JP3267054B2 - Solar cell power generation power of the power storage device - Google Patents

Solar cell power generation power of the power storage device

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JP3267054B2
JP3267054B2 JP13033794A JP13033794A JP3267054B2 JP 3267054 B2 JP3267054 B2 JP 3267054B2 JP 13033794 A JP13033794 A JP 13033794A JP 13033794 A JP13033794 A JP 13033794A JP 3267054 B2 JP3267054 B2 JP 3267054B2
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建 後藤
宏直 林
基志 近藤
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y02E10/58Maximum power point tracking [MPPT] systems

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は太陽電池発電電力の蓄電装置、特に太陽電池で発電された電力を効率よく蓄電池に充電する太陽電池発電電力の蓄電装置に関する。 The present invention relates to a solar cell power generation power of the power storage device, a power storage device of the solar cell generated power, particularly charging the power generated by the solar cell efficiency battery.

【0002】 [0002]

【従来の技術】太陽電池は、光のエネルギーを電気エネルギーに直接変換する素子であり、図8の電圧−電流(V−I)特性図に示されるように、光強度の増加と共に、発電電流および発電電圧が増加していく。 BACKGROUND OF THE INVENTION Solar cells are devices that directly convert light energy into electrical energy, the voltage of 8 - as shown in the current (V-I) characteristic diagram, with increasing light intensity, the power generation current and the power generation voltage increases.

【0003】また太陽電池には、図8からわかるように、光強度を一定とした場合に、発電電圧Vが小さいうちは発電電流値がほぼ一定であり、発電電圧Vが所定値を越えると発電電流が低下するという特性がある。 [0003] Also in the solar cell, as can be seen from Figure 8, when the light intensity is constant among the generated voltage V is small is substantially constant power generation current value, when the generated voltage V exceeds a predetermined value generated current has a characteristic decreases. このため、発電電圧と発電電流の積である電力が最大となる所定電圧Vpが存在する。 Therefore, power is the product of the power generation voltage and the generated current is present the predetermined voltage Vp is maximum. この様子が図9に示される。 This state is shown in FIG.
太陽電池で発電された電力を効率よく蓄電池に蓄えるためには、この電力が最大となる点で蓄電操作を行う必要がある。 In order to store the power generated by the solar cell efficiency batteries, it is necessary to perform the power storage operation in that this power is maximized.

【0004】一方、太陽電池から発電される電力は、上述のように光強度によって変化するほか、太陽電池の温度によっても変化する。 On the other hand, electric power generated from the solar cell, in addition to changing the light intensity as described above, varies depending on the temperature of the solar cell. 図10には、太陽電池の温度T 10, the temperature T of solar cell
と、発生する電力が最大となる最適電圧Vpとの関係が示される。 When the power generated is shown the relationship between the optimal voltage Vp becomes maximum.

【0005】以上のように、太陽電池の動作条件によって上述のVpが変化するので、蓄電操作を常に太陽電池が発電する電力の最大点で行えるよう制御することが従来から行われている。 [0005] As described above, since a change in Vp above the operating conditions of the solar cell, to always solar power storage operation is controlled to perform at the maximum point of the electric power generated has been conventionally. 例えば特開平3−253234号公報には、太陽電池と蓄電池との間にDC/DCコンバータを直列に接続し、このDC/DCコンバータの入力及び出力側の電圧と、出力側の電流、および予め決められた基準電圧とからDC/DCコンバータの出力電圧を制御する太陽光発電装置が開示されている。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-253234, connecting the DC / DC converter in series between the solar cell and the storage battery, the voltage of the input and output side of the DC / DC converter, the output side of the current and previously photovoltaic device is disclosed for controlling the DC / DC converter output voltage from the determined reference voltage.

【0006】更に他の制御方式の例が図11および図1 Furthermore Examples of other control schemes 11 and 1
2に示される。 It is shown in the second.

