JP2019175345A - 電源供給回路 - Google Patents

Abstract

【課題】制限される電圧の値を調整し易く、発光素子の発光を安定化させることができる電源供給回路を提供する。【解決手段】電源供給回路１は、発電素子Ｂ１と、発電素子Ｂ１の発電電力により充電されるコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１の両端の電圧または当該電圧に応じた電圧を検出する第１電圧検出回路と、コンデンサＣ１と並列の電流経路に設けられた発光素子Ｌ１と、第１電圧検出回路により検出される電圧が第１閾値に達した場合に、発電素子Ｂ１から出力される電流を発光素子Ｌ１が設けられた電流経路に流すことで発光素子Ｌ１を発光させ、コンデンサＣ１の両端の電圧を制限する電圧制限回路と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電源供給回路に関する。

電源回路から負荷に電力を供給する電源供給回路が知られている。また、電源供給回路に備えられたコンデンサあるいは負荷などにかかる電圧が許容可能電圧（耐圧）未満となるように、電圧を制限することが行われている。

特許文献１に記載された太陽電池付小型電子機器では、太陽電池と、当該太陽電池に並列接続される発光ダイオードと、当該発光ダイオードに並列接続され当該太陽電池により発生される電圧を充電するコンデンサを備え、当該コンデンサの充電電圧が所定値以上に達した際に当該発光ダイオードが発光動作する（特許文献１参照。）。このように、当該太陽電池付小型電子機器では、当該コンデンサと並列に当該発光ダイオードが接続されているため、当該コンデンサの充電電圧が当該発光ダイオードの順方向オン電圧になると、当該発光ダイオードに電流が流れて当該発光ダイオードが発光し、当該コンデンサの充電電圧は当該発光ダイオードの順方向オン電圧以下に制限される。

しかしながら、特許文献１に記載された太陽電池付小型電子機器では、制限される電圧の値が当該発光ダイオードの順方向オン電圧に依存するため、制限される電圧の値を任意の値に調整することが困難である場合があった。また、当該発光ダイオードの点灯時または消灯時に当該発光ダイオードを流れる電流が小さくなるため、当該発光ダイオードの発光ムラが発生する場合があった。

実開昭６１−１５２１２５号公報

上述のように、従来の電源供給回路では、制限される電圧の値を調整することが困難である場合があり、また、発光素子の発光ムラが発生する場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、制限される電圧の値を調整し易く、発光素子の発光を安定化させることができる電源供給回路を提供することを課題とする。

本発明の一態様は、発電素子と、前記発電素子の発電電力により充電されるコンデンサと、前記コンデンサの両端の電圧または当該電圧に応じた電圧を検出する第１電圧検出回路と、前記コンデンサと並列の電流経路に設けられた発光素子と、前記第１電圧検出回路により検出される電圧が第１閾値に達した場合に、前記発電素子から出力される電流を前記発光素子が設けられた前記電流経路に流すことで前記発光素子を発光させ、前記コンデンサの両端の電圧を制限する電圧制限回路と、を備える電源供給回路である。

本発明の一態様は、電源供給回路において、前記コンデンサの両端の電圧または当該電圧に応じた電圧を検出する第２電圧検出回路と、前記第２電圧検出回路により検出される電圧が第２閾値以下から上昇して前記第２閾値を超えた場合に、前記発電素子と負荷との間に設けられたスイッチ素子をオン状態にすることで、前記発電素子から前記負荷に電力の供給を開始させる電源供給制御回路と、を備える。

本発明によれば、電源供給回路において、制限される電圧の値を調整し易く、発光素子の発光を安定化させることができる。

本発明の一実施形態に係る電源供給回路の概略的な構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源回路のＩＣ部の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源回路のＩＣ部の他の例であるＩＣ部を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源回路のコンデンサの充電電圧の時間変化の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電源供給回路１の概略的な構成を示す図である。
電源供給回路１は、電源回路１１と、動作制御回路１２を備える。図１には、電源供給回路１に接続された負荷１３も示してあるが、負荷１３は電源供給回路１の外部に存在する。

