JP2014006699A - 負荷駆動装置、電子機器、電源システム、照明装置、半導体モジュール、車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子機器などを省エネルギー化する。
【解決手段】負荷駆動装置100は、主電源4からの電気信号S3を受け、負荷2を駆動する。エネルギーハーベスト素子EH1は、負荷駆動装置100内において、および/または負荷2が発生する熱を電気信号に変換する。昇圧回路20は、エネルギーハーベスト素子EH1からの電気信号S1を昇圧する。電力合成回路30は、主電源4からの電気信号S3と昇圧回路20からの電気信号S2を合成する。駆動部40は、電力合成回路30から出力される電気信号S4を受け、負荷2に電力を供給する。
【選択図】図1
【解決手段】負荷駆動装置100は、主電源4からの電気信号S3を受け、負荷2を駆動する。エネルギーハーベスト素子EH1は、負荷駆動装置100内において、および/または負荷2が発生する熱を電気信号に変換する。昇圧回路20は、エネルギーハーベスト素子EH1からの電気信号S1を昇圧する。電力合成回路30は、主電源4からの電気信号S3と昇圧回路20からの電気信号S2を合成する。駆動部40は、電力合成回路30から出力される電気信号S4を受け、負荷2に電力を供給する。
【選択図】図1
Description
本発明は、エネルギーハーベスト素子の利用技術に関する。
エネルギーハーベスト素子は、環境発電素子とも称され、光、熱、振動などを、電力信号に変換することにより発電する。現在のところ、このようなエネルギーハーベスト素子は、高所、遠隔地、人体内をはじめとするさまざまな箇所の状態をモニタするための無線センサーなどに利用されている。
たとえば温度測定用の無線センサーは、温度を測定する温度センサーと、温度センサーにより測定された温度データを、外部に送信するための無線ユニットと、を含む。無線ユニットを動作させるためには電源が必要とされるところ、電源として電池を利用すると電池の交換などのメンテナンスが必要となることから、無線センサーでは、電力源としてエネルギーハーベスト素子が好適に利用される。
このように、現状ではエネルギーハーベスト素子は、電池や商用電源が利用できない状況下においてのみ利用されており、すなわち、エネルギーハーベスト素子が主たる電源となる状況下での利用が促進されている。
本発明は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、電池や商用電源が利用可能な状況下において、エネルギーハーベスト素子を用いることにより、電子機器などの省エネルギー化を実現する技術の提供にある。
本発明のある態様は、主電源からの電気信号を受け、負荷を駆動する負荷駆動装置に関する。負荷駆動装置は、負荷駆動装置内において発生し、および/または負荷が発生する熱を電気信号に変換するエネルギーハーベスト素子と、エネルギーハーベスト素子からの電気信号を昇圧する昇圧回路と、主電源からの電気信号と昇圧回路からの電気信号を合成する電力合成回路と、合成回路から出力される電気信号を受け、負荷に電力を供給する駆動部と、を備える。
負荷を駆動する際に、負荷駆動装置あるいは負荷が発生する熱は損失である。この態様によれば、この熱をエネルギーハーベスト素子により電気信号に変換し、負荷の駆動に再利用することにより、消費電力を低減できる。
負荷はプロセッサであってもよい。エネルギーハーベスト素子は、プロセッサが発生する熱を電気信号に変換してもよい。
近年のプロセッサの消費電力は非常に大きく、その発熱量も大きいことから、プロセッサの熱を回収して、プロセッサを駆動するための電力として再利用することにより、電子機器の消費電力を低減できる。
近年のプロセッサの消費電力は非常に大きく、その発熱量も大きいことから、プロセッサの熱を回収して、プロセッサを駆動するための電力として再利用することにより、電子機器の消費電力を低減できる。
本発明の別の態様は電子機器に関する。電子機器は、プロセッサと、プロセッサを負荷として駆動する上述の負荷駆動装置と、を備えてもよい。
本発明の別の態様は、電源システムである。この電源システムは、商用交流電源からの交流電圧を直流に変換するAC/DCコンバータと、蓄電手段と、AC/DCコンバータの出力電圧を受け、蓄電手段を充電する降圧DC/DCコンバータと、蓄電手段の電圧を昇圧する昇圧DC/DCコンバータと、昇圧DC/DCコンバータの出力電圧を交流に変換するDC/ACコンバータと、それぞれが、熱を電気信号に変換する、少なくともひとつのエネルギーハーベスト素子と、を備える。電源システムは、少なくともひとつのエネルギーハーベスト素子からの電気信号が、AC/DCコンバータ、降圧DC/DCコンバータ、蓄電手段、昇圧DC/DCコンバータ、DC/ACコンバータと、の少なくともひとつに電力として回収可能に構成される。
