JP2002238182A - 太陽電池を使用した電源装置 - Google Patents

太陽電池を使用した電源装置

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JP2002238182A
JP2002238182A JP2001071249A JP2001071249A JP2002238182A JP 2002238182 A JP2002238182 A JP 2002238182A JP 2001071249 A JP2001071249 A JP 2001071249A JP 2001071249 A JP2001071249 A JP 2001071249A JP 2002238182 A JP2002238182 A JP 2002238182A
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voltage
circuit
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battery
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JP2001071249A
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Kenji Ugi
憲治 宇城
Shuichi Mimura
修一 三村
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Kaga Components Co Ltd
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Kaga Components Co Ltd
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

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  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来、太陽電池のバッテリー充電装置では太陽
電池のパネルの温度や負荷側のバッテリー電圧の変化で
太陽電池の最大効率から外れた条件で使用することが屡
々発生しており、太陽電池に必要とされる面積以上のも
のを用意する必要があった。 【解決手段】本発明の太陽電池によるバッテリー充電装
置は、太陽電池１と、該太陽電池１と片側回路に逆流防
止ダイオードＤ１を介装して接続させた電気二重層コン
デンサＣ１と、該電気二重層コンデンサＣ１と接続させ
たパルス充電制御回路２と、該パルス充電制御回路２と
片側回路にスイッチ素子Ｑ１を介装して接続させた定電
流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と、該定電流回路構
成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と接続させたバッテリー負荷
４とを具備したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池のバッテリ
ー充電装置に関するものであり、更に、詳細には、太陽
電池で発電させた電力を最適動作点からの外れを修正し
ていかなる条件でも最大効果を得ると共に、バッテリー
負荷に対して最適な充電電流を供給させる太陽電池のバ
ッテリー充電装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、太陽電池のバッテリー充電装置は、
図２に図示する如く、太陽電池１とバッテリー負荷４と
を回路で接続して、回路に逆流防止ダイオードＤ１を介
装したものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】その為に、従来、太陽
電池のバッテリー充電装置では太陽電池のパネルの温度
や負荷側のバッテリー電圧の変化で太陽電池の最大効率
から外れた条件で使用することが屡々発生しており、太
陽電池に必要とされる面積以上のものを用意する必要が
あった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池による
バッテリー充電装置は、前述の課題を解決するため、鋭
意研鑽の結果、太陽電池１、と、該太陽電池１と片側回
路に逆流防止ダイオードＤ１を介装して接続させた電気
二重層コンデンサＣ１と、該電気二重層コンデンサＣ１
と接続させたパルス充電制御回路２と、該パルス充電制
御回路２と片側回路にスイッチ素子Ｑ１を介装して接続
させた定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と、該定
電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と接続させたバッ
テリー負荷４とを具備したものである。
【０００５】
【発明の作用】本発明の太陽電池のバッテリー充電装置
は、パルス充電制御回路２がスイッチ素子Ｑ１をＯＮ／
ＯＦＦさせ、スイッチ素子Ｑ１のコレクタ出力が定電流
回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３を介してバッテリー負
荷４に接続させたことで、パルス充電制御回路２により