＜電源回路＞
電源回路１１は、発電素子Ｂ１と、ダイオードＤ１と、２個の抵抗Ｒ１、Ｒ２と、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）部１０１と、発光素子Ｌ１と、コンデンサＣ１を備える。電源回路１１は、２個の出力端Ｑ１、Ｑ２を備える。
発電素子Ｂ１は、例えば、環境エネルギーにより発電する素子であり、具体例として、太陽電池、熱発電する素子、風力発電する素子、あるいは、空中の電波を使用して発電する素子などである。電源回路１１では、発電素子Ｂ１により発電される電力を電源電力とする。
発光素子Ｌ１は、例えば、発光ダイオードなどである。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、１個のコンデンサＣ１が用いられる場合を示すが、他の例として、１個のコンデンサＣ１の代わりに、直列、並列、あるいは直列と並列のいずれかで接続された複数のコンデンサが用いられてもよい。

発電素子Ｂ１のプラス端（＋端）とダイオードＤ１の一端（アノード）とが接続されている。
ダイオードＤ１の他端（カソード）と、発電素子Ｂ１のマイナス端（−端）とが、それぞれ、電源回路１１の出力端Ｑ１、Ｑ２と接続されている。
出力端Ｑ１と出力端Ｑ２との間には、２個の抵抗Ｒ１、Ｒ２を有する電流経路と、ＩＣ部１０１および発光素子Ｌ１を有する電流経路と、コンデンサＣ１を有する電流経路が並列に接続されている。
抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とは直列に接続されている。抵抗Ｒ１の一端が出力端Ｑ１と接続されており、抵抗Ｒ１の他端が抵抗Ｒ２の一端と接続されており、抵抗Ｒ２の他端が出力端Ｑ２と接続されている。２個の抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点とＩＣ部１０１の制御端とが接続されている。

ＩＣ部１０１と発光素子Ｌ１とが直列に接続されている。ＩＣ部１０１の一端（カソード）が出力端Ｑ１と接続されており、ＩＣ部１０１の他端（アノード）が発光素子Ｌ１の一端（アノード）と接続されており、発光素子Ｌ１の他端（カソード）が出力端Ｑ２と接続されている。
ＩＣ部１０１は、制御端から入力される電圧が所定の閾値（本実施形態において、「第１閾値」という。）に達したときに電流を通し、当該電圧が第１閾値以下のときは電流を通さない。
コンデンサＣ１の一端が出力端Ｑ１と接続されており、コンデンサＣ１の他端が出力端Ｑ２と接続されている。

ここで、ＩＣ部１０１は、電圧を第１閾値以下に制限する電圧制限回路（電圧リミッタ）として機能する。
２個の抵抗Ｒ１、Ｒ２は、これらの接続点においてコンデンサＣ１の両端の電圧に応じた電圧（分圧）を検出する第１電圧検出回路を構成する。なお、他の例として、コンデンサＣ１の両端の電圧自体を検出する回路（他の例に係る第１電圧検出回路）が電源回路１１に備えられてもよい。リミッタ電圧である第１閾値は、電源供給回路１および負荷１３の全体において耐圧を超える電圧がかからないような値に設定される。例えば、第１閾値は、コンデンサＣ１の耐圧（最大許容電圧）および負荷１３の耐圧（最大許容電圧）を考慮して、コンデンサＣ１に耐圧を超える電圧がかからず、かつ、負荷１３に耐圧を超える電圧がかからないように設定される。