この態様によると、電源システムにおいて発生する熱をエネルギーハーベスト素子により電気信号に変換し、負荷の駆動に再利用することにより、消費電力を低減できる。
本発明のさらに別の態様は、半導体モジュールである。この半導体モジュールは、外部の主電源からの電気信号を受ける電源端子と、主電源からの電気信号を電源として動作する回路ブロックを有する半導体チップと、半導体チップ上に集積化され、あるいはそれと個別に設けられ、回路ブロックが発生する熱を電気信号に変換するエネルギーハーベスト素子と、を備える。半導体チップは、エネルギーハーベスト素子からの電気信号を、電力の一部として利用可能に構成される。
この態様によると、半導体モジュールのパッケージ内で生ずる熱を、その内部で電力として再利用することにより、主電源から供給すべき消費電力を低減できる。加えて、熱を電気エネルギーに変換するため、パッケージの発熱を低減することができる。これにより、エネルギーハーベスト素子を用いない場合に比べて、パッケージの許容損失が同じ条件下において、回路ブロックに大電流を流すことができる。
回路ブロックは、オーディオ用アンプであってもよい。
本発明のさらに別の態様は、主電源からの電気信号を受け、光源を駆動する負荷駆動装置に関する。負荷駆動装置は、光源が発生する光の一部を電気信号に変換するエネルギーハーベスト素子と、エネルギーハーベスト素子からの電気信号を昇圧する昇圧回路と、主電源からの電気信号と昇圧回路からの電気信号を合成する電力合成回路と、合成回路から出力される電気信号を受け、光源に電力を供給する駆動部と、を備える。
この態様によると、光源が発生する光のうち、有効に利用されない一部をエネルギーハーベスト素子によって電気エネルギーに変換し、光源の駆動に再利用することにより、消費電力を低減できる。
光源は、蛍光灯であってもよい。また光源は、発光ダイオードであってもよい。
本発明の別の態様は、照明装置に関する。照明装置は、光源と、光源を駆動する上述の負荷駆動装置と、を備える。
本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、光源と、光源を駆動する上述の負荷駆動装置と、を備える。
本発明のさらに別の態様は、主電源からの電気信号を受け、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する負荷に電力を供給する負荷駆動装置に関する。負荷駆動装置は、負荷駆動装置内において発生し、および/または負荷が発生する振動を電気信号に変換するエネルギーハーベスト素子と、エネルギーハーベスト素子からの電気信号を昇圧する昇圧回路と、主電源からの電気信号と昇圧回路からの電気信号を合成する電力合成回路と、合成回路から出力される電気信号を受け、負荷に電力を供給する駆動部と、を備える。
この態様によると、負荷が発生する振動を電気エネルギーに変換し、負荷の駆動に再利用することにより、消費電力を低減できる。
負荷はモータであってもよい。
本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、モータと、モータを負荷として駆動する上述の負荷駆動装置と、を備える。
本発明の別の態様は、車両に関する。車両は、車輪に動力を伝達するモータと、モータを負荷として駆動する上述の負荷駆動装置と、を備える。
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明のある態様によれば、消費電力を低減できる。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る負荷駆動装置100を備える電子機器1を示す回路図である。図2は、電子機器1の具体例を示す斜視図である。電子機器1は、たとえば携帯電話端末やパーソナルコンピュータ(PC)、タブレットPC、デジタルカメラ、ゲーム端末などである。
図1は、第1の実施の形態に係る負荷駆動装置100を備える電子機器1を示す回路図である。図2は、電子機器1の具体例を示す斜視図である。電子機器1は、たとえば携帯電話端末やパーソナルコンピュータ(PC)、タブレットPC、デジタルカメラ、ゲーム端末などである。
