JP2014195396A - Output control circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an output control circuit capable of suppressing power loss.SOLUTION: In the output control system for photovoltaic power generation apparatus, an output controller 20 comprises: a transfer gate section 22; a state setting section 23; an input gate section 24; and an impedance monitor section 25. When an output impedance of a dye-sensitized solar cell detected by the impedance monitor section 25 is not less than a predetermined impedance, the transfer gate section 22 is set to a conduction state by the state setting section 23. When the output impedance is less than the predetermined impedance, the transfer gate section 22 is set to a cut-off state by the state setting section 23. This prevents electric energy from being consumed by electric currents rushed into the dye-sensitized solar cell with low impedance. Thus, power loss can be suppressed.

Description

本発明は、入力側に接続される電力出力装置が出力する電力を出力側に出力し得る出力制御回路に関するものである。   The present invention relates to an output control circuit capable of outputting, to an output side, power output from a power output device connected to the input side.

出力制御回路に関する技術として、例えば、下記特許文献1に開示される「色素増感太陽電池を使用した点灯装置およびその点灯装置を用いた表示装置」がある。この技術では、色素増感太陽電池(電力出力装置)から出力される電圧をコンデンサに充電しその出力を光源(出力側)に供給可能に構成している。この色素増感太陽電池には逆流防止用のダイオードが直列に接続されている(特許文献1;段落0043,図1)。   As a technique related to the output control circuit, for example, there is “a lighting device using a dye-sensitized solar cell and a display device using the lighting device” disclosed in Patent Document 1 below. In this technique, a voltage output from a dye-sensitized solar cell (power output device) is charged in a capacitor, and the output can be supplied to a light source (output side). A diode for preventing backflow is connected in series to this dye-sensitized solar cell (Patent Document 1; paragraph 0043, FIG. 1).

一般に、色素増感太陽電池は、その開放電圧が半導体電極材料のフェルミ準位と電解質溶液の酸化還元準位との差で決定され、半導体電極材料と電解質溶液の種類の組み合わせにより開放電圧が決まる。現在の技術水準では、1つの電池セル(以下「単セル」という)の出力電圧は、0.5V前後に留まる。そのため、単セルでは、逆流防止用ダイオードによる電圧降下(シリコンダイオードで降下電圧Vf 約0.6V)よりも出力電圧が下回ることから、このようなダイオードを介して出力を取り出すことが難しい。例えば、上記特許文献1による開示技術では、電池セルを複数個直列に接続して起電力を高めることによって、降下電圧Vfを超える出力電圧を得ている。   Generally, in the dye-sensitized solar cell, the open circuit voltage is determined by the difference between the Fermi level of the semiconductor electrode material and the redox level of the electrolyte solution, and the open circuit voltage is determined by the combination of the type of the semiconductor electrode material and the electrolyte solution. . In the current technical level, the output voltage of one battery cell (hereinafter referred to as “single cell”) remains around 0.5V. Therefore, in the single cell, the output voltage is lower than the voltage drop due to the backflow prevention diode (the drop voltage Vf is about 0.6 V at the silicon diode), so it is difficult to take out the output through such a diode. For example, in the disclosed technology disclosed in Patent Document 1, an output voltage exceeding the drop voltage Vf is obtained by connecting a plurality of battery cells in series to increase the electromotive force.

ところで、色素増感太陽電池は、その等価回路モデルが図26に示すように表される(非特許文献1;170頁〜177頁、色素増感太陽電池の内部抵抗解析(小出直城))。この図26において、Iphは光照射による光励起キャリアを表す定電流源、Dはpn接合の特性を表すダイオード、Rshは不純物等を介したリーク電流に起因する並列抵抗成分、Rは主に導電性透明電極(SnO等)の抵抗に起因したインピーダンス成分、RやCは対極界面における酸化還元反応に起因したインピーダンス成分、RやCは電解液中の電解質の拡散反応に起因したインピーダンス成分、をそれぞれ示す。 By the way, the equivalent circuit model of the dye-sensitized solar cell is represented as shown in FIG. 26 (Non-Patent Document 1; pages 170 to 177, analysis of internal resistance of the dye-sensitized solar cell (Naoki Koide)). ). In FIG. 26, I ph is a constant current source representing photoexcited carriers due to light irradiation, D is a diode representing the characteristics of a pn junction, R sh is a parallel resistance component caused by a leakage current through impurities, etc., and R h is a main component The impedance component due to the resistance of the conductive transparent electrode (SnO 2 etc.), R 1 and C 1 are the impedance components due to the redox reaction at the counter electrode interface, and R 3 and C 3 are the diffusion reaction of the electrolyte in the electrolyte The impedance components resulting from are shown respectively.

特開2012−167470号公報JP 2012-167470 A 荒川裕則 編著「色素増感太陽電池の最新技術II」株式会社シーエムシー出版 2007年5月発行Edited by Hironori Arakawa “Latest Dye-Sensitized Solar Cell Technology II” published by CMC Publishing Co., Ltd. May 2007

上記非特許文献1の等価回路モデルによると、色素増感太陽電池は、故障や劣化をすると電気抵抗(以下「抵抗」という)として作用する。また太陽光が当たらないときにも抵抗として作用する。このため、直列に接続した複数の電池セルのいずれかに故障が発生したり劣化したりした場合、あるいは日陰等により電池セルの一部に太陽光が当たり難くなった場合等には、該当するセルが抵抗になり、すべての電池セルが必ずしも良好に発電できるわけではない。したがって、このような場合、上記特許文献1の開示技術では、直列接続されたセルのうち、抵抗として作用するセルが存在すると、その抵抗分によって電力損失が発生し得るという問題がある。   According to the equivalent circuit model of Non-Patent Document 1, the dye-sensitized solar cell acts as an electric resistance (hereinafter referred to as “resistance”) when it fails or deteriorates. It also acts as a resistance when not exposed to sunlight. Therefore, if any of the battery cells connected in series fails or deteriorates, or if it is difficult for sunlight to hit part of the battery cells due to shade, etc. The cell becomes a resistance, and not all battery cells can generate electricity satisfactorily. Therefore, in such a case, the disclosed technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that, if there is a cell acting as a resistance among the cells connected in series, power loss may occur due to the resistance.

また仮に、色素増感太陽電池に逆流防止用のダイオードを接続しない構成を採った場合には、色素増感太陽電池に逆方向(図26に示す電流Iの逆方向)の電流が流れ込み得る。このため、そのような電流は、等価回路モデルのダイオードDの順方向電流またはリーク電流として負極側に流れる。色素増感太陽電池が短絡モードで故障をしていた場合も同様である。そのため、外部で蓄電されていた電気エネルギーが色素増感太陽電池により消費されてしまうという問題がある。   Further, if a configuration is adopted in which a diode for preventing backflow is not connected to the dye-sensitized solar cell, a current in the reverse direction (the reverse direction of the current I shown in FIG. 26) can flow into the dye-sensitized solar cell. For this reason, such a current flows to the negative electrode side as a forward current or a leakage current of the diode D of the equivalent circuit model. The same applies when the dye-sensitized solar cell has failed in the short-circuit mode. Therefore, there is a problem that the electric energy stored outside is consumed by the dye-sensitized solar cell.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、電力損失を抑制し得る出力制御回路を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an output control circuit capable of suppressing power loss.

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項1に記載された出力制御回路は、入力側に接続される電力出力装置が出力する電力を出力側に出力し得る出力制御回路であって、前記入力側と前記出力側の間に介在するトランスファーゲートと、前記電力出力装置の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合には前記トランスファーゲートの入出力間を導通状態に制御し、前記出力インピーダンスが前記所定インピーダンス未満である場合には前記入出力間を遮断状態に制御する制御回路と、を備えることを技術的特徴とする。典型的には、トランスファーゲートは、第1導電型トランジスタ(例えば、NチャネルMOSトランジスタ)と第2導電型トランジスタ(例えば、PチャネルMOSトランジスタ)とを並列に接続して構成される。「所定インピーダンス」とは、電力出力装置が電力を出力している状態における電力出力装置の出力インピーダンスに相当するインピーダンスのことをいう。例えば、電力出力装置が、電池である場合には正常動作時における当該電池の内部抵抗(内部インピーダンス)である。   In order to achieve the above object, an output control circuit according to claim 1 of the claims is an output control circuit capable of outputting power output from a power output device connected to an input side to the output side. A transfer gate interposed between the input side and the output side, and when the output impedance of the power output device is greater than or equal to a predetermined impedance, the input and output of the transfer gate is controlled to be in a conductive state, and the output impedance And a control circuit that controls the input and output to be cut off when the impedance is less than the predetermined impedance. Typically, the transfer gate is configured by connecting a first conductivity type transistor (for example, an N channel MOS transistor) and a second conductivity type transistor (for example, a P channel MOS transistor) in parallel. The “predetermined impedance” refers to an impedance corresponding to the output impedance of the power output device in a state where the power output device outputs power. For example, when the power output device is a battery, it is the internal resistance (internal impedance) of the battery during normal operation.

また、特許請求の範囲の請求項2に記載された出力制御回路は、請求項1に記載の出力制御回路において、前記制御回路は、前記出力インピーダンスを検出する検出回路と、前記トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定する設定回路と、を備えることを技術的特徴とする。   Further, the output control circuit according to claim 2 of the claim is the output control circuit according to claim 1, wherein the control circuit conducts the detection circuit for detecting the output impedance and the transfer gate. And a setting circuit for setting the state or the cutoff state.

さらに、特許請求の範囲の請求項3に記載された出力制御回路は、請求項2に記載の出力制御回路において、前記検出回路は、前記出力インピーダンスの検出閾値を可変する閾値可変回路を備えることを技術的特徴とする。   Further, the output control circuit according to claim 3 of the claims is the output control circuit according to claim 2, wherein the detection circuit includes a threshold variable circuit that varies a detection threshold of the output impedance. Is a technical feature.

また、特許請求の範囲の請求項4に記載された出力制御回路は、請求項2または3に記載の出力制御回路において、前記検出回路は、前記出力インピーダンスを所定時間ごとに検出することを技術的特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the output control circuit according to the second or third aspect, the detection circuit detects the output impedance every predetermined time. Characteristic.

また、特許請求の範囲の請求項5に記載された出力制御回路は、請求項2〜4のいずれか一項に記載の出力制御回路において、前記検出回路は、前記検出結果を前記設定回路以外の外部にも出力することを技術的特徴とする。   Moreover, the output control circuit according to claim 5 of the claim is the output control circuit according to any one of claims 2 to 4, wherein the detection circuit outputs the detection result other than the setting circuit. It is a technical feature that the data is also output to the outside.

また、特許請求の範囲の請求項6に記載された出力制御回路は、請求項1に記載の出力制御回路において、前記制御回路は、前記出力インピーダンスを検出する検出回路と、前記検出回路から出力された検出結果に基づいて、前記電力出力装置の前回の動作終了時における終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス以上であったか否か、または前記終了時出力インピーダンスが前記所定インピーダンス未満であったか否か、を判定する判定回路と、前記判定回路による判定結果を記憶する記憶回路と、を備え、前記記憶回路から読み出される前記判定結果に基づいて前記終了時出力インピーダンスが前記所定インピーダンス以上である場合には前記トランスファーゲートの入出力間を導通状態に制御し、前記終了時出力インピーダンスが前記所定インピーダンス未満である場合には前記入出力間を遮断状態に制御することを技術的特徴とする。   The output control circuit according to claim 6 of the claim is the output control circuit according to claim 1, wherein the control circuit detects the output impedance, and outputs from the detection circuit. Based on the detected result, it is determined whether or not the output impedance at the end of the previous operation of the power output device is greater than or equal to a predetermined impedance, or whether or not the output impedance at the end is less than the predetermined impedance And a storage circuit for storing a determination result by the determination circuit, and when the output impedance at the end is equal to or higher than the predetermined impedance based on the determination result read from the storage circuit, the transfer The output impedance at the end is controlled by controlling the connection between the input and output of the gate. Wherein in the case it is less than a predetermined impedance and technical features to control the cut-off state between the input and output.

また、特許請求の範囲の請求項7に記載された出力制御回路は、請求項1に記載の出力制御回路において、前記トランスファーゲートは、電荷蓄積層を有しこれに蓄積された電荷量に応じてデプレッションモードまたはエンハンスメントモードで動作するMOSトランジスタであり、前記制御回路は、前記電力出力装置の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合には前記MOSトランジスタの動作モードをデプレッションモードに設定し、前記出力インピーダンスが前記所定インピーダンス未満である場合には前記MOSトランジスタの動作モードをエンハンスメントモードに設定する設定制御回路と、前記MOSトランジスタがデプレッションモードであるときには前記MOSトランジスタの入出力間を導通状態にし、前記MOSトランジスタがエンハンスメントモードであるときには前記MOSトランジスタの入出力間を遮断状態に制御する動作制御回路と、を備えることを技術的特徴とする。   The output control circuit according to claim 7 of the present invention is the output control circuit according to claim 1, wherein the transfer gate has a charge storage layer and corresponds to the amount of charge stored therein. A MOS transistor that operates in a depletion mode or an enhancement mode, and the control circuit sets the operation mode of the MOS transistor to a depletion mode when the output impedance of the power output device is greater than or equal to a predetermined impedance, and the output When the impedance is less than the predetermined impedance, the setting control circuit for setting the operation mode of the MOS transistor to the enhancement mode and when the MOS transistor is in the depletion mode, the input / output of the MOS transistor is made conductive. And technical features that are provided with, an operation control circuit for controlling the cut-off state between the input and output of the MOS transistor when the MOS transistor is an enhancement mode.

また、特許請求の範囲の請求項8に記載された出力制御回路は、請求項7に記載の出力制御回路において、前記設定制御回路は、初期化時において、前記電荷蓄積層に電子を注入して前記電荷蓄積層に電荷を蓄積させて前記MOSトランジスタをエンハンスメントモードにする初期化回路と、モード設定時において、前記電力出力装置の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合には前記電荷蓄積層から電子を引き抜いて前記電荷を外部に転送して前記MOSトランジスタの動作モードをデプレッションモードに変更し、前記出力インピーダンスが前記所定インピーダンス未満である場合には前記MOSトランジスタの動作モードをエンハンスメントモードで維持する動作モード設定回路と、を備えることを技術的特徴とする。   The output control circuit according to claim 8 of the present invention is the output control circuit according to claim 7, wherein the setting control circuit injects electrons into the charge storage layer at the time of initialization. An initialization circuit for accumulating charge in the charge accumulation layer to place the MOS transistor in an enhancement mode, and when the output impedance of the power output device is equal to or higher than a predetermined impedance when the mode is set, the charge accumulation layer Withdrawing electrons and transferring the charge to the outside, the operation mode of the MOS transistor is changed to the depletion mode, and when the output impedance is less than the predetermined impedance, the operation mode of the MOS transistor is maintained in the enhancement mode. And an operation mode setting circuit.

また、特許請求の範囲の請求項9に記載された出力制御回路は、請求項2に記載の出力制御回路において、前記制御回路は、前記出力インピーダンスを検出する検出回路と、前記トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定する設定回路と、を備え、前記設定回路は、外部から入力される制御情報に従って前記トランスファーゲートを前記導通状態または前記遮断状態に設定することを技術的特徴とする。   The output control circuit according to claim 9 of the present invention is the output control circuit according to claim 2, wherein the control circuit conducts the detection circuit for detecting the output impedance and the transfer gate. A setting circuit for setting the state or the cutoff state, and the setting circuit sets the transfer gate to the conduction state or the cutoff state according to control information input from the outside.

また、特許請求の範囲の請求項10に記載された出力制御回路は、請求項2に記載の出力制御回路において、前記制御回路は、前記出力インピーダンスを検出する検出回路と、前記トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定する設定回路と、を備え、前記設定回路は、前記導通状態または前記遮断状態を記憶するとともに、これらの記憶した状態を外部から入力される制御情報に従って外部に出力することを技術的特徴とする。   The output control circuit according to claim 10 of the present invention is the output control circuit according to claim 2, wherein the control circuit conducts between the detection circuit for detecting the output impedance and the transfer gate. A setting circuit for setting the state or the cutoff state, and the setting circuit stores the conduction state or the cutoff state and outputs the stored state to the outside according to control information input from the outside. Is a technical feature.

また、特許請求の範囲の請求項11に記載された出力制御回路は、請求項9または10に記載の出力制御回路において、前記制御回路は、当該制御回路を特定するアドレス情報が入力されたか否かを判定するアドレス判定回路をさらに備え、前記設定回路は、当該制御回路を特定するアドレス情報が入力されたことを前記アドレス判定回路が判定した場合、前記制御情報に従った所定動作を行うことを技術的特徴とする。「所定動作」は、トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定すること(請求項9)、および、設定回路に記憶した導通状態または前記遮断状態を外部から入力される制御情報に従って外部に出力すること(請求項10)である。   Further, the output control circuit according to claim 11 of the claims is the output control circuit according to claim 9 or 10, wherein the control circuit receives address information for specifying the control circuit. An address determination circuit for determining whether or not the setting circuit performs a predetermined operation according to the control information when the address determination circuit determines that address information for specifying the control circuit is input. Is a technical feature. In the “predetermined operation”, the transfer gate is set to a conduction state or a cutoff state (Claim 9), and the conduction state or the cutoff state stored in the setting circuit is output to the outside according to control information input from the outside. (Claim 10).

また、特許請求の範囲の請求項12に記載された蓄電制御回路は、請求項1〜11のいずれか一項に記載の出力制御回路の出力側に接続されて前記出力制御回路から出力される電気エネルギーを蓄える蓄電デバイスの充放電を制御する蓄電制御回路であって、前記蓄電デバイスの電圧を検出して電圧情報を出力する電圧情報出力回路と、第1の状態時には前記蓄電デバイスを前記出力制御回路に導通させて前記蓄電デバイスを充電し、第2の状態時には前記蓄電デバイスを前記出力制御回路から遮断して外部出力に導通させて前記蓄電デバイスに蓄えられた電気エネルギーを前記外部出力に放電して送電するトランスファーゲートと、前記電圧情報出力回路から出力される前記電圧情報に基づいて前記トランスファーゲートによる前記蓄電デバイスの充放電を制御する充放電制御回路と、を備え、前記充放電制御回路は、前記蓄電デバイスの充電電圧が予め設定された出力許容電圧未満の場合には前記トランスファーゲートを前記第1の状態に制御し、前記蓄電デバイスの充電電圧が前記出力許容電圧以上の場合には前記トランスファーゲートを前記第2の状態に制御することを技術的特徴とする。   A power storage control circuit according to claim 12 of the claims is connected to the output side of the output control circuit according to any one of claims 1 to 11 and is output from the output control circuit. A power storage control circuit for controlling charging / discharging of a power storage device that stores electrical energy, the voltage information output circuit for detecting the voltage of the power storage device and outputting voltage information, and the output of the power storage device in a first state Conducting a control circuit to charge the power storage device, and in the second state, shutting off the power storage device from the output control circuit and conducting to an external output to store the electrical energy stored in the power storage device to the external output A transfer gate for discharging and transmitting power, and the power storage device by the transfer gate based on the voltage information output from the voltage information output circuit. A charge / discharge control circuit for controlling charge / discharge of a chair, wherein the charge / discharge control circuit controls the transfer gate when the charge voltage of the power storage device is lower than a preset output allowable voltage. The state is controlled, and when the charging voltage of the power storage device is equal to or higher than the output allowable voltage, the transfer gate is controlled to the second state.

また、特許請求の範囲の請求項13に記載された蓄電制御回路は、請求項12に記載の蓄電制御回路において、少なくとも前記電圧情報出力回路および前記トランスファーゲートは、同じ半導体基板に形成されることを技術的特徴とする。   Further, the storage control circuit according to claim 13 of the claim is the storage control circuit according to claim 12, wherein at least the voltage information output circuit and the transfer gate are formed on the same semiconductor substrate. Is a technical feature.

また、特許請求の範囲の請求項14に記載された蓄電制御回路は、請求項1〜11のいずれか一項に記載の出力制御回路の出力側に接続されて前記出力制御回路から出力される電気エネルギーを蓄える蓄電デバイスの充放電を制御する蓄電制御回路であって、前記出力制御回路の出力側と前記蓄電デバイスとの電気的な導通および遮断を制御するスイッチ回路と、前記蓄電デバイスが蓄えた電気エネルギーを低電位側に逃がす放電回路と、を備え、前記スイッチ回路および前記放電回路は、外部から入力される制御情報に従って制御されることを技術的特徴とする。   A power storage control circuit according to claim 14 of the claims is connected to the output side of the output control circuit according to any one of claims 1 to 11 and is output from the output control circuit. An electrical storage control circuit for controlling charging / discharging of an electrical storage device for storing electrical energy, the switch circuit controlling electrical continuity and interruption between the output side of the output control circuit and the electrical storage device, and the electrical storage device storing A discharge circuit for releasing the electric energy to the low potential side, and the switch circuit and the discharge circuit are controlled according to control information input from the outside.

また、特許請求の範囲の請求項15に記載された蓄電制御回路は、請求項15に記載の充電制御回路において、前記蓄電デバイスは、当該蓄電制御回路が構成される半導体基板に、MIM(Metal-Insulator-Metal)構造により形成されることを技術的特徴とする。   Further, the storage control circuit according to claim 15 of the claim is the charge control circuit according to claim 15, wherein the storage device is connected to a semiconductor substrate on which the storage control circuit is formed by an MIM (Metal -Insulator-Metal) The feature is that it is formed by the structure.

請求項1の発明では、入力側と出力側の間に介在するトランスファーゲートは、制御回路によって、電力出力装置の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合には入出力間が導通状態に制御され、出力インピーダンスが所定インピーダンス未満である場合には入出力間が遮断状態に制御される。典型的には、トランスファーゲートは、第1導電型トランジスタ(例えば、NチャネルMOSトランジスタ)と第2導電型トランジスタ(例えば、PチャネルMOSトランジスタ)とを並列に接続して構成する。このため、トランスファーゲートによる電圧降下は殆どない。例えば、色素増感太陽電池のように、出力インピーダンスが出力電圧の減少とともに低下する電力出力装置の場合、制御回路により、当該出力インピーダンスが所定インピーダンス未満である場合にはトランスファーゲートの入出力間が遮断状態に制御される。このため、インピーダンスの低くなった電力出力装置に電流が流れ込んで電気エネルギーが消費されるのを防止する。したがって、電力損失を抑制することができる。   In the invention of claim 1, the transfer gate interposed between the input side and the output side is controlled by the control circuit so that the input and output are in a conductive state when the output impedance of the power output device is equal to or higher than the predetermined impedance. When the output impedance is less than the predetermined impedance, the input / output is controlled to be cut off. Typically, the transfer gate is configured by connecting a first conductivity type transistor (for example, an N channel MOS transistor) and a second conductivity type transistor (for example, a P channel MOS transistor) in parallel. For this reason, there is almost no voltage drop by a transfer gate. For example, in the case of a power output device whose output impedance decreases as the output voltage decreases, such as a dye-sensitized solar cell, when the output impedance is less than a predetermined impedance, the input and output between the transfer gates are Controlled to shut off state. For this reason, electric current is prevented from flowing into the power output device having a low impedance to consume electric energy. Therefore, power loss can be suppressed.

請求項2の発明では、制御回路は、出力インピーダンスを検出する検出回路と、トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定する設定回路と、を備える。これにより、検出回路によって検出した出力インピーダンスが、所定インピーダンス以上である場合には設定回路によりトランスファーゲートが導通状態に設定され、所定インピーダンス未満である場合には設定回路によりトランスファーゲートが遮断状態に設定される。   According to a second aspect of the present invention, the control circuit includes a detection circuit that detects the output impedance, and a setting circuit that sets the transfer gate to a conductive state or a cut-off state. As a result, when the output impedance detected by the detection circuit is equal to or higher than the predetermined impedance, the transfer gate is set to the conductive state by the setting circuit, and when the output impedance is lower than the predetermined impedance, the transfer gate is set to the cutoff state by the setting circuit. Is done.

請求項3の発明では、検出回路は、出力インピーダンスの検出閾値を可変する閾値可変回路を備える。これにより、出力インピーダンスの検出閾値、即ち出力インピーダンスが所定インピーダンス以上であるか未満であるかを判定する閾値を変更することが可能になるため、電力出力装置の出力インピーダンスが変動したり、電力出力装置ごとに出力インピーダンスにバラツキがあったりしても、検出閾値を最適値に設定することができる。したがって、電力損失をさらに抑制することができる。   According to a third aspect of the present invention, the detection circuit includes a threshold variable circuit that varies the detection threshold of the output impedance. As a result, it becomes possible to change the detection threshold of the output impedance, that is, the threshold for determining whether the output impedance is equal to or higher than the predetermined impedance, so that the output impedance of the power output device fluctuates or the power output Even if the output impedance varies from device to device, the detection threshold can be set to an optimum value. Therefore, power loss can be further suppressed.

請求項4の発明では、検出回路は、出力インピーダンスを所定時間ごとに検出する。これにより、検出回路が出力インピーダンスを常に検出する場合に比べて、検出回路の動作時間が減少するため、検出回路による消費電力量を削減することができる。特に、制御回路の能動素子をMOSトランジスタで構成した場合には、駆動電力の多くが状態変化時に消費されることから、このように検出回路を間欠動作させることで、制御回路による消費電力を大幅に削減することができる。   In the invention according to claim 4, the detection circuit detects the output impedance every predetermined time. Thereby, compared with the case where the detection circuit always detects the output impedance, the operation time of the detection circuit is reduced, so that the power consumption by the detection circuit can be reduced. In particular, when the active element of the control circuit is composed of MOS transistors, much of the drive power is consumed when the state changes, so that intermittent operation of the detection circuit in this way greatly increases the power consumption by the control circuit. Can be reduced.

請求項5の発明では、検出回路は、検出結果を設定回路以外の外部にも出力する。これにより、当該検出結果を外部に設けられた装置等を取得することができる。   In the invention of claim 5, the detection circuit outputs the detection result to the outside other than the setting circuit. Thereby, the apparatus etc. which were provided outside for the said detection result are acquirable.

請求項6の発明では、制御回路は、出力インピーダンスを検出する検出回路と、検出回路から出力された検出結果に基づいて、電力出力装置の前回の動作終了時における終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス以上であったか否か、または終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス未満であったか否か、を判定する判定回路と、判定回路による判定結果を記憶する記憶回路と、を備える。そして、記憶回路から読み出される判定結果に基づいて終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合にはトランスファーゲートの入出力間を導通状態に制御し、終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス未満である場合には入出力間を遮断状態に制御する。これにより、例えば、色素増感太陽電池のように、出力インピーダンスが出力電圧の減少とともに低下する電力出力装置の場合、電力出力装置の前回の動作終了時における終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス未満であるときには、制御回路によってトランスファーゲートの入出力間が遮断状態に制御されるため、インピーダンスの低くなった電力出力装置に電流が流れ込んで電気エネルギーが消費されることを防止する。また、再起動時には、記憶回路に記憶された判定結果に基づいて制御回路がトランスファーゲートを導通状態または遮断状態に制御することから、検出回路や判定回路による出力インピーダンスの再検出等を行う必要がなく、処理速度を高速にできる。したがって、レスポンスが速いぶん、電力損失をさらに抑制することができる。   In the invention of claim 6, the control circuit detects the output impedance, and based on the detection result output from the detection circuit, the output impedance at the end of the previous operation of the power output device is equal to or higher than the predetermined impedance And a determination circuit that determines whether or not the output impedance at the time of termination is less than a predetermined impedance, and a storage circuit that stores a determination result by the determination circuit. If the output impedance at the end is greater than or equal to a predetermined impedance based on the determination result read from the memory circuit, the input / output of the transfer gate is controlled to be conductive, and the output impedance at the end is less than the predetermined impedance. Controls the input and output to be disconnected. Thereby, for example, in the case of a power output device whose output impedance decreases as the output voltage decreases, such as a dye-sensitized solar cell, the output impedance at the end of the previous operation of the power output device is less than a predetermined impedance. Sometimes, the control circuit controls the input and output of the transfer gate to be in a disconnected state, thereby preventing current from flowing into the power output device having low impedance and consuming electrical energy. Also, at the time of restarting, the control circuit controls the transfer gate to the conductive state or the cut-off state based on the determination result stored in the storage circuit, so it is necessary to re-detect the output impedance by the detection circuit or the determination circuit, etc. In addition, the processing speed can be increased. Therefore, if the response is fast, the power loss can be further suppressed.

請求項7の発明では、トランスファーゲートは、電荷蓄積層を有しこれに蓄積された電荷量に応じてデプレッションモードまたはエンハンスメントモードで動作するMOSトランジスタであり、また制御回路は、電力出力装置の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合にはMOSトランジスタの動作モードをデプレッションモードに設定し、出力インピーダンスが所定インピーダンス未満である場合にはMOSトランジスタの動作モードをエンハンスメントモードに設定する設定制御回路と、MOSトランジスタがデプレッションモードであるときにはMOSトランジスタの入出力間を導通状態にし、MOSトランジスタがエンハンスメントモードであるときにはMOSトランジスタの入出力間を遮断状態に制御する動作制御回路と、を備える。即ち、この発明では、MOSトランジスタをトランスファーゲートとして機能させ、かつ出力インピーダンスに応じてこのMOSトランジスタをデプレッションモードまたはエンハンスメントモードに設定し、MOSトランジスタの入出力間を、デプレッションモードであるときに導通状態、エンハンスメントモードであるときには遮断状態、になるようにMOSトランジスタを制御する。これにより、電力出力装置の出力インピーダンスに応じた状態をトランスファーゲート自体が記憶するので、別途、記憶回路等を設ける必要がない。したがって、回路構成を簡素化することができる。   According to a seventh aspect of the present invention, the transfer gate is a MOS transistor that has a charge storage layer and operates in a depletion mode or an enhancement mode according to the amount of charge stored in the charge storage layer, and the control circuit outputs the output of the power output device. A setting control circuit that sets the operation mode of the MOS transistor to the depletion mode when the impedance is equal to or higher than the predetermined impedance, and sets the operation mode of the MOS transistor to the enhancement mode when the output impedance is less than the predetermined impedance; When the transistor is in the depletion mode, the operation is controlled between the input and output of the MOS transistor, and when the MOS transistor is in the enhancement mode, the operation is controlled between the input and output of the MOS transistor. And a circuit. That is, according to the present invention, the MOS transistor functions as a transfer gate, and the MOS transistor is set to the depletion mode or the enhancement mode according to the output impedance, and the MOS transistor is connected between the input and output of the depletion mode. In the enhancement mode, the MOS transistor is controlled so as to be in a cut-off state. Thereby, since the transfer gate itself memorizes the state according to the output impedance of the power output device, it is not necessary to provide a separate memory circuit or the like. Therefore, the circuit configuration can be simplified.

請求項8の発明では、設定制御回路は、初期化時において、電荷蓄積層に電子を注入して電荷蓄積層に電荷を蓄積させてMOSトランジスタをエンハンスメントモードにする初期化回路と、モード設定時において、電力出力装置の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合には電荷蓄積層から電子を引き抜いて電荷を外部に転送してMOSトランジスタの動作モードをデプレッションモードに変更し、出力インピーダンスが所定インピーダンス未満である場合にはMOSトランジスタの動作モードをエンハンスメントモードで維持する動作モード設定回路と、を備える。これにより、初期化時に初期化回路によってエンハンスメントモードにされたMOSトランジスタは、モード設定時に、電力出力装置の出力インピーダンスが、所定インピーダンス以上である場合には動作モード設定回路により動作モードがデプレッションモードに変更され、所定インピーダンス未満である場合には動作モード設定回路により動作モードがそのままエンハンスメントモードに維持される。   According to an eighth aspect of the present invention, the setting control circuit includes an initialization circuit that injects electrons into the charge storage layer and stores charges in the charge storage layer to set the MOS transistor in the enhancement mode at the time of initialization, and at the time of mode setting. When the output impedance of the power output device is equal to or higher than the predetermined impedance, the electrons are extracted from the charge storage layer and transferred to the outside to change the operation mode of the MOS transistor to the depletion mode. And an operation mode setting circuit for maintaining the operation mode of the MOS transistor in the enhancement mode. As a result, when the MOS transistor that has been set to the enhancement mode by the initialization circuit at the time of initialization is set to the depletion mode by the operation mode setting circuit when the output impedance of the power output device is equal to or higher than the predetermined impedance at the time of mode setting. If it is changed and the impedance is less than the predetermined impedance, the operation mode is maintained as it is in the enhancement mode by the operation mode setting circuit.

