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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024157280
(43)【公開日】2024-11-07
(54)【発明の名称】電力供給システム及びスイッチング回路
(51)【国際特許分類】
H02J 1/00 20060101AFI20241030BHJP
H02J 50/20 20160101ALI20241030BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20241030BHJP
【ＦＩ】
H02J1/00 306K
H02J50/20
H02J7/00 A
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023071551
(22)【出願日】2023-04-25
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度 国立研究開発法人情報通信研究機構「革新的情報通信技術研究開発委託研究／完全ワイヤレス社会実現を目指したワイヤレス電力伝送の高周波化および通信との融合技術」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】501440684
【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098626
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 壽
(74)【代理人】
【識別番号】100128691
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 弘通
(72)【発明者】
【氏名】平川 昂
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 直輝
(72)【発明者】
【氏名】中本 悠太
(72)【発明者】
【氏名】太田 喜元
【テーマコード（参考）】
5G165
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G165EA02
5G165EA03
5G165EA04
5G165FA01
5G165GA06
5G165GA07
5G165JA04
5G165JA09
5G165MA10
5G503AA06
5G503AA08
5G503BA01
5G503BB01
5G503GB06
(57)【要約】
【課題】対象装置に電力を供給するシステム全体の給電電力を増大させることができる力供給システムを提供する。
【解決手段】電力供給システムは、環境発電装置と無線電力伝送の受電装置とを含む複数の直流電力源と、スイッチング回路とを備える。スイッチング回路は、複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部とを有し、複数の入力部と複数の出力部との間の接続状態を切り替える。一又は複数の無線電力伝送の受電装置と、一又は複数の環境発電装置とを含んでもよい。複数の直流電力源は、一又は複数の光発電装置を含んでもよい。環境発電装置は、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つであってもよい。
【選択図】図１
【解決手段】電力供給システムは、環境発電装置と無線電力伝送の受電装置とを含む複数の直流電力源と、スイッチング回路とを備える。スイッチング回路は、複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部とを有し、複数の入力部と複数の出力部との間の接続状態を切り替える。一又は複数の無線電力伝送の受電装置と、一又は複数の環境発電装置とを含んでもよい。複数の直流電力源は、一又は複数の光発電装置を含んでもよい。環境発電装置は、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つであってもよい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力供給システムであって、
環境発電装置と無線電力伝送のビームを受信して直流電力を出力可能な受電装置とを含む複数の直流電力源と、
前記複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部とを有し、前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替えるスイッチング回路と、
を備える、ことを特徴とする電力供給システム。
環境発電装置と無線電力伝送のビームを受信して直流電力を出力可能な受電装置とを含む複数の直流電力源と、
前記複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部とを有し、前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替えるスイッチング回路と、
を備える、ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項2】
請求項１の電力供給システムにおいて、
前記複数の直流電力源は、一又は複数の無線電力伝送の受電装置と、一又は複数の光発電装置と、一又は複数の環境発電装置と、を含む、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記複数の直流電力源は、一又は複数の無線電力伝送の受電装置と、一又は複数の光発電装置と、一又は複数の環境発電装置と、を含む、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項3】
請求項１の電力供給システムにおいて、
前記環境発電装置は、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つである、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記環境発電装置は、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つである、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項4】
請求項１、２又は３の電力供給システムにおいて、
前記スイッチング回路における前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態の切り替えを制御する第１制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記スイッチング回路における前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態の切り替えを制御する第１制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項5】
請求項１、２又は３の電力供給システムにおいて、
前記スイッチング回路の複数の出力部に接続された複数の直流制御回路を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記スイッチング回路の複数の出力部に接続された複数の直流制御回路を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項6】
請求項５の電力供給システムにおいて、
前記直流制御回路は、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路、ＤＣ－ＤＣ変換回路及び整流回路の少なくとも１つの回路を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記直流制御回路は、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路、ＤＣ－ＤＣ変換回路及び整流回路の少なくとも１つの回路を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項7】
