JP6326718B2 - Faucet device - Google Patents
Faucet device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6326718B2 JP6326718B2 JP2013053488A JP2013053488A JP6326718B2 JP 6326718 B2 JP6326718 B2 JP 6326718B2 JP 2013053488 A JP2013053488 A JP 2013053488A JP 2013053488 A JP2013053488 A JP 2013053488A JP 6326718 B2 JP6326718 B2 JP 6326718B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- load
- power
- power storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Domestic Plumbing Installations (AREA)
Description
本発明は水栓装置に関し、特に、流路の水流で発電する発電機を備えた水栓装置に関する。 The present invention relates to a water faucet device, and more particularly, to a water faucet device provided with a generator that generates electricity with a water flow in a flow path.
従来、水栓制御装置の駆動電力の一部又は全部を生成するための発電回路を備えた発電機能付き水栓システムが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。この発電機能付き水栓システムに用いられる発電回路では、電池又は発電機の電力を一時的に大容量キャパシタに充電する。
Conventionally, a faucet system with a power generation function including a power generation circuit for generating part or all of the driving power of the faucet control device is known (see, for example,
電池のみから給電される水栓制御装置であれば、大容量キャパシタを省略することも可能だが、発電機を含む水栓制御装置では、発電した電力を蓄えるために大容量キャパシタが必須である。水栓制御装置に用いる大容量キャパシタとしては、コスト、サイズ、耐久性の観点から、電気二重層コンデンサが適している。 If the faucet control device is fed from only the battery, the large-capacity capacitor can be omitted. However, in the faucet control device including the generator, the large-capacity capacitor is essential to store the generated power. As a large-capacity capacitor used in the faucet control device, an electric double layer capacitor is suitable from the viewpoint of cost, size, and durability.
上述した特許文献1,2に記載の技術では、電気二重層コンデンサに蓄えた電圧を昇圧又は降圧することにより必要な値の電圧を生成してCPU(Central Processing Unit)や電磁弁等の負荷に供給している。
In the techniques described in
上述したように、特許文献1,2に記載の技術では、電気二重層コンデンサに蓄えた電圧を昇圧又は降圧するため、昇圧回路と降圧回路の何れか一方を電圧変換回路として備えている。
As described above, in the techniques described in
電圧変換回路として降圧回路を備える場合、電気二重層コンデンサに蓄えた電圧が負荷の動作保証電圧を下回ると、電気二重層コンデンサにはエネルギーが残っているのに使うことが出来なくなる。例えば、負荷が3V駆動タイプの場合、電気二重層コンデンサの電圧が3V以上であれば使用可能であるが、3V未満になると電気二重層コンデンサには3V近く電荷が残っているにも関わらず使うことができない。 When a step-down circuit is provided as a voltage conversion circuit, if the voltage stored in the electric double layer capacitor falls below the operation guarantee voltage of the load, the electric double layer capacitor cannot be used even though energy remains. For example, if the load is a 3V drive type, it can be used if the voltage of the electric double layer capacitor is 3V or more, but if it is less than 3V, it is used even though the electric double layer capacitor has a charge of nearly 3V. I can't.
また、電圧変換回路として昇圧回路を備える場合、電気二重層コンデンサに充電できる電圧の上限は負荷の動作保証電圧になるため、当該動作保証電圧を超える部分の電気エネルギーを電気二重層コンデンサに充電することができずに無駄になる。例えば、負荷が3V駆動タイプの場合、動作保証電圧を超える3V以上の電圧を負荷に印加すると動作保証オーバーで負荷が破壊されてしまうことから、電気二重層コンデンサに充電できる電圧は3V以下に制限されてしまい、電気二重層コンデンサには3Vという低い電圧以下でしか充電できなくなる。 In addition, when a booster circuit is provided as a voltage conversion circuit, the upper limit of the voltage that can be charged to the electric double layer capacitor is the guaranteed operation voltage of the load. Therefore, the electric double layer capacitor is charged with the electric energy that exceeds the guaranteed operation voltage. It can't be wasted. For example, if the load is a 3V drive type, applying a voltage of 3V or more exceeding the operation guarantee voltage to the load will destroy the load due to over-operation guarantee, so the voltage that can be charged to the electric double layer capacitor is limited to 3V or less Therefore, the electric double layer capacitor can be charged only at a voltage as low as 3 V or less.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、発電機が生成する電気エネルギーの使用効率を従来に比べて改善した水栓装置の提供と、電圧変換回路の動作時間を従来に比べて改善することで消費電力をより低減した水栓装置の提供と、の少なくとも一方を実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a water faucet device that improves the use efficiency of electrical energy generated by a generator as compared with the prior art, and the operation time of a voltage conversion circuit as compared with the prior art. It is an object of the present invention to realize at least one of the provision of a water faucet device that further reduces power consumption through improvement.
本発明の態様の1つは、非電気エネルギーから電気エネルギーを生成する発電部と、前記発電部からの給電で充電される蓄電部と、前記蓄電部からの給電により作動する負荷と、入力される電圧を前記負荷の動作保証電圧に降圧する第1の電圧変換部と、入力される電圧を前記動作保証電圧に昇圧する第2の電圧変換部と、を備え、前記蓄電部から前記負荷への給電は、前記第1の電圧変換部と前記第2の電圧変換部の少なくとも一方を介して行われることを特徴とする水栓装置である。 One aspect of the present invention includes a power generation unit that generates electrical energy from non-electric energy, a power storage unit that is charged by power supply from the power generation unit, and a load that is operated by power supply from the power storage unit. And a second voltage converter for stepping up the input voltage to the operation guarantee voltage, and from the power storage unit to the load. The feeding is performed through at least one of the first voltage conversion unit and the second voltage conversion unit.
また、本発明の選択的な態様の1つにおいて、前記蓄電部から前記負荷へは、前記蓄電部の充電電圧を前記第1の電圧変換部で降圧した電圧を前記第2の電圧変換部で昇圧した電圧が供給される。 Moreover, in one of the selective aspects of the present invention, a voltage obtained by stepping down a charging voltage of the power storage unit by the first voltage conversion unit is supplied from the power storage unit to the load by the second voltage conversion unit. A boosted voltage is supplied.
当該態様においては、負荷への給電は第1の電圧変換部で降圧された電圧となるので、蓄電部の容量選択は負荷の動作保証電圧範囲によって制限されない。すなわち、蓄電部には負荷の動作保証電圧よりも高い電圧で充電することが可能となり、充電電気エネルギー量を大きくすることが可能となる。 In this aspect, since the power supply to the load is a voltage stepped down by the first voltage conversion unit, the capacity selection of the power storage unit is not limited by the operation guarantee voltage range of the load. That is, the power storage unit can be charged with a voltage higher than the operation guarantee voltage of the load, and the amount of charge electric energy can be increased.
また、本発明の選択的な態様の1つにおいて、1次電池を更に備え、前記1次電池から前記負荷への給電は、前記蓄電部を介さずに、前記第1の電圧変換部と前記第2の電圧変換部の少なくとも一方を介して行われる。 Moreover, in one of the selective aspects of the present invention, the battery further includes a primary battery, and the power supply from the primary battery to the load is not performed through the power storage unit, and the first voltage conversion unit and the This is done via at least one of the second voltage converters.
当該態様においては、1次電池からの電力は蓄電部を経由しないため、蓄電部へ充電する時間が不要となる。このため、蓄電部の充電量が空である初回起動時においても素早く動作を開始することが可能となる。 In this aspect, since the electric power from the primary battery does not pass through the power storage unit, time for charging the power storage unit is not required. For this reason, it becomes possible to start an operation | movement quickly also at the time of the first time starting which the charge amount of an electrical storage part is empty.