太陽電池１の最適動作点からの外れを修正していかなる
条件でも最大効果を得ると共に、定電流回路構成ＤＣ−
ＤＣコンバータ３はバッテリー負荷４に対して最適な充
電電流を供給させるものである。
【０００６】本発明の目的は、太陽電池のパネル温度や
負荷側のバッテリー電圧が変化した場合においても常に
太陽電池の最大効率で使用することが可能なバッテリー
充電装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の太陽電池のバッテ
リー充電装置を実施の形態の図面に基づいて説明する。
【０００８】図１は本発明の実施の実施の形態の太陽電
池のバッテリー充電装置の概要を説明するための回路図
であり、図２は従来例の太陽電池のバッテリー充電装置
の回路図であり、図３は太陽電池における代表的な電圧
−電流特性図であり、図４は太陽電池における代表的な
電圧−出力特性図であり、図５は本発明の実施の形態の
パルス充電制御回路の電気二重層コンデンサの端子電圧
波形を示すグラフである。
【０００９】本発明は太陽電池のバッテリー充電装置に
関するものであり、更に、詳細には、太陽電池で発電さ
せた電力を最適動作点からの外れを修正していかなる条
件でも最大効果を得ると共に、バッテリー負荷に対して
最適な充電電流を供給させる太陽電池のバッテリー充電
装置に関するものであり、太陽電池１と、該太陽電池１
と片側回路に逆流防止ダイオードＤ１を介装して接続さ
せた電気二重層コンデンサＣ１と、該電気二重層コンデ
ンサＣ１と接続させたパルス充電制御回路２と、該パル
ス充電制御回路２と片側回路にスイッチ素子Ｑ１を介装
して接続させた定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３
と、該定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と接続さ
せたバッテリー負荷４とを具備し、前記パルス充電制御
回路２がスイッチ素子Ｑ１をＯＮ／ＯＦＦさせ、該スイ
ッチ素子Ｑ１のコレクタ出力が定電流回路構成ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ３を介してバッテリー負荷４に接続させた
ことで、前記パルス充電制御回路２により太陽電池１の
最適動作点からの外れを修正していかなる条件でも最大
効果を得ると共に、前記定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコン
バータ３は前記バッテリー負荷４に対して最適な充電電
流を供給させるものである。
【００１０】即ち、本発明の太陽電池のバッテリー充電
装置は図１に図示する如く、太陽電池１は一般に太陽光
エネルギーを電力に変換するもので、変換した電力はバ
ッテリー負荷４である充電器に充電されるものである。
【００１１】そして、逆流防止ダイオードＤ１は太陽電
池１と並列に接続された電気二重層コンデンサＣ１の間
の片側回路に介装されているものであり、パルス充電制
御回路２は前記電気二重層コンデンサＣ１と並列に接続
されているものである。
【００１２】更に、定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバー
タ３は前記パルス充電制御回路２と並列に接続され片側
回路にはスイッチ素子Ｑ１を介装しており、充電器であ
るバッテリー負荷４は定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３には並列に接続されているものである。
【００１３】次いで、パルス充電制御回路２は、前記逆
流防止ダイオードＤ１と前記電気二重層コンデンサＣ１
との間の片側回路の接続点と前記スイッチ素子Ｑ１のエ
ミッタと接続すると共に、他側回路は前記太陽電池１と
前記電気二重層コンデンサＣ１との間の他側回路の接続
点と定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３とを接続し
ているものである。
【００１４】そして、抵抗Ｒ１とダイオードＤ２．Ｄ
３．Ｄ４とが直列に接続され、更に、抵抗Ｒ２とＲ４と
が直列に接続され、夫々前記電気二重層コンデンサＣ１
と並列に片側回路と他側回路との間に接続されているも
のである。
【００１５】更に、誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端子
は前記に抵抗Ｒ２とＲ４の間の接続点に接続され、反転
入力端子は前記抵抗Ｒ１とダイオードＤ２との間の接続
点に接続され、出力端子は後述する誤差増幅器ＩＣ２の
非反転入力端子に接続すると共に接続点を介して片側回
路に接続された抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ３とに接続され、抵抗
Ｒ３は誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端子に接続されて
いるものである。
【００１６】そして、誤差増幅器ＩＣ２の反転入力端子
は前記誤差増幅器ＩＣ１の反転入力端子と抵抗Ｒ１とダ
イオードＤ２との間を接続した回路に接続点を介して接
続され、出力端子は抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との間の接続点