請求項５の電力供給システムにおいて、
前記直流制御回路を制御する第２制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記直流制御回路を制御する第２制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項8】
請求項１、２又は３の電力供給システムにおいて、
前記スイッチング回路、前記複数の出力回路又はその両方に直流電力を供給するシステムバッテリーを備え、
前記スイッチング回路の前記複数の出力部は、前記システムバッテリーに直流電流を出力する出力部を含む、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記スイッチング回路、前記複数の出力回路又はその両方に直流電力を供給するシステムバッテリーを備え、
前記スイッチング回路の前記複数の出力部は、前記システムバッテリーに直流電流を出力する出力部を含む、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項9】
スイッチング回路であって、
複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、
複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部と、を備え、
前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替える、
ことを特徴とするスイッチング回路。
複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、
複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部と、を備え、
前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替える、
ことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項10】
請求項９のスイッチング回路において、
前記複数の直流電力源のプラス出力端子が接続される複数のプラス入力部と、
前記複数の直流電力源のマイナス出力端子が接続される複数のマイナス入力部と、
複数のプラス出力部と、
複数のマイナス出力部と、
前記複数のプラス入力部及び前記複数のマイナス入力部と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間に設けられ、前記複数の直流電力源と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する接続回路部と、
を備える、ことを特徴とするスイッチング回路。
前記複数の直流電力源のプラス出力端子が接続される複数のプラス入力部と、
前記複数の直流電力源のマイナス出力端子が接続される複数のマイナス入力部と、
複数のプラス出力部と、
複数のマイナス出力部と、
前記複数のプラス入力部及び前記複数のマイナス入力部と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間に設けられ、前記複数の直流電力源と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する接続回路部と、
を備える、ことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項11】
請求項１０のスイッチング回路において、
前記接続回路部は、
前記複数の直流電力源のプラス出力端子に個別接続される複数の第１接続線と、
前記複数の直流電力源のマイナス出力端子に個別接続される複数の第２接続線と、
前記複数の第１接続線と前記複数のプラス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第１スイッチと、
前記複数の第２接続線と前記複数のマイナス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第２スイッチと、
前記複数の第１接続線及び前記複数の第２接続線の複数の組み合わせのうち前記直流電力源が互いに異なる組み合わせの前記第１接続線と前記第２接続線との間に配置されたオン・オフ制御可能な複数の第３スイッチと、
を有する、
ことを特徴とするスイッチング回路。
前記接続回路部は、
前記複数の直流電力源のプラス出力端子に個別接続される複数の第１接続線と、
前記複数の直流電力源のマイナス出力端子に個別接続される複数の第２接続線と、
前記複数の第１接続線と前記複数のプラス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第１スイッチと、
前記複数の第２接続線と前記複数のマイナス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第２スイッチと、
前記複数の第１接続線及び前記複数の第２接続線の複数の組み合わせのうち前記直流電力源が互いに異なる組み合わせの前記第１接続線と前記第２接続線との間に配置されたオン・オフ制御可能な複数の第３スイッチと、
を有する、
ことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項12】
請求項９乃至１１のいずれかのスイッチング回路において、
複数層の回路で構成されている、
ことを特徴とするスイッチング回路。
複数層の回路で構成されている、
ことを特徴とするスイッチング回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線電力伝送の受電装置を含む電力供給システム及び電力供給システムに使用可能なスイッチング回路に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の通信システムの基地局や無線ＬＡＮアクセスポイント装置等の通信中継装置に接続して通信する端末装置として、内蔵電池から供給される電力を主に利用する携帯型の端末装置がある。この端末装置では、内蔵電池の残量が少なくなったときに内蔵電池を充電する煩雑な作業が必要である。また、内蔵電池ではなく有線接続の電源ラインから供給される電力を利用する端末装置は、そのような電源ラインを利用可能な場所での使用に制限される。このように基地局などの通信中継装置に接続して通信を行う様々な端末装置への給電をまかなうことができるような給電インフラが未整備である。
【0003】
特に、第５世代及びその後の次世代の通信システムでは、基地局や無線ＬＡＮアクセスポイント装置等の通信中継装置に接続して通信する端末装置（例えば、ユーザ装置、ＩｏＴデバイス等）が急増してくるのが予想され、膨大なトラフィックを捌く通信インフラの整備が進められている。しかしながら、上記通信を行う膨大な数の端末装置への給電をまかなうことができる給電インフラは未整備のままである。また、上記通信の機能を有していない多数のセンサなどのＩｏＴデバイスへの給電をまかなうことができる給電インフラも未整備のままである。
【0004】
従来、環境から微小なエネルギーを取得して発電し、センサ等の給電対象に給電することができる環境発電装置が知られている。例えば、引用文献１には、ＡＭ電波、ＦＭ電波、ＴＶ電波および無線ＬＡＮ電波を受信し、受信した各電波から電気を発生する電波発電装置と、外部から力を受けることにより振動する振動電気変換素子を有し、振動電気変換素子の振動を用いて発電を行う振動発電装置と、熱電素子部を有し、熱電素子部に発生する熱起電力を用いて発電を行う熱電発電装置とを備えた環境発電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１２－２４４８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