また、本発明の選択的な態様の1つにおいて、前記1次電池から前記負荷への給電は、前記蓄電部及び前記第1の電圧変換部を介さずに、前記第2の電圧変換部を介して行われる。 Moreover, in one of the selective aspects of the present invention, the power supply from the primary battery to the load is performed without passing through the power storage unit and the first voltage conversion unit, and the second voltage conversion unit. Done through.
当該態様においては、1次電池の電圧を負荷の動作保証電圧範囲以下にしておけば、第1の電圧変換部で降圧する必要はない。このため、第1の電圧変換部を介さないことで、第1の電圧変換部での電力の消費を抑制することが可能となり、蓄電部に蓄えられた電力をより有効に利用することが可能となる。 In this aspect, if the voltage of the primary battery is kept below the guaranteed operation voltage range of the load, it is not necessary to step down the voltage by the first voltage converter. For this reason, by not passing through the first voltage conversion unit, it is possible to suppress power consumption in the first voltage conversion unit, and it is possible to more effectively use the power stored in the power storage unit. It becomes.
また、本発明の選択的な態様の1つにおいて、前記第1の電圧変換部と前記第2の電圧変換部とが並列接続されており、前記蓄電部から前記負荷への給電経路として、前記第1の電圧変換部を介し且つ前記第2の電圧変換部を介さない第1給電経路と、前記第2の電圧変換部を介し且つ前記第1の電圧変換部を介さない第2給電経路と、の何れかを択一的に選択する選択部を更に備える。 Moreover, in one of the selective aspects of the present invention, the first voltage conversion unit and the second voltage conversion unit are connected in parallel, and as a power feeding path from the power storage unit to the load, A first power supply path through the first voltage converter and not through the second voltage converter; a second power supply path through the second voltage converter and not through the first voltage converter; And a selection unit that alternatively selects any one of the above.
当該態様においては、何れかの電圧変換部のみを択一的に介することによって、電力の消費を低減することが可能となる。これにより、蓄電部に蓄えられた電力をより有効に利用することが可能となる。 In this aspect, it is possible to reduce power consumption by selectively passing only one of the voltage conversion units. Thereby, it becomes possible to use the electric power stored in the power storage unit more effectively.
また、本発明の選択的な態様の1つにおいて、1次電池を更に備え、前記1次電池の出力が、前記蓄電部を介さずに前記選択部へ入力される。 Moreover, in one of the selective aspects of the present invention, a primary battery is further provided, and an output of the primary battery is input to the selection unit without passing through the power storage unit.
当該態様においては、1次電池からの電力が蓄電部を経由せずに負荷へ供給されるため、蓄電部へ充電する時間が不要となる。このため、蓄電部の充電量が空である初回起動時においても素早く動作を開始することが可能となる。 In this aspect, since the electric power from the primary battery is supplied to the load without passing through the power storage unit, time for charging the power storage unit is not required. For this reason, it becomes possible to start an operation | movement quickly also at the time of the first time starting which the charge amount of an electrical storage part is empty.
また、本発明の選択的な態様の1つにおいて、前記第1の電圧変換部に入力される電圧又は前記第2の電圧変換部に入力される電圧が、前記負荷の前記動作保証電圧以上で、前記負荷が省電力動作中の場合は、前記第1の電圧変換部の降圧動作と前記第2の電圧変換部の昇圧動作の少なくとも一方を動作停止する。 In one of the selective aspects of the present invention, the voltage input to the first voltage converter or the voltage input to the second voltage converter is not less than the operation guarantee voltage of the load. When the load is in the power saving operation, at least one of the step-down operation of the first voltage converter and the step-up operation of the second voltage converter is stopped.
当該態様においては、省電力動作中に昇圧動作を行わないため、消費電力を低減することが可能となる。なお、負荷が省電力動作中の場合は、昇圧動作を行わなくても負荷に供給している電圧低下はわずかであり、動作保証電圧範囲を下回ることはない。 In this aspect, since the boosting operation is not performed during the power saving operation, the power consumption can be reduced. When the load is in a power saving operation, the voltage supplied to the load is small even without performing the boosting operation, and does not fall below the guaranteed operating voltage range.
また、本発明の選択的な態様の1つにおいて、前記第1の電圧変換部に入力される電圧又は前記第2の電圧変換部に入力される電圧に応じて、前記第1の電圧変換部の動作時間と前記第2の電圧変換部の動作時間の少なくとも一方を変化させる。 Further, in one of the selective aspects of the present invention, the first voltage conversion unit according to a voltage input to the first voltage conversion unit or a voltage input to the second voltage conversion unit. And at least one of the operation time of the second voltage converter is changed.
当該態様においては、昇圧回路を動作させる時間が最適化され、昇圧回路の無駄な消費電力を抑えることができる。昇圧にかかる時間は、第2の電圧変換部に入力される電圧値によって変動し、昇圧前の電圧が低ければ昇圧にかかる時間は長くなり、昇圧前の電圧が高ければ昇圧にかかる時間は短くてすむためである。 In this aspect, the time for operating the booster circuit is optimized, and wasteful power consumption of the booster circuit can be suppressed. The time required for boosting varies depending on the voltage value input to the second voltage converter, and if the voltage before boosting is low, the time required for boosting is long, and if the voltage before boosting is high, the time required for boosting is short. This is to help.
以上説明した水栓装置は、他の機器に組み込まれた状態で実施されたり他の方法とともに実施されたりする等の各種の態様を含む。また、本発明は前記水栓装置を備える水栓システムとしても実現可能である。 The faucet device described above includes various aspects such as being implemented in a state of being incorporated in another device or being implemented together with another method. The present invention can also be realized as a faucet system including the faucet device.
本発明によれば、発電機を備えた水栓装置において、発電機が生成する電気エネルギーの使用効率を従来に比べて改善することと、電圧変換回路の動作時間を従来に比べて改善して消費電力をより低減すること、の少なくとも一方を実現することができる。 According to the present invention, in the faucet device provided with the generator, the use efficiency of the electric energy generated by the generator is improved as compared with the conventional one, and the operation time of the voltage conversion circuit is improved as compared with the conventional one. At least one of reducing power consumption can be realized.
以下、下記の順序に従って本発明を説明する。
(1)第1の実施形態:
(2)第2の実施形態:
(3)第3の実施形態:
(4)第4の実施形態:
(5)第5の実施形態:
(6)第6の実施形態:
(7)まとめ:
Hereinafter, the present invention will be described in the following order.