に接続されており、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７とは直列に接続
されると共に、片側回路と他側回路とに夫々接続点を設
けて接続されているものである。
【００１７】更には、スイッチ素子Ｑ２のベースは前記
誤差増幅器ＩＣ２の出力端子と抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との
間の接続点に接続させ、コレクタは抵抗Ｒ９を介装して
後述するスイッチ素子Ｑ１のベースに接続しており、エ
ミッタは他側回路に接続点を設けて接続しているもので
ある。
【００１８】そして、スイッチ素子Ｑ１のベースと抵抗
Ｒ９との間に接続点を介して抵抗Ｒ８と接続し、抵抗Ｒ
８はスイッチ素子Ｑ１のエミッタ側の片側回路と接続さ
せているもので、コレクタは前記定電流回路構成ＤＣ−
ＤＣコンバータ３に接続しているものである。
【００１９】本発明の太陽電池のバッテリー充電装置
は、先ず、最初に、太陽電池１で発生した電力は逆流防
止ダイオードＤ１を通して、電気二重層コンデンサＣ１
に充電されるもので、電気二重層コンデンサＣ１の端子
電圧は電力により徐々に増加し、この電圧が抵抗Ｒ２と
抵抗Ｒ４によって分圧され、これが誤差増幅器ＩＣ１の
非反転入力端子に入力され、反転入力端子側には抵抗Ｒ
１とダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４によって構成される基
準電圧が入力されるもので、ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ
４は太陽電池１に密着させ、夫々のダイオードＤ２．Ｄ
３．Ｄ４の順方向が温度により変化する特性を利用し、
基準電圧を太陽電池の温度で変化させるものである。
【００２０】つまり、太陽電池１は温度により出力が変
化し、最大効率ポイントが温度により変化するもので、
図３の代表的な電圧−電流の特性図、及び、図４に代表
的な電圧−出力の特性図に図示する如く、温度が上昇す
るに従い出力電圧および最大効率ポイントが低下するも
のである。
【００２１】次に、抵抗Ｒ１とダイオードＤ２、Ｄ３、
Ｄ４で構成される基準電圧は、ダイオードの順方向電圧
下降を利用しており温度が上昇すると基準電圧が低下す
る構成に成っていることから、太陽電池１にダイオード
Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４を密着させることで、太陽電池１の最
大効率ポイントの温度による変化に対して追従可能とし
ているものである。
【００２２】そして、誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端
子の電圧が基準電圧の入力される反転入力端子より高く
なった時点で、前記誤差増幅器ＩＣ１の出力は０Ｖから
抵抗Ｒ５でプルアップさせた電圧に変化するもので、こ
のとき誤差増幅器ＩＣ１の出力端子から非反転入力端子
へ抵抗Ｒ３を通して接続され電圧のヒステリシス幅を持
たせているものである。
【００２３】従って、誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端
子の電圧値は前記誤差増幅器ＩＣ１の出力端子が０Ｖか
ら抵抗Ｒ５でプルアップさせた電圧に変化した時点でＲ
２．Ｒ３．Ｒ４．Ｒ５の値で決定される電圧値まで上昇
するものである。
【００２４】つまり、誤差増幅器ＩＣ１の出力が０Ｖか
ら抵抗Ｒ５でプルアップさせた電圧に変化した時点で、
誤差増幅器ＩＣ２の非反転入力端子も同様の変化をする
ことにより誤差増幅器ＩＣ２の反転入力端子は抵抗Ｒ１
とダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４で構成される基準電圧が
入力れていることから、前記誤差増幅器ＩＣ２の出力は
０Ｖから抵抗Ｒ６．Ｒ７で決定される電圧まで上昇し、
スイッチ素子Ｑ２の制御入力に電圧が印加され、前記ス
イッチ素子Ｑ２は導通状態となるものである。
【００２５】この時、スイッチ素子Ｑ２コレクタに接続
れる抵抗Ｒ９との接続点電圧は、電気二重層コンデンサ
Ｃ１の端子電圧から０Ｖまで低下し、この動作により、
スイッチ素子Ｑ１にエミッターベース間電圧が発生し、
スイッチ素子Ｑ１を導通状態にさせる。
【００２６】更には、スイッチ素子Ｑ１のコレクタ出力
から定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３に電圧が印
加されることで、前記定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３は動作状態となり、バッテリー負荷４を定電流を
充電するものである。
【００２７】この時の電流値は太陽電池１の出力より大
きくなり、且つ、バッテリー負荷４に対して適正な電流
値を設定し、定電流を充電することで電気二重層コンデ
ンサＣ１の端子電圧が低下する状態にしておくもので、
定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３がバッテリー負
荷４に対して定電流の充電を行なうことで電気二重層コ
ンデンサＣ１の電圧が低下し、抵抗Ｒ１およびダイオー
ドＤ２．Ｄ３．Ｄ４で構成される基準電圧が誤差増幅器
ＩＣ１の反転入力端子に入力されており、誤差増幅器Ｉ
Ｃ１の非反転入力端子の電圧が基準値より低くなった時
