JP2003143841A - コンバ一タ制御方法 - Google Patents
コンバ一タ制御方法Info
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Abstract
電力供給源が太陽電池であるか否かを判定する。 【解決手段】 制御部7は、スイッチング素子6の導通
比を変更し、入力端子2の電圧の変動を電圧検知部3に
よって検知し、電圧の変動履歴から電力供給源1が太陽
電池であるか否かを判定するもので、別に切替手段を用
いることなく、電力供給源1の判定ができる。
Description
一タの入力電力源を判定するコンバ一タ制御方法に関す
るものである。
バ一タの入力電力源は特定のものだけが接続されるもの
であった。また、特定の入力電力源以外のものが接続さ
れる場合には、別に機構的な切替のための手段を必要と
していた。
術においては、特定の入力電力源しか使用することが出
来ず、汎用性に欠けるものであった。あるいは、切替の
ための機構的な手段を必要とするため、切替のための手
間がかかって使用方法が煩雑となり、また機構的な部品
を必要とするために高価なものとなっていた。
で、入力電力源に汎用性をもたせ、簡単な手段でDC/
DCコンバ一タの入力電力源を判定することができるコ
ンバ一タ制御方法を提供することを目的とするものであ
る。
に本発明のコンバ一タ制御方法は、スイッチング素子の
導通比によって、DC/DCコンバ一タの入力電圧が変
動するか否かにより入力電力源を判定するものである。
となく、入力電力源が太陽電池であるか否かを判定する
ことができるものである。
DCコンバ一タを構成するスイッチング素子の導通比を
変更した際の入力電圧を検知し、入力電圧の変動よりD
C/DCコンバ一タの入力電力源を判定するコンバ一タ
制御方法とすることにより、別に切替手段を必要とする
ことなく、入力電力源が太陽電池であるか否かを判定す
ることが可能となる。
定は、DC/DCコンバ一タの制御開始から一定時間経
過後の入力電圧の変動より判定する請求項1に記載のコ
ンバ一タ制御方法とすることにより、負荷をとることに
よって急激に電圧が低下するような電力源の場合でも、
正確に太陽電池であるか否かを判定しやすくすることが
可能である。
陽電池と判定された場合において、太陽電池の最大電力
追従制御を行う請求項1または2に記載のコンバ一タ制
御方法とすることにより、太陽電池の能力を最大限に引
き出して電力を取り出すことが可能となる。
バ一タの出力側に二次電池を接続して充電制御を行う場
合において、DC/DCコンバ一タの出力電流を定電流
で制御し、定電流充電を行う請求項1〜3のいずれか1
項に記載のコンバ一タ制御方法とすることにより、二次
電池の充電方法として最も一般的な定電流充電を行うこ
とで二次電池を効率よく充電することが可能となる。
バ一タの出力側に二次電池を接続して充電制御を行う場
合において、太陽電池の最大電力追従制御よりも定電流
制御を優先する請求項4に記載のコンバ一タ制御方法と
することにより、二次電池の過充電を防ぐことが可能と
なる。
いずれか1項における制御機能の全てまたは一部をプロ
グラムにより実現したコンバ一タ制御方法とすることに
より、マイコンは勿論のことDSPや汎用コンピュータ
を用いて容易に実現することが可能である。また、記録
媒体に記録したり、通信回線を用いてプログラムを配信
したりすることでプログラムの配布やインストール作業
が簡単に出来るものである。
て説明する。
Cコンバ一タに電力を供給するものである。電力供給源
1としては、交流電力をトランスで昇降圧して整流する
事によって直流電力としても良い。また、太陽電池や燃
料電池などの直流電力を発生するものや、鉛蓄電池、ニ
カド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池など
の二次電池、あるいは一次電池といった直流電源を電力
供給源1としても良い。
力を供給する電力供給源1を接続するためのものであ
る。電力供給源1は様々なものが接続されるが、この入
力端子2によってDC/DCコンバ一タ側と簡単に接続
することが出来るようになる。入力端子2は1つだけと
することで、切替の必要がなくなり、安価に製造可能な
ものとなる。
た、電力供給源1の電圧を測定するためのものである。
電圧検知部3としては、抵抗分圧したものであっても良
いし、センサーであっても良い。
形を平滑するものである。またコイル5は、電力供給源
1より供給されたエネルギーを一時的に蓄えておくもの
である。スイッチング素子6は、電力供給源1によって
供給される電力を制御するものである。
づき、最適な導通比でスイッチングを行うための導通比
計算を行い、その結果に基づいてスイッチング素子6の
オンオフの制御を行うものである。
するものである。出力端子9は、DC/DCコンバ一タ
の出力を出すためのものである。
作原理を説明すると、スイッチング素子6がオンの状
態、つまり導通状態にあるとき、電力供給源1から供給
される電力はコイル5に一時的に蓄えられる。その後、
スイッチング素子6がオフの状態、つまり開放状態にあ
るとき、コイル5に一時的に蓄えられていた電力は放出
され、出力平滑コンデンサ8に蓄えられる。この動作を
繰り返すことによって、入力端子2に接続された電力供
給源1の電圧は、スイッチング素子6の導通比に応じた
昇圧比で昇圧され、出力端子9に出てくるものである。
示すものであり、図に示すとおり、動作点が変動する。
解放時の動作点は開放端電圧(電流は零)となる。太陽
電池をDC/DCコンバ一タと接続し、スイッチング素
子6の導通比を大きくしていくと電圧は降下し、電流は
上昇して動作点が移動する。逆に導通比を小さくすると
電圧は上昇し、電流が減少する。それぞれの動作点にお
ける電力は一定ではないため、最大電力となる点が存在
する。したがって、このように動作点を変動して行き、
最大電力点で動作するように制御することによって、太
陽電池の能力を最大限に引き出すことが可能となる(こ
のような制御を最大電力追従制御という)。
池の電圧変動を利用して、DC/DCコンバ一タの入力
源として太陽電池が接続されたか否かを判定する。
DC/DCコンバ一タの制御開始時の導通比は零とし、
電力供給源1からの電力を供給出来ない状態とする(S
TEP1)。この状態から制御を開始する(STEP
2)。制御部7によってスイッチング素子6の導通比を
大きくし(STEP3)、その際の入力端子2の電圧を
電圧検知部3によって検出し(STEP4)、制御部7
に取り込まれる。制御部7に取り込まれたデータは、制
御部7内で記憶される(STEP5)。これらの制御を
数回繰り返し、入力電圧の変動を記憶して行く。そして
入力電圧低下があったかどうかを判断し(STEP
6)、低下があれば太陽電池と判断(STEP7)する
ものである。なお、制御部7での制御繰り返しの回数は
何回でもよく、単調に減少したときのみを太陽電池であ
ると判定しても良い。STEP6で入力電圧低下がなけ
れば、電力供給源1が太陽電池以外であると判断する
(STEP8)。
比の変化のパターンに、導通比が小さくなるように変更
した場合の入力電圧の変動を見る項目を追加したもの
で、STEP1〜STEP6までは図3と変わらない。
STEP7〜STEP10で入力電圧が上昇するかどう
かを判断し、太陽電池か否かを判定する(STEP1
1、12)。こうすることによって、より確実に太陽電
池であるか否かを判定することが出来る。
コンバ一タの制御を開始し、スイッチング素子6の導通
比を上げて行ったとき、ある一定時間の入力電圧の変動
は判定のための情報として採用せず、一定時間経過後の
入力電圧の変動を判定情報として用いるものである。
分な電圧があっても、負荷をとることによって一気に電
圧が低下してしまうため、それを太陽電池の特性による
ものと混同してしまう恐れがあるため、その影響を排除
することによって、より正確に判定することが可能とな
る。
定された場合には、太陽電池の能力を最大限に引き出す
ために、最大電力追従制御を行うものである。最大電力
追従制御を行う理由は既述のとおりである。
いて説明する。
0を接続している。こうすることによって、DC/DC
コンバ一タを充電制御回路として動作させることが可能
である。
入力端子2に印加された電圧を、出力端子9の電圧まで
昇圧する昇圧比と一意の関係となる。換言すれば、導通
比によって出力端子9を流れる電流を制御することは出
来ない。
が接続された場合、出力端子9の電圧は二次電池10の
電圧となるため、入力端子2に印加される電圧を一定と
すると昇圧比も一定となる。その際、導通比によって制
御されるものは出力端子9を流れる電流となるため、二
次電池の充電方法として最も一般的な定電流充電を行う
ことが可能となる。
れた場合、既述したように最大電力追従制御を行うこと
によって太陽電池の能力を最大限に引き出すことが可能
となる。しかしながら、本実施例のように出力端子9に
二次電池10を接続し、DC/DCコンバ一タを充電制
御回路として動作させる場合には、最大電力追従制御を
すると二次電池を過充電してしまう恐れがある。そのた
め、たとえ電力供給源1が太陽電池であっても最大電力
追従制御は行わず、定電流制御を行うことによって二次
電池10を定電流充電し、二次電池10の過充電を防い
でいるものである。
全てまたは一部は、プログラムにより実現されるもので
あって、その手順は図3、図4に示したフローチャート
で示したとおりである。この際、導通比の設定、入力電
圧の記憶、入力電圧の判定は制御部7によって行われ
る。また、入力電圧の測定は、電圧検知部3で得られた
データを制御部7によって受信する事で実現される。そ
して、上記プログラムは、マイコンは勿論のことDSP
や汎用コンピュータを用いて容易に実現することが可能
である。また、記録媒体に記録したり、通信回線を用い
てプログラムを配信したりすることでプログラムの配布
やインストール作業が簡単に出来るものである。
Cコンバ一タを構成するスイッチング素子の導通比を変
更した際の入力電圧を検知し、入力電圧の変動よりDC
/DCコンバ一タの入力電力源を判定するコンバ一タ制
御方法としたものであり、DC/DCコンバ一タを構成
するスイッチング素子の導通比を可変し、その際のDC
/DCコンバ一タの入力電圧の変動により、入力電力源
が太陽電池であるか否かを判定することが可能となるも
のである。
タの回路図
一タの回路図
Claims (6)
- 【請求項1】 DC/DCコンバ一タを構成するスイッ
チング素子の導通比を変更した際の入力電圧を検知し、
入力電圧の変動よりDC/DCコンバ一タの入力電力源
を判定するコンバ一タ制御方法。 - 【請求項2】 入力電力源の判定は、DC/DCコンバ
一タの制御開始から一定時間経過後の入力電圧の変動よ
り判定する請求項1に記載のコンバ一タ制御方法。 - 【請求項3】 入力電力源が太陽電池と判定された場合
において、太陽電池の最大電力追従制御を行う請求項1
または2に記載のコンバ一タ制御方法。 - 【請求項4】 DC/DCコンバ一タの出力側に二次電
池を接続して充電制御を行う場合において、DC/DC
コンバ一タの出力電流を定電流で制御し、定電流充電を
行う請求項1〜3のいずれか1項に記載のコンバ一タ制
御方法。 - 【請求項5】 DC/DCコンバ一タの出力側に二次電
池を接続して充電制御を行う場合において、太陽電池の
最大電力追従制御よりも定電流制御を優先する請求項4
に記載のコンバ一タ制御方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載した
制御機能の全てまたは一部をプログラムにより実現した
コンバ一タ制御方法。
Priority Applications (1)
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JP2001333985A JP3659214B2 (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | コンバ一タ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2001333985A JP3659214B2 (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | コンバ一タ制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003143841A true JP2003143841A (ja) | 2003-05-16 |
JP3659214B2 JP3659214B2 (ja) | 2005-06-15 |
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JP (1) | JP3659214B2 (ja) |
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2001
- 2001-10-31 JP JP2001333985A patent/JP3659214B2/ja not_active Expired - Fee Related
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