[0042]压电元件11具有例如悬臂梁构造(悬臂构造)。即，压电元件11的一端是固定端，被安装于支承部13。支承部13被固定在励振器200上。压电元件11的另一端是自由端，安装有重物14。
[0043]通过励振器200对发电部I施加垂直方向(ζ方向)的振动(在图中由箭头ARl表示)。由此，重物14沿ζ方向振动(在图中由箭头AR2表示)ο以未被施加振动的状态下的重物14的位置为基准，用A ζ表示重物14的位移。压电体111随着重物14的振动而变形。结果，在上部电极112与下部电极113之间，通过压电效应产生与压电体111的变形量对应的电压Vp。
[0044]如图1所示，压电元件11由电压源V和电容器C并联连接而成的等效电路表示。电压源V产生电压Vp。电容器C相当于压电体111的电容分量。此外，压电元件11并不局限于由上述的等效电路表示的压电元件。
[0045]电感器L与电容器C并联连接。换言之，电容器C并联电连接于上部电极112与下部电极113之间。由此，电感器L与电容器C构成LC共振电路。
[0046]电压检测部2与电容器C并联连接。电压检测部2例如包括A/D转换器(未图示)。电压检测部2检测上部电极112与下部电极113之间的电压Vsw，并将检测到的电压Vsw的值输出到控制电路3。
[0047]控制电路3例如是微型计算机。控制电路3基于从电压检测部2接收到的电压Vsw的值，将导通信号S输出到开关SW。
[0048]开关SW与电感器L串联连接。开关SW响应于来自控制电路3的导通信号S，从断开状态切换为接通状态。
[0049 ]整流电路4与电容器C并联连接。整流电路4包括例如构成桥型全波整流电路的二极管Dl?D4 ο被整流电路4整流后的电压Vout输出至输出端子T1、T2间。
[0050]蓄电部5并联连接在输出端子Tl、T2间。蓄电部5积蓄被整流电路4整流后的电压。蓄电部5能够使用例如公知的二次电池、储能器(capacity)、或者电容器。
[0051]位移检测部6例如设置于重物14的ζ方向上方。位移检测部6以电学或者光学的方式测定重物14的位移Δ z，将位移Δ ζ的值输出至控制电路3。
[0052]例如，在压电元件11中，能够在上部电极112以及下部电极113的一部分设置切口部分。由此，上述切口部分与压电元件11的用于发电的部分电分离。伴随压电元件11进行振动，在上述切口部分出现与压电元件11中产生的形变对应的电压。通过检测该电压，能够代替压电元件11的位移的检测。另外，为了以光学方式测定位移A Z，例如也可以使用激光位移仪。
[0053]<控制电路进行的开关控制>
[0054]图4是用于对图1所示的控制电路3进行的开关控制加以说明的图。参照图4，横轴是时间轴。将开始对发电部I施加振动的时刻作为O。纵轴表不电压Vp、导通信号S、以及电压Vsw。图5是用于对图4所示的开关控制中的共振电路的共振进行说明的图。
[0055]参照图4以及图5，对发电部I施加例如正弦波的振动。由此，电压源V产生正弦波的电压Vp。此外，施加于发电部I的振动只要振动频率恒定并且具有极值即可，并不局限于正弦波，例如也可以是锯齿波。
[0056]在从时刻O到时刻11的期间，重物14向正的ζ方向位移。即，压电元件11向压电体111的上部电极112侧变为凹的方向变形(参照图5(A))。通过由压电体111的变形而产生的压电效应，正电荷积蓄于压电体111的上部电极112侧的表面，并且，负电荷积蓄于压电体111的下部电极113侧的表面。因此，电容器C的电压为正(参照图5(B))。
[0057]在时刻tl，重物14的位移Az的振幅最大。因此，电压Vsw取极大值。控制电路3从电压检测部2接受电压Vsw的值。控制电路3与电压Vsw取极值的时刻即电压Vp取极值的时刻同步地输出导通信号S。开关SW响应于导通信号S，从断开状态切换为接通状态。(参照图5(C))。
