
ば、前記光信号発生手段44に発光ダイオード(LE
D)を用いて、前記発光ダイオード44Aの発光強度4
Cから得られる前記電気二重層コンデンサ(EDLC)
12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値V1
と、あらかじめ設定された上限電圧値VR1及び下限電
圧値VR2のそれぞれを比較し、その比較結果に基づい
て前記スイッチ42Fのオン・オフを切り替えるように
して前記光パワー発生手段21で発生する光パワー3A
の強度を制御することにより、前記光パワー発生手段2
1、前記太陽電池11の熱による劣化に伴う信頼性の低
下を防ぐとともに、エネルギー利用効率の高い光パワー
給電装置を得ることができる。
ば、前記光信号発生手段44に発光ダイオード(LE
D)を用いて、前記発光ダイオード44Aの発光強度4
Cから得られる前記電気二重層コンデンサ(EDLC)
12の両端の電圧値に該当あるいは比例する電圧値V1
と、あらかじめ設定された上限電圧値VR1及び下限電
圧値VR2のそれぞれを比較し、その比較結果に基づい
て前記スイッチ42Fのオン・オフを切り替えるように
して前記光パワー発生手段21で発生する光パワー3A
の強度を制御することにより、前記光パワー発生手段2
1、前記太陽電池11の熱による劣化に伴う信頼性の低
下を防ぐとともに、エネルギー利用効率の高い光パワー
給電装置を得ることができる。
【0084】(実施例2)図8は、前記実施形態3の光
パワー給電装置の別の実施例(実施例2)の概略構成を
示す回路図である。
パワー給電装置の別の実施例(実施例2)の概略構成を
示す回路図である。
【0085】本実施例2の光パワー給電装置の概略構成
は、前記実施例1と同様であるためその説明は省略す
る。本実施例2の光パワー給電装置において、前記実施
例1と異なる点は、図8に示すように、前記光信号発生
手段44として、発光ダイオード44Aと定電圧ダイオ
ード44Bを直列に接続したものを用いたことである。
は、前記実施例1と同様であるためその説明は省略す
る。本実施例2の光パワー給電装置において、前記実施
例1と異なる点は、図8に示すように、前記光信号発生
手段44として、発光ダイオード44Aと定電圧ダイオ
ード44Bを直列に接続したものを用いたことである。
【0086】図9は、本実施例2の光パワー給電装置に
おける前記光信号発生手段44の電圧−電流特性を示す
図である。
おける前記光信号発生手段44の電圧−電流特性を示す
図である。
【0087】前記発光ダイオード44Aと定電圧ダイオ
ード44Bを直列に接続した場合、図9に示すように、
閾値電圧が約3.0ボルト(V)であり、前記発光ダイ
オード44Aは前記電気二重層コンデンサ(EDLC)
12の両端の電圧値VEが3.0ボルト(V)を上回る
と、前記両端の電圧値VEに比例した強度の光信号4C
を発生する。
ード44Bを直列に接続した場合、図9に示すように、
閾値電圧が約3.0ボルト(V)であり、前記発光ダイ
オード44Aは前記電気二重層コンデンサ(EDLC)
12の両端の電圧値VEが3.0ボルト(V)を上回る
と、前記両端の電圧値VEに比例した強度の光信号4C
を発生する。
【0088】前記光信号発生手段44として発光ダイオ
ード44Aと定電圧ダイオード44Bを直列に接続した
ものを用いた場合でも、前記実施例1と同様の原理で前
記光パワー供給手段2から供給される光パワー3Aの強
度を増減させることができるため、前記電気二重層コン
デンサ(EDLC)12の両端の電圧値VEを一定の範
囲内に維持することができる。
ード44Aと定電圧ダイオード44Bを直列に接続した
ものを用いた場合でも、前記実施例1と同様の原理で前
記光パワー供給手段2から供給される光パワー3Aの強
度を増減させることができるため、前記電気二重層コン
デンサ(EDLC)12の両端の電圧値VEを一定の範
囲内に維持することができる。
【0089】本実施例2の光パワー給電装置において
も、前記光信号発生手段44として発光ダイオード44
Aと定電圧ダイオード44Bを直列に接続したものを用
いて、前記発光ダイオード44Aの発光強度から得られ
る前記電気二重層コンデンサ(EDLC)12の両端の
電圧値に該当あるいは比例する電圧値V1と、あらかじ
め設定された上限電圧値VR1及び下限電圧値VR2の
それぞれを比較し、その比較結果に基づき前記スイッチ
42Fのオン・オフを切り替えるようにして、前記光パ
ワー発生手段21で発生する光パワー3Aの強度を増減
させることで、前記実施例1と同様に、前記光パワー発
生手段21、前記太陽電池11の熱による劣化に伴う信
頼性の低下を防ぐとともに、エネルギー利用効率の高い
光パワー給電装置を得ることができる。
も、前記光信号発生手段44として発光ダイオード44
Aと定電圧ダイオード44Bを直列に接続したものを用
いて、前記発光ダイオード44Aの発光強度から得られ
る前記電気二重層コンデンサ(EDLC)12の両端の
電圧値に該当あるいは比例する電圧値V1と、あらかじ
め設定された上限電圧値VR1及び下限電圧値VR2の
それぞれを比較し、その比較結果に基づき前記スイッチ
42Fのオン・オフを切り替えるようにして、前記光パ
ワー発生手段21で発生する光パワー3Aの強度を増減