【0007】図11に示される例においては、図10に示される太陽電池の特性を利用している。 [0007] In the example shown in Figure 11, it utilizes the characteristics of the solar cell shown in FIG. 10. すなわち、メモリ50に図10の特性関係を記憶しておき、太陽電池の温度Tに基づいて、メモリ50から最適電圧Vpを算出し、この最適電圧Vpから太陽電池の発電電圧Vを減算器52で減算する。 That is, stores the characteristic relationships of FIG. 10 in the memory 50, based on the temperature T of solar cell, calculates the optimum voltage Vp from the memory 50, a subtracter generated voltage V of the solar cell from the optimum voltage Vp 52 in the subtraction. この減算器52の出力は積分器5 The output of the subtracter 52 is the integrator 5
4、パルス幅変調(PWM)回路56を介してパルス幅変調された制御信号に変換されて出力され、この制御信号によって発電電圧Vが上記最適電圧Vpと一致するように制御される。 4, it is output after being converted into a pulse width modulated control signal through a pulse width modulation (PWM) circuit 56, the generator voltage V is controlled so as to coincide with the optimum voltage Vp by the control signal.

【0008】また、図12に示される例においては、太陽電池の発電電圧V、発電電流Iのアナログ信号がA/ Further, in the example shown in FIG. 12, the generated voltage V of the solar cell, the analog signal of the generator current I A /
Dコンバータ58によりディジタル信号に変換され、A It is converted into a digital signal by D converter 58, A
/Dコンバータ58の電圧出力と電流出力とが乗算器6 / D converter 58 the voltage output and current output and the multiplier 6
0により乗算される。 0 is multiplied by. 乗算器60の出力は最大値制御回路62に入力され、乗算器60の出力が最大値になるような制御出力が最大値制御回路62から出力される。 The output of the multiplier 60 is inputted to the maximum value control circuit 62, the output of the multiplier 60 is the control output such that the maximum value is output from the maximum value control circuit 62. 最大値制御回路62の出力であるディジタル信号はD/A A digital signal which is the output of the maximum value control circuit 62 D / A
コンバータ64によりアナログ信号に変換され、PWM It is converted into an analog signal by the converter 64, PWM
回路66を介してパルス幅変調された制御信号として出力され、この制御信号によって乗算器60の出力が最大値になるように制御される。 It is output as a pulse width modulated control signal through the circuit 66, the output of the multiplier 60 by the control signal is controlled to a maximum value.

【0009】なお、上記乗算器60、最大値制御回路6 [0009] Incidentally, the multiplier 60, the maximum value control circuit 6
2、D/Aコンバータ64はマイクロコンピュータ68 2, D / A converter 64 is a microcomputer 68
で構成されている。 In is configured.

【0010】 [0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のように構成されている従来装置には、それぞれ次のような問題点があった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, the conventional apparatus configured as described above, there is respectively the following problems.

【0011】まず、特開平3−253234号公報に記載されている従来例は、検出するべき電圧および電流が複数存在し、かつ基準電圧を発生する手段を有するので、回路構成が複雑になり、コストアップになるという問題があった。 [0011] First, a conventional example disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-253234, since a means for voltage and current to be detected generates a plurality of to and the reference voltage, the circuit configuration becomes complicated, there is a problem that the cost is up.

【0012】また、図11に示される従来例は、アナログ回路で構成でき、回路構成は比較的簡単にできるが、 Further, the conventional example shown in FIG. 11, can be configured with an analog circuit, but the circuit configuration can be relatively simple,
メモリ50の誤差が大きいという問題と、センサ取り付け場所のバラツキや電池間のバラツキにより生じる電池の温度特性のバラツキを吸収できないという問題とがあった。 A problem that an error of the memory 50 is large, there is a problem that can not absorb variations in temperature characteristics of the battery caused by variations between the variation and battery of the sensor mounting location.

