JP2017038481A - Capacitor module - Google Patents

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恵一 岩波
Keiichi Iwanami
恵一 岩波
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  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To use a capacitor (preferably, LIC or EDLC), as with, for example, a double-A or triple-A secondary battery on the market.SOLUTION: A capacitor and a charging/discharging circuit thereof are individually housed in outer cases, preferably, cylindrical cases 11 and 21(e.g., triple-A/double-A conversion spacers) including positive electrode terminals 11a and 21a and negative electrode terminals 11b and 21b formed at both ends, thereby obtaining a double-A type capacitor storage device 10 and a charge/discharge device 20. A charge element 30 of a solar cell or the like is connected to the charge/discharge device 20, thereby charging the capacitor storage device 10, and electric charges accumulated in the capacitor can be supplied to a device to be supplied with power, via the charge/discharge device 20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、携帯情報端末やマウス等の電源として用いられるキャパシタを蓄電源とするキャパシタモジュールに関し、さらに詳しく言えば、例えば棒状(円筒状)の二次電池と同様にして使用することができるキャパシタモジュールに関するものである。   The present invention relates to a capacitor module that uses a capacitor used as a power source for a portable information terminal, a mouse, etc., and more specifically, for example, a capacitor that can be used in the same manner as a rod-shaped (cylindrical) secondary battery. It is about modules.

キャパシタ(コンデンサとも言う)、とりわけ電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタは、二次電池に比べて急速充電が可能であり、また、大容量でサイクル寿命が長い、という特徴を有している。   Capacitors (also referred to as capacitors), in particular, electric double layer capacitors and lithium ion capacitors, are characterized by being capable of rapid charging as compared to secondary batteries, and having a large capacity and a long cycle life.

しかしながら、キャパシタも二次電池と同じく再生可能な蓄電デバイスでありながら、キャパシタ単独で携帯情報端末やマウス等の電源として用いられる事例は少なく、多くの場合、もっぱら二次電池の緩慢な充放電特性を補う補助的なデバイスとして二次電池と併用されている(例えば特許文献1,2参照)。   However, although capacitors are regenerative power storage devices like secondary batteries, there are few cases where capacitors alone are used as power sources for personal digital assistants and mice, and in many cases, the slow charge / discharge characteristics of secondary batteries are mainly used. It is used together with a secondary battery as an auxiliary device to compensate for (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2002−330548号公報JP 2002-330548 A 特開2011−139614号公報JP 2011-139614 A

そこで、本発明の課題は、キャパシタを携帯情報端末やマウス等の電源として、市販されている例えば単三型もしくは単四型等の二次電池と同じように使用できるようにすることにある。   Therefore, an object of the present invention is to make it possible to use a capacitor as a power source for a portable information terminal, a mouse or the like, for example, in the same manner as a commercially available secondary battery such as an AA or AAA type.

上記課題を解決するため、本発明のキャパシタモジュールは、キャパシタと、正極端子と負極端子とを有する外装ケース内に上記キャパシタ用の充電回路および放電回路を含む充放電回路基板を収納してなる充放電器と、上記充電回路を介して上記キャパシタを充電する充電素子とを備え、
上記キャパシタがリード線を介して上記充放電器の上記充電回路と上記放電回路とに接続されているとともに、上記外装ケース内で上記放電回路の+,−の各出力端子が上記正極端子と上記負極端子とに接続されており、
上記充電素子より上記充電回路を介して上記キャパシタが充電され、上記キャパシタの蓄電電荷が上記放電回路を介して上記正極端子および上記負極端子から被給電機器に給電されることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a capacitor module according to the present invention is a charge module comprising a capacitor, and a charge / discharge circuit board including a charge circuit and a discharge circuit for the capacitor housed in an outer case having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal. A discharger and a charging element for charging the capacitor via the charging circuit;
The capacitor is connected to the charging circuit and the discharging circuit of the charger / discharger through lead wires, and the + and − output terminals of the discharging circuit are connected to the positive terminal and the discharging terminal in the outer case. Connected to the negative terminal,
The capacitor is charged from the charging element through the charging circuit, and the stored charge of the capacitor is fed from the positive terminal and the negative terminal to the power-supplied device through the discharging circuit.