請求項9の発明では、制御回路は、出力インピーダンスを検出する検出回路と、トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定する設定回路と、を備える。そして、設定回路は、外部から入力される制御情報に従ってトランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定する。これにより、検出回路によって検出した出力インピーダンスが、所定インピーダンス以上である場合には設定回路によりトランスファーゲートが導通状態に設定され、所定インピーダンス未満である場合には設定回路によりトランスファーゲートが遮断状態に設定される。また、検出回路によって検出した出力インピーダンスにかかわらず、外部から入力される制御情報に従ってトランスファーゲートが強制的に導通状態または遮断状態に設定される。したがって、例えば、故障した電力出力装置を強制的に出力側から、電気的に切り離すことができるため、故障した電力出力装置による電力消費を防ぐことで電力損失をさらに抑制することができる。   According to a ninth aspect of the present invention, the control circuit includes a detection circuit that detects the output impedance, and a setting circuit that sets the transfer gate to a conductive state or a cut-off state. Then, the setting circuit sets the transfer gate to a conductive state or a cut-off state according to control information input from the outside. As a result, when the output impedance detected by the detection circuit is equal to or higher than the predetermined impedance, the transfer gate is set to the conductive state by the setting circuit, and when the output impedance is lower than the predetermined impedance, the transfer gate is set to the cutoff state by the setting circuit. Is done. In addition, regardless of the output impedance detected by the detection circuit, the transfer gate is forcibly set to a conductive state or a cut-off state according to control information input from the outside. Therefore, for example, since the failed power output device can be forcibly electrically disconnected from the output side, the power loss can be further suppressed by preventing power consumption by the failed power output device.

請求項10の発明では、制御回路は、出力インピーダンスを検出する検出回路と、トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定する設定回路と、を備え、設定回路は、導通状態または遮断状態を記憶するとともに、これらの記憶した状態を外部から入力される制御情報に従って外部に出力する。これにより、検出回路によって検出した出力インピーダンスが、所定インピーダンス以上である場合には設定回路によりトランスファーゲートが導通状態に設定され、所定インピーダンス未満である場合には設定回路によりトランスファーゲートが遮断状態に設定される。また、設定回路によって設定されたトランスファーゲートの導通または遮断の状態情報が外部から入力される制御情報に従って外部に出力される。したがって、このようなトランスファーゲートの導通または遮断の状態情報を外部から読み出すことにより電力出力装置の発電状態を容易に確認することができる。   According to a tenth aspect of the present invention, the control circuit includes a detection circuit that detects the output impedance and a setting circuit that sets the transfer gate to a conductive state or a cut-off state, and the setting circuit stores the conductive state or the cut-off state. At the same time, these stored states are output to the outside in accordance with control information input from the outside. As a result, when the output impedance detected by the detection circuit is equal to or higher than the predetermined impedance, the transfer gate is set to the conductive state by the setting circuit, and when the output impedance is lower than the predetermined impedance, the transfer gate is set to the cutoff state by the setting circuit. Is done. In addition, transfer gate conduction / shut-off state information set by the setting circuit is output to the outside in accordance with control information input from the outside. Therefore, it is possible to easily confirm the power generation state of the power output device by reading information on the state of conduction or cutoff of the transfer gate from the outside.

請求項11の発明では、制御回路は、当該制御回路を特定するアドレス情報が入力されたか否かを判定するアドレス判定回路をさらに備え、設定回路は、当該制御回路を特定するアドレス情報が入力されたことをアドレス判定回路が判定した場合、制御情報に従った所定動作を行う。これにより、当該制御回路を特定するアドレス情報が入力されない場合には、制御回路は、制御情報には従うことなく所定動作を行わない。例えば、制御情報に従った所定動作が、トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定することである場合には(請求項9)、当該動作は、当該制御回路を特定するアドレス情報が入力されたときに限り行われる。また、例えば、制御情報に従った所定動作が、設定回路に記憶したトランスファーゲートの導通または遮断の状態情報を外部に出力することである場合には(請求項10)、当該動作は、当該制御回路を特定するアドレス情報が入力されたときに限り行われる。したがって、当該出力制御回路が、複数存在する場合、特定の出力制御回路をアドレス情報で指定してこれらの所定動作を行わせることができる。   In the eleventh aspect of the present invention, the control circuit further includes an address determination circuit that determines whether or not address information that specifies the control circuit is input, and the setting circuit receives address information that specifies the control circuit. If the address determination circuit determines that this is the case, a predetermined operation according to the control information is performed. Thereby, when the address information specifying the control circuit is not input, the control circuit does not perform the predetermined operation without following the control information. For example, when the predetermined operation according to the control information is to set the transfer gate to a conductive state or a cut-off state (Claim 9), the address information specifying the control circuit is input to the operation. Only done sometimes. Also, for example, when the predetermined operation according to the control information is to output the transfer gate conduction / shut-off state information stored in the setting circuit to the outside (Claim 10), the operation is performed by the control information. This is performed only when address information specifying a circuit is input. Therefore, when there are a plurality of output control circuits, a specific output control circuit can be designated by the address information to perform these predetermined operations.

請求項12の発明では、電圧情報出力回路とトランスファーゲートと充放電制御回路とを備え、充放電制御回路は、蓄電デバイスの充電電圧が予め設定された出力許容電圧未満の場合にはトランスファーゲートを第1の状態に制御して蓄電デバイスを出力制御回路に導通させて蓄電デバイスを充電し、蓄電デバイスの充電電圧が出力許容電圧以上の場合にはトランスファーゲートを第2の状態に制御する。これにより、請求項1〜5のいずれか一項に記載の出力制御回路の出力側に接続される蓄電制御回路は、蓄電デバイスの充電電圧が予め設定された出力許容電圧以上になると、蓄電デバイスに蓄えられた電気エネルギーをトランスファーゲートを介して外部出力に放電して送電するため、外部に設けられた装置等は、当該蓄電制御回路から電力供給を受けることができる。   According to a twelfth aspect of the present invention, a voltage information output circuit, a transfer gate, and a charge / discharge control circuit are provided, and the charge / discharge control circuit sets the transfer gate when the charge voltage of the power storage device is less than a preset output allowable voltage. The storage device is controlled to the first state to conduct the storage device to the output control circuit to charge the storage device. When the charging voltage of the storage device is equal to or higher than the allowable output voltage, the transfer gate is controlled to the second state. Accordingly, the power storage control circuit connected to the output side of the output control circuit according to any one of claims 1 to 5 is configured such that when the charging voltage of the power storage device is equal to or higher than a preset output allowable voltage, the power storage device The electric energy stored in the battery is discharged to the external output via the transfer gate and transmitted, so that an external device or the like can receive power supply from the power storage control circuit.

請求項13の発明では、少なくとも電圧情報出力回路およびトランスファーゲートは、同じ半導体基板に形成されることから、両者を別々の半導体基板に形成する場合に比べ、コンパクトかつ低コストで構成することが可能になる。また、これらとともに充放電制御回路も同じ半導体基板に形成した場合には、よりコンパクトかつ低コストに構成することができる。   According to the thirteenth aspect of the present invention, at least the voltage information output circuit and the transfer gate are formed on the same semiconductor substrate. Therefore, it is possible to configure the both in a compact and low cost compared to the case where both are formed on separate semiconductor substrates. become. In addition, when the charge / discharge control circuit is formed on the same semiconductor substrate together with these, it can be configured more compactly and at low cost.

請求項14の発明では、スイッチ回路と放電回路とを備える。そして、外部から入力される制御情報に従って、スイッチ回路は、出力制御回路の出力側と蓄電デバイスとの電気的な導通および遮断を制御し、また放電回路は、蓄電デバイスが蓄えた電気エネルギーを低電位側に逃がす。これにより、通常時には、スイッチ回路を導通状態にして出力制御回路の出力側と蓄電デバイスを電気的に接続することによって、電力出力装置が出力する電力を蓄電デバイスに蓄えることができる。また、スイッチ回路を遮断状態にして出力制御回路の出力側と蓄電デバイスを電気的に切り離し、放電回路により蓄電デバイスの電気エネルギーを低電位側に逃がす。これにより、蓄電デバイスが蓄えた電気エネルギーをほぼゼロにすることができる。例えば、メンテナンス時にこのような動作を行うことにより、蓄電デバイスの放電特性を確認することができる。また、電気エネルギーを低電位側に放出した蓄電デバイスに対して、スイッチ回路を導通状態にし出力制御回路の出力側を電気的に接続することによって、蓄電デバイスの充電特性を確認することができる。   The invention of claim 14 includes a switch circuit and a discharge circuit. The switch circuit controls electrical continuity and interruption between the output side of the output control circuit and the power storage device according to control information input from the outside, and the discharge circuit reduces the electrical energy stored in the power storage device. Escape to the potential side. As a result, normally, the power output from the power output apparatus can be stored in the power storage device by electrically connecting the output side of the output control circuit and the power storage device with the switch circuit in a conductive state. Further, the output side of the output control circuit and the power storage device are electrically disconnected by turning off the switch circuit, and the electrical energy of the power storage device is released to the low potential side by the discharge circuit. Thereby, the electrical energy stored in the electricity storage device can be made substantially zero. For example, the discharge characteristics of the electricity storage device can be confirmed by performing such an operation during maintenance. In addition, the charging characteristics of the power storage device can be confirmed by setting the switch circuit in a conductive state and electrically connecting the output side of the output control circuit to the power storage device that has released electrical energy to the low potential side.

請求項15の発明では、蓄電デバイスは、当該蓄電制御回路が構成される半導体基板に、MIM構造により形成される。これにより、蓄電制御回路を形成する半導体の製造工程において、蓄電デバイスをMIMキャパシタとして製造することができるため、蓄電デバイスを別体で構成した場合に比べて抵抗損失が抑制され、蓄電効率を向上させることができる。   According to a fifteenth aspect of the present invention, the power storage device is formed with a MIM structure on a semiconductor substrate on which the power storage control circuit is configured. This enables the storage device to be manufactured as an MIM capacitor in the semiconductor manufacturing process that forms the storage control circuit, thereby reducing resistance loss and improving storage efficiency compared to the case where the storage device is configured separately. Can be made.

本発明の出力制御回路を太陽光発電装置の出力制御システムに適用した第1実施形態における当該システムの構成概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure outline | summary of the said system in 1st Embodiment which applied the output control circuit of this invention to the output control system of the solar power generation device. 図1に示す出力制御装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the output control apparatus shown in FIG. 図1に示す蓄電制御装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the electrical storage control apparatus shown in FIG. 図1に示すコントローラによる制御例を示すタイミングチャートであり、色素増感太陽電池が日陰状態から日照状態に変化した場合の例である。It is a timing chart which shows the example of control by the controller shown in FIG. 1, and is an example at the time of a dye-sensitized solar cell changing from a shade state to a sunshine state. 図1に示すコントローラによる制御例を示すタイミングチャートであり、色素増感太陽電池が日照状態から日陰状態に変化した場合の例である。It is a timing chart which shows the example of control by the controller shown in FIG. 1, and is an example at the time of a dye-sensitized solar cell changing from a sunshine state to a shade state. 図1に示す出力制御装置の他の構成例として、インピーダンスモニター部による閾値を可変にした場合の構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration when the threshold value by the impedance monitor unit is made variable as another configuration example of the output control device shown in FIG. 1. 図1に示す出力制御装置の他の構成例として、インピーダンスモニター部をカレントミラー回路を含んで構成した場合の構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration when the impedance monitor unit includes a current mirror circuit as another configuration example of the output control device shown in FIG. 1. 図1に示す出力制御装置の他の構成例として、インピーダンスモニター部をオペアンプにより構成した場合の構成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration when an impedance monitor unit is configured by an operational amplifier as another configuration example of the output control device illustrated in FIG. 1. 図1に示す出力制御装置の他の構成例として、インピーダンスモニター部の入力側に負荷素子を付加した場合の構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration when a load element is added to the input side of the impedance monitor unit as another configuration example of the output control device shown in FIG. 1. 図1に示す出力制御システムの改変例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of the output control system shown in FIG. 図10に示す出力制御装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the output control apparatus shown in FIG. 本発明の出力制御回路を太陽光発電装置の出力制御システムに適用した第2実施形態における当該システムの構成概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure outline | summary of the said system in 2nd Embodiment which applied the output control circuit of this invention to the output control system of the solar power generation device. 図12に示す出力制御装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the output control apparatus shown in FIG. 本発明の出力制御回路を太陽光発電装置の出力制御システムに適用した第3実施形態における当該システムの構成概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure outline | summary of the said system in 3rd Embodiment which applied the output control circuit of this invention to the output control system of the solar power generation device. 図14に示す出力制御装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the output control apparatus shown in FIG. 本発明の出力制御回路を太陽光発電装置の出力制御システムに適用した第4実施形態における当該システムの構成概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure outline | summary of the said system in 4th Embodiment which applied the output control circuit of this invention to the output control system of the solar power generation device. 図16に示す出力制御装置の構成例を示す回路図であり、電力転送部およびセル状態検出/保持部の回路例を示すものである。FIG. 17 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the output control device illustrated in FIG. 16, illustrating a circuit example of a power transfer unit and a cell state detection / holding unit. 図16に示す出力制御装置の構成例を示す回路図であり、R/W制御部の回路例を示すものである。FIG. 17 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the output control device illustrated in FIG. 16, and illustrates a circuit example of an R / W control unit. 図16に示す蓄電制御装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the electrical storage control apparatus shown in FIG. 図16に示すコントローラによる通常時の制御例を示すタイミングチャートであり、色素増感太陽電池が日照状態から日陰状態に変化した場合の例である。FIG. 17 is a timing chart showing an example of normal control by the controller shown in FIG. 16, in which the dye-sensitized solar cell is changed from a sunshine state to a shade state. 図16に示すコントローラによるメンテナンス時の制御例を示すタイミングチャートであり、試験機能として、電力転送部を強制的に導通状態に設定した場合の例である。It is a timing chart which shows the example of control at the time of the maintenance by the controller shown in FIG. 16, and is an example at the time of forcibly setting a power transfer part to a conduction | electrical_connection state as a test function. 図16に示すコントローラによるメンテナンス時の制御例を示すタイミングチャートであり、試験機能として、セル状態検出/保持部からDSSCの良否情報を読み出す場合の例である。FIG. 17 is a timing chart showing an example of control at the time of maintenance by the controller shown in FIG. 16, and is an example in the case where DSSC pass / fail information is read from the cell state detection / holding unit as a test function. MIM(Metal-Insulator-Metal)構造によるコンデンサの構成例を示す半導体デバイスの模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the semiconductor device which shows the structural example of the capacitor | condenser by a MIM (Metal-Insulator-Metal) structure. トランスファーゲートとして機能するNチャネルMOSトランジスタの他の構成例を示す半導体デバイスの模式的な断面図である。It is a typical sectional view of a semiconductor device showing other examples of composition of an N channel MOS transistor which functions as a transfer gate. 図25(A)は、太陽光発電装置の出力制御システムをシステムLSIとしてチップ化した場合におけるレイアウト例を示す説明図であり、図25(B)は出力制御装置のレイアウト例を示す一点鎖線α内の拡大図であり、図25(C)は、図25(B)のレイアウト例に対する比較レイアウトの例を示す拡大図である。FIG. 25A is an explanatory diagram illustrating a layout example when the output control system of the photovoltaic power generation apparatus is formed into a chip as a system LSI, and FIG. 25B is a dashed-dotted line α illustrating a layout example of the output control apparatus. FIG. 25C is an enlarged view showing an example of a comparison layout with respect to the layout example of FIG. 25B. 色素増感太陽電池の等価回路モデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the equivalent circuit model of a dye-sensitized solar cell.

以下、本発明の出力制御回路を太陽光発電装置の出力制御システム(以下「本システム」という)に適用した第1実施形態〜第4実施形態を各図に基づいて説明する。   Hereinafter, a first embodiment to a fourth embodiment in which the output control circuit of the present invention is applied to an output control system (hereinafter referred to as “the present system”) of a solar power generation device will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
まず、本システムの構成概要を図1を参照して説明する。図1には、本システムの構成概要を示すブロック図が図示されている。図1に示すように、本システムは、主に、出力制御装置20、蓄電制御装置150およびコントローラ170により構成されている。本システムでは、複数のDSSC10から出力される発電電力を出力制御装置20を介して蓄電制御装置150のチャージユニット190に集めて供給用電力として出力する。
[First Embodiment]
First, a configuration outline of the present system will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of the present system. As shown in FIG. 1, this system mainly includes an output control device 20, a power storage control device 150, and a controller 170. In this system, generated power output from the plurality of DSSCs 10 is collected in the charge unit 190 of the power storage control device 150 via the output control device 20 and output as supply power.

第1実施形態では、出力制御装置20は、複数のDSSC10の個々に対応して出力制御装置20が設けられている。そのため、図1に示すように、DSSC10や出力制御装置20のそれぞれの符号の末尾には、便宜的に「a」,「b」…「n」等を付して表すが、いずれも以下説明するDSSC10や出力制御装置20と同様に構成されている。   In the first embodiment, the output control device 20 is provided with an output control device 20 corresponding to each of the plurality of DSSCs 10. Therefore, as shown in FIG. 1, for convenience, “a”, “b”... “N”, etc. are added to the end of the reference numerals of the DSSC 10 and the output control device 20. The same configuration as the DSSC 10 and the output control device 20 is performed.

DSSC10(10a,10b,10c,10d,…,10m,10n)は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する色素増感太陽電池(Dye Sensitized Solar Cell)である。DSSC10の典型的な例は、グレッツェル型であり、例えば、二酸化チタン粉末を焼き付けて色素を吸着させた透明電極(一方の電極(負極))と、この透明電極に所定距離を隔てて設けられる対極(他方の電極(正極))と、これらの電極間に保持されるヨウ素系電解液(電解質溶液)と、から構成される。   DSSC 10 (10a, 10b, 10c, 10d,..., 10m, 10n) is a dye-sensitized solar cell that converts light energy into electrical energy. A typical example of the DSSC 10 is a Gretzel type. For example, a transparent electrode (one electrode (negative electrode)) in which titanium dioxide powder is baked to adsorb a pigment, and a counter electrode provided at a predetermined distance from the transparent electrode. (The other electrode (positive electrode)) and an iodine electrolyte solution (electrolyte solution) held between these electrodes.

DSSCの発電の原理は、前述した非特許文献1(荒川裕則 編著「色素増感太陽電池の最新技術II」)に詳しく説明されているので、詳細はそちらを参照されたい。第1実施形態では、DSSC10は単セル、即ち1つの電池セルで構成される。そのため、DSSC10単体の出力電圧は0.5V前後であり、得られる電力はミリワットオーダに留まる。第1実施形態では、例えば、数10セル〜数100セルのDSSC10から発電電力を集めて蓄電制御装置150のチャージユニット190に蓄えて出力する。   The principle of DSSC power generation is described in detail in Non-Patent Document 1 (edited by Hironori Arakawa, “Latest Dye-Sensitized Solar Cell II”), so please refer to that for details. In the first embodiment, the DSSC 10 is composed of a single cell, that is, one battery cell. Therefore, the output voltage of the DSSC 10 alone is around 0.5 V, and the obtained power remains in the milliwatt order. In the first embodiment, for example, the generated power is collected from several tens of cells to several hundreds of cells of DSSC 10 and stored in the charge unit 190 of the power storage control device 150 for output.

出力制御装置20(20a,20b,20c,20d,…,20m,20n)は、主に、電力転送部21、入力ゲート部24、インピーダンスモニター部25等により構成されており、制御バスCBを介してコントローラ170に接続されている。この出力制御装置20は、DSSC10に対して1対1対応の関係で設けられており、出力制御装置20の電力入力端子PIには、DSSC10の発電電力を入力可能にDSSC10が接続されている。また、出力制御装置20は、コントローラ170から制御コマンドを受けて、DSSC10が太陽光を受けて発電している場合にはDSSC10から入力される発電電力を電力線PLに転送し、DSSC10が発電していない場合にはDSSC10と電力線PLの間を電気的に遮断する、等の各制御を行う。なお、図2に、出力制御装置20の構成例を示す回路図が図示されているので、ここからは図2を参照して説明する。   The output control device 20 (20a, 20b, 20c, 20d,..., 20m, 20n) is mainly composed of a power transfer unit 21, an input gate unit 24, an impedance monitor unit 25, and the like, via a control bus CB. Connected to the controller 170. The output control device 20 is provided in a one-to-one relationship with the DSSC 10, and the DSSC 10 is connected to the power input terminal PI of the output control device 20 so that the generated power of the DSSC 10 can be input. Further, the output control device 20 receives a control command from the controller 170, and when the DSSC 10 receives sunlight to generate power, the output control device 20 transfers the generated power input from the DSSC 10 to the power line PL, and the DSSC 10 generates power. If not, each control such as electrically disconnecting between the DSSC 10 and the power line PL is performed. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the output control device 20, and will be described below with reference to FIG.

図2に示すように、出力制御装置20は、その電力転送部21を転送ゲート部22と状態設定部23とにより構成している。電力転送部21は、後述の入力ゲート部24を介してDSSC10から入力される発電電力を電力出力端子TOに出力する機能を有する。   As shown in FIG. 2, the output control device 20 includes a power transfer unit 21 including a transfer gate unit 22 and a state setting unit 23. The power transfer unit 21 has a function of outputting generated power input from the DSSC 10 to the power output terminal TO via an input gate unit 24 described later.

転送ゲート部22は、例えば、NチャネルMOSトランジスタ(以下「NMOS」という)と、PチャネルMOSトランジスタ(以下「PMOS」という)とを並列に接続して構成されるトランスファーゲートである。即ち、転送ゲート部22は、入力ノードとしてNMOS22aのドレインとPMOS22bのソースとを接続し、また出力ノードとしてNMOS22aのソースとPMOS22bのドレインとを接続して構成される双方向アナログスイッチで、「トランスミッションゲート」や「CMOSスイッチ」とも称される。   The transfer gate unit 22 is, for example, a transfer gate configured by connecting an N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as “NMOS”) and a P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as “PMOS”) in parallel. That is, the transfer gate unit 22 is a bidirectional analog switch configured by connecting the drain of the NMOS 22a and the source of the PMOS 22b as an input node, and connecting the source of the NMOS 22a and the drain of the PMOS 22b as an output node. It is also called “gate” or “CMOS switch”.

転送ゲート部22は、NMOS22aのゲートにHレベルの電圧が印加され、かつPMOS22bのゲートにLレベルの電圧が印加されると、両MOS22a,22bはいずれもオン状態になるため、入出力間が導通する(導通状態)。これとは逆に、NMOS22aのゲートにLレベルの電圧が印加され、かつPMOS22bのゲートにHレベルの電圧が印加されると、両MOS22a,22bはいずれもオフ状態になるため、入出力間が遮断される(遮断状態)。なお、転送ゲート部22は、特許請求の範囲に記載の「トランスファーゲート」に相当し得るものである。   In the transfer gate unit 22, when an H level voltage is applied to the gate of the NMOS 22a and an L level voltage is applied to the gate of the PMOS 22b, both the MOSs 22a and 22b are turned on. Conduction (conduction state). On the other hand, when an L level voltage is applied to the gate of the NMOS 22a and an H level voltage is applied to the gate of the PMOS 22b, both the MOSs 22a and 22b are turned off. Blocked (blocked state). The transfer gate unit 22 may correspond to a “transfer gate” recited in the claims.

状態設定部23は、PMOS23a、NMOS23b、PMOS23c、NMOS23d、NMOS23e、NMOS23fおよびNMOS23gから構成されるフリップフロップ回路と、PMOS23h、NMOS23iおよびNMOS23kから構成されるインバータ回路と、により構成されている。   The state setting unit 23 includes a flip-flop circuit composed of PMOS 23a, NMOS 23b, PMOS 23c, NMOS 23d, NMOS 23e, NMOS 23f and NMOS 23g, and an inverter circuit composed of PMOS 23h, NMOS 23i and NMOS 23k.

このフリップフロップ回路は、PMOS23aおよびNMOS23bからなる一方のインバータ回路と、PMOS23cおよびNMOS23dからなる他方のインバータ回路と、を交差接続したSRAMの記憶セルとほぼ同様に構成されているが、両インバータ回路のそれぞれの出力ノードが前述した転送ゲート部22のNMOS22aやPMOS22bのゲートに接続されている点と、NMOS23gによるリセット回路を有する点と、がSRAMの記憶セルと異なる。   This flip-flop circuit is configured in substantially the same manner as an SRAM storage cell in which one inverter circuit composed of PMOS 23a and NMOS 23b and the other inverter circuit composed of PMOS 23c and NMOS 23d are cross-connected. The SRAM is different from the SRAM storage cell in that each output node is connected to the gates of the NMOS 22a and PMOS 22b of the transfer gate unit 22 described above and a reset circuit using the NMOS 23g.

即ち、一方のインバータ回路の出力ノード(プラス電源Vddにソースを接続したPMOS23aのドレインと、マイナス電源Vssにソースを接続したNMOS23bのドレインとの接続ノード)を、他方のインバータ回路の入力ノード(プラス電源Vddにソースを接続したPMOS23cのゲートと、マイナス電源Vssにソースを接続したNMOS23dのゲートとの接続ノード)に接続するとともに、転送ゲート部22のNMOS22aのゲートにも接続する。   That is, the output node of one inverter circuit (the connection node between the drain of the PMOS 23a whose source is connected to the positive power supply Vdd and the drain of the NMOS 23b whose source is connected to the negative power supply Vss) is connected to the input node (plus The gate is connected to the gate of the PMOS 23c whose source is connected to the power source Vdd and the gate of the NMOS 23d whose source is connected to the negative power source Vss), and is also connected to the gate of the NMOS 22a of the transfer gate unit 22.

同様に、他方のインバータ回路の出力ノード(プラス電源Vddにソースを接続したPMOS23cのドレインと、マイナス電源Vssにソースを接続したNMOS23dのドレインとの接続ノード)を、一方のインバータ回路の入力ノード(プラス電源Vddにソースを接続したPMOS23aのゲートと、マイナス電源Vssにソースを接続したNMOS23bのゲートとの接続ノード)に接続するとともに、転送ゲート部22のPMOS22bのゲートにも接続する。   Similarly, the output node of the other inverter circuit (the connection node between the drain of the PMOS 23c whose source is connected to the positive power supply Vdd and the drain of the NMOS 23d whose source is connected to the negative power supply Vss) is connected to the input node ( The gate of the PMOS 23a having a source connected to the positive power source Vdd and the gate of the NMOS 23b having a source connected to the negative power source Vss) are also connected to the gate of the PMOS 22b of the transfer gate portion 22.

また、データロード用のNMOS23e,23fのソースを前記一方のインバータ回路の入出力ノードおよび前記他方のインバータ回路の入出力ノードにそれぞれ接続する。このデータロード用のNMOS23eのドレインは、PMOS23h、NMOS23iおよびNMOS23kから構成されるインバータ回路の入力ノードに、またデータロード用のNMOS23fのドレインは、同インバータ回路の出力ノードに、それぞれ接続される。また、データロード用のNMOS23e,23fのゲートは、外部からロード信号が入力されるロード端子Ldに接続される。   The sources of the data loading NMOSs 23e and 23f are connected to the input / output node of the one inverter circuit and the input / output node of the other inverter circuit, respectively. The drain of the data loading NMOS 23e is connected to the input node of the inverter circuit composed of the PMOS 23h, NMOS 23i and NMOS 23k, and the drain of the data loading NMOS 23f is connected to the output node of the inverter circuit. The gates of the data loading NMOSs 23e and 23f are connected to a load terminal Ld to which a load signal is input from the outside.

さらに、マイナス電源Vssにソースを接続したリセット用のNMOS23gのドレインを、当該一方のインバータ回路の出力ノードおよび当該他方のインバータ回路の入力ノードに接続する。リセット用のNMOS23gのゲートは、外部から転送ゲートリセット信号が入力されるトランスファーゲートリセット端子T_Rstに接続される。   Further, the drain of the reset NMOS 23g having the source connected to the negative power source Vss is connected to the output node of the one inverter circuit and the input node of the other inverter circuit. The gate of the reset NMOS 23g is connected to a transfer gate reset terminal T_Rst to which a transfer gate reset signal is input from the outside.

これに対して、PMOS23h、NMOS23iおよびNMOS23kから構成されるインバータ回路は、PMOS23hのソースがプラス電源Vddに接続され、またNMOS23iのソースがマイナス電源Vssに接続されて、これらMOS23h,23iの間にNMOS23kが直列に接続される。このNMOS23kは、当該インバータ回路の出力の可否を制御するコントロールゲートで、外部からイネーブル信号が入力されるモニターイネーブル端子Mon_EnにNMOS23kのゲートが接続されている。当該インバータ回路の入力ノードは、これらMOS23h,23iのゲート同士の接続ノードで、前述したフリップフロップ回路のデータロード用のNMOS23eのドレインと、インピーダンスモニター部25の出力ノードとに接続されている。また当該インバータ回路の出力ノードは、PMOS23hとNMOS23kの両ドレインの接続ノードで、データロード用のNMOS23fのドレインに接続されている。   On the other hand, in the inverter circuit composed of the PMOS 23h, the NMOS 23i, and the NMOS 23k, the source of the PMOS 23h is connected to the positive power source Vdd, and the source of the NMOS 23i is connected to the negative power source Vss. Are connected in series. The NMOS 23k is a control gate that controls whether or not the inverter circuit can output, and the gate of the NMOS 23k is connected to a monitor enable terminal Mon_En to which an enable signal is input from the outside. The input node of the inverter circuit is a connection node between the gates of the MOSs 23h and 23i, and is connected to the drain of the NMOS 23e for data loading of the flip-flop circuit and the output node of the impedance monitor unit 25. The output node of the inverter circuit is a connection node between the drains of the PMOS 23h and the NMOS 23k and is connected to the drain of the NMOS 23f for data loading.

これにより、トランスファーゲートリセット端子T_RstにHレベルの電圧が印加されると、リセット用のNMOS23gがオン状態になるため、NMOS22a、PMOS23cおよびNMOS23dの各ゲートがマイナス電源Vssの電圧(Lレベル)になるため、PMOS23cだけがオン状態になる。それにより、PMOS22b、PMOS23aおよびNMOS23bの各ゲートがプラス電源Vddの電圧(Hレベル)になるため、NMOS23bだけがオン状態になり、前記のフリップフロップ回路がリセット状態に設定される。一方、トランスファーゲートリセット端子T_RstがLレベルのときにロード端子LdにHレベルの電圧が印加されると、NMOS23e、NMOS23fのいずれもがオン状態になるとともに、このフリップフロップ回路の入力ノードは、これらMOS23e,23fのドレインから排他的に入力される電圧レベル(HレベルまたはLレベル)にセットされる。即ち、インピーダンスモニター部25から状態設定部23に、Hレベルの電圧が入力される場合には転送ゲート部22を導通状態に設定し、またLレベルの電圧が入力される場合には転送ゲート部22を遮断状態に設定する。   Thus, when an H level voltage is applied to the transfer gate reset terminal T_Rst, the reset NMOS 23g is turned on, so that the gates of the NMOS 22a, PMOS 23c, and NMOS 23d become the voltage (L level) of the negative power source Vss. Therefore, only the PMOS 23c is turned on. As a result, the gates of the PMOS 22b, PMOS 23a, and NMOS 23b become the voltage (H level) of the positive power supply Vdd, so that only the NMOS 23b is turned on, and the flip-flop circuit is set to the reset state. On the other hand, when an H level voltage is applied to the load terminal Ld when the transfer gate reset terminal T_Rst is at the L level, both the NMOS 23e and the NMOS 23f are turned on, and the input nodes of the flip-flop circuit are The voltage level (H level or L level) input exclusively from the drains of the MOSs 23e and 23f is set. That is, when an H level voltage is input from the impedance monitor unit 25 to the state setting unit 23, the transfer gate unit 22 is set to a conductive state, and when an L level voltage is input, the transfer gate unit. 22 is set to the cut-off state.

