JP2012009819A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発電量通知手段と充電状況（ＳＯＣ）通知手段との双方を備え、しかも、消費電力を極力抑制した携帯用太陽光発電装置を提供する。
【解決手段】携帯用の太陽光発電装置は、太陽電池１０、二次電池２０、電力出力部６０、太陽電池１０の発電量及び二次電池２０の充電状態を表示する表示部５２、並びに、発電量を所定の時間長さだけ表示部５２に表示させ、充電状態を所定の時間長さだけ表示部５２に表示させる制御部３０，５１を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽光発電装置に関する。

太陽光発電装置を用いてより多くの発電量を得るには、太陽光発電装置自体を照度の高い場所に設置し、更に、太陽電池パネルを光源（例えば太陽）に出来るだけ正対させることが必要である。住宅用等の設置型太陽光発電装置においては、効率良く発電できる方位（方角）及び仰角に固定するか、あるいは又、屡々、太陽と常に正対するような自動追尾装置を取り付ける。しかしながら、持ち運びができる小型の太陽光発電装置の場合、自動追尾等の機能を搭載することは困難である場合が多い。従って、使用者が、常に、効率の良い設置場所を選択し、設置方向や設置角度を調整しなければならない。

多くの住宅用等の設置型太陽光発電装置は送電網と常時接続されており、通常、発電した電力は送電網に逆潮流される。しかしながら、持ち運びができる小型の太陽光発電装置は、送電網と常時接続させると可搬性を大きく損なうため、発電した電力を内蔵した蓄電池（二次電池）に充電する場合が多い。そして、このような蓄電池を内蔵した小型の太陽光発電装置の場合、住宅用の設置型太陽光発電装置とは異なり、内蔵の蓄電池が満充電状態になると、それ以上、発電させる必要がなくなる。

よって、太陽光発電装置の効率の良い設置場所の選定、設置方向や設置角度の調整といった作業を容易に行うことができ、発電量を最大とし易くするために、太陽光発電装置には、現在の発電量を使用者に通知する発電量通知手段を備えることが望ましい。併せて、太陽光発電装置には、現在発電が必要な状態かどうか、後どの程度の発電時間が必要か、これ以上発電させる必要があるか否かなどの情報を使用者に伝えることができる、蓄電池のＳＯＣ（State Of Charge＝充電状態）通知手段を備えることが望ましい。

特開２００６−０２４６３６

このように、太陽光発電装置は、発電量通知手段と充電状態（ＳＯＣ）通知手段との双方を有することが望ましい。しかしながら、携帯のし易さを考えた場合、太陽光発電装置に大型の表示部を設けることは困難であり、これらの通知手段を極力簡素化する必要がある。通知手段を簡素化する方法として、発光ダイオード等の発光素子を２つ以上用いて、それぞれの様態の組み合わせによって多くの情報を通知する方法が報告されている（特開２００６−０２４６３６参照）。しかしながら、この特許公開公報に開示された技術に従って、常時、発光ダイオードを点灯あるいは点滅させた状態にすると、これによって、内蔵した蓄電池の充電電力を早く消耗してしまうという欠点がある。

従って、本発明の目的は、発電量通知手段と充電状態（ＳＯＣ）通知手段との双方を備え、しかも、消費電力を極力抑制した太陽光発電装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の太陽光発電装置（ハイブリッド電源装置）は、
太陽電池、
二次電池、
電力出力部、
太陽電池の発電量及び二次電池の充電状態（ＳＯＣ）を表示する表示部、並びに、
発電量を所定の時間長さだけ表示部に表示させ、充電状態を所定の時間長さだけ表示部に表示させる制御部、
を備えている。

本発明の太陽光発電装置は、発電量を所定の時間長さだけ表示部に表示させ、また、充電状態を所定の時間長さだけ表示部に表示させる制御部を備えているので、発電量通知手段と充電状態通知手段との双方を有するにも拘わらず、消費電力を出来る限り抑制することができる。

図１は、実施例１の太陽光発電装置の概念図である。 図２は、実施例１の太陽光発電装置の平面図及び右側面図である。 図３は、実施例２の二次電池保護回路の回路図である。 図４は、周囲の温度Ｔと安全満充電電圧値Ｖ_sとの関係を示すグラフである。 図５は、周囲の温度Ｔと充電電圧値Ｖ_inとの関係を示すグラフであって、第１の回路と第２の回路のいずれか一方あるいは両方がオン状態（導通状態）となる領域を斜線を付して模式的に示すグラフである。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本発明の太陽光発電装置、全般に関する説明
２．実施例１（本発明の太陽光発電装置）
３．実施例２（実施例１の変形）、その他

［本発明の太陽光発電装置、全般に関する説明］
本発明の太陽光発電装置において、制御部は発電量表示開始手段を備え、発電量表示開始手段の作動によって、制御部は発電量を所定の時間長さだけ表示部に表示する形態とすることができ、更には、発電量表示開始手段は、限定するものではないが、押しボタンスイッチから成る形態とすることができる。あるいは又、本発明の太陽光発電装置において、制御部は、発電量を、間歇的に、且つ、所定の時間長さだけ、表示部に表示する形態とすることができる。そして、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の太陽光発電装置において、発電量が表示部の電力消費量を超えているとき（のみ）、制御部は発電量を所定の時間長さだけ表示部に表示する形態とすることができる。