本発明において、上記充電素子として、太陽光発電素子もしくは振動発電素子からなる環境発電デバイスが好ましく採用される。   In the present invention, an energy harvesting device composed of a photovoltaic power generation element or a vibration power generation element is preferably employed as the charging element.

本発明の好ましい態様によると、上記振動発電素子は上記充放電器の外装ケース内に収納される。   According to a preferred aspect of the present invention, the vibration power generation element is housed in an outer case of the charger / discharger.

また、上記充放電器が仮想の電池として用いられるようにするため、上記放電回路は出力電圧可変回路を備え、上記出力電圧可変回路により上記キャパシタの蓄電電荷がほぼ+1.5Vとして出力される。   Further, in order for the charger / discharger to be used as a virtual battery, the discharge circuit includes an output voltage variable circuit, and the output voltage variable circuit outputs the stored charge of the capacitor as approximately + 1.5V.

また、上記外装ケースが両端に上記正極端子と上記負極端子とを有し外観的に単三電池もしくは単四電池型を呈する円筒ケースであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said exterior case is a cylindrical case which has the said positive electrode terminal and the said negative electrode terminal at both ends, and exhibits an AA battery or a AAA battery type | mold externally.

また、本発明の好ましい態様によると、上記充放電器の外装ケースを第1円筒ケースとして、上記第1円筒ケースと同一の第2円筒ケースをさらに備え、上記第2円筒ケース内に上記キャパシタが収納される。   According to a preferred aspect of the present invention, the outer case of the charger / discharger is a first cylindrical case, the second cylindrical case is the same as the first cylindrical case, and the capacitor is disposed in the second cylindrical case. Stored.

本発明において、上記キャパシタには、電気二重層キャパシタもしくはリチウムイオンキャパシタが好ましく採用される。また、上記外装ケース内に、上記キャパシタが上記充放電器とともに収納されてもよい。   In the present invention, an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor is preferably employed as the capacitor. The capacitor may be housed together with the charger / discharger in the exterior case.

本発明によれば、キャパシタの充放電器が両端に正極端子と負極端子とを有する円筒ケース内に入れられているため、この充放電器を介してキャパシタを携帯情報端末やマウス等の電源として、例えば市販されている単三型もしくは単四型の二次電池と同じように使用することができる。   According to the present invention, the capacitor charger / discharger is placed in a cylindrical case having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal at both ends, so that the capacitor can be used as a power source for a portable information terminal, a mouse, or the like via this charger / discharger. For example, it can be used in the same manner as a commercially available AA-type or AAA-type secondary battery.

本発明によるキャパシタモジュールの一実施形態を示す模式的な正面図。The typical front view showing one embodiment of the capacitor module by the present invention. 上記キャパシタモジュールに含まれるキャパシタ蓄電器の(a)図1における左側面図、(b)図1のA−A線に沿った内部構造を簡略化した断面図。FIG. 2A is a left side view of the capacitor capacitor included in the capacitor module in FIG. 1, and FIG. 2B is a simplified cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1. 上記キャパシタモジュールに含まれる充放電器の(a)図1における右側面図、(b)図1のB−B線に沿った内部構造を簡略化した断面図。(A) The right view in FIG. 1 of the charger / discharger contained in the said capacitor module, (b) Sectional drawing which simplified the internal structure along the BB line of FIG. 上記キャパシタモジュールの電気的な構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the electrical constitution of the said capacitor module. 上記キャパシタモジュールのマウスへの適用例を示す模式図。The schematic diagram which shows the example of application to the mouse | mouth of the said capacitor module. リチウムイオンキャパシタの充電特性の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the charge characteristic of a lithium ion capacitor. 電気二重層キャパシタの充電特性の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the charge characteristic of an electric double layer capacitor.