点で、誤差増幅器ＩＣ１の出力は抵抗Ｒ２．Ｒ３．Ｒ
４．Ｒ５で決定される電圧から０Ｖまで低下するもので
ある。
【００２８】更に、誤差増幅器ＩＣ１の出力は誤差増幅
器ＩＣ２の非反転入力端子に入力されており、前記誤差
増幅器ＩＣ２の反転入力端子に抵抗Ｒ１．ダイオードＤ
２．Ｄ３．Ｄ４で構成される基準電圧が入力されている
ことから誤差増幅器ＩＣ２の出力は０Ｖに変化し、スイ
ッチ素子Ｑ２は非導通状態と成るものである。
【００２９】従って、スイッチ素子Ｑ２のコレクタの電
圧はエミッターベース間の電位差がなくなり、スイッチ
素子Ｑ１は非導通状態と成り、この時点で、定電流回路
構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３には電源供給がなくなり、
定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３は動作停止する
ことで、バッテリー負荷４への定電流充電は停止するも
のである。
【００３０】そして、スイッチ素子Ｑ１は非導通状態で
あることから、太陽電池１からの出力は逆流防止ダイオ
ードＤ１を通じて、再び、電気二重層コンデンサＣ１に
充電され、電気二重層コンデンサＣ１の端子電圧が上昇
して最初の動作を行なうものである。
【００３１】そして、以上の動作を繰り返し行なうこと
で、スイッチ素子Ｑ１は導通、非導通を繰り返し、設定
させた基準電圧を中心にヒステリシス幅を持って電気二
重層コンデンサＣ１の端子電圧を増加、減少させるもの
である。
【００３２】更に、基準電圧はダイオードＤ２．Ｄ３．
Ｄ４の順方向電圧降下を利用していることで温度依存性
があり、太陽電池１にダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４を密
着されることから、太陽電池１の温度変化における最適
動作点の変化に追従可能となるものである。
【００３３】又、負荷変化に対しては電気二重層コンデ
ンサＣ１の放電量の変化で対応することから基準電圧を
中心としたヒステリシス幅の中で変化することで電気二
重層コンデンサＣ１の充放電周期の変化で設定れた電圧
値に制御する動作を行い、更には、太陽光の光量変化に
対しては、電気二重層コンデンサＣ１の充電時間が変化
するので、負荷変化の動作と同様に、電気二重層コンデ
ンサＣ１の充放電周期が変化で設定させた電圧値に制御
する動作を行なうものであり、一例として頂高を変化さ
せたときの電気二重層コンデンサＣ１の端子電圧波形を
図に示しているものである。
【００３４】
【発明の効果】前出の構成から、本発明の太陽電池のバ
ッテリー充電装置は、負荷、温度、太陽光からの照射エ
ネルギーの変化に対して、太陽電池の最大効率ポイント
で動作させることが可能であり、画期的で実用性の極め
て高い発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の実施の形態の太陽電池の
バッテリー充電装置の概要を説明するための回路図であ
る。
【図２】図２は従来例の太陽電池のバッテリー充電装置
の回路図である。
【図３】図３は太陽電池における代表的な電圧−電流特
性図である。
【図４】図４は太陽電池における代表的な電圧−出力特
性図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態のパルス充電制御回
路の電気二重層コンデンサの端子電圧波形を示すグラフ
である。
【符号の説明】
１ 太陽電池 ２ パルス充電制御回路 ３ 定電圧回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ ４ バッテリー負荷 Ｃ１ 電気二重層コンデンサ Ｒ１〜Ｒ９ 抵抗 Ｄ 逆流防止ダイオード Ｄ２〜Ｄ４ 準電圧設定用ダイオード Ｑ１．Ｑ２ スイッチ素子 ＩＣ１．ＩＣ２ 誤差増幅器
【手続補正書】
【提出日】平成１３年７月２４日（２００１．７．２
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 太陽電池を使用した電源装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池を使用した
電源装置に関するものであり、更に、詳細には、太陽電
池で発電させた電力を最適動作点からの外れを修正して
いかなる条件でも最大効果を得ると共に、バッテリー負
荷に対して最適な充電電流を供給させる太陽電池を使用
した電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、太陽電池を使用した電源装置は、図
２に図示する如く、太陽電池１とバッテリー負荷４とを
回路で接続して、回路に逆流防止ダイオードＤ１を介装
したものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】その為に、従来、太陽
電池を使用した電源装置では太陽電池のパネルの温度や
負荷側のバッテリー電圧の変化で太陽電池の最大効率か
ら外れた条件で使用することが屡々発生しており、太陽
電池に必要とされる面積以上のものを用意する必要があ
った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池を使用
した電源装置は、前述の課題を解決するため、鋭意研鑽
の結果、太陽電池１と、該太陽電池１と片側回路に逆流