【0013】更に、図12に示される従来例は、A/D Furthermore, the prior art example shown in FIG. 12, A / D
コンバータ58やマイクロコンピュータ68等を使用するので、回路構成が複雑となりコスト高で形状も大きくなるという問題に加え、消費電流が大きく、一定以下の光の下では発電量より消費電力の方が大きくなり使用する意味がなくなるという問題があった。 Because it uses the converter 58 and a microcomputer 68 or the like, in addition to the problem that the circuit configuration becomes shape increases in cost becomes complicated, the current consumption is large, larger in power consumption than the power generation amount under certain light below sense to be used there is a problem that no longer.

【0014】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、太陽電池から発電された電力を、マイコン等の高価な回路を用いずに、簡単な構成で効率的に蓄電できる太陽電池発電電力の蓄電装置を提供することにある。 [0014] The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its object is the power generated from the solar cell, without using an expensive circuit such as a microcomputer, efficiently with a simple structure and to provide a power storage device of power storage can photovoltaic power generation. また、このような蓄電装置を備える太陽電池を提供することも目的とする。 Another object is to provide a solar cell comprising such a power storage device.

【0015】 [0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本願の請求項1に係る発明は、太陽電池発電電力の蓄電装置であって、太陽電池で発電される電圧を変化させる変圧手段と、前記変圧手段から出力される電力を蓄える蓄電池の充電電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出される電流が最大となるように前記変圧手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御 To achieve the above object of the Invention The invention according to claim 1 of the present application is a power storage device of the solar cell generated power, a transformer means for varying the voltage generated by the solar cell When a current detecting means for detecting a charging current of the storage battery for storing electric power output from said transformer means, and a control means for a current to be detected to control said transformer means so as to maximize the said current detecting means wherein the control
手段は、所定周期で振動する周期信号を発生するディザ Dither means, for generating a periodic signal oscillating at a predetermined cycle
回路と、前記ディザ回路から発生された周期信号の最大 Maximum circuit and, the generated periodic signal from the dither circuit
値および最小値のタイミングで前記電流検出手段による By said current detecting means at the timing of the value and the minimum value
電流検出値をそれぞれサンプルホールドする一対のサン A pair of Sun for sampling and holding the detected current value, respectively
プルホールド回路と、前記各サンプルホールド回路の出 And a pull-and-hold circuit, out of each of the sample-and-hold circuit
力を比較する比較器と、前記比較器の出力信号を積分す A comparator for comparing the forces, to integrate the output signal of the comparator
る積分器と、前記積分器の出力信号と前記ディザ回路か An integrator that, the output signal of the integrator whether the dither circuit
ら発生された周期信号とを加算する加算器と、前記加算 An adder for adding the al generated periodic signal, the adder
器の出力信号をパルス幅変調し、前記変圧手段を制御す The output signal of the vessel to a pulse width modulation, to control the said transformer means
るための制御信号を発生する変調回路と、を有し、前記 A modulation circuit for generating order control signal, the said
比較器が、前記周期信号の最大値のタイミングにおける Comparator, the timing of the maximum value of the periodic signal
前記電流検出値が前記周期信号の最小値のタイミングに The current detection value is the timing of the minimum value of the periodic signal
おける前記電流検出値より大きい場合には前記積分器の Said integrator when greater than definitive the current detection value
出力を増加させ、小さい場合には減少させるように信号 Output increases, signal to reduce and if smaller
を出力することを特徴とする。 And outputs a.

【0016】 [0016]

【0017】本願の請求項に係る発明は、請求項1記 [0017] The present invention according to claim 2, claim 1 Symbol
載の太陽電池発電電力の蓄電装置を備えることを特徴とする。 Characterized in that it comprises a power storage device of the mounting of the solar cell generated power.