環境発電装置は環境から微小なエネルギーを取得して発電した電力を供給できるが、環境発電装置だけでは、端末装置やセンサなどの給電対象に供給できる給電電力が不足する、という課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様に係る電力供給システムは、環境発電装置と無線電力伝送のビームを受信して直流電力を出力可能な受電装置とを含む複数の直流電力源と、前記複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部とを有し、前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替えるスイッチング回路と、を備える。
【0008】
前記電力供給システムにおいて、前記複数の直流電力源は、一又は複数の無線電力伝送の受電装置と、一又は複数の光発電装置と、一又は複数の環境発電装置と、を含んでもよい。
【0009】
前記電力供給システムにおいて、前記環境発電装置は、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つであってもよい。
【0010】
前記電力供給システムにおいて、前記スイッチング回路における前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態の切り替えを制御する第１制御部を備えてもよい。ここで、前記第１制御部は、サーバ、管理装置、センター装置等の外部装置から制御情報を受信し、前記制御情報に基づいて、前記スイッチング回路における前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態の切り替えを制御してもよい。
【0011】
前記電力供給システムにおいて、前記スイッチング回路の複数の出力部に接続された複数の直流制御回路を備えてもよい。ここで、前記直流制御回路は、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路、ＤＣ－ＤＣ変換回路及び整流回路の少なくとも１つの回路を有してもよい。また、前記電力供給システムは、前記直流制御回路を制御する第２制御部を備えてもよい。前記第２制御部は、サーバ、管理装置、センター装置等の外部装置から制御情報を受信し、前記制御情報に基づいて、前記直流制御回路を制御してもよい。
【0012】
前記電力供給システムにおいて、前記スイッチング回路、前記複数の出力回路又はその両方に直流電力を供給するシステムバッテリーを備えてもよく、前記スイッチング回路の前記複数の出力部は、前記システムバッテリーに直流電流を出力する出力部を含んでもよい。
【0013】
本発明の他の態様に係るスイッチング回路は、複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部と、を備え、前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替える。
【0014】
前記スイッチング回路において、前記複数の直流電力源のプラス出力端子が接続される複数のプラス入力部と、前記複数の直流電力源のマイナス出力端子が接続される複数のマイナス入力部と、複数のプラス出力部と、複数のマイナス出力部と、前記複数のプラス入力部及び前記複数のマイナス入力部と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間に設けられ、前記複数の直流電力源と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する接続回路部と、を備えてもよい。
【0015】
前記スイッチング回路において、前記接続回路部は、前記複数の直流電力源のプラス出力端子に個別接続される複数の第１接続線と、前記複数の直流電力源のマイナス出力端子に個別接続される複数の第２接続線と、前記複数の第１接続線と前記複数のプラス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第１スイッチと、前記複数の第２接続線と前記複数のマイナス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第２スイッチと、前記複数の第１接続線及び前記複数の第２接続線の複数の組み合わせのうち前記直流電力源が互いに異なる組み合わせの前記第１接続線と前記第２接続線との間に配置されたオン・オフ制御可能な複数の第３スイッチと、を有してもよい。
【0016】
前記スイッチング回路を備える前記電力供給システムにおいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチはオン制御され、前記第３スイッチはオフ制御されてもよい。
【0017】
前記スイッチング回路を備える前記電力供給システムにおいて、前記複数の直流電力源、前記複数の第１接続線、前記複数の第２接続線、前記複数の第１スイッチ及び前記複数の第２スイッチそれぞれの数がＮ個であり、前記複数の第３スイッチの数がＮ２－Ｎ個であり、１番目の直流電力源のプラス出力端子に個別接続された１番目の第１接続線に配置された１番目の第１スイッチはオン制御され、Ｎ番目の直流電力源のマイナス出力端子に個別接続されたＮ番目の第２接続線に配置されたＮ番目の第２スイッチはオン制御され、ｎ番目（ｎ＝２～Ｎ）の直流電力源のプラス出力端子に個別接続されたｎ番目の第１接続線とｎ－１番目の直流電力源のマイナス出力端子に個別接続されたｎ－１番目の第２接続線との間に配置された第３スイッチはオン制御され、他の第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチはオフ制御されてもよい。
【0018】
前記スイッチング回路を備える前記電力供給システムにおいて、前記第２制御部は、前記複数の直流電力源の数がＮ個のとき、前記複数のスイッチの総数がＮ２＋Ｎ個であり、オン状態を１と表記しオフ状態を０と表記したとき、次の（Ｎ＋１）行×（Ｎ＋１）列の行列に基づいて、前記複数のスイッチをオン・オフ制御してもよい。
【数1】
【0019】
前記スイッチング回路を備える前記電力供給システムにおいて、前記複数のスイッチについてオン状態及びオフ状態が異なる複数の組み合わせについて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電圧及び電流を測定し、前記複数の組み合わせについて測定した前記電圧及び電流の測定結果に基づいて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電力が最大になる前記複数のスイッチのオン状態及びオフ状態の組み合わせを判定する判定部を備えてもよい。
【0020】
前記スイッチング回路を備える前記電力供給システムにおいて、前記複数のスイッチについてオン状態及びオフ状態が異なる複数の組み合わせについて、前記プラス出力部及び前記マイナス出力部から出力される電圧及び電流を測定し、前記複数の組み合わせについて測定した前記電圧及び電流の測定結果に基づいて、前記直流電力源の故障発生を判定する判定部を備えてもよい。
【0021】
前記スイッチング回路を備える前記電力供給システムにおいて、前記スイッチング回路の前記複数のスイッチのすべてをスイッチング制御してもよい。
【0022】
本発明の更に他の態様に係るスイッチング回路は、複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部と、を備え、前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替える。
【0023】
前記スイッチング回路において、前記複数の直流電力源のプラス出力端子が接続される複数のプラス入力部と、前記複数の直流電力源のマイナス出力端子が接続される複数のマイナス入力部と、複数のプラス出力部と、複数のマイナス出力部と、前記複数のプラス入力部及び前記複数のマイナス入力部と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間に設けられ、前記複数の直流電力源と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する接続回路部と、を備えてもよい。
【0024】
