JP6774312B2 - 電源装置、電源システム、センサシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
この電源システムは、発電素子101と、電源装置201と、負荷回路1、2とを備え、発電素子101で発電された電力を、電源装置201により変換して、負荷回路1、2へ供給するものである。
図2は第2の実施形態に係る電源装置を備えた電源システムの構成図である。図1と同一または対応する部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
図3は第3の実施形態に係る電源装置を備えた電源システムの構成図である。図1と同一または対応する部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
図4は第4の実施形態に係る電源装置を備えた電源システムの構成図である。図1と同一または対応する部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
図5は第5の実施形態に係る電源装置を備えた電源システムの構成図である。基本的な構成は、第4の実施形態と同様であるが、動作が第4の実施形態と異なる。
図6は第6の実施形態に係る電源装置を備えた電源システムの構成図である。
図7は第7の実施形態に係る電源装置を備えた電源システムの構成図である。
図8は第8の実施形態に係る電源装置を備えた電源システムの構成図である。
図9は第9の実施形態に係る電源装置を備えた電源システムの構成図である。
図11は第11の実施形態に係るセンサシステムの構成図である。センサシステムは、図1の電源システムと、データ収集装置81とを備える。電源システムの負荷回路1はセンサ、負荷回路2は無線機である。無線機2はアンテナを含む。無線機2はセンサ1と接続されており、センサ1で検出されたデータを受け取り、データをデータ収集装置81に送信する。電源システムは、通信ネットワーク上に配置されたセンサ端末である。ここでは1台のセンサ端末が示されるが、複数台のセンサ端末が存在してもよい。
11、111、112、113:電圧変換回路
12、32:スイッチ回路
13、14:蓄電素子
13A、14A、19A、21A、22A、23A:容量素子
13B、14B、19B、21B、22B、23B:スイッチ
15:制御回路
71:高周波発信装置
72、82:無線機
73:送電回路
74、104:アンテナ
81:データ収集装置
82:無線機
83:処理回路
84:記憶部
101、102:発電素子
103:電圧/電流源
114:整流回路
115:受電回路
I1、I2、I3:入力端子
O1、O2、O3:出力端子
Claims (17)
- 第1負荷回路と第2負荷回路に電力を供給する電源装置であって、
入力された第1電力の電圧を変換する第1電圧変換回路と、
前記第1負荷回路に並列に接続される第1蓄電素子と、
前記第2負荷回路に並列に接続される第2蓄電素子と、
前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子および前記第2蓄電素子の電気的な接続を切り替えるスイッチ回路と、
前記第1電力の電圧、前記第1電力の電流、前記第1電圧変換回路が出力する電圧、および前記第1電圧変換回路が出力する電流のうち、少なくとも1つと、前記第1蓄電素子の電圧と前記第2蓄電素子の電圧に基づき、前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との前記スイッチ回路を介した電気的な接続の切り替えを決定する制御回路と
を備え、
前記第1負荷回路及び前記第2負荷回路のうちの1つは、前記制御回路であり、
前記制御回路が起動していないとき、前記スイッチ回路は前記第1電圧変換回路を前記制御回路に接続する
電源装置。 - 前記第1電力は、発電素子により生成される、
請求項1に記載の電源装置。 - 前記制御回路は、前記第1電圧変換回路の内部電圧、前記第1負荷回路の電流、および前記第2負荷回路の電流のうちの少なくとも1つにさらに基づいて、前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との前記スイッチ回路を介した電気的な接続の切り替えを決定する
請求項1または2に記載の電源装置。 - 前記制御回路が起動していないとき、前記第1電圧変換回路は、前記第1蓄電素子および前記第2蓄電素子のいずれとも接続されていない
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電源装置。 - 前記第1負荷回路は、蓄電容量または2次電池を含む