次に、図1ないし図7により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7, but the present invention is not limited to this.

図1に示すように、この実施形態に係るキャパシタモジュールは、基本的な構成として、キャパシタ蓄電器10と、その充放電器20と、充電素子30とを備えている。   As shown in FIG. 1, the capacitor module according to this embodiment includes a capacitor capacitor 10, its charger / discharger 20, and a charging element 30 as a basic configuration.

図2(a),(b)を併せて参照して、キャパシタ蓄電器10は、両端に正極端子11aと負極端子11bとが設けられている円筒ケース(外装ケース)11を有し、円筒ケース11内には、キャパシタ12が収納されている。   2A and 2B, the capacitor capacitor 10 includes a cylindrical case (exterior case) 11 having a positive electrode terminal 11a and a negative electrode terminal 11b provided at both ends. A capacitor 12 is housed inside.

この実施形態において、円筒ケース11には、単四電池を単三電池に変換する単四→単三変換スペーサが用いられている。また、キャパシタ12には、リチウムイオンキャパシタ(略称:LIC)もしくは電気二重層キャパシタ(略称:EDLC)が好ましく採用される。   In this embodiment, the cylindrical case 11 uses an AAA-AA conversion spacer that converts an AAA battery into an AA battery. The capacitor 12 is preferably a lithium ion capacitor (abbreviation: LIC) or an electric double layer capacitor (abbreviation: EDLC).

いずれにしても、キャパシタ12は、有底円筒状の金属ケース(アルミニウムケース)121内に、図示しないコンデンサ素子を電解液とともに封入し、その封口部122側から一対のリード端子123(123a,123b)を同一方向に引き出してなるリード同一方向型である。   In any case, the capacitor 12 encloses a capacitor element (not shown) together with an electrolyte in a bottomed cylindrical metal case (aluminum case) 121, and a pair of lead terminals 123 (123a, 123b) from the sealing portion 122 side. ) In the same direction.

リード端子123(123a,123b)には、リード線13(13a,13b)が接続されており、キャパシタ12は、リード線13を介して充放電器20と接続される。円筒ケース11には、リード線13を引き出すための挿通孔11cが穿設されている。この実施形態において、キャパシタ蓄電器10の円筒ケース11の両端に設けられている正極端子11aと負極端子11bは、電気的に関与しないダミー端子である。   A lead wire 13 (13a, 13b) is connected to the lead terminal 123 (123a, 123b), and the capacitor 12 is connected to the charger / discharger 20 via the lead wire 13. The cylindrical case 11 is provided with an insertion hole 11 c for drawing out the lead wire 13. In this embodiment, the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 11b provided at both ends of the cylindrical case 11 of the capacitor capacitor 10 are dummy terminals that are not electrically involved.

図3(a),(b)を併せて参照して、充放電器20は、両端に正極端子21aと負極端子21bとが設けられている円筒ケース(外装ケース)21を有し、円筒ケース21内には、キャパシタ用の充放電回路基板22が収納されている。   3A and 3B, the charger / discharger 20 has a cylindrical case (exterior case) 21 in which a positive electrode terminal 21a and a negative electrode terminal 21b are provided at both ends. A charging / discharging circuit board 22 for a capacitor is accommodated in 21.

円筒ケース21にも円筒ケース11と同じく、単四電池を単三電池に変換する単四→単三変換スペーサが用いられ、充放電回路基板22は、円筒ケース21内に納まるように細長く形成されている。   Similarly to the cylindrical case 11, the cylindrical case 21 uses a AAA → AA conversion spacer that converts an AAA battery to an AA battery, and the charge / discharge circuit board 22 is formed to be elongated so as to be accommodated in the cylindrical case 21. ing.