前記スイッチング回路において、前記接続回路部は、前記複数の直流電力源のプラス出力端子に個別接続される複数の第１接続線と、前記複数の直流電力源のマイナス出力端子に個別接続される複数の第２接続線と、前記複数の第１接続線と前記複数のプラス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第１スイッチと、前記複数の第２接続線と前記複数のマイナス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第２スイッチと、前記複数の第１接続線及び前記複数の第２接続線の複数の組み合わせのうち前記直流電力源が互いに異なる組み合わせの前記第１接続線と前記第２接続線との間に配置されたオン・オフ制御可能な複数の第３スイッチと、を有してもよい。
【0025】
前記スイッチング回路は、複数層の回路で構成された多層スイッチング回路であってもよい。
【0026】
また、前記制御に用いられるプログラムの一部又は全部は、機械学習によって作成された学習済モデルであってもよい。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、環境からエネルギーを取得して発電する環境発電と無線電力伝送とを組み合わせることにより、対象装置に電力を供給するシステム全体の給電電力を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、無線電力伝送（ＷＰＴ）の受電装置と環境発電装置を含む複数の直流電力源の直流電力を入力し、スイッチング回路介して複数の供給対象に直流電力を出力可能な電力の多入力多出力装置として機能する電力供給システムである。本実施形態に係る電力供給システムは、環境発電装置（「エネルギーハーベスティング装置」ともいう。）で発電した電力を複数の給電対象に供給できるとともに、無線電力伝送（ＷＰＴ）の受電装置を組み合わせることにより、各給電対象に供給される給電電力を増大させことができる。特に、本実施形態に係る電力供給システムは、様々な場所への設置が予想される膨大な数のＩｏＴデバイスへの給電をまかなうことができるＩｏＴ用受電システムとしての用途に適する。また、本実施形態に係る電力供給システムは、オン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する多元接続用スイッチング回路を備えることにより、出力電力の増大化を図るように複数の直流電力源の柔軟な接続構成が可能である。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、無線電力伝送（ＷＰＴ）の受電装置と環境発電装置を含む複数の直流電力源の直流電力を入力し、スイッチング回路介して複数の供給対象に直流電力を出力可能な電力の多入力多出力装置として機能する電力供給システムである。本実施形態に係る電力供給システムは、環境発電装置（「エネルギーハーベスティング装置」ともいう。）で発電した電力を複数の給電対象に供給できるとともに、無線電力伝送（ＷＰＴ）の受電装置を組み合わせることにより、各給電対象に供給される給電電力を増大させことができる。特に、本実施形態に係る電力供給システムは、様々な場所への設置が予想される膨大な数のＩｏＴデバイスへの給電をまかなうことができるＩｏＴ用受電システムとしての用途に適する。また、本実施形態に係る電力供給システムは、オン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する多元接続用スイッチング回路を備えることにより、出力電力の増大化を図るように複数の直流電力源の柔軟な接続構成が可能である。
【0030】
図１は、本実施形態に係る電力供給システム１０の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の電力供給システム１０は、複数の直流電力源２０とスイッチング回路３１とを備える。複数の直流電力源２０は、一又は複数の無線電力伝送（ＷＰＴ）の受電装置（以下「ＷＰＴ受電装置」ともいう。）２２と、一又は複数の環境発電装置２３とを含む。複数の直流電力源２０は、図示の構成例のように、一又は複数の光発電装置（例えば、太陽光発電システムの発電装置）２１を含んでもよい。
【0031】
複数のＷＰＴ受電装置２２はそれぞれ、互いに異なる周波数帯の電波（例えば、ミリ波、マイクロ波）を用いたビームを受信して直流電力を出力するものであってもよい。例えば、複数のＷＰＴ受電装置２２は、ミリ波のビームを受信して直流電力を出力する第１のＷＰＴ受電装置と、マイクロ波のビームを受信して直流電力を出力する第２のＷＰＴ受電装置とを含んでもよい。
【0032】
環境発電装置２３は、例えば、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つである。熱発電装置は、例えば、周辺環境に発生している様々な熱の微弱エネルギーを電力に変換して出力することができる発電装置である。振動発電装置は、例えば、周辺環境に発生している様々な振動の微弱エネルギーを電力に変換して出力することができる発電装置である。電波発電装置は、例えば、周辺環境に発生している様々な通信や放送などの電波の微弱エネルギーを電力に変換して出力することができる発電装置である。
【0033】
スイッチング回路３１は、複数の直流電力源２０が接続された複数の入力部３２と、複数（Ｎ個）の給電対象９０（１）～９０（ｎ）に対する直流電力を出力する複数の出力部３３とを備え、複数の入力部３２と複数の出力部３３との間の接続状態を切り替える。
【0034】
給電対象９０（１）～９０（ｎ）は、特定の装置に限定されない。例えば、給電対象９０（１）～９０（ｎ）は、移動通信システムの通信機能を有する端末装置（例えば、ユーザ装置、ＩｏＴデバイス等）、移動通信システムの通信機能を有していないセンサなどのＩｏＴデバイスである。
【0035】
図１の電力供給システム１０によれば、環境発電装置（例えば、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置）２３で発電した電力を複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）に供給できるとともに、ＷＰＴ受電装置で受電した直流電力を組み合わせて供給することにより、各給電対象９０（１）～９０（ｎ）に供給される複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）に供給される給電電力を増大させることができる。
【0036】
なお、スイッチング回路３１における複数の入力部３２と複数の出力部３３との間の接続状態は、スイッチング回路３１に複数の直流電力源２０を接続して初期設定を行った後、制御不能な固定接続にしてもよいし、制御部で制御できるようにしてもよい。例えば、図１の構成例において、電力供給システム１０は、スイッチング回路３１における複数の入力部３２と複数の出力部３３との間の接続状態の切り替えを制御する制御部（第１制御部）５０を備えてもよい。制御部５０でスイッチング回路３１をアクティブ制御することにより、電力供給システムの全体における多入力多出力の電力供給効率を向上させることができる。制御部５０は、予め組み込まれた制御情報に基づいて制御を行うことができる。また、制御部５０は、サーバ、管理装置、センター装置等の外部装置から制御情報を受信し、その制御情報に基づいて、スイッチング回路３１における複数の入力部３２と複数の出力部３３との間の接続状態の切り替えを制御してもよい。
【0037】
図２は、本実施形態に係る電力供給システム１０に接続されるＷＰＴ受電装置２２を含む無線電力伝送システム８００の概略構成の一例を示す説明図である。無線電力伝送システム８００は、送電信号の電波を送信する送電装置８０と、送電装置８０から送信された電波を受信して直流の電力を出力するＷＰＴ受電装置（直流電力源）２２とを備える。無線電力伝送の電波は例えばマイクロ波又はミリ波である。
【0038】
送電装置８０は、複数のアンテナ素子（以下「アンテナ」ともいう。）が２次元的に配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置８１を有する。送電装置８０のアレーアンテナは複数のアンテナが１次元的に又は３次元的に配置されたものであってもよい。
