JP2002315316A - 太陽電池を用いた電源装置 - Google Patents
太陽電池を用いた電源装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の太陽電池を用いた電源装置では、大陽電
池のパネル温度や負荷側の電圧の変化で太陽電池の最大
効率からはずれた条件で使用することがあり、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】本発明の太陽電池を用いた電源装置は、太
陽電池１と、太陽電池１に入力側逆流防止ダイオードＤ
１を介装して接続させたコンデンサーＣ１と、コンデン
サーＣ１に接続させた自励式電源回路２と、自励式電源
回路２に負荷側逆流防止ダイオードＤ６を介装して接続
させた負荷３とを具備したものである。
池のパネル温度や負荷側の電圧の変化で太陽電池の最大
効率からはずれた条件で使用することがあり、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】本発明の太陽電池を用いた電源装置は、太
陽電池１と、太陽電池１に入力側逆流防止ダイオードＤ
１を介装して接続させたコンデンサーＣ１と、コンデン
サーＣ１に接続させた自励式電源回路２と、自励式電源
回路２に負荷側逆流防止ダイオードＤ６を介装して接続
させた負荷３とを具備したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池を用いた電
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はずれを修正して、
いかなる条件でも最大効率が得られることを可能とした
太陽電池を用いた電源装置に関するものである。
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はずれを修正して、
いかなる条件でも最大効率が得られることを可能とした
太陽電池を用いた電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、太陽電池を用いた電源装置は、図
２に示される如く、太陽電池１から逆流防止ダイオード
Ｄ１を接続して負荷３に接続したものであった。
２に示される如く、太陽電池１から逆流防止ダイオード
Ｄ１を接続して負荷３に接続したものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】その為に従来の太陽電
池を用いた電源装置では、大陽電池のパネル温度や負荷
側の電圧の変化で太陽電池の最大効率からはずれた条件
で使用することがあり、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。
池を用いた電源装置では、大陽電池のパネル温度や負荷
側の電圧の変化で太陽電池の最大効率からはずれた条件
で使用することがあり、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用い
た電源装置は、前述の課題を解決するために、太陽電池
１と、太陽電池１に入力側逆流防止ダイオードＤ１を介
装して接続させたコンデンサーＣ１と、コンデンサーＣ
１に接続させた自励式電源回路２と、自励式電源回路２
に負荷側逆流防止ダイオードＤ６を介装して接続させた
負荷３とを具備したものである。
た電源装置は、前述の課題を解決するために、太陽電池
１と、太陽電池１に入力側逆流防止ダイオードＤ１を介
装して接続させたコンデンサーＣ１と、コンデンサーＣ
１に接続させた自励式電源回路２と、自励式電源回路２
に負荷側逆流防止ダイオードＤ６を介装して接続させた
負荷３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用いた電源装置は、
自励式電源回路２のスイッチング素子ＭをＯＮ／ＯＦＦ
させデューティを変化させることで負荷３の負荷変動や
太陽電池１の温度が変化した場合でも太陽電池１の最適
動作点からのはずれを修正して最大効率で負荷３を動作
させるものである。
自励式電源回路２のスイッチング素子ＭをＯＮ／ＯＦＦ
させデューティを変化させることで負荷３の負荷変動や
太陽電池１の温度が変化した場合でも太陽電池１の最適
動作点からのはずれを修正して最大効率で負荷３を動作
させるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の太陽電池を用いた
電源装置を実施の形態の図面に基づいて説明する。
電源装置を実施の形態の図面に基づいて説明する。
【０００７】図１は本発明の実施の形態の太陽電池を用
い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は太陽電池の代表的な電圧−電流特性であり、
図４は太陽電池の代表的な電圧−出力特性図であり、図
５は本発明の実施の形態のコンデンサーＣ１の端子電圧
波形を示すグラフであり、図６はＤＣ３Ｖで負荷５０ｍ
Ａの時のドレイン−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わ
したグラフであり、図７はＤＣ２Ｖで負荷７０ｍＡの時
