JP2018050436A - 電源装置および電源制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る電源装置10の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、電源装置10は、環境発電素子を用いた太陽電池110(発電素子)、DC/DCコンバータ120(直流電圧−直流電圧変換装置)、電圧検出部130、蓄電池140、切替部150、第1スイッチ部160、DC/DCコンバータ170、および第2スイッチ部180を備えている。また、切替部150は、比較部151を備える。
DC/DCコンバータ120の出力側は、第1スイッチ部160の端子aと、第2スイッチ部180の端子cと、電圧検出部130の一方端と、に接続されている。
蓄電池140の負極(−)端子は、グランドGNDに接続されている。
第1スイッチ部160は、端子bがDC/DCコンバータ170の入力側に接続されている。
DC/DCコンバータ170は、出力側が負荷装置20と、第2スイッチ部180の端子dとに接続されている。
負荷装置20は、例えば、配線や電池交換なしで動作するワイヤレスセンサとして機能する環境モニタ装置である。この環境モニタ装置は、オフィス等の室内の温度を測定する温度センサや、室内の湿度を測定する湿度センサを備えている。負荷装置20に供給される電圧値は、例えば3.0Vである。負荷装置20の消費電流は、例えば100mA以下である。
図3は、本実施形態に係る動作の一例を示すタイミングチャートである。図3において、横軸は時刻、縦軸は電圧の大きさを示す。また、図3において、波形g1は、検出電圧の時刻に対する変化を示す。波形g2は、第1スイッチ部160の動作状態を示す。波形g3は、第2スイッチ部180の動作状態を示す。
図4は、本実施形態に係る電源装置10における処理手順を示すフローチャートである。なお、電源装置10は、以下の処理を、所定の時間間隔で行う。
(ステップS2)切替部150は、電圧検出部130が出力する検出電圧値が第1閾値電圧Ref1(3.1V)以上であるか否かを判定する。切替部150は、検出電圧値が第1閾値電圧Ref1(3.1V)以上であると判定した場合(ステップS2;YES)、ステップS3の処理に進め、検出電圧値が第1閾値電圧Ref1(3.1V)未満であると判定した場合(ステップS2;NO)、ステップS6の処理に進める。
(ステップS4)切替部150は、第2スイッチ部180をオフ状態になるように制御する。
(ステップS5)切替部150は、通常ルートによって負荷装置20へ電力を供給、すなわち、DC/DCコンバータ170を介して負荷装置20に電力を供給する。切替部150は、ステップS1に処理を戻す。
(ステップS8)切替部150は、第2スイッチ部180をオン状態になるように制御する。
(ステップS9)切替部150は、非通常ルートによって負荷装置20へ電力を供給、すなわち、DC/DCコンバータ170を介さずに負荷装置20に電力を供給する。切替部150は、ステップS1に処理を戻す。
一方、非通常時(蓄電池140の電圧値が3.1V未満)、すなわち発電量が充分ではなく電圧値が低い場合、電圧値が低いことを比較部151が比較した結果に基づいて検出し、DC/DCコンバータ170を介さずに負荷装置20へ電力を供給する。なお、切替部150は、非通常時にDC/DCコンバータ170をオフ状態または省電力動作状態になるように制御してもよい。
このように、本実施形態では、負荷装置20へ電力を供給するルートが複数ある場合、発電量が不十分であれば、より効率のよいルートによって負荷装置20へ電力を供給している。
例えば、上述の例では、発電素子として環境発電素子を用いた太陽電池110の例を示したが、これに限られない。発電素子は、環境発電を行える発電素子であればよい。ここで、光以外の環境発電とは、例えば熱、振動、風力、電波等による発電である。
Claims (4)
- 環境発電を行う発電素子と、
前記発電素子の発電電力により充電されるとともに負荷装置に電力を供給する蓄電池と、
前記蓄電池の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記蓄電池から前記負荷装置へ電力を供給する複数の経路と、
前記電圧検出部が検出した電圧値である検出電圧値に基づいて、前記検出電圧値が所定電圧値より低い場合に、前記複数の経路のうち電力効率が良い経路を介して前記負荷装置へ電力を供給するように切り替える切替部と、
を備える電源装置。 - 前記電圧検出部が検出した電圧値である検出電圧値と第1閾値とを比較し、前記検出電圧値と前記第1閾値より小さい第2閾値とを比較する比較部、を備え、
前記切替部は、前記比較部が比較した結果、前記検出電圧値が前記第1閾値以上の場合、前記蓄電池に蓄えられている電圧をDC/DCコンバータを介して前記負荷装置に供給するように切り替え、前記検出電圧値が前記第1閾値未満かつ前記第2閾値以上の場合、前記蓄電池に蓄えられている電圧を前記DC/DCコンバータを介さずに前記負荷装置に供給するように切り替える、請求項1に記載の電源装置。 - 前記蓄電池に一端が接続され、他端が前記DC/DCコンバータの入力側に接続される第1スイッチ部と、
前記蓄電池に一端が接続され、他端が前記負荷装置に接続される第2スイッチ部と、を備え、
前記DC/DCコンバータの出力側が前記負荷装置と前記第2スイッチ部の他端に接続され、
前記切替部は、
前記検出電圧値が前記第1閾値以上の場合、前記第1スイッチ部を接続状態に制御し、前記第2スイッチ部を非接続状態に制御し、
前記検出電圧値が前記第1閾値未満かつ前記第2閾値以上の場合、前記第1スイッチ部を非接続状態に制御し、前記第2スイッチ部を接続状態に制御する、請求項2に記載の電源装置。 - 環境発電を行う発電素子と、前記発電素子の発電電力により充電されるとともに負荷装置に電力を供給する蓄電池と、前記蓄電池から前記負荷装置へ電力を供給する複数の経路と、を有する電源装置の電源制御方法であって、
電圧検出部が、前記蓄電池の電圧値を検出する電圧検出手順と、
切替部が、前記電圧検出手順によって検出された電圧値である検出電圧値に基づいて、前記検出電圧値が所定電圧値より低い場合に、前記複数の経路のうち電力効率が良い経路を介して前記負荷装置へ電力を供給するように切り替える切替手順と、
を含む電源制御方法。
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