＜電源回路のＩＣ部の一例＞
図２は、本発明の一実施形態に係る電源回路１１のＩＣ部１０１の一例を示す図である。
図２の例では、ＩＣ部１０１は、オペアンプＡ１と、スイッチ素子ＳＷ１１と、電源Ｂ１１を備える。ＩＣ部１０１は、端子Ｑ１０１（カソード）と、端子Ｑ１０２（アノード）と、制御端子Ｑ１０３を備える。
スイッチ素子ＳＷ１１は、例えば、トランジスタである。

スイッチ素子ＳＷ１１は、端子Ｑ１０１と端子Ｑ１０２との間に接続されている。
スイッチ素子ＳＷ１１は、オン状態とオフ状態とに切り替えられる。スイッチ素子ＳＷ１１は、オン状態であるときに端子Ｑ１０１と端子Ｑ１０２との間を導通させ、オフ状態であるときに端子Ｑ１０１と端子Ｑ１０２との間を開放させる。
電源Ｂ１１は、端子Ｑ１０１とオペアンプＡ１の反転入力端子（マイナス（−）の入力端子）との間に接続されている。電源Ｂ１１のマイナス端とオペアンプＡ１の反転入力端子とが接続されており、電源（基準電圧）Ｂ１１のプラス端と端子Ｑ１０１とが接続されている。
オペアンプＡ１の正電源端子および負電源端子は、それぞれ、端子Ｑ１０１および端子Ｑ１０２と接続されている。
制御端子Ｑ１０３は、オペアンプＡ１の非反転入力端子（プラス（＋）の入力端子）に接続されている。
オペアンプＡ１の出力端は、スイッチ素子ＳＷ１１の制御端に接続されている。

図２に示されるＩＣ部１０１と図１に示された電源回路１１との関係としては、ＩＣ部１０１の端子Ｑ１０１は電源回路１１の出力端Ｑ１と接続されており、ＩＣ部１０１の端子Ｑ１０２は発光素子Ｌ１の一端（アノード）と接続されている。ＩＣ部１０１の制御端子Ｑ１０３は２個の抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点と接続されている。このＩＣ部１０１では、抵抗Ｒ１にかかる電圧と電源（基準電圧）Ｂ１１の電圧（第１閾値）とが比較され、抵抗Ｒ１にかかる電圧が第１閾値に達したときにオペアンプＡ１からスイッチ素子ＳＷ１１に出力される電圧によってスイッチ素子ＳＷ１１がオン状態に切り替えられる。
このように、オペアンプＡ１の非反転入力端子に分圧電圧（抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点の電圧）が入力される。発光素子Ｌ１は、スイッチ素子ＳＷ１１において電源Ｂ１１に対応する基準電圧（Ｖｒｅｆ）が接続されていない側の端子に接続される。

＜電源回路のＩＣ部の他の例＞
図３は、本発明の一実施形態に係る電源回路１１のＩＣ部１０１の他の例であるＩＣ部１０１ａを示す図である。
ここで、本実施形態では、図１に示されるＩＣ部１０１として図２に示される回路が用いられているが、他の例として、図３に示される回路が用いられてもよい。

図３の例では、ＩＣ部１０１は、オペアンプＡ１１と、スイッチ素子ＳＷ２１と、電源（基準電圧）Ｂ２１を備える。ＩＣ部１０１ａは、端子Ｑ１１１（カソード）と、端子Ｑ１１２（アノード）と、制御端子Ｑ１１３を備える。
スイッチ素子ＳＷ２１は、例えば、トランジスタである。

