12Vバッテリーレス充電システム 特許のご案内
「100%に近い時間協調充電システムに電源を供給する工夫」「バッテリーたたき起こし」に関して日本国および米国で特許を取得しています。 日本国登録番号は「特許第6896357号」、米国登録番号は「11715969」です。
技術の詳細は以下をご参照ください。
「100%に近い時間協調充電システムに電源を供給する工夫」
このシステムは、停電・災害といったいざというとこいに役に立つことをコンセプトとしています。
しかし、特に工夫しない12Vバッテリーレスシステムでは、停電でACアダプタからの電力供給がないと、「12Vバッテリレスシステム」の制御回路に電力が供給されず、肝心なときに役に立たないシステムになってしまいます。
そのため、「100%に近い時間協調充電システムに電源を供給する工夫」がされています。
まずは、図面をご覧ください。 これが、「100%に近い時間協調充電システムに電源を供給する工夫」の説明です。
１．「12Vバッテリレスシステム」の制御回路の電源ノードへは、
・太陽電池からの電力を5Vに変換したノード
・ACアダプタからのノード
・モバイルバッテリからのノード
の3か所から、ダイオードを経由して電源が供給されています。 それぞれ、性格が異なる3種類の供給源から電力が供給されます。 3種類のどれか１つから電力が供給されれば、「12Vバッテリレスシステム」の制御回路は動作します。
２．「12Vバッテリレスシステム」の制御回路の電源ノードに、電気二重層キャパシタが接続されています。 電気二重層キャパシタは、1Fといった大容量のものが100円程度で売られています。(*1)
３．2つあるインバータの左側は、nMOS＋抵抗器により構成され、右側は、nMOS＋抵抗器＋pMOSにより構成されます。 こうすることにより、太陽電池から電力が供給されていないときの消費電流を非常に小さく抑えることができます。
太陽電池から電力が供給されていないときの消費電流は1uA程度のオーダーだと考えております。
１により、外部から電力供給される確率を上げ、２により外部から電力供給されなくても電気二重層キャパシタから電力が供給され、３により消費電流を減らし電気二重層キャパシタからの電力を大切に使います。
外部から電力供給されなくても、6時間(*1)は電気二重層キャパシタからの電力で動作します。 この3つの工夫により、「100%に近い時間協調充電システムに電源を供給する」ことができ、停電・災害時にも動作します。
*1 より高価な電気二重層キャパシタを使うことにより、3日間電気二重層キャパシタからの電力で動作することがわかっています。
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「バッテリーたたき起こし」
「12Vバッテリーレスシステム」には、モバイルバッテリが接続できます。 夜間はモバイルバッテリからUSB機器に充電することができます。
しかし、モバイルバッテリは、充電対象USB機器が抜かれ、接続されなくなった場合、電源供給を止めてしまいます。
その後、再度充電対象USB機器を接続しても、それだけでは自動的に再充電されないのです。 この問題を解消できることがある技術が組み込まれています。
今回は、そちらに関する話をします。
前回、「12Vバッテリレスシステム」の制御回路の電源ノードに、100%に近い時間電源を供給する工夫を書きました。
その電源ノードからUSB出力ノードに対し、「1MΩ程度の抵抗器をつなぐ」というのがソリューションとなります。
なぜ、これで「バッテリーたたき起こし」が実現するのでしょうか。
当方の研究によると、多くのモバイルバッテリは、短時間に電圧の急落があるとUSB機器が接続されたと判断し、電源供給を再開するようです。
そのため、短時間に電圧の急落を引き起こせば電源供給を再開するのです。
そのためには、充電対象USB機器が接続されていない状態で、電圧を高く保てばいいのです。
そのためには、100%に近い時間電源を供給されている制御回路の電源ノードから、ほんのわずかに電流を供給し、USB機器の接続されていない状態のUSB出力ノードの電圧を高く保てばいいのです。
そうすると、充電対象のUSB機器が接続された瞬間、短時間に電圧の急落が引き起こされます。
図は、普段1MΩ程度により電圧が高く維持された状態から、充電対象のUSB機器を接続された瞬間短時間に電圧の急落が引き起こされ、それを受けてモバイルバッテリから電源供給が再開される様子です。
このメカニズムのおかげで、充電対象のUSB機器をすれば、自動的にモバイルバッテリからの充電が行われ、便利です。
しかし、すべてのモバイルバッテリが、この「バッテリーたたき起こし」に対応しているわけではありません。
また、充電対象のUSB機器が既に1台以上接続されている状態で、モバイルバッテリが、充電対象のUSB機器は満充電と判断し、電源供給を止めてしまった場合は、1MΩ程度を接続しても、USB出力ノードは高い電圧にはならないため、追加で充電対象のUSB機器を接続しても、「バッテリーたたき起こし」はしてくれません。 「バッテリーたたき起こし」が作動しない場合は、モバイルバッテリの電源ボタンを押して、手動で電源供給を再開してください。
「バッテリーたたき起こし」を閉じる
こちらが、登録証になります。
当方が提示するこの特許のライセンス条件についてご案内いたします。
＜非支援者の方＞
ライセンス料・・・出荷金額の1.0%～
契約金・・・5万円
＜支援者様＞
ライセンス料・・・出荷金額の0.8%～
契約金・・・無料
日本国特許、米国特許の片方を利用する場合、両方を利用する場合で同じ料率になります。
支援者様の所属する法人も支援者様と同じ条件でライセンスいたしますが、支援者様の所属する法人の親会社や関連会社は対象外となります。
また、特許侵害者の発見、有力な情報の提供者様には、損害賠償金額・交渉によって得たライセンス料の10%(*1)をお支払いいたします。
そして、ライセンス契約を結んでくださる方を紹介してくださった方へも、ライセンス料の10%(*2)をお支払いいたします。
ただし、*1、*2は合計で10%といたします。
特許侵害者の発見、有力な情報の提供者様、ライセンス契約を結んでくださる方を紹介してくださった方が複数いらっしゃった場合でも全合計で10%とさせていただきます。
ご了承ください。 当方、知的財産管理技能検定2級を持っております。
ですが、知財に関する法律の相談に関しては、弁理士の独占業務となりますので、対応できない場合がございます。
一般的なライセンス料の相場は、出荷金額の3～5%です。
なので、当方の提示するライセンス料は破格です。 是非この機会にライセンス契約をご検討ください。
尚、支援者様や、当方から正当な方法でプリント基板を購入された方、当方からプリント基板をプレゼントされた方は、ライセンス料を払わずにご使用になれます。
これを消尽論と言います。 ただし、このプリント基板をまねてご自分でプリント基板を作成する行為は、特許侵害行為となりますのでご注意ください。
尚、こちらのページで提示した条件は、将来変わる可能性があります。