【0018】 [0018]

【作用】従って、請求項1に係る発明によれば、太陽電池から発電される電力を最も効率よく蓄電池に充電するために、蓄電池の充電電流のみを検出し、この充電電流が最大値となるような制御を行うので、回路構成が簡単になり装置を小型化できる。 Therefore, according to the invention according to claim 1, in order to charge the most efficient storage battery electric power generated from the solar cell, and detects only the charging current of the storage battery, the charging current becomes the maximum value since the control such, can be miniaturized circuit structure becomes simple device. また、回路を全てアナログ In addition, all of the circuit analog
回路で構成したことにより、マイコン等の高価な回路を With the arrangements in the circuit, an expensive circuit such as a microcomputer
用いる必要がなく、低コストで高い信頼性が得られると There is no need to use, the high reliability can be obtained at low cost
ともに、装置を小型化でき消費電流を低くおさえること Both be kept low current consumption can be miniaturized device
ができる。 Can.

【0019】 [0019]

【0020】請求項に係る発明によれば、太陽電池と太陽電池発電電力の蓄電装置とを一体化できる。 According to the invention of claim 2 it can be integrated with a power storage device of the solar cell and the solar cell generated power.

【0021】 [0021]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。 BRIEF DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS example in the drawings of the present invention.

【0022】図1には、本実施例に係る太陽電池発電電力の蓄電装置の基本構成の回路図が示される。 [0022] Figure 1 is a circuit diagram of the basic configuration of a power storage device of the solar cell generated power according to the present embodiment is shown. 太陽電池10と蓄電池12との間にはチョークコイル14、ダイオード16、コンデンサ18、20およびスイッチ22 Choke coil 14, the diode 16 is provided between the solar cell 10 and the storage battery 12, a capacitor 18, 20 and the switch 22
により構成される変圧手段23が接続されている。 Transformer means 23 is connected composed of. 変圧手段23ではチョークコイル14とスイッチ22とを組み合わせ、スイッチ22の開閉により変圧動作が行われるが、その際発生するリップルはコンデンサ18、20 Combining the variable pressure means 23 in the choke coil 14 switch 22, but the transformer operation is performed by opening and closing the switch 22, the ripple that occurs when the capacitor 18 and 20
により除去される。 It is removed by. また、蓄電池12と変圧手段23の出力電圧とが逆転した場合、蓄電池12からの電流の逆流を防止するためにダイオード16が使用されている。 Also, when the output voltage of the battery 12 and the transformer means 23 is reversed, the diode 16 for preventing a reverse flow of current from the battery 12 is being used.
なお、本実施例の変圧手段23には、いわゆる昇圧型が使用されているが、降圧型も使用することができる。 Incidentally, the transformer means 23 of this embodiment is a so-called step-up is used, it can also be used buck.

【0023】スイッチ22は、例えばバイポーラトランジスタ、FET等のスイッチング素子で構成される。 The switch 22, for example a bipolar transistor, and a switching element such as FET. このスイッチ22は、本発明の制御手段である制御回路2 The switch 22, the control circuit 2 is a control means of the present invention
4からの制御信号Scによりその開閉が制御される。 Opening and closing is controlled by the control signal Sc from 4. 制御回路24は、蓄電池12の充電電流Ibにより制御信号Scを発生するが、この充電電流Ibはシャント抵抗26を流れる電流を電流検出手段としての電圧計28により測定して検出する。 The control circuit 24 is to generate a control signal Sc by the charging current Ib of the battery 12, the charging current Ib is detected as measured by the voltmeter 28 as a current detection means a current flowing through the shunt resistor 26.

【0024】次に、図1の回路の動作について説明する。 Next, the operation of the circuit of Figure 1.