防止ダイオードＤ１を介装して接続させた電気二重層コ
ンデンサＣ１と、該電気二重層コンデンサＣ１と接続さ
せたパルス充電制御回路２と、該パルス充電制御回路２
と片側回路にスイッチ素子Ｑ１を介装して接続させた定
電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と、該定電流回路
構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と接続させたバッテリー負
荷４とを具備したものである。
【０００５】
【発明の作用】本発明の太陽電池を使用した電源装置
は、パルス充電制御回路２がスイッチ素子Ｑ１をＯＮ／
ＯＦＦさせ、スイッチ素子Ｑ１のコレクタ出力が定電流
回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３を介してバッテリー負
荷４に接続させたことで、パルス充電制御回路２により
太陽電池１の最適動作点からの外れを修正していかなる
条件でも最大効果を得ると共に、定電流回路構成ＤＣ−
ＤＣコンバータ３はバッテリー負荷４に対して最適な充
電電流を供給させるものである。
【０００６】本発明の目的は、太陽電池のパネル温度や
負荷側のバッテリー電圧が変化した場合においても常に
太陽電池の最大効率で使用することが可能な太陽電池を
使用した電源装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の太陽電池を使用し
た電源装置を実施の形態の図面に基づいて説明する。
【０００８】図１は本発明の実施の実施の形態の太陽電
池を使用した電源装置の概要を説明するための回路図で
あり、図２は従来例の太陽電池を使用した電源装置の回
路図であり、図３は太陽電池における代表的な電圧−電
流特性図であり、図４は太陽電池における代表的な電圧
−出力特性図であり、図５は本発明の実施の形態のパル
ス充電制御回路の電気二重層コンデンサの端子電圧波形
を示すグラフである。
【０００９】本発明は太陽電池を使用した電源装置に関
するものであり、更に、詳細には、太陽電池で発電させ
た電力を最適動作点からの外れを修正していかなる条件
でも最大効果を得ると共に、バッテリー負荷に対して最
適な充電電流を供給させる太陽電池を使用した電源装置
に関するものであり、太陽電池１と、該太陽電池１と片
側回路に逆流防止ダイオードＤ１を介装して接続させた
電気二重層コンデンサＣ１と、該電気二重層コンデンサ
Ｃ１と接続させたパルス充電制御回路２と、該パルス充
電制御回路２と片側回路にスイッチ素子Ｑ１を介装して
接続させた定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と、
該定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と接続させた
バッテリー負荷４とを具備し、前記パルス充電制御回路
２がスイッチ素子Ｑ１をＯＮ／ＯＦＦさせ、該スイッチ
素子Ｑ１のコレクタ出力が定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ３を介してバッテリー負荷４に接続させたこと
で、前記パルス充電制御回路２により太陽電池１の最適
動作点からの外れを修正していかなる条件でも最大効果
を得ると共に、前記定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバー
タ３は前記バッテリー負荷４に対して最適な充電電流を
供給させるものである。
【００１０】即ち、本発明の太陽電池を使用した電源装
置は図１に図示する如く、太陽電池１は一般に太陽光エ
ネルギーを電力に変換するもので、変換した電力はバッ
テリー負荷４である充電器に充電されるものである。
【００１１】そして、逆流防止ダイオードＤ１は太陽電
池１と並列に接続された電気二重層コンデンサＣ１の間
の片側回路に介装されているものであり、パルス充電制
御回路２は前記電気二重層コンデンサＣ１と並列に接続
されているものである。
【００１２】更に、定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバー
タ３は前記パルス充電制御回路２と並列に接続され片側
回路にはスイッチ素子Ｑ１を介装しており、充電器であ
るバッテリー負荷４は定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３には並列に接続されているものである。
【００１３】次いで、パルス充電制御回路２は、前記逆
流防止ダイオードＤ１と前記電気二重層コンデンサＣ１
との間の片側回路の接続点と前記スイッチ素子Ｑ１のエ
ミッタと接続すると共に、他側回路は前記太陽電池１と
前記電気二重層コンデンサＣ１との間の他側回路の接続
点と定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３とを接続し
ているものである。
【００１４】そして、抵抗Ｒ１とダイオードＤ２．Ｄ
３．Ｄ４とが直列に接続され、更に、抵抗Ｒ２とＲ４と
が直列に接続され、夫々前記電気二重層コンデンサＣ１
と並列に片側回路と他側回路との間に接続されているも
のである。
【００１５】更に、誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端子
は前記に抵抗Ｒ２とＲ４の間の接続点に接続され、反転