図4に示すように、充放電回路基板22には、第1および第2の2つDC/DCコンバータ23,24が設けられている。一方の第1DC/DCコンバータ23が充電用で、他方の第2DC/DCコンバータ23が放電用であり、以下の説明において、第1DC/DCコンバータ23を充電回路、第2DC/DCコンバータ24を放電回路ということがある。なお、図4に示されていないが、実際の充電回路と放電回路とには、DC/DCコンバータのほかに、例えば電流制限回路や過放電防止回路等が含まれている。   As shown in FIG. 4, the charge / discharge circuit board 22 is provided with first and second two DC / DC converters 23 and 24. One first DC / DC converter 23 is for charging and the other second DC / DC converter 23 is for discharging. In the following description, the first DC / DC converter 23 is a charging circuit, and the second DC / DC converter 24 is discharged. Sometimes called a circuit. Although not shown in FIG. 4, the actual charging circuit and discharging circuit include, for example, a current limiting circuit and an overdischarge prevention circuit in addition to the DC / DC converter.

また、充放電回路基板22には、充電回路(第1DC/DCコンバータ)23に充電素子30を接続するためのコネクタ25と、放電回路(第2DC/DCコンバータ)24の出力端子(電荷放出端子)24a,24bとが設けられている。   The charge / discharge circuit board 22 includes a connector 25 for connecting the charging element 30 to the charging circuit (first DC / DC converter) 23 and an output terminal (charge discharging terminal) of the discharging circuit (second DC / DC converter) 24. ) 24a and 24b.

この場合、出力端子24aが正極側、出力端子24bが負極側であり、それぞれ、充放電回路基板22の両端に配置されている。好ましくは、出力端子24a,24bは板バネ材からなり、出力端子24aは正極端子21aに、また、出力端子24bは負極端子21bに接触している。   In this case, the output terminal 24a is on the positive electrode side and the output terminal 24b is on the negative electrode side, and they are arranged at both ends of the charge / discharge circuit board 22, respectively. Preferably, the output terminals 24a and 24b are made of a leaf spring material, the output terminal 24a is in contact with the positive terminal 21a, and the output terminal 24b is in contact with the negative terminal 21b.

充放電器20用の円筒ケース21の側面には、スリット孔21cが軸線方向に沿って形成されており、このスリット孔21c内に上記コネクタ25が配置されている。また、スリット孔21cからリード線13(13a,13b)が円筒ケース21内に引き込まれ、キャパシタ12は、リード線13を介して充電回路23と放電回路24とに接続される。   A slit hole 21c is formed on the side surface of the cylindrical case 21 for the charger / discharger 20 along the axial direction, and the connector 25 is disposed in the slit hole 21c. In addition, the lead wire 13 (13a, 13b) is drawn into the cylindrical case 21 from the slit hole 21c, and the capacitor 12 is connected to the charging circuit 23 and the discharging circuit 24 through the lead wire 13.

この実施形態では、充電素子30として、Qi(チー)規格のワイヤレス給電方式による受電アダプタ31を用いている。Qi規格によると、パソコンのUSB端子に給電パット40を接続し、その給電パット40上に受電アダプタ31を載せることにより、電磁誘導によって例えば充電回路23に+5V,0.5Aの電力が供給される。   In this embodiment, a power receiving adapter 31 using a Qi (Chi) standard wireless power feeding method is used as the charging element 30. According to the Qi standard, by connecting a power supply pad 40 to a USB terminal of a personal computer and placing the power receiving adapter 31 on the power supply pad 40, + 5V, 0.5A power is supplied to the charging circuit 23 by electromagnetic induction, for example. .

この実施形態において、キャパシタ蓄電器10と充放電器20はともに、単四→単三変換スペーサに収納されているため、単三電池と同様にして使用することができる。   In this embodiment, both the capacitor capacitor 10 and the charger / discharger 20 are housed in the AA → AA conversion spacer and can be used in the same manner as the AA battery.