入力ゲート部24は、電力転送部21の前段に設けられるゲート回路で、NMOS24a、PMOS24bおよびインバータ24cにより構成されている。このゲート回路もトランスファーゲートである。入力ゲート部24は、入力ノードとしてNMOS24aのドレインとPMOS24bのソースとを接続し、また出力ノードとしてNMOS24aのソースとPMOS24bのドレインとを接続している。NMOS24aのゲートとPMOS24bのゲートとをインバータ24cを介して接続している。インバータ24cは、PMOS24bのゲートからNMOS24aのゲートに向けて両者間に介在する。これにより、このトランスファーゲートは、インバータ24cの入力ノードとPMOS24bのドレインとの接続ノードである制御ノードにLレベルの電圧が印加されると、入力ゲート部24が入出力間が導通し(導通状態)、同制御ノードにHレベルの電圧が印加されると、入力ゲート部24の入出力間が遮断される(遮断状態)。この制御ノードは、モニターイネーブル端子Mon_Enに接続されている。そのため、モニターイネーブル端子Mon_EnにLレベルの電圧が印加されているときに入力ゲート部24が導通状態になり、また同端子Mon_EnにHレベルの電圧が印加されているときに入力ゲート部24が遮断状態になる。   The input gate unit 24 is a gate circuit provided in front of the power transfer unit 21 and includes an NMOS 24a, a PMOS 24b, and an inverter 24c. This gate circuit is also a transfer gate. The input gate unit 24 connects the drain of the NMOS 24a and the source of the PMOS 24b as an input node, and connects the source of the NMOS 24a and the drain of the PMOS 24b as an output node. The gate of the NMOS 24a and the gate of the PMOS 24b are connected via an inverter 24c. The inverter 24c is interposed between the gate of the PMOS 24b and the gate of the NMOS 24a. As a result, in the transfer gate, when an L level voltage is applied to a control node that is a connection node between the input node of the inverter 24c and the drain of the PMOS 24b, the input gate portion 24 becomes conductive between the input and output (conduction state). ) When an H level voltage is applied to the control node, the input / output of the input gate unit 24 is blocked (blocked state). This control node is connected to the monitor enable terminal Mon_En. Therefore, when the L level voltage is applied to the monitor enable terminal Mon_En, the input gate portion 24 becomes conductive, and when the H level voltage is applied to the terminal Mon_En, the input gate portion 24 is cut off. It becomes a state.

インピーダンスモニター部25は、状態設定部23の前段に設けられる監視回路で、PMOS25a、NMOS25bおよびNMOS25eから構成される検出回路と、PMOS25c、NMOS25dおよびNMOS25fから構成されるインバータ回路と、により構成されている。この検出回路は、ソースがプラス電源Vddに接続されるとともにゲート−ドレイン間を接続してプラス電源Vddから電流を引き込むPMOS25aと、ゲートが電力入力端子PIに接続されるとともにソースがマイナス電源Vssに接続されるNMOS25bと、の間にNMOS25eが直列に接続されている。このNMOS25eは、当該検出回路の出力の可否を制御するコントロールゲートで、前述のモニターイネーブル端子Mon_EnにNMOS25eのゲートが接続されている。   The impedance monitor unit 25 is a monitoring circuit provided in the preceding stage of the state setting unit 23, and includes a detection circuit including a PMOS 25a, an NMOS 25b, and an NMOS 25e, and an inverter circuit including a PMOS 25c, an NMOS 25d, and an NMOS 25f. . In this detection circuit, the source is connected to the positive power source Vdd, the gate and the drain are connected to draw a current from the positive power source Vdd, the gate is connected to the power input terminal PI, and the source is connected to the negative power source Vss. An NMOS 25e is connected in series between the connected NMOS 25b. The NMOS 25e is a control gate that controls whether or not the output of the detection circuit is possible, and the gate of the NMOS 25e is connected to the monitor enable terminal Mon_En.

これに対して、PMOS25c、NMOS25dおよびNMOS25fから構成されるインバータ回路は、PMOS25cのソースがプラス電源Vddに接続され、またNMOS25dのソースがマイナス電源Vssに接続されて、これらMOS25c,25dの間にNMOS25fが直列に接続される。このNMOS25fは、当該インバータ回路の出力の可否を制御するコントロールゲートで、外部からイネーブル信号が入力されるモニターイネーブル端子Mon_EnにNMOS25fのゲートが接続されている。当該インバータ回路の入力ノードは、これらMOS25c,25dのゲート同士の接続ノードで、前述した検出回路のPMOS25aとNMOS25eとの接続ノードがこれに接続されている。   On the other hand, in the inverter circuit composed of the PMOS 25c, NMOS 25d and NMOS 25f, the source of the PMOS 25c is connected to the positive power source Vdd, and the source of the NMOS 25d is connected to the negative power source Vss. Are connected in series. The NMOS 25f is a control gate for controlling the output of the inverter circuit, and the gate of the NMOS 25f is connected to a monitor enable terminal Mon_En to which an enable signal is input from the outside. An input node of the inverter circuit is a connection node between the gates of the MOSs 25c and 25d, and a connection node between the PMOS 25a and the NMOS 25e of the detection circuit described above is connected thereto.

これにより、モニターイネーブル端子Mon_EnにHレベルの電圧が印加されて、電力入力端子PIに電圧が入力されている場合、つまりDSSC10が発電している場合には、NMOS25b、NMOS25eが共にオン状態になるため、検出回路の出力ノード(インバータ回路の入力ノード)、即ちPMOS25cおよびNMOS25dの各ゲートがマイナス電源Vssの電圧(Lレベル)になる。そのため、インバータ回路の出力ノードからは反転したHレベルの電圧が出力されることから、状態設定部23にはHレベルの電圧が入力されて転送ゲート部22を導通状態に設定する。   As a result, when an H level voltage is applied to the monitor enable terminal Mon_En and a voltage is input to the power input terminal PI, that is, when the DSSC 10 is generating power, both the NMOS 25b and the NMOS 25e are turned on. Therefore, the output node of the detection circuit (input node of the inverter circuit), that is, each gate of the PMOS 25c and the NMOS 25d becomes the voltage (L level) of the negative power supply Vss. Therefore, since an inverted H level voltage is output from the output node of the inverter circuit, the H level voltage is input to the state setting unit 23 to set the transfer gate unit 22 to a conductive state.

これとは逆に、電力入力端子PIに電圧が入力されていない場合、つまりDSSC10が発電していない場合には、NMOS25bがオフ状態になるため、検出回路の出力ノードおよびインバータ回路の入力ノード(PMOS25cおよびNMOS25dの各ゲート)がプラス電源Vddの電圧(Hレベル)になる。そのため、インバータ回路の出力ノードからは反転したLレベルの電圧が出力されることから、状態設定部23にはLレベルの電圧が入力されて転送ゲート部22を遮断状態に設定する。   On the contrary, when no voltage is input to the power input terminal PI, that is, when the DSSC 10 is not generating power, the NMOS 25b is turned off, so that the output node of the detection circuit and the input node ( The gates of the PMOS 25c and NMOS 25d) become the voltage (H level) of the positive power supply Vdd. For this reason, since an inverted L level voltage is output from the output node of the inverter circuit, the L level voltage is input to the state setting unit 23 to set the transfer gate unit 22 to the cutoff state.

なお、この出力制御装置20では、電力入力端子PIに入力されるDSSC10の発電電力をNMOS25bのゲートで受けている。そのため、NMOS25bのゲート電圧がNMOS25bの閾値電圧を超える場合を、DSSC10の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合として、インバータ回路の入力ノードにLレベルの電圧を出力している。つまり、DSSC10の発電電力による入力電圧がNMOS25bの閾値電圧を超える場合を、「DSSC10の出力インピーダンスが所定インピーダンス(発電状態にあるDSSC10の出力インピーダンス)以上である場合」にしている。しかし、実際には、DSSC10の発電時における出力インピーダンスは、その値が様々でありまたバラツキが多い。また発電時の出力電圧にもバラツキがある。そのため、後述するインピーダンスモニター部26(図6)では、検出回路による閾値電圧の閾値を可変にした構成を採ることにより、これらの問題を解決している。   In the output control device 20, the power generated by the DSSC 10 input to the power input terminal PI is received by the gate of the NMOS 25b. Therefore, when the gate voltage of the NMOS 25b exceeds the threshold voltage of the NMOS 25b, when the output impedance of the DSSC 10 is equal to or higher than the predetermined impedance, an L level voltage is output to the input node of the inverter circuit. That is, the case where the input voltage due to the generated power of the DSSC 10 exceeds the threshold voltage of the NMOS 25b is “the output impedance of the DSSC 10 is equal to or higher than a predetermined impedance (the output impedance of the DSSC 10 in the power generation state)”. However, in actuality, the output impedance of the DSSC 10 during power generation varies in value and varies widely. There are also variations in the output voltage during power generation. For this reason, the impedance monitor unit 26 (FIG. 6), which will be described later, solves these problems by adopting a configuration in which the threshold voltage threshold by the detection circuit is made variable.

また、モニターイネーブル端子Mon_EnにHレベルの電圧が印加されて、インピーダンスモニター部25がこのような動作をしている場合には、入力ゲート部24の制御ノードにもモニターイネーブル端子Mon_EnからHレベルの電圧が印加されているため、前述したように入力ゲート部24は遮断状態になる。これにより、電力入力端子PIから入力されるDSSC10の発電電力をインピーダンスモニター部25により監視している状態においては、DSSC10の発電電力は、入力ゲート部24を介して転送ゲート部22に出力されることなく専らインピーダンスモニター部25に入力される。したがって、DSSC10の出力状態をインピーダンスモニター部25により正確に監視することができる。   Further, when an H level voltage is applied to the monitor enable terminal Mon_En and the impedance monitor unit 25 performs such an operation, the control node of the input gate unit 24 also has an H level voltage from the monitor enable terminal Mon_En. Since the voltage is applied, the input gate unit 24 is cut off as described above. Thereby, in a state where the generated power of the DSSC 10 input from the power input terminal PI is monitored by the impedance monitor unit 25, the generated power of the DSSC 10 is output to the transfer gate unit 22 via the input gate unit 24. Without being exclusively input to the impedance monitor unit 25. Therefore, the output state of the DSSC 10 can be accurately monitored by the impedance monitor unit 25.

これに対して、電力入力端子PIから入力されるDSSC10の発電電力を、入力ゲート部24を介して転送ゲート部22に出力している状態においては、モニターイネーブル端子Mon_EnにはLレベルの電圧が印加されているため、インピーダンスモニター部25は、NMOS25e,25fがオフ状態になる。そのため、PMOS25aとNMOS25bの間が遮断されることから、PMOS25aからNMOS25bに電流が流れ込むことなく、インピーダンスモニター部25は休止状態になる。したがって、DSSC10の発電電力を損失なく全て転送ゲート部22に出力することができる。   On the other hand, when the generated power of the DSSC 10 input from the power input terminal PI is output to the transfer gate unit 22 via the input gate unit 24, a voltage of L level is applied to the monitor enable terminal Mon_En. Since the voltage is applied, the NMOS 25e and 25f of the impedance monitor unit 25 are turned off. For this reason, the PMOS 25a and the NMOS 25b are disconnected from each other, so that the current does not flow from the PMOS 25a to the NMOS 25b, and the impedance monitor unit 25 enters a sleep state. Therefore, all the generated power of the DSSC 10 can be output to the transfer gate unit 22 without loss.

このような出力制御装置20の各端子(モニターイネーブル端子Mon_En、ロード端子Ld、トランスファーゲートリセット端子T_Rst)に対する制御は、制御バスCBを介してコントローラ170によって行われる。コントローラ170は、典型的にはマイクロコンピュータであり、制御用のワンボードマイコン、ワンチップマイコンや汎用のパーソナルコンピュータ等がこれに相当する。なお、コントローラ170による出力制御装置20の制御例については、蓄電制御装置150の構成等を説明した後に、図4および図5を参照して説明する。   The control of each terminal (monitor enable terminal Mon_En, load terminal Ld, transfer gate reset terminal T_Rst) of the output control device 20 is performed by the controller 170 via the control bus CB. The controller 170 is typically a microcomputer, which corresponds to a control one-board microcomputer, a one-chip microcomputer, a general-purpose personal computer, or the like. A control example of the output control device 20 by the controller 170 will be described with reference to FIGS. 4 and 5 after describing the configuration of the power storage control device 150 and the like.

次に、図1および図3に基づいて、蓄電制御装置150の構成等を説明する。なお、図3には、蓄電制御装置150の構成例を示す回路図が図示されている。   Next, based on FIG. 1 and FIG. 3, the structure of the electrical storage control apparatus 150 etc. are demonstrated. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the power storage control device 150.

図1に示すように、蓄電制御装置150は、主に、入出力ゲート部151、チャージモニター部153等により構成されており、電力線PLを介して各出力制御装置20(20a,20b,20c,20d,…,20m,20n)に接続されている。蓄電制御装置150は、コントローラ170にも接続されており、コントローラ170から制御コマンドを受けて、各出力制御装置20から電力線PLを介して送られた各DSSC10の発電電力をチャージユニット190に蓄電したり、チャージユニット190に蓄電された電力(電荷)を電力出力端子POを介して外部に転送したりする、等の各制御を行う。なお図3に、蓄電制御装置150の構成例を示す回路図が図示されているので、ここからは図3を参照して説明する。   As shown in FIG. 1, the power storage control device 150 is mainly configured by an input / output gate unit 151, a charge monitor unit 153, and the like, and each output control device 20 (20a, 20b, 20c, 20d, ..., 20m, 20n). The power storage control device 150 is also connected to the controller 170, receives the control command from the controller 170, and stores the generated power of each DSSC 10 sent from each output control device 20 through the power line PL in the charge unit 190. And control such as transferring the electric power (charge) stored in the charge unit 190 to the outside via the power output terminal PO. Note that FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the power storage control device 150, which will be described below with reference to FIG.

図3に示すように、入出力ゲート部151は、導通および遮断の制御が逆になる前段トランスファーゲート(151a,151b)と後段トランスファーゲート(151c,151d)およびインバータ151eにより構成されている。   As shown in FIG. 3, the input / output gate unit 151 includes a front-stage transfer gate (151a, 151b), a rear-stage transfer gate (151c, 151d) and an inverter 151e in which the control of conduction and cutoff is reversed.

前段トランスファーゲートは、前述した転送ゲート部22のトランスファーゲートと同様に、NMOS151aとPMOS151bを並列に接続して構成している。NMOS151aのゲートにはトランスファーゲート制御端子T_Cntが接続され、またPMOS151bのゲートにはインバータ151eの出力側が接続されている。そして、この前段トランスファーゲートの入力ノードには蓄電制御入力端子CIが接続され、出力ノードにはチャージユニット端子Crgおよび後段トランスファーゲートの入力ノードが接続されている。なお、このチャージユニット端子Crgにはチャージユニット190が接続されている。チャージユニット190は、電気エネルギー(電荷)を蓄えられる蓄電デバイスであればよく、例えば、電気二重層コンデンサ等の大容量コンデンサや蓄電池等である。   Similar to the transfer gate of the transfer gate unit 22 described above, the pre-stage transfer gate is configured by connecting an NMOS 151a and a PMOS 151b in parallel. The transfer gate control terminal T_Cnt is connected to the gate of the NMOS 151a, and the output side of the inverter 151e is connected to the gate of the PMOS 151b. The storage control input terminal CI is connected to the input node of the front transfer gate, and the charge unit terminal Crg and the input node of the rear transfer gate are connected to the output node. The charge unit 190 is connected to the charge unit terminal Crg. The charge unit 190 may be an electric storage device that can store electric energy (charge), and is, for example, a large-capacity capacitor such as an electric double layer capacitor, a storage battery, or the like.

同様に、後段トランスファーゲートも、NMOS151cとPMOS151dを並列に接続して構成しているが、トランスファーゲート制御端子T_CntはPMOS151dのゲートに、またインバータ151eの出力側はNMOS151cのゲートに、それぞれ接続されている。この後段トランスファーゲートの入力ノードには、前段トランスファーゲートの出力ノードおよびチャージユニット端子Crgが接続され、また出力ノードには電力出力端子POが接続されている。なお、インバータ151eの入力側はトランスファーゲート制御端子T_Cntに接続されている。   Similarly, the post-stage transfer gate is configured by connecting the NMOS 151c and the PMOS 151d in parallel. The transfer gate control terminal T_Cnt is connected to the gate of the PMOS 151d, and the output side of the inverter 151e is connected to the gate of the NMOS 151c. Yes. The output node of the preceding transfer gate and the charge unit terminal Crg are connected to the input node of the latter transfer gate, and the power output terminal PO is connected to the output node. The input side of the inverter 151e is connected to the transfer gate control terminal T_Cnt.

これにより、トランスファーゲート制御端子T_CntにHレベルの電圧が印加されると、前段トランスファーゲートの入出力間が導通状態になり、後段トランスファーゲートの入出力間が遮断状態になる。これとは逆に、トランスファーゲート制御端子T_CntにLレベルの電圧が印加されると、前段トランスファーゲートの入出力間が遮断状態になり、後段トランスファーゲートの入出力間が導通状態になる。このような2つのトランスファーゲートの排他的な動作によって、トランスファーゲート制御端子T_CntをHレベルにした場合には、蓄電制御入力端子CIに入力される電力をチャージユニット端子Crgに接続されたチャージユニット190に蓄えることができ、トランスファーゲート制御端子T_CntをLレベルにした場合には、チャージユニット190に蓄えられた電力(電荷)をトランスファーゲート制御端子T_Cntから外部に取り出す(転送する)ことができる。   As a result, when an H level voltage is applied to the transfer gate control terminal T_Cnt, the input / output of the preceding transfer gate is turned on and the input / output of the subsequent transfer gate is cut off. On the other hand, when an L level voltage is applied to the transfer gate control terminal T_Cnt, the input / output of the front transfer gate is cut off and the input / output of the rear transfer gate is turned on. When the transfer gate control terminal T_Cnt is set to the H level by such exclusive operation of the two transfer gates, the charge unit 190 connected to the charge unit terminal Crg is the power input to the power storage control input terminal CI. When the transfer gate control terminal T_Cnt is set to the L level, the power (charge) stored in the charge unit 190 can be taken out (transferred) from the transfer gate control terminal T_Cnt.

チャージモニター部153は、チャージユニット端子Crgに接続されたチャージユニット190の蓄電状態を監視する回路であり、フリップフロップ回路により構成されている。このチャージモニター部153は、前述した状態設定部23のフリップフロップ回路とほぼ同様であるので、ここでは状態設定部23のフリップフロップ回路と比較して説明するので、図2も参照しながら説明する。   The charge monitor unit 153 is a circuit that monitors the storage state of the charge unit 190 connected to the charge unit terminal Crg, and is configured by a flip-flop circuit. Since the charge monitor unit 153 is substantially the same as the flip-flop circuit of the state setting unit 23 described above, the charge monitor unit 153 will be described here in comparison with the flip-flop circuit of the state setting unit 23, and will be described with reference to FIG. .

図2および図3に示すように、状態設定部23のフリップフロップ回路を構成する各MOSトランジスタ23a,23b,23c,23d,23e,23fに対して、チャージモニター部153のフリップフロップ回路を構成する各MOSトランジスタ153a,153b,153c,153d,153e,153fがそれぞれ対応する。ただし、図3に示すように、NMOS153b,153d,153e,153fのソースがいずれもマイナス電源Vssに接続されている点と、NMOS153eのゲートがチャージユニット端子Crgに接続され、またNMOS153fのゲートがステータスリセット端子S_Rstに接続される点が、図2に示す状態設定部23のフリップフロップ回路と異なる。   As shown in FIGS. 2 and 3, a flip-flop circuit of the charge monitor unit 153 is configured for each of the MOS transistors 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, and 23f that configure the flip-flop circuit of the state setting unit 23. The MOS transistors 153a, 153b, 153c, 153d, 153e, and 153f correspond to each other. However, as shown in FIG. 3, the sources of the NMOSs 153b, 153d, 153e, and 153f are all connected to the negative power source Vss, the gate of the NMOS 153e is connected to the charge unit terminal Crg, and the gate of the NMOS 153f is status. The point connected to the reset terminal S_Rst is different from the flip-flop circuit of the state setting unit 23 shown in FIG.

このチャージモニター部153は、ステータスリセット端子S_RstにHレベルの電圧を入力することにより初期状態(チャージユニット190に十分な電力(電荷)が蓄電されていないことを示す)に設定されて、Lレベルの電圧がステータス端子Stsから出力される。NMOS153fのゲートにLレベルの電圧が入力されると、NMOS153fがオン状態になる。すると、NMOS153fのドレイン、PMOS153aおよびNMOS153bのゲート、ならびにステータス端子Stsがマイナス電源Vssの電圧(Lレベル)になる。これにより、ステータス端子StsはLレベルになるとともに、PMOS153aがオン状態になるため、今度はPMOS153cおよびNMOS153dのゲートがプラス電源Vddの電圧(Hレベル)になる。このため、NMOS153dがオン状態になり、このフリップフロップ回路の状態が安定して、ステータス端子StsはLレベルに維持される。   The charge monitor unit 153 is set to an initial state (indicating that sufficient electric power (charge) is not stored in the charge unit 190) by inputting an H level voltage to the status reset terminal S_Rst, and is set to the L level. Is output from the status terminal Sts. When an L level voltage is input to the gate of the NMOS 153f, the NMOS 153f is turned on. Then, the drain of the NMOS 153f, the gates of the PMOS 153a and the NMOS 153b, and the status terminal Sts become the voltage (L level) of the negative power source Vss. As a result, the status terminal Sts becomes L level and the PMOS 153a is turned on, so that the gates of the PMOS 153c and NMOS 153d become the voltage (H level) of the positive power supply Vdd. For this reason, the NMOS 153d is turned on, the state of the flip-flop circuit is stabilized, and the status terminal Sts is maintained at the L level.

これに対して、チャージユニット端子Crgに接続されるチャージユニット190が蓄電されてその電圧が上昇してHレベル相当の電圧がNMOS153eのゲートに入力されると、NMOS153eがオン状態になる。すると、NMOS153eのドレイン、PMOS153cおよびNMOS153dのゲートがマイナス電源Vssの電圧(Lレベル)になるため、PMOS153cがオン状態になる。これにより、PMOS153aおよびNMOS153bのゲート、さらにはステータス端子Stsがプラス電源Vddの電圧(Hレベル)になるため、NMOS153bがオン状態になり、このフリップフロップ回路の状態が安定する。つまり、ステータス端子Stsは、LレベルからHレベルに状態が遷移することで、チャージユニット190が十分に蓄電されたことを伝える。なお、再びステータスリセット端子S_RstにHレベルの電圧を入力することにより、ステータス端子StsはLレベルに戻る。なお、ここでは、NMOS153eがオフ状態からオン状態に移行する閾値電圧を、チャージユニット190の出力許容電圧の判断閾値に設定している。   On the other hand, when the charge unit 190 connected to the charge unit terminal Crg is charged and its voltage rises and a voltage corresponding to the H level is input to the gate of the NMOS 153e, the NMOS 153e is turned on. Then, the drain of the NMOS 153e, the gate of the PMOS 153c, and the gate of the NMOS 153d become the voltage (L level) of the negative power supply Vss, so that the PMOS 153c is turned on. As a result, the gates of the PMOS 153a and the NMOS 153b and further the status terminal Sts become the voltage (H level) of the positive power supply Vdd, so that the NMOS 153b is turned on and the state of the flip-flop circuit is stabilized. That is, the status terminal Sts informs that the charge unit 190 has been sufficiently charged by changing the state from the L level to the H level. The status terminal Sts returns to the L level by inputting the H level voltage to the status reset terminal S_Rst again. Here, the threshold voltage at which the NMOS 153e shifts from the off state to the on state is set as the determination threshold value of the output allowable voltage of the charge unit 190.

このように構成される蓄電制御装置150の、入出力ゲート部151とチャージモニター部153は、いずれもMOSトランジスタにより構成されている。そのため、入出力ゲート部151とチャージモニター部153を、例えば、同じ半導体基板に形成することによって、これらを別々の半導体基板に形成する場合に比べ、コンパクトかつ低コストで構成することができる。また、入出力ゲート部151およびチャージモニター部153とともに、これらを制御するコントローラ170であるマイクロコンピュータのコアチップや周辺回路チップ等も同じ半導体基板に形成した場合には、よりコンパクトかつ低コストに構成することができる。   The input / output gate unit 151 and the charge monitor unit 153 of the power storage control device 150 configured as described above are both configured by MOS transistors. Therefore, by forming the input / output gate unit 151 and the charge monitor unit 153 on the same semiconductor substrate, for example, it is possible to configure the input / output gate unit 151 and the charge monitor unit 153 more compactly and at a lower cost than the case where they are formed on different semiconductor substrates. In addition, when the core chip and peripheral circuit chip of the microcomputer, which is the controller 170 that controls the input / output gate unit 151 and the charge monitor unit 153, are formed on the same semiconductor substrate, the configuration is made more compact and low cost. be able to.

このように構成される本システムによるコントローラ170の制御について図4および図5を参照して説明する。図4および図5には、コントローラ170による制御例を示すタイミングチャートが図示されており、図4はDSSC10が日陰状態から日照状態に変化した場合の例、図5はDSSC10が日照状態から日陰状態に変化した場合の例である。   The control of the controller 170 according to the present system configured as described above will be described with reference to FIGS. 4 and 5 are timing charts showing examples of control by the controller 170. FIG. 4 shows an example when the DSSC 10 changes from the shaded state to the sunshine state, and FIG. 5 shows the DSSC 10 from the sunshine state to the shaded state. It is an example when it changes to.

図4に示すように、コントローラ170は、まずトランスファーゲートリセット端子T_Rstおよびステータスリセット端子S_RstをLレベルからHレベルに変位させた後、Lレベルに戻す。これにより、出力制御装置20の転送ゲート部22が遮断状態に設定され、また蓄電制御装置150の入出力ゲート部151のうち、前段のトランスファーゲート(151a,151b)が導通状態に、さらに後段のトランスファーゲート(151c,151d)が遮断状態にそれぞれ設定される。またこれらと同時に、蓄電制御装置150のチャージモニター部153のステータス端子StsがLレベルに設定される。   As shown in FIG. 4, the controller 170 first displaces the transfer gate reset terminal T_Rst and the status reset terminal S_Rst from the L level to the H level, and then returns to the L level. As a result, the transfer gate unit 22 of the output control device 20 is set to the cut-off state, and the front-stage transfer gates (151a, 151b) of the input / output gate unit 151 of the power storage control device 150 are set to the conductive state. The transfer gates (151c, 151d) are set in the cutoff state. At the same time, the status terminal Sts of the charge monitor unit 153 of the power storage control device 150 is set to L level.

次にコントローラ170は、出力制御装置20のモニターイネーブル端子Mon_EnをLレベルからHレベルに変位させる。すると、出力制御装置20の入力ゲート部24が遮断状態に遷移するため、発電電力が転送ゲート部22によって蓄電制御装置150に転送されることなく、図4に示すように立ち上がりエッジのタイミング(1)で電力入力端子PIの電圧が徐々に上昇する。またこのときにインピーダンスモニター部25が起動するため、インピーダンスモニター部25による監視が行われる。   Next, the controller 170 displaces the monitor enable terminal Mon_En of the output control device 20 from the L level to the H level. Then, since the input gate unit 24 of the output control device 20 transitions to the cut-off state, the generated power is not transferred to the power storage control device 150 by the transfer gate unit 22, and the rising edge timing (1 ) Gradually increases the voltage at the power input terminal PI. At this time, since the impedance monitor unit 25 is activated, monitoring by the impedance monitor unit 25 is performed.

モニターイネーブル端子Mon_EnをHレベルにしている間に、コントローラ170は、出力制御装置20のロード端子LdをLレベルからHレベルに変位させる(図4に示す(2))。これにより、インピーダンスモニター部25から状態設定部23のフリップフロップ回路に電力入力端子PIの電圧情報がセットされる。図4に示す例では、各DSSC10は発電しているため(図4に示す(3))、(2)のタイミングで転送ゲート部22が導通状態になる。   While the monitor enable terminal Mon_En is at the H level, the controller 170 displaces the load terminal Ld of the output control device 20 from the L level to the H level ((2) shown in FIG. 4). Thereby, voltage information of the power input terminal PI is set from the impedance monitor unit 25 to the flip-flop circuit of the state setting unit 23. In the example shown in FIG. 4, since each DSSC 10 is generating electric power ((3) shown in FIG. 4), the transfer gate unit 22 becomes conductive at the timing (2).

そして、コントローラ170がモニターイネーブル端子Mon_EnをHレベルからLレベルに変位させることにより、その立ち下がりエッジのタイミング(3)でインピーダンスモニター部25が休止するとともに入力ゲート部24が導通状態に遷移する。このため、電力入力端子PIに入力される発電電力は、入力ゲート部24および転送ゲート部22を介して出力制御装置20の出力制御出力端子TOに出力されることから、図4に示す電力入力端子PIの電圧はタイミング(3)で一時低下する。一方、出力制御装置20から電源ラインPLを介して蓄電制御装置150に発電電力が転送されるため、チャージユニット190の電圧は僅かに上昇する(図4に示す(3'))。   Then, when the controller 170 shifts the monitor enable terminal Mon_En from the H level to the L level, the impedance monitor unit 25 is stopped and the input gate unit 24 is changed to the conductive state at the timing (3) of the falling edge. For this reason, the generated power input to the power input terminal PI is output to the output control output terminal TO of the output control device 20 via the input gate unit 24 and the transfer gate unit 22, so that the power input shown in FIG. The voltage at the terminal PI temporarily decreases at timing (3). On the other hand, since the generated power is transferred from the output control device 20 to the power storage control device 150 via the power supply line PL, the voltage of the charge unit 190 slightly increases ((3 ′) shown in FIG. 4).

コントローラ170は、このような制御を所定時間ごと(例えば、1分、3分、10分、30分などごと)に繰り返す。これにより、図4に示す一連の(4),(5),(6),(6')の各タイミングで前述と同様の制御を行う。そして、チャージユニット190が出力許容電圧の判断閾値Vthに到達すると(図4に示す(7))、蓄電制御装置150のステータス端子StsがLレベルからHレベルに変位するため、これに基づいてコントローラ170は、トランスファーゲート制御端子T_CntをHレベルからLレベルに変位させる。   The controller 170 repeats such control every predetermined time (for example, every 1 minute, 3 minutes, 10 minutes, 30 minutes, etc.). As a result, the same control as described above is performed at a series of timings (4), (5), (6), and (6 ′) shown in FIG. When the charge unit 190 reaches the output allowable voltage determination threshold value Vth ((7) shown in FIG. 4), the status terminal Sts of the power storage control device 150 is displaced from the L level to the H level. 170 shifts the transfer gate control terminal T_Cnt from the H level to the L level.

すると、それまで導通状態にあった蓄電制御装置150の前段トランスファーゲート(151a,151b)が遮断状態に遷移し、逆に遮断状態にあった後段トランスファーゲート(151c,151d)が導通状態に遷移する。そのため、チャージユニット190に蓄えられた電力(電荷)が後段トランスファーゲート(151c,151d)を介して電力出力端子POに出力される。これにより、チャージユニット190の電圧は減少し始め(図4に示すタイミング(8))、また電力出力端子POの電圧が急激に上昇する(図4に示す(8'))。なお、前段トランスファーゲート(151a,151b)が遮断状態になるため、電力入力端子PIの電圧が上昇し始める(図4に示す(8"))。   Then, the front transfer gate (151a, 151b) of the power storage control device 150 that has been in the conductive state transitions to the cutoff state, and the rear stage transfer gate (151c, 151d) that has been in the cutoff state transitions to the conductive state. . Therefore, the electric power (charge) stored in the charge unit 190 is output to the power output terminal PO through the rear transfer gates (151c, 151d). As a result, the voltage of the charge unit 190 starts to decrease (timing (8) shown in FIG. 4), and the voltage of the power output terminal PO rapidly increases ((8 ′) shown in FIG. 4). In addition, since the pre-stage transfer gates (151a and 151b) are cut off, the voltage at the power input terminal PI starts to rise ((8 ") shown in FIG. 4).