負荷駆動装置100は、主電源4からの電気信号を受け、負荷2を駆動する。たとえば負荷2は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)などである。もっとも負荷2の種類は特に限定されず、モータや発光素子、アナログアンプなど、発熱量の大きい負荷であればよい。
主電源4は、(i)電池や、(ii)電池および電池電圧を降圧するDC/DCコンバータの組み合わせ、(iii)商用電源と、商用交流電圧を直流電圧に変換するインバータの組み合わせなどである。
負荷駆動装置100は、エネルギーハーベスト素子EH1、昇圧回路20、電力合成回路30、駆動部40を備える。図2に示すように、負荷2、エネルギーハーベスト素子EH1、電源管理回路10、駆動部40、は、電子機器1の筐体に内蔵される。エネルギーハーベスト素子EH1は、負荷2であるCPUと熱的に強く結合可能な箇所に配置される。
エネルギーハーベスト素子EH1は、負荷駆動装置100内において、および/または負荷が発生する熱、主として負荷2が発生する熱102を電気信号S1に変換する。このようなエネルギーハーベスト素子EH1としてはペルチェ素子などを用いることができる。
昇圧回路20は、エネルギーハーベスト素子EH1からの電気信号S1の電圧レベルを昇圧する。図3は、昇圧回路20の構成例を示す回路図である。昇圧回路20は、昇圧型のスイッチングレギュレータ(DC/DCコンバータ)であり、インダクタL1、キャパシタC1、ダイオードD1、スイッチングトランジスタM1、制御回路22を備える。制御回路22には、電気信号S2あるいはS4の電圧レベルおよび/または電流量を示す検出信号S5がフィードバックされている。制御回路22は、検出信号S5の値が、所定の目標値と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成し、このパルス信号にもとづいてスイッチングトランジスタM1をスイッチングする。制御回路22の構成は特に限定されず、電圧モード、平均電流モード、ピーク電流モード、ヒステリシス制御方式など、さまざまな形式の回路を利用できる。
図1に戻る。電力合成回路30は、主電源4からの電気信号S2と、昇圧回路20からの電気信号S3を合成する。たとえば電力合成回路30は、カソードが共通に接続され、それぞれのアノードに電気信号S2、S3が入力される。電力合成回路30により合成された電気信号S4は、駆動部40へと入力される。
駆動部40は、電力合成回路30からの電気信号S4を受け、負荷2に電力を供給する。負荷2がCPUなどのプロセッサである場合、負荷2に対して電源電圧S4を供給する電源回路が駆動部40に相当する。
負荷2がモータである場合、モータ駆動回路が駆動部40に対応し、負荷2が発光素子である場合、その駆動回路が駆動部40に対応する。
昇圧回路20および電力合成回路30は、ひとつの半導体基板上に、電源管理回路10として集積化されてもよい。電源管理回路10にはさらに、エネルギーハーベスト素子EH1が集積化されてもよい。
以上が電子機器1の構成である。続いてその動作を説明する。
負荷2を駆動する際に、負荷駆動装置100あるいは負荷2が発生する熱は損失である。図1の負荷駆動装置100によれば、この熱をエネルギーハーベスト素子EH1により電気信号S1に変換し、負荷の駆動に再利用することにより、消費電力を低減できる。
特に負荷2が、CPUやGPUなどのプロセッサである場合、その消費電力は非常に大きく、その発熱量も大きい。このような電子機器において、プロセッサの熱を回収して、プロセッサを駆動するための電力として再利用することにより、電子機器の消費電力を低減できる。
(第2の実施の形態)
図4は、第2の実施の形態に係る電源システム200を示すブロック図である。
電源システム200は、AC/DCコンバータ202、降圧DC/DCコンバータ204、昇圧DC/DCコンバータ206、DC/ACコンバータ208、蓄電手段210および複数のエネルギーハーベスト素子EH1〜EH5を備える。
電源システム200は、商用交流電源6からの交流電圧Vacを受け、図示しない負荷に電力を供給する。負荷は、テレビや冷蔵庫などの家電製品である。
図4は、第2の実施の形態に係る電源システム200を示すブロック図である。
電源システム200は、AC/DCコンバータ202、降圧DC/DCコンバータ204、昇圧DC/DCコンバータ206、DC/ACコンバータ208、蓄電手段210および複数のエネルギーハーベスト素子EH1〜EH5を備える。
