CN105075061A - 太阳能电池用供电器和太阳能电池系统 - Google Patents

太阳能电池用供电器和太阳能电池系统 Download PDF

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Abstract

太阳能电池用供电器(14)具有作为电压调整部的电压调节器(30)、作为切换部的继电器(34)和控制部(36)。电压调节器(30)对输入电压进行电压调整,将调整为预先设定的电压以下的电压输出到电力输出端子(20)。继电器(34)在不经由电压调节器(30)地连接在电力输入端子(18)与电力输出端子(20)之间的旁通线(32)中设置,切换旁通线(32)的连接和切断。控制部(36)进行控制以使得在输入电压为规定电压以下时,由继电器(34)连接旁通线(32),将输入电压从电力输出端子(20)输出。

Description

太阳能电池用供电器和太阳能电池系统
技术领域
本发明涉及太阳能电池用供电器和太阳能电池系统。
背景技术
专利文献1中,记载了设置有二次电池(114)、用于从外部直流电源(12)对二次电池充电的充电电路(113)、升压型DC/DC转换器(115)、用于从二次电池向DC/DC转换器供电的第1输入电路(111)、用于从外部直流电源向升压型DC/DC转换器供电的第2输入电路(112)的充电器主体(11)。此外,具有用于对内置二次电池进行充电的太阳能电池面板的产品也在市场销售。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-46563号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使用由太阳能电池产生的电力对便携终端装置等的被充电设备的二次电池进行充电时,将电力调整为适合充电的规定范围的电压,而输出USB充电输入等的充电用电压。例如,关于太阳能电池的发电电力,存在使用作为DC/DC转换器或电压调节器的电压调整部将充电用电压调整为规定电压以下后输出至被充电设备的情况。但是,担心在电压调整部发生电力的损失,导致不能够有效利用太阳能电池的发电电力。
本发明的目的是提供一种太阳能电池用供电器和太阳能电池系统,其能够将充电用电压调整至规定电压以下,而且能够有效利用太阳能电池的发电电力来输出充电用电力。
用于解决课题的方法
本发明提供一种太阳能电池用供电器,其将从太阳能电池输入的输入电压调整为规定电压以下,将调整后的电压作为二次电池的充电用输出电压输出,太阳能电池用供电器的特征在于,包括:对输入电压进行电压调整,输出调整为预先设定的电压以下的电压的电压调整部;设置在不经由电压调整部地连接在电力输入端子与电力输出端子之间的旁通线中的、切换旁通线的连接和切断的切换部;和控制部,其进行控制以使得在输入电压为规定电压以下时,利用切换部连接旁通线,将输入电压从电力输出端子输出。
本发明的太阳能电池系统的特征在于,包括本发明的太阳能电池用供电器和与太阳能电池用供电器连接的太阳能电池。
发明效果
根据本发明的太阳能电池用供电器和太阳能电池系统,能够将充电用电压调整为规定电压以下,而且能够有效利用太阳能电池的发电电力而输出充电用电力。
附图说明
图1是在实施方式的太阳能电池系统上连接有便携终端装置时的电路图。
图2是表示实施方式中的太阳能电池组件的1例的图。
图3是表示图1的控制部的输入信号和输出信号的关系的图。
图4是表示控制实施方式的向便携终端装置16的充电执行和充电停止的方法的流程图。
图5是表示实施方式的在供电器的电力输出端子输出的输出电压和输出电流与太阳能电池组件的输出电力的关系的图。
图6是表示实施方式的太阳能电池组件的另一例子的图。
图7是实施方式中在供电器连接有图6的太阳能电池组件时的与图5对应的图。
图8是实施方式的另一例子的与图1对应的图。
图9是实施方式的另一例子的与图1对应的图。
图10是实施方式的另一例子与图1对应的图。
图11是表示实施方式的另一例子中的向便携终端装置的电流输出的执行和停止的切换方法的流程图。
图12是表示图11的流程图中一部分处理的详细内容的流程图。
图13是表示实施方式的另一例子中作为切换部的旁通SW的导通断开状态的切换方法的流程图。
图14A是表示用于说明实施方式的另一例子的效果的太阳能电池组件的2个电流电压特性的图。
图14B是表示用于说明实施方式的另一例子的效果的太阳能电池组件的2个电流电压特性的图。
具体实施方式
[第1实施方式]
在具体说明实施方式的太阳能电池系统之前,首先说明本实施方式的概念。在本实施方式中,太阳能电池系统具有太阳能电池和与其连接的供电器,供电器包括电压调整部、切换部、控制部。电压调整部对从太阳能电池向供电器输入的输入电压进行电压调整,将被调整为规定电压以下的电压输出。切换部设置在不经过电压调整部地连接于电力输入端子与电力输出端子之间的旁通线中,切换旁通线的连接和切断。控制部以在输入电压为规定电压以下时,利用切换部连接旁通线而将输入电压从电力输出端子输出的方式进行控制。由此,能够有效利用太阳能电池的发电电力而输出二次电池的充电用输出。
接着,使用附图说明实施方式的太阳能电池系统。如图1所示,太阳能电池系统10具有太阳能电池组件12和与太阳能电池组件12连接的供电器14。供电器14与使用时作为被充电设备的便携终端装置16连接。供电器14将从太阳能电池组件12通过电力输入端子18输入的输入电压Vcell调整为规定电压以下,将调整后的充电用输出电压从电力输出端子20输出。在被充电设备的充电规格基于USB规格时,供电器14例如将调整为5.25V以下的电力从电力输出端子20输出。
便携终端装置16在内部具有设备侧二次电池22和系统控制电路24,由从电力输出端子20输出的充电用电力充电。便携终端装置16例如是平板型计算机、PDA(PersonalDigitalAssistant,个人数字助理)等便携型的信息终端装置或便携电话。系统控制电路24接受来自设备侧二次电池22的电力,控制便携终端装置16。例如便携终端装置16具有未图示的显示部和操作部,系统控制电路24根据操作部的操作在显示部中显示信息。设备侧二次电池22例如是锂离子电池(LiB)或镍氢电池(NiMH)。
另外,也可以在供电器14连接内部具有二次电池的其它被充电设备来代替便携终端装置16。在任一情况下,被充电设备具有将二次电池充电用的输入电压限制为规定电压或规定电压范围的功能。被充电设备还具有在由于供电器14侧的供给能力下降而导致充电时的输入电流为规定值以下的情况下,将充电时的输入电流的上限限制为比初始状态低的电流值的功能。例如被充电设备可以是室内固定型的电设备。
供电器14包括电力输入端子18、电力输出端子20、第1信号生成部26、第2信号生成部28、电压调节器30、旁通线32、继电器34和控制部36。图1中以实线表示电力线,以虚线表示信号线。另外,以下在所有附图中对同样的部件标注相同的附图标记进行说明。
