细的说明。
[0099]在时刻tl，控制电路3开始开关控制。时刻tl的电压Vsw的检测值低于基准值Vl。因此，在时刻tl以后到从时刻tl经过了周期TO的时刻t2为止的期间中，控制电路3根据驱动模式来控制开关SW。
[0100]在时刻t2以后到从时刻t2经过了3T0的时刻t3的期间中，控制电路3在根据驱动模式进行的控制中插入根据休止模式进行的控制。由于时刻t3以后的控制电路3进行的开关控制与时刻tl以后到时刻t3的期间中的开关控制相同，所以不重复说明。
[0101]这样，控制电路3交替地反复进行与施加于发电部I的振动的周期TO相当的长度的驱动模式、和与周期TO的3倍相当的长度的休止模式。
[0102]此外，控制电路3也可以不管电压Vsw的检测值是否低于基准值Vl都执行开关控制。另外，控制电路3也可以在由位移检测部6检测到的重物14的位移△ ζ的振幅低于规定的基准值zl的情况下，开始休止模式的插入。
[0103]根据本实施方式，开关控制开始后的电压Vsw的振幅是开关控制开始前的振幅的约2倍。另外，开关控制开始后的重物14的位移Az的振幅是开关开始前的振幅的2/3左右。换言之，能够将位移A ζ的振幅的减少量限制在开关开始前的振幅的1/3左右。因此，能够与实施方式I同样地防止发电装置的发电量降低。即，能够提高发电装置的发电效率。
[0104]图13A是表示对积蓄于图1所示的蓄电部的静电能量进行比较的条件的图。图13B是用于对积蓄于图1所示的蓄电部的静电能量进行比较的图。参照图13A以及图13B，横轴表示从开始对蓄电部5积蓄能量起的经过时间。纵轴表示积蓄于蓄电部5的静电能量U。固有振动频率f0的振动被施加于发电部I。
[0105]波形13a表示总是开关控制的驱动期间的情况下(参照图8)的静电能量U。波形13b表示实施方式1(参照图11)中的静电能量U。波形13c表示实施方式2(参照图12)中的静电能量U。波形13d表示不执行开关控制的情况(或者总是开关控制的休止期间的情况)的静电能量U。
[0106]蓄电部5例如使用静电电容C5= 47yF的电解电容器。静电能量U根据U= 1/2 XC5 XVout2的关系式来计算。
[0107]若以同一时刻下的不执行开关控制的情况(参照波形13d)为基准，则总是驱动模式的情况下的静电能量U(参照波形13a)约为60%。这样，若总是以驱动模式执行开关控制，则由于电荷反转所产生的制动效果，静电能量U反而比不执行开关控制的情况小。
[0108]与此相对，实施方式I中的静电能量U(参照波形13b)相对于与上述相同的基准约为150 %。另外，实施方式2中的静电能量U(参照波形13c)相对于上述基准约为180 %。如上所述，通过在根据驱动模式进行的控制中插入根据休止模式进行的控制，能够增大积蓄于蓄电部5的静电能量。
[0109]此外，驱动模式以及休止模式各自的长度并不局限于在实施方式1、2中说明的长度。驱动模式以及休止模式各自的长度可考虑发电部的规格(例如压电元件的方式以及构造或者发电部的固有振动频率)或者施加于发电部的振动的条件(例如振幅的大小)等来适当地设定。例如，控制电路3也可以交替地反复进行I个周期的驱动模式和2个周期的休止模式。或者，控制电路3也可以交替地进行2个周期的驱动模式和2个周期的休止模式。
[0110]压电元件11例如也可以采用双压电晶片型的压电元件。另外，如果压电元件的构造是压电体根据周期性的振动而反复变形的构造，则并不特别限定为悬臂梁构造。例如，既可以在薄膜的表面粘合压电体，或者也可以在螺旋弹簧的侧面安装压电体。