電源システム200は、商用交流電源6からの交流電圧Vacを受け、図示しない負荷に電力を供給する。負荷は、テレビや冷蔵庫などの家電製品である。
AC/DCコンバータ202は、交流電圧Vacを直流電圧Vdcに変換する。蓄電手段210は、リチウムイオン電池などの2次電池や、電気二重層キャパシタなどである。降圧DC/DCコンバータ204は、AC/DCコンバータ202からの直流電圧Vdcを降圧し、蓄電手段210を充電する。
昇圧DC/DCコンバータ206は、蓄電手段210の電圧を昇圧する。DC/ACコンバータ208は、昇圧DC/DCコンバータ206の出力電圧を交流に変換する。
エネルギーハーベスト素子EH1〜EH5は、AC/DCコンバータ202、降圧DC/DCコンバータ204、昇圧DC/DCコンバータ206、DC/ACコンバータ208、蓄電手段210ごとに設けられている。エネルギーハーベスト素子EH1〜EH5はそれぞれ、AC/DCコンバータ202、降圧DC/DCコンバータ204、昇圧DC/DCコンバータ206、DC/ACコンバータ208、蓄電手段210が発生する熱を、電気信号に変換する。エネルギーハーベスト素子EH1〜EH5のうち、いくつかは省略してもよい。
エネルギーハーベスト素子EH1〜EH5が出力する電気信号は、AC/DCコンバータ202、降圧DC/DCコンバータ204、蓄電手段210、昇圧DC/DCコンバータ206、DC/ACコンバータ208と、の少なくともひとつに電力として回収可能となっている。AC/DCコンバータ202、降圧DC/DCコンバータ204、昇圧DC/DCコンバータ206、DC/ACコンバータ208に対してエネルギーを回収することは、エネルギーハーベスト素子EHが発生する電気信号を、それぞれのスイッチングトランジスタを駆動する駆動回路の電力(電源)の一部として利用することも含まれる。
たとえば、各エネルギーハーベスト素子が発生した電気信号は、そのエネルギーハーベスト素子に熱を与えた回路ブロックに対して回収してもよい。
あるいは、あるエネルギーハーベスト素子が発生した電気信号は、そのエネルギーハーベスト素子に熱を与えた回路ブロック以外の回路ブロックに回収してもよい。たとえば、いくつかのエネルギーハーベスト素子EH1〜EH5からの電気信号を合成し、蓄電手段210に回収するように構成してもよい。
あるいは、あるエネルギーハーベスト素子が発生した電気信号は、そのエネルギーハーベスト素子に熱を与えた回路ブロック以外の回路ブロックに回収してもよい。たとえば、いくつかのエネルギーハーベスト素子EH1〜EH5からの電気信号を合成し、蓄電手段210に回収するように構成してもよい。
電力を回収するために、図1に示した負荷駆動装置100を好適に使用することができ、図1の負荷2が、図4のAC/DCコンバータ202、降圧DC/DCコンバータ204、昇圧DC/DCコンバータ206、DC/ACコンバータ208、蓄電手段210のいずれかに相当する。
図4の電源システム200によれば、電力を伝送する過程で発生する熱をエネルギーハーベスト素子EH1〜EH5により電気信号に変換し、負荷の駆動に再利用することにより、消費電力を低減できる。
(第3の実施の形態)
図5は、実施の形態に係る半導体モジュール300の構成を示す図である。半導体モジュール300は、電源端子302、エネルギーハーベスト素子EH1、半導体チップ304を備える。
図5は、実施の形態に係る半導体モジュール300の構成を示す図である。半導体モジュール300は、電源端子302、エネルギーハーベスト素子EH1、半導体チップ304を備える。
電源端子302には、外部の主電源4からの電気信号、すなわち電源電圧が供給される。主電源4は、電池であってもよいし、DC/DCコンバータやチャージポンプ回路、リニアレギュレータ、ACアダプタなどの電源回路であってもよい。
半導体チップ304は、主電源4からの電気信号S3を電源として動作する回路ブロック306を備える。回路ブロック306は、オーディオ用アンプであってもよい。エネルギーハーベスト素子EH1は、半導体チップ304と熱的に結合されており、半導体チップ304が発生する熱を電気信号S1に変換する。
半導体チップ304は、エネルギーハーベスト素子EH1からの電気信号S1を、電力の一部として利用可能に構成される。たとえば半導体チップ304には、図1の電源管理回路10が内蔵されてもよい。電源管理回路10により生成された電気信号S4は、直接、あるいは図示しない電源回路を介して、回路ブロック306に電源として供給される。