スイッチ素子ＳＷ２１は、端子Ｑ１１１と端子Ｑ１１２との間に接続されている。
スイッチ素子ＳＷ２１は、オン状態とオフ状態とに切り替えられる。スイッチ素子ＳＷ２１は、オン状態であるときに端子Ｑ１１１と端子Ｑ１１２との間を導通させ、オフ状態であるときに端子Ｑ１１１と端子Ｑ１１２との間を開放させる。
電源Ｂ（基準電圧）２１は、端子Ｑ１１２とオペアンプＡ１１の反転入力端子（マイナスの入力端子）との間に接続されている。電源（基準電圧）Ｂ２１のプラス端とオペアンプＡ１の反転入力端子とが接続されており、電源Ｂ１１のマイナス端と端子Ｑ１１２とが接続されている。
オペアンプＡ１１の正電源端子および負電源端子は、それぞれ、端子Ｑ１１１および端子Ｑ１１２と接続されている。
制御端子Ｑ１１３は、オペアンプＡ１１の非反転入力端子（プラスの入力端子）に接続されている。
オペアンプＡ１１の出力端は、スイッチ素子ＳＷ２１の制御端に接続されている。

図３に示されるＩＣ部１０１ａが用いられる場合には、図１に示される電源回路１１において、発光素子Ｌ１は、ＩＣ部１０１（図３の例では、ＩＣ部１０１ａ）に対して出力端Ｑ２の側に設けられる代わりに、ＩＣ部１０１（図３の例では、ＩＣ部１０１ａ）に対して出力端Ｑ１の側に設けられる。

図３に示されるＩＣ部１０１ａと図１に示された回路との関係としては、発光素子Ｌ１の一端（アノード）は電源回路１１の出力端Ｑ１と接続されており、ＩＣ部１０１ａの端子Ｑ１１１は発光素子Ｌ１の他端（カソード）と接続されており、ＩＣ部１０１ａの端子Ｑ１１２は電源回路１１の出力端Ｑ２と接続されている。ＩＣ部１０１ａの制御端子Ｑ１１３は２個の抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点と接続されている。このＩＣ部１０１ａでは、抵抗Ｒ２にかかる電圧と電源（基準電圧）Ｂ２１の電圧（他の例に係る第１閾値）とが比較され、抵抗Ｒ２にかかる電圧が第１閾値に達したときにオペアンプＡ１１からスイッチ素子ＳＷ２１に出力される電圧によってスイッチ素子ＳＷ２１がオン状態に切り替えられる。
このように、オペアンプＡ１１の非反転入力端子に分圧電圧（抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点の電圧）が入力される。発光素子Ｌ１は、スイッチ素子ＳＷ２１において電源Ｂ２１に対応する基準電圧（Ｖｒｅｆ）が接続されていない側の端子に接続される。

＜動作制御回路＞
動作制御回路１２は、２個の抵抗Ｒ１１、Ｒ１２と、ＩＣ部１０２と、スイッチ素子ＳＷ１を備える。動作制御回路１２は、２個の入力端Ｑ１１、Ｑ１２と、２個の出力端Ｑ２１、Ｑ２２を備える。
動作制御回路１２に備えられた２個の入力端Ｑ１１、Ｑ１２のそれぞれは、電源回路１１に備えられた２個の出力端Ｑ１，Ｑ２のそれぞれと接続されている。
動作制御回路１２に備えられた入力端Ｑ１１は、動作制御回路１２に備えられた出力端Ｑ２１と接続されている。

抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２とは直列に接続されている。抵抗Ｒ１１の一端が入力端Ｑ１１および出力端Ｑ２１と接続されており、抵抗Ｒ１１の他端が抵抗Ｒ１２の一端と接続されており、抵抗Ｒ１２の他端が入力端Ｑ１２および出力端Ｑ２２と接続されている。２個の抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の接続点とＩＣ部１０２の制御端とが接続されている。
スイッチ素子ＳＷ１の一端は入力端Ｑ１２と接続されており、スイッチ素子ＳＷ１の他端は出力端Ｑ２２と接続されている。なお、スイッチ素子ＳＷ１は、入力端Ｑ１１と出力端Ｑ２１の間に接続されてもよい。
スイッチ素子ＳＷ１は、オン状態とオフ状態とに切り替えられる。スイッチ素子ＳＷ１は、オン状態であるときに入力端Ｑ１２と入力端Ｑ２２との間を導通させ、オフ状態であるときに入力端Ｑ１２と入力端Ｑ２２との間を開放させる。