その一例として、図5に示すように、パソコンのマウスMの電源として使用する場合には、その電池ボックス内にキャパシタ蓄電器10と充放電器20とを入れ、受電アダプタ31をマウスMの底面に取り付ける。これによれば、マウスMを上記給電パッド40上に置いておくことにより、キャパシタ蓄電器10を充電することができる。   As an example, as shown in FIG. 5, when used as a power source for a mouse M of a personal computer, the capacitor capacitor 10 and the charger / discharger 20 are placed in the battery box, and the power receiving adapter 31 is placed on the bottom surface of the mouse M. Install. According to this, the capacitor capacitor 10 can be charged by placing the mouse M on the power supply pad 40.

本発明において、より好ましい充電素子30は、環境発電デバイスと呼ばれている太陽光発電素子(色素増感太陽電池を含む)もしくは圧電素子による振動発電素子(振動式,手振り式,スライド式,強制駆動式を含む)である。これらの充電素子によれば、給電源を必要とすることなく、自己完結型でキャパシタを充電することができる。   In the present invention, a more preferable charging element 30 is a photovoltaic power generation element (including a dye-sensitized solar cell) called an energy harvesting device, or a vibration power generation element (vibration type, hand swing type, slide type, forced type) using a piezoelectric element. Drive type). According to these charging elements, the capacitor can be charged in a self-contained manner without requiring a power supply.

環境発電デバイスを例えば図5に示すマウスMに適用するにあたって、太陽光発電素子の場合には、マウスMの外表面に取り付ければよく、室内の照明光によってもキャパシタ蓄電器10を充電することができる。   When applying the energy harvesting device to the mouse M shown in FIG. 5, for example, in the case of a photovoltaic power generation element, it is only necessary to attach it to the outer surface of the mouse M, and the capacitor capacitor 10 can be charged even with indoor illumination light. .

また、振動発電素子の場合には、マウスMの外表面に取り付けるか、マウスM内に組み込めばよく、マウス操作中に加えられる振動によりキャパシタ蓄電器10を充電することができる。いずれにしても、現在のところ、環境発電デバイスの発電能力は微少であるため、パワーアンプ(電力増幅器)にて増幅する必要がある。   Further, in the case of the vibration power generation element, it may be attached to the outer surface of the mouse M or incorporated into the mouse M, and the capacitor capacitor 10 can be charged by vibration applied during mouse operation. In any case, since the power generation capability of the energy harvesting device is very small at present, it is necessary to amplify it with a power amplifier (power amplifier).

ここで、図6に示すグラフにより、キャパシタ12をリチウムイオンキャパシタ(LIC)とした場合の充電特性について説明する。なお、充電回路(第1DC/DCコンバータ)23の出力電圧は+3.771V,出力電流は489mA。   Here, the charging characteristics when the capacitor 12 is a lithium ion capacitor (LIC) will be described with reference to the graph shown in FIG. The output voltage of the charging circuit (first DC / DC converter) 23 is +3.771 V, and the output current is 489 mA.

充電開始から約1分30秒経過の充電電圧が+3.63V程度に至るまでは、リチウムイオンキャパシタが過大に電流を引き込もうとするため、充電制御回路機能により、充電電流を0.5A以下となるように抑えている。+3.63V以上の領域では充電電流が次第に収束し、それに伴って電圧上昇も緩やかになり、充電時間5分程度で満充電(+3.75V)状態となる。   Since the lithium ion capacitor tries to draw excessive current until the charging voltage after about 1 minute 30 seconds has reached about +3.63 V from the start of charging, the charging control circuit function reduces the charging current to 0.5 A or less. To keep it down. In the region of +3.63 V or more, the charging current gradually converges, and accordingly, the voltage rise becomes moderate, and the fully charged (+3.75 V) state is reached in about 5 minutes of charging time.