図5の半導体モジュール300によれば、半導体モジュール300のパッケージ内で生ずる熱を、その内部で電力として再利用することができる。その結果、主電源4から供給すべき消費電力を低減できる。
加えて、熱を電気エネルギーに変換するため、パッケージの発熱を低減することができ、さらには、エネルギーハーベスト素子を用いない場合に比べて、パッケージの許容損失が同じ条件下において、回路ブロック306に大電流を流すことができる。
加えて、熱を電気エネルギーに変換するため、パッケージの発熱を低減することができ、さらには、エネルギーハーベスト素子を用いない場合に比べて、パッケージの許容損失が同じ条件下において、回路ブロック306に大電流を流すことができる。
(第4の実施の形態)
図6は、第4の実施の形態に係る負荷駆動装置400を備える電子機器もしくは照明装置(以下、照明装置3と総称する)を示す回路図である。図7(a)、(b)は、照明装置および電子機器を示す図である。
図6は、第4の実施の形態に係る負荷駆動装置400を備える電子機器もしくは照明装置(以下、照明装置3と総称する)を示す回路図である。図7(a)、(b)は、照明装置および電子機器を示す図である。
照明装置3は、光源5および負荷駆動装置400を備える。光源5は、たとえば蛍光灯あるいは発光ダイオードである。負荷駆動装置400は、主電源4からの電気信号S3を受け、光源5を駆動する。負荷駆動装置400の基本的な構成は図1の負荷駆動装置100と同様であり、エネルギーハーベスト素子EH1、電源管理回路10、駆動部40を備える。
エネルギーハーベスト素子EH1は、光源5が発生する光402のうち、有効に利用されていない一部を電気信号S1に変換する。エネルギーハーベスト素子EH1は、たとえば太陽電池である。昇圧回路20は、エネルギーハーベスト素子EH1からの電気信号S1を昇圧する。電力合成回路30は、主電源4からの電気信号S3と昇圧回路20からの電気信号S2を合成する。図6の電力合成回路30には、電気信号S4を安定化するための蓄電手段32が設けられる。蓄電手段32は、2次電池、電気二重層キャパシタ、あるいは平滑コンデンサである。蓄電手段32は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。駆動部40は、電力合成回路30からの電気信号S4を受け、光源5に電力を供給する。
図7(a)の照明装置は、筐体内に光源5および負荷駆動装置400が内蔵される。エネルギーハーベスト素子EH1、EH2は、筐体の外側(もしくは内側)の光源5が発生する光の一部を受光可能な箇所に配置される。エネルギーハーベスト素子EH1、EH2が発生した電気信号S1は、負荷駆動装置400の電力合成回路30において、主電源(不図示)からの電気信号と合成され、光源5の駆動に利用される。
図7(b)の電子機器は、液晶ディスプレイパネル410と、複数の光源5、負荷駆動装置400を備える。光源5は液晶ディスプレイパネル410のバックライトである。複数のエネルギーハーベスト素子EH1、EH2は、光源5からの光を受光可能な箇所に配置される。エネルギーハーベスト素子EH1、EH2が発生した電気信号S1は、負荷駆動装置400の電力合成回路30において、主電源(不図示)からの電気信号と合成され、光源5の駆動に利用される。
第4の実施の形態に係る負荷駆動装置400によれば、光源5が発生する光のうち、有効に利用されない一部をエネルギーハーベスト素子EHによって電気エネルギーに変換し、光源5の駆動に再利用することにより、消費電力を低減できる。
(第5の実施の形態)
図8は、第5の実施の形態に係る負荷駆動装置500を備える電子機器もしくは車両(以下、電子機器7と総称する)の構成を示す回路図である。図9(a)、(b)は、車両および電子機器を示す図である。
図8は、第5の実施の形態に係る負荷駆動装置500を備える電子機器もしくは車両(以下、電子機器7と総称する)の構成を示す回路図である。図9(a)、(b)は、車両および電子機器を示す図である。
図8の負荷駆動装置500の構成は、図1の負荷駆動装置100と同様に構成される。本実施の形態において負荷2は、駆動部40からの電気エネルギーを機械エネルギーに変換する。たとえば負荷2はモータである。負荷2の機械的な運動にともない、電子機器7には、不要な振動502が発生する。エネルギーハーベスト素子EH1は、振動502を電気信号S1に変換する。昇圧回路20、電力合成回路30、駆動部40の機能は、図1のそれらと同様である。