のドレイン−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグ
ラフであり、図８はＤＣ３Ｖで負荷２０ｍＡの時のドレ
イン−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフで
あり、図９はＤＣ２Ｖで負荷３０ｍＡの時のドレイン−
ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフである。
い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は太陽電池の代表的な電圧−電流特性であり、
図４は太陽電池の代表的な電圧−出力特性図であり、図
５は本発明の実施の形態のコンデンサーＣ１の端子電圧
波形を示すグラフであり、図６はＤＣ３Ｖで負荷５０ｍ
Ａの時のドレイン−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わ
したグラフであり、図７はＤＣ２Ｖで負荷７０ｍＡの時
のドレイン−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグ
ラフであり、図８はＤＣ３Ｖで負荷２０ｍＡの時のドレ
イン−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフで
あり、図９はＤＣ２Ｖで負荷３０ｍＡの時のドレイン−
ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフである。
【０００８】本発明は太陽電池を用いた電源装置に関す
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はずれを修正して、いかなる条件
でも最大効率が得られることを可能とした太陽電池を用
い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に入力側逆流防止ダイオードＤ１を介装して接
続させたコンデンサーＣ１と、該コンデンサーＣ１に接
続させた自励式電源回路２と、該自励式電源回路２に負
荷側逆流防止ダイオードＤ６を介装して接続させた負荷
３とを具備し、前記自励式電源回路２により太陽電池１
の最適動作点からのはずれを修正し、いかなる条件でも
最大効率が得られるものである。
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はずれを修正して、いかなる条件
でも最大効率が得られることを可能とした太陽電池を用
い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に入力側逆流防止ダイオードＤ１を介装して接
続させたコンデンサーＣ１と、該コンデンサーＣ１に接
続させた自励式電源回路２と、該自励式電源回路２に負
荷側逆流防止ダイオードＤ６を介装して接続させた負荷
３とを具備し、前記自励式電源回路２により太陽電池１
の最適動作点からのはずれを修正し、いかなる条件でも
最大効率が得られるものである。
【０００９】即ち、本発明の太陽電池を用いた電源装置
は図１に図示する如く、太陽電池１は入力側逆流防止ダ
イオードＤ１を片側回路に介装して並列にコンデンサー
Ｃ１が接続され、コンデンサーＣ１は自励式ＤＣ−ＤＣ
コンバーターとして動作する自励式電源回路２と並列に
接続され、自励式電源回路２は負荷側逆流防止ダイオー
ドＤ６を片側回路に介装して並列に負荷３と接続させて
いるものである。
は図１に図示する如く、太陽電池１は入力側逆流防止ダ
イオードＤ１を片側回路に介装して並列にコンデンサー
Ｃ１が接続され、コンデンサーＣ１は自励式ＤＣ−ＤＣ
コンバーターとして動作する自励式電源回路２と並列に
接続され、自励式電源回路２は負荷側逆流防止ダイオー
ドＤ６を片側回路に介装して並列に負荷３と接続させて
いるものである。
【００１０】更に、自励式電源回路２は、抵抗Ｒ１と基
準電圧設定用ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４とが直列に接
続され、さらに、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とが直列に接続さ
れ、更には、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とが直列に接続され、
夫々が前記コンデンサーＣ１と並列に接続されているも
のである。
準電圧設定用ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４とが直列に接
続され、さらに、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とが直列に接続さ
れ、更には、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とが直列に接続され、
夫々が前記コンデンサーＣ１と並列に接続されているも
のである。
【００１１】次いで、誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端
