[发明专利]自行车电源和自行车电力系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于给自行车充上由交流发电机产生的电力的自行车电源、以及使用该自行车电源的自行车的电力系统。

背景技术

在自行车上安装有发电机(自行车的交流发电机)，用于点亮前灯或其他灯，由发电机产生的电力供给到这些灯。除了灯之外，最新的自行车还具有用于变换电动变速装置的促动器、用于调整电动悬架的阻尼强度的促动器、自行车计算机指示器背光(之后，这些器件称作电动单元)、和其他发电机驱动的器件。这些电动单元主要需要直流电。因此，一般对由发电机产生的交流电进行整流，临时将其存储在大容量电容器或其他这种蓄电元件中，并供给到电动单元。发电机输出的交流电依赖于自行车的速度，因此会显著变化。因而，在较低速度或在晚上和当消耗电力来点亮所述灯的其他时间时，需要给电动单元供给所需的电压，蓄电元件不能充电，或者发生其他这样的情况。

因此，在具有这种电动单元的自行车中，需要一种能供给稳定驱动电压的电源。为了供给稳定的驱动电压，必须给蓄电元件充稳定的电压。一般公知的单元由半波倍压整流器电路组成，并设计成即使在较低电压时也能获得稳定的电力，从而给蓄电元件充稳定的电压(例如参照专利文献1)。常规的电源设计成每半个周期进行一次开关控制，从而可充稳定的电压。

[专利文献1]日本待审专利申请No.2004-140938

发明内容

本发明所要解决的技术问题

在常规的结构中，必须使用发电机输出的两倍的电压给蓄电元件充电；因此蓄电元件必须具有较强的电阻特性和/较高的抗波纹电流性(ripple resistance)。蓄电元件必须还设置有用于当由输出电压点亮灯时阻止过电压的开关电路。因此担心的是电源具有较大且复杂的结构。本发明的一个目的是提供一种自行车的电源以及使用自行车电源的具有简单且紧凑结构并能充电的电力系统。

依照第一个方面的自行车电源是一种能通过自行车的交流发电机产生的电力进行充电的器件；其包括多个蓄电元件、连接切换部、电压检测部和切换控制部。多个蓄电元件设置在交流发电机的第一和第二端之间。连接切换部能在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态中多个蓄电元件串联到交流发电机，在第二状态中，多个蓄电元件并联。电压检测部检测由交流发电机供给的电压。当电压检测部检测到的电压大于等于指定电压时，切换控制部将连接切换部变为第一状态，当没有达到指定电压时将连接切换部变为第二状态。

在该电源中，电压检测部检测交流发电机输出的电压，当检测的电压大于等于指定电压时，切换控制部将连接切换部切换为第一状态，与多个蓄电元件建立串联。结果，可使用大致等于蓄电元件数量分之1的电压，通过发电机以适当定时给串联的多个蓄电元件充电，并可输出所有所充电压之和的电压。因此，可使用比产生的电压低的电压实现充电，不必使用具有高耐压的蓄电元件。当电压降到预定级别以下时，连接切换部切换到第二状态，与多个蓄电元件建立并联。结果，仍可以以蓄电元件串联时的大致等于蓄电元件数量分之1的电压给蓄电元件充电。具体地说，在较低速度或晚上和消耗电力来照明灯的其他时间时，即使当电源供给的电量较小时，并联也可使蓄电元件可靠地充电。相反，即使在较高速度或发电机供给大量电力的其他这种情况时，串联连接也可使每个蓄电元件可靠地充电，而不需要过电压阻止电路等。当仅在串联状态中重复充电和放电，如常规进行充电和放电时，每个蓄电元件的特性的较小变化可使蓄电电压逐渐产生偏差。然而，当建立并联时，每个蓄电元件的电压相同；因此，当电压产生偏差时，不必利用电压监测电路来确保是否超出了蓄电元件的耐压。当发电机供给的电压达到了或超过了指定电压时，多个蓄电元件串联，当没有达到指定电压时，蓄电元件并联；因此，只要提供简单的连接切换部和切换控制部就足够了。即使当供给的电压下降时，仍可以以较低的电压通过并联来实现充电；因此，不需要使用半波倍压整流器电路来提高电压。即使当发电机供给的电压下降时，也可通过稳定的电压给蓄电元件充电，并可用简单且紧凑的结构实现稳定电压的充电。