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IMPEDANCE ADJUSTMENT CIRCUIT, POWER CONVERSION ELEMENT, AND POWER SUPPLY ELEMENT

Foreign code F200010002
File No. (S2018-0564-N0)
Posted date Jan 29, 2020
Country WIPO
International application number 2019JP016863
International publication number WO 2019203355
Date of international filing Apr 19, 2019
Date of international publication Oct 24, 2019
Priority data
  • P2018-081478 (Apr 20, 2018) JP
Title IMPEDANCE ADJUSTMENT CIRCUIT, POWER CONVERSION ELEMENT, AND POWER SUPPLY ELEMENT
Abstract An adjustment circuit 9 is connected between a power generation circuit 8 that converts environmental energy into electrical power and a power conversion circuit 11 that converts the power generation circuit 8 electrical power into a desired form. The adjustment circuit 9 is provided with a first circuit part 13 and a second circuit part 14. The first circuit part 13 has an input 9a connected to the power generation circuit 8 and an output 9c connected to the power conversion circuit 11. The second circuit unit 14 has a connection point P1 connected to the first circuit part 13, a grounding point P2 connected to a ground potential (GND), and a capacitor C connected between the connection point P1 and the grounding point P2. The size of an output resistance 14R included in the second circuit part 14 is smaller than the size of an output resistance 8R included in the power generation circuit 8. The capacitor C is charged with the electrical power outputted from the power generation circuit 8, and outputs the charged electrical power to the power conversion circuit 11.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
May be used up to now is not a technology environment energy has attracted attention. Environmental energy is a technology, referred to as energy harvesting. Non-Patent Document 1 is, the basic energy harvesting system is disclosed. The system of the non-patent document 1, micro, energy, and transducer, the frequency converter, and a control device, the application, unit, has. Environmental energy, microwave, energy, is converted into electric power by the transducer. This power is, the frequency converter are converted into desired voltage and frequency. Sensor applications such as, unit, power supplied from the frequency converter is received, to perform the desired operations. The control device, performs a control operation necessary for these elements. Patent Document 1 is, the vibration of the piezoelectric elements for power generation is disclosed. The technique of Patent Document 1, for power generation to note that the output resistance of the oscillating piezoelectric element. The technique of Patent Document 1, adjusting the impedance to the load.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
 外部エネルギを電力に変換すると共に前記電力を出力する発電回路と、前記発電回路が発生する前記電力を所望の態様に変換する電力変換回路と、の間に接続されるインピーダンス調整回路であって、
 前記発電回路に接続される入力端と前記電力変換回路に接続される出力端とを有する第1回路部と、
 前記第1回路部に接続される接続点、接地電位に接続される接地点並びに前記接続点及び前記接地点の間に接続されるキャパシタを有する第2回路部と、を備え、
 前記第2回路部が含む出力抵抗の大きさは、前記発電回路が含む出力抵抗の大きさより小さく、
 前記キャパシタは、前記発電回路から出力される電力を充電すると共に、充電した前記電力を前記電力変換回路に出力する、インピーダンス調整回路。

[請求項2]
 外部エネルギを電力に変換すると共に前記電力を出力する発電回路を含む発電素子に接続される電力変換素子であって、
 前記発電回路が発生する前記電力を所望の態様に変換する電力変換回路と、
 前記発電回路と前記電力変換回路との間に接続されるインピーダンス調整回路と、を備え、
 前記インピーダンス調整回路は、
  前記発電回路に接続される入力端と前記電力変換回路に接続される出力端とを有する第1回路部と、
  前記第1回路部に接続される接続点、接地電位に接続される接地点並びに前記接続点及び前記接地点の間に接続されるキャパシタを有する第2回路部と、を有し、
  前記第2回路部が含む出力抵抗の大きさは、前記発電回路が含む出力抵抗の大きさより小さく、
 前記キャパシタは、前記発電回路から出力される電力を充電すると共に、充電した前記電力を前記電力変換回路に出力する、電力変換素子。

[請求項3]
 前記電力変換回路の動作を開始及び停止させる制御部をさらに備え、
 前記電力変換回路の動作停止により、前記キャパシタへの充電が行われ、
 前記電力変換回路の動作開始により、前記キャパシタの放電が行われる、請求項2に記載の電力変換素子。

[請求項4]
 前記制御部は、前記インピーダンス調整回路から前記電力変換回路へ提供される電圧の大きさに基づいて、前記電力変換回路の動作開始及び動作停止を制御する、請求項3に記載の電力変換素子。