子は前記抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３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の反転入力端子に
接続されると共に、前記抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の間の接続
点にも接続されると共に、この接続点と抵抗Ｒ５と間か
ら抵抗Ｒ４を介して誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端子
に接続され、更に、誤差増幅器ＩＣ１の反転入力端子は
前記抵抗Ｒ１と基準電圧設定用ダイオードＤ２との間の
接続点に接続されると共に、後述する誤差増幅器ＩＣ２
の非反転入力端子に接続されるものである。
子は前記抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３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の反転入力端子に
接続されると共に、前記抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の間の接続
点にも接続されると共に、この接続点と抵抗Ｒ５と間か
ら抵抗Ｒ４を介して誤差増幅器ＩＣ１の非反転入力端子
に接続され、更に、誤差増幅器ＩＣ１の反転入力端子は
前記抵抗Ｒ１と基準電圧設定用ダイオードＤ２との間の
接続点に接続されると共に、後述する誤差増幅器ＩＣ２
の非反転入力端子に接続されるものである。
【００１２】そして、誤差増幅器ＩＣ２の非反転入力端
子は誤差増幅器ＩＣ１の反転入力端子が接続され、誤差
増幅器ＩＣ２の出力端子は抵抗Ｒ７によりプルアップさ
れ、抵抗Ｒ８を介装させて後述するドライブ用トランジ
スタＱ１とドライブ用トランジスタＱ２との夫々のベー
ス端子に接続されているものである。
子は誤差増幅器ＩＣ１の反転入力端子が接続され、誤差
増幅器ＩＣ２の出力端子は抵抗Ｒ７によりプルアップさ
れ、抵抗Ｒ８を介装させて後述するドライブ用トランジ
スタＱ１とドライブ用トランジスタＱ２との夫々のベー
ス端子に接続されているものである。
【００１３】更に、ドライブ用トランジスタＱ１とドラ
イブ用トランジスタＱ２とは夫々のエミッタ端子を共通
に接続され、ドライブ用トランジスタＱ１のコレクタ端
子はコンデンサーＣ１の片側回路と、ドライブ用トラン
ジスタＱ２のコレクタ端子はコンデンサーＣ１の他側回
路に接続されているものである。
イブ用トランジスタＱ２とは夫々のエミッタ端子を共通
に接続され、ドライブ用トランジスタＱ１のコレクタ端
子はコンデンサーＣ１の片側回路と、ドライブ用トラン
ジスタＱ２のコレクタ端子はコンデンサーＣ１の他側回
路に接続されているものである。
【００１４】次に、ドライブ用トランジスタＱ１とドラ
イブ用トランジスタＱ２の夫々のエミッタ端子は抵抗Ｒ
９を介装してスイッチング素子Ｍのゲート端子に接続さ
れ、前記スイッチング素子Ｍのソース端子はコンデンサ
ーＣ１の片側回路と接続され、ドレイン端子は後述する
フライホイルダイオードＤ５のカソードと後述するパワ
ーインダクターＬとの間の接続点に接続されているもの
である。
イブ用トランジスタＱ２の夫々のエミッタ端子は抵抗Ｒ
９を介装してスイッチング素子Ｍのゲート端子に接続さ
れ、前記スイッチング素子Ｍのソース端子はコンデンサ
ーＣ１の片側回路と接続され、ドレイン端子は後述する
フライホイルダイオードＤ５のカソードと後述するパワ
ーインダクターＬとの間の接続点に接続されているもの
である。
【００１５】そして、フライホイルダイオードＤ５と出
力平滑コンデンサーＣ２とは前記コンデンサーＣ１及び
負荷３と夫々並列に接続され、パワーインダクターＬは
フライホイルダイオードＤ５と出力平滑コンデンサーＣ
２とを接続する片側回路に介装されているものである。
力平滑コンデンサーＣ２とは前記コンデンサーＣ１及び
負荷３と夫々並列に接続され、パワーインダクターＬは
フライホイルダイオードＤ５と出力平滑コンデンサーＣ
２とを接続する片側回路に介装されているものである。
【００１６】更に、パワーインダクターＬと出力平滑コ
ンデンサーＣ２との間の接続点と負荷３とは負荷側逆流
防止ダイオードＤ６を介装して接続されているものであ
る。
ンデンサーＣ２との間の接続点と負荷３とは負荷側逆流
防止ダイオードＤ６を介装して接続されているものであ
る。
【００１７】本発明の太陽電池を用いた電源装置は、ま
ず最初に太陽電池１で発生した電力が入力側逆流防止ダ
イオードＤ１を通してコンデンサーＣ１に充電されるも
ので、コンデンサーＣ１の端子電圧は増加し、この電圧
が抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３によって分圧され、これが誤差増
幅器ＩＣ１の非反転入力端予に入力され、反転入力端子
には抵抗Ｒ１と基準電圧設定用ダイオード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、
基準電圧設定用ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４を太陽電池