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の電源装置。 - 前記制御回路は、前記第1蓄電素子の電圧および前記第2蓄電素子の電圧に基づき、前記第1電圧変換回路の変換比を決定する
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の電源装置。 - 前記第1蓄電素子と前記第1負荷回路との間を接続する第1スイッチと、
前記第1蓄電素子と並列に接続される第3蓄電素子と、
前記第3蓄電素子と前記第1負荷回路との間を接続する第2スイッチと、
前記第2蓄電素子と前記第2負荷回路との間を接続する第3スイッチと、
前記第2蓄電素子と並列に接続される第4蓄電素子と、
前記第4蓄電素子と前記第2負荷回路との間を接続する第4スイッチと、
前記制御回路は、前記第1蓄電素子の電圧、前記第2蓄電素子の電圧、前記第3蓄電素子の電圧、および前記第4蓄電素子の電圧に基づいて、前記第1スイッチ、前記第2スイッチ、前記第3スイッチ、および前記第4スイッチのうち、電気的に接続するスイッチを決定する、
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の電源装置。 - 前記スイッチ回路と接続され、発電素子により生成された第2電力の電圧を変換する第2電圧変換回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記第1電力の電圧、前記第1電力の電流、前記第2電力の電圧、前記第2電力の電流、前記第1電圧変換回路が出力する電圧、前記第1電圧変換回路が出力する電流、前記第2電圧変換回路が出力する電圧、および前記第2電圧変換回路が出力する電流のうち、少なくとも1つと、前記第1蓄電素子の電圧と前記第2蓄電素子の電圧に基づき、前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との前記スイッチ回路を介した電気的な接続の切り替え、並びに前記第2電圧変換回路と、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との前記スイッチ回路を介した電気的な接続の切り替えを決定する、
請求項1ないし7のいずれか一項に記載の電源装置。 - 電力を無線または有線で受電する受電回路、電流源および電圧源の少なくとも1つをさらに備え、
前記スイッチ回路は、前記受電回路、前記電流源および前記電圧源の少なくとも1つと接続され、
前記制御回路は、前記第1電力の電圧、前記第1電力の電流、前記第1電圧変換回路が出力する電圧、前記第1電圧変換回路が出力する電流、前記受電回路が出力する電圧、前記受電回路が出力する電流、前記電流源が出力する電流、および前記電圧源が出力する電圧のうち、少なくとも1つと、前記第1蓄電素子の電圧と前記第2蓄電素子の電圧に基づき、前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との前記スイッチ回路を介した電気的な接続の切り替え、並びに前記受電回路、前記電流源および前記電圧源の少なくとも1つと、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との前記スイッチ回路を介した電気的な接続の切り替えを決定する、
請求項1ないし8のいずれか一項に記載の電源装置。 - 前記受電回路は、アンテナと、整流回路とを含み、前記整流回路は、前記アンテナを介して給電用信号を受信し、受信した給電用信号を整流し、整流された信号を出力する
請求項9に記載の電源装置。 - 前記第1負荷回路および前記第2負荷回路のうちの少なくとも1つは無線機であり、 前記制御回路は、前記給電用信号の送信指令を生成し、
前記無線機は、前記送信指令を、前記給電用信号を発信する信号発信装置に送信する
請求項10に記載の電源装置。 - 第1負荷回路と第2負荷回路に電力を供給する電源装置であって、
入力された第1電力の電圧を変換する第1電圧変換回路と、
前記第1負荷回路に並列に接続される第1蓄電素子と、
前記第2負荷回路に並列に接続される第2蓄電素子と、
前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子および前記第2蓄電素子の電気的な接続を切り替えるスイッチ回路と、
前記第1電力の電圧、前記第1電力の電流、前記第1電圧変換回路が出力する電圧、および前記第1電圧変換回路が出力する電流のうち、少なくとも1つと、前記第1蓄電素子の電圧と前記第2蓄電素子の電圧に基づき、前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との前記スイッチ回路を介した電気的な接続の切り替えを決定する制御回路と、