コントローラ170は、図略の電圧センサによる電力出力端子POの電圧情報に基づいて、電力出力端子POの電圧がほぼゼロボルトになったことをトリガにしてトランスファーゲート制御端子T_CntをLレベルからHレベルに変位させる。つまり、チャージユニット190に蓄えられた電力(電荷)がほぼ転送されたことを確認すると、入出力ゲート部151を元に戻す。即ち、前段トランスファーゲート(151a,151b)を導通状態に、また後段トランスファーゲート(151c,151d)を遮断状態に、それぞれ遷移させる。これにより、図4に示すように、各DSSC10が発電をし続けている場合には、タイミング(9)でチャージユニット190の電圧が徐々に上がり始め、また電力入力端子PIの電圧も上昇する(図4に示す(9'))。   Based on the voltage information of the power output terminal PO from the voltage sensor (not shown), the controller 170 triggers the voltage of the power output terminal PO to be almost zero volts and changes the transfer gate control terminal T_Cnt from the L level to the H level. Displace. That is, when it is confirmed that the electric power (charge) stored in the charge unit 190 is almost transferred, the input / output gate unit 151 is restored. That is, the front transfer gates (151a and 151b) are turned on, and the rear transfer gates (151c and 151d) are turned off. As a result, as shown in FIG. 4, when each DSSC 10 continues to generate power, the voltage of the charge unit 190 begins to gradually increase at timing (9), and the voltage of the power input terminal PI also increases ( Shown in FIG. 4 (9 ')).

なお、コントローラ170により、トランスファーゲートリセット端子T_RstをLレベルからHレベルに変位させることで、出力制御装置20の転送ゲート部22が遮断状態に遷移する。そのため、蓄電制御装置150への発電電力の転送が中断されることから、タイミング(10)から一時的にチャージユニット端子Crgの電圧の上昇も止まる。しかし、図4に示す(4)、(5)、(6)、(6')と同様の制御を行うことによって(図4に示す(11)、(12)、(13))、モニターイネーブル端子Mon_EnがHレベルからLレベルに変位すると電力(電荷)の転送が再開されたチャージユニット190の蓄電も再び始まる(図4に示す(13')。   The controller 170 shifts the transfer gate reset terminal T_Rst from the L level to the H level, so that the transfer gate unit 22 of the output control device 20 transitions to the cutoff state. Therefore, since the transfer of the generated power to the power storage control device 150 is interrupted, the voltage at the charge unit terminal Crg temporarily stops increasing from the timing (10). However, by performing the same control as (4), (5), (6), (6 ') shown in FIG. 4 ((11), (12), (13) shown in FIG. 4), the monitor enable When the terminal Mon_En shifts from the H level to the L level, the charge unit 190 in which the transfer of the electric power (charge) is resumed starts again ((13 ′) shown in FIG. 4).

なお、図5に示すように、DSSC10が日照状態から日陰状態に変化した場合においては、途中からコントローラ170による制御が異なる。即ち、図5に示すように、それまで日照を受けていた各DSSC10がタイミング(20)から日陰になった場合、チャージユニット190が出力許容電圧の判断閾値Vthに達していないときには、ステータス端子StsがLレベルからHレベルに遷移しない。そのため、コントローラ170は、蓄電制御装置150の入出力ゲート部151をHレベルからLレベルに変位させることはないことから、タイミング(20)の以降(図4に示す矢印)においては、チャージユニット190の電圧は一定値に保たれるかまたはやや減少する。   As shown in FIG. 5, when the DSSC 10 changes from the sunshine state to the shaded state, the control by the controller 170 is different from the middle. That is, as shown in FIG. 5, when each DSSC 10 that has been receiving sunshine until now becomes shaded from the timing (20), when the charge unit 190 has not reached the judgment threshold Vth of the output allowable voltage, the status terminal Sts Does not transition from L level to H level. Therefore, the controller 170 does not displace the input / output gate unit 151 of the power storage control device 150 from the H level to the L level. Therefore, after the timing (20) (the arrow shown in FIG. 4), the charge unit 190 The voltage of is kept at a constant value or decreases slightly.

この場合、タイミング(21)以降においても、コントローラ170は、前述と同様に、一連の制御((1),(2),(3),(3')や、(4),(5),(6),(6')等)を行うが、DSSC10から電力入力端子PIに入力される発電はゼロボルトまたはそれに近い値をとる。そのため、出力制御装置20のインピーダンスモニター部25から状態設定部23のフリップフロップ回路に電力入力端子PIの電圧情報がセットされても、転送ゲート部22は遮断状態を維持するため、出力制御装置20から蓄電制御装置150に発電電力が転送されない。   In this case, after the timing (21), the controller 170 also performs a series of controls ((1), (2), (3), (3 ′), (4), (5), (6), (6 ′), etc.), but the power generation input from the DSSC 10 to the power input terminal PI takes zero volts or a value close thereto. Therefore, even if the voltage information of the power input terminal PI is set from the impedance monitor unit 25 of the output control device 20 to the flip-flop circuit of the state setting unit 23, the transfer gate unit 22 maintains the cutoff state, so the output control device 20 Is not transferred to the power storage control device 150.

つまり、DSSC10が発電していない場合には、コントローラ170は、出力制御装置20の転送ゲート部22によって蓄電制御装置150との導通を遮断する。そのため、チャージユニット190に蓄えられた電力(電荷)が出力制御装置20の方向に逆流して、抵抗として作用するDSSC10により消費されることがない。したがって、電力損失を抑制することができる。   That is, when the DSSC 10 is not generating power, the controller 170 cuts off the electrical connection with the power storage control device 150 by the transfer gate unit 22 of the output control device 20. Therefore, the electric power (charge) stored in the charge unit 190 does not flow backward in the direction of the output control device 20 and is not consumed by the DSSC 10 acting as a resistor. Therefore, power loss can be suppressed.

なお、上述したように、コントローラ170による制御では、インピーダンスモニター部25を常に動作させるのではなく、例えば、1分、3分、10分、30分などごとに、間欠動作をさせて所定時間ごとに出力インピーダンスを検出する。これにより、インピーダンスモニター部25が出力インピーダンスを常に検出する場合に比べて、インピーダンスモニター部25の動作時間が減少するため、インピーダンスモニター部25による消費電力量を削減することができる。なお、インピーダンスモニター部25は、図2に示すように、そのすべてをMOSトランジスタで構成しているため、NMOS25e,25fがオフ状態の場合には、PMOS25a,25cやNMOS25b,25dには直流電流が流れない。したがって、このように検出回路を間欠動作させることで、出力制御装置20による消費電力を大幅に削減することができる。   As described above, in the control by the controller 170, the impedance monitor unit 25 is not always operated, but is intermittently operated every predetermined time, for example, every 1 minute, 3 minutes, 10 minutes, or 30 minutes. The output impedance is detected. Thereby, compared with the case where the impedance monitor unit 25 always detects the output impedance, the operation time of the impedance monitor unit 25 is reduced, so that the power consumption by the impedance monitor unit 25 can be reduced. As shown in FIG. 2, since all of the impedance monitor unit 25 is composed of MOS transistors, when the NMOSs 25e and 25f are in an off state, a direct current is applied to the PMOSs 25a and 25c and the NMOSs 25b and 25d. Not flowing. Therefore, by intermittently operating the detection circuit in this way, the power consumption by the output control device 20 can be greatly reduced.

また、図4および図5では、すべてのDSSC10a〜10nが日照あるいは日陰になる場合を想定して説明したが、図1に示すように、出力制御装置20(20a〜20n)は、それぞれのDSSC10a〜10nに対応して個々に接続されている。そのため、太陽光の当たり具合がDSSC10a〜10nに個々に異なる場合には、図4および図5に示すような制御を、個々の出力制御装置20a〜20nがそれぞれのDSSC10a〜10nに対応して個別に行う。   4 and 5 have been described assuming that all DSSCs 10a to 10n are exposed to sunlight or shade. However, as shown in FIG. 1, the output control devices 20 (20a to 20n) are connected to the respective DSSCs 10a to 10n. Are individually connected corresponding to ˜10n. Therefore, in the case where the sunlight hits the DSSCs 10a to 10n individually, the control as shown in FIGS. 4 and 5 is performed individually for each output controller 20a to 20n corresponding to each DSSC 10a to 10n. To do.

なお、前述したコントローラ170の制御例では、インピーダンスモニター部25を、例えば、1分、3分、10分、30分などごとに、間欠動作をさせて所定時間ごとに出力インピーダンスを検出するように構成したが、インピーダンスモニター部25をほぼ連続的に動作させてもよい。これにより、インピーダンスモニター部25によるほぼ連続したインピーダンスの検出が可能になるので、DSSC10に対する監視の精度を高めることができる。   In the control example of the controller 170 described above, the impedance monitor unit 25 is intermittently operated, for example, every 1 minute, 3 minutes, 10 minutes, 30 minutes, etc., and the output impedance is detected every predetermined time. Although configured, the impedance monitor 25 may be operated almost continuously. Thereby, since the impedance monitor unit 25 can detect substantially continuous impedance, the accuracy of monitoring the DSSC 10 can be improved.

ここで、出力制御装置20の他の構成例を図6〜図9を参照して説明する。まず図6に示す構成例について説明する。この構成例による出力制御装置120は、前述した出力制御装置20に比べて、インピーダンスモニター部25をインピーダンスモニター部26に変更した点が異なる。他の構成については出力制御装置20と実質的に同一であるため、同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。   Here, another configuration example of the output control device 20 will be described with reference to FIGS. First, the configuration example shown in FIG. 6 will be described. The output control device 120 according to this configuration example is different from the output control device 20 described above in that the impedance monitor unit 25 is changed to the impedance monitor unit 26. Since the other configuration is substantially the same as that of the output control device 20, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図6に示す出力制御装置120は、出力制御装置20のインピーダンスモニター部25に代えて、インピーダンスモニター部26を備える。インピーダンスモニター部26は、インピーダンスモニター部25のNMOS25bを、実質的にフラッシュ素子26b2に変更した構成を採る。そのため、出力制御装置120のPMOS26a、26c、NMOS26d,26e,26fは、それぞれ出力制御装置20のPMOS25a、25c、NMOS25d,25e,25fに対応しているため構成上や機能上の違いはない。   The output control device 120 illustrated in FIG. 6 includes an impedance monitor unit 26 instead of the impedance monitor unit 25 of the output control device 20. The impedance monitor unit 26 employs a configuration in which the NMOS 25b of the impedance monitor unit 25 is substantially changed to the flash element 26b2. Therefore, the PMOSs 26a and 26c and the NMOSs 26d, 26e, and 26f of the output control device 120 correspond to the PMOSs 25a and 25c, and the NMOSs 25d, 25e, and 25f of the output control device 20, respectively.

フラッシュ素子26b2は、通常、フラッシュメモリを構成するための半導体デバイスである。しかし、ここではメモリデバイスとしてではなく、フラッシュ素子26b2のフローティングゲートに蓄えられる電荷量に依存してドレイン−ソース間のオンオフ制御の閾値電圧を可変にしたNMOSトランジスタとして機能する。なお、NMOS26b1,26b3は、フラッシュ素子26b2の書き込み時の制御に用い、通常時はいずれもオン状態を維持するようにゲート制御端子Cga,Cgbにゲート電圧が印加される。   The flash element 26b2 is usually a semiconductor device for constituting a flash memory. However, it functions not as a memory device but as an NMOS transistor in which the threshold voltage for on-off control between the drain and source is made variable depending on the amount of charge stored in the floating gate of the flash element 26b2. Note that the NMOSs 26b1 and 26b3 are used for control at the time of writing to the flash element 26b2, and a gate voltage is applied to the gate control terminals Cga and Cgb so as to maintain the ON state in normal times.

フラッシュ素子26b2への閾値設定は、コントローラ170により次の手順で行われる。まず、出力制御装置120a〜120n(図1に示す出力制御装置20a〜20nに相当する)について、それぞれのゲート制御端子Cga,CgbにLレベルの電圧を印加して、フラッシュ素子26b2を挟む両NMOS26b1,26b3をオフ状態に設定する。次に電力入力端子PIをゼロボルトに設定(例えば、電力入力端子PIをGNDに接続する)した後、サブ基板端子Subに、例えば20ボルトを1ミリ秒〜100ミリ秒間、印加する。これにより、フローティングゲートに貯まっていた電子がサブ基板端子Sub側に引き抜かれて閾値電圧がマイナス電圧になるため、フラッシュ素子26b2はデプレッション状態になる(この状態をフラッシュメモリでは消去状態という)。   The threshold setting for the flash element 26b2 is performed by the controller 170 in the following procedure. First, for the output control devices 120a to 120n (corresponding to the output control devices 20a to 20n shown in FIG. 1), an L level voltage is applied to the respective gate control terminals Cga and Cgb, and both NMOSs 26b1 sandwiching the flash element 26b2 are sandwiched. , 26b3 are set to the off state. Next, after setting the power input terminal PI to zero volts (for example, connecting the power input terminal PI to GND), for example, 20 volts is applied to the sub-board terminal Sub for 1 to 100 milliseconds. As a result, electrons stored in the floating gate are pulled out to the sub-substrate terminal Sub and the threshold voltage becomes a negative voltage, so that the flash element 26b2 is in a depletion state (this state is called an erase state in the flash memory).

次に、出力制御装置20(20a〜20n)の電力入力端子PIに接続されるDSSC10(10a〜10n)について個々の閾値電圧を設定する。この設定は、それぞれの出力制御装置20a等に対して接続されるそれぞれのDSSC10a等ごとに行われる。ゲート制御端子Cga,CgbにLレベルの電圧を印加してNMOS26b1,26b3をオフ状態にした後、サブ基板端子Subに例えば−20ボルトを数マイクロ秒間、印加する。その後、ゲート制御端子Cga,CgbにHレベルの電圧を印加してNMOS26b1,26b3をオン状態にしてから、制御電圧端子Vcnに流れる電流を計測する。この電流は、電力入力端子PIの入力電圧に応じて変動するため、所望の電流値になるまで、電力入力端子PIの入力電圧の変更、−20ボルトの印加および計測を繰り返し、所望の電流値を計測すると、閾値電圧の設定を終了する。   Next, individual threshold voltages are set for the DSSCs 10 (10a to 10n) connected to the power input terminals PI of the output control devices 20 (20a to 20n). This setting is performed for each DSSC 10a connected to each output control device 20a. After applying an L level voltage to the gate control terminals Cga and Cgb to turn off the NMOSs 26b1 and 26b3, -20 volts, for example, is applied to the sub-substrate terminal Sub for several microseconds. Thereafter, an H level voltage is applied to the gate control terminals Cga and Cgb to turn on the NMOSs 26b1 and 26b3, and then the current flowing through the control voltage terminal Vcn is measured. Since this current fluctuates in accordance with the input voltage at the power input terminal PI, the input current at the power input terminal PI is changed, the application of −20 volts and measurement are repeated until the desired current value is reached. Is measured, the setting of the threshold voltage is finished.

この制御電圧端子Vcnに流れる電流は、電流センサや抵抗による降下電圧に基づいて検出されてコントローラ170に出力される電流情報であり、電力入力端子PIに接続されるDSSC10のインピーダンスにより変動する。そのため、コントローラ170では、このような電流情報から、個々のDSSC10に応じた所定インピーダンス(発電状態にあるDSSC10の出力インピーダンスであり、具体的にはDSSC10ごとに異なる)を求めて、所定インピーダンスに対応する電流値になった場合に、前述の閾値電圧の設定が終了するように出力制御装置20を制御する。なお、図6では電流センサ等は図示されていないことに注意されたい。また、所定インピーダンスのときにDSSC10が発電する電圧が予めわかっている場合には、その既知の電圧を電力入力端子PIに印加してフラッシュ素子26b2の閾値電圧を設定してもよい。これにより、電流センサ等の制御電圧端子Vcnに流れる電圧を測定する必要がなくなるので、構成を簡素化することができる。   The current flowing through the control voltage terminal Vcn is current information that is detected based on a voltage drop caused by a current sensor or a resistor and is output to the controller 170, and varies depending on the impedance of the DSSC 10 connected to the power input terminal PI. Therefore, the controller 170 obtains a predetermined impedance corresponding to each DSSC 10 (the output impedance of the DSSC 10 in the power generation state, specifically, different for each DSSC 10) from such current information, and corresponds to the predetermined impedance. When the current value is reached, the output control device 20 is controlled so that the setting of the threshold voltage is completed. Note that FIG. 6 does not show a current sensor or the like. If the voltage generated by the DSSC 10 at a predetermined impedance is known in advance, the known voltage may be applied to the power input terminal PI to set the threshold voltage of the flash element 26b2. This eliminates the need to measure the voltage flowing through the control voltage terminal Vcn such as a current sensor, thereby simplifying the configuration.

なお、電力入力端子PIとサブ基板端子Subの相対電圧の関係が上記のように維持されれば、電力入力端子PIやサブ基板端子Subの電圧値を変更してもよい。例えば、サブ基板端子Subをゼロボルトにし、電力入力端子PIに−20Vを印加してもよい。また、先の手順ではコントローラ170により、すべての出力制御装置120a〜120nに対して、最初にフラッシュ素子26b2をマイナス閾値電圧状態(消去状態)に設定した後、閾値電圧の設定を行ったが、例えば、最初にフラッシュ素子26b2をプラスの高閾値電圧状態に設定した後、個別具体的な閾値電圧に下げる設定を個々に行ってもよい。   Note that the voltage values of the power input terminal PI and the sub board terminal Sub may be changed as long as the relative voltage relationship between the power input terminal PI and the sub board terminal Sub is maintained as described above. For example, the sub board terminal Sub may be set to zero volts, and −20 V may be applied to the power input terminal PI. In the previous procedure, the controller 170 first sets the flash element 26b2 to the negative threshold voltage state (erased state) for all the output control devices 120a to 120n, and then sets the threshold voltage. For example, the flash element 26b2 may be set to a positive high threshold voltage state first, and then individually set to a specific threshold voltage.

インピーダンスモニター部26では、このように閾値電圧(検出閾値)を可変可能なフラッシュ素子26b2のゲートで電力入力端子PIを受ける構成にしたため、DSSC10の出力インピーダンスの検出閾値、即ち出力インピーダンスが所定インピーダンス以上であるか未満であるかを判定する閾値を変更することが可能になる。このため、DSSC10の個々についてフラッシュ素子26b2の閾値電圧を設定することにより、DSSC10の出力インピーダンスにバラツキがあったりしても、検出閾値を最適値に設定することができる。したがって、電力損失をさらに抑制することができる。   Since the impedance monitor unit 26 is configured to receive the power input terminal PI at the gate of the flash element 26b2 that can change the threshold voltage (detection threshold) in this way, the detection threshold of the output impedance of the DSSC 10, that is, the output impedance is equal to or higher than a predetermined impedance It is possible to change the threshold value for determining whether the value is less than or less than. Therefore, by setting the threshold voltage of the flash element 26b2 for each DSSC 10, the detection threshold can be set to the optimum value even if the output impedance of the DSSC 10 varies. Therefore, power loss can be further suppressed.

次に図7に示す構成例について説明する。この構成例による出力制御装置220は、前述した出力制御装置20に比べて、インピーダンスモニター部25をインピーダンスモニター部27に変更した点が異なる。他の構成については出力制御装置20と実質的に同一であるため、同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。   Next, a configuration example shown in FIG. 7 will be described. The output control device 220 according to this configuration example is different from the output control device 20 described above in that the impedance monitor unit 25 is changed to the impedance monitor unit 27. Since the other configuration is substantially the same as that of the output control device 20, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図7に示す出力制御装置220は、出力制御装置20のインピーダンスモニター部25に代えて、インピーダンスモニター部27を備える。インピーダンスモニター部27は、インピーダンスモニター部25のPMOS25aを、実質的に、PMOS27a、NMOS27b、PMOS27c、NMOS27d,27hにより構成されるカレントミラー回路に変更した構成を採る。そのため、出力制御装置220のNMOS27d、PMOS27e、NMOS27f,27h,27iは、それぞれ出力制御装置20のNMOS25b、PMOS25c、NMOS25d,25e,25fに対応して構成上や機能上の違いはない。なお、NMOS27d,27hは、カレントミラー回路の構成にも寄与している。   The output control device 220 illustrated in FIG. 7 includes an impedance monitor unit 27 instead of the impedance monitor unit 25 of the output control device 20. The impedance monitor unit 27 employs a configuration in which the PMOS 25a of the impedance monitor unit 25 is substantially changed to a current mirror circuit composed of a PMOS 27a, an NMOS 27b, a PMOS 27c, and NMOSs 27d and 27h. Therefore, the NMOS 27d, PMOS 27e, NMOS 27f, 27h, and 27i of the output control device 220 have no difference in configuration and function corresponding to the NMOS 25b, PMOS 25c, NMOS 25d, 25e, and 25f of the output control device 20, respectively. The NMOSs 27d and 27h also contribute to the configuration of the current mirror circuit.

図7に示すインピーダンスモニター部27を構成するカレントミラー回路は、ソースがプラス電源Vddに接続されるとともにゲート−ドレイン間を接続してプラス電源Vddから電流を引き込むPMOS27aと、ゲートが比較電圧端子Vrfに接続されるとともにソースがマイナス電源Vssに接続されるNMOS27bと、の間にNMOS27gが直列に接続されている。このNMOS27gは、当該カレントミラー回路の動作の可否を制御するコントロールゲートで、モニターイネーブル端子Mon_EnにNMOS27gのゲートが接続されている。このPMOS27a、NMOS27b,27gに流れる電流を、PMOS27c、NMOS27d,27hに流れる電流として写す。そのため、PMOS27cのゲートは、PMOS27aのゲートに接続されている。比較電圧端子Vrfには、電力入力端子PIの入力電圧によって、インピーダンスモニター部27による検出の可否を決定する閾値電圧(比較基準電圧)を入力する。この電圧は、所定インピーダンスのときにDSSC10が発電する電圧である。   The current mirror circuit constituting the impedance monitor unit 27 shown in FIG. 7 includes a PMOS 27a having a source connected to the positive power source Vdd and a gate-drain connected to draw current from the positive power source Vdd, and a gate having a comparison voltage terminal Vrf. The NMOS 27g is connected in series with the NMOS 27b whose source is connected to the negative power source Vss. The NMOS 27g is a control gate that controls whether or not the current mirror circuit can operate, and the gate of the NMOS 27g is connected to the monitor enable terminal Mon_En. The current flowing through the PMOS 27a, NMOS 27b, and 27g is copied as the current flowing through the PMOS 27c, NMOS 27d, and 27h. Therefore, the gate of the PMOS 27c is connected to the gate of the PMOS 27a. The comparison voltage terminal Vrf receives a threshold voltage (comparison reference voltage) that determines whether or not detection by the impedance monitor unit 27 is possible according to the input voltage of the power input terminal PI. This voltage is a voltage generated by the DSSC 10 at a predetermined impedance.

これにより、電力入力端子PIを受けるNMOS27dに直列に接続されるPMOS27cやNMOS27hは、いずれもPMOS25aのようなゲート−ドレイン間を接続したMOSダイオードを構成しない。そのため、PMOS27c、NMOS27h,27dに流れる電流を最小限に抑えることができることから、出力制御装置20のインピーダンスモニター部25の構成に比べて、電力入力端子PIから入力されるDSSC10による発電電力の損失をさらに抑制することができる。また、比較電圧端子Vrfに入力する比較基準電圧により閾値電圧を容易に変更することができ、DSSC10a〜10nによって異なる発電時の個々のインピーダンスに柔軟に対応することができる。   As a result, the PMOS 27c and the NMOS 27h connected in series to the NMOS 27d that receives the power input terminal PI do not constitute a MOS diode having a gate-drain connection like the PMOS 25a. Therefore, since the current flowing through the PMOS 27c, NMOS 27h, and 27d can be minimized, the loss of the generated power by the DSSC 10 input from the power input terminal PI can be reduced as compared with the configuration of the impedance monitor unit 25 of the output control device 20. Further suppression can be achieved. Further, the threshold voltage can be easily changed by the comparison reference voltage input to the comparison voltage terminal Vrf, and it is possible to flexibly cope with individual impedances during power generation that differ depending on the DSSCs 10a to 10n.

次に図8に示す構成例について説明する。この構成例による出力制御装置320は、前述した出力制御装置20に比べて、インピーダンスモニター部25をインピーダンスモニター部28に変更した点が異なる。他の構成については出力制御装置20と実質的に同一であるため、同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。   Next, a configuration example shown in FIG. 8 will be described. The output control device 320 according to this configuration example is different from the output control device 20 described above in that the impedance monitor unit 25 is changed to the impedance monitor unit 28. Since the other configuration is substantially the same as that of the output control device 20, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図8に示す出力制御装置320は、出力制御装置20のインピーダンスモニター部25に代えて、インピーダンスモニター部28を備える。インピーダンスモニター部28は、電力入力端子PIをオペアンプ28aにより受けた構成を採る。即ち、この構成例では、オペアンプ28aの差動入力の一方(非反転入力)に電力入力端子PIを接続し、他方(反転入力)には出力制御出力端子TOを接続する。オペアンプ28aの出力側は、状態設定部23のインバータ回路を構成するNMOS23hおよびNMOS23iの各ゲートに接続する。オペアンプ28aは、差動入力段をMOSトランジスタで構成する。オペアンプ28aは、正負両電源タイプであり、プラス電源+V、マイナス電源−Vのそれぞれから電力が供給される。   An output control device 320 illustrated in FIG. 8 includes an impedance monitor unit 28 instead of the impedance monitor unit 25 of the output control device 20. The impedance monitor unit 28 employs a configuration in which the power input terminal PI is received by the operational amplifier 28a. That is, in this configuration example, the power input terminal PI is connected to one (non-inverting input) of the differential input of the operational amplifier 28a, and the output control output terminal TO is connected to the other (inverting input). The output side of the operational amplifier 28a is connected to the gates of the NMOS 23h and NMOS 23i constituting the inverter circuit of the state setting unit 23. The operational amplifier 28a has a differential input stage composed of MOS transistors. The operational amplifier 28a is a positive and negative power source type, and is supplied with power from each of a positive power source + V and a negative power source -V.

なお、+Vは、NMOS28bを介在させて供給することで、このNMOS28bのゲートにHレベルの電圧が印加されている場合にこのオペアンプ28aが動作するように構成されている。第1実施形態では、NMOS28bのゲートは、モニターイネーブル端子Mon_Enに接続されているため、これまで説明したインピーダンスモニター部25等と同様に、モニターイネーブル端子Mon_EnがHレベルになると、インピーダンスモニター部27が動作し、Lレベルのときには休止する。   Note that + V is supplied through the NMOS 28b, so that the operational amplifier 28a operates when a voltage of H level is applied to the gate of the NMOS 28b. In the first embodiment, since the gate of the NMOS 28b is connected to the monitor enable terminal Mon_En, as in the impedance monitor unit 25 and the like described so far, when the monitor enable terminal Mon_En becomes H level, the impedance monitor unit 27 is activated. Operates and pauses at L level.

このようにインピーダンスモニター部28をオペアンプ28aにより構成することにより、オペアンプ28aの差動入力段で電力入力端子PIを受けるため、電力入力端子PIに対する入力インピーダンスを高めることができる。よって、出力制御装置20のインピーダンスモニター部25の構成に比べて、電力入力端子PIから入力されるDSSC10による発電電力の損失を抑制することができる。   By configuring the impedance monitor unit 28 with the operational amplifier 28a as described above, the power input terminal PI is received at the differential input stage of the operational amplifier 28a, so that the input impedance to the power input terminal PI can be increased. Therefore, compared to the configuration of the impedance monitor unit 25 of the output control device 20, it is possible to suppress the loss of generated power by the DSSC 10 that is input from the power input terminal PI.

次に図9に示す出力制御装置420は、出力制御装置20の電力入力端子PIに負荷素子29を接続して、DSSC10から電力入力端子PIに発電電力の入力がある場合にはこの負荷素子29をDSSC10の負荷としてこれに電流を流し、また発電電力の入力がない場合にはこの負荷素子29からDSSC10に電流を流すことにより発生する電圧をインピーダンスモニター部25で検出する。そのため、他の構成については出力制御装置20と実質的に同一であるため、同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。   Next, the output control device 420 shown in FIG. 9 connects the load element 29 to the power input terminal PI of the output control device 20, and when there is input of generated power from the DSSC 10 to the power input terminal PI, this load element 29. Is supplied to the DSSC 10 as a load, and when there is no input of generated power, the impedance monitor 25 detects a voltage generated by passing a current from the load element 29 to the DSSC 10. Therefore, since the other configuration is substantially the same as that of the output control device 20, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図9に示すように、負荷素子29は、フラッシュ素子29aと、このフラッシュ素子29aを挟んで直列に接続されるNMOS29b,29cとにより構成されている。この負荷素子29は、フラッシュ素子29aの閾値電圧を設定することにより負荷素子29としてのインピーダンスを変更することができ、DSSC10a〜10nに合わせて個々に調整可能に構成されている。   As shown in FIG. 9, the load element 29 includes a flash element 29a and NMOSs 29b and 29c connected in series across the flash element 29a. The load element 29 can change the impedance as the load element 29 by setting the threshold voltage of the flash element 29a, and can be individually adjusted according to the DSSCs 10a to 10n.

負荷素子29のフラッシュ素子29aの閾値電圧を設定する場合においては、電力入力端子PIにドレインが接続されるNMOS29bがオフ状態になるようにゲート制御端子CgaにLレベルの電圧を印加する。これにより、フラッシュ素子29aおよびNMOS29cが電力入力端子PIから電気的に切り離される。また、フラッシュ素子29aの閾値電圧の設定時において、NMOS29cのゲートにはゲート制御端子Cgbから、設定する閾値電圧に相当する閾値対応電圧が印加され、かつソースに接続された制御電圧端子VcnにLレベル(ゼロボルト)に設定される。この状態においてフラッシュ素子29aのフローティングゲート制御端子Cgfに20ボルトを印加することにより、フラッシュ素子29aの閾値電圧が上昇して予定した閾値電圧に設定される。なお、フラッシュ素子29aのサブ基板にサブ基板端子Subが接続されている場合には、制御電圧端子Vcnの代わりにサブ基板端子SubをLレベル(ゼロボルト)に設定してもよい。   When setting the threshold voltage of the flash element 29a of the load element 29, an L level voltage is applied to the gate control terminal Cga so that the NMOS 29b whose drain is connected to the power input terminal PI is turned off. Thereby, the flash element 29a and the NMOS 29c are electrically disconnected from the power input terminal PI. Further, when setting the threshold voltage of the flash element 29a, a threshold corresponding voltage corresponding to the threshold voltage to be set is applied to the gate of the NMOS 29c from the gate control terminal Cgb, and L is applied to the control voltage terminal Vcn connected to the source. Set to level (zero volts). In this state, by applying 20 volts to the floating gate control terminal Cgf of the flash element 29a, the threshold voltage of the flash element 29a is increased and set to a predetermined threshold voltage. When the sub substrate terminal Sub is connected to the sub substrate of the flash element 29a, the sub substrate terminal Sub may be set to L level (zero volts) instead of the control voltage terminal Vcn.

これに対して、フラッシュ素子29aの閾値電圧を下降させる場合には、フローティングゲート制御端子Cgfに印加した電圧と、制御電圧端子Vcnまたはサブ基板端子Subに印加した電圧とを逆に設定する。つまりフローティングゲート制御端子CgfをLレベル(ゼロボルト)に設定し、制御電圧端子Vcnまたはサブ基板端子Subに20ボルトを印加する。また、NMOS29cのゲートにはゲート制御端子Cgbから、降下させる閾値電圧に相当する閾値対応電圧を印加する。これにより、フラッシュ素子29aの閾値電圧が下降するため、予定した閾値電圧に設定される。   On the other hand, when the threshold voltage of the flash element 29a is lowered, the voltage applied to the floating gate control terminal Cgf and the voltage applied to the control voltage terminal Vcn or the sub substrate terminal Sub are set in reverse. That is, the floating gate control terminal Cgf is set to L level (zero volts), and 20 volts is applied to the control voltage terminal Vcn or the sub-substrate terminal Sub. Further, a threshold corresponding voltage corresponding to the threshold voltage to be lowered is applied to the gate of the NMOS 29c from the gate control terminal Cgb. As a result, the threshold voltage of the flash element 29a decreases, and is set to a predetermined threshold voltage.

