JP2003111301A - 太陽電池の電源装置 - Google Patents
太陽電池の電源装置Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池の発電電力を有効に二次電池に蓄
え、二次電池をより理想に近い状態で使用して、実質容
量の低下を有効に防止する。複数の負荷に優先順位を設
けて、この優先順位にしたがう電力配分を簡単な回路で
実現する。 【解決手段】 太陽電池の電源装置は、太陽電池１と、
この太陽電池１で充電される複数の二次電池２と、各々
の二次電池２と太陽電池１との間に接続されて二次電池
２の充電を制御する充電スイッチ４と、各々の二次電池
２と負荷との間に接続してなる放電スイッチ５と、充電
スイッチ４と放電スイッチ５とを制御する制御回路３と
を備える。制御回路３は、複数の充電スイッチ４を制御
して充電する二次電池２の優先順位を特定しており、優
先順位の高い二次電池２を優先順位の低い二次電池２よ
りも先に充電し、優先順位の高い二次電池２が所定容量
充電されると、優先順位の低い二次電池２を充電してい
る。
え、二次電池をより理想に近い状態で使用して、実質容
量の低下を有効に防止する。複数の負荷に優先順位を設
けて、この優先順位にしたがう電力配分を簡単な回路で
実現する。 【解決手段】 太陽電池の電源装置は、太陽電池１と、
この太陽電池１で充電される複数の二次電池２と、各々
の二次電池２と太陽電池１との間に接続されて二次電池
２の充電を制御する充電スイッチ４と、各々の二次電池
２と負荷との間に接続してなる放電スイッチ５と、充電
スイッチ４と放電スイッチ５とを制御する制御回路３と
を備える。制御回路３は、複数の充電スイッチ４を制御
して充電する二次電池２の優先順位を特定しており、優
先順位の高い二次電池２を優先順位の低い二次電池２よ
りも先に充電し、優先順位の高い二次電池２が所定容量
充電されると、優先順位の低い二次電池２を充電してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、昼間に太陽電池で
二次電池を充電し、充電された二次電池を放電して負荷
に電力を供給する太陽電池の電源装置に関する。
二次電池を充電し、充電された二次電池を放電して負荷
に電力を供給する太陽電池の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池の電源装置は、道路の照明等に
とくに便利に使用できる。電源コードを配線することな
く、発光ダイオード等の光源を点灯できるからである。
図１は、従来の太陽電池の電源装置を使用して、道路の
カーブ標識を点灯する回路図を示す。この電源装置は、
太陽電池１にダイオード６と充電スイッチ４を介して二
次電池２を接続している。二次電池２は、放電スイッチ
５を介して負荷であるカーブ標識７に接続している。充
電スイッチ４は、二次電池２が満充電になるまではオ
ン、満充電になるとオンからオフに切り換えられる。放
電スイッチ５は、カーブ標識７を点灯するとき、たとえ
ば夜間になるとオンに切り換えられて、二次電池２の電
圧が最低電圧まで低下すると、過放電を防止するために
オンからオフに切り換えられる。
とくに便利に使用できる。電源コードを配線することな
く、発光ダイオード等の光源を点灯できるからである。
図１は、従来の太陽電池の電源装置を使用して、道路の
カーブ標識を点灯する回路図を示す。この電源装置は、
太陽電池１にダイオード６と充電スイッチ４を介して二
次電池２を接続している。二次電池２は、放電スイッチ
５を介して負荷であるカーブ標識７に接続している。充
電スイッチ４は、二次電池２が満充電になるまではオ
ン、満充電になるとオンからオフに切り換えられる。放
電スイッチ５は、カーブ標識７を点灯するとき、たとえ
ば夜間になるとオンに切り換えられて、二次電池２の電
圧が最低電圧まで低下すると、過放電を防止するために
オンからオフに切り換えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１に示す電源装置
は、日照時間が最も短くなる冬期の日照量で満充電され
るように、二次電池の容量と太陽電池の出力が設定され
る。このため、日照時間が長くなる夏期には、太陽電池
の発電電力が二次電池を充電できる容量よりも大きくな
り、太陽電池の発電を有効に充電できなくなる。この欠
点は、二次電池の容量を大きくして解消できる。ただ、
二次電池の容量を大きくすると、日照時間が短くなる冬
期に二次電池を満充電できなくなる。満充電されない充
放電が繰り返されると、メモリ効果で二次電池の実質容
量が低下して、電池性能が低下する等の弊害が発生す
る。また、図１の電源装置は、二次電池の容量が少ない
場合でも、全部のカーブ標識を点灯させるので、点灯時
間が短くなる。
は、日照時間が最も短くなる冬期の日照量で満充電され
るように、二次電池の容量と太陽電池の出力が設定され
る。このため、日照時間が長くなる夏期には、太陽電池
の発電電力が二次電池を充電できる容量よりも大きくな
り、太陽電池の発電を有効に充電できなくなる。この欠
点は、二次電池の容量を大きくして解消できる。ただ、
二次電池の容量を大きくすると、日照時間が短くなる冬
期に二次電池を満充電できなくなる。満充電されない充
放電が繰り返されると、メモリ効果で二次電池の実質容
量が低下して、電池性能が低下する等の弊害が発生す
る。また、図１の電源装置は、二次電池の容量が少ない
場合でも、全部のカーブ標識を点灯させるので、点灯時
間が短くなる。