在电力输入端子18连接有太阳能电池组件12的正极侧端子和负极侧端子。如图2所示,太阳能电池组件12包括电串联连接的多个太阳能电池单元38。图2中太阳能电池单元38串联连接了8个,但并不限定太阳能电池单元38的数量。
另外,太阳能电池组件12可以将串联连接的多个太阳能电池单元38作为1组,并联连接多组的太阳能电池单元38。图2中太阳能电池单元38排列成1列,但也可以配置于多列而相互电串联连接。此外,可以使用多个太阳能电池组件12。太阳能电池组件12能够使用例如结晶类硅太阳能电池、薄膜硅太阳能电池、化合物太阳能电池。
回到图1继续说明,电力输出端子20是使用电压被限制在规定范围中的USB端子,利用USB线缆40能够与设置于便携终端装置16的USB端子42连接。电力输出端子20具有正极和负极的供电端子44a、44b和用于数据的发送接收的信号端子44c、44d。USB规格是5V的,电力输出端子20将例如由供电器14调整到5V±0.25V的规定范围中的输出电压Vout从电力输出端子20输出。在供电器14进行充电时,根据便携终端装置16的规格,供电器14向信号端子44c、44d输出规定的信号。例如,在供电器14进行充电时,使信号端子44c、44d浮游短路。图1中省略与信号端子44c、44d连接的供电器14侧的电路的图示。另外,电力输出端子也可以是USB端子以外的使用电压被限制在规定范围中的端子。
第1信号生成部26与电力输入端子18的输出侧连接,在输入至电力输入端子18的正极与负极间的输入电压Vcell超过预先设定的规定电压Va时,对后述的控制部36输出高(High)电平的第1信号Si1,在为规定电压Va以下时,输出低(Low)电平的第1信号Si1。
第2信号生成部28与电力输入端子18的输出侧连接,在输入至电力输入端子18的正极与负极间的输入电压Vcell超过预先设定的第2规定电压Vreset时,对控制部36输出High电平(高电平)的第2信号Si2,在为第2规定电压Vreset以下时输出Low电平(低电平)的第2信号Si2。
第1信号生成部26和第2信号生成部28例如包含比较器。此外,能够使Low电平为0,使High电平为1。Low电平和High电平以下是同样定义的。第2规定电压Vreset在本实施方式中设定为规定电压Va以下的值(Vreset≤Va)。规定电压Va优选根据被充电设备的充电规格进行设定,例如能够使规定电压Va为5.0V,使第2规定电压Vreset为4.8V。另外,规定电压Va和第2规定电压Vreset可以是彼此相同的值。另外,对规定电压Va和第2规定电压Vreset与输入电压Vcell进行比较的电路并不限定于该结构。例如,也能够使用后述的图9说明的具有电压检测部和控制部36的结构。
电压调节器30具有:与电力输入端子18的正极侧连接的输入端子46;与电力输入端子18和电力输出端子20的负极侧连接的GND端子48;和与电力输出端子20的正极侧供电端子44a经由输出线49连接的输出端子50。电压调节器30是对输入电压Vcell进行电压调整,将调整成预先设定的电压以下的电压输出至电力输出端子20的低饱和型的电压调整部。例如,由电压调节器30调整后的电压Vreg大于第2规定电压Vreset,并且与规定电压Va相等(Vreset<Vreg=Va)。
此外,电压调节器30具有用于控制电压调节器30自身的导通断开动作的控制端子即使能端子EN。从控制部36输入使能(enable)端子EN的使能(enable)信号Si4为High电平时,电压调节器30导通,将电压调整后的电力输出。输入电压Vin超过规定电压时,将从输出端子50输出的电压调整为规定电压以下的限制电压。例如,被充电设备的充电规格基于USB规格时,在输入电压Vin超过5.0V时,电压调节器30将输出电压限制在5.0V以下。
另一方面,使能信号Si4为Low电平时,电压调节器30断开,电压调节器30的输出电压Vout为高阻抗。
旁通线32不经由电压调节器30地连接在电力输入端子18的正极侧端子与电力输出端子20的正极侧的供电端子44a之间。继电器34是机械式的切换部,包括设置于旁通线32的开关主体54,和后述的根据继电器连接信号Si3对开关主体54的开闭进行电磁切换的线圈56。线圈56的一端与控制部36连接,另一端与GND连接。继电器34能够使用闩锁型或常闭(normalclose)型的继电器。继电器34切换旁通线32的连接和阻断。另外,本实施方式中旁通线32的连接和阻断的切换使用继电器34进行,但也可以代替继电器34使用MOS晶体管。
在电力输入端子18与电压调节器30之间(电压调节器30的输入侧),和电压调节器30与电力输出端子20之间(电压调节器30的输出侧),连接有电容器Ca、Cb。电容器Ca、Cb防止电压调节器30的振荡。
控制部36是具有CPU、存储器的微控制器。控制部36具有连接控制部58、时间测量部60和电压供给控制部62。
从第2信号生成部28对时间测量部60输入第2信号Si2。时间测量部60在被输入High电平的第2信号Si2时开始计时器的计数。
时间测量部60根据从第2信号生成部28输出的第2信号Si2开始时间的计数。时间测量部60计算表示从计数开始起的经过时间是否经过了预先设定的规定时间t1的时间判定值,将时间判定值输出至连接控制部58和电压供给控制部62。在从计数开始起的经过时间为经过了规定时间的情况下,时间判定值为High电平,在经过时间为经过规定时间之前的情况下,时间判定值为Low电平。
从第1信号生成部26对连接控制部58输入第1信号Si1。连接控制部58基于第1信号Si1和时间判定值,将继电器连接信号Si3输出至线圈56。线圈56在继电器连接信号Si3为High电平时关闭开关主体54,在为Low电平时打开开关主体54。
使用图3说明控制部36的输入信号和输出信号的关系。图3表示控制部36的输入信号和输出信号与时间判定值的关系。输入信号是第1信号Si1和第2信号Si2。输出信号是继电器连接信号Si3和使能信号Si4。图3中将High电平表示为“H”,将Low电平表示为“L”。
首先,在C1,太阳能电池组件12开始发电,光电转换部的受光面处的照度变高,结果当太阳能电池组件12的输出电压Vcell超过规定电压Va时,第1信号Si1成为High电平。此时,第2信号Si2也成为High电平。时间测量部60不进行计数动作,因此该时刻的时间判定值为Low电平。此时,继电器连接信号Si3为Low电平,使能信号Si4为High电平,电压调节器30被激活。由此,继电器34成为断开状态,电流通路(旁通线32)被切断。此时,电力输出端子20的输出Vout成为由电压调节器30进行电压调整所得的调整后电压即Reg电压。
供电器14开始电力的供给时,与便携终端装置16能够接受的电流量对应地太阳能电池组件12的输出电压Vcell下降。具体地说,供电器14开始电力的供给之前的电流值为0,输出电压Vcell是太阳能电池组件12的开路电压。当供电器14开始电力的供给,电流值变大时,与太阳能电池组件12的I-V特性对应地输出电压Vcell减少。供电器14继续进行电力的供给,因此太阳能电池组件12的输出电压Vcell进一步减少。结果,第1信号Si1从High电平切换为Low电平,之后第2信号Si2也从High电平切换为Low电平。结果,如C2所示,第1信号Si1成为Low电平,继电器连接信号Si3成为High电平,继电器34导通。此时,电力输出端子20的输出Vout与输入电压Vcell相同。另外,使能信号Si4可以为High电平、Low电平的任一状态,但此处为High电平。
