Chariot SACSで、重要なポイントは、この3点です。

・直流給電
　→太陽電池からの系統を交流に変換せずに直流のまま使うことにより、太陽電池で発電した電力を超える電力を家計の消費電力から節約することがあり得る。

・協調給電
（太陽電池からと、PC用電源からの電力を混ぜ合わせる方法で、フィードバック制御によるもので、その特徴は、太陽電池からの電力を優先的に使い、太陽電池からの電力で足りない部分のみPC用電源からの電力を使う）　
　→太陽電池が発電しなくても、商用交流（日本では100V）から電力を供給。太陽電池が発電すると、発電した分またはそれ以上をＰＣの消費電力から節約。しかもバッテリー不要。

・PCを安定動作させるための工夫
（スタティックマージンとダイナミックマージンの確保）
　→バッテリーがなくてもPCが安定動作し、お手軽に直流給電を実現。展示予定の現行バージョンは、現在信頼性評価中。

　まず、交流への変換を介在しない、直流給電をするのですね。　だから、効率がよくなり、発電した以上を家計の消費電力から節約するということが成り立つのです。
　次に、バッテリーは14V程度で充電する必要があるのに、12V程度でしか電圧が取り出せなかったり、寿命が短かったり、重かったりと、デメリットが大きいです。　
　そのため、バッテリーを使わなくて用方法を考えました。　それが、協調給電という方法です。　協調給電は、　
・太陽電池からの電力と商用交流からの電力を混ぜ合わせる技術で、
・フィードバック制御によるものであり、
・太陽電池からの電力を優先して使い、足りない部分のみ商用交流からの電力を用いる
というものです。　こうすることにより、電力のフローを扱うような概念で、バッテリーなしでも直流給電を扱うことができるようになります。
　しかし、これだけでは安定動作上の課題があります。　PCに直流給電、協調給電を適用する場合、これだけでは安定動作しないのです。　
　Chariot SACSで工夫した最大の点が、この安定動作のための工夫になります。　
　具体的には、スタティックマージンとダイナミックマージンを確保するのです。
　
　note記事もご参照ください。
　
　「スタティックマージンとダイナミックマージンの確保で協調給電を安定動作」を閉じる

　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。
　
　「100%に近い時間協調充電システムに電源を供給する工夫」を閉じる

　「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。

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