【０００４】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、太陽電池の発電電力を有効に二次電池に充電できる
と共に、二次電池をより理想に近い状態で使用して、実
質容量の低下を有効に防止できる太陽電池の電源装置を
提供することにある。また、本発明の他の大切な目的
は、複数の負荷に優先順位を設けて、優先順位の高い負
荷に有効に電力を供給でき、しかもその優先順位にした
がって、複数の負荷への電力配分を簡単な回路で理想的
な状態にできる太陽電池の電源装置を提供することにあ
る。
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、太陽電池の発電電力を有効に二次電池に充電できる
と共に、二次電池をより理想に近い状態で使用して、実
質容量の低下を有効に防止できる太陽電池の電源装置を
提供することにある。また、本発明の他の大切な目的
は、複数の負荷に優先順位を設けて、優先順位の高い負
荷に有効に電力を供給でき、しかもその優先順位にした
がって、複数の負荷への電力配分を簡単な回路で理想的
な状態にできる太陽電池の電源装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池の電源
装置は、太陽電池１と、この太陽電池１で充電される複
数の二次電池２と、各々の二次電池２と太陽電池１との
間に接続されて二次電池２の充電を制御する充電スイッ
チ４と、各々の二次電池２と負荷との間に接続してなる
放電スイッチ５と、充電スイッチ４と放電スイッチ５と
を制御する制御回路３とを備える。制御回路３は、複数
の充電スイッチ４を制御して充電する二次電池２の優先
順位を特定している。制御回路３は、優先順位の高い二
次電池２を優先順位の低い二次電池２よりも先に充電
し、優先順位の高い二次電池２が所定容量充電される
と、優先順位の低い二次電池２を充電している。
装置は、太陽電池１と、この太陽電池１で充電される複
数の二次電池２と、各々の二次電池２と太陽電池１との
間に接続されて二次電池２の充電を制御する充電スイッ
チ４と、各々の二次電池２と負荷との間に接続してなる
放電スイッチ５と、充電スイッチ４と放電スイッチ５と
を制御する制御回路３とを備える。制御回路３は、複数
の充電スイッチ４を制御して充電する二次電池２の優先
順位を特定している。制御回路３は、優先順位の高い二
次電池２を優先順位の低い二次電池２よりも先に充電
し、優先順位の高い二次電池２が所定容量充電される
と、優先順位の低い二次電池２を充電している。
【０００６】制御回路３は、複数の充電スイッチ４をオ
ンにして充電する二次電池２の優先順位を記憶すること
ができる。この制御回路３は、記憶する優先順位で充電
スイッチ４をオンにして、優先順位の高い二次電池２を
先に充電し、優先順位の高い二次電池２が所定容量充電
されると、優先順位の低い二次電池２を充電する。
ンにして充電する二次電池２の優先順位を記憶すること
ができる。この制御回路３は、記憶する優先順位で充電
スイッチ４をオンにして、優先順位の高い二次電池２を
先に充電し、優先順位の高い二次電池２が所定容量充電
されると、優先順位の低い二次電池２を充電する。
【０００７】さらに、本発明の電源装置は、優先順位の
高い二次電池２の電圧を優先順位の低い二次電池２より
も低くすると共に、二次電池２の満充電または電圧を検
出して充電スイッチ４をオフにするオフ回路を制御回路
３に設けることができる。この電源装置は、各々の二次
電池２を、二次電池２を充電する方向に接続してなるダ
イオード６と充電スイッチ４を介して太陽電池１に並列
に接続する。この電源装置は、全ての充電スイッチ４が
オンの状態では低電圧である優先順位の高い二次電池２
を優先して充電し、優先順位の高い二次電池２が満充電
されると、制御回路３が優先順位の高い二次電池２に接
続している充電スイッチ４をオフにして、太陽電池１が
優先順位の低い二次電池２を充電する。
高い二次電池２の電圧を優先順位の低い二次電池２より
も低くすると共に、二次電池２の満充電または電圧を検
出して充電スイッチ４をオフにするオフ回路を制御回路
３に設けることができる。この電源装置は、各々の二次
電池２を、二次電池２を充電する方向に接続してなるダ
イオード６と充電スイッチ４を介して太陽電池１に並列
に接続する。この電源装置は、全ての充電スイッチ４が
オンの状態では低電圧である優先順位の高い二次電池２
を優先して充電し、優先順位の高い二次電池２が満充電
されると、制御回路３が優先順位の高い二次電池２に接
続している充電スイッチ４をオフにして、太陽電池１が
優先順位の低い二次電池２を充電する。
【０００８】制御回路３のオフ回路は、二次電池２の満
充電を検出して充電スイッチ４をオフにする満充電検出
回路とすることができる。制御回路３のオフ回路は、二
次電池２の電圧が設定電圧まで上昇したことを検出して
充電スイッチ４をオフにする電圧検出回路とすることも
できる。
充電を検出して充電スイッチ４をオフにする満充電検出
回路とすることができる。制御回路３のオフ回路は、二
次電池２の電圧が設定電圧まで上昇したことを検出して
充電スイッチ４をオフにする電圧検出回路とすることも
できる。
【０００９】二次電池２は、複数の素電池を直列に接続
することができる。この二次電池２は、優先順位の高い
二次電池２を、優先順位の低い二次電池２よりも直列に
接続している素電池の個数を少なくして電圧を低くす
る。さらに、二次電池２は、優先順位の高い二次電池２
と優先順位の低い二次電池２とで、電池のタイプが異な