また、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本発明の太陽光発電装置において、制御部は充電状態表示開始手段を備え、充電状態表示開始手段の作動によって、制御部は充電状態を所定の時間長さだけ表示部に表示する構成とすることができ、このような好ましい構成において、充電状態表示開始手段は、限定するものではないが、押しボタンスイッチから成る構成とすることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の太陽光発電装置において、表示部は複数の発光ダイオードから成る態様とすることができる。そして、このような態様にあっては、発電量を表示する表示部を構成する発光ダイオードの発光色と、充電状態を表示する表示部を構成する発光ダイオードの発光色とは異なっている態様とすることができ、更には、発電量を表示する表示部及び充電状態を表示する表示部は、共通の複数の発光ダイオードから成る態様とすることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成、態様を含む本発明の太陽光発電装置においては、電力出力部からの電力の外部への出力を制御する電力出力開始手段を更に備えている構成とすることができ、更には、電力出力開始手段は、電力出力部からの電力の外部への出力を中止する電力出力中止手段を兼ねている構成とすることができ、これらの場合、電力出力開始手段は押しボタンスイッチから成る構成とすることができる。また、以上に説明した各種の好ましい形態、構成、態様を含む本発明の太陽光発電装置において、電力出力部はユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）を備えている構成とすることができるし、更には、以上に説明した好ましい形態、構成、態様を含む本発明の太陽光発電装置において、外部から二次電池への充電を、別途、行うための第２ユニバーサル・シリアル・バス端子を更に備えている構成とすることができる。

また、以上に説明した好ましい形態、構成、態様を含む本発明の太陽光発電装置においては、二次電池に並列に接続された二次電池保護回路を更に備えている形態とすることができる。ここで、
二次電池保護回路は、第１電圧検出回路、第２電圧検出回路、スイッチ手段及び放熱手段を備えており、
二次電池に並列に接続された第１電圧検出回路は温度検出手段を有し、
二次電池に並列に接続された第２電圧検出回路と第１電圧検出回路のいずれか一方あるいは両方がオン状態である場合、スイッチ手段が導通状態となり、二次電池に蓄えられていた電力が放熱手段によって熱に変換される形態とすることができる。

二次電池保護回路において、より具体的には、
第１電圧検出回路は、二次電池に並列に接続され、温度検出手段を有し、電圧出力部を備えた第１抵抗分圧回路、及び、第１抵抗分圧回路の電圧出力部に入力部が接続され、入力部における電圧が第１基準電圧値以上である場合にオン状態となる第１の回路から構成されており、
第２電圧検出回路は、二次電池に並列に接続され、電圧出力部を備えた第２抵抗分圧回路、及び、第２抵抗分圧回路の電圧出力部に入力部が接続され、入力部における電圧が第２基準電圧値以上である場合にオン状態となる第２の回路から構成されており、
スイッチ手段と放熱手段とは直列に接続され、且つ、直列に接続されたスイッチ手段と放熱手段は、二次電池に並列に接続されており、
第１の回路の出力及び第２の回路の出力によって、スイッチ手段の作動が制御され、
第１の回路と第２の回路のいずれか一方あるいは両方がオン状態である場合、スイッチ手段が導通状態となり、二次電池に蓄えられていた電力が放熱手段によって熱に変換される。

このような二次電池保護回路において、第１電圧検出回路には温度検出手段及び第１の回路が備えられており、第２電圧検出回路には第２の回路が備えられており、第１の回路と第２の回路のいずれか一方あるいは両方がオン状態である場合、スイッチ手段が導通状態となり、二次電池に蓄えられていた電力が放熱手段によって熱に変換され、熱として廃棄される。即ち、第２電圧検出回路は二次電池の充電電圧値が安全満充電電圧値あるいは過充電状態を生じさせる電圧値を越えたときの保護回路として機能し、第１電圧検出回路は二次電池が温度上昇したときに安全満充電電圧設定値あるいは過充電を生じさせ得る設定電圧値を下げる保護回路として機能する。そして、これによって、二次電池の高い安全性を達成することができる。

二次電池保護回路にあっては、上述したとおり、温度検出手段で検出された温度に依存して第１抵抗分圧回路の電圧出力部における出力電圧値が第１基準電圧値Ｖ_REF-1以上となったとき、又は、第２抵抗分圧回路の電圧出力部における出力電圧値が第２基準電圧値Ｖ_REF-2以上となったとき、第１の回路と第２の回路のいずれか一方あるいは両方がオン状態となる形態とすることができる。尚、第１基準電圧値Ｖ_REF-1は第１の回路が有する内部基準電圧値、あるいは、電圧リファレンスＩＣの出力電圧値であり、第２基準電圧値Ｖ_REF-2は第２の回路が有する内部基準電圧値、あるいは、電圧リファレンスＩＣの出力電圧値であり、これらの基準電圧値Ｖ_REF-1，Ｖ_REF-2は、基準温度（例えば、４０゜Ｃ）において二次電池に過充電状態を生じさせない電圧値に相当する電圧値、あるいは又、二次電池の安全満充電電圧値に相当する電圧値とすればよい。