１に密着させ、夫々の基準電圧設定用ダイオードＤ２．
Ｄ３．Ｄ４の順方向電圧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１の温度により変化させるも
のである。
ず最初に太陽電池１で発生した電力が入力側逆流防止ダ
イオードＤ１を通してコンデンサーＣ１に充電されるも
ので、コンデンサーＣ１の端子電圧は増加し、この電圧
が抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３によって分圧され、これが誤差増
幅器ＩＣ１の非反転入力端予に入力され、反転入力端子
には抵抗Ｒ１と基準電圧設定用ダイオード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、
基準電圧設定用ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４を太陽電池
１に密着させ、夫々の基準電圧設定用ダイオードＤ２．
Ｄ３．Ｄ４の順方向電圧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１の温度により変化させるも
のである。
【００１８】つまり、太陽電池１は、温度により図３の
電圧（Ｖ）−電流（Ａ）の特性図に表わすの如く、出力
が変化し、最大効率ポイントが温度により変化するの
で、図４の電圧（Ｖ）−出力（Ｗ）の特性図に表わすの
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。
電圧（Ｖ）−電流（Ａ）の特性図に表わすの如く、出力
が変化し、最大効率ポイントが温度により変化するの
で、図４の電圧（Ｖ）−出力（Ｗ）の特性図に表わすの
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。
【００１９】次に、抵抗Ｒ１と基準電圧設定用ダイオー
ドＤ２．Ｄ３．Ｄ４で構成される基準電圧は、夫々の基
準電圧設定用ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４の順方向電圧
降下を利用しており、温度が上昇すると、基準電圧が低
下する構成になっていることから、太陽電池１に基準電
圧設定用ダイオード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。
ドＤ２．Ｄ３．Ｄ４で構成される基準電圧は、夫々の基
準電圧設定用ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４の順方向電圧
降下を利用しており、温度が上昇すると、基準電圧が低
下する構成になっていることから、太陽電池１に基準電
圧設定用ダイオード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。
【００２０】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と抵抗Ｒ６とで分圧された電圧に変化するので、
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Ｒ４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。
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と抵抗Ｒ６とで分圧された電圧に変化するので、
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Ｒ４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。
【００２１】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と抵抗Ｒ６とで分圧された電圧に変化した
時点で抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗
Ｒ６の値で決定される電圧値まで上昇するものである。
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と抵抗Ｒ６とで分圧された電圧に変化した
時点で抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗
Ｒ６の値で決定される電圧値まで上昇するものである。
【００２２】つまり、誤差増幅器ＩＣ１の出力が０Ｖか
ら抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧された電圧に変化した時
点で、誤差増幅器ＩＣ２の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の非反転入力端子は
抵抗Ｒ１と基準電圧設定用ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４
で構成される基準電圧が入力されていることから、前記
誤差増幅器ＩＣ２の出力は抵抗Ｒ７でプルアップされた
電圧から０Ｖまで変化して、抵抗Ｒ８を通して、ドライ