[0111]并且，在实施方式1、2中，对控制电路3根据预先规定的长度的驱动期间以及休止期间，执行开关控制的情况进行了说明。但是，控制电路3切换开关控制的驱动期间和休止期间的时刻并不局限于此。参照图11以及图12，例如控制电路3也可以仅在电压Vsw的检测值低于规定的基准值Vl的情况下，插入休止模式。由此，能够恢复重物14的振幅。或者，控制电路3也可以仅在由位移检测部6检测到的重物14的位移△ ζ的振幅低于规定的基准值zl的情况下，插入休止模式。
[0112]应该认为这次公开的实施方式的所有点均是例示而并不是限制。本发明的范围由权利要求书表示，在与权利要求书等同的意思以及范围内包含所有的变更。
[0113]附图标记说明
[0114]100...压电装置；1...发电部；11...压电元件；111...压电体；112...上部电极；
113...下部电极；12...金属板;13...支承部；14...重物;V...电压源;C...电容器;2...电压检测部;3...控制电路;SW...开关;L...电感器;4...整流电路;Dl?D4...二极管;5...蓄电部;6...位移检测部;T1、T2...输出端子。
【主权项】
1.一种发电装置，其中，具备通过从外部施加的振动而进行发电的发电部， 上述发电部包括: 压电体，通过上述振动而变形，并产生与变形量对应的电压；以及 一对电极，形成于上述压电体的表面， 上述发电装置还具备: 电感器，与上述一对电极并联电连接，并与上述压电体的电容分量构成共振电路； 开关，与上述电感器串联连接；以及 控制电路，控制上述开关， 上述控制电路具有与在上述压电体中产生的电压取极值的时刻同步地使上述开关成为接通状态的第一控制模式、和在上述取极值的时刻使上述开关成为断开状态的第二控制模式，在上述振动的振动频率是上述发电部的固有振动频率的情况下，在基于上述第一控制模式的控制中插入基于上述第二控制模式的控制。2.根据权利要求1所述的发电装置，其中， 上述控制电路在上述第一控制模式中，在上述共振电路的共振周期的1/2的奇数倍的期间使上述开关成为接通状态。3.根据权利要求1或2所述的发电装置，其中，还具备: 整流电路，并联连接在上述一对电极间，对上述一对电极间的电压进行整流；以及 蓄电部，积蓄由上述整流电路整流后的电压。4.根据权利要求1?3中任意一项所述的发电装置，其中， 还具备检测上述一对电极间的电压的电压检测部， 上述控制电路在由上述电压检测部检测到的电压的振幅低于规定的基准值的情况下，插入基于上述第二控制模式的控制。5.根据权利要求1?3中任意一项所述的发电装置，其中， 还具备检测由上述发电部的上述振动引起的位移的位移检测部， 上述控制电路在由上述位移检测部检测到的位移的振幅低于规定的基准值的情况下，插入基于上述第二控制模式的控制。
【专利摘要】发电装置(100)具备发电部(1)、电感器(L)、与电感器(L)串联连接的开关(SW)、以及控制电路(3)。发电部(1)包括压电元件(11)、和形成于压电元件(11)的表面的上部电极(112)以及下部电极(113)。电感器(L)与上部电极(112)以及下部电极(113)并联电连接，并与压电元件(11)的电容分量构成共振电路。控制电路(3)具有与在压电元件(11)中产生的电压取极值的时刻同步地使开关(SW)成为接通状态的驱动模式、和在上述取极值的时刻使开关(SW)成为断开状态的休止模式。控制电路(3)在振动的振动频率是发电部的固有振动频率的情况下，在基于驱动模式的控制中插入基于休止模式的控制。
【IPC分类】H02N2/18
【公开号】CN105556825
【申请号】CN201480043796
【发明人】槙原干十朗, 坂口仁志, 堀口睦弘
【申请人】国立大学法人东北大学, 株式会社村田制作所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年5月20日
【公告号】EP3035521A1, US20160156284, WO2015022794A1