JP2006103646A

JP2006103646A - 無電池式照度維持電源回路

Info

Publication number: JP2006103646A
Application number: JP2004314786A
Authority: JP
Inventors: Masashi Watanabe; 正志渡辺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【目的】夜間走行する時は走行速度の変化により照度が変化し、又一時停止時は消灯するのでこの欠点を解消する為、昼間走行時は充電し夜間走行時はこの充電されたエネルギーにより照度の安定化と、一時停止時の点灯を可能とする。
【構成】軽負荷の発電機（１）と直流に変換する整流回路（２）周囲の明るさを検知制御する照度検出回路（３）電気を光に変換する発光素子ＬＥＤ（７）このＬＥＤに流れる電流を制限する電流制限回路（４）又発電電圧に応じて充放電制御する充放電制御回路（５）一時充電する蓄電コンデンサー（６）から構成され、昼夜を問わず走行すると、明るい時は消灯し、発電力の全ては充電され、暗い時は点灯し、その時の走行速度に応じて充電された蓄電コンデンサーからのエネルギーの供給量が制御され、一定の照度が維持される無電池式照度維持電源回路である。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、昼間消灯時走行による発電エネルギーを、一時高容量の蓄電コンデンサーに蓄電し、夜間点灯時そのエネルギーを供給することで、一時停止時の点灯及び低速時での照度低下を抑制する無電池式照度維持電源回路に関するものである。

従来の前照灯は、電池式かダイナモ発電式であり、電池式は停止時及び低速時においても点灯するが電池が消耗する。ダイナモ発電式は停止すると消灯し、低速時は照度が低下する欠点がある。

発明が解決しようとする課題

前記技術において、電池式前照灯は停止時も低速時においても点灯するが電池の消耗が大きく不経済である。又、使用済電池は廃棄物となり環境においても悪影響を与える。

ダイナモ発電式は停止時消灯し、低速時は著しく照度が低下する。

本発明は上記の問題点を除き、新しい技術の知得によって無電池式照度維持電源回路を提供するために発明したものである。

課題を解決する為の手段

上記目的を達成する為に、本発明の無電池式照度維持電源回路は、昼間走行時発電機で発電された電力は、周囲の明るさを検知する照度検出回路により、発光素子ＬＥＤに流れる電流がオフとなり、発電電圧が上昇、その発電電圧を検出して充放電制御回路により発電力のすべては、蓄電コンデンサーに充電される。その時、蓄電コンデンサーへの充電は充放電制御回路の満充電電圧検出により、その満充電電圧設定値まで充電され停止する。

夜間走行すると、照度検出回路の動作により点灯、基準速度以上においては電流制限回路により、発光素子ＬＥＤに流れる電流は、基準速度の自己発電電力のみの電流値に設定されているため制限され、余剰電力は充放電制御回路の働きにより、蓄電コンデンサーに充電されるので照度の上昇を抑制することが出来る。

基準速度走行時は、充放電制御回路により、充放電はなく、自己発電力のみで点灯する。

基準速度以下になると、発電電圧が低下するので、その電圧を検出して充放電制御回路の放電回路がオンし、蓄電コンデンサーからエネルギーが供給される。このエネルギーの供給量は、電流制限回路の働きにより、その時点の走行速度の発電エネルギーにより増減するが、低速時ではこの蓄電コンデンサーからのエネルギー供給により照度低下を抑制することが出来る。

蓄電コンデンサーに充電されていない時、夜間走行した場合、発電電圧の電圧検出により、基準速度以下の場合は、充放電制御回路の働きにより、その発電力はすべて点灯用に供給されるので、未充電時でも夜間走行に支障をきたすことはない。

以上の回路構成により、速度による照度の変化を抑制し、しかも一時停止時及び連続停止時においては、自己発電が無くなることにより、整流回路のコンデンサーの電圧が放電により、徐々に低下し電流制限回路の動作が停止するまでは点灯する。従って、一定時間点灯後は蓄電コンデンサーからのエネルギーの放出は無くなり、蓄電コンデンサーのエネルギーは保持される。