このように負荷素子29およびその周辺回路を構成することで、負荷素子29を発電時のDSSC10の負荷にする場合には、NMOS29b,29cのいずれもオン状態になるようにHレベルの電圧をゲート制御端子Cga,Cgbに印加する。また、NMOS29cの制御電圧端子VcnをGND(アースまたは基準電位)に接続する。これにより、電力入力端子PIから負荷素子29に電流が流れるため、それにより発生する電圧をインピーダンスモニター部25により検出することで、発電時のDSSC10のインピーダンスを間接的に検出することができる。   By configuring the load element 29 and its peripheral circuits in this way, when the load element 29 is used as a load of the DSSC 10 during power generation, the H level voltage is gated so that both the NMOS 29b and 29c are turned on. Applied to the control terminals Cga and Cgb. Further, the control voltage terminal Vcn of the NMOS 29c is connected to GND (ground or reference potential). Thereby, since a current flows from the power input terminal PI to the load element 29, the impedance generated by the impedance monitor unit 25 can be detected indirectly by detecting the voltage generated by the impedance monitor unit 25.

一方、負荷素子29から、発電してないDSSC10に電流を流す場合にも、NMOS29b,29cのいずれもオン状態になるようにHレベルの電圧をゲート制御端子Cga,Cgbに印加する。そして、NMOS29cの制御電圧端子Vcnをプラス電源Vddに接続する。これにより、発電していないDSSC10に負荷素子29から電流が流れるため、それにより電力入力端子PIに発生する電圧をインピーダンスモニター部25により検出することで、非発電時に抵抗として作用するDSSC10のインピーダンスを直接的に検出することができる。   On the other hand, even when a current is passed from the load element 29 to the DSSC 10 that is not generating power, an H level voltage is applied to the gate control terminals Cga and Cgb so that both the NMOSs 29b and 29c are turned on. The control voltage terminal Vcn of the NMOS 29c is connected to the positive power source Vdd. As a result, since the current flows from the load element 29 to the DSSC 10 that is not generating power, the impedance monitor 25 detects the voltage generated at the power input terminal PI, thereby reducing the impedance of the DSSC 10 that acts as a resistance during non-power generation. It can be detected directly.

なお、上述した本システムの改変例として、インピーダンスモニター部による検出結果を外部に出力し得る外部モニタ端子を備えた構成例を図10および図11に基づいて説明する。図10に示すように、この改変例では、出力制御装置20’が外部モニタ端子Ex_Monを備えたインピーダンスモニター部25’を有し、各出力制御装置20’a,20’b,20’c,20’d,…,20’m,20’nから出力されるモニター情報がそれぞれモニタバスMBを介してコントローラ170で収集可能に構成されている。   In addition, as a modification example of the above-described system, a configuration example provided with an external monitor terminal that can output a detection result by the impedance monitor unit to the outside will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 10, in this modified example, the output control device 20 ′ has an impedance monitor unit 25 ′ having an external monitor terminal Ex_Mon, and the output control devices 20′a, 20′b, 20′c, Monitor information output from 20′d,..., 20′m, 20′n can be collected by the controller 170 via the monitor bus MB.

図11に出力制御装置20’の構成例が図示されているので、ここからは図11を参照して説明する。この構成例による出力制御装置20’は、前述した出力制御装置20に比べて、インピーダンスモニター部25をインピーダンスモニター部25’に変更した点が異なり、他の構成については出力制御装置20と実質的に同一である。そのため、出力制御装置20と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。   FIG. 11 shows an example of the configuration of the output control device 20 ′, which will now be described with reference to FIG. 11. The output control device 20 ′ according to this configuration example is different from the above-described output control device 20 in that the impedance monitor unit 25 is changed to the impedance monitor unit 25 ′, and other configurations are substantially the same as the output control device 20. Are identical. Therefore, the same components as those of the output control device 20 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図11に示すように、インピーダンスモニター部25’は、検出回路を構成するPMOS25a、NMOS25bおよびNMOS25eのうち、NMOS25bのゲートに対してゲートを接続したNMOS25gを設けている。このNMOS25gは、ゲートが電力入力端子PIに接続されるとともにソースがマイナス電源Vssに接続され、ドレインがオープンドレインとして外部モニタ端子Ex_Monに接続されている。   As shown in FIG. 11, the impedance monitor unit 25 'includes an NMOS 25g having a gate connected to the gate of the NMOS 25b among the PMOS 25a, NMOS 25b, and NMOS 25e constituting the detection circuit. The NMOS 25g has a gate connected to the power input terminal PI, a source connected to the negative power source Vss, and a drain connected to the external monitor terminal Ex_Mon as an open drain.

これにより、この外部モニタ端子Ex_Monを介してNMOS25gのドレインに接続される外部機器は、例えば、この外部モニタ端子Ex_Monにプルアップ抵抗等を接続することで、電力入力端子PIからDSSC10による発電電力が入力された場合には、NMOS25bとともにNMOS25gもオフ状態からオン状態に移行するため、外部からDSSC10の発電状態を検出することができる。   As a result, an external device connected to the drain of the NMOS 25g via the external monitor terminal Ex_Mon can generate power generated by the DSSC 10 from the power input terminal PI by connecting a pull-up resistor or the like to the external monitor terminal Ex_Mon, for example. When input, the NMOS 25g as well as the NMOS 25b shift from the off state to the on state, so that the power generation state of the DSSC 10 can be detected from the outside.

また、この外部モニタ端子Ex_MonにはNMOS25gがオープンドレインで接続されているため、図10に示すように、複数の出力制御装置20’a,20’b,20’c,20’d,…,20’m,20’nに設けられる外部モニタ端子Ex_Mon同士を直接接続して1本のモニタバスMBにまとめることができる。そして、このモニタバスMBのインピーダンスを測定することにより、発電しているDSSC10の数が多いほどモニタバスMBのインピーダンスが下がる。そのため、モニタバスMBのインピーダンスの値から発電中のDSSC10の数を算出することもできる。   Further, since the NMOS 25g is connected to the external monitor terminal Ex_Mon through an open drain, as shown in FIG. 10, a plurality of output control devices 20′a, 20′b, 20′c, 20′d,. External monitor terminals Ex_Mon provided at 20′m and 20′n can be directly connected to each other to be combined into one monitor bus MB. Then, by measuring the impedance of the monitor bus MB, the impedance of the monitor bus MB decreases as the number of DSSCs 10 generating power increases. Therefore, the number of DSSCs 10 that are generating power can also be calculated from the impedance value of the monitor bus MB.

なお、外部モニタ端子Ex_MonとモニタバスMBとの間にMOSスイッチ等を介在させて両者の接続を外部から制御可能に構成することによって、個々の出力制御装置20のNMOS25gのオンオフ状態を外部から検出することができるので、故障等により発電していないDSSC10が接続された出力制御装置20を特定することもできる。また、コントローラ170による出力制御装置20の個別制御によって、故障等により発電していないDSSC10が接続された出力制御装置20を電力線PLから電気的に切り離すこともできる。即ち、図2を参照して説明したように、トランスファーゲートリセット端子T_RstをHレベルに設定することで、出力制御装置20の転送ゲート部22は遮断状態に遷移するため、この状態を維持することによって、当該出力制御装置20を電力線PLから電気的に切断することができる。   In addition, by interposing a MOS switch or the like between the external monitor terminal Ex_Mon and the monitor bus MB so that the connection between the two can be controlled from the outside, the on / off state of the NMOS 25g of each output control device 20 is detected from the outside. Therefore, it is possible to identify the output control device 20 to which the DSSC 10 that is not generating power due to a failure or the like is connected. In addition, by the individual control of the output control device 20 by the controller 170, the output control device 20 to which the DSSC 10 not generating power due to a failure or the like is connected can be electrically disconnected from the power line PL. That is, as described with reference to FIG. 2, by setting the transfer gate reset terminal T_Rst to the H level, the transfer gate unit 22 of the output control device 20 shifts to the cut-off state, so that this state is maintained. Thus, the output control device 20 can be electrically disconnected from the power line PL.

以上説明したように第1実施形態に係る本システムによると、出力制御装置20は、転送ゲート部22、状態設定部23、入力ゲート部24、インピーダンスモニター部25を備え、インピーダンスモニター部25によって検出したDSSC10の出力インピーダンスが、所定インピーダンス以上である場合には状態設定部23により転送ゲート部22が導通状態に設定され、所定インピーダンス未満である場合には状態設定部23により転送ゲート部22が遮断状態に設定される。これにより、インピーダンスの低くなったDSSC10に電流が流れ込んで電気エネルギーが消費されるのを防止する。したがって、電力損失を抑制することができる。   As described above, according to the system according to the first embodiment, the output control device 20 includes the transfer gate unit 22, the state setting unit 23, the input gate unit 24, and the impedance monitor unit 25, and is detected by the impedance monitor unit 25. When the output impedance of the DSSC 10 is equal to or higher than the predetermined impedance, the transfer gate unit 22 is set to the conductive state by the state setting unit 23, and when the output impedance is less than the predetermined impedance, the transfer gate unit 22 is cut off by the state setting unit 23. Set to state. This prevents current from flowing into the DSSC 10 having a low impedance and consuming electrical energy. Therefore, power loss can be suppressed.

[第2実施形態]
次に、本システムの第2実施形態について図12および図13を参照して説明する。図12に示すように、第2実施形態は、出力制御装置620が電力転送部61およびそれに付随する状態記憶部63を備える点に特徴があり、この点が第1実施形態の出力制御装置20と異なる。そのため、これら以外、第1実施形態と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present system will be described with reference to FIG. 12 and FIG. As shown in FIG. 12, the second embodiment is characterized in that the output control device 620 includes a power transfer unit 61 and a state storage unit 63 associated therewith, and this point is the output control device 20 of the first embodiment. And different. Therefore, other than these, substantially the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図12に示すように、第2実施形態でも、出力制御装置620は、複数のDSSC10の個々に対応して出力制御装置620が設けられている。そのため、図12に示すように、DSSC10や出力制御装置620のそれぞれの符号の末尾には、便宜的に「a」,「b」…「n」等を付して表すが、いずれも以下説明するDSSC10や出力制御装置620と同様に構成されている。出力制御装置620の状態記憶部63は、制御バスCBを介してコントローラ170に接続されており、コントローラ170から制御コマンドを受けて、DSSC10が太陽光を受けて発電している場合にはDSSC10から入力される発電電力を電力線PLに転送し、DSSC10が発電していない場合にはDSSC10と電力線PLの間を電気的に遮断する、等の各制御を行う。   As shown in FIG. 12, also in the second embodiment, the output control device 620 is provided with an output control device 620 corresponding to each of the plurality of DSSCs 10. Therefore, as shown in FIG. 12, for convenience, “a”, “b”... “N”, etc. are added to the end of each symbol of the DSSC 10 and the output control device 620, both of which will be described below. The configuration is the same as the DSSC 10 and the output control device 620. The state storage unit 63 of the output control device 620 is connected to the controller 170 via the control bus CB, receives a control command from the controller 170, and receives power from the DSSC 10 when receiving power from the DSSC 10. The input generated power is transferred to the power line PL, and when the DSSC 10 is not generating power, various controls such as electrically disconnecting between the DSSC 10 and the power line PL are performed.

図13に示すように、出力制御装置620は、電力転送部61、状態記憶部63、入力ゲート部24およびインピーダンスモニター部25により構成されている。このうち、入力ゲート部24およびインピーダンスモニター部25は、第1実施形態で説明したものと同じである。   As illustrated in FIG. 13, the output control device 620 includes a power transfer unit 61, a state storage unit 63, an input gate unit 24, and an impedance monitor unit 25. Among these, the input gate unit 24 and the impedance monitor unit 25 are the same as those described in the first embodiment.

電力転送部61は、NMOS61aだけからなるトランスファーゲートで、ここでは相補タイプではないが、第1実施形態で説明した転送ゲート部22のようにNMOS22aとPMOS22bとを並列に接続して構成してもよい。ただし、相補タイプを構成する場合には、次に説明する状態記憶部63を、NMOSとPMOSのそれぞれに対して設ける必要がある。NMOS61aのドレインには入力ゲート部24の出力側が接続され、またNMOS61aのソースには出力制御出力端子TOが接続されている。NMOS61aのゲートは状態記憶部63が接続されて制御される。   The power transfer unit 61 is a transfer gate composed of only the NMOS 61a and is not a complementary type here. However, the power transfer unit 61 may be configured by connecting the NMOS 22a and the PMOS 22b in parallel like the transfer gate unit 22 described in the first embodiment. Good. However, when the complementary type is configured, it is necessary to provide a state storage unit 63 described below for each of the NMOS and the PMOS. The output side of the input gate unit 24 is connected to the drain of the NMOS 61a, and the output control output terminal TO is connected to the source of the NMOS 61a. The gate of the NMOS 61a is controlled by being connected to the state storage unit 63.

状態記憶部63は、インピーダンスモニター部25から出力されるDSSC10の検出結果を記憶してそれに基づいて電力転送部61を制御する機能を有する。NMOS63a,63cと、これらに挟まれて直列に接続されるフラッシュ素子63bと、ゲート−ドレイン間を接続してプラス電源VddからNMOS63aのゲートに電流を引き込むNMOS63gと、NMOS63d,63fと、これらに挟まれて直列に接続されるフラッシュ素子63eと、ゲート−ドレイン間を接続してプラス電源VddからNMOS63dのゲートに電流を引き込むNMOS63hと、ドレインが電力転送部61に接続されるNMOS63pと、インバータ回路を構成するPMOS63k、NMOS63m,63nと、により構成されている。   The state storage unit 63 has a function of storing the detection result of the DSSC 10 output from the impedance monitor unit 25 and controlling the power transfer unit 61 based on the detection result. NMOS 63a and 63c, a flash element 63b connected in series between them, an NMOS 63g that connects the gate and drain and draws current from the positive power supply Vdd to the gate of the NMOS 63a, and NMOS 63d and 63f, The flash device 63e connected in series, the NMOS 63h connecting the gate and the drain to draw current from the positive power source Vdd to the gate of the NMOS 63d, the NMOS 63p having the drain connected to the power transfer unit 61, and an inverter circuit A PMOS 63k and NMOSs 63m and 63n are included.

直列に接続されてインバータ回路を構成するPMOS63k、NMOS63m,63nは、そのPMOS63kのソースがプラス電源Vddに接続され、またNMOS63nのソースがマイナス電源Vssに接続されている。PMOS63kとNMOS63nの間に接続されるNMOS63mは、インバータ回路の動作の可否を制御するコントロールゲートで、外部からイネーブル信号が入力されるモニターイネーブル端子Mon_EnにNMOS63mのゲートが接続されている。インバータ回路の入力ノードは、PMOS63kとNMOS63nの両ゲートを接続したノードで、これにはNMOS63aのゲートが接続されている。一方、インバータ回路の出力ノードは、PMOS63kのドレインとNMOS63mのソースとを接続したノードで、これにはNMOS63dのゲートが接続されている。なお、フラッシュ素子63bとフラッシュ素子63eとは、互いにゲートが接続されており、またそれにゲート制御端子Cg2が接続されて外部から制御可能に構成されている。なお、これらのフラッシュ素子63b,63eは互いのサブ基板が電気的に接続されておりこれらに共通にサブ基板端子Subが接続されている。また、NMOS63cとNMOS63fも互いにゲートが接続されており、またそれにゲート制御端子Cg1が接続されて外部から制御可能に構成されている。また電力転送部61のNMOS61aのゲートにドレインが接続されるNMOS63pは、そのソースがマイナス電源Vssに接続され、またそのゲートが書込制御端子Cwに接続されている。   The PMOS 63k and NMOSs 63m and 63n that are connected in series to constitute the inverter circuit have the source of the PMOS 63k connected to the positive power source Vdd and the source of the NMOS 63n connected to the negative power source Vss. An NMOS 63m connected between the PMOS 63k and the NMOS 63n is a control gate that controls whether or not the inverter circuit can operate. The gate of the NMOS 63m is connected to a monitor enable terminal Mon_En to which an enable signal is input from the outside. The input node of the inverter circuit is a node where both gates of the PMOS 63k and the NMOS 63n are connected to which the gate of the NMOS 63a is connected. On the other hand, the output node of the inverter circuit is a node in which the drain of the PMOS 63k and the source of the NMOS 63m are connected to which the gate of the NMOS 63d is connected. The flash element 63b and the flash element 63e are configured such that their gates are connected to each other, and a gate control terminal Cg2 is connected to the flash element 63b and the flash element 63e so that they can be controlled from the outside. These flash elements 63b and 63e are electrically connected to each other's sub-boards, and a sub-board terminal Sub is connected to them in common. Further, the gates of the NMOS 63c and the NMOS 63f are also connected to each other, and the gate control terminal Cg1 is connected to the NMOS 63c and the NMOS 63f so that they can be controlled from the outside. The NMOS 63p whose drain is connected to the gate of the NMOS 61a of the power transfer unit 61 has its source connected to the negative power source Vss and its gate connected to the write control terminal Cw.

このように状態記憶部63を構成することによって、コントローラ170は、次の手順により出力制御装置620を制御する。まず、サブ基板端子Subに20ボルト、ゲート制御端子Cg1,Cg2および書込制御端子CwにLレベルの電圧を印加する。これにより、フラッシュ素子63b,63eのフローティングゲートから電子がサブ基板端子Sub側に放出され、フラッシュ素子63b,63eは閾値電圧が下がるためノーマリオンに設定される。   By configuring the state storage unit 63 in this way, the controller 170 controls the output control device 620 according to the following procedure. First, a voltage of 20 volts is applied to the sub-substrate terminal Sub, and an L level voltage is applied to the gate control terminals Cg1 and Cg2 and the write control terminal Cw. As a result, electrons are emitted from the floating gates of the flash elements 63b and 63e to the sub-substrate terminal Sub, and the flash elements 63b and 63e are set to normally-on because the threshold voltage decreases.

次に、コントローラ170は、モニターイネーブル端子Mon_EnにHレベルの電圧を印加するように出力制御装置620を制御する。これにより、入力ゲート部24は遮断状態になり、またインピーダンスモニター部25は電力入力端子PIから電圧入力があるとその検出結果が状態記憶部63に出力される。   Next, the controller 170 controls the output control device 620 so as to apply an H level voltage to the monitor enable terminal Mon_En. As a result, the input gate unit 24 is cut off, and the impedance monitor unit 25 outputs a detection result to the state storage unit 63 when a voltage is input from the power input terminal PI.

続いて、サブ基板端子SubをGND、ゲート制御端子Cg1にLレベルの電圧、ゲート制御端子Cg2に20ボルト、書込制御端子CwにHレベルの電圧、をそれぞれ印加する。これにより、NMOS63aまたはNMOS63dのうち、ゲートの電位がHレベルになった方に接続されるフラッシュ素子のフローティングゲートに電子が注入されて閾値電圧が上昇する。つまり、ノーマリオフに設定される。   Subsequently, GND is applied to the sub-substrate terminal Sub, L level voltage is applied to the gate control terminal Cg1, 20 volts is applied to the gate control terminal Cg2, and H level voltage is applied to the write control terminal Cw. As a result, electrons are injected into the floating gate of the flash element connected to the NMOS 63a or NMOS 63d whose gate potential is at the H level, and the threshold voltage rises. That is, normally off is set.

例えば、DSSC10の発電電力による電圧が電力入力端子PIに入力されている場合には、NMOS63aのゲートがHレベル、NMOS63dのゲートがLレベルになることから、NMOS63aがオン状態、NMOS63dがオフ状態になる。このときNMOS63pのゲートはLレベルであるため、NMOS63pはオン状態になり、マイナス電源Vss側から電子がオン状態のNMOS63aを経由してフラッシュ素子63bのフローティングゲートに注入される。これに対して、フラッシュ素子63eには、NMOS63dがオフ状態であるため、マイナス電源Vss側から電子は注入されない。これにより、フラッシュ素子63bの閾値電圧が上昇してノーマリオフに設定される。フラッシュ素子63eはノーマリオンを維持する。   For example, when the voltage generated by the DSSC 10 is input to the power input terminal PI, the gate of the NMOS 63a becomes H level and the gate of the NMOS 63d becomes L level, so that the NMOS 63a is turned on and the NMOS 63d is turned off. Become. At this time, since the gate of the NMOS 63p is at the L level, the NMOS 63p is turned on, and electrons are injected from the negative power supply Vss side into the floating gate of the flash element 63b via the NMOS 63a in the on state. On the other hand, since the NMOS 63d is in the off state, electrons are not injected into the flash element 63e from the negative power source Vss side. As a result, the threshold voltage of the flash element 63b rises and is set to normally off. The flash element 63e maintains normally on.

一方、DSSC10から電圧が電力入力端子PIに入力されていない場合には、NMOS63aのゲートがLレベル、NMOS63dのゲートがHレベルになることから、NMOS63aがオフ状態、NMOS63dがオン状態になる。これにより、今度は、オン状態のNMOS63pとNMOS63dを経由してマイナス電源Vss側から電子がフラッシュ素子63eのフローティングゲートに注入される。この場合、フラッシュ素子63aには電子は注入されない。これにより、フラッシュ素子63eの閾値電圧が上昇してノーマリオフに設定される。フラッシュ素子63bはノーマリオンを維持する。   On the other hand, when no voltage is input from the DSSC 10 to the power input terminal PI, the gate of the NMOS 63a becomes L level and the gate of the NMOS 63d becomes H level, so that the NMOS 63a is turned off and the NMOS 63d is turned on. As a result, electrons are injected into the floating gate of the flash element 63e from the negative power source Vss side through the NMOS 63p and NMOS 63d in the ON state. In this case, electrons are not injected into the flash element 63a. As a result, the threshold voltage of the flash element 63e rises and is set to normally off. The flash element 63b maintains normally on.

このようにしてフラッシュ素子63b,63eの閾値電圧がインピーダンスモニター部25による検出結果に応じて設定されると、モニターイネーブル端子Mon_EnをLレベルに戻した後、通常動作に移行する。通常動作では、サブ基板端子Subおよびゲート制御端子Cg2はGND、ゲート制御端子Cg1はHレベル、書込制御端子CwはLレベル、の電圧がそれぞれに印加される。これにより、NMOS63c,63fがともにオン状態になるため、電力転送部61のNMOS61aのゲートは、フラッシュ素子63b,63eのうち、ノーマリオンの方の電圧レベルが印加される。   When the threshold voltages of the flash elements 63b and 63e are thus set according to the detection result by the impedance monitor unit 25, the monitor enable terminal Mon_En is returned to the L level and then the normal operation is performed. In normal operation, the sub-substrate terminal Sub and the gate control terminal Cg2 are applied with GND, the gate control terminal Cg1 with the H level, and the write control terminal Cw with the L level. As a result, the NMOSs 63c and 63f are both turned on, so that the normally-on voltage level of the flash elements 63b and 63e is applied to the gate of the NMOS 61a of the power transfer unit 61.

例えば、DSSC10の発電電力による電圧が電力入力端子PIに入力されている場合には、フラッシュ素子63eがノーマリオンであることから、プラス電源Vddの電圧レベル、つまりHレベルがNMOS61aのゲートに印加されて電力転送部61が導通状態に制御される。一方、DSSC10から電圧が電力入力端子PIに入力されていない場合には、フラッシュ素子63bがノーマリオンであることから、マイナス電源Vssの電圧レベル、つまりLレベルがNMOS61aのゲートに印加されて電力転送部61が遮断状態に制御される。   For example, when the voltage generated by the power generated by the DSSC 10 is input to the power input terminal PI, since the flash element 63e is normally on, the voltage level of the positive power supply Vdd, that is, the H level is applied to the gate of the NMOS 61a. Thus, the power transfer unit 61 is controlled to be in a conductive state. On the other hand, when no voltage is input from the DSSC 10 to the power input terminal PI, since the flash element 63b is normally on, the voltage level of the negative power source Vss, that is, the L level is applied to the gate of the NMOS 61a to transfer power. The unit 61 is controlled to be in a shut-off state.

このようなコントローラ170による一連の状態記憶部63の制御は、例えば、日照条件の良好な時間帯や日の入り時刻の2時間前、あるいは本システムの動作終了時等、に合わせて1回/日の頻度で行われる。これにより、例えば、本システムの起動時に毎回、インピーダンスモニター部による検出やその結果に基づいた転送ゲート部の制御等を行う必要がない。   Such a series of control of the state storage unit 63 by the controller 170 is performed once a day in accordance with, for example, a time zone with good sunshine conditions, two hours before the sunset time, or when the operation of the system ends. Done at a frequency. Thereby, for example, it is not necessary to perform detection by the impedance monitor unit or control the transfer gate unit based on the result every time the system is started.

このように第2実施形態では、出力インピーダンスを検出するインピーダンスモニター部25と、インピーダンスモニター部25から出力された検出結果に基づいて、DSSC10の前回の動作終了時における終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス以上であったか否か、または終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス未満であったか否か、を判定する状態記憶部63と、状態記憶部63による判定結果を記憶するフラッシュ素子63b,63eと、を備える。そして、フラッシュ素子63b,63eから読み出される判定結果に基づいて終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合には電力転送部61の入出力間を導通状態に制御し、終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス未満である場合には入出力間を遮断状態に制御する。   As described above, in the second embodiment, based on the impedance monitor unit 25 that detects the output impedance and the detection result output from the impedance monitor unit 25, the output impedance at the end of the previous operation of the DSSC 10 is greater than or equal to the predetermined impedance. A state storage unit 63 that determines whether or not the output impedance at the time of termination is less than a predetermined impedance, and flash elements 63b and 63e that store the determination result by the state storage unit 63. If the output impedance at the end is greater than or equal to a predetermined impedance based on the determination results read from the flash elements 63b and 63e, the input / output of the power transfer unit 61 is controlled to be in a conductive state, and the output impedance at the end is the predetermined impedance. If it is less, the input / output is controlled to be cut off.

これにより、例えば、DSSCのように、出力インピーダンスが出力電圧の減少とともに低下する電力出力装置の場合、DSSC10の前回の動作終了時における終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス未満であるときには、状態記憶部63によって電力転送部61の入出力間が遮断状態に制御されるため、インピーダンスの低くなったDSSC10に電流が流れ込んで電気エネルギーが消費されることを防止する。また、再起動時には、フラッシュ素子63b,63eに記憶された判定結果に基づいて状態記憶部63が電力転送部61を導通状態または遮断状態に制御することから、インピーダンスモニター部25による出力インピーダンスの再検出等を行う必要がなく、処理速度を高速にできる。したがって、レスポンスが速いぶん、電力損失をさらに抑制することができる。   Thereby, for example, in the case of a power output device whose output impedance decreases as the output voltage decreases, such as DSSC, when the output impedance at the end of the previous operation of the DSSC 10 is less than a predetermined impedance, the state storage unit 63 As a result, the input and output of the power transfer unit 61 are controlled to be in a cut-off state, so that current is prevented from flowing into the DSSC 10 having a low impedance and consuming electrical energy. Further, at the time of restart, since the state storage unit 63 controls the power transfer unit 61 to be in a conductive state or a cut-off state based on the determination result stored in the flash elements 63b and 63e, the output impedance of the impedance monitor unit 25 is restored. There is no need to perform detection or the like, and the processing speed can be increased. Therefore, if the response is fast, the power loss can be further suppressed.

[第3実施形態]
次に、本システムの第3実施形態について図14および図15を参照して説明する。図14に示すように、第3実施形態は、出力制御装置720が電力転送部71およびそれに付随するフラッシュ素子制御部73を備える点に特徴があり、この点が第1実施形態の出力制御装置20と異なる。そのため、これら以外、第1実施形態と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present system will be described with reference to FIG. 14 and FIG. As shown in FIG. 14, the third embodiment is characterized in that the output control device 720 includes a power transfer unit 71 and a flash element control unit 73 associated therewith, and this point is the output control device of the first embodiment. Different from 20. Therefore, other than these, substantially the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図14に示すように、第3実施形態でも、出力制御装置720は、複数のDSSC10の個々に対応して出力制御装置720が設けられている。そのため、図14に示すように、DSSC10や出力制御装置720のそれぞれの符号の末尾には、便宜的に「a」,「b」…「n」等を付して表すが、いずれも以下説明するDSSC10や出力制御装置620と同様に構成されている。出力制御装置720のフラッシュ素子制御部73は、制御バスCBを介してコントローラ170に接続されており、コントローラ170から制御コマンドを受けて、DSSC10が太陽光を受けて発電している場合にはDSSC10から入力される発電電力を電力線PLに転送し、DSSC10が発電していない場合にはDSSC10と電力線PLの間を電気的に遮断する、等の各制御を行う。   As shown in FIG. 14, also in the third embodiment, the output control device 720 is provided with an output control device 720 corresponding to each of the plurality of DSSCs 10. For this reason, as shown in FIG. 14, “a”, “b”... “N”, etc. are added to the end of the reference numerals of the DSSC 10 and the output control device 720 for convenience. The configuration is the same as the DSSC 10 and the output control device 620. The flash element control unit 73 of the output control device 720 is connected to the controller 170 via the control bus CB, receives a control command from the controller 170, and when the DSSC 10 receives sunlight to generate power, the DSSC 10 Is transferred to the power line PL. When the DSSC 10 is not generating power, each control such as electrically disconnecting the DSSC 10 and the power line PL is performed.

図15に示すように、出力制御装置720は、電力転送部71およびフラッシュ素子制御部73により構成されている。電力転送部71では、フラッシュ素子71aをトランスファーゲートとして用いており、このフラッシュ素子71aの前段にはNMOS73aが、また同後段にはNMOS73bが、直列に接続されている。フラッシュ素子71aのフローティングゲートにはフローティングゲート制御端子Cgfが接続され、またサブ基板にはサブ基板端子Subが接続されている。なお、これらのNMOS73a,73bは、トランスファーゲートではなく、フラッシュ素子71aの閾値電圧を設定する際に用いられるスイッチング素子である。そのため、これらはフラッシュ素子制御部73に含まれる。   As shown in FIG. 15, the output control device 720 includes a power transfer unit 71 and a flash element control unit 73. In the power transfer unit 71, the flash element 71a is used as a transfer gate, and an NMOS 73a is connected in series with the preceding stage of the flash element 71a, and an NMOS 73b is connected in series with the subsequent stage. A floating gate control terminal Cgf is connected to the floating gate of the flash element 71a, and a sub substrate terminal Sub is connected to the sub substrate. The NMOSs 73a and 73b are not transfer gates but switching elements used when setting the threshold voltage of the flash element 71a. Therefore, these are included in the flash element control unit 73.

フラッシュ素子制御部73は、NMOS73a,73b、NMOS73cおよび抵抗73dにより構成されている。NMOS73aは、そのゲートにゲート制御端子Cgaが接続されており、またNMOS73bのゲートにはゲート制御端子Cgbが接続されている。NMOS73cは、ドレインが電力入力端子PIに接続され、またソースが抵抗73dを介してプラス電源Vddに接続されている。このNMOS73cのゲートは、選択制御端子Cslに接続されている。   The flash element control unit 73 includes NMOSs 73a and 73b, an NMOS 73c, and a resistor 73d. The gate of the NMOS 73a is connected to the gate control terminal Cga, and the gate of the NMOS 73b is connected to the gate control terminal Cgb. The NMOS 73c has a drain connected to the power input terminal PI and a source connected to the positive power source Vdd via the resistor 73d. The gate of the NMOS 73c is connected to the selection control terminal Csl.

このようにフラッシュ素子制御部73を構成することによって、コントローラ170は、次の手順により出力制御装置720を制御する。まず、ゲート制御端子Cga,CgbにLレベルの電圧を印加し、フローティングゲート制御端子Cgfに20ボルトを印加する(初期化)。これにより、フラッシュ素子71aのフローティングゲートに電子が注入されるため、閾値電圧が上がってノーマリオフになる。つまり、エンハンスメントモードになる。   By configuring the flash element control unit 73 in this way, the controller 170 controls the output control device 720 according to the following procedure. First, an L level voltage is applied to the gate control terminals Cga and Cgb, and 20 volts is applied to the floating gate control terminal Cgf (initialization). As a result, electrons are injected into the floating gate of the flash element 71a, so that the threshold voltage is increased and normally off. That is, the enhancement mode is set.