入力端子は前記抵抗Ｒ１とダイオードＤ２との間の接続
点に接続され、出力端子は後述する誤差増幅器ＩＣ２の
非反転入力端子に接続すると共に接続点を介して片側回
路に接続された抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ３とに接続され、抵抗
Ｒ３は誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端子に接続されて
いるものである。
【００１６】そして、誤差増幅器ＩＣ２の反転入力端子
は前記誤差増幅器ＩＣ１の反転入力端子と抵抗Ｒ１とダ
イオードＤ２との間を接続した回路に接続点を介して接
続され、出力端子は抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との間の接続点
に接続されており、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７とは直列に接続
されると共に、片側回路と他側回路とに夫々接続点を設
けて接続されているものである。
【００１７】更には、スイッチ素子Ｑ２のベースは前記
誤差増幅器ＩＣ２の出力端子と抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との
間の接続点に接続させ、コレクタは抵抗Ｒ９を介装して
後述するスイッチ素子Ｑ１のベースに接続しており、エ
ミッタは他側回路に接続点を設けて接続しているもので
ある。
【００１８】そして、スイッチ素子Ｑ１のベースと抵抗
Ｒ９との間に接続点を介して抵抗Ｒ８と接続し、抵抗Ｒ
８はスイッチ素子Ｑ１のエミッタ側の片側回路と接続さ
せているもので、コレクタは前記定電流回路構成ＤＣ−
ＤＣコンバータ３に接続しているものである。
【００１９】本発明の太陽電池を使用した電源装置は、
先ず、最初に、太陽電池１で発生した電力は逆流防止ダ
イオードＤ１を通して、電気二重層コンデンサＣ１に充
電されるもので、電気二重層コンデンサＣ１の端子電圧
は電力により徐々に増加し、この電圧が抵抗Ｒ２と抵抗
Ｒ４によって分圧され、これが誤差増幅器ＩＣ１の非反
転入力端子に入力され、反転入力端子側には抵抗Ｒ１と
ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４によって構成される基準電
圧が入力されるもので、ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４は
太陽電池１に密着させ、夫々のダイオードＤ２．Ｄ３．
Ｄ４の順方向が温度により変化する特性を利用し、基準
電圧を太陽電池の温度で変化させるものである。
【００２０】つまり、太陽電池１は温度により出力が変
化し、最大効率ポイントが温度により変化するもので、
図３の代表的な電圧−電流の特性図、及び、図４に代表
的な電圧−出力の特性図に図示する如く、温度が上昇す
るに従い出力電圧および最大効率ポイントが低下するも
のである。
【００２１】次に、抵抗Ｒ１とダイオードＤ２、Ｄ３、
Ｄ４で構成される基準電圧は、ダイオードの順方向電圧
下降を利用しており温度が上昇すると基準電圧が低下す
る構成に成っていることから、太陽電池１にダイオード
Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４を密着させることで、太陽電池１の最
大効率ポイントの温度による変化に対して追従可能とし
ているものである。
【００２２】そして、誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端
子の電圧が基準電圧の入力される反転入力端子より高く
なった時点で、前記誤差増幅器ＩＣ１の出力は０Ｖから
抵抗Ｒ５でプルアップさせた電圧に変化するもので、こ
のとき誤差増幅器ＩＣ１の出力端子から非反転入力端子
へ抵抗Ｒ３を通して接続され電圧のヒステリシス幅を持
たせているものである。
【００２３】従って、誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端
子の電圧値は前記誤差増幅器ＩＣ１の出力端子が０Ｖか
ら抵抗Ｒ５でプルアップさせた電圧に変化した時点でＲ
２．Ｒ３．Ｒ４．Ｒ５の値で決定される電圧値まで上昇
するものである。
【００２４】つまり、誤差増幅器ＩＣ１の出力が０Ｖか
ら抵抗Ｒ５でプルアップさせた電圧に変化した時点で、
誤差増幅器ＩＣ２の非反転入力端子も同様の変化をする
ことにより誤差増幅器ＩＣ２の反転入力端子は抵抗Ｒ１
とダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４で構成される基準電圧が
入力れていることから、前記誤差増幅器ＩＣ２の出力は
０Ｖから抵抗Ｒ６．Ｒ７で決定される電圧まで上昇し、
スイッチ素子Ｑ２の制御入力に電圧が印加され、前記ス
イッチ素子Ｑ２は導通状態となるものである。
【００２５】この時、スイッチ素子Ｑ２コレクタに接続
れる抵抗Ｒ９との接続点電圧は、電気二重層コンデンサ
Ｃ１の端子電圧から０Ｖまで低下し、この動作により、
スイッチ素子Ｑ１にエミッタ−ベース間電圧が発生し、
スイッチ素子Ｑ１を導通状態にさせる。
【００２６】更には、スイッチ素子Ｑ１のコレクタ出力
から定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３に電圧が印