るものを使用することもできる。さらに、電源装置は、
全ての二次電池２の電圧を等しくして、制御回路３が充
電スイッチ４をオンにする優先順位を記憶回路に記憶す
ることもできる。さらに、電源装置の制御回路３は、二
次電池２の残容量が最低容量となり、または電池電圧が
最低電圧になると、放電スイッチ５をオフにすることが
できる。
することができる。この二次電池２は、優先順位の高い
二次電池２を、優先順位の低い二次電池２よりも直列に
接続している素電池の個数を少なくして電圧を低くす
る。さらに、二次電池２は、優先順位の高い二次電池２
と優先順位の低い二次電池２とで、電池のタイプが異な
るものを使用することもできる。さらに、電源装置は、
全ての二次電池２の電圧を等しくして、制御回路３が充
電スイッチ４をオンにする優先順位を記憶回路に記憶す
ることもできる。さらに、電源装置の制御回路３は、二
次電池２の残容量が最低容量となり、または電池電圧が
最低電圧になると、放電スイッチ５をオフにすることが
できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための電源装置を例示するもの
であって、本発明は電源装置を以下のものに特定しな
い。
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための電源装置を例示するもの
であって、本発明は電源装置を以下のものに特定しな
い。
【００１１】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
【００１２】図２に示す太陽電池１の電源装置は、太陽
電池１と、この太陽電池１で充電される複数の二次電池
２と、各々の二次電池２と太陽電池１との間に接続され
て二次電池２の充電を制御する充電スイッチ４と、各々
の二次電池２と負荷との間に接続してなる放電スイッチ
５と、充電スイッチ４と放電スイッチ５をオンオフ制御
する制御回路３とを備える。
電池１と、この太陽電池１で充電される複数の二次電池
２と、各々の二次電池２と太陽電池１との間に接続され
て二次電池２の充電を制御する充電スイッチ４と、各々
の二次電池２と負荷との間に接続してなる放電スイッチ
５と、充電スイッチ４と放電スイッチ５をオンオフ制御
する制御回路３とを備える。
【００１３】制御回路３は、複数の充電スイッチ４を制
御して、充電する二次電池２の優先順位を特定する。優
先順位の高い二次電池２は、優先順位の低い二次電池２
よりも先に充電される。優先順位の高い二次電池２が所
定容量、たとえば満充電されるまで充電されると、優先
順位の低い二次電池２の充電が開始される。図２の電源
装置は、３組の二次電池２を備えている。上から順番
に、第１優先順位の二次電池２Ａ、第２優先順位の二次
電池２Ｂ、第３優先順位の二次電池２Ｃを、ダイオード
６を介して太陽電池１に並列に接続している。この電源
装置は、第１優先順位の二次電池２Ａを先に充電して、
この二次電池２Ａが所定の容量まで充電されると、充電
する二次電池２を切り換えて、第２優先順位の二次電池
２Ｂを所定の容量まで充電する。さらに、第２優先順位
の二次電池２Ｂが所定の容量まで充電されると、この二
次電池２Ｂの充電を停止して、第３優先順位の二次電池
２Ｃを充電する。すなわち、第１、第２、第３優先順位
の二次電池２の順番に充電される。
御して、充電する二次電池２の優先順位を特定する。優
先順位の高い二次電池２は、優先順位の低い二次電池２
よりも先に充電される。優先順位の高い二次電池２が所
定容量、たとえば満充電されるまで充電されると、優先
順位の低い二次電池２の充電が開始される。図２の電源
装置は、３組の二次電池２を備えている。上から順番
に、第１優先順位の二次電池２Ａ、第２優先順位の二次
電池２Ｂ、第３優先順位の二次電池２Ｃを、ダイオード
６を介して太陽電池１に並列に接続している。この電源
装置は、第１優先順位の二次電池２Ａを先に充電して、
この二次電池２Ａが所定の容量まで充電されると、充電
する二次電池２を切り換えて、第２優先順位の二次電池
２Ｂを所定の容量まで充電する。さらに、第２優先順位
の二次電池２Ｂが所定の容量まで充電されると、この二
次電池２Ｂの充電を停止して、第３優先順位の二次電池
２Ｃを充電する。すなわち、第１、第２、第３優先順位
の二次電池２の順番に充電される。
【００１４】制御回路３は、充電スイッチ４を制御し
て、以上のように優先順位の順番で二次電池２を充電す
る。制御回路３が充電スイッチ４をオンオフ制御して、
優先順位の順番で二次電池２を充電する方式は、大別し
てふたつある。
て、以上のように優先順位の順番で二次電池２を充電す
る。制御回路３が充電スイッチ４をオンオフ制御して、
優先順位の順番で二次電池２を充電する方式は、大別し
てふたつある。
【００１５】第１の方式は、複数の充電スイッチ４を一
緒にオンにして、優先順位の高い二次電池２のみを充電
する。この電源装置は、優先順位の高い二次電池２の電
圧を、優先順位の低い二次電池２よりも低くしている。
さらに、各々の二次電池２は、ダイオード６と充電スイ
ッチ４を介して太陽電池１に並列に接続される。ダイオ
ード６は、二次電池２を充電する方向に接続されて、太
陽電池１から二次電池２に充電電流を流し、二次電池２
から太陽電池１には放電電流を流さない。制御回路３
は、充電している二次電池２が満充電となり、あるいは
電池電圧が設定電圧になると、満充電または設定電圧に
なって二次電池２に接続している充電スイッチ４を強制
的にオフに切り換えるオフ回路を備える。二次電池２の
