WO2021157427A1

WO2021157427A1 - 残留電荷除去装置

Info

Publication number: WO2021157427A1
Application number: PCT/JP2021/002610
Authority: WO
Inventors: 知紀村田; 勲柴田
Original assignee: 株式会社Kelk
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2021-08-12
Also published as: CN115004497A; DE112021000327T5; JP2021125964A; US20230073032A1

Abstract

残留電荷除去装置は、蓄電部と、電源装置から電力が供給される対象に接続され、蓄電部から電力が供給されることにより、対象の残留電荷が除去されるように作動する第１切換部と、対象に対する電力の供給が停止したときに、蓄電部から第１切換部に電力が供給されるように作動する第２切換部と、を備える。

Description

残留電荷除去装置

　本開示は、残留電荷除去装置に関する。

　電子デバイスに係る技術分野において、特許文献１に開示されているような残留電荷除去装置が知られている。

特開２０１４－０９２７１２号公報

　電子デバイスのような負荷は、電源装置から供給される電力により駆動する。電源装置から電力の供給が停止された状態において、残留電荷が存在すると、負荷が誤作動する可能性がある。

　本開示は、電源装置から電力の供給が停止された状態において、残留電荷を円滑に除去することを目的とする。

　本開示に従えば、蓄電部と、電源装置から電力が供給される対象に接続され、前記蓄電部から電力が供給されることにより、前記対象の残留電荷が除去されるように作動する第１切換部と、前記対象に対する電力の供給が停止したときに、前記蓄電部から前記第１切換部に電力が供給されるように作動する第２切換部と、を備える、残留電荷除去装置が提供される。

　本開示によれば、電源装置から電力の供給が停止された状態において、残留電荷を円滑に除去することができる。

図１は、実施形態に係る熱電発電装置を模式的に示す図である。図２は、実施形態に係る熱電発電モジュールを模式的に示す斜視図である。図３は、実施形態に係る電源装置を模式的に示す図である。図４は、実施形態に係る熱電発電装置のハードウエアの要部を示す構成図である。図５は、実施形態に係る熱電発電装置を示すブロック図である。図６は、実施形態に係る熱電発電装置の動作を示すフローチャートである。

　以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［熱電発電装置］
　図１は、実施形態に係る熱電発電装置１を模式的に示す図である。熱電発電装置１は、機器Ｂに設置される。機器Ｂは、例えば工場のような産業施設に設けられる。機器Ｂとして、ポンプを作動させるモータが例示される。機器Ｂは、熱電発電装置１の熱源として機能する。

　図１に示すように、熱電発電装置１は、第１ハウジング１０と、第２ハウジング２０と、熱電発電モジュール３１を含む電源装置３０と、マイクロコンピュータ４０と、センサ５０と、無線通信機６０と、残留電荷除去装置７０とを備える。

　第１ハウジング１０は、電源装置３０及び残留電荷除去装置７０を収容する。第２ハウジング２０は、マイクロコンピュータ４０、センサ５０、及び無線通信機６０を収容する。第１ハウジング１０及び第２ハウジング２０のそれぞれは、機器Ｂに設置される。

　第１ハウジング１０は、受熱部１１と、放熱部１２と、周壁部１３とを有する。受熱部１１と放熱部１２と周壁部１３とにより、第１ハウジング１０の内部空間が規定される。電源装置３０及び残留電荷除去装置７０は、第１ハウジング１０の内部空間に配置される。第１ハウジング１０の外部空間は、大気空間である。

　受熱部１１は、機器Ｂに接触するように配置される。受熱部１１は、プレート状の部材である。受熱部１１は、アルミニウム又は銅のような金属材料によって形成される。受熱部１１は、機器Ｂからの熱を受ける。受熱部１１の熱は、伝熱部材２を介して、熱電発電モジュール３１に伝達される。

　放熱部１２は、間隙を介して受熱部１１と対向する。放熱部１２は、プレート状の部材である。放熱部１２は、アルミニウム又は銅のような金属材料によって形成される。放熱部１２は、熱電発電モジュール３１からの熱を受ける。放熱部１２の熱は、熱電発電装置１の周囲の大気空間に放出される。

　周壁部１３は、受熱部１１の周縁部と放熱部１２の周縁部との間に配置される。周壁部１３は、環状である。周壁部１３は、受熱部１１と放熱部１２とを連結する。周壁部１３は、合成樹脂製である。