満充電(+3.75V)にしたリチウムイオンキャパシタで、パソコンのマウス駆動時間を推定する。放電時間計算式は次式(1)による。
t=0.5×C×(V0−V1)/P…(1)
式中、tは放電時間(sec),Cはキャパシタの静電容量(F),V0は充電電圧,V1は放電後電圧,Pは出力(W)で、Cは10F,V0およびV1は本テストで用いたマウスでのLICの使用電圧範囲である+3.75〜+2.3Vとした。なお、マウスの起動時は消費電力が高いが10秒間程度であるため、本計算では無視した。
Estimate the mouse drive time of a personal computer with a fully charged lithium ion capacitor (+ 3.75V). The discharge time calculation formula is based on the following formula (1).
t = 0.5 × C × (V0 2 −V1 2 ) / P (1)
Where t is the discharge time (sec), C is the capacitance of the capacitor (F), V0 is the charge voltage, V1 is the voltage after discharge, P is the output (W), C is 10F, V0 and V1 are the main The voltage range of +3.75 to +2.3 V, which is the operating voltage range of LIC in the mouse used in the test, was set. In addition, since power consumption is high at the time of starting of a mouse | mouth, but it is about 10 seconds, it ignored in this calculation.

連続操作時には、マウスの消費電力理論値を約8.8mVとして、駆動可能時間は約19937秒≒5時間32分と推定される。スリープ状態の未操作時には、マウスの消費電力理論値を約0.18mVとして、駆動可能時間は約974722秒≒11日6時間45分と推定される。   During continuous operation, the theoretical power consumption of the mouse is about 8.8 mV, and the driveable time is estimated to be about 19,937 seconds≈5 hours 32 minutes. When the sleep state is not operated, the theoretical power consumption value of the mouse is about 0.18 mV, and the driveable time is estimated to be about 974722 seconds≈11 days, 6 hours and 45 minutes.

次に、図7に示すグラフにより、キャパシタ12を電気二重層キャパシタ(EDLC)とした場合の充電特性について説明する。なお、充電回路(第1DC/DCコンバータ)23の出力電圧は+2.680V,出力電流は486mA。   Next, charging characteristics when the capacitor 12 is an electric double layer capacitor (EDLC) will be described with reference to a graph shown in FIG. The output voltage of the charging circuit (first DC / DC converter) 23 is +2.680 V, and the output current is 486 mA.

充電開始から約10秒経過の充電電圧が+2.5V程度に至るまでは、電気二重層キャパシタが過大に電流を引き込もうとするため、充電制御回路機能により、充電電流を0.5A以下となるように抑えている。+2.5V以上の領域では充電電流が次第に収束し、それに伴って電圧上昇も緩やかになり、充電時間2分30秒程度で満充電(+2.67V)状態となる。   Since the electric double layer capacitor tries to draw an excessive current until the charging voltage of about 10 seconds after the start of charging reaches about +2.5 V, the charging current is set to 0.5 A or less by the charging control circuit function. It is suppressed to. In the region of +2.5 V or more, the charging current gradually converges, and the voltage rise gradually decreases accordingly, and a full charge (+2.67 V) state is reached in about 2 minutes 30 seconds.

満充電(+2.67V)にした電気二重層キャパシタで、パソコンのマウス駆動時間を推定する。放電時間計算式は上記の式(1)によるが、この場合、Cは10F,V0およびV1は本テストで用いたマウスでのEDLCの使用電圧範囲である+2.67〜+1.9Vとした。なお、マウスの起動時は消費電力が高いが10秒間程度であるため、本計算では無視した。   Estimate mouse drive time of personal computer with fully charged (+ 2.67V) electric double layer capacitor. The discharge time calculation formula is based on the above formula (1). In this case, C is 10F, V0, and V1 are +2.67 to +1.9 V, which is the operating voltage range of EDLC in the mouse used in this test. In addition, since power consumption is high at the time of starting of a mouse | mouth, but it is about 10 seconds, it ignored in this calculation.