満充電を検出して充電スイッチ４をオフにするオフ回路
は、満充電検出回路である。二次電池２の電圧が設定電
圧になったことを検出して充電スイッチ４をオフにする
オフ回路は電圧検出回路である。満充電検出回路は、充
電している二次電池２の電圧が、ピーク電圧から−ΔＶ
低下したことを検出して、満充電を検出し、あるいは、
二次電池２の充電電流の積算値から満充電を検出し、あ
るいは満充電電圧になったことを検出して、満充電を検
出する。電圧検出回路は、電池電圧を設定電圧に比較す
る比較回路で、電池電圧が設定電圧よりも高くなると充
電スイッチ４をオフに切り換える。
緒にオンにして、優先順位の高い二次電池２のみを充電
する。この電源装置は、優先順位の高い二次電池２の電
圧を、優先順位の低い二次電池２よりも低くしている。
さらに、各々の二次電池２は、ダイオード６と充電スイ
ッチ４を介して太陽電池１に並列に接続される。ダイオ
ード６は、二次電池２を充電する方向に接続されて、太
陽電池１から二次電池２に充電電流を流し、二次電池２
から太陽電池１には放電電流を流さない。制御回路３
は、充電している二次電池２が満充電となり、あるいは
電池電圧が設定電圧になると、満充電または設定電圧に
なって二次電池２に接続している充電スイッチ４を強制
的にオフに切り換えるオフ回路を備える。二次電池２の
満充電を検出して充電スイッチ４をオフにするオフ回路
は、満充電検出回路である。二次電池２の電圧が設定電
圧になったことを検出して充電スイッチ４をオフにする
オフ回路は電圧検出回路である。満充電検出回路は、充
電している二次電池２の電圧が、ピーク電圧から−ΔＶ
低下したことを検出して、満充電を検出し、あるいは、
二次電池２の充電電流の積算値から満充電を検出し、あ
るいは満充電電圧になったことを検出して、満充電を検
出する。電圧検出回路は、電池電圧を設定電圧に比較す
る比較回路で、電池電圧が設定電圧よりも高くなると充
電スイッチ４をオフに切り換える。
【００１６】以上の電源装置は、全ての充電スイッチ４
がオン状態にあるとき、最も電圧が低い（図３のＶ1）
優先順位の高い二次電池２、図において第１優先順位の
二次電池２Ａを優先して充電する。太陽電池１の出力電
圧が、優先順位の高い低電圧の第１優先順位の二次電池
２Ａを充電する電圧に制限されるからである。このと
き、ダイオード６があるので、太陽電池１の出力電圧
（Ｖ1）よりも高い電圧である第２優先順位の二次電池
２Ｂと第３優先順位の二次電池２Ｃには充電電流が流れ
ない。このため、充電スイッチ４がオンとなっても充電
されない。第１優先順位の二次電池２Ａである低電圧の
二次電池２Ａのみが充電される。
がオン状態にあるとき、最も電圧が低い（図３のＶ1）
優先順位の高い二次電池２、図において第１優先順位の
二次電池２Ａを優先して充電する。太陽電池１の出力電
圧が、優先順位の高い低電圧の第１優先順位の二次電池
２Ａを充電する電圧に制限されるからである。このと
き、ダイオード６があるので、太陽電池１の出力電圧
（Ｖ1）よりも高い電圧である第２優先順位の二次電池
２Ｂと第３優先順位の二次電池２Ｃには充電電流が流れ
ない。このため、充電スイッチ４がオンとなっても充電
されない。第１優先順位の二次電池２Ａである低電圧の
二次電池２Ａのみが充電される。
【００１７】第１優先順位の二次電池２Ａが満充電さ
れ、あるいはこの二次電池２の電圧が設定電圧まで上昇
すると、オフ回路は第１優先順位の二次電池２Ａに接続
している充電スイッチ４をオフにする。この状態になる
と、太陽電池１の出力電圧は第２優先順位の二次電池２
Ｂを充電できる電圧（図３のＶ2）まで上昇する。第１
優先順位の二次電池２Ａが太陽電池１から切り離される
からである。図３は、太陽電池１の出力電圧と充電電流
を示すグラフである。この図に示すように、太陽電池１
は充電電流が少なくなると出力電圧が高くなる。したが
って、太陽電池１に接続している二次電池２の電圧が高
くなると、出力電圧が高くなって充電電流を少なくす
る。
れ、あるいはこの二次電池２の電圧が設定電圧まで上昇
すると、オフ回路は第１優先順位の二次電池２Ａに接続
している充電スイッチ４をオフにする。この状態になる
と、太陽電池１の出力電圧は第２優先順位の二次電池２
Ｂを充電できる電圧（図３のＶ2）まで上昇する。第１
優先順位の二次電池２Ａが太陽電池１から切り離される
からである。図３は、太陽電池１の出力電圧と充電電流
を示すグラフである。この図に示すように、太陽電池１
は充電電流が少なくなると出力電圧が高くなる。したが
って、太陽電池１に接続している二次電池２の電圧が高
くなると、出力電圧が高くなって充電電流を少なくす
る。
【００１８】第２優先順位の二次電池２Ｂが満充電さ
れ、あるいはこの二次電池２Ｂの電圧が設定電圧まで上
昇すると、オフ回路は第２優先順位の二次電池２Ｂに接
続している充電スイッチ４をオフにする。このとき、第
１優先順位の二次電池２Ａに接続している充電スイッチ
４はオフ状態に保持される。この状態になると、太陽電
池１の出力電圧は、第３優先順位の二次電池２Ｃを充電
できる電圧（図３のＶ3）まで上昇する。第２優先順位
の二次電池２が太陽電池１から切り離されるからであ
る。第３優先順位の二次電池２Ｃが満充電されると、こ
の二次電池２Ｃに接続している充電スイッチ４もオフに
切り換える。
れ、あるいはこの二次電池２Ｂの電圧が設定電圧まで上
昇すると、オフ回路は第２優先順位の二次電池２Ｂに接
続している充電スイッチ４をオフにする。このとき、第
１優先順位の二次電池２Ａに接続している充電スイッチ
４はオフ状態に保持される。この状態になると、太陽電