２個の抵抗Ｒ１１、Ｒ１２は、これらの接続点においてコンデンサＣ１の両端の電圧に応じた電圧（分圧）を検出する第２電圧検出回路を構成する。なお、他の例として、コンデンサＣ１の両端の電圧自体を検出する回路（他の例に係る第２電圧検出回路）が動作制御回路１２に備えられてもよい。
ＩＣ部１０２は、制御端から入力される電圧が所定の閾値（本実施形態において、「第２閾値」という。）を超えた場合にスイッチ素子ＳＷ１をオフ状態からオン状態に切り替え、その後、当該電圧が所定の閾値（本実施形態において、「第３閾値」という。）以下となった場合にスイッチ素子ＳＷ１をオン状態からオフ状態に切り替える、電源供給制御回路として機能する。
ここで、第３閾値は、例えば、第２閾値以下の値であり、好ましい例として、第２閾値よりも小さい値である。
また、本実施形態では、電源回路１１における電圧制限のための第１閾値の方が、動作制御回路１２における負荷１３への電力供給のための第２閾値よりも高く設定されている。

＜負荷＞
負荷１３は、２個の入力端Ｑ３１、Ｑ３２を備える。
負荷１３に備えられた入力端Ｑ３１、Ｑ３２のそれぞれは、動作制御回路１２に備えられた２個の出力端Ｑ２１、Ｑ２２のそれぞれと接続されている。
ここで、負荷１３は、所定の動作電圧の範囲で動作する。
また、負荷１３は、例えば、電源供給回路１から供給される電力で動作する通信回路を備えた通信モジュール、あるいは、電源供給回路１から供給される電力で動作するセンサ、あるいは、これらの両方、などである。

＜電源回路の動作の例＞
電源回路１１において行われる動作の例を示す。概略的には、電源回路１１は、発電素子Ｂ１により発電された電力を出力端Ｑ１、Ｑ２から動作制御回路１２の側に供給し、コンデンサＣ１にかかる電圧が第１閾値に達すると当該電圧が第１閾値を超えないように制限するとともに発光素子Ｌ１を発光させる。

発電素子Ｂ１から出力される電流によりコンデンサＣ１が充電される。コンデンサＣ１の充電電圧はＩＣ部１０１により所定の電圧（第１閾値）以下に制限される。つまり、コンデンサＣ１の充電電圧が第１閾値に達したときに、ＩＣ部１０１が電流を通す状態に切り替わり、発電素子Ｂ１から出力される電流が発光素子Ｌ１が設けられた経路に流れることで発光素子Ｌ１を発光させ、コンデンサＣ１の両端の電圧（充電電圧）が所定の電圧（第１閾値）を超えないように制限される。このように、コンデンサＣ１の充電電圧が第１閾値に達したときに、コンデンサＣ１以外の経路に設けられたＩＣ部１０１に電流が流れ、コンデンサＣ１の充電電圧が第１閾値に維持される。

本実施形態では、２個の抵抗Ｒ１、Ｒ２によりコンデンサＣ１の充電電圧を分圧する分圧回路が構成されており、ＩＣ部１０１により当該分圧回路により生成される分圧電圧に基づいてコンデンサＣ１の充電電圧の最大値を制限する制限回路が構成されており、ＩＣ部１０１と２個の抵抗Ｒ１、Ｒ２によりシャント型基準電圧回路が構成されている。そして、本実施形態では、ＩＣ部１０１と直列に発光素子Ｌ１が接続されているため、ＩＣ部１０１がオン状態になったときに、発光素子Ｌ１が点灯（発光）する。したがって、ユーザ（人）は発光素子Ｌ１が点灯したことを視覚的に把握することにより、コンデンサＣ１の充電電圧が第１閾値に達したことを確認することができる。