加されることで、前記定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３は動作状態となり、バッテリー負荷４を定電流を
充電するものである。
【００２７】この時の電流値は太陽電池１の出力より大
きくなり、且つ、バッテリー負荷４に対して適正な電流
値を設定し、定電流を充電することで電気二重層コンデ
ンサＣ１の端子電圧が低下する状態にしておくもので、
定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３がバッテリー負
荷４に対して定電流の充電を行なうことで電気二重層コ
ンデンサＣ１の電圧が低下し、抵抗Ｒ１およびダイオー
ドＤ２．Ｄ３．Ｄ４で構成される基準電圧が誤差増幅器
ＩＣ１の反転入力端子に入力されており、誤差増幅器Ｉ
Ｃ１の非反転入力端子の電圧が基準値より低くなった時
点で、誤差増幅器ＩＣ１の出力は抵抗Ｒ２．Ｒ３．Ｒ
４．Ｒ５で決定される電圧から０Ｖまで低下するもので
ある。
【００２８】更に、誤差増幅器ＩＣ１の出力は誤差増幅
器ＩＣ２の非反転入力端子に入力されており、前記誤差
増幅器ＩＣ２の反転入力端子に抵抗Ｒ１．ダイオードＤ
２．Ｄ３．Ｄ４で構成される基準電圧が入力されている
ことから誤差増幅器ＩＣ２の出力は０Ｖに変化し、スイ
ッチ素子Ｑ２は非導通状態と成るものである。
【００２９】従って、スイッチ素子Ｑ２のコレクタの電
圧はエミッタ−ベース間の電位差がなくなり、スイッチ
素子Ｑ１は非導通状態と成り、この時点で、定電流回路
構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３には電源供給がなくなり、
定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３は動作停止する
ことで、バッテリー負荷４への定電流充電は停止するも
のである。
【００３０】そして、スイッチ素子Ｑ１は非導通状態で
あることから、太陽電池１からの出力は逆流防止ダイオ
ードＤ１を通じて、再び、電気二重層コンデンサＣ１に
充電され、電気二重層コンデンサＣ１の端子電圧が上昇
して最初の動作を行なうものである。
【００３１】そして、以上の動作を繰り返し行なうこと
で、スイッチ素子Ｑ１は導通、非導通を繰り返し、設定
させた基準電圧を中心にヒステリシス幅を持って電気二
重層コンデンサＣ１の端子電圧を増加、減少させるもの
である。
【００３２】更に、基準電圧はダイオードＤ２．Ｄ３．
Ｄ４の順方向電圧降下を利用していることで温度依存性
があり、太陽電池１にダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４を密
着されることから、太陽電池１の温度変化における最適
動作点の変化に追従可能となるものである。
【００３３】又、負荷変化に対しては電気二重層コンデ
ンサＣ１の放電量の変化で対応することから基準電圧を
中心としたヒステリシス幅の中で変化することで電気二
重層コンデンサＣ１の充放電周期の変化で設定れた電圧
値に制御する動作を行い、更には、太陽光の光量変化に
対しては、電気二重層コンデンサＣ１の充電時間が変化
するので、負荷変化の動作と同様に、電気二重層コンデ
ンサＣ１の充放電周期が変化で設定させた電圧値に制御
する動作を行なうものであり、一例として頂高を変化さ
せたときの電気二重層コンデンサＣ１の端子電圧波形を
図に示しているものである。
【００３４】
【発明の効果】前述の構成から、本発明の太陽電池を使
用した電源装置は、負荷、温度、太陽光からの照射エネ
ルギーの変化に対して、太陽電池の最大効率ポイントで
動作させることが可能であり、画期的で実用性の極めて
高い発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の実施の形態の太陽電池を
使用した電源装置の概要を説明するための回路図であ
る。
【図２】図２は従来例の太陽電池を使用した電源装置の
回路図である。
【図３】図３は太陽電池における代表的な電圧−電流特
性図である。
【図４】図４は太陽電池における代表的な電圧−出力特
性図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態のパルス充電制御回
路の電気二重層コンデンサの端子電圧波形を示すグラフ
である。
【符号の説明】 １ 太陽電池 ２ パルス充電制御回路 ３ 定電圧回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ ４ バッテリー負荷 Ｃ１ 電気二重層コンデンサ Ｒ１〜Ｒ９ 抵抗 Ｄ 逆流防止ダイオード Ｄ２〜Ｄ４ 準電圧設定用ダイオード Ｑ１．Ｑ２ スイッチ素子 ＩＣ１．ＩＣ２ 誤差増幅器
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA06 BA01 CA02 CA20 DA15 GB03 5H030 AA01 AS18 BB06 BB07 DD05 5H420 BB03 BB12 BB13 CC03 CC08 DD02 EA11 EA39 EB01 EB23 EB37 FF03 FF24 HJ01 HJ05 LL07

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】太陽電池１と、該太陽電池１と片側回路に
    逆流防止ダイオードＤ１を介装して接続させた電気二重