[0058]电感器L和电容器C构成LC共振电路。若开关SW成为接通状态，则LC共振电路进行共振，施加于电容器C的两端的电压反转而交替地取得正和负的状态。导通信号S仅在该LC共振电路的共振周期TLC的1/2的期间输出。其中，为了使电容器C的电压反转，只要导通信号被S输出的期间是共振周期TLC的1/2的奇数倍的期间即可。
[0059]在时刻(tl+TLC/2)，电容器C的电压为负(参照图5(D))。该状态与使开关SW刚刚成为接通状态之前的状态相比，对应于积蓄在压电体111的上部电极112侧的电荷与积蓄在下部电极113侧的电荷被调换的状态。在本说明书中，将压电体111的电荷分布通过控制电路3进行的开关控制而反转的现象称为电荷反转。时刻11的电荷反转前的电压V sw的振幅和时刻(tl+TLC/2)参照中的电荷反转后的电压Vsw的振幅在理想情况下相等。若导通信号S从控制电路3的输出结束，则开关SW从接通状态返回到断开状态(参照图5(F))。
[0060]在时刻t2，重物14向负的ζ方向位移。压电元件11向压电体111的下部电极113侧变为凹的方向变形(参照图5(G))。通过由压电体111的变形而产生的压电效应，新的负电荷积蓄于压电体111的上部电极112侧的表面，并且，新的正电荷积蓄于压电体111的下部电极113侧的表面(参照图5(H))。由此，时刻t2的电压Vsw的振幅大于时刻tl的电压Vsw的振幅。[0061 ] 控制电路3与电压Vsw取极小值的时刻同步地输出导通信号S。由于对时刻t2以后到时刻(t2+TLC/2)为止的期间中的LC共振电路的共振所产生的效果而言，虽然电荷的极性相反，但与在时刻tl以后到时刻(tl+TLC/2)为止的期间中的效果相等，所以不重复详细的说明。
[0062]在时刻t2以后到时刻t6为止的期间中，电压Vsw的振幅按每一个压电体111的振动的半周期而增加。由此，能够得到比电压源V产生的电压Vp高的电压Vsw。因此，与不执行开关控制的情况相比，由于能够增高电压Vout，所以能够增大发电装置100的发电量。
[0063]在时刻t6以后的期间中，电压Vsw的振幅的增加停止。其主要的原因是由开关SW的导通电阻引起的损失以及由电感器L的内部电阻引起的损失。增加停止的状态下的电压Vsw的振幅是时刻tl的电压Vsw的振幅的4?5倍左右。
[0064]LC共振电路的共振周期TLC与施加于发电部I的振动的周期相比十分短。因此，在例如压电体111向压电体111的上部电极112侧变为凹的方向变形的情况下，在电荷反转后，压电体111也依然是上部电极112侧为凹。若产生电荷反转，则在压电体111中通过逆压电效应而产生使其变形为下部电极113侧成为凹的力(参照图5(E))。即，该力的朝向是妨碍因从励振器200施加的振动引起的压电体111的变形的朝向。这样，在本说明书中，将发电部I的振动通过逆压电效应而衰减的效果称为由电荷反转引起的制动效果。
[0065]<由电荷反转引起的制动效果>
[0066]图6是表示重物14的位移Δζ的振幅的振动频率依存性的图。参照图6，横轴表示施加于发电部I的振动的振动频率f。纵轴表示重物14的位移△ ζ的振幅。
[0067]发电部I的固有振动频率f O例如是18Hz。在振动频率f与固有振动频率f O = 18Hz —致的情况下，位移A ζ的振幅取最大值600μπι。另一方面，在振动频率f与固有振动频率f0不同的情况下，例如振动频率f是15Hz的情况下，位移Az的振幅是40μπι。
[0068]这样，位移△ζ的振幅在施加于发电部I的振动的振动频率f与发电部I的固有振动频率f0—致的情况下显著较大。因此，也可认为为了得到最大的发电量，优选对发电部I施加固有