(1) First embodiment:
(2) Second embodiment:
(3) Third embodiment:
(4) Fourth embodiment:
(5) Fifth embodiment:
(6) Sixth embodiment:
(7) Summary:
(1)第1の実施形態:
[全体構成]
図1は、本実施形態に係る水栓装置100の概略を断面的に示した図である。水栓装置100は、対象物(人体や物体等)を検出して自動的な吐水を行うものであり、洗面台に備え付けられる洗面器1に対して吐水を行う。
(1) First embodiment:
[overall structure]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a
洗面器1は、洗面カウンタ2の上面に設けられる。洗面カウンタ2上には、洗面器1のボール面1aに対して水を吐出するためのスパウトを構成する水栓3が設けられる。水栓3は、水を吐出する吐水口3aを有し、この吐水口3aから吐出される水が洗面器1のボール面1a内に吐出されるように設けられる。
The
水栓3が吐水口3aから吐出する水は、給水路4により供給される。給水路4は、水道管等の給水源から供給される水を吐水口3aへと導く。洗面器1には、排水路5が接続されている。排水路5は、吐水口3aから洗面器1のボール面1a内に吐水された水を排出する。
The water discharged from the
水栓装置100は、電磁弁6と、センサ部8と、コントローラ部9とを備える。センサ部8とコントローラ部9は分離されており、センサ部8は水栓3の内部に収容され、電磁弁6及びコントローラ部9は、洗面台の下側に収容される。
The
センサ部8とコントローラ部9は、接続ケーブル7で接続されている。コントローラ部9は接続ケーブル7を介してセンサ部8に電源電圧を供給し、接続ケーブル7を介してセンサ部8を制御する。
The
電磁弁6は、給水路4に設けられ、給水路4の開閉を行う。電磁弁6が開くと、給水路4から供給される水が吐水口3aから吐出される吐水状態となり、電磁弁6が閉じると、給水路4から供給される水が吐水口3aから吐出されない止水状態となる。
The
電磁弁6は、コントローラ部9に接続されており、コントローラ部9は、電磁弁6を駆動して開/閉動作を制御する。電磁弁6は、コントローラ部9からの制御信号に従って電気的に制御され、給水路4の開閉を行う。このように、電磁弁6は、吐水口3aから吐水される水の給水路4を開閉する給水バルブとして機能する。
The
電磁弁6は、いわゆるラッチングソレノイドバルブと称される自己保持型電磁弁であり、ソレノイドコイルへの一方向への通電によって閉状態から開状態に動作(開動作)し、その後ソレノイドコイルへの通電を遮断しても開状態を保持し、ソレノイドコイルへの他方向への通電によって開状態から閉状態に動作(閉動作)し、その後ソレノイドコイルへの通電を遮断しても閉状態を保持する。
The
センサ部8は、吐水口3aに接近する対象物(手など)を検出する。この吐水口3aの吐水先が、センサ部8の検知領域となる。センサ部8は、伝播波を送信し、送信した伝播波を受けた人体等の対象物から反射した伝播波を受信することにより、対象物の位置や動き等を検出する。
The
なお、センサ部8が用いる伝播波としては、例えば、赤外線、マイクロ波、ミリ波、超音波、光等を用いることが可能であり、マイクロ波やミリ波、光に限らず、他の周波数の電波を伝播波に用いてもよい。また、マイクロ波を用いる場合は、センサ部8としてマイクロ波ドップラーセンサを用いてもよい。
In addition, as a propagation wave used by the
センサ部8は、水栓3の吐水口3a近くの内部に設けられ、洗面台の使用者側(図1において左側)に向けて伝播波を送信するように配置される。これにより、センサ部8は、吐水口3aに人体が近づいてきたことや、吐水口3aに近づいた人体から吐水口3aに向けて手が差し出されたこと等を検出することができる。
The
センサ部8は、コントローラ部9に接続される。コントローラ部9は、センサ部8の出力する信号を入力されており、この信号に基づいて対象物の位置や動き等を検知する。そして、その検知結果に基づいて電磁弁6を制御する。
The
コントローラ部9は、センサ部8の出力する信号に基づいて電磁弁6の開/閉動作を制御する。このため、コントローラ部9には、センサ部8からの出力信号が入力される。また、コントローラ部9は、電磁弁6に対して制御信号を出力して、センサ部8のセンシング動作を制御する。
The controller unit 9 controls the opening / closing operation of the
以上のように、本実施形態の水栓装置100は、電磁弁6と、センサ部8と、コントローラ部9とを備え、センサ部8の検出信号に基づいてコントローラ部9が制御することにより、電磁弁6の開/閉動作が制御される。これにより、吐水口3aに接近する対象物の検出結果(洗面台の使用者の動き等)に応じた吐水を行う。
As described above, the
また、センサ部8は常に動作しているのではなく、センシングを必要とするタイミングのみ動作をするように、コントローラ部9が制御している。これにより、センサ部8が低消費電力化する。以下では、コントローラ部9がセンサ部8にセンシング動作を行わせる制御を行っている状態を非省電力動作状態と呼び、コントローラ部9がセンサ部8にセンシング動作を停止させる制御を行っている状態を省電力動作状態と呼ぶことにする。コントローラ部9は、使用者が不便に感じない程度にセンサ部8のセンシング動作の頻度を下げることで、省電力動作状態の割合を増やすことができ、水栓装置100の低消費電力化を図ることができる。
The
コントローラ部9及びセンサ部8は、省電力動作状態において、非省電力動作状態に比べて少ない消費電力で動作可能である。例えば、非省電力動作状態での消費電流が10mAの場合に、省電力動作状態での消費電流が10μAとなる。コントローラ部9及びセンサ部8は、省電力動作状態では、動作保証電圧範囲内で動作可能である。
The controller unit 9 and the
[電源回路]
上述した水栓装置100は、電源回路10を備えており、この電源回路10から各種の負荷に給電されている。以下、電源回路10について、図2〜5を参照しつつ説明する。
[Power supply circuit]
The
図2は、本実施形態に係る水栓装置100が備える電源回路10の構成を示す図であり、図3は、電源回路10の回路構成の一例を示す図であり、図5は、電源回路10の各部の電圧の関係を示す図である。電源回路10で生成された電源電圧は、コントローラ部9や電磁弁6等の負荷30に供給される。むろん、負荷30はこれらに限るものではなく、給電により作動する各種の電気・電子部品を負荷30とすることができる。
Figure 2 is a diagram showing a configuration of a
図2に示す電源回路10は、発電部としての発電機11、整流回路12、逆流防止回路13,14、蓄電回路15、第1の電圧変換部としての降圧回路16、第2の電圧変換部としての昇圧回路17及び1次電池18を備えている。
The
発電機11は、流路に発生する非電気エネルギーとしての水流エネルギーから、交流の電気エネルギーを生成する。例えば、発電機11は給水路又は排水路等の流路に設置されており、給水路への給水時又は排水路への排水時に発電機11の回転子が水流によって回転することにより、交流電源ACを生成する。発電機11は、生成した交流電源ACを整流回路12へ出力する。
The
なお、非電気エネルギーは水流エネルギーに限るものではなく、各種のエネルギーを採用可能であり、非電気エネルギーから電気エネルギーへのエネルギー変換器も、回転子を備える発電機に限らず、非電気エネルギーの態様に応じて適宜に選択される。 Non-electric energy is not limited to water energy, and various types of energy can be used. The energy converter from non-electric energy to electric energy is not limited to a generator equipped with a rotor, It selects suitably according to an aspect.
