IoTセンサ端末は年率10％超で成長している。商用電源が利用できない場所にIoTセンサ端末を設置する場合、バッテリが必要となる。バッテリ交換頻度が高いと、バッテリの廃棄量が増加して交換コストが高いことが問題となる。本研究では、IoTセンサ端末設置後に置き換えを不要とすることを目標に、環境発電素子とその微弱な発電電力で充電可能なバッテリ充電器を設計する。また、発電素子には出力インピーダンスの比較的高いものもある。この出力インピーダンスを考慮した、バッテリ充電器で用いる昇圧コンバータの設計理論を構築する。

静電振動発電素子の回路モデルを用いて、IoTエッジ端末用降圧型AC-DCコンバータの小型化低コスト化を実現する不連続NT固定方式スイッチ・キャパシタ型コンバータの動作実証を行った。回路モデルの有効性が確認でき、マイクロ・ワット電力変換を確認した。マイクロ・ワットという低電力動作領域のため、電力変換効率PCEでは先行研究には劣るものの、外部分品数を大幅に削減しかつコンバータ回路サイズを1/8に縮小することができた。バッテリ充電器として利用可能である。また、熱電素子などの直流出力の発電素子を用いたバッテリ充電器のため、バッテリから電力を借りてそれ以上の電力をバッテリに戻す方式によって、スイッチング・レギュレータでは10 mV以下の電源から実効的な充電が可能であること、チャージポンプでは100 mV以下にすることが困難であることを実験で確認した。