図9(a)の車両7は電気自動車あるいはハイブリッドカーであり、主電源4としてリチウムイオン電池などの蓄電手段が搭載される。負荷2であるモータは、車輪に動力を伝達する。負荷駆動装置500は、主電源4からの電気信号S3を受け、負荷2を駆動する。
図9(b)の電子機器7は、たとえば電動ドリルや電動歯ブラシである。負荷2であるモータは、ドリル、あるいはブラシを回転させ、あるいは振動させる。エネルギーハーベスト素子EH1は、不要な振動を電気エネルギーに変換する。負荷駆動装置500は、負荷2であるモータの回転を制御する。
図8の負荷駆動装置500によれば、負荷2が発生する振動を電気エネルギーに変換し、負荷2の駆動に再利用することにより、消費電力を低減できる。
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。
1…電子機器、100…負荷駆動装置、2…負荷、4…主電源、3…照明機器、5…光源、EH…エネルギーハーベスト素子、10…電源管理回路、20…昇圧回路、30…電力合成回路、32…蓄電手段、40…駆動部、D1,D2…ダイオード、200…電源システム、202…AC/DCコンバータ、204…降圧DC/DCコンバータ、206…昇圧DC/DCコンバータ、208…DC/ACコンバータ、210…蓄電手段、300…半導体モジュール、302…電源端子、304…半導体チップ、306…回路ブロック、400…負荷駆動装置、410…液晶ディスプレイパネル、500…負荷駆動装置。
Claims (14)
- 主電源からの電気信号を受け、負荷を駆動する負荷駆動装置であって、
前記負荷駆動装置内において発生し、および/または前記負荷が発生する熱を電気信号に変換するエネルギーハーベスト素子と、
前記エネルギーハーベスト素子からの電気信号を昇圧する昇圧回路と、
前記主電源からの電気信号と前記昇圧回路からの電気信号を合成する電力合成回路と、
前記合成回路から出力される電気信号を受け、前記負荷に電力を供給する駆動部と、
を備えることを特徴とする負荷駆動装置。 - 前記負荷はプロセッサであり、前記エネルギーハーベスト素子は、前記プロセッサが発生する熱を電気信号に変換することを特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。
- プロセッサと、
前記プロセッサを負荷として駆動する請求項1に記載の負荷駆動装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 商用交流電源からの交流電圧を直流に変換するAC/DCコンバータと、
蓄電手段と、
前記AC/DCコンバータの出力電圧を受け、前記蓄電手段を充電する降圧DC/DCコンバータと、
前記蓄電手段の電圧を昇圧する昇圧DC/DCコンバータと、
前記昇圧DC/DCコンバータの出力電圧を交流に変換するDC/ACコンバータと、
それぞれが、熱を電気信号に変換する、少なくともひとつのエネルギーハーベスト素子と、
を備え、
前記少なくともひとつのエネルギーハーベスト素子からの電気信号を、前記AC/DCコンバータ、前記降圧DC/DCコンバータ、前記昇圧DC/DCコンバータ、前記DC/ACコンバータと、の少なくともひとつに電力として回収可能に構成されることを特徴とする電源システム。 - 外部の主電源からの電気信号を受ける電源端子と、
前記主電源からの電気信号を電源として動作する回路ブロックを有する半導体チップと、
前記半導体チップ上に集積化され、あるいはそれと個別に設けられ、前記回路ブロックが発生する熱を電気信号に変換するエネルギーハーベスト素子と、
を備え、
前記半導体チップは、前記エネルギーハーベスト素子からの電気信号を、電力の一部として利用可能に構成されることを特徴とする半導体モジュール。 - 主電源からの電気信号を受け、光源を駆動する負荷駆動装置であって、
前記光源が発生する光の一部を電気信号に変換するエネルギーハーベスト素子と、
前記エネルギーハーベスト素子からの電気信号を昇圧する昇圧回路と、
前記主電源からの電気信号と前記昇圧回路からの電気信号を合成する電力合成回路と、
前記合成回路から出力される電気信号を受け、前記光源に電力を供給する駆動部と、
を備えることを特徴とする負荷駆動装置。 - 前記光源は、蛍光灯であることを特徴とする請求項6に記載の負荷駆動装置。
- 前記光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項6に記載の負荷駆動装置。
- 光源と、
前記光源を駆動する請求項6に記載の負荷駆動装置と、
を備えることを特徴とする照明装置。 - 光源と、