ここで、コンデンサＣ１の充電電圧の最大値は、抵抗Ｒ１の抵抗値と抵抗Ｒ２の抵抗値との比により設定される。したがって、抵抗Ｒ１の抵抗値と抵抗Ｒ２の抵抗値との比を調整することにより、コンデンサＣ１の充電電圧の最大値を所望の電圧値に設定することができる。
また、本実施形態では、ＩＣ部１０１のＩＣにより電流のオンオフが制御されるため、発光素子Ｌ１の発光ムラを小さくすることができる。

＜電源回路に動作制御回路が付加された場合の動作の例＞
電源回路１１に動作制御回路１２が付加された場合の動作の例を示す。概略的には、動作制御回路１２は、電源回路１１から供給される電圧が上昇するときに、当該電圧が所定の電圧（第２閾値）以下である場合には当該電圧を負荷１３に供給せず、当該電圧が第２閾値を超えた場合に当該電圧を負荷１３に供給する。その後、動作制御回路１２は、電源回路１１から供給される電圧が下降するときに、当該電圧が所定の電圧（第３閾値）以下となった場合に当該電圧を負荷１３に供給することを停止する。

動作制御回路１２は、負荷１３への電力供給を制御する。
動作制御回路１２では、発電素子Ｂ１から出力される電流によりコンデンサＣ１が充電され、コンデンサＣ１の充電電圧が第２閾値を超えたときに、負荷１３への電力供給が開始されるような制御が行われる。
負荷１３への電力供給が開始されると、発電素子Ｂ１から出力される電流は負荷１３に供給され、その電流だけでは足りない場合には、その不足分がコンデンサＣ１からの放電電流によって補われる。

負荷１３に供給される電流が小さい場合には、発電素子Ｂ１から出力される電流はコンデンサＣ１と負荷１３との双方に供給されるため、負荷１３への電力供給が開始された後であっても、コンデンサＣ１の充電電圧が上昇する。
また、コンデンサＣ１の充電電圧が第２閾値より高い第１閾値に達したときに、コンデンサＣ１の充電電圧が第１閾値より高くなることを制限する制限回路であるＩＣ部１０１が電圧を制限するように動作する。すなわち、ＩＣ部１０１におけるスイッチ素子ＳＷ１１がオン状態に切り替えられることにより、コンデンサＣ１の充電電圧が第１閾値より高くなることが阻止される。

＜電源回路のコンデンサの充電電圧の時間変化の例＞
図４は、本発明の一実施形態に係る電源回路１１のコンデンサＣ１の充電電圧の時間変化の一例を示す図である。
図４に示されるグラフにおいて、横軸は時間を表しており、縦軸はコンデンサＣ１の充電電圧［Ｖ］を表している。

図４の例では、負荷１３の動作電圧が２．０〜４．０［Ｖ］であり、電源回路１１のＩＣ部１０１の第１閾値（電圧制限のための閾値）は３．５［Ｖ］であり、動作制御回路１２のＩＣ部１０２の第２閾値（負荷１３への電力供給開始のための閾値）は３．２［Ｖ］であるとする。また、動作制御回路１２のＩＣ部１０２の第３閾値（負荷１３への電力供給停止のための閾値）は２．０［Ｖ］であるとする。
なお、これらの数値は説明のための一例であり、これらの数値に限定されない。

図４に示されるグラフの例を説明する。
まず、電源回路１１において、発電素子Ｂ１の発電量が０である場合、コンデンサＣ１の充電電圧は０［Ｖ］である。そこから発電素子Ｂ１の発電量が上昇していき、コンデンサＣ１の充電電圧が上昇していく。そして、コンデンサＣ１の充電電圧が３．２［Ｖ］を超えたとき（時間Ｔ１：負荷１３の起動の開始点１０１１）、動作制御回路１２のスイッチ素子ＳＷ１がオフ状態からオン状態に切り替えられて、電源回路１１から動作制御回路１２を介して負荷１３に電力が供給される。