【0025】上述の従来例でも説明したように、太陽電池10で発電される電力を効率よく蓄電池12に充電するためには、太陽電池10の発電電力が最大になる点で充電操作を行う必要がある。 [0025] As described in the conventional example described above, in order to charge the electric power generated by the solar cell 10 efficiently battery 12 is necessary for charging operations in that the electric power generated by the solar battery 10 is maximized there is. 太陽電池10の発電電圧をVc,発電電流をIcとし、蓄電池12の充電電圧をV The power generation voltage of the solar cell 10 Vc, the generated current and Ic, the charging voltage of the battery 12 V
bとして,充電電流は上述の通りIbなので、太陽電池10の発電電力Pは、 P=Vc×Ic=Vb×Ib (1) となる。 As b, the charging current so as described above Ib, generated power P of the solar cell 10 becomes P = Vc × Ic = Vb × Ib (1). ここで、一般に蓄電池12においては充電電圧Vbが充電操作中ほぼ一定になっているので、太陽電池10の発電電力Pが最大になる点は、充電電流Ibが最大になる点とほぼ等しくなる。 Since in general a storage battery 12 the charging voltage Vb is almost charging operation constant, the point to the maximum generated power P of the solar cell 10 is approximately equal to the point where the charging current Ib is maximized. またこの点では、太陽電池10の発電電圧Vcが図9に示されたVpに一致している。 Also in this respect is consistent with the Vp of the power generation voltage Vc of the solar cell 10 is shown in FIG.

【0026】従って、本実施例においては、電圧計28 [0026] Thus, in this embodiment, the voltmeter 28
により測定される充電電流Ibが最大になるように、制御回路24によって変圧手段23のスイッチ22の開閉を制御している。 Controls the opening and closing of the switch 22 of the transformer means 23 by the charging current Ib so is maximized, the control circuit 24 to be measured by. これにより、太陽電池10の発電電力を効率よく充電することができる。 This makes it possible to efficiently charge the electric power generated by the solar cell 10.

【0027】図1において、蓄電池12の充電電流の値が電流測定用電圧計28から制御回路24に入力され、 [0027] In FIG. 1, the value of the charging current of the battery 12 is inputted from the current measuring voltmeter 28 to the control circuit 24,
制御回路24から制御信号Scが出力されて、この制御信号Scによりスイッチ22の開と閉との時間の比が決定される。 Control signal Sc is output from the control circuit 24, the time of the ratio of the open and closed switch 22 is determined by the control signal Sc. 変圧手段23では、スイッチ22の開と閉との時間の比によって入出力電圧の比が決定される。 The transformer means 23, the ratio of input and output voltage is determined by the time of the ratio of the open and closed switch 22.

【0028】一方、上述の通り、蓄電池12の充電電圧Vbは充電操作中一定なので、スイッチ22の動作により太陽電池10の発電電圧Vc,発電電流Icが変化し、充電電流Ibが最大に制御される。 On the other hand, as described above, the charging voltage Vb of the battery 12 is a charging operation constant, the power generation voltage Vc of the solar cell 10 by the operation of the switch 22, the power generation current Ic is changed, the charging current Ib is controlled to the maximum that. より具体的には、発電電圧Vcが上記Vpに一致するようにスイッチ22の開と閉との時間の比が制御される。 More specifically, the power generation voltage Vc time of the ratio of the open and closed switch 22 so as to match the said Vp are controlled.

【0029】以上の構成によれば、蓄電池10の充電電圧Vbに依存しない制御ができるため、太陽電池10の電圧を自由に選ぶことができる。 According to the above configuration, since it is controlled that is independent of the charging voltage Vb of the battery 10, it is possible to choose a voltage of the solar cell 10 freely. また、スイッチ22を開にしておけば、回路を切替えることなくスルーとして使えるので、シンプルで信頼性も高くなる。 In addition, if the switch 22 to open, it can use as a through without switching the circuit, simple and reliability is also increased.