整流回路12は、発電機11が発生した交流電源ACを整流して直流電源DCを生成する。整流回路12は、例えば図3に示すように、交流電源ACを全波整流して直流電源DCを生成して出力するダイオードブリッジ回路D1にて構成される。
The
蓄電回路15は、その容量により決まる一定電圧を上限として、整流回路12が出力する直流電源DCによって充電される。発電機11が生成して蓄電回路15にいったん蓄えられた電気エネルギーは、降圧回路16と昇圧回路17を通して負荷30に供給される。
The
蓄電回路15は、例えば図3に示すように、電気二重層コンデンサC1にて構成される。電気二重層コンデンサC1は、正極に整流回路12の出力する直流電源DCを入力され、負極をグランドに接続されている。電気二重層コンデンサC1は、内部抵抗が低く短時間での充放電が可能であり、充放電による劣化が少ないため製品寿命が長く、充放電時に電圧が直線的に変化する特性を持つ。
The
なお、整流回路12(及び発電機11)と蓄電回路15は、逆流防止回路13を介して接続されている。逆流防止回路13は、整流回路12から蓄電回路15へ流れる電流を許容し、蓄電回路15から整流回路12(及び発電機11)へ流れる電流を阻止する。
The rectifier circuit 12 (and the generator 11) and the
逆流防止回路13は、例えば図3に示すように、逆流防止用のダイオードD2にて構成される。ダイオードD2は、アノードを整流回路12の側に向け、カソードを蓄電回路15の側に向けて接続される。
The
1次電池18は、負極をグランドに向けて接続され、正極を蓄電回路15に向けて接続されている。1次電池18は、蓄電回路15の充電量が1次電池18の充電量未満の場合に蓄電回路15を充電し、蓄電回路15の充電量が1次電池18の充電量以上の場合には蓄電回路15への充電は行わない。
The
なお、1次電池18の正極と蓄電回路15は、逆流防止回路14を介して接続されている。逆流防止回路14は、1次電池18から蓄電回路15へ流れる電流は許容し、蓄電回路15から1次電池18へ流れる電流は阻止する。
The positive electrode of the
逆流防止回路14は、例えば図3に示すように、逆流防止用のダイオードD3にて構成される。ダイオードD3は、アノードを1次電池18の正極に向け、カソードを蓄電回路15の側に向けて接続される。
The
このように、整流回路12が生成する直流電流DCは、逆流防止回路13を介して蓄電回路15に入力され、1次電池18が出力する直流電流も、逆流防止回路14を介して蓄電回路15に入力される。このため、整流回路12(及び発電機11)と1次電池18の間も相互に電流が流れないようになっている。
In this way, the direct current DC generated by the
降圧回路16は、所定値Vt1(図5参照)以上の入力電圧については所定値Vt1以下に降圧して出力し、所定値Vt1未満の入力電圧については、入力電圧をそのまま出力する。本実施形態において、降圧回路16への入力電圧は蓄電回路15の充電電圧であり、電圧の出力先は昇圧回路17である。
The step-
降圧回路16は、例えば図3に示すように、NPN型のバイポーラトランジスタT(以下トランジスタTと略す。)、抵抗R1、及び、ツェナダイオードZDを備える定電圧回路にて構成される。なお、同図に示す例では、ツェナダイオードZDの降伏電圧と抵抗R1に印加される電圧の和により規定される値が所定値Vt1に相当する。
For example, as shown in FIG. 3, the step-
トランジスタTは、コレクタが電気二重層コンデンサC1の正極に接続され、ベースがツェナダイオードZDを介してグランドに接続されている。ツェナダイオードZDは、カソードをトランジスタTのベース、アノードをグランドにそれぞれ向けて接続されている。抵抗R1は、トランジスタTのコレクタとベースの間を接続している。トランジスタTのコレクタには、蓄電回路15の充電量に応じて定まる電圧V1が入力され、トランジスタTのエミッタからは、電圧V1を降圧した電圧V2が出力される。
The transistor T has a collector connected to the positive electrode of the electric double layer capacitor C1, and a base connected to the ground via a Zener diode ZD. The Zener diode ZD is connected with the cathode facing the base of the transistor T and the anode facing the ground. The resistor R1 connects between the collector and base of the transistor T. A voltage V1 determined according to the charge amount of the
ツェナダイオードZDは、印加電圧が降伏電圧Vth(不図示)未満の場合は降伏せず、印加電圧が降伏電圧Vth以上の場合は降伏する。ツェナダイオードZDが降伏している時はトランジスタTがオン状態になるため、トランジスタTのコレクタ−エミッタ間が導通する。一方、ツェナダイオードZDが降伏していない時はトランジスタTがオフ状態になるため、トランジスタTのコレクタ−エミッタ間が導通せず、ツェナダイオードZDに対する印加電圧が降伏電圧Vth未満になるまで蓄電回路15に貯まっている電荷がツェナダイオードZDを介してグランドに放電される。
The Zener diode ZD does not breakdown when the applied voltage is less than the breakdown voltage Vth (not shown), and breaks down when the applied voltage is equal to or higher than the breakdown voltage Vth. When the Zener diode ZD breaks down, the transistor T is turned on, so that the collector-emitter of the transistor T becomes conductive. On the other hand, when the Zener diode ZD is not broken down, the transistor T is turned off, so that the collector-emitter of the transistor T is not conducted, and the
むろん、降圧回路16は、図3の構成に限るものではなく、例えば、図4に示すような、降圧型のレギュレータ回路を採用することができる。図4には、シリーズレギュレータ回路を例示してある。また、図示しない、降圧型のDC−DCコンバーターを採用してもよい。
Of course, the step-
このように、本実施形態に係る電源回路10は、降圧回路16を通して負荷30に対する電力供給を行うため、発電機11の発電状況(及び/又は蓄電回路15の充電量)に依存することなく、必ず所定値Vt1以下の電圧を負荷30に供給することができる。
Thus, since the
また、降圧回路16を通して負荷30に対する電力供給を行うため、蓄電回路15の容量の選択は、負荷30の動作保証電圧範囲に制限されない。すなわち、蓄電回路15の容量は、蓄電回路15から直接に負荷30へ電力供給した場合に負荷30に供給可能な充電電荷量(蓄電回路15の持つ静電容量と負荷30の動作保証電圧の積であり、以下、「相当充電容量」と記載する。)で制限される必要が無く、当該相当充電容量よりも大容量化することができる。これは、動作保証電圧よりも高い電圧で蓄電回路15への充電が可能なことによる。
In addition, since power is supplied to the
このため、本実施形態に係る電源回路10は、蓄電回路の容量が相当充電容量の制限下で設計されている従来の電源回路において、発電機で発電したにも関わらず蓄電回路に充電できずに無駄になっていた電気エネルギー(動作保証電圧範囲を超える電圧で生成されている電気エネルギー)を、本実施形態に係る蓄電回路15では充電可能であり、発電機11が生成する電気エネルギーの利用効率を向上することができる。
For this reason, the
昇圧回路17は、所定値Vt2(図5参照)以上の入力電圧についてはそのまま出力し、所定値Vt2以下の入力電圧については所定値Vt2以上所定値Vt1以下の電圧に昇圧して出力する。 The booster circuit 17 outputs the input voltage equal to or higher than the predetermined value Vt2 (see FIG. 5) as it is, and boosts the input voltage equal to or lower than the predetermined value Vt2 to a voltage equal to or higher than the predetermined value Vt2 and lower than the predetermined value Vt1.
昇圧回路17は、例えば図3に示すように、スイッチング制御により入力電圧を昇圧するDC−DCコンバーターにて構成される。このDC−DCコンバーターは、コイルL、スイッチ回路SW及びダイオードD3を備えている。 For example, as shown in FIG. 3, the booster circuit 17 is configured by a DC-DC converter that boosts an input voltage by switching control. This DC-DC converter includes a coil L, a switch circuit SW, and a diode D3.