池１の出力電圧は、第３優先順位の二次電池２Ｃを充電
できる電圧（図３のＶ3）まで上昇する。第２優先順位
の二次電池２が太陽電池１から切り離されるからであ
る。第３優先順位の二次電池２Ｃが満充電されると、こ
の二次電池２Ｃに接続している充電スイッチ４もオフに
切り換える。
【００１９】以上のようにして、第１、第２、第３優先
順位の二次電池２が充電される。満充電された二次電池
２が放電されて、満充電された状態でなくなり、あるい
は、電池電圧が設定電圧よりも低くなると、制御回路３
は充電スイッチ４をオフからオンに切り換えて、太陽電
池１で充電できる状態とする。
順位の二次電池２が充電される。満充電された二次電池
２が放電されて、満充電された状態でなくなり、あるい
は、電池電圧が設定電圧よりも低くなると、制御回路３
は充電スイッチ４をオフからオンに切り換えて、太陽電
池１で充電できる状態とする。
【００２０】以上の電源装置は、制御回路３を極めて簡
単にできる特長がある。各々の二次電池２の満充電や設
定電圧を検出して、その二次電池２に接続している充電
スイッチ４をオンオフに切り換えて、優先順位の高い順
番で二次電池２を充電できるからである。
単にできる特長がある。各々の二次電池２の満充電や設
定電圧を検出して、その二次電池２に接続している充電
スイッチ４をオンオフに切り換えて、優先順位の高い順
番で二次電池２を充電できるからである。
【００２１】夏期の日照時間が長いときは、以上のよう
に全ての二次電池２が満充電される。ただ、冬期になっ
て日照時間が短くなると、全ての二次電池２を満充電で
きなくなる。この状態になると、第１優先順位の二次電
池２Ａを先に満充電し、太陽電池１の出力に余裕がある
ときに限って、第２優先順位の二次電池２Ｂを満充電す
る。したがって、電源装置は、日照時間によって充電で
きる二次電池２の数が変更される。
に全ての二次電池２が満充電される。ただ、冬期になっ
て日照時間が短くなると、全ての二次電池２を満充電で
きなくなる。この状態になると、第１優先順位の二次電
池２Ａを先に満充電し、太陽電池１の出力に余裕がある
ときに限って、第２優先順位の二次電池２Ｂを満充電す
る。したがって、電源装置は、日照時間によって充電で
きる二次電池２の数が変更される。
【００２２】二次電池２の電圧は、直列に接続する素電
池の数で変更できる。この電源装置は、優先順位の高い
二次電池２の素電池の数を、優先順位の低い二次電池２
よりも少なくして、出力電圧を低くする。さらに、二次
電池２の電圧は、素電池のタイプで調整することもでき
る。たとえば、ニッケル−水素電池やニッケル−カドミ
ウム電池の出力電圧に比較すると、リチウムイオン二次
電池の出力電圧は高いので、リチウムイオン二次電池と
ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池を組み
合わせて、二次電池２の電圧を調整することもできる。
池の数で変更できる。この電源装置は、優先順位の高い
二次電池２の素電池の数を、優先順位の低い二次電池２
よりも少なくして、出力電圧を低くする。さらに、二次
電池２の電圧は、素電池のタイプで調整することもでき
る。たとえば、ニッケル−水素電池やニッケル−カドミ
ウム電池の出力電圧に比較すると、リチウムイオン二次
電池の出力電圧は高いので、リチウムイオン二次電池と
ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池を組み
合わせて、二次電池２の電圧を調整することもできる。
【００２３】電源装置は、優先順位によらず二次電池２
の電圧を同じにすることもできる。この電源装置は、図
４に示すように、充電する二次電池２に接続している充
電スイッチ４のみをオンにして、充電しない二次電池２
に接続している充電スイッチ４をオフにする。したがっ
て、この電源装置の制御回路３は、複数の充電スイッチ
４をオンにして充電する二次電池２の優先順位を記憶し
ている。記憶する優先順位で充電スイッチ４をオンにし
て、優先順位の高い二次電池２を先に充電する。優先順
位の高い二次電池２が所定容量まで充電され、あるいは
設定電圧になるまで充電されると、オンにする充電スイ
ッチ４を切り換えて、優先順位の低い二次電池２を充電
する。
の電圧を同じにすることもできる。この電源装置は、図
４に示すように、充電する二次電池２に接続している充
電スイッチ４のみをオンにして、充電しない二次電池２
に接続している充電スイッチ４をオフにする。したがっ
て、この電源装置の制御回路３は、複数の充電スイッチ
４をオンにして充電する二次電池２の優先順位を記憶し
ている。記憶する優先順位で充電スイッチ４をオンにし
て、優先順位の高い二次電池２を先に充電する。優先順
位の高い二次電池２が所定容量まで充電され、あるいは
設定電圧になるまで充電されると、オンにする充電スイ
ッチ４を切り換えて、優先順位の低い二次電池２を充電
する。
【００２４】この電源装置も、ダイオード６と充電スイ
ッチ４を介して全ての二次電池２を太陽電池１に接続し
ている。制御回路３は、充電している二次電池２が満充
電され、あるいは設定電圧まで電池電圧が上昇したこと
を検出するオフ回路も内蔵している。このオフ回路は、
前述した電源装置と同じように、満充電検出回路または
電圧検出回路である。
ッチ４を介して全ての二次電池２を太陽電池１に接続し
ている。制御回路３は、充電している二次電池２が満充
電され、あるいは設定電圧まで電池電圧が上昇したこと
を検出するオフ回路も内蔵している。このオフ回路は、