させることで、前記実施例1と同様に、前記光パワー発
生手段21、前記太陽電池11の熱による劣化に伴う信
頼性の低下を防ぐとともに、エネルギー利用効率の高い
光パワー給電装置を得ることができる。
【0090】また、前記光信号発生手段44の発光ダイ
オード44Aと定電圧ダイオード44Bの組み合わせは
任意であるため、組み合わせを種々変更させる事によ
り、光信号4Cが発生し始める閾値電圧の設定が自由に
でき、前記負荷装置5の消費電力量にあわせて最もエネ
ルギー利用効率の高い状態で使用することができる。
オード44Aと定電圧ダイオード44Bの組み合わせは
任意であるため、組み合わせを種々変更させる事によ
り、光信号4Cが発生し始める閾値電圧の設定が自由に
でき、前記負荷装置5の消費電力量にあわせて最もエネ
ルギー利用効率の高い状態で使用することができる。
【0091】前記実施例1,2では、前記光パワー変換
手段1に設けられた蓄電手段12の両端の電圧値を検出
し、その電圧値に比例する強度の光信号4Cを発生する
光信号発生手段44として、発光ダイオード、あるいは
発光ダイオードと定電圧ダイオードを直列に接続したも
のを用いたが、これに限らず、前記蓄電手段12の両端
の電圧値に依存する信号(制御信号)として、前記両端
の電圧値をA/D変換した後、パルス幅変調(PWM)
信号、あるいはパルス周波数変調(PFM)信号として
前記光パワー供給手段2に設けられた光パワー増減手段
42に伝送して、前記PWM信号、あるいはPFM信号
に基づき前記光パワー発生手段21で発生する光パワー
3Aの強度を増減させることも可能である。この場合、
前記PWM信号、あるいはPFM信号といった制御信号
を、電気信号として前記制御信号伝送手段43を用いて
伝送してもよいし、光信号として伝送してもよい。
手段1に設けられた蓄電手段12の両端の電圧値を検出
し、その電圧値に比例する強度の光信号4Cを発生する
光信号発生手段44として、発光ダイオード、あるいは
発光ダイオードと定電圧ダイオードを直列に接続したも
のを用いたが、これに限らず、前記蓄電手段12の両端
の電圧値に依存する信号(制御信号)として、前記両端
の電圧値をA/D変換した後、パルス幅変調(PWM)
信号、あるいはパルス周波数変調(PFM)信号として
前記光パワー供給手段2に設けられた光パワー増減手段
42に伝送して、前記PWM信号、あるいはPFM信号
に基づき前記光パワー発生手段21で発生する光パワー
3Aの強度を増減させることも可能である。この場合、
前記PWM信号、あるいはPFM信号といった制御信号
を、電気信号として前記制御信号伝送手段43を用いて
伝送してもよいし、光信号として伝送してもよい。
【0092】前記PWM信号、あるいはPFM信号を光
信号として伝送する場合には、前記光パワー増減手段4
2で前記光信号の変調(交流)成分を検出することによ
り、前記光信号と光パワーを分離することができるの
で、前記光信号が光パワーと同一波長であっても前記光
パワー伝送手段3で伝送できるため、前記光信号伝送手
段45を設けなくてもよい。
信号として伝送する場合には、前記光パワー増減手段4
2で前記光信号の変調(交流)成分を検出することによ
り、前記光信号と光パワーを分離することができるの
で、前記光信号が光パワーと同一波長であっても前記光
パワー伝送手段3で伝送できるため、前記光信号伝送手
段45を設けなくてもよい。
【0093】また、前記蓄電手段12は、前記実施例
4,5で用いたような電気二重層コンデンサ(EDL
C)に限らず、必要な電力量を蓄積あるいは供給できる
ものであればよく、用いる素子も1種類に限らず、複数
種類を組み合わせて用いてもよい。複数種類組み合わせ
た例としては、蓄電池と電気二重層コンデンサを組み合
わせたものが挙げられる。このような構成では、電力不
足時における光パワー3Aにより供給する電力の負担割
合が軽減するため、より信頼性の高い装置にすることが
できる。
4,5で用いたような電気二重層コンデンサ(EDL
C)に限らず、必要な電力量を蓄積あるいは供給できる
ものであればよく、用いる素子も1種類に限らず、複数
種類を組み合わせて用いてもよい。複数種類組み合わせ
た例としては、蓄電池と電気二重層コンデンサを組み合
わせたものが挙げられる。このような構成では、電力不
足時における光パワー3Aにより供給する電力の負担割
合が軽減するため、より信頼性の高い装置にすることが
できる。
【0094】さらに、前記光パワー供給手段2から光パ
ワー変換手段1への一方的な給電のみではなく、前記光
パワー供給手段2と光パワー変換手段1間の光信号の伝
送も可能な装置に改良することも可能である。
ワー変換手段1への一方的な給電のみではなく、前記光
パワー供給手段2と光パワー変換手段1間の光信号の伝
送も可能な装置に改良することも可能である。
【0095】以上、本発明を、前記実施形態(実施例)
に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態
(実施例)に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態