次に、ゲート制御端子CgaにHレベル、ゲート制御端子CgbにLレベル、選択制御端子CslにHレベル、フローティングゲート制御端子Cgfに−20ボルトの電圧をそれぞれ印加する(モード設定)。これにより、DSSC10が発電をしている場合には、DSSC10自体は高インピーダンスになるため、ここでNMOS73cがオン状態になると、NMOS73aのドレイン電圧が上昇するため、フラッシュ素子71aのフローティングゲートに貯まった電子がNMOS73a,73cを介してプラス電源Vdd側に引き抜かれる。そのため、フラッシュ素子71aはデプレッションモードになりゲートに電圧を印加しなくてもオン、つまりノーマリオンに設定される。   Next, an H level is applied to the gate control terminal Cga, an L level is applied to the gate control terminal Cgb, an H level is applied to the selection control terminal Csl, and a voltage of −20 volts is applied to the floating gate control terminal Cgf (mode setting). As a result, when the DSSC 10 is generating power, the DSSC 10 itself has a high impedance. When the NMOS 73c is turned on, the drain voltage of the NMOS 73a rises, and is stored in the floating gate of the flash element 71a. Electrons are extracted to the positive power supply Vdd side via the NMOSs 73a and 73c. Therefore, the flash element 71a is in a depletion mode and is set to ON, that is, normally ON without applying a voltage to the gate.

これに対して、DSSC10が発電をしていない場合には、DSSC10自体は低インピーダンスになるため、NMOS73cがオン状態になっても、プラス電源Vddの電流が低インピーダンスのDSSC10側に流れ込む。したがって、NMOS73aのドレイン電圧は上昇することなく、フラッシュ素子71aのフローティングゲートに貯まった電子はプラス電源Vdd側に引き抜かれることなく、フラッシュ素子71aはオフ状態を維持する。つまり、ノーマリオフのままである。   On the other hand, when the DSSC 10 is not generating power, the DSSC 10 itself has a low impedance. Therefore, even when the NMOS 73c is turned on, the current of the positive power source Vdd flows into the low-impedance DSSC 10 side. Accordingly, the drain voltage of the NMOS 73a does not increase, and electrons stored in the floating gate of the flash element 71a are not drawn out to the positive power supply Vdd side, and the flash element 71a maintains the off state. That is, it remains normally off.

このようにしてフラッシュ素子71aの閾値電圧がフラッシュ素子制御部73により設定されると、通常動作に移行する。通常動作では、ゲート制御端子CgaにHレベル、ゲート制御端子CgbにHレベル、さらにフローティングゲート制御端子CgfにHレベルとLレベルの中位電位の電圧をそれぞれ印加する。これにより、DSSC10が発電をしている場合には、フラッシュ素子71aがノーマリオンになることから、DSSC10による発電電力がNMOS73bから出力制御出力端子TOに出力される。一方、DSSC10が発電していない場合には、フラッシュ素子71aがノーマリオフであることから、NMOS73bからの出力はない。   When the threshold voltage of the flash element 71a is set by the flash element control unit 73 in this manner, the normal operation is started. In normal operation, the H level is applied to the gate control terminal Cga, the H level is applied to the gate control terminal Cgb, and the intermediate potential voltage of the H level and L level is applied to the floating gate control terminal Cgf. As a result, when the DSSC 10 is generating power, the flash element 71a is normally on, so that the power generated by the DSSC 10 is output from the NMOS 73b to the output control output terminal TO. On the other hand, when the DSSC 10 is not generating power, since the flash element 71a is normally off, there is no output from the NMOS 73b.

このようなコントローラ170による一連のフラッシュ素子制御部73の制御は、例えば、モニタを行うごとに実施される。なお、NMOS73cおよび抵抗73dは、DSSC10の出力電圧に余裕がある場合には、不要である。   Such a series of control of the flash element control unit 73 by the controller 170 is performed each time monitoring is performed, for example. The NMOS 73c and the resistor 73d are not necessary when the output voltage of the DSSC 10 has a margin.

このように第3実施形態では、フラッシュ素子71aをトランスファーゲートとして機能させ、かつ出力インピーダンスに応じてこのフラッシュ素子71aをデプレッションモードまたはエンハンスメントモードに設定し、フラッシュ素子71aの入出力間を、デプレッションモードであるときに導通状態、エンハンスメントモードであるときには遮断状態、になるようにフラッシュ素子71aを制御する。これにより、DSSC10の出力インピーダンスに応じた状態をフラッシュ素子71a自体が記憶するので、別途、記憶回路等を設ける必要がない。したがって、回路構成を簡素化することができる。   As described above, in the third embodiment, the flash element 71a functions as a transfer gate, and the flash element 71a is set to the depletion mode or the enhancement mode according to the output impedance, and the input / output of the flash element 71a is connected to the depletion mode. The flash element 71a is controlled so as to be in a conductive state when it is and in a cutoff state when it is in the enhancement mode. Thus, since the flash element 71a itself stores a state corresponding to the output impedance of the DSSC 10, it is not necessary to separately provide a storage circuit or the like. Therefore, the circuit configuration can be simplified.

また、各出力制御装置720の選択制御端子Cslを1本のバスに接続して集めることにより、複数の出力制御装置720を一度に選択することができ、上述したコントローラ170による制御を一度に完了させることができる。これにより、コントローラ170による制御処理が非常にシンプルになるので、処理の高速化が可能になる。   Further, by collecting the selection control terminals Csl of each output control device 720 connected to one bus, a plurality of output control devices 720 can be selected at a time, and the control by the controller 170 described above is completed at once. Can be made. As a result, the control processing by the controller 170 becomes very simple, and the processing speed can be increased.

[第4実施形態]
次に、本システムの第4実施形態について図16〜図25を参照して説明する。図16に示すように、第4実施形態は、出力制御装置820がセル状態検出/保持部82およびR/W制御部85を備える一方で、入力ゲート部を備えていない点、および、複数の出力制御装置820を個々に付与された固有アドレスによりそれぞれを特定可能である点、に特徴がある。また、蓄電制御装置250の構成も、第1実施形態〜第3実施形態の蓄電制御装置150と異なり構成がシンプルな点に特徴がある。そのため、これら以外、第1実施形態等と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present system will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 16, in the fourth embodiment, the output control device 820 includes the cell state detection / holding unit 82 and the R / W control unit 85, but does not include the input gate unit, The output control device 820 is characterized in that each can be specified by a unique address assigned individually. Also, the configuration of the power storage control device 250 is characterized in that the configuration is simple, unlike the power storage control device 150 of the first to third embodiments. Therefore, other than these, substantially the same components as in the first embodiment and the like are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図16に示すように、第4実施形態でも、出力制御装置820は、複数のDSSC10の個々に対応して出力制御装置820が設けられている。そのため、図16に示すように、DSSC10や出力制御装置820のそれぞれの符号の末尾には、便宜的に「a」,「b」…「n」等を付して表すが、いずれも以下説明するDSSC10や出力制御装置820と同様に構成されている。出力制御装置820のR/W制御部85は、システムバスSBを介してコントローラ170に接続されている。出力制御装置820は、コントローラ170から制御コマンドを受けて、DSSC10が太陽光を受けて発電している場合にはDSSC10から入力される発電電力を電力線PLに転送したり、DSSC10が発電していない場合にはDSSC10と電力線PLの間を電気的に遮断したりするほか、電力転送部81を任意に制御してDSSC10の動作状態を確認(試験)したりする、等の各制御を行う。   As shown in FIG. 16, also in the fourth embodiment, the output control device 820 is provided with an output control device 820 corresponding to each of the plurality of DSSCs 10. Therefore, as shown in FIG. 16, for convenience, “a”, “b”... “N”, etc. are added to the end of the reference numerals of the DSSC 10 and the output control device 820. The configuration is the same as the DSSC 10 and the output control device 820. The R / W control unit 85 of the output control device 820 is connected to the controller 170 via the system bus SB. When the output control device 820 receives a control command from the controller 170 and the DSSC 10 receives sunlight to generate power, the output control device 820 transfers the generated power input from the DSSC 10 to the power line PL, or the DSSC 10 does not generate power. In such a case, various controls such as electrically disconnecting between the DSSC 10 and the power line PL and checking (testing) the operation state of the DSSC 10 by arbitrarily controlling the power transfer unit 81 are performed.

なお、システムバスSBは、例えば、リセット信号、ロード信号、イネーブル信号やステータス信号等の制御情報がやり取りされるデータバスと、アドレスデータ(アドレス情報)が送られてくるアドレスバスと、により構成されている。   The system bus SB includes, for example, a data bus for exchanging control information such as a reset signal, a load signal, an enable signal and a status signal, and an address bus to which address data (address information) is sent. ing.

図17に示すように、出力制御装置820は、電力転送部81、セル状態検出/保持部82およびR/W制御部85により構成されており、第1実施形態および第2実施形態で備えていた入力ゲート部24(図1、図10、図12参照)を備えていない。そのため、出力制御装置820では、第1、2実施形態の出力制御装置20,20’,120,220,320,420,620に比べて電力損失を低減可能にしている。なお、R/W制御部85については、その回路図が図18に図示されている。そのため、R/W制御部85は、図18を参照して説明する。   As shown in FIG. 17, the output control device 820 includes a power transfer unit 81, a cell state detection / holding unit 82, and an R / W control unit 85, and is provided in the first embodiment and the second embodiment. The input gate section 24 (see FIGS. 1, 10, and 12) is not provided. Therefore, in the output control device 820, power loss can be reduced compared to the output control devices 20, 20 ', 120, 220, 320, 420, and 620 of the first and second embodiments. A circuit diagram of the R / W control unit 85 is shown in FIG. Therefore, the R / W control unit 85 will be described with reference to FIG.

《電力転送部81》
電力転送部81は、NMOS81aだけからなるトランスファーゲートであり、第1実施形態等で説明をしたPMOSとNMOSを並列に接続する相補タイプのトランスファーゲートではない。そのため、電力転送部81のために割り当てる半導体のチップ面積やディスクリート部品が占める面積を最小限に抑制可能にしている。NMOS81aのドレインは電力入力端子PIが接続され、NMOS81aのソースは出力制御出力端子TOが接続されている。またゲートは、セル状態検出/保持部82が接続されてNMOS81aのオンオフ制御がされる。即ち、NMOS81aは、そのゲートに、Lレベルの電圧が入力されると遮断状態に制御され、Hレベルの電圧が入力されると導通状態に制御される。なお、トランスファーゲートとしてPMOSを用いていない理由は、DSSC10単体の出力電圧は、前述したように、0.5V前後であり、CMOSスイッチの一般的な伝達特性(入出力電圧特性)からわかるように、このような低い電圧ではなく、高い電圧のスイッチングに向いているPMOSは必ずしも必要ではないからである。
<< Power Transfer Unit 81 >>
The power transfer unit 81 is a transfer gate including only the NMOS 81a, and is not a complementary type transfer gate connecting the PMOS and NMOS described in the first embodiment or the like in parallel. Therefore, the semiconductor chip area allocated for the power transfer unit 81 and the area occupied by the discrete components can be minimized. The drain of the NMOS 81a is connected to the power input terminal PI, and the source of the NMOS 81a is connected to the output control output terminal TO. The gate is connected to the cell state detection / holding unit 82, and the NMOS 81a is turned on / off. In other words, the NMOS 81a is controlled to be cut off when an L level voltage is input to its gate, and is controlled to be conductive when an H level voltage is input. The reason why the PMOS is not used as the transfer gate is that the output voltage of the DSSC 10 alone is around 0.5 V as described above, as can be seen from the general transfer characteristics (input / output voltage characteristics) of the CMOS switch. This is because a PMOS which is suitable for switching a high voltage instead of such a low voltage is not necessarily required.

《セル状態検出/保持部82》
セル状態検出/保持部82は、セル状態検出部83とセル状態保持部84とにより構成されている。即ち、セル状態検出/保持部82は、セル状態検出部83により検出したDSSC10の発電状態を示す検出結果をセル状態保持部84により保持(記憶)してそれに基づいて電力転送部81を制御したり、R/W制御部85を介して外部に出力する機能を有する。
<< Cell State Detection / Holding Unit 82 >>
The cell state detection / holding unit 82 includes a cell state detection unit 83 and a cell state holding unit 84. That is, the cell state detection / holding unit 82 holds (stores) the detection result indicating the power generation state of the DSSC 10 detected by the cell state detection unit 83 by the cell state holding unit 84 and controls the power transfer unit 81 based on the detection result. Or has a function of outputting to the outside via the R / W control unit 85.

《セル状態検出部83》
セル状態検出部83は、DSSC10の出力電圧を検出して、所定の閾値電圧を超える場合にDSSC10の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上であることを検出し、所定の閾値電圧以下の場合にDSSC10の出力インピーダンスが所定インピーダンス未満であることを検出する。つまり、DSSC10の発電状態を示す検出結果として、「良」および「否」の2値からなるDSSC10の良否情報を得る。なお、このDSSC10の良否情報は、後述するように、電力転送部81(トランスファーゲートNMOS81a)のオンオフ状態を示す情報でもある。所定の閾値電圧は、外部等から入力されて、任意の電圧に設定される。セル状態検出部83は、主にカレントミラー回路とインバータ回路により構成されている。
<< Cell state detection unit 83 >>
The cell state detection unit 83 detects the output voltage of the DSSC 10, detects that the output impedance of the DSSC 10 is equal to or higher than the predetermined impedance when the predetermined threshold voltage is exceeded, and outputs the DSSC 10 when it is equal to or lower than the predetermined threshold voltage. Detect that the impedance is less than a predetermined impedance. That is, as the detection result indicating the power generation state of the DSSC 10, the pass / fail information of the DSSC 10 including two values of “good” and “no” is obtained. The pass / fail information of the DSSC 10 is also information indicating the on / off state of the power transfer unit 81 (transfer gate NMOS 81a), as will be described later. The predetermined threshold voltage is input from the outside or the like and set to an arbitrary voltage. The cell state detection unit 83 is mainly composed of a current mirror circuit and an inverter circuit.

即ち、カレントミラー回路は、両ソースがともにプラス電源Vddに接続されるPMOS83a,83cと、これらのうち一方のPMOS83a(のドレイン)にドレインが接続されてPMOS83aに直列に接続されるNMOS83bと、他方のPMOS83c(のドレイン)にドレインおよびゲートが接続されてNMOS83bのゲートにも接続されるNMOS83dと、により構成されている。PMOS83aのゲートは、電力入力端子PIが接続されており、またNMOS83cのゲートは、比較電圧端子Vrfに接続されている。NMOS83bとNMOS83dの両ソースは互いに接続され、コントロールゲートとして機能するNMOS83gのドレインに接続されている。比較電圧端子Vrfには、電力入力端子PIの入力電圧によって、セル状態検出部83による検出の可否を決定する閾値電圧(比較基準電圧)が入力される。閾値電圧は、出力制御装置820の外部に設けられる外部電源から入力してもよいし、出力制御装置820の内部に設けられる定電圧源等から供給してもよい。また、閾値電圧の値を外部から可変可能に構成してもよい。   That is, the current mirror circuit includes PMOSs 83a and 83c whose both sources are connected to the positive power supply Vdd, NMOS 83b whose drain is connected to one of the PMOSs 83a (the drain thereof) and connected in series to the PMOS 83a, and the other PMOS 83c (the drain) of which has a drain and a gate connected to each other and an NMOS 83d which is also connected to the gate of the NMOS 83b. The gate of the PMOS 83a is connected to the power input terminal PI, and the gate of the NMOS 83c is connected to the comparison voltage terminal Vrf. Both sources of the NMOS 83b and the NMOS 83d are connected to each other and connected to the drain of the NMOS 83g that functions as a control gate. The comparison voltage terminal Vrf receives a threshold voltage (comparison reference voltage) that determines whether or not detection by the cell state detection unit 83 is possible according to the input voltage of the power input terminal PI. The threshold voltage may be input from an external power source provided outside the output control device 820, or may be supplied from a constant voltage source or the like provided inside the output control device 820. Further, the threshold voltage value may be variable from the outside.

これに対してインバータ回路は、ソースがプラス電源Vddに接続されるPMOS83eと、ソースがNMOS83gのドレインに接続されるNMOS83fとにより構成されている。PMOS83e,NMOS83fは、ゲート同士が接続されて入力ノードを形成し、またドレイン同士が接続されて出力ノードを形成している。入力ノードは、カレントミラー回路の出力側(PMOS83aおよびNMOS83bのドレイン)に接続され、また出力ノードは、セル状態検出部83の出力としてセル状態保持部84の入力に接続されている。コントロールゲートとして機能するNMOS83gは、外部から入力されるイネーブル信号がHレベルのときにオン状態になり、Lレベルのときにオフ状態になるスイッチング素子である。そのため、NMOS83gのゲートは、外部からイネーブル信号が入力されるモニターイネーブル端子Mon_Enに接続されており、またソースはマイナス電源Vssに接続されている。   In contrast, the inverter circuit includes a PMOS 83e whose source is connected to the positive power supply Vdd and an NMOS 83f whose source is connected to the drain of the NMOS 83g. In the PMOS 83e and NMOS 83f, the gates are connected to form an input node, and the drains are connected to form an output node. The input node is connected to the output side of the current mirror circuit (the drains of the PMOS 83a and NMOS 83b), and the output node is connected to the input of the cell state holding unit 84 as the output of the cell state detection unit 83. The NMOS 83g functioning as a control gate is a switching element that is turned on when an enable signal input from the outside is at an H level and turned off when the enable signal is at an L level. Therefore, the gate of the NMOS 83g is connected to the monitor enable terminal Mon_En to which an enable signal is input from the outside, and the source is connected to the negative power source Vss.

このようにセル状態検出部83を構成することにより、カレントミラー回路を構成するPMOS83cおよびNMOS83dに流れる電流が、PMOS83aおよびNMOS83bに流れ得る。その結果、外部からコントロールゲートのNMOS83gにイネーブル信号(Hレベル)が入力された場合において、比較電圧端子Vrfに入力される比較基準電圧(所定の閾値電圧)を超える入力電圧が電力入力端子PIに入力されたときに、カレントミラー回路からはLレベルの電圧が出力され、それがインバータ回路(PMOS83e、NMOS83f)に入力されると当該インバータ回路からHレベルの電圧が出力される。つまり、セル状態検出部83は、比較基準電圧(所定の閾値電圧)を超える入力電圧が電力入力端子PIに入力されたときには、DSSC10の発電状態を示す検出結果として「良」に相当するHレベルの電圧をセル状態検出部83から出力する。これとは逆に、比較基準電圧以下の入力電圧が電力入力端子PIに入力されたときには、DSSC10の発電状態を示す検出結果として「否」に相当するLレベルの電圧をセル状態検出部83が出力する。   By configuring the cell state detection unit 83 in this way, the current flowing through the PMOS 83c and the NMOS 83d configuring the current mirror circuit can flow through the PMOS 83a and the NMOS 83b. As a result, when an enable signal (H level) is input from the outside to the NMOS 83g of the control gate, an input voltage exceeding the comparison reference voltage (predetermined threshold voltage) input to the comparison voltage terminal Vrf is applied to the power input terminal PI. When input, an L level voltage is output from the current mirror circuit, and when it is input to the inverter circuit (PMOS 83e, NMOS 83f), an H level voltage is output from the inverter circuit. That is, when an input voltage exceeding the comparison reference voltage (predetermined threshold voltage) is input to the power input terminal PI, the cell state detection unit 83 has an H level corresponding to “good” as a detection result indicating the power generation state of the DSSC 10. Is output from the cell state detection unit 83. On the contrary, when an input voltage equal to or lower than the comparison reference voltage is input to the power input terminal PI, the cell state detection unit 83 outputs an L level voltage corresponding to “No” as a detection result indicating the power generation state of the DSSC 10. Output.

《セル状態保持部84》
一方、セル状態保持部84は、主にフリップフロップ回路とインバータ回路により構成されており、セル状態検出部83から出力されたDSSC10の良否情報に基づいて電力転送部81をオンオフ制御するとともにDSSC10の良否情報を保持(記憶)してR/W制御部85に出力する機能を有する。フリップフロップ回路は、PMOS84aおよびNMOS84bからなる一方のインバータ回路と、PMOS84cおよびNMOS84dからなる他方のインバータ回路と、を交差接続したSRAMの記憶セルとほぼ同様に構成されている。ただし、一方のインバータ回路(PMOS84a,NMOS84b)の入力ノードは、インバータ84hに接続されており、セル状態保持部84、ひいてはセル状態検出/保持部82の出力としてR/W制御部85の入力にも接続されている。また、この入力ノードは、直列に接続される2つのNMOS84e,84gのうちのNMOS84eのドレインにも接続されている。このNMOS84eのゲートは、セル状態保持部84の入力として、セル状態検出部83の出力(PMOS83eおよびNMOS83fのドレイン)に接続されている。
<Cell state holding unit 84>
On the other hand, the cell state holding unit 84 mainly includes a flip-flop circuit and an inverter circuit. The cell state holding unit 84 controls on / off of the power transfer unit 81 based on the pass / fail information of the DSSC 10 output from the cell state detection unit 83 and the DSSC 10 It has a function to hold (store) pass / fail information and output it to the R / W control unit 85. The flip-flop circuit is configured in substantially the same manner as an SRAM memory cell in which one inverter circuit composed of PMOS 84a and NMOS 84b and the other inverter circuit composed of PMOS 84c and NMOS 84d are cross-connected. However, the input node of one of the inverter circuits (PMOS 84a, NMOS 84b) is connected to the inverter 84h, and is input to the R / W control unit 85 as the output of the cell state holding unit 84 and eventually the cell state detection / holding unit 82. Is also connected. The input node is also connected to the drain of the NMOS 84e of the two NMOSs 84e and 84g connected in series. The gate of the NMOS 84e is connected as an input of the cell state holding unit 84 to the output of the cell state detection unit 83 (the drains of the PMOS 83e and the NMOS 83f).

なお、NMOS84gは、データロード用のコントロールゲートであり、ドレインがNMOS84eのソースに、ソースがマイナス電源Vssに、またゲートは、外部からロード信号が入力されるロード端子Ldに、それぞれ接続されている。これに対して、他方のインバータ回路(PMOS84c,NMOS84d)の入力ノードには、NMOS84fのドレインが接続されている。このNMOS84fは、リセット制御用のコントロールゲートであり、ソースがマイナス電源Vssに接続され、外部からリセット信号が入力されるリセット端子Rstにゲートが接続されている。   The NMOS 84g is a control gate for data loading, the drain is connected to the source of the NMOS 84e, the source is connected to the negative power source Vss, and the gate is connected to the load terminal Ld to which a load signal is input from the outside. . On the other hand, the drain of the NMOS 84f is connected to the input node of the other inverter circuit (PMOS 84c, NMOS 84d). The NMOS 84f is a control gate for reset control, the source is connected to the negative power source Vss, and the gate is connected to the reset terminal Rst to which a reset signal is input from the outside.

インバータ84hは、フリップフロップ回路と電力転送部81との間に介在する反転回路であり、前述したように、その入力ノードが一方のインバータ回路(PMOS84a,NMOS84b)の入力ノード、換言すれば他方のインバータ回路(PMOS84c,NMOS84d)の出力ノードに接続されている。またインバータ84hの入力ノードは、R/W制御部85の入力側(R/Wノード)にも接続されている。インバータ84hの出力ノードは、セル状態保持部84、ひいてはセル状態検出/保持部82の出力として、電力転送部81(のNMOS81aのゲート)に接続されている。   The inverter 84h is an inverting circuit interposed between the flip-flop circuit and the power transfer unit 81. As described above, the input node is an input node of one inverter circuit (PMOS 84a, NMOS 84b), in other words, the other one. It is connected to the output node of the inverter circuit (PMOS 84c, NMOS 84d). The input node of the inverter 84h is also connected to the input side (R / W node) of the R / W control unit 85. The output node of the inverter 84h is connected to the power transfer unit 81 (the gate of the NMOS 81a thereof) as the output of the cell state holding unit 84, and hence the cell state detection / holding unit 82.

これにより、ロード端子Ldからロード信号(Hレベル)が入力されたタイミングで、セル状態検出部83からHレベルの電圧(発電状態「良」に相当)が入力されている場合には、セル状態保持部84は、フリップフロップ回路からLレベルの電圧を出力するとともに、NMOS81aをオン状態にするHレベルの電圧を電力転送部81に出力する。これに対し、ロード信号(Hレベル)の入力タイミングにおいて、セル状態検出部83からLレベルの電圧(発電状態「否」に相当)が入力されていた場合には、セル状態保持部84は、フリップフロップ回路からHレベルの電圧を出力するとともに、NMOS81aをオフ状態にするLレベルの電圧を電力転送部81に出力する。換言すると、DSSC10の良否情報は、NMOS81aのオンオフ状態を示す情報である。   As a result, when the H level voltage (corresponding to the power generation state “good”) is input from the cell state detection unit 83 at the timing when the load signal (H level) is input from the load terminal Ld, the cell state The holding unit 84 outputs an L level voltage from the flip-flop circuit and outputs an H level voltage that turns on the NMOS 81 a to the power transfer unit 81. On the other hand, when an L level voltage (corresponding to the power generation state “No”) is input from the cell state detection unit 83 at the input timing of the load signal (H level), the cell state holding unit 84 An H level voltage is output from the flip-flop circuit, and an L level voltage that turns off the NMOS 81 a is output to the power transfer unit 81. In other words, the pass / fail information of the DSSC 10 is information indicating the on / off state of the NMOS 81a.

なお、リセット端子Rstからリセット信号(Hレベル)が入力された場合には、NMOS84fがオン状態になる。そのため、セル状態検出部83の入力に関係なく、セル状態保持部84は、フリップフロップ回路からHレベルの電圧を出力するとともに、Lレベルの電圧を電力転送部81に出力してNMOS81aをオフ状態に設定する。つまり、セル状態保持部84は、リセット信号(Hレベル)の入力によって、トランスファーゲートとしてのNMOS81aを強制的に遮断状態にするリセット動作を行う。また、セル状態検出部83から入力されたDSSC10の良否情報は、セル状態保持部84によりHレベルおよびLレベルの電圧が反転されて出力される。即ち、発電状態「良」の場合にはLレベルの電圧がセル状態保持部84からR/W制御部85に出力され、発電状態「否」の場合にはHレベルの電圧がセル状態保持部84からR/W制御部85に出力される。このようにリセット端子Rstにリセット信号(Hレベル)が入力されると、電力転送部81を強制的に遮断状態にするので、例えば、故障したDSSC10を強制的に電力線PLから電気的に切り離すことができる。そのため、故障したDSSC10による電力消費を防ぐことによりチャージユニット190に蓄えられた電力損失を抑制することができる。   When a reset signal (H level) is input from the reset terminal Rst, the NMOS 84f is turned on. Therefore, regardless of the input of the cell state detection unit 83, the cell state holding unit 84 outputs an H level voltage from the flip-flop circuit and outputs an L level voltage to the power transfer unit 81 to turn off the NMOS 81a. Set to. That is, the cell state holding unit 84 performs a reset operation for forcibly turning off the NMOS 81a serving as the transfer gate by the input of the reset signal (H level). Also, the pass / fail information of the DSSC 10 input from the cell state detection unit 83 is output by the cell state holding unit 84 with the H level and L level voltages inverted. That is, when the power generation state is “good”, the L level voltage is output from the cell state holding unit 84 to the R / W control unit 85, and when the power generation state is “No”, the H level voltage is output to the cell state holding unit. 84 to the R / W control unit 85. Thus, when the reset signal (H level) is input to the reset terminal Rst, the power transfer unit 81 is forcibly cut off. For example, the failed DSSC 10 is forcibly electrically disconnected from the power line PL. Can do. Therefore, power loss stored in the charge unit 190 can be suppressed by preventing power consumption by the failed DSSC 10.

《R/W制御部85》
図18に示すように、セル状態検出/保持部82に接続されるR/W制御部85は、R/Wゲート部86とアドレスデコード部87により構成されている。R/W制御部85は、予め設定された固有アドレスに一致するアドレスデータがアドレス入力端子Adr_Inを介して外部から入力された場合にセル状態検出/保持部82に対して、書き込み動作と読み出し動作を行う機能を有する。この固有アドレスは、複数の出力制御装置820に個々に付与されているため、特定の出力制御装置820を選択することができる。書き込み動作は、DSSC10の発電状態に依存することなく、NMOS81a、つまりトランスファーゲートをオン状態に設定する動作である。即ち、書き込み動作は、トランスファーゲートとしてのNMOS81aを強制的に導通状態にするものであり、リセット動作の反対動作にあたる。他方、読み出し動作は、そのタイミングにセル状態保持部84に設定されているDSSC10の良否情報を読み出す動作である。
<< R / W control unit 85 >>
As shown in FIG. 18, the R / W control unit 85 connected to the cell state detection / holding unit 82 includes an R / W gate unit 86 and an address decoding unit 87. The R / W control unit 85 performs a write operation and a read operation on the cell state detection / holding unit 82 when address data matching a preset unique address is input from the outside via the address input terminal Adr_In. It has a function to perform. Since this unique address is assigned to each of the plurality of output control devices 820, a specific output control device 820 can be selected. The write operation is an operation of setting the NMOS 81a, that is, the transfer gate to the on state without depending on the power generation state of the DSSC 10. That is, the write operation is to forcibly turn on the NMOS 81a as the transfer gate, and corresponds to the reverse operation of the reset operation. On the other hand, the read operation is an operation of reading the pass / fail information of the DSSC 10 set in the cell state holding unit 84 at that timing.

《R/Wゲート部86》
R/Wゲート部86は、PMOS86aとNMOS86bにより構成されるインバータ回路と、直列に接続される2つのコントロールゲートNMOS86c,86dと、インバータ回路の出力ノードに接続されるトランスファーゲート等により構成されている。インバータ回路は、ソースがプラス電源Vddに接続されるPMOS86aと、ソースがマイナス電源Vssに接続されるNMOS86bとにより構成されている。PMOS86a,NMOS86bは、ゲート同士が接続されて入力ノードを形成し、またドレイン同士が接続されて出力ノードを形成している。入力ノードは、R/W制御部85のR/Wノードとしてセル状態検出/保持部82を構成するセル状態保持部84のフリップフロップ回路の出力側に接続されている。なお、このR/Wノードは、図17,18等において、「R/W_Nod」と記載されていることに注意されたい。
<< R / W gate part 86 >>
The R / W gate unit 86 includes an inverter circuit composed of a PMOS 86a and an NMOS 86b, two control gates NMOS 86c and 86d connected in series, a transfer gate connected to an output node of the inverter circuit, and the like. . The inverter circuit includes a PMOS 86a whose source is connected to the positive power source Vdd and an NMOS 86b whose source is connected to the negative power source Vss. In the PMOS 86a and NMOS 86b, the gates are connected to form an input node, and the drains are connected to form an output node. The input node is connected to the output side of the flip-flop circuit of the cell state holding unit 84 that constitutes the cell state detection / holding unit 82 as the R / W node of the R / W control unit 85. It should be noted that this R / W node is described as “R / W_Nod” in FIGS.

コントロールゲートNMOS86cは、そのドレインがインバータ回路の入力ノード、つまりR/Wノードに接続されており、またゲートがライトイネーブル端子Wrt_Enに接続されている。このライトイネーブル端子Wrt_Enには、書き込みおよび読み出しの各動作を制御するイネーブル信号が入力される。即ち、書き込み動作時にはHレベルの電圧が入力され、読み出し動作時にはLレベルの電圧が入力される。もう一つのコントロールゲートNMOS86dは、そのドレインがNMOS86cのソースに接続されており、ソースがマイナス電源Vssに接続されている。NMOS86dのゲートは、アドレスデコード部87の出力を受けるインバータ86gの出力に接続されている。   The drain of the control gate NMOS 86c is connected to the input node of the inverter circuit, that is, the R / W node, and the gate is connected to the write enable terminal Wrt_En. The write enable terminal Wrt_En receives an enable signal for controlling each operation of writing and reading. That is, an H level voltage is input during a write operation, and an L level voltage is input during a read operation. The other control gate NMOS 86d has its drain connected to the source of the NMOS 86c and its source connected to the negative power supply Vss. The gate of the NMOS 86 d is connected to the output of the inverter 86 g that receives the output of the address decoding unit 87.