前述した電源装置と同じように、満充電検出回路または
電圧検出回路である。
【００２５】この電源装置は、太陽電池１で二次電池２
を充電するとき、制御回路３は、記憶してる優先順位に
したがって、最初に第１優先順位の二次電池２Ａに接続
している充電スイッチ４のみをオンにする。第１優先順
位の二次電池２Ａが満充電され、あるいはこの二次電池
２Ａの電圧が設定電圧まで上昇すると、このことがオフ
回路で検出される。この状態になると、制御回路３は、
第１優先順位の二次電池２Ａに接続している充電スイッ
チ４をオフに切り換える。続いて、記憶している優先順
位にしたがって、第２優先順位の二次電池２Ｂに接続し
ている充電スイッチ４をオンに切り換える。このとき、
第３優先順位の二次電池２Ｃに接続している充電スイッ
チ４はオフに保持される。
を充電するとき、制御回路３は、記憶してる優先順位に
したがって、最初に第１優先順位の二次電池２Ａに接続
している充電スイッチ４のみをオンにする。第１優先順
位の二次電池２Ａが満充電され、あるいはこの二次電池
２Ａの電圧が設定電圧まで上昇すると、このことがオフ
回路で検出される。この状態になると、制御回路３は、
第１優先順位の二次電池２Ａに接続している充電スイッ
チ４をオフに切り換える。続いて、記憶している優先順
位にしたがって、第２優先順位の二次電池２Ｂに接続し
ている充電スイッチ４をオンに切り換える。このとき、
第３優先順位の二次電池２Ｃに接続している充電スイッ
チ４はオフに保持される。
【００２６】第２優先順位の二次電池２Ｂが満充電さ
れ、あるいはこの二次電池２Ｂの電圧が設定電圧まで上
昇すると、このことがオフ回路に検出される。この状態
になると、制御回路３は、第２優先順位の二次電池２Ｂ
に接続している充電スイッチ４をオフに切り換える。続
いて、記憶してる優先順位にしたがって、第３優先順位
の二次電池２Ｃに接続している充電スイッチ４をオンに
切り換える。このとき、第１優先順位の二次電池２Ａと
第２優先順位の二次電池２Ｂに接続している充電スイッ
チ４はオフ状態に保持される。この状態になると、太陽
電池１は、第３優先順位の二次電池２Ｃを充電する。第
３優先順位の二次電池２Ｃが満充電されると、制御回路
３は、第３優先順位の二次電池２Ｃに接続している充電
スイッチ４もオフに切り換える。
れ、あるいはこの二次電池２Ｂの電圧が設定電圧まで上
昇すると、このことがオフ回路に検出される。この状態
になると、制御回路３は、第２優先順位の二次電池２Ｂ
に接続している充電スイッチ４をオフに切り換える。続
いて、記憶してる優先順位にしたがって、第３優先順位
の二次電池２Ｃに接続している充電スイッチ４をオンに
切り換える。このとき、第１優先順位の二次電池２Ａと
第２優先順位の二次電池２Ｂに接続している充電スイッ
チ４はオフ状態に保持される。この状態になると、太陽
電池１は、第３優先順位の二次電池２Ｃを充電する。第
３優先順位の二次電池２Ｃが満充電されると、制御回路
３は、第３優先順位の二次電池２Ｃに接続している充電
スイッチ４もオフに切り換える。
【００２７】この電源装置も、以上のようにして第１、
第２、第３優先順位の二次電池２が順番に充電される。
満充電された二次電池２が放電されて、満充電された状
態でなくなり、あるいは、電池電圧が設定電圧よりも低
くなると、制御回路３は充電スイッチ４をオフからオン
に切り換えて、太陽電池１で充電できる状態とする。
第２、第３優先順位の二次電池２が順番に充電される。
満充電された二次電池２が放電されて、満充電された状
態でなくなり、あるいは、電池電圧が設定電圧よりも低
くなると、制御回路３は充電スイッチ４をオフからオン
に切り換えて、太陽電池１で充電できる状態とする。
【００２８】第１、第２、第３優先順位の二次電池２
は、放電するタイミングになると、放電スイッチ５がオ
ンに切り換えられる。たとえば、負荷をカーブ標識７の
光源である発光ダイオードとする電源装置は、制御回路
３で暗くなったことを２４時間タイマーや明るさで検出
し、暗くなると放電スイッチ５をオンに切り換えて、負
荷に電力を供給して発光ダイオード６を点灯する。制御
回路３は、二次電池２の過放電を防止するために、各々
の二次電池２の電池電圧を検出して、電池電圧が最低電
圧まで低下すると、放電するタイミングであっても放電
スイッチ５を強制的にオフにする。また、制御回路３
は、二次電池２の残容量が記憶している最低容量になっ
たことを検出して、放電スイッチ５をオフに切り換える
こともできる。この電源装置は、二次電池２の電圧が最
低電圧よりも高く、あるいは残容量が最低容量よりも大
きく、かつ、周囲が暗くなる等でオンにする必要がある
両方の条件を満足するときに限って放電スイッチ５をオ
ンにする。
は、放電するタイミングになると、放電スイッチ５がオ
ンに切り換えられる。たとえば、負荷をカーブ標識７の
光源である発光ダイオードとする電源装置は、制御回路
３で暗くなったことを２４時間タイマーや明るさで検出
し、暗くなると放電スイッチ５をオンに切り換えて、負
荷に電力を供給して発光ダイオード６を点灯する。制御
回路３は、二次電池２の過放電を防止するために、各々
の二次電池２の電池電圧を検出して、電池電圧が最低電
圧まで低下すると、放電するタイミングであっても放電
スイッチ５を強制的にオフにする。また、制御回路３
は、二次電池２の残容量が記憶している最低容量になっ
たことを検出して、放電スイッチ５をオフに切り換える
こともできる。この電源装置は、二次電池２の電圧が最
低電圧よりも高く、あるいは残容量が最低容量よりも大
きく、かつ、周囲が暗くなる等でオンにする必要がある