上記の好ましい形態を含む二次電池保護回路において、温度検出手段はサーミスタ、より具体的には、負の温度係数を有するサーミスタ（即ち、温度の上昇に対して電気抵抗値が減少するＮＴＣタイプのサーミスタ）から成る構成とすることができるし、これらの好ましい形態、構成を含む本発明の二次電池保護回路において、放熱手段は抵抗器である構成とすることができるし、更には、これらの好ましい形態、構成を含む本発明の二次電池保護回路において、スイッチ手段はトランジスタから成る構成とすることができる。尚、スイッチ手段をＦＥＴ（電界効果トランジスタ）から構成する場合、第１の回路の出力と第２の回路の出力の論理和をＦＥＴのゲートに入力すればよいし、バイポーラトランジスタから構成する場合、第１の回路の出力と第２の回路の出力の論理和をバイポーラトランジスタのベースに入力すればよい。第１の回路あるいは第２の回路は、例えば、シャントレギュレータから構成することができるし、あるいは又、オペアンプと電圧リファレンスＩＣの組合せ、コンパレータと電圧リファレンスＩＣの組合せ、トランジスタと電圧リファレンスＩＣの組合せから構成することができる。

以上に説明した各種の好ましい形態、構成、態様を含む本発明の太陽光発電装置（以下、単に『本発明』と呼ぶ場合がある）において、二次電池として、非水系（非水電解質）二次電池、具体的には、周知の構成、構造を有するリチウムイオン電池を挙げることができるが、これに限定するものでなく、その他、マグネシウムイオン電池、アルミニウムイオン電池を挙げることもできる。また、モジュール化された太陽電池を含む太陽電池として、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池を含む有機系太陽電池を挙げることができる。本発明の太陽光発電装置は、例えば、カーナビゲーション装置（カーナビゲーションシステム）、携帯型を含む各種オーディオ装置、携帯電話、スマートフォンをはじめとする各種情報端末、ノートブック型のパーソナルコンピュータ、モバイル型のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスト）、ゲーム機、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、電卓、腕時計、各種家電製品に組み込むことができ、あるいは、これらの電子機器の電源として使用することができる。

実施例１は、本発明の太陽光発電装置（ハイブリッド電源装置）に関する。実施例１の太陽光発電装置の概念図を図１に示す。また、実施例１の太陽光発電装置の平面図及び右側面図を図２に示す。尚、実施例１の太陽光発電装置の正面、左側面、背面及び底面は平坦な面であり、何も設けられていない。

実施例１の太陽光発電装置は、携帯用の太陽光発電装置（携帯用のハイブリッド電源装置）であり、
（ａ）太陽電池１０、
（ｂ）二次電池２０、
（ｃ）電力出力部６０、
（ｄ）太陽電池の発電量及び二次電池の充電状態を表示する表示部、並びに、
（ｅ）発電量を所定の時間長さだけ表示部に表示させ、充電状態を所定の時間長さだけ表示部に表示させる制御部、
を備えている。

ここで、二次電池２０は、太陽電池１０において発電した電力を蓄電する。また、ユニバーサル・シリアル・バスを備えた電力出力部６０は、電力を外部に出力する。表示部は、太陽電池１０において発電された電力に基づき駆動され、充電状態表示部５２及び発電量表示部５２から構成されている。更には、制御部は、太陽電池１０の発電量を所定の時間長さだけ発電量表示部５２に表示し、二次電池２０の充電状態を所定の時間長さだけ充電状態表示部５２に表示する充電状態表示制御回路３０，５１から構成されている。

太陽電池１０は、限定するものではないが、色素増感太陽電池から成る。また、二次電池２０は、非水系（非水電解質）二次電池、具体的には、周知の構成、構造を有するリチウムイオン電池から成る。太陽電池１０において発電された電力は、周知の電流／電圧測定回路１１、ＭＰＰＴ制御回路４０を経由し、その一部は、パワーバス６４、電力出力部６０を介して外部に出力される。また、太陽電池１０において発電された電力の残り（余剰分）は、あるいは、外部に出力されていない場合には電力の全ては、パワーバス６４、周知の二次電池保護回路２２、周知の電流／電圧測定回路２１を介して二次電池２０に送られ、二次電池２０において充電される。また、二次電池２０に蓄電された電力は、電流／電圧測定回路２１、二次電池保護回路２２、パワーバス６４、電力出力部６０を介して外部に出力される。太陽電池１０において発電された電力及び二次電池２０に蓄電された電力を外部に出力する電力出力部６０は、電圧を５ボルトに昇圧する周知の昇圧回路６１、出力される電流値を５００ミリアンペアに制限する周知の電流制限回路６２、及び、ＵＳＢコネクタのＡ端子６３から構成されている。また、太陽電池１０の近傍にはサーミスタ１２が配置されており、このサーミスタ１２は周知の温度測定回路１３に接続されている。サーミスタ１２によって検出された太陽電池１０の温度が４０゜Ｃを越えたならば、安全満充電電圧値を低下させる、具体的には、例えば、太陽電池１０の温度が４０゜Ｃのときの安全満充電電圧値を４．２ボルトとした場合、太陽電池１０の温度が５０゜Ｃならば安全満充電電圧値を４．１ボルトに、６０゜Ｃならば安全満充電電圧値を４．０ボルトに引き下げる。