(実施例)に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【0096】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0097】(1)光パワー給電装置において、光パワ
ーを発生する発光素子の信頼性の低下を防ぐことができ
る。
ーを発生する発光素子の信頼性の低下を防ぐことができ
る。
【0098】(2)光パワー給電装置において、光パワ
ーを電力に変換する光電変換素子の信頼性の低下を防ぐ
ことができる。
ーを電力に変換する光電変換素子の信頼性の低下を防ぐ
ことができる。
【0099】(3)光パワー給電装置において、エネル
ギー利用効率を向上することができる。
ギー利用効率を向上することができる。
【図1】本発明による実施形態1の光パワー給電装置の
概略構成を示すブロック図である。
概略構成を示すブロック図である。
【図2】本発明による実施形態2の光パワー給電装置の
概略構成を示すブロック図である。
概略構成を示すブロック図である。
【図3】本発明による実施形態3の光パワー給電装置の
概略構成を示すブロック図である。
概略構成を示すブロック図である。
【図4】本実施形態3の一実施例(実施例1)光パワー
給電装置の概略構成を示す回路図である。
給電装置の概略構成を示す回路図である。
【図5】本実施例1の光パワー給電装置における光パワ
ー増減手段の動作を説明するためのタイムチャートであ
る。
ー増減手段の動作を説明するためのタイムチャートであ
る。
【図6】本実施例1の制御用光信号発生手段の電気的特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図7】本実施例1の光パワー給電装置の動作の時間変
化を説明するための図である。
化を説明するための図である。
【図8】本実施形態3の実施例2の光パワー給電装置の
概略構成を示す回路図である。
概略構成を示す回路図である。
【図9】本実施例2の制御用光信号発生手段の電気的特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図10】従来の光パワー給電装置を概略構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
1…光パワー変換手段、2…光パワー供給手段、3…光
パワー伝送手段、4…光パワー制御手段、5…負荷装置
(抵抗素子)、11…光電変換手段(太陽電池)、12
…蓄電手段(電気二重層コンデンサ)、21…光パワー
発生手段、22…電力供給手段、41…制御信号発生手
段、42…光パワー増減手段、43…制御信号伝送手
段、44…光信号発生手段、44A…発光ダイオード
(LED)、44B…定電圧ダイオード、45…光信号
伝送手段、3A…光パワー、4A…制御信号、4B,4
C…光信号、42A…ホトトランジスタ、42B…増幅
器、42C…上限値比較器、42D…下限値比較器、4
2E…フリップフロップ回路、42F…スイッチ、VE
…電気二重層コンデンサ(EDLC)の両端の電圧値、
PL…発光ダイオード(LED)の発光強度、IS…太
陽電池の出力電流値、IE…電気二重層コンデンサ(E
DLC)に流れる電流値。
パワー伝送手段、4…光パワー制御手段、5…負荷装置
(抵抗素子)、11…光電変換手段(太陽電池)、12
…蓄電手段(電気二重層コンデンサ)、21…光パワー
発生手段、22…電力供給手段、41…制御信号発生手
段、42…光パワー増減手段、43…制御信号伝送手
段、44…光信号発生手段、44A…発光ダイオード
(LED)、44B…定電圧ダイオード、45…光信号
伝送手段、3A…光パワー、4A…制御信号、4B,4
C…光信号、42A…ホトトランジスタ、42B…増幅
器、42C…上限値比較器、42D…下限値比較器、4
2E…フリップフロップ回路、42F…スイッチ、VE
…電気二重層コンデンサ(EDLC)の両端の電圧値、
PL…発光ダイオード(LED)の発光強度、IS…太
陽電池の出力電流値、IE…電気二重層コンデンサ(E
DLC)に流れる電流値。
Claims (7)
- 【請求項1】 光パワーを発生する光パワー発生手段
と、前記光パワー発生手段に電力を供給する電力供給手
段と、前記光パワーを電力に変換する光電変換手段と、
前記光電変換手段により変換された電力を蓄積する蓄電
手段とを具備し、前記光電変換手段によって変換された
電力あるいは前記蓄電手段に蓄積されている電力を負荷
装置に供給する光パワー給電装置であって、前記蓄電手
段の両端の電圧値を検出する手段と、前記検出された電
圧値に基づいて光パワーの強度を制御する光パワー制御
手段を具備することを特徴とする光パワー給電装置。 - 【請求項2】 光パワーを発生する光パワー発生手段
と、前記光パワー発生手段に電力を供給する電力供給手
段と、前記光パワー発生手段で発生された光パワーを伝
送する光パワー伝送手段と、前記伝送された光パワーを
電力に変換する光電変換手段と、前記変換された電力を
蓄積する蓄電手段とを具備し、前記光電変換手段によっ
て変換された電力あるいは前記蓄電手段に蓄積されてい
る電力を負荷装置に供給する光パワー給電装置であっ
て、前記蓄電手段の両端の電圧値を検出する手段と、前
記検出された電圧値に基づいた制御信号を発生する制御
信号発生手段と、前記発生された制御信号を伝送する制