両方の条件を満足するときに限って放電スイッチ５をオ
ンにする。
【００２９】優先順位の異なる二次電池２は、放電スイ
ッチ５を介して独立して別の負荷に接続される。たとえ
ば、カーブ標識７の発光ダイオード６を負荷とする場
合、カーブ手前に設けているグループＡのカーブ標識７
の発光ダイオードを第１優先順位の二次電池２Ａに接続
し、その隣のグループＢのカーブ標識７の発光ダイオー
ドを第２優先順位の二次電池２Ｂに接続し、カーブから
最も離れたグループＣのカーブ標識７の発光ダイオード
を第３優先順位の二次電池２Ｃに接続する。このように
接続している電源装置は、最も大切なカーブ手前のカー
ブ標識７の発光ダイオードを第１優先順位の二次電池２
Ａで点灯するので、このカーブ標識７の発光ダイオード
を優先して点灯できる。すなわち、日照時間の短い冬期
においても、カーブ手前のカーブ標識７の発光ダイオー
ドを確実に点灯できる。
ッチ５を介して独立して別の負荷に接続される。たとえ
ば、カーブ標識７の発光ダイオード６を負荷とする場
合、カーブ手前に設けているグループＡのカーブ標識７
の発光ダイオードを第１優先順位の二次電池２Ａに接続
し、その隣のグループＢのカーブ標識７の発光ダイオー
ドを第２優先順位の二次電池２Ｂに接続し、カーブから
最も離れたグループＣのカーブ標識７の発光ダイオード
を第３優先順位の二次電池２Ｃに接続する。このように
接続している電源装置は、最も大切なカーブ手前のカー
ブ標識７の発光ダイオードを第１優先順位の二次電池２
Ａで点灯するので、このカーブ標識７の発光ダイオード
を優先して点灯できる。すなわち、日照時間の短い冬期
においても、カーブ手前のカーブ標識７の発光ダイオー
ドを確実に点灯できる。
【００３０】
【発明の効果】本発明の太陽電池の電源装置は、太陽電
池の発電電力を有効に二次電池に充電できると共に、二
次電池をより理想に近い状態で使用して、実質容量の低
下を有効に防止できる特長がある。それは、本発明の電
源装置が、太陽電池で充電される複数の二次電池を備
え、充電される複数の二次電池の優先順位を特定して、
優先順位の高い二次電池を優先順位の低い二次電池より
も先に充電し、優先順位の高い二次電池が所定容量充電
されると、優先順位の低い二次電池を充電するようにし
ているからである。本発明の電源装置は、複数の二次電
池を順番に充電するので、太陽電池の発電を有効に二次
電池に充電できると共に、充電された電力を理想に近い
状態で使用できる。とくに、優先順位にしたがって充電
される各々の二次電池は、季節や天候に左右されること
なく理想的な状態で充放電されるので、メモリ効果で二
次電池の実質容量が低下して電池性能が低下するのを有
効に防止できる。また、日射量が少なく優先順位の高い
二次電池のみ満充電となる場合は、この電池の負荷を正
常に長時間働かすことができる。一方、従来例のよう
に、１つの二次電池を用いる場合は、日射量が少なくて
電池容量が少ないときでも全部の負荷を働かすので駆動
時間が短くなる。
池の発電電力を有効に二次電池に充電できると共に、二
次電池をより理想に近い状態で使用して、実質容量の低
下を有効に防止できる特長がある。それは、本発明の電
源装置が、太陽電池で充電される複数の二次電池を備
え、充電される複数の二次電池の優先順位を特定して、
優先順位の高い二次電池を優先順位の低い二次電池より
も先に充電し、優先順位の高い二次電池が所定容量充電
されると、優先順位の低い二次電池を充電するようにし
ているからである。本発明の電源装置は、複数の二次電
池を順番に充電するので、太陽電池の発電を有効に二次
電池に充電できると共に、充電された電力を理想に近い
状態で使用できる。とくに、優先順位にしたがって充電
される各々の二次電池は、季節や天候に左右されること
なく理想的な状態で充放電されるので、メモリ効果で二
次電池の実質容量が低下して電池性能が低下するのを有
効に防止できる。また、日射量が少なく優先順位の高い
二次電池のみ満充電となる場合は、この電池の負荷を正
常に長時間働かすことができる。一方、従来例のよう
に、１つの二次電池を用いる場合は、日射量が少なくて
電池容量が少ないときでも全部の負荷を働かすので駆動
時間が短くなる。
【００３１】さらに、本発明の電源装置は、複数の二次
電池を優先順位にしたがって充電するので、優先順位を
設けた複数の負荷への電力配分を、極めて簡単な回路で
実現できる特長もある。この電源装置は、複数の負荷に
優先順位を設けることによって、優先順位にしたがって
充電された二次電池の電力を理想的に供給できる。
電池を優先順位にしたがって充電するので、優先順位を
設けた複数の負荷への電力配分を、極めて簡単な回路で
実現できる特長もある。この電源装置は、複数の負荷に
優先順位を設けることによって、優先順位にしたがって
充電された二次電池の電力を理想的に供給できる。
【図１】従来の太陽電池の電源装置を使用して道路のカ
ーブ標識を点灯する回路図
ーブ標識を点灯する回路図
【図２】本発明の一実施例にかかる太陽電池の電源装置
の回路図
の回路図
【図３】太陽電池の出力電圧と充電電流の関係を示すグ
ラフ
ラフ
【図４】本発明の他の実施例にかかる太陽電池の電源装
置の回路図
置の回路図
１…太陽電池
２…二次電池 ２Ａ…第１優先順位の二次電
池 ２Ｂ…第２優先順位の二次電池 ２Ｃ…第３優先順位の二次電池 ３…制御回路 ４…充電スイッチ ５…放電スイッチ ６…ダイオード ７…カーブ標識
池 ２Ｂ…第２優先順位の二次電池 ２Ｃ…第３優先順位の二次電池 ３…制御回路 ４…充電スイッチ ５…放電スイッチ ６…ダイオード ７…カーブ標識