【0030】図2には、上述の制御回路24の構成のブロック図が示される。 [0030] FIG. 2 is a block diagram of a configuration of a control circuit 24 described above is shown. 図2において、充電電流Ibは、 2, the charging current Ib,
2つのサンプルホールド回路30、32にサンプルホールドされる。 It is sampled and held by the two sample-hold circuits 30 and 32. このサンプルホールドのタイミングは、ディザ回路34によって決定される。 The timing of the sample hold is determined by the dither circuit 34. すなわち、ディザ回路34では所定周期で振動する周期信号が発生される。 That is, the periodic signal oscillating at a predetermined period in the dither circuit 34 is generated.
例えば、本実施例では三角波信号が使用されている。 For example, the triangular wave signal in this embodiment is used. この信号の最大値と最小値のタイミングで上述のサンプルホールドが行われる。 Above the sample-and-hold is performed at the timing of the maximum value and the minimum value of this signal. 図2では、最大値のタイミングがA,最小値のタイミングがBで示されるが、サンプルホールド回路30には最大値のタイミングAで、サンプルホールド回路32には最小値のタイミングBで充電電流Ibがそれぞれサンプルホールドされる。 In Figure 2, the timing of the maximum value A, the timing of minimum value represented by B, at timing A of the maximum value to the sample hold circuit 30, the charge at the timing B of the minimum value to the sample hold circuit 32 current Ib There are sample-and-hold, respectively.

【0031】サンプルホールド回路30、32にサンプルホールドされた充電電流Ibは、比較器36で比較され、サンプルホールド回路30のホールド値からサンプルホールド回路32のホールド値が減算される。 The sample-and-hold circuits 30 and 32 to the sample-and-hold charging current Ib is compared by the comparator 36, the hold value of the sample and hold circuit 32 from the hold value of the sample-and-hold circuit 30 is subtracted. また、 Also,
比較器36の出力は積分器38により積分される。 The output of the comparator 36 is integrated by the integrator 38. つまり、本実施例においてはPI制御が用いられている。 That, PI control is used in this embodiment.

【0032】積分器38の出力は、加算器40でディザ回路34の出力信号、すなわち三角波信号と加え合わせられる。 The output of the integrator 38, the output signal of the dither circuit 34 in the adder 40, that is, added together with the triangular wave signal. この加算器40の出力は、比較器42の反転端子に入力される。 The output of the adder 40 is input to an inverting terminal of the comparator 42. また、比較器42の非反転端子には三角波信号発信器44から三角波信号が入力され、前述の加算器40の出力との大小によりパルス幅変調されたパルス信号が比較器42から出力される。 Also, the non-inverting terminal of the comparator 42 the triangular wave signal is inputted from the triangular wave signal generator 44, a pulse width modulated pulse signal is output from the comparator 42 by the magnitude of the output of the aforementioned adder 40. このパルス信号がスイッチ22の制御信号Scとなる。 The pulse signal as a control signal Sc of the switch 22. この場合、加算器40の出力が三角波信号より高い時にはパルス信号が高レベルとなり、逆の時は低レベルとなるので、加算器40の出力の高低によりパルス信号のデューティ比が決定される。 In this case, the pulse signal when the output of the adder 40 is higher than the triangular wave signal becomes high level, since when the opposite is the low level, the duty ratio of the pulse signal is determined by the height of the output of the adder 40. ここで比較器42と三角波信号発信器44とは本発明の変調回路を構成する。 Here, the comparator 42 and the triangular wave signal generator 44 constitute a modulation circuit of the present invention.

【0033】次に、上記制御回路24の動作と変圧手段23の制御方式とについて説明する。 Next, a description will be given of a control method of operation and the transformer means 23 of the control circuit 24.

【0034】上述したように、比較器42の出力であるパルス信号によりスイッチ22の開閉が制御されるが、 [0034] As described above, the opening and closing of the switch 22 is controlled by a pulse signal which is the output of the comparator 42,
本実施例においては、パルス信号の高レベルの時にスイッチ22が閉となり、低レベルの時に開となるように構成しておく。 In the present embodiment, the switch 22 is closed when the high-level pulse signal, keep configured to be opened when the low level. この結果、加算器40の出力が高くなるとパルス信号の高レベルの時間が短くなるのでスイッチ2 As a result, the switch 2 Since the time of the high level of the pulse signal output from the adder 40 is high becomes shorter
2の閉じている時間も短くなって、太陽電池10の発電電圧Vcが高くなる。 Time closed two even shorter, the generated voltage Vc of the solar cell 10 is high. 反対に、加算器40の出力が低くなるとスイッチ22の閉じている時間が長くなり、発電電圧Vcも低くなる。 Conversely, when the output of the adder 40 is lower the longer the time that closed switch 22, also decreases the generated voltage Vc.