連続操作時には、マウスの消費電力理論値を約8.8mVとして、駆動可能時間は約2000秒≒33分と推定される。スリープ状態の未操作時には、マウスの消費電力理論値を約0.18mVとして、駆動可能時間は約97750秒≒27時間9分と推定される。   During continuous operation, the theoretical power consumption of the mouse is about 8.8 mV, and the driveable time is estimated to be about 2000 seconds≈33 minutes. When the sleep state is not operated, the theoretical power consumption value of the mouse is about 0.18 mV, and the driveable time is estimated to be about 97750 seconds≈27 hours 9 minutes.

なお、放電回路(第2DC/DCコンバータ)24に出力電圧可変回路を含ませて、出力電圧を例えば1.5Vとすることにより、仮想電池としてマウス等を駆動することができる。また、放電回路24の出力系にヒューズを設けることが好ましい。   In addition, a mouse | mouth etc. can be driven as a virtual battery by including an output voltage variable circuit in the discharge circuit (2nd DC / DC converter) 24, and setting an output voltage to 1.5V, for example. Further, it is preferable to provide a fuse in the output system of the discharge circuit 24.

このように、本発明のキャパシタモジュールによれば、キャパシタ蓄電器10と、その充放電器20とを、両端に正極端子と負極端子とを有する円筒ケース(好ましくは単四→単三変換スペーサ)内に収納したことにより、キャパシタ(好ましくはリチウムイオンキャパシタもしくは電気二重層キャパシタ)を携帯情報端末やマウス等の電源として、市販されている単三型もしくは単四型の二次電池と同じように使用することができる。   Thus, according to the capacitor module of the present invention, the capacitor capacitor 10 and its charger / discharger 20 are placed in a cylindrical case (preferably a single-to-single AA conversion spacer) having a positive terminal and a negative terminal at both ends. The capacitor (preferably a lithium ion capacitor or electric double layer capacitor) can be used as a power source for portable information terminals, mice, etc. in the same way as a commercially available AA or AAA rechargeable battery. can do.

なお、上記実施形態では、キャパシタ蓄電器10と充放電器20とをともに、外装ケースとして単四→単三変換スペーサからなる円筒ケース内に収納しているが、本発明の別の実施形態として、外装ケース(正極端子と負極端子とを有する外装ケース)に、単四→単三変換スペーサよりも内容積の大きな円筒ケースもしくは箱形ケースを用いることもできる。   In the above-described embodiment, the capacitor capacitor 10 and the charger / discharger 20 are both housed in a cylindrical case made of a AAA-AA conversion spacer as an outer case, but as another embodiment of the present invention, A cylindrical case or a box-shaped case having a larger internal volume than the AAA-AA conversion spacer can also be used for the outer case (the outer case having the positive terminal and the negative terminal).

その場合、環境発電デバイスのうち振動発電素子については、充放電器20の外装ケース内に入れられることが好ましいが、外装ケースの大きさによっては、振動発電素子をキャパシタ蓄電器10および充放電器20とともに一つの外装ケース内に収納するようにしてもよく、このような態様も本発明に含まれる。   In that case, the vibration power generation element of the energy harvesting device is preferably placed in the outer case of the charger / discharger 20, but depending on the size of the outer case, the vibration power generation element may be connected to the capacitor capacitor 10 and the charger / discharger 20. Moreover, you may make it accommodate in one exterior case, and such an aspect is also contained in this invention.

10 キャパシタ蓄電器
11 円筒ケース(単四→単三変換スペーサ)
11a 正極端子
11b 負極端子
12 キャパシタ
13 リード線
20 充放電器
21 円筒ケース(単四→単三変換スペーサ)
21a 正極端子
21b 負極端子
22 充放電回路基板
23 充電回路(第1DC/DCコンバータ)
24 放電回路(第2DC/DCコンバータ)
24a,24b 出力端子
25 コネクタ
30 充電素子
10 Capacitor capacitor 11 Cylindrical case (AAA → AA conversion spacer)
11a Positive terminal 11b Negative terminal 12 Capacitor 13 Lead wire 20 Charger / Discharger 21 Cylindrical case (AAA → AA conversion spacer)
21a positive terminal 21b negative terminal 22 charge / discharge circuit board 23 charging circuit (first DC / DC converter)
24 Discharge circuit (second DC / DC converter)
24a, 24b Output terminal 25 Connector 30 Charging element