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 福田 雄二
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
(72)発明者 井家 健仁
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
Ｆターム(参考） 5F051 BA05 JA17 KA05
5G003 AA06 BA04 CC02 DA07 DA18
5H030 AA01 AS15 BB07 FF43 FF44
5H420 BB02 BB15 CC03 DD02 EA39
EA47 FF08 FF26
Claims (9)
- 【請求項１】 太陽電池(1)と、この太陽電池(1)で充電
される複数の二次電池(2)と、各々の二次電池(2)と太陽
電池(1)との間に接続されて二次電池(2)の充電を制御す
る充電スイッチ(4)と、各々の二次電池(2)と負荷との間
に接続してなる放電スイッチ(5)と、充電スイッチ(4)と
放電スイッチ(5)とを制御する制御回路(3)とを備え、 制御回路(3)が、複数の充電スイッチ(4)を制御して充電
する二次電池(2)の優先順位を特定し、優先順位の高い
二次電池(2)を優先順位の低い二次電池(2)よりも先に充
電し、優先順位の高い二次電池(2)が所定容量充電され
ると、優先順位の低い二次電池(2)を充電するようにし
てなる太陽電池の電源装置。 - 【請求項２】 制御回路(3)が、複数の充電スイッチ(4)
をオンにして充電する二次電池(2)の優先順位を記憶し
ており、記憶する優先順位で充電スイッチ(4)をオンに
して、優先順位の高い二次電池(2)を先に充電し、優先
順位の高い二次電池(2)が所定容量充電されると、優先
順位の低い二次電池(2)を充電する請求項１に記載され
る太陽電池の電源装置。 - 【請求項３】 優先順位の高い二次電池(2)の電圧が、
優先順位の低い二次電池(2)よりも低く、二次電池(2)の
満充電または電圧を検出して充電スイッチ(4)をオフに
するオフ回路を制御回路(3)に設けており、各々の二次
電池(2)は、二次電池(2)を充電する方向に接続してなる
ダイオード(6)と充電スイッチ(4)を介して太陽電池(1)
に並列に接続され、 全ての充電スイッチ(4)がオンの状態では低電圧である
優先順位の高い二次電池(2)が優先して充電され、優先
順位の高い二次電池(2)が満充電されると、制御回路(3)
が優先順位の高い二次電池(2)に接続している充電スイ
ッチ(4)をオフにして、太陽電池(1)が優先順位の低い二
次電池(2)を充電するようにしてなる請求項１に記載さ
れる太陽電池の電源装置。 - 【請求項４】 制御回路(3)のオフ回路が、二次電池(2)
の満充電を検出して充電スイッチ(4)をオフにする満充
電検出回路である請求項３に記載される太陽電池の電源
装置。 - 【請求項５】 制御回路(3)のオフ回路が、二次電池(2)
の電圧が設定電圧まで上昇したことを検出して充電スイ
ッチ(4)をオフにする電圧検出回路である請求項３に記
載される太陽電池の電源装置。 - 【請求項６】 二次電池(2)が、複数の素電池を直列に
接続しており、優先順位の高い二次電池(2)は、優先順
位の低い二次電池(2)よりも直列に接続している素電池
の個数を少なくして電圧を低くしている請求項３に記載
される太陽電池の電源装置。 - 【請求項７】 優先順位の高い二次電池(2)と優先順位
の低い二次電池(2)で電池のタイプが異なる請求項３に
記載される太陽電池の電源装置。 - 【請求項８】 全ての二次電池(2)の電圧が等しく、制
御回路(3)が充電スイッチ(4)をオンにする優先順位を記
憶回路に記憶している請求項１に記載される太陽電池の
電源装置。 - 【請求項９】 制御回路(3)が、二次電池(2)の残容量が
最低容量となり、または電池電圧が最低電圧になると放
電スイッチ(5)をオフにする請求項１に記載される太陽
電池の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001300742A JP2003111301A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 太陽電池の電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001300742A JP2003111301A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 太陽電池の電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003111301A true JP2003111301A (ja) | 2003-04-11 |
Family
ID=19121274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001300742A Pending JP2003111301A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 太陽電池の電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003111301A (ja) |
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