受光面的照度下降,太阳能电池组件12的发电能力下降的情况下,从供电器14输出的电压、电流均减少。此时,各个信号Si1~Si4的状态与C2所示的状态相同。
接着,在C3,受光面的照度上升,第2信号Si2从Low电平切换为High电平。此时,时间测量部60根据第2信号Si2的切换开始计数动作。时间测量部60的计数值经过预先设定的规定时间t1之前的期间,继电器连接信号Si3和使能信号Si4的至少一者维持为High电平。供电器14是经由旁通线32供给电力,还是经由电压调节器30供给电力,根据输入电压Vcell和规定电压Va的比较结果来决定,此处,使继电器连接信号Si3和使能信号Si4均为High电平,继电器34导通,电压调节器30被激活。在C3,在时间测量部60进行计数动作的期间,第2信号Si2从High电平变化为Low电平时,时间测量部60停止计数动作,重置计数值,回到C2的状态。
接着,在C4,时间测量部60继续进行计数动作,结果在计数值经过了预先设定的规定时间t1时,时间判定值从Low电平切换为High电平。此时,继电器连接信号Si3和使能信号Si4均为Low电平,继电器34断开,电压调节器30成为非活性化的状态。即,在C4,供电器14暂时停止对便携终端装置16的充电。
接着,在C5,供电器14停止充电后经过规定时间后,将使能信号Si4从Low电平切换为High电平,重置时间测量部60的计数值。此时,成为与回到C1相同的状态,电压调节器30再次开始进行输入电压Vin的电压调整,调整后的电压被送至电力输出端子20。
这样的动作,通过以下述方式构成连接控制部58和电压供给控制部62而实现。首先,在输入到连接控制部58的第1信号Si1为High电平,或者时间判定值从Low电平切换至High电平后,与图3的C1、C4分别对应地、连接控制部58输出Low电平的继电器连接信号Si3。由此,旁通线32被继电器34的开关主体54切断。
另一方面,输入到连接控制部58的第1信号Si1为Low电平且时间判定值为Low电平时,与图3的C2、C3对应地、连接控制部58输出的继电器连接信号Si3成为High电平。由此,旁通线32由继电器34连接。由此进行以输入电压Vcell从电力输出端子20输出的方式被控制的旁通动作。后面对此详细叙述。
此外,输入连接控制部58的第1信号Si1为High电平且时间判定值为Low电平时,或者时间判定值从Low电平变化为High电平后经过规定时间后时,与图3的C1、C5对应地、电压供给控制部62将High电平的使能信号Si4输出至使能端子EN。由此进行电压调节器30的电压调整。
另一方面,时间判定值从Low电平变化为High电平时,与图3的C4对应地、电压供给控制部62使继电器连接信号Si3和使能信号Si4在预先设定的重置用规定时间Tr中为Low电平。例如,在时间测量部60,从计数开始起的经过时间为规定时间t1以上(例如10秒以上)时,在重置用规定时间Tr(例如1秒)中使继电器连接信号Si3和使能信号Si4为Low电平。
由此,电压调节器30的电压调整的执行和经由旁通线32的电力的供给在短时间的重置用规定时间Tr中停止,输出端子50的输出电流在短时间中为0。通过像这样使电压调整的执行在短时间中停止,供电器14的动作停止,从电力输出端子20的电流输出停止。由此,使用太阳能电池组件12的发电电力,对便携终端装置16内部的设备侧二次电池22充电时,能够提高便携终端装置16的充电效率。对此在后面详细进行说明。
上述控制部36的各部分58、60、62的功能能够由硬件实现,或者通过由CPU执行する存储于存储器等的存储部的程序而实现。例如,连接控制部58能够包含NOR电路,能够将时间测量部60包含于计时器电路。
这样构成的供电器14和太阳能电池系统10,在输入电压Vcell为规定电压Va以下时利用继电器34连接旁通线32,将输入电压Vcell输出至电力输出端子20。因此,能够抑制电压调节器30处产生损失,有效利用太阳能电池组件12的发电电力,从电力输出端子20输出充电用电力。
接着,使用图4的流程图,说明控制供电器14的对便携终端装置16的充电执行和充电停止的方法。图4的流程图能够由存储于存储部的程序执行。另外,在供电器中,能够将与根据第1信号Si1控制继电器34的开闭的方法对应的其它程序,与对应于图4的程序并行地执行。例如,将Si1为Low电平时使继电器连接信号Si3为High电平、Si1为High电平时使继电器连接信号Si3为Low电平的程序,与对应于图4的程序并行地执行。此外,能够将Si1为Low电平时使使能信号Si4为Low电平、Si1为High电平时使使能信号Si4为High电平的程序,与对应于图4的程序并行地执行。
首先,在步骤S10(以下将步骤S简称为S。)中,判定从第2信号生成部28输入的第2信号Si2是否为Low电平,即输入电压Vcell是否为第2规定电压Vreset以下。在S10中,在第2信号Si2不是Low电平时,结束处理,回到S10重复进行相同处理。另一方面,在第2信号Si2为Low电平时,接着判定第2信号Si2是否变化为High电平(S11),在为High电平时,进行作为计数动作的计时器计数(S12)。另外,重置时间测量部60的计数值的动作在图4中没有表示,但例如可以构成为在输入电压Vcell为较低的值,具体地说在第2信号Si2为Low电平的状态时进行。
在S13中,时间测量部60判定第2信号Si2为High电平的状态持续了时间t1以上时,时间判定值的计算值从Lo电平变化为High电平,进入S14。
另一方面,在S13中,判定第2信号Si2为High电平的状态没有持续时间t1以上时,例如,第2信号Si2在低于时间t1的时刻从High电平变化为Low电平时,保持时间判定值的计算值为Low电平地回到S11。此时时间测量部60的计数值被重置。
在S14,电压供给控制部62使输出至电压调节器30的使能端子EN的使能信号Si4在重置用规定时间Tr中为Low电平。此时,与图3的C4对应地、在第1信号Si1为Low电平和High电平中的任一个的情况下,连接控制部58均使继电器连接信号Si3为Lo电平,由继电器34阻断旁通线32。由其它程序执行继电器连接的控制的过程中,使该其它程序中断而进行,将旁通线32切断。由此电力输出端子20的输出电流在重置用规定时间Tr中为0。
接着,在S15,电压供给控制部62对电压调节器30的使能端子EN输出High电平的使能信号Si4。由此,执行电压调节器30进行的电压调整或再次开始该调整,电力输出端子20的输出为调整后输出即Reg输出。S15的处理后再次回到S10。