【0039】
ＷＰＴ受電装置２２は、複数のアンテナ２２１ａが２次元配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置２２１を有する。ＷＰＴ受電装置２２のアレーアンテナは複数のアンテナ２２１ａが１次元に又は３次元に配置されたものであってもよい。また、ＷＰＴ受電装置２２は、アンテナ装置２２１の複数のアンテナ２２１ａに対応するように設けられた複数の整流回路（直流電力源）からなる整流回路群２２２を有する。１組のアンテナ２２１ａと整流回路との組み合わせはレクテナとも呼ばれる。
【0040】
図３は、本実施形態に係るＷＰＴ受電装置２２の構成の一例を示すブロック図である。なお、図３では、アンテナ装置２２１のアンテナの数及び整流回路の数がそれぞれ４個（＝２×２）の場合について示しているが、この数に限定されない。例えば、ＷＰＴ受電装置２２におけるアンテナの数及び整流回路の数はそれぞれ、９個（＝３×３）、１６個（＝４×４）、又は、２５個（＝５×５）などであってもよい。
【0041】
図３において、アンテナ装置２２１からの入力電力を受ける整流回路群２２２の後段にスイッチング回路２２３を設けている。スイッチング回路２２３としては、例えば、後述の図７と同様な構成のスイッチング回路を用いることができる。スイッチング回路２２３は、複数の直流整流回路としての整流回路のプラス出力端子が接続される複数のプラス入力部２２４（１）～２２４（４）と、複数の整流回路のマイナス出力端子が接続される複数のマイナス入力部２２５（１）～２２５（４）と、プラス出力部２２６と、マイナス出力部２２７とを有する。更に、スイッチング回路２２３は、複数のプラス入力部２２４（１）～２２４（４）及び複数のマイナス入力部２２５（１）～２２５（４）と、プラス出力部２２６及びマイナス出力部２２７との間に設けられた接続回路部を有する。接続回路部は、複数の整流回路とプラス出力部２２６及びマイナス出力部２２７との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する。スイッチング回路２２３の接続回路部に設けられた複数のスイッチは、制御部２２８によってオン・オフ制御（アクティブ制御）される。制御部２２８のアクティブ制御により、ＷＰＴ受電装置２２の全体における受電効率を向上させることができる。
【0042】
図３に示すスイッチング回路２２３を備えたＷＰＴ受電装置２２によれば、整流回路群２２２の複数の整流回路の直列接続と並列接続を切り替え制御できる。
【0043】
【0044】
図４の構成例では、スイッチング回路３１の後段に、スイッチング回路３１の複数の出力部３３に接続された複数（Ｎ個）の直流制御回路４１（１）～４１（ｎ）を備える。複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）には、直流制御回路４１（１）～４１（ｎ）を介して直流電力が供給される。複数の直流制御回路４１（１）～４１（ｎ）はそれぞれ、例えば、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路、ＤＣ－ＤＣ変換回路及び整流回路の少なくとも１つの回路を有する。
【0045】
また、図４において、電力供給システム１０は、複数の直流制御回路４１（１）～４１（ｎ）を含む回路群４０を制御する第２制御部を備えてもよい。第２制御部は、サーバ、管理装置、センター装置等の外部装置から制御情報を受信し、その制御情報に基づいて、複数の直流制御回路４１（１）～４１（ｎ）を含む回路群４０を制御してもよい。第２制御部とも機能する制御部５０で複数の直流制御回路４１（１）～４１（ｎ）を含む回路群４０をアクティブ制御することにより、電力供給システムの全体における多入力多出力の電力供給効率を向上させることができる。なお、図４の構成例では、破線で示すようにスイッチング回路３１を制御する制御部（第１制御部）５０が第２制御部に兼用されているが、制御部（第１制御部）５０とは別に第２制御部を設けてもよい。
【0046】
図５は、本実施形態に係る電力供給システム１０の構成の更に他の例を示すブロック図である。なお、図５において、前述の図１～図４と共通する部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。図５の構成例では、ＷＰＴ受電装置２２の整流回路群２２２における複数の整流回路（レクテナ）から出力される複数の直流電力が多層スイッチング回路３０に入力される。
【0047】
多層スイッチング回路３０は、複数層のスイッチング回路３１（１）～３１（３）で構成されている。多層スイッチング回路３０は、ＷＰＴ受電装置２２の複数の整流回路（レクテナ）から出力される複数の直流電力が入力される場合のように、直流電力源からの入力数が多い場合に適する。多層スイッチング回路３０を用いることにより、複数のスイッチング回路３１（１）～３１（３）の３次元接続によって全体回路のサイズを低減できるともに、複数の入力部３２と複数の出力部３３との間の接続状態の切り替えを、複数のスイッチング回路３１（１）～３１（３）によって複数に分けて行うことができる。
【0048】
例えば、次のように複数のスイッチング回路３１（１）～３１（３）によって複数に分けて接続状態の切り替えを行ってもよい。第１のスイッチング回路３１（１）により、ＷＰＴ受電装置２２の複数の整流回路（レクテナ）から出力される複数の直流電力が入力される複数の入力部と出力部との間の接続状態を切り替える。また、第２のスイッチング回路３１（２）により、複数の環境発電装置２３から出力される複数の直流電力が入力される複数の入力部と出力部との間の接続状態を切り替える。そして、第３のスイッチング回路３１（３）により、第１のスイッチング回路３１（１）の出力部からの直流電圧と第２のスイッチング回路３１（２）の出力部からの直流電圧と光発電装置２１からの直流電力とが入力される複数の入力部と、複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）に対応する複数の出力部３３との間の接続状態を切り替える。
【0049】
また、図５の構成例では、多層スイッチング回路３０を構成しているスイッチング素子等のアクティブ素子を動作させる電力を供給するための電源としてのシステムバッテリー６０を備えている。システムバッテリー６０は、多層スイッチング回路３０以外の直流制御回路等の他の制御回路のソース電源として用いてもよい。多層スイッチング回路３０は、複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）に対応する複数の出力部３３とは別に、システムバッテリー６０用の出力部を備える。システムバッテリー６０は、多層スイッチング回路３０に個別に設けた出力部３３から直流制御回路４２を介して供給される電力で充電することができる。
【0050】
図６は、本実施形態に係る電力供給システム１０に適用可能なスイッチング回路３１の構成の一例を示す回路図である。図６において、スイッチング回路３１の接続回路部３１０Ｃは、複数の直流電力源２０のプラス電圧Ｖ＋
１～Ｖ＋
４が入力されるプラス出力端子３１１（１）～３１１（４）に個別接続される複数の第１接続線３１５（１）～３１５（４）と、複数の直流電力源２０のマイナス電圧Ｖ－
１～Ｖ－
４が入力されるマイナス出力端子３１２（１）～３１２（４）に個別接続される複数の第２接続線３１６（１）～３１６（４）とを有する。
【0051】
また、接続回路部３１０Ｃは、複数の第１スイッチ３１７（１）～３１７（４）と、複数の第２スイッチ３１８（１）～３１８（４）と、複数の第３スイッチ３１９（１，２）、３１９（１，３）、３１９（１，４）、３１９（２，１）、３１９（２，３）、３１９（２，４）、３１９（３，１）、３１９（３，２）、３１９（３，４）、３１９（４，１）、３１９（４，２）、３１９（４，２）とを有する。
【0052】