電力を無線または有線で受電する受電回路、電流源および電圧源の少なくとも1つと備え、
前記スイッチ回路は、前記受電回路、前記電流源および前記電圧源の少なくとも1つと接続され、
前記制御回路は、前記第1電力の電圧、前記第1電力の電流、前記第1電圧変換回路が出力する電圧、前記第1電圧変換回路が出力する電流、前記受電回路が出力する電圧、前記受電回路が出力する電流、前記電流源が出力する電流、および前記電圧源が出力する電圧のうち、少なくとも1つと、前記第1蓄電素子の電圧と前記第2蓄電素子の電圧に基づき、前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との前記スイッチ回路を介した電気的な接続の切り替え、並びに前記受電回路、前記電流源および前記電圧源の少なくとも1つと、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との前記スイッチ回路を介した電気的な接続の切り替えを決定し、
前記受電回路は、アンテナと、整流回路とを含み、前記整流回路は、前記アンテナを介して給電用信号を受信し、受信した給電用信号を整流し、整流された信号を出力し、
前記第1負荷回路および前記第2負荷回路のうちの少なくとも1つは無線機であり、
前記制御回路は、前記給電用信号の送信指令を生成し、
前記無線機は、前記送信指令を、前記給電用信号を発信する信号発信装置に送信する
電源装置。 - 請求項1ないし12のいずれか一項に記載の電源装置と、
前記第1電力を生成する発電素子と
を備えた電源システム。 - 前記第1負荷回路および前記第2負荷回路をさらに備えた
請求項13に記載の電源システム。 - 請求項1ないし12のいずれか一項に記載の電源装置と、前記第1電力を生成する発電素子と、前記第1負荷回路および前記第2負荷回路とを備え、前記第1負荷回路はセンサを含み、前記第2負荷回路は前記センサで検出されたデータを送信する第1無線機を含む、センサ端末と、
前記第1無線機から前記データを受信する第2無線機と、前記第2無線機で受信されたデータを記憶する記憶部と、を含むデータ収集装置と
を備えたセンサシステム。 - 第1負荷回路と第2負荷回路に電力を供給する方法であって、
入力された第1電力の電圧を第1電圧変換回路によって変換し、
前記第1電力の電圧、前記第1電力の電流、前記第1電圧変換回路が出力する電圧、および前記第1電圧変換回路が出力する電流のうち、少なくとも1つと、前記第1負荷回路に並列に接続される第1蓄電素子の電圧と前記第2負荷回路に並列に接続される第2蓄電素子の電圧に基づき、前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との電気的な接続の切り替えを制御回路によって決定し、
前記第1負荷回路及び前記第2負荷回路のうちの1つは、前記制御回路であり、
前記制御回路が起動していないとき、前記第1電圧変換回路を前記制御回路に接続する
方法。 - 第1負荷回路と第2負荷回路に電力を供給する方法であって、
入力された第1電力の電圧を第1電圧変換回路によって変換し、
前記第1電力の電圧、前記第1電力の電流、前記第1電圧変換回路が出力する電圧、および前記第1電圧変換回路が出力する電流のうち、少なくとも1つと、前記第1負荷回路に並列に接続される第1蓄電素子の電圧と前記第2負荷回路に並列に接続される第2蓄電素子の電圧に基づき、前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との電気的な接続の切り替えを決定し、
前記第1電力の電圧、
前記第1電力の電流、
前記第1電圧変換回路が出力する電圧、
前記第1電圧変換回路が出力する電流、
電力を無線または有線で受電する受電回路が出力する電圧、
前記受電回路が出力する電流、
電流源が出力する電流、および
電圧源が出力する電圧のうち、少なくとも1つと、
前記第1蓄電素子の電圧と
前記第2蓄電素子の電圧に基づき、
前記第1電圧変換回路と、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との電気的な接続の切り替え、並びに前記受電回路、前記電流源および前記電圧源の少なくとも1つと、前記第1蓄電素子または前記第2蓄電素子との電気的な接続の切り替えを決定し、
前記受電回路でアンテナを介して受信される給電用信号を整流回路によって整流し、整流された信号を出力し、
前記第1負荷回路および前記第2負荷回路のうちの少なくとも1つは無線機であり、
前記給電用信号の送信指令を生成し、
前記無線機によって、前記送信指令を、前記給電用信号を発信する信号発信装置に送信する
方法。
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