[請求項5]
 前記制御部は、所定の時間が経過するごとに、前記電力変換回路の動作の開始と動作の停止とを相互に切り替える、請求項3に記載の電力変換素子。

[請求項6]
 前記第1回路部は、前記入力端に接続された第1スイッチと、前記第1スイッチ及び前記出力端に接続された第2スイッチと、を有し、
 前記第2回路部は、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチに接続された前記接続点と、前記接続点及び前記接地点に接続された前記キャパシタと、を有し、
 前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを制御する制御部をさらに備え、
 前記制御部は、
  前記第1スイッチを制御して前記入力端を前記キャパシタに接続すると共に、前記第2スイッチを制御して前記出力端を前記キャパシタから切断する充電動作と、
  前記第1スイッチを制御して前記入力端を前記キャパシタから切断すると共に、前記第2スイッチを制御して前記出力端を前記キャパシタに接続する放電動作と、を相互に切り替える、請求項2に記載の電力変換素子。

[請求項7]
 前記制御部は、前記インピーダンス調整回路から前記電力変換回路へ提供される電圧の大きさに基づいて、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの動作を制御する、請求項6に記載の電力変換素子。

[請求項8]
 前記制御部は、所定の時間が経過するごとに、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの動作を制御する、請求項6に記載の電力変換素子。

[請求項9]
 前記電力変換回路は、第1電力変換回路であり、
 前記発電回路が発生する前記電力を所望の態様に変換する、前記第1電力変換回路とは別の第2電力変換回路と、
 前記第1電力変換回路及び前記第2電力変換回路の動作を制御する制御部をさらに備え、
 前記第2電力変換回路は、前記インピーダンス調整回路及び前記第1電力変換回路に対して並列に設けられ、
 前記第2電力変換回路の入力インピーダンスは、前記第1電力変換回路の入力インピーダンスよりも前記発電回路の出力インピーダンスに近く、
 前記制御部は、前記第2電力変換回路から電力を得たのちに、前記第1電力変換回路から電力を得る、請求項2に記載の電力変換素子。

[請求項10]
 外部エネルギを電力に変換すると共に前記電力を出力する発電回路と、
 前記発電回路が発生する前記電力を所望の態様に変換する電力変換回路と、
 前記発電回路と前記電力変換回路との間に接続されるインピーダンス調整回路と、を備え、
 前記インピーダンス調整回路は、
  前記発電回路に接続される入力端と前記電力変換回路に接続される出力端とを有する第1回路部と、
  前記第1回路部に接続される接続点、接地電位に接続される接地点並びに前記接続点及び前記接地点の間に接続されるキャパシタを有する第2回路部と、を有し、
  前記第2回路部が含む出力抵抗の大きさは、前記発電回路が含む出力抵抗の大きさより小さく、
 前記キャパシタは、前記発電回路から出力される電力を充電すると共に、充電した前記電力を前記電力変換回路に出力する、電源素子。

[請求項11]
 負荷素子に接続される電源素子であって、
 外部エネルギを電力に変換すると共に前記電力を出力する発電回路と、
 前記発電回路が発生する前記電力を所望の態様に変換する電力変換回路と、
 前記発電回路に接続される入力端と前記電力変換回路に接続される出力端とを有する第1回路部と、前記第1回路部に接続される接続点、接地電位に接続される接地点並びに前記接続点及び前記接地点の間に接続されるキャパシタを有する第2回路部と、を有するインピーダンス調整回路と、
 前記電力変換回路を制御する制御部と、を備え、
 前記制御部は、第1電圧よりも第2電圧が小さいとき、前記電力変換回路への入力電圧が前記第2電圧よりも大きくなるように前記電力変換回路の動作を制御し、
 前記第1電圧は、前記負荷素子を駆動するために前記電力変換回路に要求される電圧を前記電力変換回路が出力可能な前記電力変換回路への入力電圧であり、
 前記第2電圧は、前記発電回路から前記電力変換回路への電力の移送効率が所望の値となる前記電力変換回路への入力電圧である、電源素子。

[請求項12]
 前記制御部は、前記第1電圧が前記第2電圧以上であるとき、前記電力変換回路への入力電圧が前記第2電圧となるように前記電力変換回路の動作を制御する請求項11に記載の電源素子。

[請求項13]
 前記制御部は、前記第1電圧よりも前記第2電圧が小さいときの前記キャパシタへの充電期間に対する前記キャパシタの放電期間の割合は、前記第1電圧が前記第2電圧以上であるときの前記キャパシタへの充電期間に対する前記キャパシタの放電期間の割合よりも小さい、請求項12に記載の電源素子。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • SHIZUOKA UNIVERSITY
  • Inventor
  • TANZAWA TORU
IPC(International Patent Classification)
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