ブ用トランジスタＱ１とドライブ用トランジスタＱ２と
の夫々のベース端子に入力されることで、ドライブ用ト
ランジスタＱ１は非導通状態、ドライブ用トランジスタ
Ｑ２は導通状態となり、前記ドライブ用トランジスタＱ
２のエミッタ出力はスイッチング素子Ｍの制御入力を抵
抗Ｒ９を通して０Ｖになることから、前記スイッチング
素子Ｍは導通状態となるものである。
ら抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧された電圧に変化した時
点で、誤差増幅器ＩＣ２の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の非反転入力端子は
抵抗Ｒ１と基準電圧設定用ダイオードＤ２．Ｄ３．Ｄ４
で構成される基準電圧が入力されていることから、前記
誤差増幅器ＩＣ２の出力は抵抗Ｒ７でプルアップされた
電圧から０Ｖまで変化して、抵抗Ｒ８を通して、ドライ
ブ用トランジスタＱ１とドライブ用トランジスタＱ２と
の夫々のベース端子に入力されることで、ドライブ用ト
ランジスタＱ１は非導通状態、ドライブ用トランジスタ
Ｑ２は導通状態となり、前記ドライブ用トランジスタＱ
２のエミッタ出力はスイッチング素子Ｍの制御入力を抵
抗Ｒ９を通して０Ｖになることから、前記スイッチング
素子Ｍは導通状態となるものである。
【００２３】更に、パワーインダクターＬを通して、出
力平滑コンデンサーＣ２を充電するもので、この時、出
力平滑コンデンサーＣ２に対して充電を行うことで、コ
ンデンサーＣ１の電圧が低下し、抵抗Ｒ１、及び、基準
電圧設定用ダイオード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ＩＣ１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、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６で決
定される電圧から０Ｖまで低下するものである。
力平滑コンデンサーＣ２を充電するもので、この時、出
力平滑コンデンサーＣ２に対して充電を行うことで、コ
ンデンサーＣ１の電圧が低下し、抵抗Ｒ１、及び、基準
電圧設定用ダイオード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ＩＣ１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、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６で決
定される電圧から０Ｖまで低下するものである。
【００２４】更には、誤差増幅器ＩＣ１の出力は誤差増
幅器ＩＣ２の反転入力端子に入力されており、前記誤差
増幅器ＩＣ２の非反転入力端子に抵抗Ｒ１、基準電圧設
定用ダイオードＤ２．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の出力は抵
抗Ｒ７でプルアップされた電圧に変化し、ドライブ用ト
ランジスタＱ１は導通状態に、ドライブ用トランジスタ
Ｑ２は非導通状態となり、スイッチング素子Ｍの制御入
力端子にはコンデンサーＣ１の端子電圧より前記ドライ
ブ用トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧分低
下した電圧が入力されるものである。
幅器ＩＣ２の反転入力端子に入力されており、前記誤差
増幅器ＩＣ２の非反転入力端子に抵抗Ｒ１、基準電圧設
定用ダイオードＤ２．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の出力は抵
抗Ｒ７でプルアップされた電圧に変化し、ドライブ用ト
ランジスタＱ１は導通状態に、ドライブ用トランジスタ
Ｑ２は非導通状態となり、スイッチング素子Ｍの制御入
力端子にはコンデンサーＣ１の端子電圧より前記ドライ
ブ用トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧分低
下した電圧が入力されるものである。
【００２５】従って、スイッチング素子Ｍのソース−ゲ
ート端子電圧がドライブ用トランジスタＱ１のベース−
エミッタ間電圧しかかからないため、スイッチング素子
Ｍは非導通状態となるものである。
ート端子電圧がドライブ用トランジスタＱ１のベース−
エミッタ間電圧しかかからないため、スイッチング素子
Ｍは非導通状態となるものである。
【００２６】更に、スイッチング素子Ｍが非導通状態と
なった時点で、スイッチング素子Ｍのドレイン端子の電
圧はパワーインダクターＬの逆起電圧によりフライホイ
ルダイオードＤ５を導通させ、パワーインダクターＬに
蓄えられたエネルギーを放出し、平滑出力コンデンサー
Ｃ２を充電し続けるものである。
なった時点で、スイッチング素子Ｍのドレイン端子の電
圧はパワーインダクターＬの逆起電圧によりフライホイ
ルダイオードＤ５を導通させ、パワーインダクターＬに
蓄えられたエネルギーを放出し、平滑出力コンデンサー
Ｃ２を充電し続けるものである。
【００２７】また、スイッチング素子Ｍが非導通である
ことから太陽電池１からの出力は入力側逆流防止ダイオ