電流／電圧測定回路１１，２１、温度測定回路１３、ＭＰＰＴ制御回路４０、昇圧回路６１の動作は、周知のマイクロコンピュータから成るマイクロコントローラ３０によって制御される。また、マイクロコントローラ３０はコネクタ８４に接続されており、このコネクタ８４を介してファームウエアの更新等を行うことができる。尚、後述する第２ユニバーサル・シリアル・バス端子７３を介してファームウエアの更新、太陽光発電装置の動作解析等を行ってもよい。

発電量表示制御回路３０，５１は、マイクロコントローラ３０、及び、マイクロコントローラ３０に接続された周知のＬＥＤ調光制御回路５１から成り、充電状態表示制御回路３０，５１も、マイクロコントローラ３０及びＬＥＤ調光制御回路５１から成る。そして、制御部（発電量表示制御回路３０，５１）は発電量表示開始手段を備えており、発電量表示開始手段の作動によって、制御部（発電量表示制御回路３０，５１）は、太陽電池１０の発電量を、所定の時間長さだけ（例えば、４秒間だけ）、表示部（発電量表示部５２）に表示する。尚、発電量表示開始手段は、具体的には、マイクロコントローラ３０に接続された押しボタンスイッチ（図１では、ボタン１と表示）８１から成る。また、制御部（充電状態表示制御回路３０，５１）は充電状態表示開始手段を備えており、充電状態表示開始手段の作動によって、制御部（充電状態表示制御回路３０，５１）は、二次電池２０の充電状態を、所定の時間長さだけ（例えば、４秒間だけ）、表示部（充電状態表示部５２）に表示する。尚、充電状態表示開始手段は、具体的には、マイクロコントローラ３０に接続された押しボタンスイッチ（図１では、ボタン２と表示）８２から成る。尚、押しボタンスイッチ８２が押下されたとき、マイクロコントローラ３０の制御下、ＬＥＤ調光制御回路５３によってＬＥＤ５４が点灯する。ここで、ＬＥＤ調光制御回路５１に接続された表示部（発電量表示部５２及び充電状態表示部５２）は、複数の発光ダイオードから成る。具体的には、発電量を表示する表示部を構成する発光ダイオードの発光色と、充電状態を表示する表示部を構成する発光ダイオードの発光色とは異なっている。より具体的には、発電量表示部５２を構成する発光ダイオードの発光色と、充電状態表示部５２を構成する発光ダイオードの発光色とは異なっており、発電量を表示する表示部（発電量表示部５２）及び充電状態を表示する表示部（充電状態表示部５２）は共通の複数の発光ダイオードから成り、各発光ダイオードは異なる２色（例えば、赤色及び緑色であり、これらが同時に発光する場合、橙色となる）を発光する。発光ダイオードの数を合計１０個（５組）としたが、これに限定するものではない。また、太陽電池１０による発電量が表示部（発電量表示部５２）の電力消費量を超えているときのみ、制御部（発電量表示制御回路３０，５１）は、太陽電池１０の発電量を、所定の時間長さだけ、表示部（発電量表示部５２）に表示し、これによって、発電量表示部５２における消費電力を一層抑制することができる。

尚、制御部（発電量表示制御回路３０，５１）は、太陽電池１０の発電量を、間歇的に（例えば、５秒毎に）、且つ、所定の時間長さだけ（例えば、１秒間だけ）、表示部（発電量表示部５２）に表示する方式としてもよい。

更には、電力出力部６０からの電力の外部への出力を制御する電力出力開始手段を備えている。電力出力開始手段は、具体的には、マイクロコントローラ３０に接続された押しボタンスイッチ（図１では、ボタン３と表示）８３から成る。尚、電力出力開始手段は、電力出力部からの電力の外部への出力を中止する電力出力中止手段を兼ねている構成とすることもできる。即ち、押しボタンスイッチ８３を押下すると、マイクロコントローラ３０の制御下、電力出力部６０からの電力の外部への出力が開始され、再び、押しボタンスイッチ８３を押下すると、マイクロコントローラ３０の制御下、電力出力部６０からの電力の外部への出力が中止される。尚、押しボタンスイッチ８３が押下されたとき、マイクロコントローラ３０の制御下、ＬＥＤ調光制御回路５５によってＬＥＤ５６の点灯が制御される。尚、二次電池２０から出力される電圧が例えば３．７ボルト以上であれば、昇圧回路６１及び電流制限回路６２の動作に基づき、ＵＳＢコネクタのＡ端子６３から、電力（電圧５ボルト、５００ミリアンペア）が外部に供給される。