Claims (8)

キャパシタと、正極端子と負極端子とを有する外装ケース内に上記キャパシタ用の充電回路および放電回路を含む充放電回路基板を収納してなる充放電器と、上記充電回路を介して上記キャパシタを充電する充電素子とを備え、
上記キャパシタがリード線を介して上記充放電器の上記充電回路と上記放電回路とに接続されているとともに、上記外装ケース内で上記放電回路の+,−の各出力端子が上記正極端子と上記負極端子とに接続されており、
上記充電素子より上記充電回路を介して上記キャパシタが充電され、上記キャパシタの蓄電電荷が上記放電回路を介して上記正極端子および上記負極端子から被給電機器に給電されることを特徴とするキャパシタモジュール。
A capacitor, a charger / discharger containing a charging / discharging circuit board including a charging circuit and a discharging circuit for the capacitor in an outer case having a positive terminal and a negative terminal, and charging the capacitor via the charging circuit And a charging element that
The capacitor is connected to the charging circuit and the discharging circuit of the charger / discharger through lead wires, and the + and − output terminals of the discharging circuit are connected to the positive terminal and the discharging terminal in the outer case. Connected to the negative terminal,
The capacitor is charged from the charging element through the charging circuit, and the stored charge of the capacitor is fed from the positive terminal and the negative terminal to the power-supplied device through the discharging circuit. .
上記充電素子として、太陽光発電素子もしくは振動発電素子からなる環境発電デバイスが用いられることを特徴とする請求項1に記載のキャパシタモジュール。   2. The capacitor module according to claim 1, wherein an energy harvesting device including a photovoltaic power generation element or a vibration power generation element is used as the charging element. 上記振動発電素子が上記充放電器の外装ケース内に収納されていることを特徴とする請求項2に記載のキャパシタモジュール。   The capacitor module according to claim 2, wherein the vibration power generation element is housed in an outer case of the charger / discharger. 上記放電回路は出力電圧可変回路を備え、上記出力電圧可変回路により上記キャパシタの蓄電電荷がほぼ+1.5Vとして出力され、上記充放電器が仮想の電池として用いられることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のキャパシタモジュール。   2. The discharge circuit includes an output voltage variable circuit, and the stored charge of the capacitor is output as approximately +1.5 V by the output voltage variable circuit, and the charger / discharger is used as a virtual battery. 4. The capacitor module according to any one of items 3 to 3. 上記外装ケースが両端に上記正極端子と上記負極端子とを有し外観的に単三電池もしくは単四電池型を呈する円筒ケースであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のキャパシタモジュール。   5. The cylindrical case according to claim 1, wherein the outer case is a cylindrical case having the positive electrode terminal and the negative electrode terminal at both ends, and having an AA battery or AAA battery type appearance. The capacitor module described. 上記充放電器の外装ケースを第1円筒ケースとして、上記第1円筒ケースと同一の第2円筒ケースをさらに備え、上記第2円筒ケース内に上記キャパシタが収納されていることを特徴とする請求項5に記載のキャパシタモジュール。   The outer case of the charger / discharger is a first cylindrical case, and further includes a second cylindrical case identical to the first cylindrical case, and the capacitor is housed in the second cylindrical case. Item 6. The capacitor module according to Item 5. 上記キャパシタが電気二重層キャパシタもしくはリチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のキャパシタモジュール。   The capacitor module according to any one of claims 1 to 6, wherein the capacitor is an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor. 上記外装ケース内に、上記キャパシタが上記充放電器とともに収納されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のキャパシタモジュール。   5. The capacitor module according to claim 1, wherein the capacitor is accommodated together with the charger / discharger in the outer case. 6.
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