発明の実施施の状態

本発明の実施の状態を実施例に基づき図面を参照し説明する。図１は、本発明の実施による構成図、図２は、本発明の実施による動作説明回路図、図３は、本発明の点・消灯時の充放電状態を示す特性図である。

本発明の構成動作を詳細に説明する。
発電機は、軽負荷の非接触型の発電機（１）ＧＴで発電し、整流回路（２）は、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２により整流して直流出力電圧Ｖ１を発生する。照度検出回路（３）は、照度センサーＰＴ、抵抗Ｒ１、Ｒ２、トランジスターＱ１で構成し、周囲が明るいときはＰＴの特性によりＲ１、Ｒ２に流れる電流が多くなりＲ２の両端に発生する電圧が高くなりＱ１がオンする。したがって電源制限側の抵抗Ｒ３によりトランジスターＱ３のベース（Ｂ）電圧が低下しＱ３がオフし発光素子ＬＥＤに流れる電流がオフとなり消灯する。周囲が暗くなると前記記述の逆動作となり点灯する。

電流制限回路（４）は、抵抗Ｒ３、Ｒ４トランジスターＱ２、Ｑ３で構成し、Ｑ３に流れる電流が増加するとＲ４の両端に発生する電圧Ｖ２は、Ｑ２のベース（Ｂ）に与えられ、Ｑ２に流れる電流が多くなりＲ３によりＱ３のベース（Ｂ）電圧が下がり、Ｑ３の電流を減少させ、発光素子ＬＥＤの電流を制限する。このＲ４の抵抗の値により電流の制限値が設定出来る。

充放電制御回路（５）は、抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、基準ダイオードＺＤ、コンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２、論理積回路ＮＡＮＤ、トランジスターＱ４、Ｑ５、ダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ５、で構成する。電圧比較する為の基準電圧Ｖ３は、Ｖ１をＲ５によりＺＤに電流を流し、ＺＤの両端に発生する電圧を基準電圧Ｖ３とする。入力電圧Ｖ１をＲ６、Ｒ７で分圧しＲ７の両端電圧Ｖ４をＣＯＭＰ１の（＋）側に基準電圧Ｖ３を（−）側に入力して比較する。入力電圧が上がりＶ４＞Ｖ３になると、ＣＯＭＰ１の出力（ＯＵＴ）がＨとなり、ＮＡＮＤ（Ａ）に入力される（ＮＡＮＤ入力（Ｂ）は、満充電電圧未満の時はＨ）と出力（Ｙ）がＬとなり、Ｒ９を介してＱ５のベース（Ｂ）に加えられ、Ｑ５がオンとなり発電電圧Ｖ１による電流はＤ３、Ｄ４、Ｑ５による充電径路が形成され、蓄電コンデンサーＣＨに充電される。

入力電圧が下がり、Ｖ４＜Ｖ３になると、ＣＯＭＰ１の出力（ＯＵＴ）がＬとなり、前記述の逆動作によりＱ５がオフし充電が停止すると同時に、ＣＯＭＰ１の出力（ＯＵＴ）がＬであり、Ｒ８を介してＱ４のベース（Ｂ）に加えられ、Ｑ４がオンとなり、充電されたＣＨの蓄電エネルギーはＤ５、Ｑ４による放電径路の形成により、発光素子ＬＥＤに電力が供給され、電流制限回路のＱ３により、制御される。満充電電圧の検出はＣＨの両端電圧をＲ１０、Ｒ１１で分圧した電圧Ｖ５をＣＯＭＰ２の（−）側に入力、基準電圧Ｖ３を（＋）側に入力比較し、Ｖ５＞Ｖ３になると、ＣＯＭＰ２の出力（ＯＵＴ）がＬとなり、従ってＮＡＮＤの入力（Ｂ）側Ｌに出力（Ｙ）はＨとなり、Ｒ９を介してＱ５のベース（Ｂ）に加えられ、Ｑ５がオフとなり充電が停止する。