コイルLは、その一端を降圧回路16に接続されて降圧回路16から電圧V2を入力され、その他端をスイッチ回路SWの一端に接続されている。スイッチ回路SWの他端はグランドに接続さている。コイルLの他端はダイオードD3を介して負荷30にも接続されており、電圧V2を昇圧した電圧V3がダイオードD3を介して負荷30に出力される。ダイオードD3は、アノードをコイルLに向け、カソードを負荷30に向けて接続されている。
One end of the coil L is connected to the step-
スイッチ回路SWは、制御信号S1によってチョッパ制御されている。制御信号S1は、スイッチ回路SWのオン/オフ比率(デューティ比)を示す信号である。制御信号S1は、外部の制御部で生成されてスイッチ回路SWに入力される。制御部は、例えば、コントローラ部9としてもよいし、別途に制御回路や制御IC等を設けてもよい。制御信号S1のデューティ比は、負荷30に供給される電圧V3が当該負荷30の動作保証電圧範囲内に収まるよう調整されている。この意味で、上述した所定値Vt2は、スイッチ回路SWのチョッパ制御に係るデューティ比によって決まる値である。
The switch circuit SW is chopper-controlled by the control signal S1. The control signal S1 is a signal indicating the on / off ratio (duty ratio) of the switch circuit SW. The control signal S1 is generated by an external control unit and input to the switch circuit SW. The control unit may be, for example, the controller unit 9 or may be separately provided with a control circuit, a control IC, or the like. The duty ratio of the control signal S1 is adjusted so that the voltage V3 supplied to the
スイッチ回路SWの制御部は、電圧V1又は電圧V2を監視しており、電圧V1又は電圧V2が負荷30の動作保証電圧よりも低い場合は、昇圧回路17に昇圧動作を行わせ、電圧V1又は電圧V2が負荷30の動作保証電圧よりも高い場合は、昇圧回路17に昇圧動作を行わせないように制御を行う。
The control unit of the switch circuit SW monitors the voltage V1 or the voltage V2, and when the voltage V1 or the voltage V2 is lower than the operation guarantee voltage of the
なお、昇圧回路17は、図3のようにインダクターを用いてスイッチング制御する構成に限るものではない。すなわち、入力電圧を昇圧して出力可能な回路であれば各種のものを採用可能であり、インダクター・ブースト方式であってもよいし、チャージポンプ方式であってもよい。 Note that the booster circuit 17 is not limited to the configuration in which switching control is performed using an inductor as shown in FIG. That is, various circuits can be employed as long as the input voltage can be boosted and output, and an inductor boost system or a charge pump system may be used.
以上説明したように、本実施形態に係る電源回路10では、昇圧回路17を通して負荷30に対する電力供給を行うため、発電機11の発電状況(及び/又は蓄電回路15の充電量)に依存することなく、所定値Vt2以上の電圧を負荷30に供給することができる。また、上述した降圧回路16の作用も含めると、所定値Vt2以上所定値Vt1以下の電圧を負荷30に供給することができる。
As described above, in the
また、昇圧回路17を通して負荷30に対する電力供給を行うため、蓄電回路15の充電量が負荷30の動作保証電圧範囲の下限を下回っても、負荷30に動作保証電圧を供給することが出来る。従って、本実施形態に係る電源回路10は、従来の電源回路では負荷の動作保証には不十分であった少量の電気エネルギーも利用することができる。
In addition, since power is supplied to the
また、負荷30がコントローラ部9やセンサ部8の場合、昇圧回路17は、センサ部8がセンシング動作を行う非省電力動作状態のときは入力される電圧を昇圧する昇圧動作を行うが、センサ部8がセンシング動作をしない省電力動作状態のときは入力される電圧を昇圧する昇圧動作を行わないように構成できる。これは、省電力動作状態では消費電力が格段に少なく、昇圧動作を行わなくても、供給されている電圧V3の電圧低下がほとんど発生しないためである。これにより、昇圧回路17の制御を効率化し、省電力動作状態における昇圧回路17の制御に係る電力消費を抑制することができる。
When the
更に、同様にして、降圧回路16も省電力動作状態のときは降圧動作を停止させることで、降圧回路16の制御に係る電力消費を抑制することができる。これら降圧回路16と昇圧回路17は、両方を動作停止としてもよいし、どちらか一方だけを動作停止としてもよい。前者は後者に比べて、より低消費電力化が可能であり、後者は前者に比べて、より制御を簡略化できる。
Further, similarly, when the step-
また、昇圧回路17と負荷30の間には蓄電回路15に比して小容量の蓄電回路(不図示。例えば、電解コンデンサなど)を配置してもよい。こうすることで、省電力動作状態時に消費する電力を、小容量の蓄電回路から供給することができるので、昇圧回路17の動作時間を更に減らすことができ、昇圧回路17の制御に係る電力消費を更に抑制することができる。
In addition, a power storage circuit (not shown; for example, an electrolytic capacitor) having a smaller capacity than the
また、省電力動作状態から非省電力動作状態への復帰時は、センサ部8にセンシング動作をさせるために必要な電力を供給すべく昇圧回路17の動作を開始させるが、このとき、電圧V1又は電圧V2に応じて、負荷30が省電力動作状態から非省電力動作状態に復帰するまでの期間における昇圧回路17の動作時間を変化させる。
Further, when returning from the power saving operation state to the non-power saving operation state, the operation of the booster circuit 17 is started to supply power necessary for causing the
すなわち、蓄電回路15の充電量が少ないほど昇圧回路17の動作時間を長くし、蓄電回路15の充電量が多いほど昇圧回路17の動作時間を短くする。これにより、昇圧回路17の動作時間は、負荷30の駆動に必要とされる電圧レベルに回復させるために必要十分な時間だけでよいため、適切な電圧が負荷30に供給されている状態で非省電力動作状態に移行できる。これは、昇圧回路17の昇圧特性が、昇圧前の入力電圧が高ければ高いほど昇圧効率が良いことによる。つまり、昇圧前の入力電圧が高いほど、昇圧動作時間は短くてよい。
That is, the operation time of the booster circuit 17 is lengthened as the charge amount of the
更に、同様にして、降圧回路16も電圧V1又は電圧V2に応じて、負荷30が省電力動作状態から非省電力動作状態に復帰するまでの期間における動作時間を変化させてもよい。すなわち、蓄電回路15の充電量が少ないほど降圧回路16の動作時間を長くし、蓄電回路15の充電量が多いほど降圧回路16の動作時間を短くする。
Furthermore, similarly, the step-
これにより、降圧回路16の動作時間は、負荷30の駆動に必要とされる電圧レベルに回復させるために必要十分な時間だけでよいため、適切な電圧が負荷30に供給されている状態で非省電力動作状態に移行できる。これは、降圧回路16の降圧特性が、降圧前の入力電圧が高ければ高いほど降圧時間が短いことによる。
As a result, the operation time of the step-
これら降圧回路16と昇圧回路17の動作時間の制御については、降圧回路16と昇圧回路17の双方の動作時間を制御してもよいし、何れか一方の動作時間を制御してもよい。前者は後者に比べてより低消費電力化されるメリットがあり、後者は前者に比べて制御が簡略化される等のメリットがある。
Regarding the control of the operation time of the step-
次に、図5を参照して、電源回路10の作用を説明する。同図において、蓄電回路15は、最小値Vminから最大値Vmax(>Vmin)までの電圧範囲を充電可能であるものとしてある。最大値Vmaxは所定値Vt1よりも大きく、最小値Vminは所定値Vt2(<Vt1)よりも小さいものとする。
Next, the operation of the
同図に示すように、電圧V1が所定値Vt1から最大値Vmaxの範囲にある場合、降圧回路16は、電圧V1を所定値Vt1以下に降圧した電圧を電圧V2として出力する。一方、電圧V1が最小値Vminから所定値Vt1の範囲にある場合、降圧回路16は、電圧V1をそのまま電圧V2として出力する。このため、電圧V2は、最小値Vminから所定値Vt1の範囲の電圧値となる。
As shown in the figure, when the voltage V1 is in the range from the predetermined value Vt1 to the maximum value Vmax, the step-
次に、電圧V2が最小値Vminから所定値Vt2の範囲にある場合、昇圧回路17は、電圧V2を所定値Vt2以上であって所定値Vt1以下に昇圧した電圧を電圧V3として出力する。一方、電圧V2が所定値Vt2から最大値Vmaxの範囲にある場合、昇圧回路17は、電圧V2をそのまま電圧V3として出力する。 Next, when the voltage V2 is in the range from the minimum value Vmin to the predetermined value Vt2, the booster circuit 17 outputs a voltage obtained by boosting the voltage V2 to the predetermined value Vt2 or more and to the predetermined value Vt1 or less as the voltage V3. On the other hand, when the voltage V2 is in the range from the predetermined value Vt2 to the maximum value Vmax, the booster circuit 17 outputs the voltage V2 as it is as the voltage V3.