　電源装置３０は、マイクロコンピュータ４０、センサ５０、及び無線通信機６０の電源として機能する。マイクロコンピュータ４０、センサ５０、及び無線通信機６０のそれぞれは、電源装置３０から供給された電力に基づいて駆動する。マイクロコンピュータ４０、センサ５０、及び無線通信機６０のそれぞれは、電源装置３０から供給された電力を消費する負荷Ｃである。

　熱電発電装置１は、電源装置３０から負荷Ｃに電力を伝送する電源ライン８０を有する。実施形態において、電源装置３０とマイクロコンピュータ４０及びセンサ５０のそれぞれとは、電源ライン８０を介して接続される。

　電源装置３０は、熱電発電モジュール３１を含む。熱電発電モジュール３１は、ゼーベック効果を利用して発電する。熱電発電モジュール３１は、受熱部１１と放熱部１２との間に配置される。熱電発電モジュール３１の一方の端面３１１が加熱され、熱電発電モジュール３１の一方の端面３１１と他方の端面３１２とに温度差が与えられることによって、熱電発電モジュール３１は発電する。

　マイクロコンピュータ４０は、熱電発電装置１を制御する。マイクロコンピュータ４０は、熱電発電モジュール３１が発生する電力により駆動する。

　センサ５０は、機器Ｂの状態を検出する。センサ５０として、機器Ｂの振動を検出する振動センサ及び機器Ｂの温度を検出する温度センサが例示される。センサ５０は、熱電発電モジュール３１が発生する電力により駆動する。

　無線通信機６０は、センサ５０の検出データを送信する。無線通信機６０は、熱電発電モジュール３１が発生する電力により駆動する。センサ５０の検出データは、無線通信機６０により、熱電発電装置１の外部に存在する管理コンピュータ１００に送信される。管理コンピュータ１００は、センサ５０の検出データに基づいて、機器Ｂの異常の有無を診断する。

　残留電荷除去装置７０は、電源装置３０から電力が供給される対象の残留電荷を除去する。実施形態において、電源装置３０から電力が供給される対象は、電源装置３０から供給された電力を消費する負荷Ｃ及び電源装置３０から負荷Ｃに電力を伝送する電源ライン８０の少なくとも一方を含む。負荷Ｃは、マイクロコンピュータ４０、センサ５０、及び無線通信機６０の少なくとも一つを含む。

　電源装置３０から電力の供給が停止された状態において、対象に残留電荷が存在する可能性がある。残留電荷除去装置７０は、電源装置３０から電力の供給が停止された状態において、対象から残留電荷を除去する。

［熱電発電モジュール］
　図２は、実施形態に係る熱電発電モジュール３１を模式的に示す斜視図である。熱電発電モジュール３１は、ｐ型熱電半導体素子３１Ｐと、ｎ型熱電半導体素子３１Ｎと、第１電極３と、第２電極４と、第１基板５と、第２基板６とを有する。第１電極３は、第１基板５に配置される。第２電極４は、第２基板６に配置される。第１基板５の表面及び第２基板６の表面のそれぞれにおいて、ｐ型熱電半導体素子３１Ｐとｎ型熱電半導体素子３１Ｎとは、交互に配置される。第１電極３は、ｐ型熱電半導体素子３１Ｐ及びｎ型熱電半導体素子３１Ｎのそれぞれに接続される。第２電極４は、ｐ型熱電半導体素子３１Ｐ及びｎ型熱電半導体素子３１Ｎのそれぞれに接続される。ｐ型熱電半導体素子３１Ｐの一方の端部及びｎ型熱電半導体素子３１Ｎの一方の端部は、第１電極３に接続される。ｐ型熱電半導体素子３１Ｐの他方の端部及びｎ型熱電半導体素子３１Ｎの他方の端部は、第２電極４に接続される。

　ｐ型熱電半導体素子３１Ｐ及びｎ型熱電半導体素子３１Ｎのそれぞれは、例えばＢｉＴｅ系熱電材料を含む。第１基板５及び第２基板６のそれぞれは、セラミックス又はポリイミドのような電気絶縁材料によって形成される。