前記光源を駆動する請求項6に記載の負荷駆動装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 主電源からの電気信号を受け、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する負荷に電力を供給する負荷駆動装置であって、
前記負荷駆動装置内において発生し、および/または前記負荷が発生する振動を電気信号に変換するエネルギーハーベスト素子と、
前記エネルギーハーベスト素子からの電気信号を昇圧する昇圧回路と、
前記主電源からの電気信号と前記昇圧回路からの電気信号を合成する電力合成回路と、
前記合成回路から出力される電気信号を受け、前記負荷に電力を供給する駆動部と、
を備えることを特徴とする負荷駆動装置。 - 前記負荷はモータであることを特徴とする請求項11に記載の負荷駆動装置。
- モータと、
前記モータを負荷として駆動する請求項11に記載の負荷駆動装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 車輪に動力を伝達するモータと、
前記モータを負荷として駆動する請求項11に記載の負荷駆動装置と、
を備えることを特徴とする車両。
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JP2012141872A JP2014006699A (ja) | 2012-06-25 | 2012-06-25 | 負荷駆動装置、電子機器、電源システム、照明装置、半導体モジュール、車両 |
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Citations (5)
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JPH11145666A (ja) * | 1997-11-05 | 1999-05-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子機器 |
JP2002050727A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-15 | Hitachi Maxell Ltd | 電子機器 |
JP2007072846A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Micro-Star Internatl Co Ltd | 熱電気変換機能を有するコンピューター |
JP2011119302A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-16 | Toshiba Corp | 情報処理装置 |
JP2011192756A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Hitachi Cable Ltd | 廃熱発電機能付き電子機器 |
-
2012
- 2012-06-25 JP JP2012141872A patent/JP2014006699A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11145666A (ja) * | 1997-11-05 | 1999-05-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子機器 |
JP2002050727A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-15 | Hitachi Maxell Ltd | 電子機器 |
JP2007072846A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Micro-Star Internatl Co Ltd | 熱電気変換機能を有するコンピューター |
JP2011119302A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-16 | Toshiba Corp | 情報処理装置 |
JP2011192756A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Hitachi Cable Ltd | 廃熱発電機能付き電子機器 |
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