このため、電圧V3は、所定値Vt2以上所定値Vt1以下のΔVの範囲の電圧値となる。このΔVは、負荷30が動作保証電圧に対応させて設定される。つまり、動作保証電圧範囲はこのΔVの範囲を包括することになる。なお、本実施形態では、負荷30の動作保証電圧に一定の許容範囲(動作保証電圧範囲)がある場合を例に取り説明しているため「Vt1≠Vt2」としてあるが、負荷30の動作保証電圧に許容範囲が無い場合には「Vt1=Vt2」とする。
Therefore, the voltage V3 is a voltage value in a range of ΔV that is not less than the predetermined value Vt2 and not more than the predetermined value Vt1. This ΔV is set so that the
すなわち、電源回路10は、蓄電回路15の充電量に関わらず、蓄電回路15の充電量が負荷30の相当充電容量を超えていても負荷30の相当充電容量未満であっても、蓄電回路15に充電されている限り、負荷30に動作保証電圧を供給することが出来る。
In other words, regardless of the amount of charge of the
従って、電源回路10は、可能な限り高電圧(蓄電回路15の容量の上限)まで蓄電回路15に充電し、可能な限り低い電圧(昇圧回路17の動作下限電圧)まで、負荷の動作を継続させることができる。すなわち、発電機11が発生した電気エネルギーを余すことなく蓄電回路15に充電し、蓄電回路15に蓄積された電気エネルギーを余すことなく使い切ることが出来る。
Therefore, the
また、1次電池18の電圧も必要に応じて降圧又は昇圧されて負荷30に供給されるため、不適切な電圧の1次電池が誤接続された場合でも、動作保証電圧に降圧又は昇圧された電圧が負荷30に供給される。これにより、負荷30の部品破壊を防止することができる。
Further, since the voltage of the
(2)第2の実施形態:
次に、図6を参照しつつ、第2の実施形態に係る水栓装置について説明する。図6は、第2の実施形態に係る電源回路210の回路構成の一例を説明する図である。なお、電源回路以外の構成は第1の実施形態と同様であるため、以下では説明を省略する。また、電源回路210と電源回路10とで共通する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
(2) Second embodiment:
Next, a faucet device according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the circuit configuration of the
図6に示すように、電源回路210は、降圧回路16及び昇圧回路17に代えて、昇降圧IC(Integrated Circuit)216を備えている。昇降圧IC216は、入力電圧の昇圧と降圧の双方が可能であり、この昇降圧動作は、電源回路210の外部の制御部から入力される制御信号S2によって制御される。
As shown in FIG. 6, the
昇降圧IC216の制御部は、上述した昇圧回路17の制御の場合と同様、コントローラ部9としてもよいし、別途に専用の制御回路等を設けてもよい。また、昇降圧IC216が内部に電圧変換に係る制御を行う制御部を有していてもよい。
The controller of the step-up / step-down
このように、降圧回路16と降圧回路をまとめて1つのIC化することにより、電源回路を小型化され、設計や実装が容易になる。
Thus, by integrating the step-
(3)第3の実施形態:
次に、図7を参照しつつ、第3の実施形態に係る水栓装置について説明する。図7は、第3の実施形態に係る電源回路310の回路構成の一例を説明する図である。なお、電源回路を除く水栓装置の構成は、第1の実施形態と同様であるため、以下では説明を省略する。また、電源回路310についても、電源回路10と共通する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
(3) Third embodiment:
Next, a faucet device according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the power supply circuit 310 according to the third embodiment. In addition, since the structure of the water faucet apparatus except a power supply circuit is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted below. Also, with regard to the power supply circuit 310, the same reference numerals are assigned to the same components as those of the
同図に示すように、電源回路310では、蓄電回路15に替えて蓄電回路315を備えている。蓄電回路315は、整流回路12とダイオードD2の間に配置されている。このため、整流回路12(発電機11)から蓄電回路315へは電流が流れるが、1次電池18から蓄電回路315へは電流が流れない。すなわち、蓄電回路315は、発電機11が発電して出力する電気エネルギーを充電する一方、1次電池18の電気エネルギーはダイオードD2に阻まれて充電することはない。
As shown in the figure, the power supply circuit 310 includes a
具体的には、蓄電回路315は、蓄電回路15と同様に電気二重層コンデンサC1にて構成することが出来る。電気二重層コンデンサC1の正極は、整流回路12の出力端子とダイオードD2のアノードとを接続するラインに対して接続され、負極はグランドに対して接続される。
Specifically, the
このように、蓄電回路315を整流回路12の後段に配置する事により、電源回路310の起動、ひいては水栓装置全体の起動が速くなる。すなわち、第1の実施形態に係る水栓装置100では、蓄電回路15の充電電圧が、昇圧回路17が安定動作できる電圧に達するまで時間を待つ必要があり、最初の電力供給を1次電池などから行う場合、蓄電回路15への充電が完了するまで昇圧動作が開始できずに、水栓装置100が安定動作できるまでに時間を要してしまう。しかし、本実施形態に係る電源回路310を備える水栓装置は、1次電池18から蓄電回路315への充電経路が無いため、1次電池18から蓄電回路315への充電を待つことなく昇圧回路17を動作させることが可能であり、結果として水栓装置100を素早く動作開始することができる。
As described above, by disposing the
(4)第4の実施形態:
次に、図8を参照して、第4の実施形態に係る水栓装置について説明する。図8は、第4の実施形態に係る電源回路410の回路構成の一例を説明する図である。なお、電源回路を除く水栓装置の構成は、第3の実施形態と同様であるため、以下では説明を省略する。また、電源回路410についても、電源回路310と共通する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
(4) Fourth embodiment:
Next, a faucet device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the circuit configuration of the
同図に示すように、電源回路410では、降圧回路16に替えて降圧回路416を備えている。降圧回路416は、蓄電回路315とダイオードD2の間に配置されている。このため、1次電池18から負荷30へは、蓄電回路315や降圧回路416を通らずに電流が流れる。
As shown in the figure, the
このため、1次電池18の電気エネルギーを効率よく負荷30へ供給することができる。すなわち、蓄電回路315や降圧回路416でのロス無く、1次電池18の電気エネルギーを負荷に供給することができる。また、蓄電回路315への充電時間が無いため、水栓装置の動作を素早く開始することができる点は、上述した第3の実施形態と同様である。
For this reason, the electrical energy of the
(5)第5の実施形態:
次に、図9を参照しつつ、第5の実施形態に係る水栓装置について説明する。図9は、第5の実施形態に係る電源回路510の回路構成の一例を示す図である。なお、電源回路を除く水栓装置の構成は第1の実施形態と同様であるため、以下では説明を省略する。また、電源回路510についても、電源回路10と共通する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
(5) Fifth embodiment:
Next, a faucet device according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the
同図に示すように、電源回路510は、降圧回路16に代えて当該降圧回路16と同等の構成及び機能を有する降圧回路516を備え、昇圧回路17に代えて当該昇圧回路17と同等の構成及び機能を有する昇圧回路517を備え、更に、選択部としてのスイッチ回路519,520を備えている。
As shown in the figure, the
降圧回路516と昇圧回路517は、蓄電回路15と負荷30の間に並列接続されており、蓄電回路15と降圧回路516はスイッチ回路519を介して接続されており、蓄電回路15と昇圧回路517はスイッチ回路520を介して接続されている。
The step-down
スイッチ回路519は、蓄電回路15と降圧回路516の間の接続のオン/オフを切り換え、スイッチ回路520は、蓄電回路15と昇圧回路517の間の接続のオン/オフを切り換える。スイッチ回路519とスイッチ回路520は、排他的にオンされるものであり、スイッチ回路519がオンの時にはスイッチ回路520はオフになり、スイッチ回路519がオンの時にはスイッチ回路520はオフになる。
スイッチ回路519は、電源回路510の外部の制御部から入力される制御信号S3によってオン/オフの切り換えが制御され、スイッチ回路520も当該制御部から入力される制御信号S4によってオン/オフの切り換えが制御される。この制御部は、例えば、コントローラ部9としてもよいし、別途に制御回路や制御IC等を設けてもよい。