　第１基板５は、端面３１１を有する。第２基板６は、端面３１２を有する。第１基板５が加熱されることによって、ｐ型熱電半導体素子３１Ｐ及びｎ型熱電半導体素子３１Ｎのそれぞれの一方の端部と他方の端部との間に温度差が与えられる。ｐ型熱電半導体素子３１Ｐの一方の端部と他方の端部との間に温度差が与えられると、ｐ型熱電半導体素子３１Ｐにおいて正孔が移動する。ｎ型熱電半導体素子３１Ｎの一方の端部と他方の端部との間に温度差が与えられると、ｎ型熱電半導体素子３１Ｎにおいて電子が移動する。ｐ型熱電半導体素子３１Ｐとｎ型熱電半導体素子３１Ｎとは第１電極３及び第２電極４を介して接続される。正孔と電子とによって第１電極３と第２電極４との間に電位差が発生する。第１電極３と第２電極４との間に電位差が発生することにより、熱電発電モジュール３１は発電する。第１電極３にリード線７が接続される。熱電発電モジュール３１は、リード線７を介して電力を出力する。

［電源装置］
　図３は、実施形態に係る電源装置３０を模式的に示す図である。図３に示すように、電源装置３０は、熱電発電モジュール３１と、電源切換部３２と、電源蓄電部３３とを有する。

　熱電発電モジュール３１は、ゼーベック効果を利用して発電する。熱電発電モジュール３１が発電した電力は、昇圧部（不図示）により昇圧された後、電源切換部３２に供給される。

　電源切換部３２は、熱電発電モジュール３１が発電した電力が電源蓄電部３３に供給される蓄電状態と電源蓄電部３３に蓄えられた電力が負荷Ｃに供給される供給状態とを切り換えるように作動する。

　電源切換部３２は、電源蓄電部３３の蓄電状態を監視し、電源蓄電部３３の蓄電量が規定値に達したときに、蓄電状態から供給状態に切り換える。

　電源切換部３２は、電気ライン８２を介して、電源蓄電部３３に接続される。電源切換部３２は、電源ライン８０を介して、負荷Ｃに接続される。また、電源切換部３２は、制御ライン９０を介して、マイクロコンピュータ４０に接続される。制御ライン９０は、マイクロコンピュータ４０から電源装置３０に制御信号を伝送する。マイクロコンピュータ４０から出力された制御信号は、制御ライン９０を介して、電源切換部３２に送信される。電源切換部３２は、マイクロコンピュータ４０により制御される。

　熱電発電モジュール３１が発電すると、矢印Ｒ１で示すように、電源切換部３２は、熱電発電モジュール３１が発電した電力が電気ライン８２を介して電源蓄電部３３に供給されるように作動する。電源蓄電部３３は、熱電発電モジュール３１が発電した電力を蓄える。

　電源蓄電部３３の蓄電量が規定値以上になると、電源蓄電部３３は、電力を放出する。矢印Ｒ２で示すように、電源蓄電部３３から放出された電力は、電源ライン８０を介して、負荷Ｃに供給される。負荷Ｃは、電源蓄電部３３から供給された電力を消費する。

　電源蓄電部３３が電力を放出した後、矢印Ｒ１で示すように、電源切換部３２は、熱電発電モジュール３１が発電した電力が電気ライン８２を介して電源蓄電部３３に供給されるように作動する。電源蓄電部３３は、熱電発電モジュール３１が発電した電力を再び蓄える。

　電源蓄電部３３の蓄電量が規定値以上になると、電源蓄電部３３は、電力を放出する。矢印Ｒ２で示すように、電源蓄電部３３から放出された電力は、電源ライン８０を介して、負荷Ｃに再び供給される。負荷Ｃは、電源蓄電部３３から供給された電力を消費する。

　このように、熱電発電モジュール３１が発電した電力が電源蓄電部３３に供給される蓄電状態と、電源蓄電部３３に蓄えられた電力が負荷Ｃに供給される供給状態とが繰り返される。電源蓄電部３３の蓄電は、間欠的に実施される。負荷Ｃに対する電力の供給は、間欠的に実施される。

　供給状態においては、熱電発電モジュール３１と電源蓄電部３３と負荷Ｃとが接続される。

　蓄電状態においては、電源装置３０（電源蓄電部３３）から負荷Ｃに対する電力の供給が停止される。すなわち、蓄電状態においては、負荷Ｃはオフ状態になる。

　電源装置３０から負荷Ｃに対する電力の供給が停止され、負荷Ｃがオフ状態になった後において、負荷Ｃ、電源ライン８０、及び制御ライン９０の少なくとも一部に残留電荷が存在すると、負荷Ｃが誤作動する可能性がある。

　実施形態において、残留電荷除去装置７０は、供給状態から蓄電状態に切り換えられたときに、残留電荷を除去するように作動する。

［残留電荷除去装置］
　図４は、実施形態に係る熱電発電装置１のハードウエアの要部を示す構成図である。図４に示すように、熱電発電装置１は、熱電発電モジュール３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２０と、電源コンデンサ３３０と、マイクロコンピュータ４０と、残留電荷除去装置７０とを備える。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ３２０は、熱電発電モジュール３１、電源コンデンサ３３０、及びマイクロコンピュータ４０のそれぞれと接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２０は、電源コンデンサ３３０とマイクロコンピュータ４０との間に配置される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２０は、電気ライン８２を介して、電源コンデンサ３３０と接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２０は、電源ライン８０を介して、マイクロコンピュータ４０と接続される。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ３２０は、スイッチ３２１と、スイッチ制御端子３２２とを有する。

　スイッチ３２１は、電源コンデンサ３３０とマイクロコンピュータ４０とが通電可能な通電可能状態と通電不可能な通電不可能状態とを切り換える。スイッチ３２１がオン状態になることにより、電源コンデンサ３３０とマイクロコンピュータ４０とは通電可能状態になる。スイッチ３２１がオフ状態になることにより、電源コンデンサ３３０とマイクロコンピュータ４０とは通電不可能状態になる。

　スイッチ制御端子３２２は、スイッチ３２１を制御する。スイッチ制御端子３２２は、マイクロコンピュータ４０により制御される。スイッチ制御端子３２２は、Ｈｉｇｈレベル及びＬｏｗレベルのいずれか一方に設定される。スイッチ制御端子３２２がＨｉｇｈレベルのとき、スイッチ３２１のオン状態が維持される。

　電源コンデンサ３３０は、熱電発電モジュール３１が発電した電力を蓄える。電源コンデンサ３３０の蓄電量が規定値未満の場合、スイッチ３２１は、オフ状態になる。電源コンデンサ３３０の蓄電量が規定値以上の場合、スイッチ３２１は、オン状態になる。

　スイッチ３２１がオン状態になることにより、電源コンデンサ３３０とマイクロコンピュータ４０とが通電可能状態になる。電源コンデンサ３３０とマイクロコンピュータ４０とが通電可能状態になることにより、電源コンデンサ３３０に蓄えられた電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２０及び電源ライン８０を介して、マイクロコンピュータ４０に供給される。

　マイクロコンピュータ４０は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ：Micro　Processing　Unit）を含む。マイクロコンピュータ４０は、電源コンデンサ３３０から供給された電力に基づいて駆動する。マイクロコンピュータ４０が駆動状態であることは、マイクロコンピュータ４０に電力が供給されている状態であることを意味する。マイクロコンピュータ４０が停止状態であることは、マイクロコンピュータ４０に電力が供給されていない状態であることを意味する。

　マイクロコンピュータ４０は、ビジー端子４４０を有する。マイクロコンピュータ４０が駆動状態において、ビジー端子４４０は、Ｈｉｇｈレベルに設定される。マイクロコンピュータ４０が停止状態において、ビジー端子４４０は、Ｌｏｗレベルに設定される。

　ビジー端子４４０がＨｉｇｈレベルに設定されることにより、スイッチ制御端子３２２がＨｉｇｈレベルに設定され、スイッチ３２１のオン状態が維持される。

　残留電荷除去装置７０は、コンデンサ７１０と、第１トランジスタ７２０と、第２トランジスタ７３０とを有する。

　ビジー端子４４０とコンデンサ７１０との間にダイオードＤ１が配置される。ビジー端子４４０がＨｉｇｈレベルに設定されることにより、電源コンデンサ３３０からマイクロコンピュータ４０を介してコンデンサ７１０に電力が供給される。すなわち、ビジー端子４４０がＨｉｇｈレベルに設定されることにより、コンデンサ７１０が蓄電される。ビジー端子４４０がＬｏｗレベルに設定されることにより、ビジー端子４４０はグランドＧＮＤに接続される。

　第１トランジスタ７２０は、電源ライン８０に接続される。電源ライン８０にダイオードＤ３が配置される。第１トランジスタ７２０は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field　Effect　Transistor）である。実施形態において、第１トランジスタ７２０は、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ（N-channel　Metal　Oxide　Semiconductor　Field　Effect　Transistor）である。

　コンデンサ７１０から第１トランジスタ７２０に電力が供給されることにより、第１トランジスタ７２０は、オン状態になる。第１トランジスタ７２０がオン状態になることにより、電源ライン８０とグランドＧＮＤとが第１トランジスタ７２０を介して通電可能状態になる。電源ライン８０とグランドＧＮＤとが通電可能状態になることにより、電源ライン８０の残留電荷がグランドＧＮＤに放出される。すなわち、電源ライン８０の残留電荷が除去される。

　第２トランジスタ７３０は、マイクロコンピュータ４０に接続される。第２トランジスタ７３０とグランドＧＮＤとの間にダイオードＤ２が配置される。第２トランジスタ７３０は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field　Effect　Transistor）である。実施形態において、第２トランジスタ７３０は、Ｐチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ（P-channel　Metal　Oxide　Semiconductor　Field　Effect　Transistor）である。ビジー端子４４０がＨｉｇｈレベルに設定されることにより、第２トランジスタ７３０は、オフ状態になる。ビジー端子４４０がＬｏｗレベルに設定されることにより、第２トランジスタ７３０は、オン状態になる。すなわち、第２トランジスタ７３０は、マイクロコンピュータ４０が駆動状態のときにオフ状態になり、マイクロコンピュータ４０が停止状態のときにオン状態になる。

　第２トランジスタ７３０がオン状態になることにより、コンデンサ７１０と第１トランジスタ７２０とが第２トランジスタ７３０を介して通電可能状態になる。コンデンサ７１０と第１トランジスタ７２０とが通電可能状態になることにより、コンデンサ７１０に蓄えられていた電力（電荷）が第１トランジスタ７２０に供給される。コンデンサ７１０から第１トランジスタ７２０に電力が供給されることにより、第１トランジスタ７２０は、オン状態になる。

　図５は、実施形態に係る熱電発電装置１を示すブロック図である。図５に示すように、熱電発電装置１は、電源装置３０と、マイクロコンピュータ４０と、センサ５０と、無線通信機６０と、残留電荷除去装置７０とを備える。

　電源装置３０は、熱電発電モジュール３１と、電源切換部３２と、電源蓄電部３３とを有する。

　電源切換部３２は、図４を参照して説明したＤＣ／ＤＣコンバータ３２０を含む。電源切換部３２は、熱電発電モジュール３１が発電した電力が電源蓄電部３３に供給される蓄電状態と電源蓄電部３３に蓄えられた電力が対象に供給される供給状態とを切り換えるように作動する。

　電源切換部３２は、電源蓄電部３３の蓄電量が規定値未満のときに蓄電状態になり、電源蓄電部３３の蓄電量が規定値以上のときに供給状態になるように作動する。電源蓄電部３３の蓄電量が規定値未満から規定値以上になったときに、電源切換部３２のスイッチ３２１がオン状態になる。スイッチ３２１がオン状態になることにより、電源蓄電部３３とマイクロコンピュータ４０とが通電可能状態になる。

　マイクロコンピュータ４０は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ：Micro　Processing　Unit）を含む。マイクロコンピュータ４０は、検出データ取得部４１と、通信制御部４２と、電源制御部４３と、除去制御部４４とを有する。

　検出データ取得部４１は、センサ５０の検出データを取得する。通信制御部４２は、無線通信機６０を制御する。通信制御部４２は、センサ５０の検出データが管理コンピュータ１００に送信されるように、無線通信機６０を制御する。

　電源制御部４３は、電源切換部３２を制御する制御信号を出力する。マイクロコンピュータ４０から電源装置３０に制御信号を伝送する制御ライン９０が設けられる。電源制御部４３から出力された制御信号は、制御ライン９０を介して、電源切換部３２に送信される。

　除去制御部４４は、残留電荷除去装置７０を制御する制御信号を出力する。

　残留電荷除去装置７０は、蓄電部７１と、第１切換部７２と、第２切換部７３とを有する。

　蓄電部７１は、電力（電荷）を蓄える。蓄電部７１は、図４を参照して説明したコンデンサ７１０を含む。蓄電部７１は、電源装置３０（電源蓄電部３３）から電源ライン８０及びマイクロコンピュータ４０を介して供給された電力を蓄える。

　第１切換部７２は、電源装置３０から電力が供給される対象に接続される。実施形態において、第１切換部７２は、電源ライン８０及び制御ライン９０のそれぞれに接続される。第１切換部７２は、接続ライン７４を介して、電源ライン８０に接続される。第１切換部７２は、接続ライン７５を介して、制御ライン９０に接続される。

　第１切換部７２は、蓄電部７１から電力が供給されることにより、電源ライン８０の残留電荷及び制御ライン９０の残留電荷が除去されるように作動する。第１切換部７２は、グランドＧＮＤに接続される。第１切換部７２は、蓄電部７１から電力が供給されることにより、電源ライン８０の残留電荷及び制御ライン９０の残留電荷がグランドＧＮＤに放出されるように作動する。

　第１切換部７２は、図４を参照して説明した第１トランジスタ７２０を含む。第１切換部７２は、蓄電部７１から電力が供給されることにより、電源ライン８０及び制御ライン９０のそれぞれとグランドＧＮＤとを接続するように、オン状態になる。第１切換部７２がオン状態になることにより、電源ライン８０の残留電荷及び制御ライン９０の残留電荷が、第１切換部７２を介してグランドＧＮＤに放出される。

　第２切換部７３は、電源装置３０から対象に対する電力の供給が停止したときに、蓄電部７１から第１切換部７２に電力が供給されるように作動する。実施形態において、第２切換部７３は、電源装置３０からマイクロコンピュータ４０及びセンサ５０に対する電力の供給が停止したときに、蓄電部７１から第１切換部７２に電力が供給されるように作動する。

　上述のように、電源切換部３２により、熱電発電モジュール３１が発電した電力が電源蓄電部３３に供給される蓄電状態と電源蓄電部３３に蓄えられた電力がマイクロコンピュータ４０及びセンサ５０に供給される供給状態とが切り換えられる。第２切換部７３は、供給状態から蓄電状態に切り換えられたときに、蓄電部７１から第１切換部７２に電力が供給されるように作動する。

　第２切換部７３は、図４を参照して説明した第２トランジスタ７３０を含む。第２切換部７３は、電源蓄電部３３からマイクロコンピュータ４０に対する電力の供給が停止されることにより、蓄電部７１と第１切換部７２とを接続するように、オン状態になる。第２切換部７３がオン状態になることにより、蓄電部７１の電力が第２切換部７３を介して第１切換部７２に供給される。第１切換部７２は、蓄電部７１から電力が供給されることによりオン状態になる。第１切換部７２がオン状態になることにより、電源ライン８０の残留電荷及び制御ライン９０の残留電荷が、第１切換部７２を介してグランドＧＮＤに放出される。

［動作］
　図６は、実施形態に係る熱電発電装置１の動作を示すフローチャートである。熱電発電モジュール３１が発電した電力は、電源蓄電部３３に供給される。電源蓄電部３３は、熱電発電モジュール３１が発電した電力を蓄える（ステップＳ１）。

　電源蓄電部３３の蓄電量が規定値未満である場合、電源切換部３２のスイッチ制御端子３２２は、Ｌｏｗレベルであり、電源切換部３２のスイッチ３２１は、オフ状態である。電源蓄電部３３の蓄電量が規定値未満である場合、熱電発電モジュールが発電した電力が電源蓄電部３３に供給される蓄電状態が維持される。

　電源蓄電部３３蓄電量が規定値未満から規定値以上になると、蓄電状態から供給状態に切り換わる。すなわち、電源蓄電部３３蓄電量が規定値以上である場合、電源切換部３２のスイッチ３２１がオン状態になり、電源蓄電部３３に蓄えられた電力がマイクロコンピュータ４０及びセンサ５０を含む負荷Ｃに供給される（ステップＳ２）。

　マイクロコンピュータ４０に電力が供給されることにより、マイクロコンピュータ４０のビジー端子４４０は、Ｈｉｇｈレベルに設定される。ビジー端子４４０がＨｉｇｈレベルに設定されることにより、電源切換部３２のスイッチ制御端子３２２がＨｉｇｈレベルに設定され、電源切換部３２のスイッチ３２１のオン状態が維持される。

　マイクロコンピュータ４０及びセンサ５０に電力が供給されると、マイクロコンピュータ４０及びセンサ５０のそれぞれは駆動する（ステップＳ３）。

　マイクロコンピュータ４０及びセンサ５０のそれぞれは、規定の処理を実施する。センサ５０は、機器Ｂの状態を検出する。検出データ取得部４１は、センサ５０の検出データを取得する。通信制御部４２は、無線通信機６０を制御して、センサ５０の検出データを管理コンピュータ１００に送信する。

　また、マイクロコンピュータ４０が駆動すると、電源装置３０からの電力がマイクロコンピュータ４０を介して蓄電部７１に供給される。蓄電部７１は、電源装置３０からマイクロコンピュータ４０を介して供給された電力を蓄える（ステップＳ４）。

　マイクロコンピュータ４０及びセンサ５０のそれぞれの処理が終了すると、電源制御部４３は、供給状態から蓄電状態に切り換わるように、電源切換部３２に制御信号を出力する。電源制御部４３から出力された制御信号は、制御ライン９０を介して、電源切換部３２に伝送される（ステップＳ５）。

　実施形態において、マイクロコンピュータ４０及びセンサ５０のそれぞれの処理が終了すると、ビジー端子４４０は、Ｌｏｗレベルに設定される。ビジー端子４４０がＬｏｗレベルに設定されると、スイッチ制御端子３２２をＬｏｗレベルにするための制御信号が電源制御部４３から電源切換部３２に出力される。スイッチ制御端子３２２をＬｏｗレベルにするための制御信号は、供給状態から蓄電状態に切り換えるための制御信号に相当する。スイッチ制御端子３２２がＬｏｗレベルに設定されると、電源切換部３２のスイッチ３２１がオフ状態になり、供給状態から蓄電状態に切り換わる。

　蓄電状態においては、マイクロコンピュータ４０及びセンサ５０に対する電力の供給が停止される。マイクロコンピュータ４０及びセンサ５０はオフ状態になる（ステップＳ６）。

　マイクロコンピュータ４０及びセンサ５０に対する電力の供給が停止されると、第２切換部７３は、蓄電部７１から第１切換部７２に電力が供給されるように作動する（ステップＳ７）。

　実施形態において、ビジー端子４４０がＬｏｗレベルに設定されると、第２切換部７３は、オン状態になる。第２切換部７３がオン状態になると、蓄電部７１の電力は、第２切換部７３を介して、第１切換部７２に供給される。蓄電部７１の電力が第１切換部７２に供給されることにより、第１切換部７２は、オン状態なる（ステップＳ８）。

　第１切換部７２がオン状態になることにより、電源ライン８０とグランドＧＮＤとが第１切換部７２を介して通電可能状態になる。これにより、電源ライン８０に存在する残留電荷は、第１切換部７２を介して、グランドＧＮＤに放出される。すなわち、電源ライン８０の残留電荷が除去される（ステップＳ９）。

　ステップＳ１からステップＳ９の処理が繰り返される。すなわち、熱電発電モジュール３１が発電した電力で電源蓄電部３３を蓄電する動作と、電源蓄電部３３に蓄えられた電力を負荷Ｃに供給する動作と、残留電荷を除去する動作とが繰り返される。

［効果］
　以上説明したように、実施形態によれば、残留電荷除去装置７０により、電源装置３０から対象に対する電力の供給が停止された状態において、対象に存在する残留電荷が円滑に除去される。電源装置３０から対象に対する電力の供給が停止されると、蓄電部７１に蓄えられていた電力が第１切換部７２に供給されるように、第２切換部７３が作動する。これにより、電源装置３０からの電力の供給が停止されても、第１切換部７２は、蓄電部７１から供給された電力に基づいて、オン状態になることができる。第１切換部７２がオン状態になることにより、対象の残留電荷は、第１切換部７２を介して、グランドＧＮＤに放出される。したがって、対象に存在する残留電荷は、円滑に除去される。