第１スイッチ３１７（１）～３１７（４）はそれぞれ、第１接続線３１５（１）～３１５（４）とプラス出力部３１３（１）～３１３（４）との間に個別配置されたオン・オフ制御可能なスイッチである。第２スイッチ３１８（１）～３１８（４）はそれぞれ、第２接続線３１６（１）～３１６（４）とマイナス出力部３１４（１）～３１４（４）との間に個別配置されたオン・オフ制御可能なスイッチである。プラス出力部３１３（１）～３１３（４）から複数の給電対象９０（１）～９０（４）に向けて、プラス電圧Ｖｏ＋
１～Ｖｏ＋
４が出力される。また、マイナス出力部３１４（１）～３１４（４）から複数の給電対象９０（１）～９０（４）に向けて、マイナス電圧Ｖｏ－
１～Ｖｏ－
４が出力される。
【0053】
複数の第３スイッチはそれぞれ、第１接続線３１５（１）～３１５（４）及び第２接続線３１６（１）～３１６（４）の複数の組み合わせのうち直流電力源が互いに異なる組み合わせの第１接続線と第２接続線との間に配置されたオン・オフ制御可能なスイッチである。例えば、第３スイッチ３１９（１，２）、３１９（１，３）、３１９（１，４）はそれぞれ、第１接続線３１５（１）と第２接続線３１６（２）、３１６（３）、３１６（４）との間に配置されている。第３スイッチ３１９（２，１）、３１９（２，３）、３１９（２，４）はそれぞれ、第１接続線３１５（２）と第２接続線３１６（１）、３１６（３）、３１６（４）との間に配置されている。第３スイッチ３１９（３，１）、３１９（３，２）、３１９（３，４）はそれぞれ、第１接続線３１５（３）と第２接続線３１６（１）、３１６（２）、３１６（４）との間に配置されている。第３スイッチ３１９（４，１）、３１９（４，２）、３１９（４，２）はそれぞれ、第１接続線３１５（４）と第２接続線３１６（１）、３１６（２）、３１６（３）との間に配置されている。
【0054】
上記構成のスイッチング回路３１０の各スイッチを制御部５０でオン・オフ制御することにより、複数の直流電力源２０の一部又は全部について直列接続と並列接続とを適宜切り替えることができる。特に、上記構成のスイッチング回路３１０の第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチのすべてを含めてスイッチング制御することにより、複数の直流電力源２０のあらゆる接続を再現することができる。
【0055】
ここで、制御部５０は、前述の複数の直流電力源２０、複数の第１接続線、複数の第２接続線、複数の第１スイッチ及び複数の第２スイッチそれぞれの数がＮ個であり、複数の第３スイッチの数がＮ２－Ｎ個であり、スイッチの総数がＮ２＋Ｎ個であり、オン状態を１と表記しオフ状態を０と表記したとき、次の（Ｎ＋１）行×（Ｎ＋１）列の行列に基づいて、前述の複数の第１スイッチ、複数の第２スイッチ及び複数の第３スイッチをオン・オフ制御してもよい。
【数2】
【0056】
【0057】
図７のスイッチング回路３１では、第１スイッチ３１７（１）～３１７（４）の出力側が並列接続されて合成された直流電圧が、プラス出力部３１３（１）～３１３（４）から複数の給電対象９０（１）～９０（４）に向けて、プラス電圧Ｖｏ＋
１～Ｖｏ＋
４として出力される。また、第２スイッチ３１８（１）～３１８（４）の出力側が並列接続されて合成された直流電圧が、マイナス出力部３１４（１）～３１４（４）から複数の給電対象９０（１）～９０（４）に向けて、マイナス電圧Ｖｏ－
１～Ｖｏ－
４として出力される。
【0058】
図８は、実施形態に係る電力供給システム１０に適用可能なスイッチング回路３１の構成の更に他の例を示す回路図である。図８において、前述の図６及び図７と共通する部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【0059】
図７のスイッチング回路３１は、複数組（例えば４組）の接続回路部３１０Ｃ（１）、３１０Ｃ（２）、・・・を備える。接続回路部３１０Ｃ（１）、３１０Ｃ（２）、・・・はそれぞれ、図６及び図７の接続回路部３１０Ｃと同様な回路構成を有する。スイッチング回路３１は、複数組の接続回路部３１０Ｃ（１）、３１０Ｃ（２）、・・・は積層状に構成した３次元接続の多重化回路であってもよい。
【0060】
複数組の接続回路部３１０Ｃ（１）、３１０Ｃ（２）、・・・はそれぞれ、複数の直流電力源２０のプラス電圧Ｖ＋
１～Ｖ＋
４及びマイナス電圧Ｖ－
１～Ｖ－
４が入力される。また、複数組の接続回路部３１０Ｃ（１）、３１０Ｃ（２）、・・・は、プラス電圧Ｖｏ＋
１、Ｖｏ＋
２、・・・及びマイナス電圧Ｖｏ－
１、Ｖｏ－
２、・・・を出力する。例えば、接続回路部３１０Ｃ（１）は、プラス電圧Ｖｏ＋
１及びマイナス電圧Ｖｏ－
１を出力する。
【0061】
以上、本実施形態によれば、環境発電装置２３（例えば、熱発電装置、振動発電装置、電波発電装置）とＷＰＴ受電装置２２とを組み合わせることにより、システム全体から複数の給電対象９０（１）～９０（ｎ）に供給される給電電力を増大させることできる。
特に、本実施形態によれば、様々な場所への設置が予想される膨大な数のＩｏＴデバイスへの給電をまかなうことができる。
また、本実施形態によれば、オン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する多元接続用スイッチング回路３１により、出力電力の増大化を図るように複数の直流電力源の柔軟な接続構成が可能である。
また、本実施形態によれば、前述のスイッチング回路３１における複数の第１スイッチ、複数の第２スイッチ及び複数の第３スイッチのすべてを含めてスイッチング制御することにより、複数の直流電力源（整流回路、電源回路）のあらゆる接続を再現することができる。
特に、本実施形態によれば、様々な場所への設置が予想される膨大な数のＩｏＴデバイスへの給電をまかなうことができる。
また、本実施形態によれば、オン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する多元接続用スイッチング回路３１により、出力電力の増大化を図るように複数の直流電力源の柔軟な接続構成が可能である。
また、本実施形態によれば、前述のスイッチング回路３１における複数の第１スイッチ、複数の第２スイッチ及び複数の第３スイッチのすべてを含めてスイッチング制御することにより、複数の直流電力源（整流回路、電源回路）のあらゆる接続を再現することができる。
【0062】
また、本発明は、環境発電装置で発電した電力を複数の給電対象に供給できるとともに無線電力伝送と組み合わせることにより各給電対象に供給される給電電力を増大させることができる電力供給システムを提供できるため、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「産業と技術革新の基盤をつくろう」の達成に貢献できる。
【0063】
なお、本明細書で説明された処理工程並びにシステムの構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
【0064】
ハードウェア実装については、実体（例えば、スイッチング回路、直流電力源出力装置、受電装置、送電装置、発電装置、整流回路、電源回路、各種無線通信装置、基地局装置（Ｎｏｄｅ Ｂ、Ｎｏｄｅ Ｇ）、端末装置、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
【0065】
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
【0066】
また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であればよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。
【0067】
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
【符号の説明】
【0068】
１０ ：電力供給システム
２０ ：直流電力源
２１ ：光発電装置
２２ ：ＷＰＴ受電装置
２３ ：環境発電装置
３０ ：多層スイッチング回路
３１ ：スイッチング回路
３２ ：入力部
３３ ：出力部
４０ ：回路群
４１ ：直流制御回路
４２ ：直流制御回路
５０ ：制御部
６０ ：システムバッテリー
８０ ：送電装置
