[发明专利]电压变换电路及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及将电源的输出电压降压成针对负荷电路的供给电压的电压变换电路、以及包括该电压变换电路的电子设备。

背景技术

当今的节能大潮使得不依赖化石燃料等的日常存在的自然能源受到关注。基于作为自然能源的太阳能和风力等的发电电能已广为公知，关于具有不劣于这些能源的能量密度的自然能源，能够举出存在于日常生活中的振动能。另外，为了将来自利用该振动能进行发电的发电装置的电力提供给负荷电路，过去在研究将电压变换为适合于该负荷电路的供给电压的电路中的变换效率的提高。

例如，由于该振动发电装置具有的输出阻抗而难以实现预期的压降，鉴于此公开了抑制电压变换效率的下降的技术(参照专利文献1)。在该技术中，设计将多个电容器与电源电路及负荷电路的连接状态切换为串联连接和并联连接的开关电路，根据来自电源电路的输入电压及其频率，控制开关电路中的电容器的连接数。另外，关于用于利用振动振幅较小的振动有效地进行发电的技术，公开了专利文献2所述的技术。在该技术中，根据振动的周期进行用于控制来自振动发电装置的电力输出的开关的接通、断开控制，由此使电力的输出周期变动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－124807号公报

专利文献2：日本特开2005－130624号公报

专利文献3：日本特开2005－198453号公报

发明内容

发明要解决的问题

在对被串联连接的多个电容器一次充电交流电源的输出电压，然后将这些电容器的充电电能同时提供给与各电容器并联连接的负荷电路的情况下，从交流电源直接接受电力供给的多个电容器的数量是固定的。但是，在交流电源例如振动发电装置那样将来自外部的能量变换为电力的装置中，其输出电压不是始终固定的，而是由于各种原因在变动。如果将接受电力供给的电容器数量设为固定的数量，在交流电源的输出电压相对于假定的电压而变动时，将难以维持良好的电力供给效率。

本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种电压变换电路，尽可能地使将电源的输出电压降压为针对负荷电路的供给电压时的电压变换效率成为最佳的状态。

用于解决问题的手段

本发明为了解决上述问题，在被设于电源和负荷电路之间的电压变换电路中，设计被从电源进行充电的多个一次电容器，并且将被充电成比二次电容器的充电电压高的状态的一次电容器分别独立地与二次电容器连接，由此能够以良好的效率进行对二次电容器的充电。另外，以这种两个阶段的电容器结构为前提，并采用以能够从电源进行电力供给的方式调整相对于电源被串联连接的一次电容器的数量的结构，由此实现电压变换电路整体的效率提高。

具体而言，本发明的电压变换电路具有：多个一次电容器，它们从电源进行充电；二次电容器，其与所述多个一次电容器分别并联连接，并能够通过针对负荷电路的供给电压进行充电；多个开关电路，它们分别对应于所述多个一次电容器而设置，切换该一次电容器和所述二次电容器的连接状态；连接控制电路，其将充电电压达到了比所述二次电容器的充电电压高的规定的连接电压的所述一次电容器分别通过对应的所述开关电路依次与所述二次电容器连接；以及调整电路，其调整所述电源与所述多个一次电容器的连接状态，使得该多个一次电容器中所包含的至少一部分一次电容器相对于所述电源成为串联连接状态，以将从该电源向该多个一次电容器侧的电力供给效率维持为规定的效率。

在所述电压变换电路中，从电源向多个一次电容器进行充电，各个一次电容器的充电电压是根据各一次电容器的容量而将电源的输出电压进行分配及划分得到的电压。另外，多个一次电容器各自的容量可以全部相同，也可以是其中一部分或者全部的一次电容器的容量彼此不同。此处所讲的电容器容量的“相同”是指所谓的公称值，并非考虑了基于电容器的个体差异的容量偏差的值。

另外，多个一次电容器中的各个一次电容器和二次电容器分别通过与各一次电容器对应的开关电路而连接。即，各一次电容器通过对应的开关电路独立地与二次电容器连接或者被断开。另外，在本发明的电压变换电路中，二次电容器也可以是包括一个电容器或者多个电容器而形成的。重要的是，只要是二次电容器通过开关电路与多个一次电容器中的各个一次电容器连接或者被断开的结构即可，也可以适当采用形成二次电容器自身的电容器的数量和该电容器彼此的连接方式。