また、外部から二次電池２０への充電（急速充電）を、別途、行うための第２ユニバーサル・シリアル・バス端子、具体的には、ＵＳＢコネクタのミニＢ端子７３を更に備えている。ＵＳＢコネクタのミニＢ端子７３に入力されたデータは、周知のＵＳＢ／ＵＡＲＴ変換回路７１を介してマイクロコントローラ３０へと送られる。一方、外部から送られてきた電力は、ＵＳＢコネクタのミニＢ端子７３、マイクロコントローラ３０の制御下に置かれた周知のＣＣ−ＣＶ変換回路７２を介して、更には、パワーバス６４、二次電池保護回路２２、電流／電圧測定回路２１を介して二次電池２０に送られ、二次電池２０を充電する。尚、二次電池２０の充電は、周知のＣＣＣＶ（Constant Current Constant Voltage：定電流定電圧）充電方式であり、例えば、電池電圧Ｖが４．１ボルト以下の領域では３００ｍＡの定電流充電が行われ、充電によって二次電池２０の電池電圧（内部起電力）が上昇し、電池電圧が４．１ボルトより大きくなると定電圧制御の動作に切り換わり、次第に充電電流が減少し、電池電圧が出力電圧（４．２ボルト）に向かって上昇する。そして、充電電流がほぼ０に近づくと充電が完了する。このように、外部からの二次電池２０の充電を行うことができるので、二次電池２０を、必要に応じていつでも満充電状態とすることが可能となる。尚、満充電状態となったならば、マイクロコントローラ３０の制御下、自動的に二次電池２０の充電は停止される。

図２の平面図に示すように、実施例１の太陽光発電装置にあっては、中央部の相当の部分を太陽電池１０が占め、右手側に、上から順に、５組のＬＥＤから成る発電量表示部及び充電状態表示部５２、押しボタンスイッチ８１、押しボタンスイッチ８２、飾り溝が配置されている。また、右側面図に示すように、背面側から順に、第２ユニバーサル・シリアル・バス端子７３、ＬＥＤ５４、ＬＥＤ５６、ＵＳＢコネクタのＡ端子６３が配置されている。尚、図２に示した実施例１の太陽光発電装置にあっては、押しボタンスイッチ８３が省略されており、押しボタンスイッチ８１及び押しボタンスイッチ８２を同時に押下することで、押しボタンスイッチ８３と同じ機能を果たす構成、即ち、電力出力部６０からの電力の外部への出力の開始、電力出力部６０からの電力の外部への出力の中止を行う構成となっている。

以下、実施例１の太陽光発電装置（ハイブリッド電源装置）の動作を説明する。

太陽電池１０が光を受光し、太陽電池１０が発電を行うと、マイクロコントローラ３０は、山登り方式あるいはＭＰＰＴ方式での充電制御を行い、二次電池２０を充電する。このとき、使用者が押しボタンスイッチ８１を押下すると、マイクロコントローラ３０の制御下、太陽電池１０の発電量に応じて発電量表示部５２におけるＬＥＤが点灯する。例えば、発電量とＬＥＤが発光する組の数は以下の表１のとおりである。尚、橙色が視認される。発電量とＬＥＤが発光する組の数の関係を２の冪乗の関係としたが、発電量とＬＥＤが発光する組の数との関係は例示であり、これに限定するものではない。

［表１］
０．５ミリワット以上、２ミリワット未満の場合 １組
２ミリワット以上、８ミリワット未満の場合 ２組
８ミリワット以上、３２ミリワット未満の場合 ３組
３２ミリワット以上、１２８ミリワット未満の場合 ４組
１２８ミリワット以上の場合 ５組

上述したとおり、太陽電池１０の発電量を、間歇的に、且つ、所定の時間長さだけ、自動的に、発電量表示部５２に表示する方式としてもよい。

二次電池２０における充電残量を表示するためには、使用者が押しボタンスイッチ８２を押下する。すると、マイクロコントローラ３０の制御下、二次電池２０における充電残量に応じて発電量表示部５２におけるＬＥＤが点灯する。例えば、発電量と緑色を発光するＬＥＤの数は以下の表２のとおりである。但し、充電残量とＬＥＤが発光する数との関係は例示であり、これに限定するものではない。

［表２］
２０％未満 １個
２０％以上、４０％未満 ２個
４０％以上、６０％未満 ３個
６０％以上、８０％未満 ４個
８０％以上 ５個

実施例１の太陽光発電装置は、太陽電池１０の発電量を所定の時間長さだけ発電量表示部５２に表示する発電量表示制御回路３０，５１、及び、二次電池２０の充電状態を所定の時間長さだけ充電状態表示部５２に表示する充電状態表示制御回路３０，５１を備えているので、発電量通知手段と充電状態通知手段との双方を有するにも拘わらず、消費電力を出来る限り抑制することができる。

実施例２は、実施例１の変形であり、二次電池保護回路の改良に関する。実施例２における二次電池保護回路の回路図を図３に示す。尚、図３においては、図１に示した電流／電圧測定回路、ＭＰＰＴ制御回路の図示を省略している。また、実施例２における太陽光発電装置は、二次電池保護回路を除き、実施例１の太陽光発電装置と同様の構成、構造を有する。

実施例２における二次電池保護回路は、
（Ａ）第１電圧検出回路１１０、
（Ｂ）第２電圧検出回路１２０、
（Ｃ）スイッチ手段１３０、及び、
（Ｄ）放熱手段１４０、
を備えている。

第１電圧検出回路１１０は、二次電池２０に並列に接続された第１抵抗分圧回路１１１、及び、第１の回路（具体的には、第１シャントレギュレータ１１４）から構成されている。第１抵抗分圧回路１１１は、温度検出手段１１３を有し、電圧出力部１１２を備えている。第１シャントレギュレータ（第１の回路）１１４の入力部１１５は、第１抵抗分圧回路１１１の電圧出力部１１２に接続されており、入力部１１５における電圧が第１基準電圧値Ｖ_REF-1以上である場合にオン状態となる。温度検出手段１１３は、サーミスタ、より具体的には、負の温度係数を有するＮＴＣタイプのサーミスタから成る。第１抵抗分圧回路１１１は、限定するものではないが、直列接続された４つの抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄から構成されており、抵抗Ｒ₂と抵抗Ｒ₃との間に電圧出力部１１２が設けられている。例えば、抵抗Ｒ₁と抵抗Ｒ₂においては、一方の抵抗は他方の抵抗よりも２桁程度高い電気抵抗値を有し、抵抗Ｒ₃と抵抗Ｒ₄においても、一方の抵抗は他方の抵抗よりも２桁程度高い電気抵抗値を有し、これらの抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄の電気抵抗値を調整することで、電圧出力部１１２から出力される電圧値の微調整を行うことが可能である。

第２電圧検出回路１２０は、二次電池２０に並列に接続された第２抵抗分圧回路１２１、及び、第２の回路（具体的には、第２シャントレギュレータ１２４）から構成されている。第２抵抗分圧回路１２１は、電圧出力部１２２を備えている。第２シャントレギュレータ（第２の回路）１２４の入力部１２５は、第２抵抗分圧回路１２１の電圧出力部１２２に接続されており、入力部１２５における電圧が第２基準電圧値Ｖ_REF-2以上である場合にオン状態となる。第２抵抗分圧回路１２１は、限定するものではないが、直列接続された３つの抵抗Ｒ₅，Ｒ₆，Ｒ₇から構成されており、抵抗Ｒ₅と抵抗Ｒ₆との間に電圧出力部１２２が設けられている。抵抗Ｒ₆と抵抗Ｒ₇においては、一方の抵抗は他方の抵抗よりも高い電気抵抗値を有し、これらの抵抗Ｒ₅，Ｒ₆，Ｒ₇の電気抵抗値を調整することで、電圧出力部１２２から出力される電圧値の微調整を行うことが可能である。

スイッチ手段１３０と放熱手段１４０とは直列に接続され、且つ、直列に接続されたスイッチ手段１３０と放熱手段１４０は二次電池２０に並列に接続されている。放熱手段１４０は抵抗器（例えば、仕様：２２オーム、０．９ワット）から構成されている。スイッチ手段１３０は、ＰＮＰトランジスタ１３１とＦＥＴ（Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ）１３２から構成されている。ここで、第１シャントレギュレータ１１４の出力部１１６及び第２シャントレギュレータ１２４の出力部１２６は、ＰＮＰトランジスタ１３１のベースに接続されており、また、抵抗Ｒ₈を介して二次電池２０の一端に接続されている。ＰＮＰトランジスタ１３１のエミッタは、抵抗Ｒ₉を介して二次電池２０の一端に接続され、且つ、ＦＥＴ１３２のゲートに接続されている。一方、ＰＮＰトランジスタ１３１のコレクタは、二次電池２０の他端に接続されている。ＦＥＴ１３２の一方のソース／ドレイン領域は二次電池２０の一端に接続され、他方のソース／ドレイン領域は放熱手段１４０の一端に接続され、放熱手段１４０の他端は二次電池２０の他端に接続されている。

そして、第１シャントレギュレータ１１４の出力及び第２シャントレギュレータ１２４の出力によってスイッチ手段１３０の作動が制御され、第１シャントレギュレータ（第１の回路）１１４と第２シャントレギュレータ（第２の回路）１２４のいずれか一方あるいは両方がオン状態である場合、スイッチ手段１３０が導通状態となり、二次電池２０に蓄えられていた電力が放熱手段１４０によって熱に変換され、熱として廃棄される。

より具体的には、温度検出手段（ＮＴＣタイプのサーミスタ）１１３で検出された温度に依存して、即ち、温度検出手段１１３の電気抵抗値の変化に依存して第１抵抗分圧回路１１１の電圧出力部１１２における出力電圧値Ｖ_out-1が第１基準電圧値Ｖ_REF-1（例えば１．２４ボルト）以上となったとき、又は、第２抵抗分圧回路１２１の電圧出力部１２２における出力電圧値Ｖ_out-2が第２基準電圧値Ｖ_REF-2（例えば１．２４ボルト）以上となったとき、第１シャントレギュレータ１１４と第２シャントレギュレータ１２４のいずれか一方あるいは両方がオン状態となる。云い換えれば、第１シャントレギュレータ１１４と第２シャントレギュレータ１２４とは、一種の「ＯＲ」回路を構成する。

二次電池２０の周囲の温度Ｔと安全満充電電圧値Ｖ_sの関係を、図４に例示する。周囲の温度が４０゜Ｃ以下では、安全満充電電圧値は４．１８ボルトであるが、周囲の温度が６０゜Ｃになると、安全満充電電圧値は４．０１ボルトに低下し、周囲の温度が８０゜Ｃになると、安全満充電電圧値は３．９３ボルトに低下し、周囲の温度が１００゜Ｃになると、安全満充電電圧値は３．８８ボルトに低下する。

第２基準電圧値Ｖ_REF-2は、第２シャントレギュレータ１２４が有する内部基準電圧値であり、基準温度（例えば、４０゜Ｃ）において二次電池に過充電状態を生じさせない電圧値に相当する電圧値、あるいは又、二次電池の安全満充電電圧値に相当する電圧値とすればよい。具体的には、Ｖ_REF-2は、例えば、二次電池２０の充電電圧値（即ち、第２抵抗分圧回路１２１へ入力（印加）される電圧値）Ｖ_inが４．１８ボルトのときに第２抵抗分圧回路１２１の電圧出力部１２２における出力電圧値Ｖ_out-2と一致させればよい。あるいは又、二次電池２０の充電電圧値Ｖ_inが４．１８ボルトのときに第２抵抗分圧回路１２１の電圧出力部１２２における出力電圧値Ｖ_out-2がＶ_REF-2と一致するように、抵抗Ｒ₅，Ｒ₆，Ｒ₇の電気抵抗値を調整すればよい。

第１基準電圧値Ｖ_REF-1は、第１シャントレギュレータ１１４が有する内部基準電圧値であり、第２基準電圧値Ｖ_REF-2と同様に、基準温度（例えば、４０゜Ｃ）において二次電池に過充電状態を生じさせない電圧値に相当する電圧値、あるいは又、二次電池の安全満充電電圧値に相当する電圧値とすればよい。上述したとおり、二次電池２０の安全満充電電圧値は、周囲の温度が上昇とすると低下するといった負の温度依存性を有する。一方、温度検出手段（ＮＴＣタイプのサーミスタ）４３も、温度の上昇に対して電気抵抗値が減少するといった負の温度依存性を有する。従って、例えば、周囲の温度が６０゜Ｃになると安全満充電電圧値は４．０１ボルトに低下するので、二次電池２０の充電電圧値（即ち、第１抵抗分圧回路１１１へ入力（印加）される電圧値）Ｖ_inが４．０１ボルトのときに第１抵抗分圧回路１１１の電圧出力部１１２における出力電圧値Ｖ_out-1が第１基準電圧値Ｖ_REF-1となるような特性を有する温度検出手段１１３を選択すればよい。あるいは又、二次電池２０の充電電圧値Ｖ_inが４．０１ボルトのときに第１抵抗分圧回路１１１の電圧出力部１１２における出力電圧値Ｖ_out-1が第１基準電圧値Ｖ_REF-1と一致するように、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄の電気抵抗値を調整すればよい。一般的には、周囲の温度がＴ゜Ｃであるときの安全満充電電圧値をＶ_s-Tとすると、二次電池２０の充電電圧値Ｖ_inが安全満充電電圧値Ｖ_s-Tのときに第１抵抗分圧回路１１１の電圧出力部１１２における出力電圧値Ｖ_out-1が第１基準電圧値Ｖ_REF-1となるような特性を有する温度検出手段１１３を選択すればよい。あるいは又、二次電池２０の充電電圧値Ｖ_inが安全満充電電圧値Ｖ_s-Tのときに第１抵抗分圧回路１１１の電圧出力部１１２における出力電圧値Ｖ_out-1がＶ_REF-1と一致するように、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄の電気抵抗値を調整すればよい。あるいは又、温度検出手段１１３の選択と、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄の電気抵抗値の調整を併せて行えばよい。

図５に、周囲の温度Ｔと充電電圧値Ｖ_inとの関係を模式的に示す。図５において、二次電池２０の充電電圧値Ｖ_inが領域「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」内に存在するとき、第１シャントレギュレータ１１４と第２シャントレギュレータ１２４のいずれか一方あるいは両方がオン状態となり、二次電池２０に蓄えられていた電力が放熱手段１４０によって熱に変換され、熱として廃棄される。

このように、実施例２の二次電池保護回路は、非水系の二次電池に並列に接続されており、第１電圧検出回路、第２電圧検出回路、スイッチ手段及び放熱手段を備えており、二次電池に並列に接続された第１電圧検出回路は温度検出手段を有し、二次電池に並列に接続された第２電圧検出回路と第１電圧検出回路のいずれか一方あるいは両方がオン状態である場合、スイッチ手段が導通状態となり、二次電池に蓄えられていた電力が放熱手段によって熱に変換される。即ち、実施例２の二次電池保護回路、あるいは又、ハイブリッド電源装置に備えられた二次電池保護回路において、第２電圧検出回路は二次電池の充電電圧値が安全満充電電圧値を越えたときの保護回路として機能し、第１電圧検出回路は二次電池が温度上昇したときに安全満充電電圧設定値を下げる保護回路として機能するので、二次電池の高い安全性を確保することができる。しかも、二次電池保護回路は、常時、二次電池の充電電圧値を監視しているので、安全満充電電圧値を僅かでも超えたならば直ちに動作する。それ故、より一層高い安全性を確保することができ、しかも、二次電池保護回路の消費電力は僅かである。更には、放熱手段として小さな電気抵抗値の抵抗器を用いることができる。

以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した太陽光発電装置（ハイブリッド電源装置）、二次電池、太陽電池、二次電池保護回路の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。例えば、押しボタンスイッチの押下時間の長短や押下回数によって、あるいは又、同時に押下する押しボタンスイッチの組合せによって、マイクロコントローラの制御下、エラー表示や太陽光発電装置の動作診断及びその結果の表示を行うことができる。実施例２においては、スイッチ手段を２つのトランジスタから構成したが、１つのトランジスタから構成することができるし、第１抵抗分圧回路や第２抵抗分圧回路を構成する抵抗の数も適宜変更することができる。第１電圧検出回路、第２電圧検出回路及びスイッチ手段を、所謂ディスクリート部品から構成することもできるし、これらを、例えば１つの集積回路から構成することもできる。

１０・・・太陽電池、１１，２１・・・電流／電圧測定回路、１２・・・サーミスタ、１３・・・温度測定回路、２０・・・二次電池、２２・・・二次電池保護回路、３０・・・マイクロコントローラ（発電量表示制御回路及び充電状態表示制御回路の一部）、４０・・・ＭＰＰＴ制御回路、５１・・・ＬＥＤ調光制御回路（発電量表示制御回路及び充電状態表示制御回路の一部）、５２・・・充電状態表示部及び発電量表示部、５３，５５・・・ＬＥＤ調光制御回路、５４，５６・・・ＬＥＤ、６０・・・電力出力部、６１・・・周知の昇圧回路、６２・・・電流制限回路、６３・・・ＵＳＢコネクタのＡ端子、６４・・・パワーバス、７１・・・ＵＳＢ／ＵＡＲＴ変換回路、７２・・・ＣＣ−ＣＶ変換回路、７３・・・第２ユニバーサル・シリアル・バス端子、８１・・・押しボタンスイッチ（ボタン１）、８２・・・押しボタンスイッチ（ボタン２）、８３・・・押しボタンスイッチ（ボタン３）、１１０・・・第１電圧検出回路、１１１・・・第１抵抗分圧回路、１１２・・・第１抵抗分圧回路の電圧出力部、１１３・・・温度検出手段、１１４・・・第１シャントレギュレータ（第１の回路）、１１５・・・第１シャントレギュレータの入力部、１１６・・・第１シャントレギュレータの出力部、１２０・・・第２電圧検出回路、１２１・・・第２抵抗分圧回路、１２２・・・第２抵抗分圧回路の電圧出力部、１２４・・・第２シャントレギュレータ（第２の回路）、１２５・・・第２シャントレギュレータの入力部、１２６・・・第２シャントレギュレータの出力部、１３０・・・スイッチ手段、１３１・・・ＰＮＰトランジスタ、１３２・・・ＦＥＴ、１４０・・・放熱手段、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄，Ｒ₅，Ｒ₆，Ｒ₇，Ｒ₈，Ｒ₉・・・抵抗

Claims (17)

1. 太陽電池、
   二次電池、
   電力出力部、
   太陽電池の発電量及び二次電池の充電状態を表示する表示部、並びに、
   発電量を所定の時間長さだけ表示部に表示させ、充電状態を所定の時間長さだけ表示部に表示させる制御部、
   を備えている太陽光発電装置。
2. 制御部は発電量表示開始手段を備え、
   発電量表示開始手段の作動によって、制御部は発電量を所定の時間長さだけ表示部に表示する請求項１に記載の太陽光発電装置。
3. 発電量表示開始手段は押しボタンスイッチから成る請求項２に記載の太陽光発電装置。
4. 制御部は、発電量を、間歇的に、且つ、所定の時間長さだけ、表示部に表示する請求項１に記載の太陽光発電装置。
5. 発電量が表示部の電力消費量を超えているとき、制御部は発電量を所定の時間長さだけ表示部に表示する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
6. 制御部は充電状態表示開始手段を備え、
   充電状態表示開始手段の作動によって、制御部は充電状態を所定の時間長さだけ表示部に表示する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
7. 充電状態表示開始手段は押しボタンスイッチから成る請求項６に記載の太陽光発電装置。
8. 表示部は複数の発光ダイオードから成る請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
9. 発電量を表示する表示部を構成する発光ダイオードの発光色と、充電状態を表示する表示部を構成する発光ダイオードの発光色とは異なっている請求項８に記載の太陽光発電装置。
10. 発電量を表示する表示部及び充電状態を表示する表示部は、共通の複数の発光ダイオードから成る請求項９に記載の太陽光発電装置。
11. 電力出力部からの電力の外部への出力を制御する電力出力開始手段を更に備えている請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
12. 電力出力開始手段は、電力出力部からの電力の外部への出力を中止する電力出力中止手段を兼ねている請求項１１に記載の太陽光発電装置。
13. 電力出力開始手段は押しボタンスイッチから成る請求項１１又は請求項１２に記載の太陽光発電装置。
14. 電力出力部はユニバーサル・シリアル・バスを備えている請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
15. 外部から二次電池への充電を行うための第２ユニバーサル・シリアル・バス端子を更に備えている請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
16. 二次電池に並列に接続された二次電池保護回路を更に備えている請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
17. 二次電池保護回路は、第１電圧検出回路、第２電圧検出回路、スイッチ手段及び放熱手段を備えており、
    二次電池に並列に接続された第１電圧検出回路は温度検出手段を有し、
    二次電池に並列に接続された第２電圧検出回路と第１電圧検出回路のいずれか一方あるいは両方がオン状態である場合、スイッチ手段が導通状態となり、二次電池に蓄えられていた電力が放熱手段によって熱に変換される請求項１６に記載の太陽光発電装置。