接着,使用图5说明供电器14的“动作顺序”。图5表示的是,对图2那样将8个太阳能电池单元38串联连接而成的太阳能电池组件12照射规定的光时的、在供电器14的电力输出端子20输出的输出电压和输出电流与太阳能电池组件12的输出电力的关系。
图5中,将电压、电流和电力的值用V1、V2……、I1、I2……、P1、P2……表示。例如电压中V3为5.0V。图5中,以“旁通(Bypass)”表示的菱形表示的是,旁通线32由继电器34连接、输入电压Vcell不经由电压调节器30地输出至电力输出端子20时的输出电压和输出电流的关系。该关系与太阳能电池组件12输出的电流、电压的关系实质上相同。以“Reg”表示的方形表示旁通线32被继电器34切断,由电压调节器30进行电压调整时的输出电压和输出电流的关系。根据图5可知,利用电压调节器30进行的电压调整,会产生电压损失和电流损失。换言之,输入电压Vcell不经由电压调节器30地输出至电力输出端子20,能够减小电路的电压损失和电流损失。
通过继电器34的连接进行的“旁通动作”以下述方式执行。首先,在便携终端装置16连接了太阳能电池系统10时,在从电力输出端子20向便携终端装置16流动输出电流之前,太阳能电池组件12侧的电压比电力输出端子20侧的规定的电压高。在该状态下输入电压Vcell超过规定电压Va时,继电器34打开,因此不执行旁通动作,输入电压Vcell由电压调节器30降压而被电压调整。当从电力输出端子20向便携终端装置16侧流动电流时,如图5中箭头A1所示,按照由电压调节器30进行电压调整时的I-V特性线,动作点发生变化,在输出电压Vout维持在调整后的规定电压V3的状态下输出电流增大。
从电力输出端子20向便携终端装置16侧流动电流,如图5的箭头A2所示,太阳能电池组件12的电压下降至规定电压Va以下。此时,继电器34关闭,执行旁通动作,如箭头A3所示动作点发生变化。如箭头A4所示,按照旁通线32由继电器34连接时的I-V特性线,电流值增大。然后,在太阳能电池组件12所具有的I-V特性和便携终端装置16的充电特性所示的I-V特性一致的被实线的圆圈P1包围的动作点处,能够稳定地进行充电。
另一方面,在即使输出电压比规定电压Va低也不进行旁通动作的比较例的结构中,如虚线箭头B所示,按照低电流值的I-V特性线,电流值增大,在太阳能电池组件12所具有的I-V特性和便携终端装置16的充电特性所示的I-V特性一致的被虚线的圆圈P2包围的动作点处,能够稳定地进行充电。圆圈P1处的电压比圆圈P2处的电压大,但其差极小。比较图5的动作点P1、P2即可知,在实施方式中,与比较例相比能够使输出电流较大。
接着,说明在规定条件成立时,使输出电压Vout在重置用规定时间Tr中为0,使电流输出在时间Tr中停止的“重置动作”。“重置动作”为了提高向设备侧二次电池22的充电效率而进行。具体地说,在使用太阳能电池组件12对设备侧二次电池22充电时,由于存在阴云或障碍物,直射日光对太阳能电池组件12的光电转换部的受光面的照射可能被遮挡。此时,受光面的照度下降,供给电流可能会下降。
另一方面,在由于充电侧的供给能力的下降导致向便携终端装置16的输入电流下降至规定值以下时,即使之后充电侧的供给能力上升,便携终端装置16有时会具有将充电时的输入电流的上限限制成比初始状态低的电流值的功能。此时,即使由于天气好转等使得照度恢复,充电用输入电流也会被限制在比初始状态低的电流值。
在本实施方式中,在充电电流被限制时,与发电能力增大相对应地、输入电压Vcell上升,因此在从输入电压Vcell超过第2规定电压Vreset起经过规定时间t1后,进行使来自电力输出端子20的电流输出在重置用规定时间Tr中停止的重置动作。由此,在便携终端装置16中,在重置动作后,充电动作被重置,因此再次回到初始状态而开始充电。能够利用供电器14的输入电压Vcell来判断是否照度上升而使得发电能力具有余量。本实施方式中,通过进行这样的重置动作,能够使便携终端装置16的充电时的输入电流恢复到初始状态的较高的值,提高便携终端装置16的充电效率。换言之,通过进行重置动作,在使用太阳能电池的发电电力对被充电设备内部的二次电池进行充电时,在被充电设备具有由于充电电流下降到规定值以下而将充电电流的上限限制成比初始状态低的值的功能时,也能够提高充电效率。
使用图5说明重置动作。存在照射到太阳能电池组件12的光减少而导致发电电力下降,从电力输出端子20输出的电流下降到图5的Is以下的情况。此时,便携终端装置16可能将以后的输入电流限制为Is。在对这样的便携终端装置16进行充电时,即使受光面的照度恢复,向便携终端装置16的输入电流也被限制为Is,供电器14的输入电压Vcell上升至V4。此时,在例如供电器14的输入电压Vcell为超过第2规定电压Vreset的Vs的状态持续规定时间的情况下,进行使从电力输出端子20的正极的供电端子44a输出的电流在重置用规定时间Tr中为0的重置动作。由此,在便携终端装置16具有将流入的输入电流限制在Is以下的功能的情况下,也能够解除便携终端装置16的输入电流的限制,回到初始状态的充电动作。因此,进行旁通动作而充电时的动作点移动至被实线的圆圈P1包围的点。
此外,也存在执行了旁通动作的状态下,便携终端装置16侧的流入电流被限制的情况。例如,在限制便携终端装置16在与Bypass的I-V特性线上的箭头A4的比Vreset靠高电压侧的特性对应的动作点进行充电时的输入电流的情况下,通过使输入电压Vcell超过第2规定电压Vreset,使该状态持续规定时间以上,也能够上述同样地进行重置动作,充电时的动作点移动至被圆圈P1包围的点。
图4中,第2信号Si2从Low电平变化为High电平时开始时间测量部60的计数动作。通过采用这样的结构,能够防止在便携终端装置16以与太阳能电池组件的输出无关地用低电流值充电的方式被控制的情况下,进行重置动作。
根据上述的供电器14和太阳能电池系统10,在输入电压Vcell为规定电压Va以下时,利用继电器34连接旁通线32,因此不由电压调节器30进行电压调整,能够抑制电路的电力损失。此外,电压调节器30是调整为规定电压以下而从电力输出端子20输出,因此只要输入电压Vcell为规定电压Va以下,则没有电压调整的必要。因此,能够将充电用电压调整为规定值以下,而且能够有效利用太阳能电池组件12的发电电力将充电用电力从电力输出端子20输出。
在实施方式中,使用第1信号生成部26检测太阳能电池组件12的输出电压的下降,由控制部36闭合继电器34,使得输入电压Vcell不经由电压调节器30地输出至电力输出端子20。由此,太阳能电池组件12的输出与便携终端装置16直接连结,因此能够使电路损失较小。此外,如图5所示,能够在更高电流侧驱动太阳能电池组件12,能够进一步提高充电能力。另外,在对锂离子电池、镍氢电池等二次电池的充电中,充电量由电流和时间的积决定,电压与充电量没有直接关系。