次に、負荷１３が起動することにより、コンデンサＣ１の充電電圧が３．２［Ｖ］から下降していき、しばらくした時点（時間Ｔ２：負荷１３の起動の完了点１０１２）から、負荷１３で使用される電流の揺れにしたがって、コンデンサＣ１の充電電圧が上下に揺れながら上昇していく。ここで、本実施形態では、負荷１３では、起動するとき（動作開始時）に大きな電力を消費し、起動後の定常動作時の消費電力が起動時と比べて小さくなるものを想定している。

次に、発電素子Ｂ１の発電量が大きくなっていき、コンデンサＣ１の充電電圧が３．５［Ｖ］に達したとき（時間Ｔ３：電圧制限の開始点１０１３）、電源回路１１のＩＣ部１０１により電圧制限が開始されて、コンデンサＣ１の充電電圧が３．５［Ｖ］に維持される。また、電圧制限とともに、発光素子Ｌ１が発光する。

なお、その後、発電素子Ｂ１の発電量が小さくなった場合には、コンデンサＣ１の充電電圧が下降して２．０［Ｖ］に達したときに、動作制御回路１２のスイッチ素子ＳＷ１がオン状態からオフ状態に切り替えられて、電源回路１１から動作制御回路１２を介して負荷１３に電力が供給される動作が停止される。

以上のように、本実施形態に係る電源供給回路１では、電源回路１１における発電素子Ｂ１の発電電力が負荷１３の消費電力よりも大きくなって、コンデンサＣ１の充電電圧が大きくなっても、コンデンサＣ１の充電電圧が所定の電圧（第１閾値）以下になるように電圧制限が行われるため、コンデンサＣ１の充電電圧が当該コンデンサＣ１の耐圧を超えてしまうことを防止することができ、負荷１３に当該負荷１３の動作電圧を超える電圧がかかってしまうことを防止することができる。
また、本実施形態に係る電源供給回路１では、このような電圧制限が行われるときに、不要な電力を使用して発光素子Ｌ１を点灯することで、電圧制限が行われていることを通知する。このため、本実施形態に係る電源供給回路１では、電圧制限中に不要となる余剰電力を発光素子Ｌ１の発光のための電力として消費することで、当該余剰電力を有効に活用することができる。
このように、本実施形態に係る電源供給回路１では、制限される電圧の値を調整し易く、発光素子Ｌ１の発光を安定化させることができる。

また、本実施形態に係る電源供給回路１では、動作制御回路１２により、電源回路１１から負荷１３への電源供給の開始および停止を制御する。このため、本実施形態に係る電源供給回路１では、例えば、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）／ＤＣコンバータを備えずに、負荷１３の動作電圧に応じて電源供給のオンオフを制御することができる。一般にＤＣ／ＤＣコンバータの消費電力は大きいため、本実施形態に係る電源供給回路１では、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータが用いられる場合と比べて、消費電力の低減およびコストの低減を図ることができる。

一構成例として、本実施形態に係る電源供給回路１では、電源回路１１において、発電素子Ｂ１と、発電素子Ｂ１により発電された電力を充電するコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１の両端の電圧に応じた電圧（本実施形態では、分圧）を検出する第１電圧検出回路（本実施形態では、２個の抵抗Ｒ１、Ｒ２）と、コンデンサＣ１と並列の電流経路に設けられた発光素子Ｌ１と、第１電圧検出回路により検出される電圧が第１閾値に達した場合に、発電素子Ｂ１から出力される電流を発光素子Ｌ１が設けられた電流経路（本実施形態では、ＩＣ部１０１および発光素子Ｌ１が設けられた電流経路）に流すことで発光素子Ｌ１を発光させ、コンデンサＣ１の両端の電圧を制限する電圧制限回路（本実施形態では、ＩＣ部１０１）と、を備える。他の例として、コンデンサＣ１の両端の電圧を検出する第１電圧検出回路（他の例に係る第１電圧検出回路）が電源回路１１に備えられてもよい。

