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電気二重層キャパシタを用いた
発電機の設計
0312005095
高橋孝輔
背景
• スーパーキャパシタがバッテリに代わる電源
として用いられる
⇒電源の問題の解決へ
• 従来のバッテリに比べ、低温環境での性能の
低下がない
⇒環境を選ばない利用ができる
• 長期使用でバッテリの交換の必要が滅多に
ない
⇒高コストパフォーマンス
電気二重層キャパシタを
発電機に用いるためには
• 電力供給
• 回路の設計
この2つが重要となってくる
電力供給源として何を用いるか
• 太陽電池(3.3v)
• 風力発電装置(12v～0v)
を組み合わせた電力供給源
電圧を統一するために、風力発電装置
にレギュレータを付けて電圧を3.3vにす
る
レギュレータとは
• 出力される電圧・電流を常に一定に保つよう
に制御する回路
• リニアレギュレータ：入力電圧よりも低い出力
電圧であれば常に一定の電圧へ制御
• スイッチングレギュレータ：スイッチング機構
によって出力電圧を一定に制御することがで
きる
回路の設計案(電力供給部)
風力発電装置
DC12V
電圧レギュレータ
太陽電池
DC3.3V
DC3.3V
電気二重層キャパシタ充電部
• 充電用ICを利用
-リニアテクノロジー社のLTC3225
電気二重層キャパシタ専用のチャージャ
■ 直列に接続された2個のスーパーコンデンサを低
ノイズ固定周波数で充電
■ 自動セル･バランシングにより、充電時のコンデ
ンサの過電圧を防止
■ 充電電流をプログラム可能（最大150mA）
■ セル当り2.4Vまたは2.65Vの安定化を選択可能
■ 自動再充電
などといった特徴をもつ
回路の説明
入力:2.8v/3v～5.5v
出力:4.8v/5.3v
キャパシタ
シャットダウン
モードのオン/オフ
出力電圧の選択
充電電流の設定
ICを組み込んだ回路図全体案
風力発電装置
電圧レ
ギュ
レータ
充電回路DC4.8V/5.3V
DC3.3V
電圧レ
ギュ
レータ
DC12V
太陽電池
DC3.3V
センサノード
キャパシタ貯蔵完了時のコントロール
• 電力を貯めきったときに風力･太陽電池のエ
ネルギーを直接得る為の回路設計をしなけ
ればならない
• 電力確保の方法
-発電○∧キャパシタ満充電
-発電○∧キャパシタ未充電
-発電×∧キャパシタ蓄電
-発電×∧キャパシタ未蓄電
= 発電電力を直接利用
= 発電電力を直接利用&キャパシタ充電
= キャパシタから放電
= 動作不能
今後の課題
• キャパシタの貯蔵管理コントロールの手法
• 実際に利用する部品を決定
参考文献
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•
•
•
solor&wind system.pdf
株式会社YAMABISHI
http://www.yamabishi.co.jp/pdf/catalog/custom/solor&wind%20system.pdf
レギュレータとは(regulator)
IT用語辞典バイナリ
http://www.sophiait.com/content/%E3%83%AC%E3%82%AE%E3%83%A5%E3%83%AC%E
3%83%BC%E3%82%BF
リニアテクノロジー - LTC3225 - 150mAスーパーキャパシタ･チャージャ
リニアテクノロジー
http://www.lineartech.co.jp/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1098,P84365
通信用語の基礎知識
http://www.wdic.org/

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