ードＤ１を通して再びコンデンサーＣ１に充電され、コ
ンデンサーＣ１の端子電圧が上昇し最初の動作を行うも
のである。
ことから太陽電池１からの出力は入力側逆流防止ダイオ
ードＤ１を通して再びコンデンサーＣ１に充電され、コ
ンデンサーＣ１の端子電圧が上昇し最初の動作を行うも
のである。
【００２８】そして、以上の動作を繰返し行うことで、
スイッチング素子Ｍは導通状態、非導通状態を繰り返
し、自励発振状態になることで平滑出力コンデンサーＣ
２の電圧が上昇し、平滑出力コンデンサーＣ２の電荷は
負荷側逆流防止ダイオードＤ６を通して負荷３に電源供
給するものである。
スイッチング素子Ｍは導通状態、非導通状態を繰り返
し、自励発振状態になることで平滑出力コンデンサーＣ
２の電圧が上昇し、平滑出力コンデンサーＣ２の電荷は
負荷側逆流防止ダイオードＤ６を通して負荷３に電源供
給するものである。
【００２９】更に、基準電圧設定用ダイオードＤ２．Ｄ
３．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に基準電圧設定用ダイオードＤ
２．Ｄ３．Ｄ４を密着させ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。
３．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に基準電圧設定用ダイオードＤ
２．Ｄ３．Ｄ４を密着させ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。
【００３０】又、負荷の電圧、電流変化に対してはコン
デンサーＣ１の時間あたり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、コンデンサＣ１の充電変化で設定された
電圧値に制御する動作を行い、その様子は図５のコンデ
ンサーＣ１の時間−電圧特性図に示されるものであり、
更には、太腸光の光量変化に対してはコンデンサーＣ１
の充電時間が変化するので負荷変化の動作と同様に、コ
ンデンサーＣ１の充電周期が変化し、設定された電圧値
に制御する動作を行うものである。
デンサーＣ１の時間あたり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、コンデンサＣ１の充電変化で設定された
電圧値に制御する動作を行い、その様子は図５のコンデ
ンサーＣ１の時間−電圧特性図に示されるものであり、
更には、太腸光の光量変化に対してはコンデンサーＣ１
の充電時間が変化するので負荷変化の動作と同様に、コ
ンデンサーＣ１の充電周期が変化し、設定された電圧値
に制御する動作を行うものである。
【００３１】この間、スイッチング素子Ｍはスイッチン
グ動作することから、自励式ＤＣ−ＤＣコンバータとし
て動作していることになり、発振周波数はコンデンサー
Ｃ１の容量、ヒステリシス幅、太陽電池出力、負荷電
圧、電流で変化し、最終的に設定された電圧値に制御す
る動作を行うものである。
グ動作することから、自励式ＤＣ−ＤＣコンバータとし
て動作していることになり、発振周波数はコンデンサー
Ｃ１の容量、ヒステリシス幅、太陽電池出力、負荷電
圧、電流で変化し、最終的に設定された電圧値に制御す
る動作を行うものである。
【００３２】更には、図６及び図７に図示する、負荷の
出力電圧、電流が変化した場合のドレイン−ＧＮＤ間の
スイッチング素子Ｍのスイッチング波形となるものであ
り、図８及び図９に図示する、太陽電池の出力を小さく
した場合での負荷の出力電圧電流波形を変化した場合の
ドレイン−ＧＮＤ間のスイッチング素子Ｍのスイッチシ
グ波形となるものである。
出力電圧、電流が変化した場合のドレイン−ＧＮＤ間の
スイッチング素子Ｍのスイッチング波形となるものであ
り、図８及び図９に図示する、太陽電池の出力を小さく
した場合での負荷の出力電圧電流波形を変化した場合の
ドレイン−ＧＮＤ間のスイッチング素子Ｍのスイッチシ
グ波形となるものである。
【００３３】そして、図６、図７、図８、図９ですべて
の動作条件においてコンデンサーＣ１の電圧が４Ｖ一定
の値で動作している事が波形から確認出来るものであ
る。
の動作条件においてコンデンサーＣ１の電圧が４Ｖ一定
の値で動作している事が波形から確認出来るものであ
る。
【００３４】前述の構成から負荷変動、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１の最大効
率ポイントで動作した状態で負荷３へ電源供給され続け
ることになるものである。
らの照射エネルギーの変化に対して太陽電池１の最大効
率ポイントで動作した状態で負荷３へ電源供給され続け
ることになるものである。
【００３５】
【発明の効果】この回路構成をとることにより、負荷、
温度、太陽光からの放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る
ため、小さな面積の太陽電池でも使用できるメリットが
あり、システムのローコスト化につながる実用性の高い
発明である。
温度、太陽光からの放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る