トランスファーゲートは、PMOS86eとNMOS86fを並列に接続したものであり、入力がインバータ回路(PMOS86a,NMOS86b)の出力ノードに接続され、また出力がステータス端子Sts_Outに接続されている。PMOS86eのゲートは、アドレスデコード部87の出力に接続されており、またNMOS86fのゲートは、インバータ87gの出力に接続されている。これにより、アドレスデコード部87からLレベルの電圧が出力されると、このトランスファーゲートの入出力間が導通状態になり、アドレスデコード部87からHレベルの電圧が出力されると、トランスファーゲートの入出力間が遮断状態になる。つまり、インバータ回路(PMOS86a,NMOS86b)からの出力をステータス端子Sts_Outに出力する否かを制御する。ステータス端子Sts_Outからは、読み出し動作時において、DSSC10の良否情報が出力される。   The transfer gate is formed by connecting a PMOS 86e and an NMOS 86f in parallel, an input is connected to an output node of the inverter circuit (PMOS 86a, NMOS 86b), and an output is connected to the status terminal Sts_Out. The gate of the PMOS 86e is connected to the output of the address decoding unit 87, and the gate of the NMOS 86f is connected to the output of the inverter 87g. As a result, when an L level voltage is output from the address decode unit 87, the input and output of the transfer gate become conductive, and when an H level voltage is output from the address decode unit 87, the transfer gate is turned on. The output is cut off. That is, it controls whether or not the output from the inverter circuit (PMOS 86a, NMOS 86b) is output to the status terminal Sts_Out. From the status terminal Sts_Out, the pass / fail information of the DSSC 10 is output during the read operation.

《アドレスデコード部87》
アドレスデコード部87は、固有アドレスのビット数に対応した入力を持つNANDゲート87aにより構成されている。NANDゲート87aの入力は、システムバスSBのアドレスバスに接続されている。本実施形態では、アドレスバスは、8本のアドレス線からなり、4ビットの固有アドレスに対して、A0,/A0,A1,/A1,A2,/A2,A3,/A3に対応する8本により構成されている(/Anは、Anにオーバーバーが付されていることを表す)。そのため、4入力を持つNANDゲート87aは、当該出力制御装置820に一意に割り当てられた固有アドレスに対応して、それぞれの入力がアドレスバスの8本のアドレス線に接続されている。
<Address decoding unit 87>
The address decoding unit 87 includes a NAND gate 87a having an input corresponding to the number of bits of the unique address. The input of the NAND gate 87a is connected to the address bus of the system bus SB. In this embodiment, the address bus is composed of eight address lines, and eight lines corresponding to A0, / A0, A1, / A1, A2, / A2, A3, / A3 with respect to a 4-bit unique address. (/ An indicates that An is provided with an overbar). Therefore, the NAND gate 87a having four inputs is connected to the eight address lines of the address bus in correspondence with the unique address uniquely assigned to the output control device 820.

例えば、図18に示すように、紙面左側から、A3,/A3,A2,/A2,A1,/A1,A0,/A0の順番に8本のアドレス線が並んでおり、そのうちの/A3,/A2,A1,A0に対応する4本がNANDゲート87aの入力に接続されている。そのため、このNANDゲート87aには、2進表記で「0011」、つまり固有アドレスとして10進表記で「3」が付与されていることがわかる。   For example, as shown in FIG. 18, eight address lines are arranged in the order of A3, / A3, A2, / A2, A1, / A1, A0, / A0 from the left side of the page, of which / A3 Four lines corresponding to / A2, A1, and A0 are connected to the input of the NAND gate 87a. Therefore, it can be seen that this NAND gate 87a is given "0011" in binary notation, that is, "3" in decimal notation as a unique address.

このようにR/W制御部85を構成することにより、アドレスデコード部87に設定された固有アドレスに一致するアドレスデータがアドレス入力端子Adr_Inを介してアドレスバスから入力されると、アドレスデコード部87からLレベルの電圧が出力される。そのため、インバータ86gの出力を受けるコントロールゲートNMOS86dは、オン状態になることから、ゲートがライトイネーブル端子Wrt_Enに接続されるコントロールゲートNMOS86cがオン状態になると、R/Wノードの電圧がHレベルからLレベルに遷移する。   By configuring the R / W control unit 85 in this way, when address data that matches the unique address set in the address decoding unit 87 is input from the address bus via the address input terminal Adr_In, the address decoding unit 87. To output an L level voltage. Therefore, since the control gate NMOS 86d that receives the output of the inverter 86g is turned on, when the control gate NMOS 86c whose gate is connected to the write enable terminal Wrt_En is turned on, the voltage of the R / W node is changed from the H level to the L level. Transition to level.

即ち、固有アドレスに一致するアドレスデータがアドレスデコード部87に入力されている間にライトイネーブル端子Wrt_EnがHレベルの電圧になることで、セル状態検出/保持部82を構成するセル状態保持部84のインバータ84hの入力ノードに、Lレベルの電圧が入力されることから、インバータ84hの出力ノードから電力転送部81のNMOS81aのゲートにHレベルの電圧が出力されることにより、トランスファーゲートが導通状態になる。つまり、R/W制御部85による書き込み動作が行われてトランスファーゲート(NMOS81a)が強制的にオン状態に移行する。   That is, while the address data matching the unique address is being input to the address decoding unit 87, the write enable terminal Wrt_En becomes an H level voltage, so that the cell state holding unit 84 constituting the cell state detection / holding unit 82. Since the L level voltage is input to the input node of the inverter 84h, the H level voltage is output from the output node of the inverter 84h to the gate of the NMOS 81a of the power transfer unit 81, so that the transfer gate is in a conductive state. become. That is, the write operation by the R / W control unit 85 is performed, and the transfer gate (NMOS 81a) is forced to be turned on.

また、固有アドレスの一致により、アドレスデコード部87からLレベルの電圧が出力されると、PMOS86eとNMOS86fからなるトランスファーゲートが導通状態になり、セル状態検出/保持部82から入力されるDSSC10の良否情報がPMOS86aとNMOS86bからなるインバータ回路により反転されてステータス端子Sts_Outに出力される。   When the L-level voltage is output from the address decoding unit 87 due to the coincidence of the unique addresses, the transfer gate composed of the PMOS 86e and the NMOS 86f becomes conductive, and the quality of the DSSC 10 input from the cell state detection / holding unit 82 is good or bad. Information is inverted by an inverter circuit composed of a PMOS 86a and an NMOS 86b and output to the status terminal Sts_Out.

即ち、固有アドレスに一致するアドレスデータがアドレス入力端子Adr_Inを介してアドレスデコード部87に入力されている間において、ライトイネーブル端子Wrt_EnにLレベルの電圧が入力されることで、セル状態検出/保持部82が保持(記憶)しているDSSC10の良否情報が、インバータ回路(PMOS86a,NMOS86b)とトランスファーゲート(PMOS86e,NMOS86f)を介してステータス端子Sts_Outに出力される。これにより、発電状態「良」の場合にはHレベルの電圧がステータス端子Sts_Outから出力され、発電状態「否」の場合にはLレベルの電圧がステータス端子Sts_Outから出力される。つまり、R/W制御部85によるDSSC10の良否情報の読み出し動作が行われる。   That is, while the address data matching the unique address is being input to the address decoding unit 87 via the address input terminal Adr_In, the L level voltage is input to the write enable terminal Wrt_En, thereby detecting / holding the cell state. The pass / fail information of the DSSC 10 held (stored) by the unit 82 is output to the status terminal Sts_Out via the inverter circuit (PMOS 86a, NMOS 86b) and the transfer gate (PMOS 86e, NMOS 86f). Thus, when the power generation state is “good”, an H level voltage is output from the status terminal Sts_Out, and when the power generation state is “not”, an L level voltage is output from the status terminal Sts_Out. That is, the read / write information of the DSSC 10 by the R / W control unit 85 is performed.

《蓄電制御装置250》
次に、蓄電制御装置250の構成を図19に基づいて説明する。図19には、蓄電制御装置250の構成例を示す回路図が図示されている。蓄電制御装置250は、主に、チャージ制御部251とディスチャージ制御部253により構成されており、電力線PLを介して各出力制御装置820に接続されている。蓄電制御装置250は、コントローラ170にも接続されており、コントローラ170から制御コマンドを受けて、各出力制御装置820から電力線PLを介して送られた各DSSC10の発電電力をチャージユニット190に蓄電したり、チャージユニット190に蓄電された電力(電荷)を放電したりする、等の各制御を行う。なお、蓄電制御装置250は、蓄電制御入力端子CIと電力出力端子POの間に介在することなく、両端子を直接接続(直結)する。これにより、第1実施形態等で説明をした蓄電制御装置150に比べて入出力ゲート部151が介在することによる電力損失を低減可能にしている。
<< Power storage control device 250 >>
Next, the configuration of the power storage control device 250 will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the power storage control device 250. The power storage control device 250 is mainly configured by a charge control unit 251 and a discharge control unit 253, and is connected to each output control device 820 via the power line PL. The power storage control device 250 is also connected to the controller 170, receives the control command from the controller 170, and stores the generated power of each DSSC 10 sent from each output control device 820 via the power line PL in the charge unit 190. And control such as discharging the electric power (charge) stored in the charge unit 190 is performed. The power storage control device 250 directly connects (directly connects) both terminals without being interposed between the power storage control input terminal CI and the power output terminal PO. Thereby, compared with the power storage control device 150 described in the first embodiment or the like, it is possible to reduce power loss due to the input / output gate unit 151 being interposed.

チャージ制御部251は、NMOS251aにより構成されている。NMOS251aは、蓄電制御入力端子CIと電力出力端子POを直結したその電力ラインにドレインが接続されており、ソースにはチャージユニット端子Crgが接続されている。このチャージユニット端子Crgには、チャージユニット190が接続されている。また、NMOS251aのゲートは、チャージイネーブル端子Crg_Enが接続されている。これにより、チャージイネーブル端子Crg_EnにHレベルの電圧が入力されることで、NMOS251aがオン状態になり、蓄電制御入力端子CIから入力される電力をチャージユニット端子Crgに接続されたチャージユニット190に蓄えることができる。   The charge control unit 251 is configured by an NMOS 251a. The NMOS 251a has a drain connected to the power line directly connecting the power storage control input terminal CI and the power output terminal PO, and a charge unit terminal Crg connected to the source. A charge unit 190 is connected to the charge unit terminal Crg. The gate of the NMOS 251a is connected to the charge enable terminal Crg_En. Thus, when an H level voltage is input to the charge enable terminal Crg_En, the NMOS 251a is turned on, and the power input from the power storage control input terminal CI is stored in the charge unit 190 connected to the charge unit terminal Crg. be able to.

ディスチャージ制御部253は、NMOS253aにより構成されている。NMOS253aは、そのドレインがNMOS251aのソースに接続されており、ソースにはマイナス電源Vssが接続されている。このNMOS253aのゲートは、ディスチャージ端子Discrgが接続されている。チャージイネーブル端子Crg_EnにLレベルの電圧が入力されてNMOS251aがオフ状態になり、チャージユニット190が蓄電制御入力端子CIや電力出力端子POから電気的に切り離されている間に、ディスチャージ端子DiscrgにHレベルの電圧が入力されると、チャージユニット190に蓄えられた電気エネルギー(電荷)がNMOS253aを介してマイナス電源Vss側に放出(放電)される。   The discharge control unit 253 is configured by an NMOS 253a. The drain of the NMOS 253a is connected to the source of the NMOS 251a, and the negative power source Vss is connected to the source. A discharge terminal Discrg is connected to the gate of the NMOS 253a. While the L level voltage is input to the charge enable terminal Crg_En, the NMOS 251a is turned off, and the charge unit 190 is electrically disconnected from the power storage control input terminal CI and the power output terminal PO. When a level voltage is input, the electric energy (charge) stored in the charge unit 190 is discharged (discharged) to the negative power source Vss side via the NMOS 253a.

これにより、チャージユニット190にチャージされていた電気エネルギー(電荷)を急速に逃がして(放電して)ほぼゼロにすることが可能になるため、例えば、メンテナンス時にこのような放電動作をディスチャージ制御部253により行うことによって、チャージユニット190の放電特性をモニタすることができる。また、電気エネルギーがほぼゼロになったチャージユニット190に対して、チャージ制御部251のNMOS251aをオン状態(ディスチャージ制御部253のNMOS253aはオフ状態)にすることで、チャージユニット190の充電特性をモニタすることができる。   As a result, it is possible to quickly release (discharge) the electric energy (charge) charged in the charge unit 190 to almost zero, so that, for example, such a discharge operation is performed during the maintenance. By performing the process according to H.253, the discharge characteristics of the charge unit 190 can be monitored. In addition, the charge characteristic of the charge unit 190 is monitored by turning on the NMOS 251a of the charge control unit 251 (the NMOS 253a of the discharge control unit 253 is off) with respect to the charge unit 190 whose electric energy is almost zero. can do.

なお、蓄電制御入力端子CIと電力出力端子POが直結される電力ラインには、複数の出力制御装置820(の出力制御出力端子TO)が接続されている。そのため、メンテナンス作業の対象となる出力制御装置820以外の影響を受けることなく、チャージユニット190の充電特性をモニタする場合には、前述したようにリセット端子RstにHレベルの電圧を入力して電力転送部81を遮断状態に移行させて、各DSSC10を電力線PLから電気的に切り離す必要がある。   Note that a plurality of output control devices 820 (output control output terminals TO) are connected to a power line directly connecting the power storage control input terminal CI and the power output terminal PO. Therefore, in order to monitor the charging characteristics of the charge unit 190 without being affected by other than the output control device 820 that is the object of the maintenance work, as described above, an H level voltage is input to the reset terminal Rst and power is supplied. It is necessary to shift the transfer unit 81 to the cutoff state and electrically disconnect each DSSC 10 from the power line PL.

このように構成される本第4実施形態に係る当該システムによるコントローラ170の制御について図20〜図22を参照して説明する。図20には、コントローラ170による通常時の制御例を示すタイミングチャートが図示されており、DSSC10が日照状態から日陰状態に変化した場合の例である。また、図21、図22には、コントローラ170によるメンテナンス時の制御例を示すタイミングチャートであり、試験機能として、電力転送部81を強制的に導通状態に設定した場合の例(図21)と、試験機能として、セル状態検出/保持部82からDSSCの良否情報を読み出す場合の例(図22)が、図示されている。なお、これらの図20〜図22では、電力転送部81のことを「TG_81」に代えて表しているので、注意されたい。   Control of the controller 170 by the system according to the fourth embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 20 is a timing chart showing an example of normal control by the controller 170, and is an example when the DSSC 10 changes from the sunshine state to the shaded state. FIGS. 21 and 22 are timing charts showing examples of control during maintenance by the controller 170. As an example of a test function, the power transfer unit 81 is forcibly set to a conductive state (FIG. 21). As an example of the test function, an example (FIG. 22) in the case of reading DSSC quality information from the cell state detection / holding unit 82 is shown. Note that in FIGS. 20 to 22, the power transfer unit 81 is shown in place of “TG_81”.

《通常時の制御》
まず、DSSC10が発電している場合の制御、つまり通常時の制御について図20を参照して説明する。図20に示すように、コントローラ170は、リセット端子RstをLレベルからHレベルに変位させた後、Lレベルに戻す。これにより、出力制御装置820の電力転送部81が遮断状態に設定される(図20では、電力転送部81は最初から遮断状態にあるためその状態に変位はない)。次にコントローラ170は、出力制御装置820のモニターイネーブル端子Mon_EnをLレベルからHレベルに変位させ、さらにその間に出力制御装置820のロード端子LdをLレベルからHレベルに変位させる(図20に示す(41))。これにより、セル状態検出/保持部82のセル状態検出部83からセル状態保持部84のフリップフロップ回路にDSSC10の良否情報がセットされる。図20に示す例では、DSSC10は閾値電圧Vthを超える電圧で発電していることから、発電状態「良」に相当する情報に基づいて(42)のタイミングで電力転送部81が導通状態になる。
<Normal control>
First, control when the DSSC 10 is generating power, that is, control during normal time will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 20, the controller 170 shifts the reset terminal Rst from the L level to the H level, and then returns it to the L level. As a result, the power transfer unit 81 of the output control device 820 is set to the cut-off state (in FIG. 20, since the power transfer unit 81 is in the cut-off state from the beginning, there is no displacement in that state). Next, the controller 170 displaces the monitor enable terminal Mon_En of the output control device 820 from the L level to the H level, and further displaces the load terminal Ld of the output control device 820 from the L level to the H level (shown in FIG. 20). (41)). As a result, the pass / fail information of the DSSC 10 is set from the cell state detection unit 83 of the cell state detection / holding unit 82 to the flip-flop circuit of the cell state holding unit 84. In the example shown in FIG. 20, since the DSSC 10 generates power at a voltage exceeding the threshold voltage Vth, the power transfer unit 81 becomes conductive at the timing (42) based on the information corresponding to the power generation state “good”. .

チャージイネーブル端子Crg_Enは、当初からHレベルに設定されているため、チャージユニット190は、チャージ制御部251を介して電力線PLに電気的に接続されている。このため、電力転送部81が導通状態に移行したタイミング(42)で、電力入力端子PIに入力される発電電力は、電力転送部81を介して出力制御装置820の出力制御出力端子TOに出力されることから、図20に示す電力入力端子PIの電圧は一時低下する一方で、そのタイミングでチャージユニット端子Crgおよび電力出力端子POの電圧が上昇し始める(図20に示す(43),(43'))。コントローラ170は、このような制御を所定時間ごと(例えば、1分、3分、10分、30分などごと)に繰り返す。これにより、コントローラ170は、図20に示す一連の(44),(45),(46),(46')の各タイミングで前述と同様の制御を行う。   Since the charge enable terminal Crg_En is set to the H level from the beginning, the charge unit 190 is electrically connected to the power line PL via the charge control unit 251. Therefore, the generated power input to the power input terminal PI is output to the output control output terminal TO of the output control device 820 via the power transfer unit 81 at the timing (42) when the power transfer unit 81 shifts to the conductive state. Therefore, while the voltage at the power input terminal PI shown in FIG. 20 temporarily decreases, the voltage at the charge unit terminal Crg and the power output terminal PO starts to rise at that timing ((43), ( 43 ')). The controller 170 repeats such control every predetermined time (for example, every 1 minute, 3 minutes, 10 minutes, 30 minutes, etc.). As a result, the controller 170 performs the same control as described above at each of the timings (44), (45), (46), and (46 ′) shown in FIG.

一方、日照状態から日陰状態に変化してDSSC10の発電電圧が閾値電圧Vth以下に至った場合には、コントローラ170は次のような制御を行い電力転送部81を遮断する。即ち、ロード端子LdがLレベルからHレベルに変位するタイミング(図20に示す(47))で、DSSC10が閾値電圧Vthを超える電圧で発電していないときには、セル状態検出/保持部82のセル状態検出部83からセル状態保持部84のフリップフロップ回路に発電状態「否」に相当する情報(DSSC10の良否情報)がセットされる。このため、図20に示すように、電力転送部81は遮断状態に移行する(図20に示す(48))。また、それ以降におけるチャージユニット190および電力出力端子POの電圧は、徐々に低下するか、または維持される(図20に示す(49),(49'))。   On the other hand, when the sunshine state changes to the shaded state and the generated voltage of the DSSC 10 reaches the threshold voltage Vth or less, the controller 170 performs the following control to shut off the power transfer unit 81. That is, when the DSSC 10 is not generating power at a voltage exceeding the threshold voltage Vth at the timing when the load terminal Ld is displaced from the L level to the H level ((47) shown in FIG. 20), the cell of the cell state detection / holding unit 82 Information corresponding to the power generation state “NO” (DSSC 10 pass / fail information) is set from the state detection unit 83 to the flip-flop circuit of the cell state holding unit 84. For this reason, as shown in FIG. 20, the electric power transfer part 81 transfers to the interruption | blocking state ((48) shown in FIG. 20). Further, the voltages of the charge unit 190 and the power output terminal PO thereafter are gradually decreased or maintained ((49) and (49 ′) shown in FIG. 20).

《メンテナンス時の制御》
次に、DSSC10の動作状態を確認試験する場合の制御、つまりメンテナンス時の制御について図21および図22を参照して説明する。メンテナンス時の制御には、前述したように、書き込み動作による強制的な電力転送部81の導通制御と、読み出し動作によるDSSC10の良否情報の読み出し制御がある。まず図21を参照して、書き込み動作による強制的な電力転送部81の導通制御について説明する。
<Control during maintenance>
Next, the control when the operation state of the DSSC 10 is confirmed, that is, the control at the time of maintenance will be described with reference to FIG. 21 and FIG. As described above, the control at the time of maintenance includes the continuity control of the power transfer unit 81 by the write operation and the read control of the pass / fail information of the DSSC 10 by the read operation. First, forcible conduction control of the power transfer unit 81 by a write operation will be described with reference to FIG.

図21に示すように、コントローラ170は、リセット端子RstをLレベルからHレベルに変位させた後、Lレベルに戻す。これにより、前述の通常時の制御と同様に、出力制御装置820の電力転送部81が遮断状態に設定される(図21に示す(52))。なお、図21に示すR/W_Nodは、図17および図18に示すR/Wノードの電圧に対応するものであり、電力転送部81をオンオフ制御するインバータ84hに入力される電圧である。そのため、電力転送部81に状態移行よりも先に電圧が変位する(図21に示す(51))。電力転送部81が遮断状態に移行すると、それまで電力入力端子PIとほぼ同様の電圧を出力していた出力制御出力端子TOの電圧が切断される(図21に示す(53))。そのため、出力制御出力端子TOは、高インピーダンスになるので電圧が定まらなくなる(図21に示す不定区間)。   As shown in FIG. 21, the controller 170 shifts the reset terminal Rst from the L level to the H level, and then returns it to the L level. As a result, the power transfer unit 81 of the output control device 820 is set to the cut-off state as in the above-described normal control ((52) shown in FIG. 21). 21 corresponds to the voltage of the R / W node shown in FIGS. 17 and 18, and is a voltage input to the inverter 84h that controls on / off of the power transfer unit 81. Therefore, the voltage is displaced before the state transition in the power transfer unit 81 ((51) shown in FIG. 21). When the power transfer unit 81 shifts to the cut-off state, the voltage at the output control output terminal TO, which has been outputting the same voltage as the power input terminal PI so far, is cut off ((53) shown in FIG. 21). For this reason, the output control output terminal TO has a high impedance, so the voltage cannot be determined (indefinite interval shown in FIG. 21).

次に、出力制御装置820に割り当てられた固有アドレスに一致するアドレスデータAdr_Datがアドレス入力端子Adr_Inを介してアドレスバスから入力されると、アドレスデコード部87の出力がHレベルからLレベルに変位する(図21に示す(54))。また、アドレスデコード部87の出力変位を受けてR/Wゲート部86のトランスファーゲート(PMOS86e,NMOS86f)が遮断状態から導通状態に移行するため、ステータス端子Sts_OutがHレベルからLレベルに変位する(図21に示す(55))。アドレスデコード部87からLレベルの電圧が出力されている間に、コントローラ170がライトイネーブル端子Wrt_EnをLレベルからHレベルに変位させることで、R/Wノードの電圧がHレベルからLレベルに変位するため(図21に示す(56))、電力転送部81が導通状態に移行して(図21に示す(57))、再び出力制御出力端子TOに電圧が出力される(図21に示す(58))。これとほぼ同時にステータス端子Sts_OutがLレベルからHレベルに変位する(図21に示す(58'))。   Next, when the address data Adr_Dat that matches the unique address assigned to the output control device 820 is input from the address bus via the address input terminal Adr_In, the output of the address decoding unit 87 is shifted from H level to L level. ((54) shown in FIG. 21). Further, in response to the output displacement of the address decode unit 87, the transfer gates (PMOS 86e, NMOS 86f) of the R / W gate unit 86 shift from the cutoff state to the conductive state, so that the status terminal Sts_Out shifts from the H level to the L level ( Shown in FIG. 21 (55)). While the L level voltage is output from the address decoding unit 87, the controller 170 shifts the write enable terminal Wrt_En from the L level to the H level, so that the voltage at the R / W node is shifted from the H level to the L level. For this reason ((56) shown in FIG. 21), the power transfer unit 81 shifts to the conductive state ((57) shown in FIG. 21), and the voltage is output again to the output control output terminal TO (shown in FIG. 21). (58)). At substantially the same time, the status terminal Sts_Out is displaced from the L level to the H level ((58 ′) shown in FIG. 21).

このように固有アドレスに一致したアドレスデータAdr_Datが出力制御装置820に入力されている場合には、そのライトイネーブル端子Wrt_EnをHレベルに変位させることにより、発電電圧が閾値電圧Vth以下であっても、電力入力端子PIに入力されるDSSC10の発電電圧を出力制御出力端子TOから出力させることができる。このとき蓄電制御装置250のチャージ制御部251をオフ状態に設定しておくことにより、チャージユニット190の影響を受けることなく、DSSC10の発電電圧をモニタすることができる(図23に示すDSSC10の良否情報の読み出し制御を参照のこと)。なお、ライトイネーブル端子Wrt_EnをHレベルに変位させた状態で、各出力制御装置820に入力するアドレスデータAdr_Datを各出力制御装置820ごとの固有アドレスに対応して順次変更する構成を採ることによって、各出力制御装置820をスキャニングするようにDSSC10の発電電圧をモニタすることが可能になる。   As described above, when the address data Adr_Dat matching the unique address is input to the output control device 820, the write enable terminal Wrt_En is displaced to the H level so that the generated voltage is equal to or lower than the threshold voltage Vth. The power generation voltage of the DSSC 10 input to the power input terminal PI can be output from the output control output terminal TO. At this time, by setting the charge control unit 251 of the power storage control device 250 to the off state, the generated voltage of the DSSC 10 can be monitored without being affected by the charge unit 190 (good or bad of the DSSC 10 shown in FIG. 23). (See Information readout control). In addition, by adopting a configuration in which the address data Adr_Dat input to each output control device 820 is sequentially changed corresponding to the unique address for each output control device 820 while the write enable terminal Wrt_En is displaced to the H level. It is possible to monitor the generated voltage of the DSSC 10 so that each output control device 820 is scanned.

続いて、読み出し動作によるDSSC10の良否情報の読み出し制御を図22を参照して説明する。図22(A)および図22(B)に示すように、コントローラ170は、リセット端子Rst、チャージイネーブル端子Crg_Enおよびライトイネーブル端子Wrt_EnをいずれもLレベルに設定する。なお、図22に図示していないが、モニターイネーブル端子Mon_Enとロード端子Ldは、通常時の制御と同様に、DSSC10の状態を取得したいタイミングに合わせて、LレベルからHレベルに変位させてから元に戻す。これにより、R/Wノードの電圧が決定され、また電力転送部81の状態が決まる。即ち、DSSC10の発電電圧が閾値電圧Vthを超えている場合には、R/Wノードの電圧がLレベルになり、電力転送部81が導通状態になる(図22(A))。逆に、DSSC10の発電電圧が閾値電圧Vth以下である場合には、R/Wノードの電圧がHレベルになり、電力転送部81が遮断状態になる(図22(B))。   Subsequently, read / write control of the DSSC 10 by the read operation will be described with reference to FIG. As shown in FIGS. 22A and 22B, the controller 170 sets all of the reset terminal Rst, the charge enable terminal Crg_En, and the write enable terminal Wrt_En to the L level. Although not shown in FIG. 22, the monitor enable terminal Mon_En and the load terminal Ld are shifted from the L level to the H level in accordance with the timing at which the state of the DSSC 10 is to be acquired, as in the normal control. Revert. Thereby, the voltage of the R / W node is determined, and the state of the power transfer unit 81 is determined. That is, when the power generation voltage of the DSSC 10 exceeds the threshold voltage Vth, the voltage at the R / W node becomes L level, and the power transfer unit 81 becomes conductive (FIG. 22 (A)). On the contrary, when the generated voltage of the DSSC 10 is equal to or lower than the threshold voltage Vth, the voltage of the R / W node becomes H level, and the power transfer unit 81 is cut off (FIG. 22B).

このため、出力制御装置820に割り当てられた固有アドレスに一致するアドレスデータAdr_Datがアドレスバスから入力されると、アドレスデコード部87の出力がHレベルからLレベルに変位して(図22(A)に示す(61)、図22(B)に示す(71))、R/Wゲート部86のトランスファーゲート(PMOS86e,NMOS86f)が遮断状態から導通状態に移行する。そのため、DSSC10の発電電圧が閾値電圧Vthを超えている場合には、ステータス端子Sts_OutがHレベルからLレベルに変位し(図22に示す(62))、閾値電圧Vth以下の場合には、ステータス端子Sts_OutはLレベルのままを維持する(図22に示す(72))。アドレスデコード部87の出力は、アドレスデータAdr_Datが一致しなくなると、Hレベルに戻るため(図22(A)に示す(63)、図22(B)に示す(73))、それに伴いステータス端子Sts_Outも元の電圧レベルに戻る(図22(A)に示す(64)、図22(B)に示す(74))。   For this reason, when the address data Adr_Dat matching the unique address assigned to the output control device 820 is input from the address bus, the output of the address decoding unit 87 is shifted from the H level to the L level (FIG. 22A). (61) shown in FIG. 22B (71) shown in FIG. 22B), the transfer gates (PMOS 86e, NMOS 86f) of the R / W gate unit 86 shift from the cutoff state to the conductive state. Therefore, when the power generation voltage of the DSSC 10 exceeds the threshold voltage Vth, the status terminal Sts_Out shifts from the H level to the L level ((62) shown in FIG. 22). The terminal Sts_Out remains at the L level ((72) shown in FIG. 22). The output of the address decoding unit 87 returns to the H level when the address data Adr_Dat does not match ((63) shown in FIG. 22 (A), (73) shown in FIG. 22 (B)). Sts_Out also returns to the original voltage level ((64) shown in FIG. 22 (A), (74) shown in FIG. 22 (B)).

このように固有アドレスに一致したアドレスデータAdr_Datが出力制御装置820に入力されている場合には、そのライトイネーブル端子Wrt_EnをLレベルに変位させることにより、DSSC10の良否情報をセル状態検出/保持部82のセル状態保持部84からステータス端子Sts_Outを介して読み出すことができる。また、チャージイネーブル端子Crg_EnをLレベルに設定しているため、蓄電制御装置250のチャージ制御部251がオフ状態に設定されてチャージユニット190から電力線PLから電気的に切り離される。そのため、チャージユニット190の影響を受けることのないDSSC10の発電状態を良否情報として読み出すことができる。なお、ライトイネーブル端子Wrt_EnをHレベルに変位させた状態で、各出力制御装置820に入力するアドレスデータAdr_Datを各出力制御装置820ごとの固有アドレスに対応して順次変更する構成を採ることによって、各出力制御装置820をスキャニングするようにDSSC10の良否情報を読み出すことが可能になる。   When the address data Adr_Dat matching the unique address is input to the output control device 820 as described above, the pass / fail information of the DSSC 10 is transferred to the cell state detection / holding unit by displacing the write enable terminal Wrt_En to the L level. 82 can be read out from the cell state holding unit 84 via the status terminal Sts_Out. Further, since the charge enable terminal Crg_En is set at the L level, the charge control unit 251 of the power storage control device 250 is set to the off state and is electrically disconnected from the power line PL from the charge unit 190. Therefore, the power generation state of the DSSC 10 that is not affected by the charge unit 190 can be read as pass / fail information. In addition, by adopting a configuration in which the address data Adr_Dat input to each output control device 820 is sequentially changed corresponding to the unique address for each output control device 820 while the write enable terminal Wrt_En is displaced to the H level. It is possible to read the pass / fail information of the DSSC 10 so that each output control device 820 is scanned.

以上説明したように第4実施形態に係る本システムによると、出力制御装置820は、セル状態検出部83、セル状態保持部84、R/W制御部85を備え、セル状態保持部84およびR/W制御部85は、外部から入力される制御情報に従って電力転送部81を導通状態または遮断状態に設定する。これにより、セル状態検出部83によって検出した出力インピーダンスが、所定インピーダンス以上である場合にはセル状態保持部84およびR/W制御部85により電力転送部81が導通状態に設定され、所定インピーダンス未満である場合にはセル状態保持部84およびR/W制御部85により電力転送部81が遮断状態に設定される。また、セル状態検出部83によって検出した出力インピーダンスにかかわらず、外部から入力される制御情報に従って電力転送部81が強制的に導通状態または遮断状態に設定される。したがって、例えば、故障したDSSC10を強制的に電力線PLから、電気的に切り離すことができるため、故障したDSSC10による電力消費を防ぐことで電力損失をさらに抑制することができる。   As described above, according to the system of the fourth embodiment, the output control apparatus 820 includes the cell state detection unit 83, the cell state holding unit 84, and the R / W control unit 85, and includes the cell state holding unit 84 and the R The / W control unit 85 sets the power transfer unit 81 to a conductive state or a cut-off state according to control information input from the outside. As a result, when the output impedance detected by the cell state detection unit 83 is equal to or higher than the predetermined impedance, the cell state holding unit 84 and the R / W control unit 85 set the power transfer unit 81 to the conductive state, which is less than the predetermined impedance. In this case, the power transfer unit 81 is set to the cutoff state by the cell state holding unit 84 and the R / W control unit 85. Regardless of the output impedance detected by the cell state detection unit 83, the power transfer unit 81 is forcibly set to a conduction state or a cutoff state according to control information input from the outside. Therefore, for example, since the failed DSSC 10 can be forcibly electrically disconnected from the power line PL, power loss can be further suppressed by preventing power consumption by the failed DSSC 10.

