JPS61142962A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガス、石油等を熱源とする暖房器具、調理器
具の度熱を再利用するための電源装置に関するものであ
る。温度差により直流起電力を発生する熱発電素子の超
電力を負荷（モータ、スイッチ等）を駆動するに必要な
電力に変換する′Ｉ！源装置に関する。

従来の技術 熱発電素子を利用した例として、小型モータを直結して
駆動させたものがある。（雑誌「金属」１９８３年１２
月号） しかし、熱発電素子の出力電力を十分活用できているわ
けではない。熱発電素子の出力電力を最大に得るために
は、負荷とのインピーダンスをマツチングさせた場合で
あることは周知である。熱発電素子の特性は、大電流、
低電圧であるため、ある一定電圧以上の電圧が必要な負
荷を駆動させるためには一度電流を電圧に変換し、所定
電圧を供給する必要がある。

従来昇圧回路は、コンバータ方式やチョッパ一方式等は
、インダクタンスにエネルギーを蓄積し、電流を電圧に
変換し昇圧する方法が一般的である。

例えば第３図にチョッパ一方式を用い、熱発電素子の出
力電圧を昇圧する回路が考えられる。大別すると、熱発
電素子１、発振回路２、チヨノパー回路３から構成され
る。熱発電素子１の起電力は、低インピーダンス化コン
デンサ４を経て発振回路２に至る。発振回路は、負荷へ
の供給電圧を制御する機能を持ち、コンデンサ５と抵抗
６およびコンデンサ７と抵抗８の充放電時定放によりト
ランジスタ９およびトランジスタ１０をオン・オフさせ
、所定の周波数、デユーティの方形波を出力し、負荷へ
の供給電圧を制御している。抵抗１１〜１３は、プルア
ップ抵抗である。抵抗１３．１４はトランジスタ１６の
ベース電流制限抵抗である。

コンデンサ１７、トランジスタ１８．１９はスイッチ回
路であるトランジスタ１６のスイッチングスピードをア
ップさせ、スイッチングロスを少なくするためのもので
ある。チョッパー回路３は、エネルギーを蓄積するため
のインダクタンス２０と、蓄積、放出を制御しているト
ランジスタ１６とダイオード２１と平滑コンデンサ２２
から成る。

第２図にある熱発電素子の外部抵抗（負荷）と電力、電
圧、電流特性を示す。電源回路を正常動作させるために
は、発振回路が動作するに十分な電圧Ｖｃｃ以上を供給
しなければならない。すなわち外部抵抗は、Ａ点の値以
上のインピーダンスを持つもの（軽負荷）に限られる。

したがってもっと大きい負荷のものを駆動したい場合、
熱発電素子の電圧が低下し電源回路が動作しなくなる。

発明が解決しようとする問題点 上記の理由から、熱発電素子自身の直流起１力を十分活
用できないという問題点を有していた。

本発明はかかる従来の問題点を解消するもので、熱発電
素子の起電力を有効活用するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の電源回路は、熱発
電素子の出力電圧を昇圧して負荷に供給するインダクタ
ンスとスイッチ回路より成るチョッパー回路と、チョッ
パー回路を動作させる発振回路を備えると共にチョッパ
ー回路と負荷とを断続させるスイッチ１と、発振回路へ
の供給環力を切り換えるスイッチ２と、インダクタンス
に２次巻線を備え、熱発′寵素子の出力と２次巻線の出
力を切り換えて発振回路へ供給する構成とした。

作　　用 本発明は、上記した構成により、起動待外部負荷を切り
雅しておき、熱発電素子から見た外部インピーダンスを
大きくしておいて、電源回路が（発振回路）動作するに
十分な電圧を供給する。

発振回路は正常動作し、チョッパー回路により昇圧電圧
が得られ、この時コントローラによりスイッチ１とスイ
ッチ２を切り変える。負荷が加わり熱発電素子の起電圧
は低下するが、発振回路には昇圧電圧が供給されている
ため正常に動作する。

そしてチョッパー回路により所定電力が負荷に供給され
るのである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図は、本発明の電源装置（電源回路）の−例である
。熱発電素子１から直流起電力を発振回路２に供給する
。個々の部品製能は、前述の通りである。このとき２３
のスイッチ１はオープンにし負荷を切り離しておき、電
源から見たインピーダンスを大きくしておく。まず２４
のスイッチ２は１の出力電圧Ｖ　ｃ　ｃ　１を２の発振
回路に供給する。

２の発振回路は動作に必要な十分な電圧が供給され正常
動作し、チョッパー回路３のインダクタンス２５にエネ
ルギーが蓄積される。このインダクタンス２５の２次巻
線２６にもエネルギーが蓄積され昇圧電圧Ｖｃｃ２が得
られる。同時に２７のコントローラは、２４のスイッチ
２をＶｃｃ２の電圧側に切り換える信号と２３のスイッ
チ１を閉じ負荷を接続する信号を送出する。負荷が加わ
ると、外部インピーダンスは小さくなりｖＣＣｌの電圧
は低下するが、２４のスイッチ２を昇圧電圧Ｖｃ　０２
側に切り換えているため発振回路には正常動作に十分な
電圧が供給されることになる。したがってチョッパー回
路３により負荷には所定電力が供給される。

第２図を用いて電源回路の動作を説明する。まずスイッ
チ１を切り離し負荷を０点にすると、Ｄ一点Ｖ　ｃ　Ｃ
１の電圧を発振回路に供給できる。昇圧回路１によりＥ
点ＶＣＣ２の昇圧電圧が得られる。この時、スイッチ２
を切り換え発振回路にＶ　ｃ　Ｃ２を供給する。次にス
イッチ１により負荷を接続する。

従来の回路ではＦ点の電圧になり発振回路は動作不能に
なるが、発振回路にはＥ点の電圧が供給されているため
正常動作する。したがってＧ点の値の負荷を所定電力で
動作させることができるのである。

上記構成において、電流を電圧に変換し昇圧することに
より、大負荷を所定電力に変換できるという効果がある
。

発明の効果 以上のように本発明の電源回路によれば次の効果が得ら
れる。

熱発電素子に直接負荷を接続した場合、ある負荷以上の
ものを駆動すると、電圧が低下し動作不能になる。すな
わち熱発電素子の起電力を有効活用できない。そこでこ
の電源回路により熱発電素子の出力電圧が低下しても駆
動でき、熱発電素子の出力電力を有効活用できるという
効果がある。

昇圧回路は様々な方式があるが、チョッパー回路のイン
ダクタンスに２次巻線を巻き供給するようにしているた
め、回路が簡単で、コストが安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電源装置の回路図、
第２図は同装置の特性図、第３図は従来の電源装置の回
路図である。 １・・・・・・熱発電素子、２・・・・・・発振回路、
３・・・・・・チョッパー回ｊ！Ｌ２Ｇ・・・・・・ス
イッチ１．２４・・・・・・スイッチ２．２６・・・・
・・インダクタンス、２６・・・・・・２次巻線、２７
・・・・・・コントローラ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 りを名ＩＳ抵志気

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　温度差により直流電力を発生する熱発電素子の出力電
   圧を昇圧して負荷に供給するインダクタンスと、スイッ
   チ回路より成るチョッパー回路と、前記チョッパー回路
   を付勢する発振回路とを備えるとともに、前記チョッパ
   ー回路と負荷とをオン・オフさせる第１のスイッチと、
   前記発振回路に供給する電力を切り替える第２のスイッ
   チと、前記インダクタンスに２次巻線を備え、前記熱発
   電素子の出力と前記２次巻線の出力とを前記発振回路へ
   切り換えて供給する構成とした電源装置。