　蓄電部７１は、電源装置３０からマイクロコンピュータ４０を介して供給された電力を蓄える。これにより、電源装置３０からの電力が蓄電部７１に効率良く蓄えられる。

　熱電発電モジュール３１が発電した電力が電源蓄電部３３に供給される蓄電状態と、電源蓄電部３３に蓄えられた電力が負荷Ｃに供給される供給状態とが繰り返される。実施形態において、電源蓄電部３３の蓄電が間欠的に実施され、センサ５０の検出データの送信が間欠的に実施される。供給状態から蓄電状態に切り換えられたときに、残留電荷除去装置７０により残留電荷が除去される。そのため、センサ５０の誤作動及び無線通信機６０の誤作動が抑制される。したがって、機器Ｂの状態の検出データが管理コンピュータ１００に適切に送信される。

［その他の実施形態］
　上述の実施形態において、第１切換部７２は、電源ライン８０及び制御ライン９０のそれぞれに接続されることとした。これにより、電源ライン８０の残留電荷及び制御ライン９０の残留電荷が円滑に除去される。なお、第１切換部７２は、電源ライン８０に接続され、制御ライン９０に接続されなくてもよい。また、第１切換部７２は、負荷Ｃに接続されてもよい。すなわち、第１切換部７２は、マイクロコンピュータ４０、センサ５０、及び無線通信機６０の少なくとも一つに接続されてもよい。

　上述の実施形態において、蓄電部７１は、電源装置３０からマイクロコンピュータ４０を介して供給された電力を蓄えることとした。電源装置３０から出力された電力は、マイクロコンピュータ４０を介さずに、蓄電部７１に供給されてもよい。

　１…熱電発電装置、２…伝熱部材、３…第１電極、４…第２電極、５…第１基板、６…第２基板、７…リード線、１０…第１ハウジング、１１…受熱部、１２…放熱部、１３…周壁部、２０…第２ハウジング、３０…電源装置、３１…熱電発電モジュール、３１１…端面、３１２…端面、３１Ｐ…ｐ型熱電半導体素子、３１Ｎ…ｎ型熱電半導体素子、３２…電源切換部、３３…電源蓄電部、４０…マイクロコンピュータ、４１…検出データ取得部、４２…通信制御部、４３…電源制御部、４４…除去制御部、５０…センサ、６０…無線通信機、７０…残留電荷除去装置、７１…蓄電部、７２…第１切換部、７３…第２切換部、７４…接続ライン、７５…接続ライン、８０…電源ライン、８２…電気ライン、９０…制御ライン、１００…管理コンピュータ、３２０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３２１…スイッチ、３２２…スイッチ制御端子、３３０…電源コンデンサ、４４０…ビジー端子、７１０…コンデンサ、７２０…第１トランジスタ、７３０…第２トランジスタ、Ｂ…機器、Ｃ…負荷。

Claims

　蓄電部と、
　電源装置から電力が供給される対象に接続され、前記蓄電部から電力が供給されることにより、前記対象の残留電荷が除去されるように作動する第１切換部と、
　前記対象に対する電力の供給が停止したときに、前記蓄電部から前記第１切換部に電力が供給されるように作動する第２切換部と、を備える、
　残留電荷除去装置。
　前記蓄電部は、前記電源装置から前記対象を介して供給された電力を蓄える、
　請求項１に記載の残留電荷除去装置。
　前記対象は、前記電源装置から供給された電力を消費する負荷及び前記電源装置から前記負荷に電力を伝送する電源ラインの少なくとも一方を含む、
　請求項１又は請求項２に記載の残留電荷除去装置。
　前記対象は、前記電源装置から供給された電力を消費するコンピュータを含む、
　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の残留電荷除去装置。
　前記コンピュータから前記電源装置に制御信号を伝送する制御ラインが設けられ、
　前記第１切換部は、前記制御ラインの残留電荷が除去されるように作動する、
　請求項４に記載の残留電荷除去装置。
　前記電源装置は、熱電発電モジュールと、電源切換部と、電源蓄電部と、を有し、
　前記電源切換部は、前記熱電発電モジュールが発電した電力が前記電源蓄電部に供給される蓄電状態と前記電源蓄電部に蓄えられた電力が前記対象に供給される供給状態とを切り換えるように作動し、
　前記第２切換部は、前記供給状態から前記蓄電状態に切り換えられたときに、前記蓄電部から前記第１切換部に電力が供給されるように作動する、
　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の残留電荷除去装置。