一構成例として、本実施形態に係る電源供給回路１では、動作制御回路１２において、コンデンサＣ１の両端の電圧に応じた電圧（本実施形態では、分圧）を検出する第２電圧検出回路（本実施形態では、２個の抵抗Ｒ１１、Ｒ１２）と、第２電圧検出回路により検出される電圧が第２閾値以下から上昇して第２閾値を超えた場合に、発電素子Ｂ１と負荷１３との間に設けられたスイッチ素子ＳＷ１をオン状態にすることで、発電素子Ｂ１から負荷１３に電力の供給を開始させる電源供給制御回路（本実施形態では、ＩＣ部１０２）と、を備える。他の例として、コンデンサＣ１の両端の電圧を検出する第２電圧検出回路（他の例に係る第２電圧検出回路）が動作制御回路１２に備えられてもよい。

ここで、本実施形態では、電源回路１１と動作制御回路１２とを区別したが、電源回路１１と動作制御回路１２とが一体として構成されてもよい。
電源回路１１と動作制御回路１２とが一体として構成される場合、例えば、第１電圧検出回路と第２電圧検出回路とは共通の回路素子（例えば、抵抗）を有してもよい。また、電源回路１１と動作制御回路１２とが一体として構成される場合、例えば、電源回路１１の出力端Ｑ１、Ｑ２および動作制御回路１２の入力端Ｑ１１、Ｑ１２は一体化されるため、明示的には存在しなくてもよい。

なお、本実施形態では、電源供給回路１が電源回路１１と動作制御回路１２を備える場合を示したが、他の例として、電源供給回路１が動作制御回路１２を備えずに電源回路１１を備える構成が用いられてもよい。
また、本実施形態では、負荷１３が電源供給回路１の外部に存在する場合を示したが、他の例として、電源供給回路１に負荷１３が含まれると捉えられてもよい。
また、電源供給回路１における抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２の抵抗値、コンデンサＣ１の容量などのように、各々の回路素子の回路定数としては、任意に設定されてもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１…電源供給回路、１１…電源回路、１２…動作制御回路、１０１、１０１ａ、１０２…ＩＣ部、Ａ１、Ａ１１…オペアンプ、Ｂ１、Ｂ１１、Ｂ２１…発電素子、Ｃ１…コンデンサ、Ｄ１…ダイオード、Ｌ１…発光素子、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２…抵抗、ＳＷ１、ＳＷ１１、ＳＷ２１…スイッチ素子、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ２１、Ｑ２２…出力端、Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ３１、Ｑ３２…入力端、Ｑ１０１、Ｑ１０２、Ｑ１１１、Ｑ１１２…端子、Ｑ１０３、Ｑ１１３…制御端子

Claims (2)

1. 発電素子と、
   前記発電素子の発電電力により充電されるコンデンサと、
   前記コンデンサの両端の電圧または当該電圧に応じた電圧を検出する第１電圧検出回路と、
   前記コンデンサと並列の電流経路に設けられた発光素子と、
   前記第１電圧検出回路により検出される電圧が第１閾値に達した場合に、前記発電素子から出力される電流を前記発光素子が設けられた前記電流経路に流すことで前記発光素子を発光させ、前記コンデンサの両端の電圧を制限する電圧制限回路と、
   を備える電源供給回路。
2. 前記コンデンサの両端の電圧または当該電圧に応じた電圧を検出する第２電圧検出回路と、
   前記第２電圧検出回路により検出される電圧が第２閾値以下から上昇して前記第２閾値を超えた場合に、前記発電素子と負荷との間に設けられたスイッチ素子をオン状態にすることで、前記発電素子から前記負荷に電力の供給を開始させる電源供給制御回路と、を備える、
   請求項１に記載の電源供給回路。

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