The
スイッチ回路519,520の制御部は、蓄電回路15の充電量(例えば、電圧V1)を監視し、蓄電回路15の充電量が動作保証電圧以上の場合は、スイッチ回路519をオンし且つスイッチ回路520をオフし、蓄電回路15の充電量が動作保証電圧を下回る場合は、スイッチ回路519をオフし且つスイッチ回路520をオンする。
The control units of the
このように、電源回路510においては、蓄電回路15から負荷30への給電経路として、降圧回路16を介しつつ昇圧回路17を介さない第1給電経路と、昇圧回路17を介しつつ降圧回路16を介さない第2給電経路と、の何れかを択一的に選択することができる。このため、降圧回路516と昇圧回路517の一方のみを介して蓄電回路15から負荷30へ電気エネルギーが供給される。これにより、電圧の変換効率が向上し、電圧変換に係る電気エネルギーのロスを少なくすることができる。
As described above, in the
また、1次電池18の電圧も降圧、昇圧されて負荷30に供給される。これにより、不適切な電圧の1次電池が誤接続された場合でも、適切な電圧まで降圧又は昇圧された電圧が負荷30に供給されるため、負荷30の部品破壊を防止することができる点は、上述した第1の実施形態と同様である。
The voltage of the
(6)第6の実施形態:
次に、図10を参照しつつ、第6の実施形態に係る水栓装置について説明する。図10は、第6の実施形態に係る電源回路610を説明する図である。なお、電源回路を除く水栓装置の構成は第5の実施形態と同様であるため、以下では説明を省略する。また、電源回路610についても、電源回路510と共通する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
(6) Sixth embodiment:
Next, a faucet device according to a sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining a power supply circuit 610 according to the sixth embodiment. In addition, since the structure of the water faucet apparatus except a power supply circuit is the same as that of 5th Embodiment, description is abbreviate | omitted below. In the power supply circuit 610 as well, the same components as those of the
同図に示すように、電源回路610では、蓄電回路15に替えて蓄電回路615を備えている。蓄電回路615は、整流回路12とダイオードD2の間に配置されている。このため、整流回路12(発電機11)から蓄電回路615へは電流が流れるが、1次電池18から蓄電回路615へは電流が流れない。すなわち、蓄電回路615は、発電機11が発電して出力する電気エネルギーを充電する一方、1次電池18の電気エネルギーはダイオードD2に阻まれて充電することはない。
As shown in the figure, the power supply circuit 610 includes a
蓄電回路615は、蓄電回路15と同様に電気二重層コンデンサC1にて構成することが出来る。電気二重層コンデンサC1の正極は、整流回路12の出力端子とダイオードD2のアノードとを接続するラインに対して接続され、負極はグランドに対して接続される。
The
このように、蓄電回路615を整流回路12の後段に配置する事により、電源回路610の起動、ひいては水栓装置全体の起動が速くなる。すなわち、上述した第1の実施形態に係る水栓装置100では、蓄電回路15の充電電圧が、昇圧回路17が安定動作できる電圧に達するまで時間を待つ必要がある。最初の電力供給を1次電池などから行う場合、蓄電回路15への充電が完了するまで昇圧動作が開始できずに、水栓装置100が安定動作できるまでに時間を要してしまう。しかし、本実施形態に係る電源回路610を備える水栓装置は、1次電池18から蓄電回路615への充電経路が無いため、1次電池18から蓄電回路615への充電を待つことなく昇圧回路17を動作させることが可能であり、結果として水栓装置100を素早く動作開始することができる。
As described above, by disposing the
(7)まとめ:
以上説明した各実施形態によれば、非電気エネルギーから電気エネルギーを生成する発電機11と、発電機11からの給電で充電される蓄電部(蓄電回路15,315,615)と、蓄電部からの給電により作動する負荷30と、入力される電圧を負荷30の動作保証電圧に降圧する降圧回路(降圧回路16,416,516)と、入力される電圧を負荷30の動作保証電圧に昇圧する昇圧回路(昇圧回路17,517)と、を備え、蓄電部から負荷30への給電は、降圧回路と昇圧回路の少なくとも一方を介して行われる。昇圧回路と降圧回路の双方を備えるため、必要に応じて昇圧と降圧のいずれも可能であり、従来の水栓装置に比べて、発電機が生成する電気エネルギーの使用効率を向上できる。
(7) Summary:
According to each embodiment described above, the
なお、本発明は上述した実施形態や変形例に限られず、上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。また,本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されず,特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and the structures disclosed in the above-described embodiments and modifications are mutually replaced, the combinations are changed, the known technique, and the above-described implementations. Configurations in which the configurations disclosed in the embodiments and modifications are mutually replaced or the combinations are changed are also included. Further, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but extends to the matters described in the claims and equivalents thereof.
1…洗面器、1a…ボール面、2…洗面カウンタ、3…水栓、3a…吐水口、4…給水路、5…排水路、6…電磁弁、7…接続ケーブル、8…センサ部、9…コントローラ部、10…電源回路、11…発電機、12…整流回路、13…逆流防止回路、14…逆流防止回路、15…蓄電回路、16…降圧回路、17…昇圧回路、18…1次電池、30…負荷、100…水栓装置、210…電源回路、216…昇降圧IC、310…電源回路、315…蓄電回路、410…電源回路、416…降圧回路、510…電源回路、516…降圧回路、517…昇圧回路、519…スイッチ回路、520…スイッチ回路、610…電源回路、615…蓄電回路、AC…交流電流、C1…電気二重層コンデンサ、D1…ダイオードブリッジ回路、D2…ダイオード、D3…ダイオード、DC…直流電流、L…コイル、R1…抵抗、SW…スイッチ回路、T…トランジスタ、V1…電圧、V2…電圧、V3…電圧、ZD…ツェナダイオード
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記発電部からの給電で充電される蓄電部と、
前記蓄電部からの給電により作動する負荷と、
入力される電圧を前記負荷の動作保証電圧に降圧する第1の電圧変換部と、
入力される電圧を前記負荷の動作保証電圧に昇圧する第2の電圧変換部と、
を備え、
前記蓄電部から前記負荷への給電は、前記第1の電圧変換部と前記第2の電圧変換部の少なくとも一方を介して行われ、
1次電池を更に備え、
前記1次電池から前記負荷への給電は、前記蓄電部を介さずに、前記第1の電圧変換部と前記第2の電圧変換部の少なくとも一方を介して行われることを特徴とする水栓装置。 A power generation unit that generates electrical energy from non- electrical energy;
A power storage unit that is charged by feeding from the power generation unit;
A load that operates by feeding from the power storage unit;
A first voltage converter that steps down an input voltage to an operation guarantee voltage of the load;
A second voltage converter that boosts an input voltage to an operation guarantee voltage of the load;
With
The feed from the power storage unit to the load is a front Symbol first voltage conversion unit performed via at least one of the second voltage converter,
A primary battery,
Power from the primary battery to the load, without going through the power storage unit, and wherein the Rukoto conducted through at least one of the said second voltage conversion unit and the first voltage conversion unit water Stopper device.