また、第4実施形態に係る本システムによると、セル状態保持部84およびR/W制御部85によって設定された電力転送部81の導通または遮断の状態情報が外部から入力される制御情報に従って外部に出力される。したがって、このような電力転送部81の導通または遮断の状態情報を外部から読み出すことによりDSSC10の発電状態を容易に確認することができる。   Further, according to the present system according to the fourth embodiment, the state information of the conduction or cutoff of the power transfer unit 81 set by the cell state holding unit 84 and the R / W control unit 85 is externally applied according to the control information input from the outside. Is output. Therefore, it is possible to easily confirm the power generation state of the DSSC 10 by reading out such conduction / cutoff state information of the power transfer unit 81 from the outside.

さらに、第4実施形態に係る本システムによると、出力制御装置820は、当該出力制御装置820を特定するアドレスデータAdr_Datが入力されたか否かを判定するアドレスデコード部87をさらに備え、セル状態保持部84およびR/W制御部85は、当該出力制御装置820を特定するアドレスデータAdr_Datが入力されたことをアドレスデコード部87が判定した場合、制御情報に従った所定動作を行う。これにより、例えば、制御情報に従った所定動作が、電力転送部81を導通状態または遮断状態に設定することである場合には、この動作は、当該出力制御装置820を特定するアドレスデータAdr_Datが入力されたときに限り行われる。また、所定動作が、セル状態保持部84に記憶した電力転送部81の導通または遮断の状態情報を外部に出力することである場合には、当該動作は、当該出力制御装置820を特定するアドレスデータAdr_Datが入力されたときに限り行われる。したがって、当該出力制御装置820が、複数存在する場合、特定の出力制御装置820をアドレスデータAdr_Datで指定してこれらの所定動作を行わせることができるので、例えば、故障しているDSSC10を容易に特定することができる。また、アドレスデータAdr_Datにより特定する出力制御装置820を複数にすることにより、それらに接続される複数のDSSC10について、それぞれの出力電圧の和を電力線PLから得ることができる。   Furthermore, according to the present system according to the fourth embodiment, the output control device 820 further includes an address decoding unit 87 that determines whether or not the address data Adr_Dat specifying the output control device 820 is input, and maintains the cell state. When the address decoding unit 87 determines that the address data Adr_Dat specifying the output control device 820 is input, the unit 84 and the R / W control unit 85 perform a predetermined operation according to the control information. Thereby, for example, when the predetermined operation according to the control information is to set the power transfer unit 81 to the conductive state or the cut-off state, this operation is performed by the address data Adr_Dat specifying the output control device 820. Only done when entered. Further, when the predetermined operation is to output the information on the state of conduction or interruption of the power transfer unit 81 stored in the cell state holding unit 84 to the outside, the operation is an address for specifying the output control device 820. This is performed only when data Adr_Dat is input. Therefore, when there are a plurality of output control devices 820, a specific output control device 820 can be designated by the address data Adr_Dat and these predetermined operations can be performed. Can be identified. Further, by providing a plurality of output control devices 820 specified by the address data Adr_Dat, the sum of the respective output voltages can be obtained from the power line PL for a plurality of DSSCs 10 connected thereto.

なお、第4実施形態では、複数の出力制御装置820に対して一意に設定される固有アドレスを持たせる構成を採り、システムバスSBを構成するアドレスバスを介して入力されるアドレスデータにより特定の出力制御装置820を指定して上述した各制御を行ったが、このようなアドレスの概念を出力制御装置820に持たせることなく、出力制御装置820を構成してもよい。この場合、すべての出力制御装置820に対して上述した各制御が同時期に実行されることになるが、メンテナンス時において、試験対象外の出力制御装置820やDSSC10等を適宜電気的に電力線PLから切り離すことで、上述と同様のメンテナンス時の制御が可能になる。   In the fourth embodiment, a configuration is adopted in which a unique address that is uniquely set for each of the plurality of output control devices 820 is adopted, and a specific address is specified by address data input via an address bus that constitutes the system bus SB. Although the above-described control is performed by designating the output control device 820, the output control device 820 may be configured without giving the output control device 820 the concept of such an address. In this case, each control described above is executed for all the output control devices 820 at the same time. However, during maintenance, the output control device 820 and the DSSC 10 that are not to be tested are appropriately electrically connected to the power line PL. By separating from the above, control during maintenance similar to the above can be performed.

次に、MIM(Metal-Insulator-Metal)構造により、チャージユニット190としてのMIMキャパシタ(コンデンサ)を構成する例を図23に基づいて説明する。上述した第1実施形態〜第4実施形態による本システムを、半導体基板に形成した場合、チャージユニット190をMIM構造により同基板内に形成する。これにより、本システムを構成するNMOSやPMOS等による半導体回路を形成する半導体の製造工程において、チャージユニット190をMIMキャパシタとして製造することで、例えば、チャージユニット190を別体のスーパーキャパシタ等で構成した場合に比べて抵抗損失が抑制される。そのため、チャージユニット190の蓄電効率を向上させることができる。また、同じ半導体基板内に収まるため、システムLSIとしてコンパクト化にも寄与する。   Next, an example in which an MIM capacitor (capacitor) as the charge unit 190 is configured with an MIM (Metal-Insulator-Metal) structure will be described with reference to FIG. When the systems according to the first to fourth embodiments described above are formed on a semiconductor substrate, the charge unit 190 is formed in the substrate by the MIM structure. As a result, the charge unit 190 is manufactured as an MIM capacitor in a semiconductor manufacturing process for forming a semiconductor circuit such as NMOS or PMOS constituting the system, so that the charge unit 190 is configured with a separate super capacitor, for example. The resistance loss is suppressed compared to the case where it is done. Therefore, the power storage efficiency of the charge unit 190 can be improved. Moreover, since it can be accommodated in the same semiconductor substrate, it contributes to a compact system LSI.

なお、図23に示す符号は次の通りである。1000は、本システムが構成される半導体デバイスを示し、1010はシリコン基板(P型領域)、1020は素子分離領域、1030はソース領域の拡散層(N型領域)、1040はドレイン領域の拡散層(N型領域)、1050はゲート電極、1060はゲート絶縁膜、をそれぞれを示す。これらにより、NMOSが形成される。   In addition, the code | symbol shown in FIG. 23 is as follows. 1000 denotes a semiconductor device constituting this system, 1010 denotes a silicon substrate (P-type region), 1020 denotes an element isolation region, 1030 denotes a diffusion region in the source region (N-type region), and 1040 denotes a diffusion layer in the drain region. (N-type region) 1050 indicates a gate electrode, and 1060 indicates a gate insulating film. As a result, an NMOS is formed.

また、1070,1110,1210は層間絶縁膜を示し、また1080,1090はコンタクト(Wプラグ)を示す。1120,1130,1220,1230は配線層を示し、1150,1260はバイアホールを示し、1240はキャパシタ電極を示し、1310,1320は、銅配線またはアルミ配線を示す。MIMキャパシタ(チャージユニット190)は、配線層1230の一部とキャパシタ電極1240とにより構成される。なお、これらの間に位置する層間絶縁膜1210に代えて高誘電率の誘電体を配置してもよい。これにより、チャージユニット190の静電容量が高められる。   Reference numerals 1070, 1110, and 1210 denote interlayer insulating films, and 1080 and 1090 denote contacts (W plugs). Reference numerals 1120, 1130, 1220, and 1230 denote wiring layers, 1150 and 1260 denote via holes, 1240 denotes a capacitor electrode, and 1310 and 1320 denote copper wiring or aluminum wiring. The MIM capacitor (charge unit 190) includes a part of the wiring layer 1230 and the capacitor electrode 1240. Note that a dielectric having a high dielectric constant may be disposed instead of the interlayer insulating film 1210 located between them. Thereby, the electrostatic capacitance of the charge unit 190 is increased.

また、例えば、第4実施形態で説明した電力転送部81を構成するNMOS81a等のトランスファーゲートについて、半導体プロセスにおける二重ウェル工程を用いて製造してもよい。即ち、図23を参照して説明した半導体デバイス1000のNMOS構造を構成するシリコン基板1010のP型領域を囲むようにNウェル領域2020をシリコン基板1010に形成する。これにより、Nウェル領域2020内に位置するPウェル領域2010は、シリコン基板1010に対してNウェル領域2020で分離されるため、シリコン基板1010がアース等に接続されていた場合でも、Pウェル領域2010に基板電位と異なる電圧を印加することが可能になる。   Further, for example, a transfer gate such as NMOS 81a constituting the power transfer unit 81 described in the fourth embodiment may be manufactured using a double well process in a semiconductor process. That is, an N well region 2020 is formed in the silicon substrate 1010 so as to surround the P type region of the silicon substrate 1010 constituting the NMOS structure of the semiconductor device 1000 described with reference to FIG. Thereby, the P well region 2010 located in the N well region 2020 is separated from the silicon substrate 1010 by the N well region 2020. Therefore, even if the silicon substrate 1010 is connected to the ground or the like, A voltage different from the substrate potential can be applied to 2010.

このため、Pウェル領域2010に順バイアスをかけることにより、Pウェル領域2010の電位をソース領域1030の電圧よりも上げることが可能になるため、シリコン基板1010に形成されるNMOSの閾値電圧を低下させることができる。つまり、基板効果によるNMOSの閾値電圧の上昇を抑制する。これにより、DSSC10単体の出力電圧のように、0.5V前後の低い電圧であっても、電力損失を極力抑えたトランスファーゲート(NMOS)を構成することができる。なお、Pウェル領域2010に印加するバイアス電圧は、本実施形態の場合、例えば、0.1V程度に設定される。また、Nウェル領域2020に囲まれるPウェル領域2010は、電気的にシリコン基板1010に接続されていなければよい。そのため、例えば、Pウェル領域2010を電気的に浮かせるフローティング構造を採ってもよい。   For this reason, by applying a forward bias to the P well region 2010, the potential of the P well region 2010 can be made higher than the voltage of the source region 1030. Therefore, the threshold voltage of the NMOS formed in the silicon substrate 1010 is lowered. Can be made. That is, an increase in the NMOS threshold voltage due to the substrate effect is suppressed. As a result, a transfer gate (NMOS) that suppresses power loss as much as possible can be configured even with a low voltage of about 0.5 V, such as the output voltage of the DSSC 10 alone. In the present embodiment, the bias voltage applied to the P well region 2010 is set to about 0.1 V, for example. Further, the P well region 2010 surrounded by the N well region 2020 may not be electrically connected to the silicon substrate 1010. Therefore, for example, a floating structure that electrically floats the P well region 2010 may be employed.

さらに、上述した第1実施形態〜第4実施形態による本システムを、半導体基板に形成した場合、例えば、図25に示すように、出力制御装置20,20a,120,220,320,420,620,720,820(本段落と次段落においては、これらを「出力制御装置x20」と総称する)、蓄電制御装置150,250(本段落と次段落においては、これらを「蓄電制御装置x50」と総称する)、コントローラ170、チャージユニット190等を配置してもよい。なお、図25(A)には、本システムをシステムLSIとしてチップ化した場合におけるレイアウト例を示す説明図が図示されており、また図25(B)には、出力制御装置x20レイアウト例を示す一点鎖線α内の拡大図、さらに図25(C)には、比較レイアウトの例を示す拡大図、がそれぞれ図示されている。   Furthermore, when the system according to the first to fourth embodiments described above is formed on a semiconductor substrate, for example, as shown in FIG. 25, the output control devices 20, 20a, 120, 220, 320, 420, 620. , 720, 820 (collectively referred to as “output control device x20” in the present paragraph and the next paragraph), and storage control devices 150, 250 (referred to as “storage control device x50” in the present paragraph and the next paragraph). The controller 170, the charge unit 190, and the like may be arranged. FIG. 25A is an explanatory diagram showing a layout example when the present system is formed as a chip as a system LSI, and FIG. 25B shows a layout example of the output control device x20. An enlarged view in the alternate long and short dash line α and an enlarged view showing an example of the comparison layout are shown in FIG. 25C.

図25(A)に示すように、本システムをLSIにする場合においては、DSSC10から入力される電力損失を極力低減する必要から、例えば、数10セル〜数100セルのDSSC10に対して1対1対応の関係で設けられる出力制御装置x20は、パッドPadの近傍に配置されることが望ましい。そのため、例えば、出力制御装置x20を構成する回路領域ブロックが短冊状を成す場合には、図25(B)に示すように、回路領域ブロックの短手方向の長さBhをパッドPadの配置ピッチPpに等しくなるように設定する(BL=Pp)。これにより、回路領域ブロックとパッドPadを繋ぐ配線Waを一直線に形成することが可能になるため、図25(C)に示すような配線Wbが鉤状に形成される比較例(Ch>Bh,Pp)に比べて配線Waの配線長が短くなり、配線抵抗による電力損失を抑えることができる。なお、半導体チップDieの周囲に配置されるパッドPadは、リードフレームにダイボンディングされた半導体チップDieをリードフレームの各リードにワイヤボンディングするために設けられるものである。   As shown in FIG. 25 (A), when the present system is an LSI, it is necessary to reduce the power loss input from the DSSC 10 as much as possible. It is desirable that the output control device x20 provided in a one-to-one relationship is disposed in the vicinity of the pad Pad. Therefore, for example, when the circuit area block constituting the output control device x20 has a strip shape, the length Bh in the short direction of the circuit area block is set to the arrangement pitch of the pads Pad as shown in FIG. Set to be equal to Pp (BL = Pp). As a result, the wiring Wa that connects the circuit area block and the pad Pad can be formed in a straight line. Therefore, a comparative example in which the wiring Wb as shown in FIG. 25C is formed in a bowl shape (Ch> Bh, The wiring length of the wiring Wa is shorter than that of Pp), and power loss due to wiring resistance can be suppressed. The pads Pad arranged around the semiconductor chip Die are provided for wire bonding the semiconductor chip Die die-bonded to the lead frame to each lead of the lead frame.

なお、上述した各実施形態における記載中の「外部に出力」や「外部から入力」等の「外部」は、それぞれの実施形態に適用される、制御バスCB、モニタバスMBまたはシステムバスSBを意味していることに注意されたい。また、上述した各実施形態における記載中の「マイナス電源Vss」は、一般的にはグランドまたはアース電位GNDに接続される。   In addition, “external” such as “output to the outside” and “input from the outside” in the description of each embodiment described above refers to the control bus CB, the monitor bus MB, or the system bus SB applied to each embodiment. Note that it means. In addition, the “minus power supply Vss” in the description in each of the above-described embodiments is generally connected to the ground or the ground potential GND.

上述した各実施形態では、電力出力装置として、DSSC(色素増感太陽電池)10を例示して説明したが、これに限られることはなく、電力を出力可能な装置であれば、例えば、単結晶や多結晶のシリコンをベースにしたシリコン系太陽電池や有機半導体太陽電池、その他の方式による太陽電池等であってもよい。また、光による励起エネルギーに起因した発電装置に限られることはなく、例えば、酵素や微生物の生化学的なエネルギーを電気エネルギーに変換することで発電を行う、生物に起因した発電装置であってもよい。つまり、発生する電圧が、NMOSタイプのトランスファーゲートによる降下電圧よりも高くシリコンダイオードによる降下電圧Vf(約0.6V)よりも低いものであれば、例えば、圧電効果による圧電素子や、ペルチエ素子等のゼーベック効果による熱電素子等の発電装置であってもよい。   In each of the above-described embodiments, the DSSC (dye-sensitized solar cell) 10 has been described as an example of the power output device. However, the present invention is not limited to this, and any device capable of outputting power can be used. It may be a silicon-based solar cell or an organic semiconductor solar cell based on crystalline or polycrystalline silicon, a solar cell by other methods, or the like. In addition, it is not limited to a power generation device caused by excitation energy by light, for example, a power generation device caused by a living body that generates power by converting biochemical energy of an enzyme or a microorganism into electric energy. Also good. That is, if the generated voltage is higher than the voltage drop due to the NMOS type transfer gate and lower than the voltage drop Vf (about 0.6 V) due to the silicon diode, for example, a piezoelectric element due to the piezoelectric effect, a Peltier element, etc. It may be a power generation device such as a thermoelectric element by the Seebeck effect.

また、上述した各実施形態では、フラッシュ素子の例として、フローティングゲート(電荷蓄積層)を有するものを例示したが、電荷を貯めることが可能な層(電荷蓄積層)であれば、これに限られることはなく、例えば、シリコンナイトライドを有するものでもよい。   In each of the above-described embodiments, the flash element is exemplified as having a floating gate (charge storage layer). However, the flash element is not limited to this as long as it is a layer capable of storing charges (charge storage layer). For example, it may have silicon nitride.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上記例示した具体例を様々に変形または変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。さらに、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つ。なお、[符号の説明]の欄における括弧内の記載は、上述した各実施形態で用いた用語と、特許請求の範囲に記載の用語との対応関係を明示するものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications or alterations of the specific examples illustrated above. In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Furthermore, the technology illustrated in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects. Note that the description in parentheses in the [Explanation of Symbols] clearly shows the correspondence between the terms used in the above-described embodiments and the terms described in the claims.

10…DSSC(電力出力装置)
20、20’、120、220、320、420、620、720、820…出力制御装置(出力制御回路)
21…電力転送部
22…転送ゲート部(トランスファーゲート)
23…状態設定部(制御回路、設定回路)
25、25’、27、28…インピーダンスモニター部(制御回路、検出回路)
26…インピーダンスモニター部(制御回路、検出回路、閾値可変回路)
29…負荷素子(検出回路、閾値可変回路)
61…電力転送部(トランスファーゲート)
63…状態記憶部(判定回路)
63b、63e…フラッシュ素子(記憶回路)
71…電力転送部(トランスファーゲート)
71a…フラッシュ素子(MOSトランジスタ)
73…フラッシュ素子制御部(設定制御回路、動作制御回路)
73a、73b…NMOS(初期化回路、動作モード設定回路)
73c…NMOS(動作モード設定回路)
73d…抵抗(動作モード設定回路)
81…電力転送部(トランスファーゲート)
82…セル状態検出/保持部(検出回路、設定回路)
83…セル状態検出部(検出回路)
84…セル状態保持部(設定回路)
85…R/W制御部(設定回路、アドレス判定回路)
86…R/Wゲート部(設定回路)
87…アドレスデコード部(アドレス判定回路)
150、250…蓄電制御装置(蓄電制御回路)
151…入出力ゲート部(トランスファーゲート)
153…チャージモニター部(電圧情報出力回路)
170…コントローラ(設定回路、設定制御回路、動作制御回路、充放電制御回路)
190…チャージユニット(蓄電デバイス)
251…チャージ制御部(スイッチ回路)
253…ディスチャージ制御部(放電回路)
1000、2000…半導体デバイス
Adr_Dat…アドレスデータ(アドレス情報)
TO…出力制御出力端子(出力側)
PI…電力入力端子(入力側)
10 ... DSSC (Power Output Device)
20, 20 ′, 120, 220, 320, 420, 620, 720, 820... Output control device (output control circuit)
21 ... Power transfer unit 22 ... Transfer gate unit (transfer gate)
23: State setting section (control circuit, setting circuit)
25, 25 ', 27, 28 ... Impedance monitor section (control circuit, detection circuit)
26: Impedance monitor (control circuit, detection circuit, threshold variable circuit)
29 ... Load element (detection circuit, threshold variable circuit)
61 ... Power transfer part (transfer gate)
63... State storage unit (determination circuit)
63b, 63e... Flash element (memory circuit)
71 ... Power transfer unit (transfer gate)
71a: Flash element (MOS transistor)
73 ... Flash element control unit (setting control circuit, operation control circuit)
73a, 73b ... NMOS (initialization circuit, operation mode setting circuit)
73c ... NMOS (operation mode setting circuit)
73d ... resistance (operation mode setting circuit)
81 ... Electric power transfer unit (transfer gate)
82 ... Cell state detection / holding unit (detection circuit, setting circuit)
83 ... Cell state detection unit (detection circuit)
84: Cell state holding unit (setting circuit)
85 ... R / W control unit (setting circuit, address determination circuit)
86 ... R / W gate (setting circuit)
87: Address decoding unit (address determination circuit)
150, 250 ... Power storage control device (power storage control circuit)
151 ... Input / output gate (transfer gate)
153 ... Charge monitor (voltage information output circuit)
170 ... Controller (setting circuit, setting control circuit, operation control circuit, charge / discharge control circuit)
190 ... Charge unit (electric storage device)
251 ... Charge control unit (switch circuit)
253 ... Discharge control unit (discharge circuit)
1000, 2000: Semiconductor device Adr_Dat: Address data (address information)
TO: Output control output terminal (output side)
PI: Power input terminal (input side)

Claims (15)

入力側に接続される電力出力装置が出力する電力を出力側に出力し得る出力制御回路であって、
前記入力側と前記出力側の間に介在するトランスファーゲートと、
前記電力出力装置の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合には前記トランスファーゲートの入出力間を導通状態に制御し、前記出力インピーダンスが前記所定インピーダンス未満である場合には前記入出力間を遮断状態に制御する制御回路と、
を備えることを特徴とする出力制御回路。
An output control circuit capable of outputting to the output side the power output by the power output device connected to the input side,
A transfer gate interposed between the input side and the output side;
When the output impedance of the power output device is equal to or higher than a predetermined impedance, the input / output of the transfer gate is controlled to be in a conductive state, and when the output impedance is less than the predetermined impedance, the input / output is disconnected. A control circuit for controlling
An output control circuit comprising:
前記制御回路は、前記出力インピーダンスを検出する検出回路と、前記トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定する設定回路と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の出力制御回路。   The output control circuit according to claim 1, wherein the control circuit includes a detection circuit that detects the output impedance, and a setting circuit that sets the transfer gate to a conductive state or a cutoff state. 前記検出回路は、前記出力インピーダンスの検出閾値を可変する閾値可変回路を備えることを特徴とする請求項2に記載の出力制御回路。   The output control circuit according to claim 2, wherein the detection circuit includes a threshold variable circuit that varies a detection threshold of the output impedance. 前記検出回路は、前記出力インピーダンスを所定時間ごとに検出することを特徴とする請求項2または3に記載の出力制御回路。   The output control circuit according to claim 2, wherein the detection circuit detects the output impedance every predetermined time. 前記検出回路は、前記検出結果を前記設定回路以外の外部にも出力することを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の出力制御回路。   5. The output control circuit according to claim 2, wherein the detection circuit outputs the detection result to an outside other than the setting circuit. 6. 前記制御回路は、前記出力インピーダンスを検出する検出回路と、前記検出回路から出力された検出結果に基づいて、前記電力出力装置の前回の動作終了時における終了時出力インピーダンスが所定インピーダンス以上であったか否か、または前記終了時出力インピーダンスが前記所定インピーダンス未満であったか否か、を判定する判定回路と、前記判定回路による判定結果を記憶する記憶回路と、を備え、
前記記憶回路から読み出される前記判定結果に基づいて前記終了時出力インピーダンスが前記所定インピーダンス以上である場合には前記トランスファーゲートの入出力間を導通状態に制御し、前記終了時出力インピーダンスが前記所定インピーダンス未満である場合には前記入出力間を遮断状態に制御することを特徴とする請求項1に記載の出力制御回路。
The control circuit detects whether the output impedance at the end of the previous operation of the power output device is equal to or higher than a predetermined impedance based on a detection circuit that detects the output impedance and a detection result output from the detection circuit. Or a determination circuit that determines whether or not the output impedance at the time of termination is less than the predetermined impedance, and a storage circuit that stores a determination result by the determination circuit,
Based on the determination result read from the storage circuit, when the output impedance at the end is equal to or higher than the predetermined impedance, the input / output of the transfer gate is controlled to be in a conductive state, and the output impedance at the end is the predetermined impedance. 2. The output control circuit according to claim 1, wherein the output control circuit controls the input / output state to be in a cut-off state when the input / output value is less than the input value.
前記トランスファーゲートは、電荷蓄積層を有しこれに蓄積された電荷量に応じてデプレッションモードまたはエンハンスメントモードで動作するMOSトランジスタであり、
前記制御回路は、前記電力出力装置の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合には前記MOSトランジスタの動作モードをデプレッションモードに設定し、前記出力インピーダンスが前記所定インピーダンス未満である場合には前記MOSトランジスタの動作モードをエンハンスメントモードに設定する設定制御回路と、
前記MOSトランジスタがデプレッションモードであるときには前記MOSトランジスタの入出力間を導通状態にし、前記MOSトランジスタがエンハンスメントモードであるときには前記MOSトランジスタの入出力間を遮断状態に制御する動作制御回路と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の出力制御回路。
The transfer gate is a MOS transistor having a charge storage layer and operating in a depletion mode or an enhancement mode depending on the amount of charge stored in the charge storage layer.
The control circuit sets the operation mode of the MOS transistor to a depletion mode when the output impedance of the power output device is equal to or higher than a predetermined impedance, and the MOS transistor when the output impedance is lower than the predetermined impedance. A setting control circuit for setting the operation mode to enhancement mode;
An operation control circuit for controlling between the input and output of the MOS transistor when the MOS transistor is in the depletion mode, and for controlling the input and output between the MOS transistors to be cut off when the MOS transistor is in the enhancement mode;
The output control circuit according to claim 1, further comprising:
前記設定制御回路は、
初期化時において、前記電荷蓄積層に電子を注入して前記電荷蓄積層に電荷を蓄積させて前記MOSトランジスタをエンハンスメントモードにする初期化回路と、
モード設定時において、前記電力出力装置の出力インピーダンスが所定インピーダンス以上である場合には前記電荷蓄積層から電子を引き抜いて前記電荷を外部に転送して前記MOSトランジスタの動作モードをデプレッションモードに変更し、前記出力インピーダンスが前記所定インピーダンス未満である場合には前記MOSトランジスタの動作モードをエンハンスメントモードで維持する動作モード設定回路と、
を備えることを特徴とする請求項7に記載の出力制御回路。
The setting control circuit includes:
An initialization circuit that injects electrons into the charge storage layer and stores the charge in the charge storage layer to place the MOS transistor in an enhancement mode at the time of initialization;
At the time of mode setting, if the output impedance of the power output device is equal to or higher than a predetermined impedance, the electrons are extracted from the charge storage layer and transferred to the outside to change the operation mode of the MOS transistor to the depletion mode. An operation mode setting circuit for maintaining the operation mode of the MOS transistor in an enhancement mode when the output impedance is less than the predetermined impedance;
The output control circuit according to claim 7, further comprising:
前記制御回路は、前記出力インピーダンスを検出する検出回路と、前記トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定する設定回路と、を備え、
前記設定回路は、外部から入力される制御情報に従って前記トランスファーゲートを前記導通状態または前記遮断状態に設定することを特徴とする請求項2に記載の出力制御回路。
The control circuit includes a detection circuit that detects the output impedance, and a setting circuit that sets the transfer gate to a conductive state or a cutoff state.
3. The output control circuit according to claim 2, wherein the setting circuit sets the transfer gate to the conductive state or the cut-off state according to control information input from the outside.
前記制御回路は、前記出力インピーダンスを検出する検出回路と、前記トランスファーゲートを導通状態または遮断状態に設定する設定回路と、を備え、
前記設定回路は、前記導通状態または前記遮断状態を記憶するとともに、これらの記憶した状態を外部から入力される制御情報に従って外部に出力することを特徴とする請求項2に記載の出力制御回路。
The control circuit includes a detection circuit that detects the output impedance, and a setting circuit that sets the transfer gate to a conductive state or a cutoff state.
The output control circuit according to claim 2, wherein the setting circuit stores the conduction state or the cutoff state and outputs the stored state to the outside according to control information input from the outside.
前記制御回路は、当該制御回路を特定するアドレス情報が入力されたか否かを判定するアドレス判定回路をさらに備え、
前記設定回路は、当該制御回路を特定するアドレス情報が入力されたことを前記アドレス判定回路が判定した場合、前記制御情報に従った所定動作を行うことを特徴とする請求項9または10に記載の出力制御回路。
The control circuit further includes an address determination circuit that determines whether address information specifying the control circuit is input,
11. The setting circuit according to claim 9, wherein the setting circuit performs a predetermined operation according to the control information when the address determination circuit determines that address information specifying the control circuit is input. Output control circuit.
請求項1〜11のいずれか一項に記載の出力制御回路の出力側に接続されて前記出力制御回路から出力される電気エネルギーを蓄える蓄電デバイスの充放電を制御する蓄電制御回路であって、
前記蓄電デバイスの電圧を検出して電圧情報を出力する電圧情報出力回路と、
第1の状態時には前記蓄電デバイスを前記出力制御回路に導通させて前記蓄電デバイスを充電し、第2の状態時には前記蓄電デバイスを前記出力制御回路から遮断して外部出力に導通させて前記蓄電デバイスに蓄えられた電気エネルギーを前記外部出力に放電して送電するトランスファーゲートと、
前記電圧情報出力回路から出力される前記電圧情報に基づいて前記トランスファーゲートによる前記蓄電デバイスの充放電を制御する充放電制御回路と、を備え、
前記充放電制御回路は、前記蓄電デバイスの充電電圧が予め設定された出力許容電圧未満の場合には前記トランスファーゲートを前記第1の状態に制御し、前記蓄電デバイスの充電電圧が前記出力許容電圧以上の場合には前記トランスファーゲートを前記第2の状態に制御することを特徴とする蓄電制御回路。
A storage control circuit that controls charging / discharging of a storage device that is connected to the output side of the output control circuit according to any one of claims 1 to 11 and stores electrical energy output from the output control circuit,
A voltage information output circuit for detecting voltage of the power storage device and outputting voltage information;
In the first state, the power storage device is conducted to the output control circuit to charge the power storage device, and in the second state, the power storage device is disconnected from the output control circuit and conducted to an external output to conduct the power storage device. A transfer gate for discharging and transmitting the electrical energy stored in the external output to the external output;
A charge / discharge control circuit for controlling charge / discharge of the power storage device by the transfer gate based on the voltage information output from the voltage information output circuit,
The charge / discharge control circuit controls the transfer gate to the first state when a charge voltage of the power storage device is less than a preset output allowable voltage, and the charge voltage of the power storage device is set to the output allowable voltage. In the above-described case, the storage control circuit controls the transfer gate to the second state.
少なくとも前記電圧情報出力回路および前記トランスファーゲートは、同じ半導体基板に形成されることを特徴とする請求項12に記載の蓄電制御回路。   The power storage control circuit according to claim 12, wherein at least the voltage information output circuit and the transfer gate are formed on the same semiconductor substrate. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の出力制御回路の出力側に接続されて前記出力制御回路から出力される電気エネルギーを蓄える蓄電デバイスの充放電を制御する蓄電制御回路であって、
前記出力制御回路の出力側と前記蓄電デバイスとの電気的な導通および遮断を制御するスイッチ回路と、
前記蓄電デバイスが蓄えた電気エネルギーを低電位側に逃がす放電回路と、を備え、
前記スイッチ回路および前記放電回路は、外部から入力される制御情報に従って制御されることを特徴とする蓄電制御回路。
A storage control circuit that controls charging / discharging of a storage device that is connected to the output side of the output control circuit according to any one of claims 1 to 11 and stores electrical energy output from the output control circuit,
A switch circuit that controls electrical conduction and interruption between the output side of the output control circuit and the power storage device;
A discharge circuit that releases the electrical energy stored in the power storage device to the low potential side, and
The power storage control circuit, wherein the switch circuit and the discharge circuit are controlled according to control information input from outside.
前記蓄電デバイスは、当該蓄電制御回路が構成される半導体基板に、MIM(Metal-Insulator-Metal)構造により形成されることを特徴とする請求項12〜14のいずれか一項に記載の蓄電制御回路。   The power storage control according to any one of claims 12 to 14, wherein the power storage device is formed on a semiconductor substrate in which the power storage control circuit is configured with an MIM (Metal-Insulator-Metal) structure. circuit.
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