蓄電するコンデンサー（６）は、小型で高容量の電気二重層コンデンサーＣＨとする。発光素子（７）は、白色発光ダイオードＬＥＤとする。

以上の各構成動作により、周囲の明るさによりＬＥＤが点・消灯され、消灯時は充電され、点灯時は速度の変化に応じて蓄電コンデンサーえの充放電が制御され、ＬＥＤに流れる電流を一定に保つことで照度の変化を抑制する。

発明の効果

本発明は、軽負荷の発電機使用により昼夜を問わず走行した場合、周囲が明るい時は発電力の全ては蓄電コンデンサーに充電され、夜間暗くなると点灯し、速度の変化に応じて充電された蓄電コンデンサーからのエネルギーの供給量が制御されるので、速度の変化による照度の変化を抑制し、一定の明るさを維持することが出来る。又一時停止時には一定時間点灯するので、暗闇での視認性が高く、事故を防止できる。しかも充電用として２次電池を使用せず、高容量の電気二重層コンデンサーを使用する事で、長寿命で交換不要であり環境面に優れている。

図１は構成図である。
図２は動作説明回路図である。
図３は点・消灯時の充放電状態の特性図である。

符号の説明

（１）発電機
（２）整流回路の範囲を示す
（３）照度検出回路の範囲を示す
（４）電流制限回路の範囲を示す
（５）充放電制御回路の範囲を示す
（６）蓄電コンデンサー
（７）発光素子
１発電機：ＧＴ
２コンデンサー：Ｃ１
３ダイオード：Ｄ１
４ダイオード：Ｄ２
５コンデンサー：Ｃ２
６照度センサ：ＰＴ
７抵抗：Ｒ１
８抵抗：Ｒ２
９トランジスター：Ｑ１
１０抵抗：Ｒ３
１１トランジスター：Ｑ２
１２トランジスター：Ｑ３
１３抵抗：Ｒ４
１４抵抗：Ｒ５
１５ゼェナーダイオード：ＺＤ
１６抵抗：Ｒ６
１７抵抗：Ｒ７
１８コンパレータ：ＣＯＭＰ１
１９コンパレータ：ＣＯＭＰ２
２０抵抗：Ｒ１０
２１抵抗：Ｒ１１
２２論理積回路：ＮＡＮＤ
２３抵抗：Ｒ８
２４抵抗：Ｒ９
２５トランジスター：Ｑ４
２６トランジスター：Ｑ５
２７ダイオード：Ｄ３
２８ダイオード：Ｄ４
２９ダイオード：Ｄ５
３０蓄電コンデンサー：ＣＨ
３１発光ダイオード：ＬＥＤ

Claims

走行すると発電する発電機（１）及び整流回路（２）と、周囲の明るさを検知して発光素子ＬＥＤ（７）に流れる電流を供給・不供給制御する照度検出回路（３）、そのＬＥＤに流れる電流を基準速度点灯時における電流値に制限する電流制限回路（４）、又その時の発電電圧値を基準にして、高くなると充電、低くなると放電となる径路を形成し、かつ、満充電になると充電を停止するよう制御する充放電制御回路（５）と、発電した電力を充電する蓄電コンデンサー（６）で構成され、昼夜問わず走行した時、発電機で発電された電力は、消灯時は発電力の全ては蓄電コンデンサー（６）に充電され、満充電になると充電を停止し、点灯時は電流制限回路（４）で基準速度の電流値で制限されているため、基準速度以上になると、余剰電力は充電され、以下ではその時の速度の発電力と蓄電コンデンサー（６）からの電力供給量の和が制限値となるので、その時の走行速度の発電力の変化に応じて供給量が増減して、ＬＥＤ（７）に流れる電流の変化を抑制し照度の安定化を計ることを特徴とする無電池式照度維持電源回路。