    層コンデンサＣ１と、該電気二重層コンデンサＣ１と接
    続させたパルス充電制御回路２と、該パルス充電制御回
    路２と片側回路にスイッチ素子Ｑ１を介装して接続させ
    た定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と、該定電流
    回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３と接続させたバッテリ
    ー負荷４とを具備し、前記パルス充電制御回路２がスイ
    ッチ素子Ｑ１をＯＮ／ＯＦＦさせ、該スイッチ素子Ｑ１
    のコレクタ出力が定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ
    ３を介してバッテリー負荷４に接続させたことで、前記
    パルス充電制御回路２により太陽電池１の最適動作点か
    らの外れを修正していかなる条件でも最大効果を得ると
    共に、前記定電流回路構成ＤＣ−ＤＣコンバータ３は前
    記バッテリー負荷４に対して最適な充電電流を供給させ
    ることを特徴とする太陽電池のバッテリー充電装置。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005328662A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Nec Tokin Corp 電源装置及び該電源装置に用いられる制御方法
EP1770818A1 (en) * 2005-09-29 2007-04-04 Kyocera Corporation Charging apparatus and terminal apparatus
CN100433501C (zh) * 2005-10-31 2008-11-12 东京科艺工程株式会社 太阳能式便携充电器
US7667350B2 (en) 2004-09-30 2010-02-23 Hitachi, Ltd. Electric power source apparatus using fuel cell and method of controlling the same
JP2010051153A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 満充電判定装置および満充電判定方法
JP2011182540A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 Mitsubishi Electric Corp 車両用電源システム
CN102255397A (zh) * 2011-06-28 2011-11-23 深圳创维－Rgb电子有限公司 一种无线驱动装置
CN110311462A (zh) * 2019-08-05 2019-10-08 寿县楚光照明器具有限公司 小型电动车太阳能充电控制器

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005328662A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Nec Tokin Corp 電源装置及び該電源装置に用いられる制御方法
US7566828B2 (en) 2004-05-14 2009-07-28 Nec Tokin Corporation Power source device and charge controlling method to be used in same
US7667350B2 (en) 2004-09-30 2010-02-23 Hitachi, Ltd. Electric power source apparatus using fuel cell and method of controlling the same
EP1770818A1 (en) * 2005-09-29 2007-04-04 Kyocera Corporation Charging apparatus and terminal apparatus
US7923963B2 (en) 2005-09-29 2011-04-12 Kyocera Corporation Charging apparatus and terminal apparatus
CN100433501C (zh) * 2005-10-31 2008-11-12 东京科艺工程株式会社 太阳能式便携充电器
JP2010051153A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 満充電判定装置および満充電判定方法
JP2011182540A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 Mitsubishi Electric Corp 車両用電源システム
CN102255397A (zh) * 2011-06-28 2011-11-23 深圳创维－Rgb电子有限公司 一种无线驱动装置
CN110311462A (zh) * 2019-08-05 2019-10-08 寿县楚光照明器具有限公司 小型电动车太阳能充电控制器

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