此外,在不进行电压调节器30的旁通动作的比较例中,与实施方式相比电压损失较大。在太阳能电池组件12中,太阳能电池单元38串联连接的数量即“串联连接单元数”越多,发电电压越为增大。在比较例中,通过电压调节器进行输出,因此考虑到电压调节器的电压损失,使串联连接单元数较大。由此,即使由于太阳能电池组件12的受光量的变化使得发电电压变化,也能够稳定地进行充电动作。但是,在一定的面积中太阳能电池单元排列设置的情况下,当增加串联连接单元数时,1个太阳能电池单元的面积减少,发电电流减少。因此,本实施方式中,能够使影响发电电流的减少的“串联连接单元数”较小。具体地说,如图5所示使串联连接单元数为8。在比较例中,为了得到同等的输出电压,需要如图6所示使串联连接单元数为9。由此,在太阳能电池组件12整体的发电面积相同的情况下,在串联连接单元数为8时,与串联连接单元数为9相比,能够使每1单元的面积较大,使太阳能电池单元38的短路电流较大。此外,串联连接单元数较小,因此单元间的间隙的数能够从8变小而为7,能够提高空间效率。结果能够提高使用太阳能电池组件12的充电能力。
图7是在供电器14连接有图6的太阳能电池组件12时的与图5对应的图。根据图5和图7的比较可知,图5所示的串联连接单元数为8时,与图6所示的串联连接单元数为9的情况相比,能够使输出电流较大。例如输入电压Vcell不经由电压调节器30地输出至电力输出端子20的旁通效果和使太阳能电池组件12的串联连接单元数较小的效果相结合,能够大幅提高充电用输出。在使用图2的太阳能电池组件12的实施方式中,与使用图6的太阳能电池组件12的比较例的情况相比,能够使充电用输出最大提高约20%。
此外,在图1中,在作为继电器34使用闩锁型或常闭型的继电器时,在旁通动作时不需要用于关闭继电器34的电力,因此能够减小旁通动作时的损失。
此外,控制部36在上述的重置动作时,可以采用下述结构:以输入电压Vcell越小,使用于判定要否切断来自电力输出端子20的输出的规定时间t1越长的方式进行变化。根据该结构,在输入电压Vcell较小时,能够使开始重置动作之前的时间较长,因此能够抑制频繁地进行重置动作。因此,能够减少由于充电时间的减少导致的充电时的损失,能够提高充电效率。
[第2实施方式]
图8表示本实施方式的与图1对应的图。供电器14包括在连接于输出端子50与电力输出端子20之间的输出线49设置的第2继电器66。第2继电器66具有开关主体68和线圈70,开关主体68设置于输出线49。第2继电器66是切换输出线49的连接和切断的第2切换部。第2继电器66在不进行重置动作时保持闭合。第2继电器66能够使用常闭型的继电器。
控制部36所具有的电压供给控制部62,在电力输入端子18的输入电压Vcell超过第2规定电压Vreset后经过规定时间t1后,将Low电平或High电平的继电器切断信号Si5输出至线圈70,以利用第2继电器66将输出线49在重置用规定时间Tr中切断的方式进行控制。此时,与第1实施方式同样,从电力输出端子20的电流输出利用第2继电器66在重置用规定时间Tr中停止。电压供给控制部62与第1实施方式不同,不具有在用于进行重置动作的同样的条件下使输出至使能端子EN的使能信号Si4为Low电平的功能。其它结构和作用与第1实施方式同样。
[第3实施方式]
图9表示本实施方式的与图1对应的图。代替第1信号生成部26和第2信号生成部28,供电器14具有检测输入到电力输入端子18的输入电压Vcell的电压检测部即电压传感器72。电压传感器72将表示检测电压Vcell的信号作为第1信号Sia,输出至控制部36。
连接控制部58以第1信号Sia所示的检测电压Vcell超过规定电压Va时打开继电器34的方式进行控制。电压供给控制部62以在检测电压Vcell超过规定电压Va以下的第2规定电压Vreset时,由电压调节器30进行电压调整的方式进行控制。第1信号Sia为模拟信号时,控制部36例如由AD转换器将第1信号Si所示的模拟值转换为数字值,对由控制部36保持的规定电压Va和第2规定电压Vreset进行比较,控制继电器34的开闭和电压调整动作。
此外,时间测量部60判定检测电压Vcell是否从超过第2规定电压Vreset的时刻起经过了规定时间t1。在时间测量部60判定经过了规定时间t1时,电压供给控制部62使继电器连接信号Si3和使能信号Si4在重置用规定时间Tr中为Low电平,使从电力输出端子20的电流输出在重置用规定时间Tr中停止。
在采用这样的结构时,也能够得到与第1实施方式同样的效果。另外,作为使从电力输出端子20的电流输出在重置用规定时间Tr中停止的结构,与上述的图8所示的结构同样,也能够采用在输出线49设置第2继电器,在重置动作时打开第2继电器的结构。其它的结构和作用与第1实施方式或第2实施方式同样。
[第4实施方式]
图10表示本实施方式的与图1对应的概略图。供电器14包括:检测输入电力输入端子18的输入电压Vcell的电压传感器72;不经由电压调节器30地连接在电力输入端子18与电力输出端子20之间的开关元件即FET74;连接在FET74和电压调节器30与电力输出端子20之间的栅极IC76;和作为手动重置操作部的手动重置SW78。
电压传感器72将表示输入电压Vcell的检测值的信号作为第1信号Sia向控制部36输出。FET74代替继电器34(图1)作为切换部设置,例如为MOSFET。FET74由从控制部36输出的栅极控制信号控制。也可以代替FET使用其它的开关元件。
栅极IC76是具有通过切换输出线49的连接和切断来切换从输出端子20的电流输出的执行和停止的功能的第2切换部。栅极IC76由从控制部36输出的栅极控制信号控制。栅极IC76也具有防止从输出端子20侧向输入端子18侧的电流逆流的功能。由此,例如夜间等太阳能电池组件12的发电电力为0时,也能够防止从作为被充电设备的便携终端装置16(参照图1)侧向太阳能电池组件12的放电。此外,也可以代替栅极IC76,使得由控制部36控制导通断开状态的FET。通过将第2切换部由栅极IC76或FET构成,不需要在第2切换部连接二极管而使其具有逆流防止功能,能够减少正常时的电力损失。另外,通过在电压调节器30内置FET等使其具有逆流防止功能时,能够代替栅极IC76使用不具有逆流防止功能的第2切换部,或者省略第2切换部。以下,FET称为“旁通SW”,电压调节器称为“LDO”,栅极IC称为“输出SW”。
控制部36以下述方式控制旁通SW74:在输入电压Vcell的检测值超过规定电压Va(例如5.0V)时例如为Va+0.1(V)以上时(Vcell≥Va+0.1(V)),利用旁通SW74切断旁通线32;在输入电压Vcell的检测值为规定电压Va以下时(Vcell≤Va),利用旁通SW74连接旁通线32。0.1V是用于对Va设置磁滞(Hysteresis)的值,在后面对此进行叙述。
进一步,控制部36在输入电压Vcell的检测值为第2规定电压Vreset以下的值(Vcell≤Vreset)之后,从超过第2规定电压Vreset(Vcell>Vreset)起经过了规定时间后,使用输出SW76将输出线49在重置用规定时间Tr中切断。由此,控制部36进行停止从电力输出端子20的电流输出的重置动作。