ため、小さな面積の太陽電池でも使用できるメリットが
あり、システムのローコスト化につながる実用性の高い
発明である。
【図１】図１は本発明の実施の形態の太陽電池を用いた
電源装置の概要を説明するための回路図である。
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電源装置の回路図であ
る。
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。
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。
性図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態の太陽電池を用いた
電源装置のコンデンサの端子電圧波形を示すグラフであ
る。
電源装置のコンデンサの端子電圧波形を示すグラフであ
る。
【図６】図６はＤＣ３Ｖで負荷５０ｍＡの時のドレイン
−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフであ
る。
−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフであ
る。
【図７】図７はＤＣ２Ｖで負荷７０ｍＡの時のドレイン
−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフであ
る。
−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフであ
る。
【図８】図８はＤＣ３Ｖで負荷２０ｍＡの時のドレイン
−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフであ
り、
−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフであ
り、
【図９】図９はＤＣ２Ｖで負荷３０ｍＡの時のドレイン
−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフであ
る。
−ＧＮＤ間のスイッチング波形を表わしたグラフであ
る。
１ 太陽電池 ２ 自励式電源回路 ３ 負荷 Ｃ１ コンデンサー Ｃ２ 平滑出力コンデンサー Ｒ１〜Ｒ９ 抵抗 Ｄ１ 入力側逆流防止ダイオード Ｄ６ 負荷側逆流防止ダイオード Ｄ２〜Ｄ４ 基準電圧設定用ダイオード Ｄ５ フライホイルダイオード Ｑ１．Ｑ２ ドライブ用トランジスタ Ｍ スイッチング素子 ＩＣ１．ＩＣ２ 誤差増幅器 Ｌ パワーインダクター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H410 BB04 CC02 DD02 EA11 EB04 EB37 FF03 FF22 5H420 BB03 BB12 CC03 DD02 EA12 EA20 EB04 EB37 FF03 FF22 5H730 AA14 BB13 DD04 FD11 FG01
Claims (1)
- 【請求項１】太陽電池１と、該太陽電池１に入力側逆流
防止ダイオードＤ１を介装して接続させたコンデンサー
Ｃ１と、該コンデンサーＣ１に接続させた自励式電源回
路２と、該自励式電源回路２に負荷側逆流防止ダイオー
ドＤ６を介装して接続させた負荷３とを具備し、前記自
励式電源回路２により太陽電池１の最適動作点からのは
ずれを修正し、いかなる条件でも最末効率が得られるこ
とを特徴とする太陽電池を用いた電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001147105A JP2002315316A (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | 太陽電池を用いた電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001147105A JP2002315316A (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | 太陽電池を用いた電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002315316A true JP2002315316A (ja) | 2002-10-25 |
Family
ID=18992640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001147105A Pending JP2002315316A (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | 太陽電池を用いた電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002315316A (ja) |
-
2001
- 2001-04-10 JP JP2001147105A patent/JP2002315316A/ja active Pending
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