８１ ：アンテナ装置
９０ ：給電対象
８００ ：無線電力伝送システム
２０ ：直流電力源
２１ ：光発電装置
２２ ：ＷＰＴ受電装置
２３ ：環境発電装置
３０ ：多層スイッチング回路
３１ ：スイッチング回路
３２ ：入力部
３３ ：出力部
４０ ：回路群
４１ ：直流制御回路
４２ ：直流制御回路
５０ ：制御部
６０ ：システムバッテリー
８０ ：送電装置
８１ ：アンテナ装置
９０ ：給電対象
８００ ：無線電力伝送システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2024-07-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力供給システムであって、
環境発電装置と無線電力伝送のビームを受信して直流電力を出力可能な受電装置とを含む複数の直流電力源と、
前記複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部とを有し、前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替えるスイッチング回路と、
前記スイッチング回路、前記複数の出力部又はその両方に直流電力を供給するシステムバッテリーと、を備え、
前記スイッチング回路の前記複数の出力部は、前記システムバッテリーに直流電流を出力する出力部を含む、
ことを特徴とする電力供給システム。
環境発電装置と無線電力伝送のビームを受信して直流電力を出力可能な受電装置とを含む複数の直流電力源と、
前記複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部とを有し、前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替えるスイッチング回路と、
前記スイッチング回路、前記複数の出力部又はその両方に直流電力を供給するシステムバッテリーと、を備え、
前記スイッチング回路の前記複数の出力部は、前記システムバッテリーに直流電流を出力する出力部を含む、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項2】
請求項１の電力供給システムにおいて、
前記複数の直流電力源は、一又は複数の無線電力伝送の受電装置と、一又は複数の光発電装置と、一又は複数の環境発電装置と、を含む、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記複数の直流電力源は、一又は複数の無線電力伝送の受電装置と、一又は複数の光発電装置と、一又は複数の環境発電装置と、を含む、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項3】
請求項１の電力供給システムにおいて、
前記環境発電装置は、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つである、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記環境発電装置は、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つである、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項4】
電力供給システムであって、
複数の環境発電装置と無線電力伝送のビームを受信して直流電力を出力可能な一又は複数の受電装置と光発電装置とを含む複数の直流電力源と、
前記複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部とを有し、前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替えるスイッチング回路と、を備え、
前記スイッチング回路は、複数層の回路で構成され、
前記受電装置の複数の整流回路から出力される複数の直流電力が入力される複数の入力部と出力部との間の接続状態を切り替える第１のスイッチング回路と、
前記複数の環境発電装置から出力される複数の直流電力が入力される複数の入力部と出力部との間の接続状態を切り替える第２のスイッチング回路と、
前記第１のスイッチング回路の出力部からの直流電圧と前記第２のスイッチング回路３１の出力部からの直流電圧と前記光発電装置からの直流電力とが入力される複数の入力部と、前記複数の出力部との間の接続状態を切り替える第３のスイッチング回路と、を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
複数の環境発電装置と無線電力伝送のビームを受信して直流電力を出力可能な一又は複数の受電装置と光発電装置とを含む複数の直流電力源と、
前記複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部とを有し、前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替えるスイッチング回路と、を備え、
前記スイッチング回路は、複数層の回路で構成され、
前記受電装置の複数の整流回路から出力される複数の直流電力が入力される複数の入力部と出力部との間の接続状態を切り替える第１のスイッチング回路と、
前記複数の環境発電装置から出力される複数の直流電力が入力される複数の入力部と出力部との間の接続状態を切り替える第２のスイッチング回路と、
前記第１のスイッチング回路の出力部からの直流電圧と前記第２のスイッチング回路３１の出力部からの直流電圧と前記光発電装置からの直流電力とが入力される複数の入力部と、前記複数の出力部との間の接続状態を切り替える第３のスイッチング回路と、を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項5】
請求項４の電力供給システムにおいて、
前記環境発電装置は、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つである、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記環境発電装置は、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つである、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項6】
請求項１、２、３、４又は５の電力供給システムにおいて、
前記スイッチング回路における前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態の切り替えを制御する第１制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記スイッチング回路における前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態の切り替えを制御する第１制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項7】
請求項１、２、３、４、５又は６の電力供給システムにおいて、
前記スイッチング回路の複数の出力部に接続された複数の直流制御回路を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記スイッチング回路の複数の出力部に接続された複数の直流制御回路を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項8】
請求項７の電力供給システムにおいて、
前記直流制御回路は、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路、ＤＣ－ＤＣ変換回路及び整流回路の少なくとも１つの回路を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記直流制御回路は、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路、ＤＣ－ＤＣ変換回路及び整流回路の少なくとも１つの回路を有する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項9】