手动重置开关78是重置操作部,是用户进行操作的输入输出设备。说明手动重置开关78为按钮式开关的情况,但也可以是拨动开关(toggleswitch)等其它开关。手动重置开关78以被用户按下的方式被操作时,对控制部36发送表示该操作的信号。手动重置开关78基于用户的操作进行重置动作,且将第2规定电压Vreset变更为比规定时刻的输入电压VcellA的取得电压高规定电压ΔV的电压。以下,手动重置开关78称为手动重置SW。
电力输出端子20的信号端子44c、44d在连接点G短路,连接点G连接在串联连接在正极供电端子44a与负极供电端子44之间的3个电阻R1、R2、R3中的位于正极侧、中间的2个电阻R1、R2间。各电阻R1、R2、R3具有MΩ程度的高电阻值。在3个电阻R1、R2、R3中的位于中间、负极侧的电阻R2、R3间连接阻抗转换部80的输入端子。阻抗转换部80包括反馈系数=1的OP放大器,其输出端子与控制部36连接。由此,能够高精度地检测信号端子44c、44d的1个信号端子(例如D-的端子44c)的电位,将表示该电位的检测信号发送至控制部36。在电力输入端子18与电压调节器(voltageregulator)30之间连接未图示的第2电压调节器,由第2电压调节器限制到规定电压以下的电压被输入阻抗转换部80的OP放大器。
此外,可以在电力输入端子18与电压调节器30之间以及输出线49连接用于限制异常电流的保险丝或PTC热敏电阻。也可以设置用于在输入电力输入端子18的电压过高时利用控制部36断开旁通SW74的安全装置。
此外,第4实施方式中,能够不大幅影响便携终端装置16的充电特性和太阳能电池组件12的输出特性地进行稳定的重置动作,因此控制部36能够对停止从电力输出端子20的电流输出时的基准电压即第2规定电压Vreset根据输入电压Vcell的取得电压进行变更。更具体地说,控制部36在初始状态中对第2规定电压Vreset设定预先设定的初始值V0(Vreset=V0)。另一方面,控制部36将从来自电力输出端子20的电流输出停止的时刻即重置动作开始时刻起经过了预先设定的规定稳定估测时间Tstable的时刻的、输入电压VcellA检测出来作为取得电压。然后,控制部36在进行初次的重置动作后,将第2规定电压Vreset从此前的第2规定电压Vreset变更为比取得电压VcellA高规定电压ΔV的电压(Vreset=VcellA+ΔV)。
图11是表示第4实施方式中向便携终端装置16的电流输出的执行和停止的切换方法的流程图,图12是表示图11的流程图中一部分的处理的详细内容的流程图,图13是表示本例中旁通SW74的导通断开状态的切换方法的流程图。控制部36以与后述的手动重置SW检测程序和USB连接检测程序并行处理的方式,执行根据图11、图12的流程图执行的第1程序和根据图13的流程图执行的第2程序。
首先,说明与第1程序对应的图11、图12。S20中,将第2规定电压Vreset初始化而设定为初始值V0(Vreset=V0)。例如V0=4.75V。接着,在S21中,在输入电压Vcell的检测值为第2规定电压Vreset以下后,输入电压Vcell超过第2规定电压Vreset,判定输入电压Vcell超过第2规定电压Vreset后是否经过了规定时间。
图12表示将S21的处理分为多个处理的详细内容。S21中,首先在S211中,判定输入电压Vcell的检测值是否为第2规定电压Vreset以下。在S211的判定结果为是(YES)时,进行S212的处理,对计数用变量T1设定初始值0。接着,在S213中,判定输入电压Vcell的检测值是否超过第2规定电压Vreset。在S213的判定结果为“是(Yes)”时,进行S214的处理,使计数用变量T1一次增加1地增大。接着,在S215,判定输入电压Vcell的检测值是否再次下降至第2规定电压Vreset以下,其判定结果为“是”时,回到S211重复处理。S215的判定结果为“否(NO)”时,进行S216的处理,判定计数用变量T1是否达到规定值K以上,在其判定结果为“否”时,回到S214。在S216的判定结果为“是”时,进行图11的S22的处理。
在S22中,作为重置动作,控制部36断开输出SW76,使得成为停止从电力输出端子20的电流输出的输出断开状态,使LDO使能信号Si4为Low电平。
S22的处理后,控制部36产生重置信号。在产生了重置信号时,在根据后述的图13所示的流程图执行的第2程序中的后述的S31与S32的处理之间进行中断处理。
在S23中,判定从来自电力输出端子20的电流输出停止后是否经过了重置用规定时间Tr,在S23的判定结果为是时进行S24的处理。在S24中,控制部36使输出SW76导通,使得成为进行从电力输出端子20的电流输出的输出导通状态,结束重置动作。此外,在S24中,使LDO使能信号Si4为High电平,旁通SW74断开。由此,由LDO30调整后的电压Vreg输出至电力输出端子20。
在S25中,控制部36从电压传感器72取得输入电压VcellA的检测值。控制部36取得从再次开始从电力输出端子20的电流输出后经过预先设定的规定稳定估测时间Tstable的时刻的输入电压VcellA的检测值。规定稳定估测时间Tstable例如为5秒。在S26中,使第2规定电压Vreset变更为在该输入电压VcellA的取得电压上加以规定电压ΔV而得的值(Vreset←VcellA+ΔV),之后回到S21反复处理。规定电压ΔV例如为0.2V。规定电压ΔV能够根据便携终端装置16的种类和太阳能电池组件的IV特性进行各种变更。
接着,说明与第2程序对应的图13的流程图。首先,在S30中,将LDO30、旁通SW74和输出SW76的状态设定为初始状态。具体地说,由控制部36使LDO30的使能信号Si4为Low电平,断开旁通SW74和输出SW76。接着,在S31中,控制部36使LDO30的使能信号Si4为High电平,在进行LDO30的电压调整的状态中使输出SW76导通。
在S32中,判定是否为重置动作中(例如图11的S22、S23的状态)(1)和重置动作以外且输入电压Vcell为(规定电压Va+0.1(V))以上(2)中的任一个。此时,0.1V是为了设置磁滞而加于规定电压Va的,也可以使用0.1V以外的任意的正值。S32的判定结果为“是”时,使旁通SW74断开(S33),回到S32。在S32的判定结果为“否”时,进行S34的处理。
在S34中,判定是否为重置动作以外且输入电压Vcell为预先设定的停止用电压Voff以上且为规定电压Va以下,S34的判定结果为“是”时,进行S35的处理,使旁通SW74导通,回到S32。停止用电压Voff例如为3.3V。在S34的判定结果为“否”时,进行S36的处理。通过对规定电压Va设置磁滞,能够防止在输入电压Vcell为规定电压Va与(规定电压Va+0.1(V))之间的值时旁通SW74频繁进行切换。
在S36中,判定是否为重置动作以外且输入电压Vcell低于停止用电压Voff,在S36的判定结果为“是”时,进行S37的处理,使旁通SW74和输出SW76断开,将第2规定电压Vreset设定为初始值V0。S37的处理后,在S38中,输入电压Vcell超过恢复电压Vrecover时,产生电压恢复信号,在与图11对应的第1程序中的S23与S24之间进行中断处理,并且在第2程序中回到S32。恢复电压Vrecover例如为4.3V。S36的判定结果为“否”时,例如,在输入电压Vcell超过所定电压Va且低于(规定电压Va+0.1(V))时,回到S32。