御信号伝送手段と、前記伝送された制御信号により光パ
ワーの強度を増減制御する光パワー制御手段を具備する
ことを特徴とする光パワー給電装置。 - 【請求項3】 前記請求項2に記載の光パワー給電装置
において、前記制御信号発生手段は、前記蓄電手段の両
端の電圧値に比例する強度の制御信号を発生することを
特徴とする光パワー給電装置。 - 【請求項4】 前記請求項3に記載の光パワー給電装置
において、前記制御信号発生手段は、閾値電圧を有し、
前記閾値電圧以上では電圧値に比例した強度の光信号を
発生する光信号発生手段を有し、前記光信号発生手段が
前記蓄電手段と並列に接続されていることを特徴とする
光パワー給電装置。 - 【請求項5】 前記請求項4に記載の光パワー給電装置
において、前記光信号発生手段は、前記光パワー発生手
段により発生する光パワーの波長と異なる波長の光信号
を発生することを特徴とする光パワー給電装置。 - 【請求項6】 前記請求項4または5に記載の光パワー
給電装置において、前記光信号発生手段は、発光ダイオ
ードであることを特徴とする光パワー給電装置。 - 【請求項7】 前記請求項4または5に記載の光パワー
給電装置において、前記光信号発生手段は、発光ダイオ
ードと定電圧ダイオードが直列に接続されていることを
特徴とする光パワー給電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11191972A JP2001025180A (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 光パワー給電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11191972A JP2001025180A (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 光パワー給電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001025180A true JP2001025180A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16283513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11191972A Pending JP2001025180A (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 光パワー給電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001025180A (ja) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013541234A (ja) * | 2010-05-11 | 2013-11-07 | シーレイト リミテッド ライアビリティー カンパニー | 複数の光パワーフォームを有する光パワー伝送システムおよび方法 |
JP5536209B2 (ja) * | 2010-06-14 | 2014-07-02 | 富士通テレコムネットワークス株式会社 | 光伝送システム |
US9197329B2 (en) | 2010-05-11 | 2015-11-24 | The Invention Science Fund I, Llc | Optical power transmission packeting systems and methods |
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WO2021014734A1 (ja) * | 2019-07-22 | 2021-01-28 | 京セラ株式会社 | 光ファイバー給電システム |
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WO2021079822A1 (ja) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | 京セラ株式会社 | 光給電システムの受電装置及び給電装置並びに光給電システム |
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WO2023228394A1 (ja) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 日本電信電話株式会社 | 光通信システム、光ノード、及び光給電方法 |
-
1999
- 1999-07-06 JP JP11191972A patent/JP2001025180A/ja active Pending
Cited By (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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---|---|---|---|
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