請求項７の電力供給システムにおいて、
前記直流制御回路を制御する第２制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記直流制御回路を制御する第２制御部を備える、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項10】
請求項４、又は５の電力供給システムにおいて、
前記スイッチング回路、前記複数の出力部又はその両方に直流電力を供給するシステムバッテリーを備え、
前記スイッチング回路の前記複数の出力部は、前記システムバッテリーに直流電流を出力する出力部を含む、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記スイッチング回路、前記複数の出力部又はその両方に直流電力を供給するシステムバッテリーを備え、
前記スイッチング回路の前記複数の出力部は、前記システムバッテリーに直流電流を出力する出力部を含む、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項11】
スイッチング回路であって、
複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、
複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部と、を備え、
前記複数の出力部は、前記スイッチング回路、前記複数の出力部又はその両方に直流電力を供給するシステムバッテリーに直流電流を出力する出力部を含み、
前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替える、
ことを特徴とするスイッチング回路。
複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、
複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部と、を備え、
前記複数の出力部は、前記スイッチング回路、前記複数の出力部又はその両方に直流電力を供給するシステムバッテリーに直流電流を出力する出力部を含み、
前記複数の入力部と前記複数の出力部との間の接続状態を切り替える、
ことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項12】
請求項１１のスイッチング回路において、
複数層の回路で構成されている、
ことを特徴とするスイッチング回路。
複数層の回路で構成されている、
ことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項13】
スイッチング回路であって、
複数の環境発電装置と無線電力伝送のビームを受信して直流電力を出力可能な一又は複数の受電装置と光発電装置とを含む複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、
複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部と、を備え、
当該スイッチング回路は、複数層の回路で構成され、
前記受電装置の複数の整流回路から出力される複数の直流電力が入力される複数の入力部と出力部との間の接続状態を切り替える第１のスイッチング回路と、
前記複数の環境発電装置から出力される複数の直流電力が入力される複数の入力部と出力部との間の接続状態を切り替える第２のスイッチング回路と、
前記第１のスイッチング回路の出力部からの直流電圧と前記第２のスイッチング回路３１の出力部からの直流電圧と前記光発電装置からの直流電力とが入力される複数の入力部と、前記複数の出力部との間の接続状態を切り替える第３のスイッチング回路と、を有する、
ことを特徴とするスイッチング回路。
複数の環境発電装置と無線電力伝送のビームを受信して直流電力を出力可能な一又は複数の受電装置と光発電装置とを含む複数の直流電力源が接続された複数の入力部と、
複数の給電対象に対する直流電力を出力する複数の出力部と、を備え、
当該スイッチング回路は、複数層の回路で構成され、
前記受電装置の複数の整流回路から出力される複数の直流電力が入力される複数の入力部と出力部との間の接続状態を切り替える第１のスイッチング回路と、
前記複数の環境発電装置から出力される複数の直流電力が入力される複数の入力部と出力部との間の接続状態を切り替える第２のスイッチング回路と、
前記第１のスイッチング回路の出力部からの直流電圧と前記第２のスイッチング回路３１の出力部からの直流電圧と前記光発電装置からの直流電力とが入力される複数の入力部と、前記複数の出力部との間の接続状態を切り替える第３のスイッチング回路と、を有する、
ことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項14】
請求項１１、１２又は１３のスイッチング回路において、
前記複数の直流電力源のプラス出力端子が接続される複数のプラス入力部と、
前記複数の直流電力源のマイナス出力端子が接続される複数のマイナス入力部と、
複数のプラス出力部と、
複数のマイナス出力部と、
前記複数のプラス入力部及び前記複数のマイナス入力部と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間に設けられ、前記複数の直流電力源と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する接続回路部と、
を備える、ことを特徴とするスイッチング回路。
前記複数の直流電力源のプラス出力端子が接続される複数のプラス入力部と、
前記複数の直流電力源のマイナス出力端子が接続される複数のマイナス入力部と、
複数のプラス出力部と、
複数のマイナス出力部と、
前記複数のプラス入力部及び前記複数のマイナス入力部と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間に設けられ、前記複数の直流電力源と前記複数のプラス出力部及び前記複数のマイナス出力部との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する接続回路部と、
を備える、ことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項15】
請求項１４のスイッチング回路において、
前記接続回路部は、
前記複数の直流電力源のプラス出力端子に個別接続される複数の第１接続線と、
前記複数の直流電力源のマイナス出力端子に個別接続される複数の第２接続線と、
前記複数の第１接続線と前記複数のプラス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第１スイッチと、
前記複数の第２接続線と前記複数のマイナス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第２スイッチと、
前記複数の第１接続線及び前記複数の第２接続線の複数の組み合わせのうち前記直流電力源が互いに異なる組み合わせの前記第１接続線と前記第２接続線との間に配置されたオン・オフ制御可能な複数の第３スイッチと、
を有する、
ことを特徴とするスイッチング回路。
前記接続回路部は、
前記複数の直流電力源のプラス出力端子に個別接続される複数の第１接続線と、
前記複数の直流電力源のマイナス出力端子に個別接続される複数の第２接続線と、
前記複数の第１接続線と前記複数のプラス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第１スイッチと、
前記複数の第２接続線と前記複数のマイナス出力部との間に個別配置されたオン・オフ制御可能な複数の第２スイッチと、
前記複数の第１接続線及び前記複数の第２接続線の複数の組み合わせのうち前記直流電力源が互いに異なる組み合わせの前記第１接続線と前記第２接続線との間に配置されたオン・オフ制御可能な複数の第３スイッチと、
を有する、
ことを特徴とするスイッチング回路。