在第1程序中,也可以在存在手动重置SW78的操作时,进行手动重置SW检测程序。手动重置SW检测程序判定是否检测到手动重置SW78的操作,在判定为检测到操作的情况下产生手动重置SW信号。在产生了手动重置SW信号时在第1程序中进行中断处理,使此前的第1程序的处理停止,从S21与S22之间再次开始处理。此时,也可以在S22的处理之前,将第2规定电压Vreset设定为初始值V0。由此,控制部36在手动重置SW78被操作时,之后如上所述使从电力输出端子20的电流输出在重置用规定时间Tr中停止。
此外,在从电力输出端子20和便携终端装置16的USB端子42(参照图1)分离的状态转移到在电力输出端子20新连接有USB端子42的状态时,在便携终端装置16中,存在信号端子44c、44d的1个信号端子(例如D-的信号端子44c)的电位下降,而向Low电位转移的情况。
USB连接检测程序,在控制部36中检测到1个信号端子44c向Low电位转移时,判定输入电压Vcell是否为预先设定的恢复电压Vrecover以上,在判定为恢复电压Vrecover以上时产生USB连接检测信号。在产生了USB连接检测信号时,进行对第1程序的中断处理,停止此前的第1程序的处理,从S23与S24之间再次开始处理,之后进行从电力输出端子20的电流输出。此时,可以在将第2规定电压Vreset设定为初始值V0之后进行对第1程序的中断处理。由此,控制部36在便携终端装置16新连接于电力输出端子20时,能够将第2规定电压Vreset从此前的第2规定电压Vreset变更为比取得电压VcellA高规定电压ΔV的电压(Vreset=VcellA+ΔV)。
另外,优选检测到连接了便携终端装置16的规定的期间中停止由USB连接检测程序进行连接的检测处理。在重置动作后也同样地优选停止USB连接检测程序的检测处理。
根据第4实施方式的结构,即使存在便携终端装置16的充电特性、太阳能电池组件12的电流电压特性即I-V特性的由环境引起的变化或制造上的偏差,也能够进行稳定的重置动作,因此能够更有效地进行对便携终端装置16的充电。接着对此详细地进行说明。
图14A是用于说明第4实施方式的效果的表示太阳能电池组件12的2个I-V特性的图。在从图1到图9所示的实施方式中,在使停止从电力输出端子20的电流输出时的基准电压即第2规定电压Vreset的值为一定值而不变更的情况下,存在该第2规定电压Vreset不合适的情况。例如,在图14A中表示太阳能电池组件12的2种类的I-V特性线W1、W2,在受光面的照度下降时从W1变化为W2。此处,太阳能电池组件12依据W1输出电流和电压时,根据从电力输出端子20向便携终端装置16的电流输出,在与便携终端装置16的负荷特性线A1的交点Q2处能够稳定地进行充电动作。此处在受光面的照度下降的情况下,充电动作点也沿负荷特性线A1下降,可能下降至W2。此时,根据便携终端装置16的不同,可能存在向便携终端装置16的输入电流被限制到点Q3的电流值Ib1以下的情况,即使受光面的照度恢复,电流值Ib1一定,动作点移动到电压值高的点例如Q1。从图1到图9的实施方式中,此时输入电压Vcell成为第2规定电压Vreset(图14A的Vreset1)以下后,在从超过第2规定电压Vreset起经过规定时间后进行使从电力输出端子20的电流输出在重置用规定时间Tr停止的重置动作。由此,便携终端装置16的输入电流的限制被解除,回到初始状态的充电动作,充电时的动作点成为Q2,能够高效地进行充电。
但是,由于便携终端装置16的特性或太阳能电池组件12的特性或制造上的偏差,存在应设定的第2规定电压Vreset的合适值不同的情况。例如,在第2规定电压Vreset设定为图14A的Vreset2时,即使受光面的照度下降,动作点从Q2移动到Q3,输入电压Vcell也不会成为第2规定电压Vreset2以下,因此即使此后照度恢复,移动到点Q1也不进行重置动作,动作点不会移动到Q2。此时,从进行稳定的重置动作方面考虑存在改良的余地。
此外,如图14B所示,根据便携终端装置16的种类的不同,存在负荷特性线像A1、A2、A3那样不同的情况,即使对于A1设定为适合的第2规定电压Vreset1,对于A2、A3来说第2规定电压Vreset1不适合。例如,在图14B那样A2与W2的交点的充电动作点Q3a处的电压大幅地低于Q3的电压时照度恢复,例如存在即使充电动作点移动到与W1的交点Q1a,该充电动作点处的电压V1b也不超过第2规定电压Vreset1(V1b<Vreset1)的情况。此时,不进行重置动作,在进行稳定的重置动作方面存在改良的余地。此外,在A3与W2的交点的充电动作点Q3b处的电压大幅高于Q3的电压时,即使照度的恢复程度很低,也存在充电动作点处的电压超过第2规定电压Vreset1的情况。例如即使充电动作点仅从Q3移动到与W1和W2之间的I-V特性线W3的交点Q1b,电压也超过第2规定电压Vreset1。由此,进行重置动作,充电动作点向与Q1b相比电流值稍高、电压值稍低的Q2b移动。但是,如图14B所示,在Q2b处的电压值与第2规定电压Vreset1的差较小时,存在与微小的照度变化对应地频繁进行重置动作的情况。这是因为充电动作点Q3b的电压值与第2规定电压Vreset1的差较小。
这样,在第2规定电压Vreset维持为一定值时,可能存在下述情况:便携终端装置16的充电特性不同;由于制造上的偏差使得太阳能电池组件12的I-V特性不是一定的特性;或由于太阳能电池组件12的动作时的温度或明亮度等的环境的变化导致I-V特性变化。此时,从进行稳定的重置动作方面考虑存在改良的余地。
在第4实施方式中,如上所述停止从电力输出端子20的电流输出时的基准电压即第2规定电压Vreset,变更为比在从电力输出端子20的电流输出停止后经过了规定稳定估测时间Tstable的时刻的输入电压VcellA的取得电压高规定电压ΔV的电压(Vreset=VcellA+ΔV)。由此,即使存在便携终端装置16的充电特性、太阳能电池组件12的IV特性由于环境而发生变化或制造上的偏差,也能够进行稳定的重置动作,因此能够更高效地进行对便携终端装置16的充电。此外,在被便携终端装置16的反应方式的不同、以及充电时的动作根据规定条件的成立由规定的电流值和电压值决定的动作点或离散的动作点限制的情况下,也能够进行适当的重置动作,因此能够有效地进行向便携终端装置16的充电。
此外,控制部36在手动重置SW78被操作时,与当前的输入电压Vcell的取得值和第2规定电压Vreset的值的关系无关地进行停止从电力输出端子20的电流输出的重置动作。然后,控制部36基于从重置动作后再次开始电流输出起经过了规定稳定估测时间Tstable的时刻的输入电压的取得电压VcellA,将第2规定电压Vreset变更为比电压VcellA高的电压(Vreset←VcellA+ΔV)。由此,即使在第2规定电压Vreset过度地向上侧或下侧大幅振荡而不进行重置动作的情况下,也能够根据用户的判断将第2规定电压Vreset变更为适当的值。此外,在电力输出端子20新连接有便携终端装置16时,也根据从电力输出端子20向控制部36发送的信号将第2规定电压Vreset设定为适当的值。因此,能够在短时间实现向与不同的便携终端装置16对应的适当的第2规定电压Vreset的变更。另外,在手动重置SW78被操作时和在电力输出端子20新连接有便携终端装置16时的各个情况下,在图11的方法中将第2规定电压Vreset设定变更为初始值V0,但也可以不进行该设定变更。
此外,控制部36对在规定电压Va设置了磁滞的值和输入电压Vcell的大小进行比较,而进行是否断开旁通SW74的判定,对规定电压Va和输入电压Vcell的大小进行比较,而进行是否导通旁通SW74的判定。由此,能够抑制旁通SW74频繁地反复进行导通断开而产生颤动(chattering)。这样的利用磁滞抑制颤动的发生的结构,也可以采用上述图1到图9的结构。其它结构和作用与图1到图5的结构同样。
另外,以图10到图13所示的结构进行重置动作后,基于经过规定稳定估测时间Tstable的时刻的输入电压的取得电压VcellA,将第2规定电压Vreset变更为比取得电压VcellA高的电压的结构,能够采用在图1到图8的结构中,设置检测输入电压Vcell的电压传感器,将其取得电压发送至控制部36的结构,或采用图9的结构。
以上,对用于实施本发明的方式进行了说明,但本发明并不被该实施方式以任何方式限定,在不脱离本发明的主旨的范围内当然能够以各种方式实施。例如,在上述内容中说明了电压调整部为电压调节器30的情况,但并不限定于此,例如可以使电压调整部为对输入电压Vcell进行电压调整,将调整为规定电压以下的电压输出到电力输出端子的DC/DC转换器等的电压转换部。
另外,在第1信号生成部26和第2信号生成部28中使用的规定电压Va和第2规定电压Vreset的关系并不限定于本实施方式。规定电压Va和第2规定电压Vreset可以根据使用的太阳能电池组件12的结构、尺寸、便携终端装置16的动作特性、使用的环境适当设定,第2规定电压Vreset可以设定为比规定电压Va大的值(Vreset>Va)。此外,电压调节器30调整后的电压Vreg与规定电压Va的关系也不限定于本实施方式。例如电压Vreg可以比规定电压Va小(Vreg<Va)。相反地电压Vreg可以比规定电压Va大(Vreg>Va)。
此外,供电器14具有第2信号生成部28,进而,控制部36在从输入电压Vcell超过第2规定电压Vreset的时刻起经过规定时间t1后,将从电力输出端子20的输出在重置用规定时间Tr中切断的结构,也能够与在旁通线32不设置切换部的结构组合使用。
附图标记的说明
10太阳能电池系统,12太阳能电池组件,14供电器,16便携终端装置,18电力输入端子,20电力输出端子,22设备侧二次电池,24系统控制电路,26第1信号生成部,28第2信号生成部,30电压调节器(LDO),32旁通线(bypassline),34继电器,36控制部,38太阳能电池单元,40USB线缆,42USB端子,44a、44b供电端子,44c、44d信号端子,46输入端子,48GND端子,49输出线,50输出端子,54开关主体,56线圈,58连接控制部,60时间测量部,62电压供给控制部,64输出线,66第2继电器,68开关主体,70线圈,72电压传感器,74FET(旁通SW),76栅极IC(输出SW),78手动重置开关,80阻抗转换部。

Claims (11)

1.一种太阳能电池用供电器,其将从太阳能电池输入的输入电压调整为规定电压以下,将调整后的电压作为二次电池的充电用输出电压输出,所述太阳能电池用供电器的特征在于,包括:
对所述输入电压进行电压调整,输出调整为预先设定的电压以下的电压的电压调整部;
设置在不经由所述电压调整部地连接在电力输入端子与电力输出端子之间的旁通线中的、切换所述旁通线的连接和切断的切换部;和
控制部,其进行控制以使得在所述输入电压为所述规定电压以下时,利用所述切换部连接所述旁通线,将所述输入电压从所述电力输出端子输出。
2.如权利要求1所述的太阳能电池用供电器,其特征在于:
具有当所述输入电压超过所述规定电压时,对所述控制部输出第1信号的第1信号生成部,
所述控制部进行控制以使得当所述第1信号被输入时,利用所述切换部切断所述旁通线。
3.如权利要求1或权利要求2所述的太阳能电池用供电器,其特征在于:
具有当所述输入电压超过第2规定电压时,对所述控制部输出高电平第2信号的第2信号生成部,
所述控制部在从所述高电平第2信号被输出起经过规定时间后,停止从所述电力输出端子的电流输出。
4.如权利要求1或权利要求2所述的太阳能电池用供电器,其特征在于:
所述控制部在所述输入电压成为第2规定电压以下的值后,从所述输入电压超过所述第2规定电压起经过规定时间后,停止从所述电力输出端子的电流输出。
5.如权利要求3或权利要求4所述的太阳能电池用供电器,其特征在于:
从所述电力输出端子的电流输出停止后,基于从再次开始电流输出起经过规定稳定估测时间的时刻的所述输入电压的取得电压,将所述第2规定电压变更为比所述取得电压高的电压。
6.如权利要求5所述的太阳能电池用供电器,其特征在于:
包含以用户能够操作的方式设置的重置操作部,
所述控制部在所述重置操作部被操作时,与当前的所述输入电压和所述第2规定电压的值的关系无关地停止来自所述电力输出端子的电流输出,基于从再次开始电流输出起经过规定稳定估测时间的时刻的所述输入电压的取得电压,将所述第2规定电压变更为比所述取得电压高的电压。
7.如权利要求3所述的太阳能电池用供电器,其特征在于:
所述控制部控制所述电压调整部以使得从所述第2信号被输出起经过规定时间后,停止从所述电力输出端子的电流输出。
8.如权利要求3所述的太阳能电池用供电器,其特征在于:
包括设置于所述电压调整部与所述电力输出端子之间的输出线的、切换所述输出线的连接和切断的第2切换部,
所述控制部进行控制以使得在从所述第2信号被输出起经过规定时间后,使用所述第2切换部切断所述输出线。
9.如权利要求1所述的太阳能电池用供电器,其特征在于:
所述供电器具有检测所述输入电压的电压检测部,
所述控制部进行控制以使得在所述输入电压的检测值超过所述规定电压时,使用所述切换部切断所述旁通线,并且进行控制以使得当所述输入电压的检测值为所述规定电压以下且超过第2规定电压时,在所述电压调整部进行所述电压调整。
10.如权利要求1~权利要求9中任一项所述的太阳能电池用供电器,其特征在于:
所述切换部是闩锁型或常闭型的继电器。
11.一种太阳能电池系统,其特征在于,包括:
权利要求1~权利要求10中任一项所述的太阳能电池用供电器;和
与所述太阳能电池用供电器连接的太阳能电池。
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