前記発電部からの給電で充電される蓄電部と、
前記蓄電部からの給電により作動する負荷と、
入力される電圧を前記負荷の動作保証電圧に降圧する第1の電圧変換部と、
入力される電圧を前記負荷の動作保証電圧に昇圧する第2の電圧変換部と、
を備え、
前記蓄電部から前記負荷への給電は、前記第1の電圧変換部と前記第2の電圧変換部の少なくとも一方を介して行われ、
1次電池を更に備え、
前記1次電池から前記負荷への給電は、前記蓄電部及び前記第1の電圧変換部を介さずに、前記第2の電圧変換部を介して行われることを特徴とする水栓装置。 A power generation unit that generates electrical energy from non-electrical energy;
A power storage unit that is charged by feeding from the power generation unit;
A load that operates by feeding from the power storage unit;
A first voltage converter that steps down an input voltage to an operation guarantee voltage of the load;
A second voltage converter that boosts an input voltage to an operation guarantee voltage of the load;
With
Power supply from the power storage unit to the load is performed via at least one of the first voltage conversion unit and the second voltage conversion unit,
A primary battery,
The power from the primary battery to the load, without going through the power storage unit and the first voltage converter, before Symbol second voltage conversion unit faucet device you characterized by being performed via the .
前記発電部からの給電で充電される蓄電部と、
前記蓄電部からの給電により作動する負荷と、
入力される電圧を前記負荷の動作保証電圧に降圧する第1の電圧変換部と、
入力される電圧を前記負荷の動作保証電圧に昇圧する第2の電圧変換部と、
を備え、
前記蓄電部から前記負荷への給電は、前記第1の電圧変換部と前記第2の電圧変換部の少なくとも一方を介して行われ、
前記第1の電圧変換部と前記第2の電圧変換部とが並列接続されており、
前記蓄電部から前記負荷への給電経路として、前記第1の電圧変換部を介し且つ前記第2の電圧変換部を介さない第1給電経路と、前記第2の電圧変換部を介し且つ前記第1の電圧変換部を介さない第2給電経路と、の何れかを択一的に選択する選択部と、
1次電池と、を更に備え、
前記1次電池の出力が、前記蓄電部を介さずに前記選択部へ入力されることを特徴とする水栓装置。 A power generation unit that generates electrical energy from non-electrical energy;
A power storage unit that is charged by feeding from the power generation unit;
A load that operates by feeding from the power storage unit;
A first voltage converter that steps down an input voltage to an operation guarantee voltage of the load;
A second voltage converter that boosts an input voltage to an operation guarantee voltage of the load;
With
Power supply from the power storage unit to the load is performed via at least one of the first voltage conversion unit and the second voltage conversion unit,
The first voltage conversion unit and the second voltage conversion unit are connected in parallel,
As a power feeding path from the power storage unit to the load, a first power feeding path that passes through the first voltage converter and does not pass through the second voltage converter, and a second power converter that passes through the second voltage converter. A selection unit that alternatively selects one of the second power supply paths that do not pass through one voltage conversion unit;
Further comprising a primary battery, a
The faucet device according to claim 1 , wherein an output of the primary battery is input to the selection unit without passing through the power storage unit .
Depending on the voltage input to the first voltage converter or the voltage input to the second voltage converter, the operating time of the first voltage converter and the operating time of the second voltage converter The faucet device according to any one of claims 1 to 5 , wherein at least one of them is changed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013053488A JP6326718B2 (en) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Faucet device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013053488A JP6326718B2 (en) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Faucet device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014177841A JP2014177841A (en) | 2014-09-25 |
JP6326718B2 true JP6326718B2 (en) | 2018-05-23 |
Family
ID=51698047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013053488A Expired - Fee Related JP6326718B2 (en) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Faucet device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6326718B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7069528B2 (en) * | 2018-07-11 | 2022-05-18 | Toto株式会社 | Water spouting device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09308125A (en) * | 1996-05-07 | 1997-11-28 | Paloma Ind Ltd | Charge circuit of storage battery |
JPH10164832A (en) * | 1996-11-25 | 1998-06-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Direct-current voltage increasing and decreasing device |
JPH11282435A (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-15 | Casio Comput Co Ltd | Display device and driving circuit of display element |
JP3714155B2 (en) * | 1999-11-16 | 2005-11-09 | 東陶機器株式会社 | Faucet device |
JP2003070297A (en) * | 2001-08-24 | 2003-03-07 | Inax Corp | Generator unit |
JP4092163B2 (en) * | 2002-09-20 | 2008-05-28 | 株式会社三栄水栓製作所 | Automatic faucet |
JP4769694B2 (en) * | 2006-11-20 | 2011-09-07 | 富士通テン株式会社 | Voltage output circuit, integrated circuit, and electronic equipment |
JP5397067B2 (en) * | 2009-07-29 | 2014-01-22 | 株式会社リコー | Charge pump circuit and operation control method thereof |
-
2013
- 2013-03-15 JP JP2013053488A patent/JP6326718B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014177841A (en) | 2014-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9496795B2 (en) | Switching power supply apparatus | |
JP4881952B2 (en) | DC / DC power converter | |
US8488340B2 (en) | Power converter with boost-buck-buck configuration utilizing an intermediate power regulating circuit | |
CN101989810B (en) | Method and apparatus for implementing a power converter input terminal voltage discharge circuit | |
KR101308783B1 (en) | Uninterruptible power-supply system | |
CN101414764B (en) | Method and apparatus to reduce the volume required for bulk capacitance in a power supply | |
JP4033850B2 (en) | Switching power supply control semiconductor device | |
US9479072B2 (en) | Flyback converter | |
US9331581B2 (en) | AC-DC voltage converter with low standby power consumption and control method thereof | |
US20090290387A1 (en) | Switching power supply with increased efficiency at light load | |
WO2008026425A1 (en) | Power conditioner | |
KR101228267B1 (en) | Electronic equipment having a boost dc-dc converter | |
CN105515418A (en) | PFC shutdown circuit for light load | |
JP2005287260A (en) | Semiconductor device for controlling switching power supply | |
EP1879284B1 (en) | DC-DC converter and power supply apparatus | |
CN103683371B (en) | Self power generation electricity turncock control device and method | |
JP6326718B2 (en) | Faucet device | |
CN113726176A (en) | Conversion circuit with delay high-voltage power supply, controller and delay high-voltage power supply method thereof | |
EP2892135B1 (en) | Power Supply and energy efficient Gate Driver | |
CN108390557B (en) | Improve the Switching Power Supply of underloading frequency | |
JP2007053883A (en) | Step-up-and-down chopper dc-dc converter | |
CN114583963B (en) | Flyback converter and control method thereof | |
CN214591163U (en) | Flyback converter | |
JP2011120416A (en) | Switching power supply device | |
EP3518402B1 (en) | Resonant power converter and method of restarting an output rectifier of a resonant power converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160301 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170330 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170905 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171024 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180320 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180402 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6326718 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |