JP2000261979A - 太陽電池・キャパシタ電源装置及び充電方法 - Google Patents
太陽電池・キャパシタ電源装置及び充電方法Info
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- JP2000261979A JP2000261979A JP11058502A JP5850299A JP2000261979A JP 2000261979 A JP2000261979 A JP 2000261979A JP 11058502 A JP11058502 A JP 11058502A JP 5850299 A JP5850299 A JP 5850299A JP 2000261979 A JP2000261979 A JP 2000261979A
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な回路構成により太陽光の変動に対応し
て太陽電池の最大出力電力でキャパシタ回路を充電でき
るようにする。 【解決手段】 キャパシタ回路４の充電を制御するコン
バータ２と、キャパシタ回路４の充電電流と電流設定値
１０との誤差を検出する充電電流誤差増幅回路８と、太
陽電池１の出力電圧と電圧設定値９との誤差を検出する
電池出力電圧誤差増幅回路７とを備え、充電電流誤差増
幅回路８の出力信号に電池出力電圧誤差増幅回路７の出
力信号を合成して太陽電池１の出力電圧が電圧設定値９
となるようにコンバータ２を制御し、キャパシタ回路４
の許容電圧、許容電流の範囲内で太陽電池１の出力電力
が最大となるようにキャパシタ回路４の充電電流を制御
する。
て太陽電池の最大出力電力でキャパシタ回路を充電でき
るようにする。 【解決手段】 キャパシタ回路４の充電を制御するコン
バータ２と、キャパシタ回路４の充電電流と電流設定値
１０との誤差を検出する充電電流誤差増幅回路８と、太
陽電池１の出力電圧と電圧設定値９との誤差を検出する
電池出力電圧誤差増幅回路７とを備え、充電電流誤差増
幅回路８の出力信号に電池出力電圧誤差増幅回路７の出
力信号を合成して太陽電池１の出力電圧が電圧設定値９
となるようにコンバータ２を制御し、キャパシタ回路４
の許容電圧、許容電流の範囲内で太陽電池１の出力電力
が最大となるようにキャパシタ回路４の充電電流を制御
する。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池の出力に
より複数のキャパシタからなるキャパシタ蓄電回路を充
電する太陽電池・キャパシタ電源装置及び充電方法に関
する。
より複数のキャパシタからなるキャパシタ蓄電回路を充
電する太陽電池・キャパシタ電源装置及び充電方法に関
する。
【従来の技術】図７は従来の太陽電池・キャパシタ電源
装置の構成例を示す図であり、１は太陽電池、２はＤＣ
／ＤＣコンバータ、３は電流検出回路、４はキャパシタ
回路、１３はインターフェース回路、１４はＣＰＵ、２
１は電流検出回路を示す。電気二重層キャパシタなどの
キャパシタは、２次電池（鉛蓄電池、リチウムイオン２
次電池など）と異なり、電気エネルギー量Ｅ、キャパシ
タ静電容量Ｃ、端子電圧Ｖとすると、Ｅ＝ＣＶ2 ／２の
関係により電気エネルギー量に応じて端子電圧が大きく
変化する。また、太陽電池は、照度がかなり低くてもそ
こそこの無負荷電圧になるが、出力電力が少ないため、
電流が流れると照度が低いほど端子電圧の低下が大きく
なる。このような太陽電池の出力により複数のキャパシ
タからなるキャパシタ蓄電回路を充電するため、従来
は、図７に示すように電流検出回路２１で太陽電池１の
出力電流を検出し、電流検出回路３でキャパシタ回路４
の充電電流を検出して、これらを太陽電池１の出力電圧
とキャパシタ回路４の端子電圧と共にインターフェース
回路１３を介してＣＰＵ１４に読み込み、太陽電池の出
力を最大限有効に利用するため、ＣＰＵ１４により演算
を行って最大出力でＤＣ／ＤＣコンバータ２を制御する
最大出力追従制御方式（ＭＰＰＴ）が採用されてきた。
装置の構成例を示す図であり、１は太陽電池、２はＤＣ
／ＤＣコンバータ、３は電流検出回路、４はキャパシタ
回路、１３はインターフェース回路、１４はＣＰＵ、２
１は電流検出回路を示す。電気二重層キャパシタなどの
キャパシタは、２次電池（鉛蓄電池、リチウムイオン２
次電池など）と異なり、電気エネルギー量Ｅ、キャパシ
タ静電容量Ｃ、端子電圧Ｖとすると、Ｅ＝ＣＶ2 ／２の
関係により電気エネルギー量に応じて端子電圧が大きく
変化する。また、太陽電池は、照度がかなり低くてもそ
こそこの無負荷電圧になるが、出力電力が少ないため、
電流が流れると照度が低いほど端子電圧の低下が大きく
なる。このような太陽電池の出力により複数のキャパシ
タからなるキャパシタ蓄電回路を充電するため、従来
は、図７に示すように電流検出回路２１で太陽電池１の
出力電流を検出し、電流検出回路３でキャパシタ回路４
の充電電流を検出して、これらを太陽電池１の出力電圧
とキャパシタ回路４の端子電圧と共にインターフェース
回路１３を介してＣＰＵ１４に読み込み、太陽電池の出
力を最大限有効に利用するため、ＣＰＵ１４により演算
を行って最大出力でＤＣ／ＤＣコンバータ２を制御する
最大出力追従制御方式（ＭＰＰＴ）が採用されてきた。
【発明が解決しようとする課題】キャパシタを用いた蓄
電電源装置の場合には、上記のように２次電池と異なる
ため従来の２次電池充電装置が利用できず、また、太陽
電池の出力を最大限有効に利用する方式では、中央演算
制御装置ＣＰＵなどを使用して演算を行いＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２の制御を行っているため、全体として装置が
高価になる。さらに、太陽電池の出力を有効に利用する
方式では、出力電力を求めるため、電圧と電流の乗算が
必要であったり、制御のためのソフトウエアも複雑にな
るなどの問題があった。
電電源装置の場合には、上記のように２次電池と異なる
ため従来の２次電池充電装置が利用できず、また、太陽
電池の出力を最大限有効に利用する方式では、中央演算
制御装置ＣＰＵなどを使用して演算を行いＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２の制御を行っているため、全体として装置が
高価になる。さらに、太陽電池の出力を有効に利用する
方式では、出力電力を求めるため、電圧と電流の乗算が
必要であったり、制御のためのソフトウエアも複雑にな
るなどの問題があった。
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、簡単な回路構成により太陽光の変
動に対応して太陽電池の最大出力電力でキャパシタ回路
を充電できるようにする。そのために本発明は、太陽電
池の出力により複数のキャパシタからなるキャパシタ回
路の充電を行う太陽電池・キャパシタ電源装置であっ
て、前記キャパシタ回路の充電を制御するコンバータ
と、前記キャパシタ回路の充電電流と電流設定値との誤
差を検出する充電電流誤差増幅回路と、前記太陽電池の
出力電圧と電圧設定値との誤差を検出する電池出力電圧
誤差増幅回路とを備え、前記充電電流誤差増幅回路の出
力信号に前記電池出力電圧誤差増幅回路の出力信号を合
成して前記太陽電池の出力電圧が電圧設定値となるよう
に前記コンバータを制御することを特徴とし、前記電池
出力電圧誤差増幅回路は、前記キャパシタ回路の充電電
流が大きくなる方に前記電圧設定値を変化させる手段を
有することを特徴とするものである。また、太陽電池の
出力により複数のキャパシタからなるキャパシタ回路の
充電を行う太陽電池・キャパシタ電源装置の充電方法で
あって、前記キャパシタ回路の充電電流を検出し、該充
電電流が大きくなる方に前記太陽電池の出力電圧の設定
値を変化させ、該設定値に基づきコンバータを制御し前
記キャパシタ回路の充電を制御することを特徴とするも
のである。
決するものであって、簡単な回路構成により太陽光の変
動に対応して太陽電池の最大出力電力でキャパシタ回路
を充電できるようにする。そのために本発明は、太陽電
池の出力により複数のキャパシタからなるキャパシタ回
路の充電を行う太陽電池・キャパシタ電源装置であっ
て、前記キャパシタ回路の充電を制御するコンバータ
と、前記キャパシタ回路の充電電流と電流設定値との誤
差を検出する充電電流誤差増幅回路と、前記太陽電池の
出力電圧と電圧設定値との誤差を検出する電池出力電圧
誤差増幅回路とを備え、前記充電電流誤差増幅回路の出
力信号に前記電池出力電圧誤差増幅回路の出力信号を合
成して前記太陽電池の出力電圧が電圧設定値となるよう
に前記コンバータを制御することを特徴とし、前記電池
出力電圧誤差増幅回路は、前記キャパシタ回路の充電電
流が大きくなる方に前記電圧設定値を変化させる手段を
有することを特徴とするものである。また、太陽電池の
出力により複数のキャパシタからなるキャパシタ回路の
充電を行う太陽電池・キャパシタ電源装置の充電方法で
あって、前記キャパシタ回路の充電電流を検出し、該充
電電流が大きくなる方に前記太陽電池の出力電圧の設定
値を変化させ、該設定値に基づきコンバータを制御し前
記キャパシタ回路の充電を制御することを特徴とするも
のである。
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る太陽電池・
キャパシタ電源装置の実施の形態を示す図であり、１は
太陽電池、２はＤＣ／ＤＣコンバータ、３は電流検出回
路、４はキャパシタ回路、５は出力電圧調整回路、７、
８は誤差増幅回路、９は太陽電池出力電圧設定器、１０
はキャパシタ充電電流設定器、１１はダイオードを示
す。図１において、キャパシタ回路４は、例えば複数個
の電気二重層キャパシタを直並列に接続して充電し蓄電
しつつ負荷に給電する回路であり、このキャパシタ回路
４の充電用の電源として利用するのが太陽電池１であ
る。この太陽電池１の出力によりキャパシタ回路４の充
電を制御するため、太陽電池出力電圧設定器９は、太陽
電池１の出力電圧の値を設定するものであり、キャパシ
タ充電電流設定器１０は、キャパシタ回路４の充電電流
の値を設定するものである。誤差増幅回路７は、太陽電
池１の出力電圧と太陽電池出力電圧設定器９の電圧設定
値との誤差を検出して増幅する電池出力電圧誤差増幅回
路であり、電流検出回路３は、キャパシタ回路４の充電
電流を検出し、誤差増幅回路８は、電流検出回路３で検
出したキャパシタ回路４の充電電流とキャパシタ充電電
流設定器１０の電流設定値との誤差を検出して増幅する
充電電流誤差増幅回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２
は、キャパシタ回路４を０Ｖからキャパシタの制限電圧
まで充電制御するものであり、誤差増幅回路７による太
陽電池１の出力電圧の検出誤差と誤差増幅回路８による
キャパシタ回路４の充電電流の検出誤差を合成した信号
により、キャパシタ回路４の充電電流を制御する。ＤＣ
／ＤＣコンバータ２に制御信号として与えられる誤差増
幅回路７の検出誤差は、ダイオード１１を介して誤差増
幅回路８の検出誤差と接続されるので、太陽電池１の出
力電圧が太陽電池出力電圧設定器９の電圧設定値以下に
なると、その検出誤差が合成される。したがって、それ
までは、誤差増幅回路８の検出誤差に基づきＤＣ／ＤＣ
コンバータ２を制御し、キャパシタ回路４の定電流充電
を行う。すなわち、ダイオード１１は、誤差増幅回路８
の検出誤差による定電流充電から、太陽電池１の出力電
圧が低下したときに誤差増幅回路７の検出誤差による太
陽電池１の出力電圧の低下抑制の制御に切り換える回路
を構成するものである。次に、動作を説明する。まず、
電流検出回路３により充電電流Ｉｃを検出し、誤差増幅
回路８でキャパシタ充電電流設定器１０の電流設定値Ｉ
ｓｃとの検出誤差ΔＩに基づきＤＣ／ＤＣコンバータ２
を制御することにより、充電電流Ｉｃをキャパシタ充電
電流設定器１０の電流設定値Ｉｓｃになるように制御し
定電流充電を行う。このとき、キャパシタ回路４の端子
電圧Ｖｃがほとんど０の状態では、太陽電池１の出力電
力Ｗｐは少ないので、太陽電池１の出力電圧Ｖｐは、太
陽電池出力電圧設定器９の電圧設定値Ｖｓｐまでは低下
しない。このとき誤差増幅回路７による検出誤差ΔＶ
は、ダイオード１１に対して逆方向の信号となるため、
太陽電池１の出力電圧Ｖｐの制御系は切り離された状態
となっている。しかし、キャパシタ回路４の充電と共
に、その端子電圧Ｖｃが上昇しその充電電力Ｗｃ＝Ｖｃ
×Ｉｃが増大すると、太陽電池１の出力電力Ｗｐが増大
するので、太陽電池１の出力電圧Ｖｐが徐々に低下す
る。そして、太陽電池１の出力電圧Ｖｐが太陽電池出力
電圧設定器９の電圧設定値Ｖｓｐよりさらに低下するよ
うになると、誤差増幅回路７の検出誤差ΔＶがダイオー
ド１１に対して順方向の信号となる。この誤差増幅回路
７の検出誤差ΔＶが、誤差増幅回路８による検出誤差Δ
Ｉと合成されるのでＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力を抑
えるようになり、その結果、充電電流Ｉｃが電流設定値
Ｉｓｃより小さくなる。つまり、太陽電池１の出力電圧
Ｖｐが太陽電池出力電圧設定器９の電圧設定値Ｖｓｐに
なるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２が制御される。図２
は太陽電池の出力電圧と電流と出力電力及び太陽光の関
係を示す図、図３は模擬的に太陽光を変動させてキャパ
シタ回路を０Ｖから充電した場合の太陽電池の出力とキ
ャパシタ回路の電圧、電流、電力の関係を示す図であ
る。太陽電池の出力電圧と電流及び太陽光の関係は、図
２に示すように太陽電池の出力電圧を無負荷電圧（例え
ば３０〜３３Ｖ）の約８０〜８５％（約２５Ｖ）に相当
する電圧にすると、最大出力電力にすることができる。
さらに太陽電池の出力を最大にするには、キャパシタ回
路４に対する充電電流を大きくする方に太陽電池出力電
圧設定器９の電圧設定値を変化させればよい。すなわ
ち、キャパシタ回路４の充電電流が大きくなることは、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧が大きくなること、
つまりＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電力が大きくなる
ことであるから、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の入力である
太陽電池の出力電力が大きくなったことになる。模擬的
に太陽光を変動（脈動）させ、キャパシタ回路４を０Ｖ
から充電した場合の太陽電池１の出力とキャパシタ回路
４の電圧、電流、電力の関係を示したのが図３である。
ここで、太陽電池出力電圧設定器は２５Ｖに、キャパシ
タ充電電流設定器は４Ａに設定している。キャパシタ回
路４の端子電圧が０からの充電開始当初は、設定され
た４Ａの充電電流により定電流充電されても太陽電池１
の出力電圧は、設定された２５Ｖより高いが、キャパシ
タ回路４の端子電圧が上昇してくるにしたがって、キャ
パシタ回路４の充電電力、つまり太陽電池１の出力電力
が増大するので、太陽電池１の出力電圧が低下してく
る。そして、太陽電池１の出力電圧が設定された２５Ｖ
まで低下すると、誤差増幅回路７による制御が働き２５
Ｖに維持するようになるので、に示すようにキャパシ
タ回路４の充電電流が４Ａ以下に減少する。さらにキャ
パシタ回路４の端子電圧が上昇すると、に示すように
キャパシタ回路４の充電電流は、設定された４Ａ以下で
変動するようになり、太陽電池１の出力電圧が設定され
た２５Ｖに維持される。図４乃至図６は本発明に係る太
陽電池・キャパシタ電源装置の他の実施の形態を示す図
であり、１３はインターフェース回路、１４はＣＰＵ、
１５、１６はダイオード、１７は太陽電池、１８は照度
センサ、１９は温度センサを示す。図４に示す実施の形
態は、インターフェース回路１３を通して電流検出回路
３により検出されるキャパシタ回路４の充電電流をＣＰ
Ｕ１４に読み込み、ＣＰＵ１４により充電電流が大きく
なる方に、太陽電池１の出力電圧の設定信号を変化させ
る操作を行うものである。ダイオード１５、１６は、キ
ャパシタ回路４の充電電圧が太陽電池１の出力電圧より
低いときに、太陽電池１の出力を利用して出力電圧調整
回路（図示省略、図１に示す５）を動作させるための回
路を構成している。図５に示す実施の形態は、基準電源
用として太陽電池１と特性の相似した太陽電池１７を設
け、この出力電圧により太陽電池出力電圧設定器９の設
定を行うようにしたものである。図６に示す実施の形態
は、照度センサ１８、温度センサ１９を設けて、照度セ
ンサ１８により太陽電池１の入力照度を検出すると共
に、温度センサ１９により太陽電池１の温度を検出して
太陽電池１の出力電圧の設定信号を変化させるものであ
る。すなわち、インターフェース回路１３を通して稼働
状態における太陽電池１への放射照度と太陽電池１の温
度をＣＰＵ１４に読み込み、ＣＰＵ１４の制御によりこ
れら放射照度と温度から太陽電池１の出力が最大となる
と予想される太陽電池１の出力電圧となるように太陽電
池１の出力電圧の設定信号を変化させる。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る太陽電池・
キャパシタ電源装置の実施の形態を示す図であり、１は
太陽電池、２はＤＣ／ＤＣコンバータ、３は電流検出回
路、４はキャパシタ回路、５は出力電圧調整回路、７、
８は誤差増幅回路、９は太陽電池出力電圧設定器、１０
はキャパシタ充電電流設定器、１１はダイオードを示
す。図１において、キャパシタ回路４は、例えば複数個
の電気二重層キャパシタを直並列に接続して充電し蓄電
しつつ負荷に給電する回路であり、このキャパシタ回路
４の充電用の電源として利用するのが太陽電池１であ
る。この太陽電池１の出力によりキャパシタ回路４の充
電を制御するため、太陽電池出力電圧設定器９は、太陽
電池１の出力電圧の値を設定するものであり、キャパシ
タ充電電流設定器１０は、キャパシタ回路４の充電電流
の値を設定するものである。誤差増幅回路７は、太陽電
池１の出力電圧と太陽電池出力電圧設定器９の電圧設定
値との誤差を検出して増幅する電池出力電圧誤差増幅回
路であり、電流検出回路３は、キャパシタ回路４の充電
電流を検出し、誤差増幅回路８は、電流検出回路３で検
出したキャパシタ回路４の充電電流とキャパシタ充電電
流設定器１０の電流設定値との誤差を検出して増幅する
充電電流誤差増幅回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２
は、キャパシタ回路４を０Ｖからキャパシタの制限電圧
まで充電制御するものであり、誤差増幅回路７による太
陽電池１の出力電圧の検出誤差と誤差増幅回路８による
キャパシタ回路４の充電電流の検出誤差を合成した信号
により、キャパシタ回路４の充電電流を制御する。ＤＣ
／ＤＣコンバータ２に制御信号として与えられる誤差増
幅回路７の検出誤差は、ダイオード１１を介して誤差増
幅回路８の検出誤差と接続されるので、太陽電池１の出
力電圧が太陽電池出力電圧設定器９の電圧設定値以下に
なると、その検出誤差が合成される。したがって、それ
までは、誤差増幅回路８の検出誤差に基づきＤＣ／ＤＣ
コンバータ２を制御し、キャパシタ回路４の定電流充電
を行う。すなわち、ダイオード１１は、誤差増幅回路８
の検出誤差による定電流充電から、太陽電池１の出力電
圧が低下したときに誤差増幅回路７の検出誤差による太
陽電池１の出力電圧の低下抑制の制御に切り換える回路
を構成するものである。次に、動作を説明する。まず、
電流検出回路３により充電電流Ｉｃを検出し、誤差増幅
回路８でキャパシタ充電電流設定器１０の電流設定値Ｉ
ｓｃとの検出誤差ΔＩに基づきＤＣ／ＤＣコンバータ２
を制御することにより、充電電流Ｉｃをキャパシタ充電
電流設定器１０の電流設定値Ｉｓｃになるように制御し
定電流充電を行う。このとき、キャパシタ回路４の端子
電圧Ｖｃがほとんど０の状態では、太陽電池１の出力電
力Ｗｐは少ないので、太陽電池１の出力電圧Ｖｐは、太
陽電池出力電圧設定器９の電圧設定値Ｖｓｐまでは低下
しない。このとき誤差増幅回路７による検出誤差ΔＶ
は、ダイオード１１に対して逆方向の信号となるため、
太陽電池１の出力電圧Ｖｐの制御系は切り離された状態
となっている。しかし、キャパシタ回路４の充電と共
に、その端子電圧Ｖｃが上昇しその充電電力Ｗｃ＝Ｖｃ
×Ｉｃが増大すると、太陽電池１の出力電力Ｗｐが増大
するので、太陽電池１の出力電圧Ｖｐが徐々に低下す
る。そして、太陽電池１の出力電圧Ｖｐが太陽電池出力
電圧設定器９の電圧設定値Ｖｓｐよりさらに低下するよ
うになると、誤差増幅回路７の検出誤差ΔＶがダイオー
ド１１に対して順方向の信号となる。この誤差増幅回路
７の検出誤差ΔＶが、誤差増幅回路８による検出誤差Δ
Ｉと合成されるのでＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力を抑
えるようになり、その結果、充電電流Ｉｃが電流設定値
Ｉｓｃより小さくなる。つまり、太陽電池１の出力電圧
Ｖｐが太陽電池出力電圧設定器９の電圧設定値Ｖｓｐに
なるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２が制御される。図２
は太陽電池の出力電圧と電流と出力電力及び太陽光の関
係を示す図、図３は模擬的に太陽光を変動させてキャパ
シタ回路を０Ｖから充電した場合の太陽電池の出力とキ
ャパシタ回路の電圧、電流、電力の関係を示す図であ
る。太陽電池の出力電圧と電流及び太陽光の関係は、図
２に示すように太陽電池の出力電圧を無負荷電圧（例え
ば３０〜３３Ｖ）の約８０〜８５％（約２５Ｖ）に相当
する電圧にすると、最大出力電力にすることができる。
さらに太陽電池の出力を最大にするには、キャパシタ回
路４に対する充電電流を大きくする方に太陽電池出力電
圧設定器９の電圧設定値を変化させればよい。すなわ
ち、キャパシタ回路４の充電電流が大きくなることは、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧が大きくなること、
つまりＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電力が大きくなる
ことであるから、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の入力である
太陽電池の出力電力が大きくなったことになる。模擬的
に太陽光を変動（脈動）させ、キャパシタ回路４を０Ｖ
から充電した場合の太陽電池１の出力とキャパシタ回路
４の電圧、電流、電力の関係を示したのが図３である。
ここで、太陽電池出力電圧設定器は２５Ｖに、キャパシ
タ充電電流設定器は４Ａに設定している。キャパシタ回
路４の端子電圧が０からの充電開始当初は、設定され
た４Ａの充電電流により定電流充電されても太陽電池１
の出力電圧は、設定された２５Ｖより高いが、キャパシ
タ回路４の端子電圧が上昇してくるにしたがって、キャ
パシタ回路４の充電電力、つまり太陽電池１の出力電力
が増大するので、太陽電池１の出力電圧が低下してく
る。そして、太陽電池１の出力電圧が設定された２５Ｖ
まで低下すると、誤差増幅回路７による制御が働き２５
Ｖに維持するようになるので、に示すようにキャパシ
タ回路４の充電電流が４Ａ以下に減少する。さらにキャ
パシタ回路４の端子電圧が上昇すると、に示すように
キャパシタ回路４の充電電流は、設定された４Ａ以下で
変動するようになり、太陽電池１の出力電圧が設定され
た２５Ｖに維持される。図４乃至図６は本発明に係る太
陽電池・キャパシタ電源装置の他の実施の形態を示す図
であり、１３はインターフェース回路、１４はＣＰＵ、
１５、１６はダイオード、１７は太陽電池、１８は照度
センサ、１９は温度センサを示す。図４に示す実施の形
態は、インターフェース回路１３を通して電流検出回路
３により検出されるキャパシタ回路４の充電電流をＣＰ
Ｕ１４に読み込み、ＣＰＵ１４により充電電流が大きく
なる方に、太陽電池１の出力電圧の設定信号を変化させ
る操作を行うものである。ダイオード１５、１６は、キ
ャパシタ回路４の充電電圧が太陽電池１の出力電圧より
低いときに、太陽電池１の出力を利用して出力電圧調整
回路（図示省略、図１に示す５）を動作させるための回
路を構成している。図５に示す実施の形態は、基準電源
用として太陽電池１と特性の相似した太陽電池１７を設
け、この出力電圧により太陽電池出力電圧設定器９の設
定を行うようにしたものである。図６に示す実施の形態
は、照度センサ１８、温度センサ１９を設けて、照度セ
ンサ１８により太陽電池１の入力照度を検出すると共
に、温度センサ１９により太陽電池１の温度を検出して
太陽電池１の出力電圧の設定信号を変化させるものであ
る。すなわち、インターフェース回路１３を通して稼働
状態における太陽電池１への放射照度と太陽電池１の温
度をＣＰＵ１４に読み込み、ＣＰＵ１４の制御によりこ
れら放射照度と温度から太陽電池１の出力が最大となる
と予想される太陽電池１の出力電圧となるように太陽電
池１の出力電圧の設定信号を変化させる。
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、キャパシタ回路の充電を制御するコンバータ
と、キャパシタ回路の充電電流と電流設定値との誤差を
検出する充電電流誤差増幅回路と、太陽電池の出力電圧
と電圧設定値との誤差を検出する電池出力電圧誤差増幅
回路とを備え、充電電流誤差増幅回路の出力信号に電池
出力電圧誤差増幅回路の出力信号を合成して太陽電池の
出力電圧が電圧設定値となるようにコンバータを制御す
るので、キャパシタ回路の許容電圧、許容電流の範囲内
で太陽電池の出力電力が最大となるようにキャパシタ回
路の充電電流を制御することができる。しかも、充電電
流誤差増幅回路の出力信号に電池出力電圧誤差増幅回路
の出力信号を合成する簡単な回路構成により太陽光の変
動に対応して太陽電池の最大出力電力でキャパシタ回路
の充電が可能となる。
によれば、キャパシタ回路の充電を制御するコンバータ
と、キャパシタ回路の充電電流と電流設定値との誤差を
検出する充電電流誤差増幅回路と、太陽電池の出力電圧
と電圧設定値との誤差を検出する電池出力電圧誤差増幅
回路とを備え、充電電流誤差増幅回路の出力信号に電池
出力電圧誤差増幅回路の出力信号を合成して太陽電池の
出力電圧が電圧設定値となるようにコンバータを制御す
るので、キャパシタ回路の許容電圧、許容電流の範囲内
で太陽電池の出力電力が最大となるようにキャパシタ回
路の充電電流を制御することができる。しかも、充電電
流誤差増幅回路の出力信号に電池出力電圧誤差増幅回路
の出力信号を合成する簡単な回路構成により太陽光の変
動に対応して太陽電池の最大出力電力でキャパシタ回路
の充電が可能となる。
【図１】 本発明に係る太陽電池・キャパシタ電源装置
の実施の形態を示す図である。
の実施の形態を示す図である。
【図２】 太陽電池の出力電圧と電流及び太陽光の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図３】 模擬的に太陽光を変動させてキャパシタ回路
を０Ｖから充電した場合の太陽電池の出力とキャパシタ
回路の電圧、電流、電力の関係を示す図である。
を０Ｖから充電した場合の太陽電池の出力とキャパシタ
回路の電圧、電流、電力の関係を示す図である。
【図４】 本発明に係る太陽電池・キャパシタ電源装置
の他の実施の形態を示す図である。
の他の実施の形態を示す図である。
【図５】 本発明に係る太陽電池・キャパシタ電源装置
の他の実施の形態を示す図である。
の他の実施の形態を示す図である。
【図６】 本発明に係る太陽電池・キャパシタ電源装置
の他の実施の形態を示す図である。
の他の実施の形態を示す図である。
【図７】 従来の太陽電池・キャパシタ電源装置の構成
例を示す図である。
例を示す図である。
１…太陽電池、２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３…電流検
出回路、４…キャパシタ回路、５…出力電圧調整回路、
７、８…誤差増幅回路、９…太陽電池出力電圧設定器、
１０…キャパシタ充電電流設定器、１１…ダイオード
出回路、４…キャパシタ回路、５…出力電圧調整回路、
７、８…誤差増幅回路、９…太陽電池出力電圧設定器、
１０…キャパシタ充電電流設定器、１１…ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F051 JA17 KA03 KA04 5G003 AA06 BA01 CA02 DA04 DA15 FA08 GB03 5G065 DA04 EA03 HA08 HA09 HA17 JA01 LA01 LA02 LA03 MA01 NA01 5H730 AS17 FD11 FD31 FD61 FF09
Claims (3)
- 【請求項１】 太陽電池の出力により複数のキャパシタ
からなるキャパシタ回路の充電を行う太陽電池・キャパ
シタ電源装置であって、前記キャパシタ回路の充電を制
御するコンバータと、前記キャパシタ回路の充電電流と
電流設定値との誤差を検出する充電電流誤差増幅回路
と、前記太陽電池の出力電圧と電圧設定値との誤差を検
出する電池出力電圧誤差増幅回路とを備え、前記充電電
流誤差増幅回路の出力信号に前記電池出力電圧誤差増幅
回路の出力信号を合成して前記太陽電池の出力電圧が電
圧設定値となるように前記コンバータを制御することを
特徴とする太陽電池・キャパシタ電源装置。 - 【請求項２】 前記電池出力電圧誤差増幅回路は、前記
キャパシタ回路の充電電流が大きくなる方に前記電圧設
定値を変化させる手段を有することを特徴とする請求項
１記載の太陽電池・キャパシタ電源装置。 - 【請求項３】 太陽電池の出力により複数のキャパシタ
からなるキャパシタ回路の充電を行う太陽電池・キャパ
シタ電源装置の充電方法であって、前記キャパシタ回路
の充電電流を検出し、該充電電流が大きくなる方に前記
太陽電池の出力電圧の設定値を変化させ、該設定値に基
づきコンバータを制御し前記キャパシタ回路の充電を制
御することを特徴とする太陽電池・キャパシタ電源装置
の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11058502A JP2000261979A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 太陽電池・キャパシタ電源装置及び充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11058502A JP2000261979A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 太陽電池・キャパシタ電源装置及び充電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000261979A true JP2000261979A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=13086208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11058502A Pending JP2000261979A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 太陽電池・キャパシタ電源装置及び充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000261979A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006252320A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Kanagawa Acad Of Sci & Technol | 電力制御方法ならびに電力制御装置および電力システム |
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| JP2010232586A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Wireless Design:Kk | 太陽光発電システム |
| CN102879722A (zh) * | 2012-09-20 | 2013-01-16 | 江苏技术师范学院 | 太阳能电池阵列伏安性能测试装置及其测试方法 |
| WO2015099793A1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | Intel Corporation | Charger of an electronic device |
-
1999
- 1999-03-05 JP JP11058502A patent/JP2000261979A/ja active Pending
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| US10326293B2 (en) | 2013-12-27 | 2019-06-18 | Intel Corporation | Control of output power of a battery charger for charging a battery of an electronic device from an energy source |
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