【0035】また、加算器40では積分器38の出力にディザ回路34の出力信号が加え合わせられているので、その出力はディザ回路34の出力信号と同じ周期で振動している。 Further, since the output signal of the dither circuit 34 are added together to the output of the adder 40 in an integrator 38, whose output is vibrating in the same cycle as the output signal of the dither circuit 34. このため、制御信号Scであるパルス信号のデューティ比も同様に振動し、太陽電池10の発電電圧Vcも同じ周期で振動する。 Therefore, the duty ratio of the pulse signal is a control signal Sc also vibrate similarly, the power generation voltage Vc of the solar cell 10 also vibrates at the same period. この結果、充電電流I As a result, the charging current I
bもディザ回路34の出力信号と同じ周期で振動することになる。 b also becomes possible to vibrate in the same cycle as the output signal of the dither circuit 34. この様子が図3に示される。 This state is shown in FIG.

【0036】一方、比較器36では、サンプルホールド回路30のサンプルホールド値から、サンプルホールド回路32のサンプルホールド値が減算されるので、ディザ回路34の出力信号の最大値のタイミングAにおける充電電流Ibと最小値のタイミングBにおける充電電流Ibとの大小によってその出力信号の正負が決まる。 On the other hand, the comparator 36, the sample hold value of the sample-and-hold circuit 30, the sample hold value of the sample and hold circuit 32 is subtracted, charged at the timing A of the maximum value of the output signal of the dither circuit 34 current Ib positive and negative of the output signal by the magnitude of the charging current Ib at the timing B of the minimum value is determined. すなわち比較器36の出力は、充電電流Ibが太陽電池1 That is, the output of the comparator 36, the charging current Ib is the solar cell 1
0の発電電圧Vcの増加とともに増加する時は正になり、減少する時は負になる。 When increases with increasing the generated voltage Vc of 0 is positive, when reduced becomes negative.

【0037】前述した図9によれば、発電電圧Vcが最適値Vpより低い場合には充電電流Ibが発電電圧Vc [0037] According to FIG. 9 described above, the charging current Ib when the generated voltage Vc is lower than the optimum value Vp is generated voltage Vc
の増加とともに増加し、発電電圧Vcが最適値Vpより高い場合には充電電流Ibは発電電圧Vcが増加すると減少する。 It increased with increasing the charging current Ib when the generator voltage Vc is higher than the optimum value Vp decreases the power generation voltage Vc is increased. 従って、以下発電電圧Vcが最適値Vpより低い場合と高い場合に分けて説明する。 Thus, following the generated voltage Vc is described separately in the case the high is lower than the optimum value Vp.

【0038】図4には、図9に示された発電電圧対発電電力の関係のうち、発電電圧Vcが最適値Vpより低い場合が示される。 [0038] FIG 4, of the relationship between the power voltage and the generated power shown in FIG. 9, when the power generation voltage Vc is lower than the optimum value Vp is shown. 発電電力Pは、発電電圧Vcが高くなると増加し、充電電流Ibも増加するが、反対に発電電圧Vcが低くなると充電電流Ibは減少する。 Generated power P increases with the generated voltage Vc becomes higher, but also increases the charging current Ib, and the charging current Ib generated voltage Vc becomes lower as opposed to reduced.

【0039】ディザ回路34からは、図5(a)に示されるような周期信号が発生され、これが加算器40で積分器38の出力に加算される。 [0039] From the dither circuit 34 is a periodic signal is generated as shown in FIG. 5 (a), which is added to the output of the integrator 38 in adder 40. この結果、図3に示されるように、充電電流Ibも同じ周期で振動することになるが、前述のように加算器40の出力の高低と発電電圧Vcの高低とは同じタイミングなので、ディザ回路34 As a result, as shown in FIG. 3, but also the charging current Ib will vibrate in the same period, since the height of the height and the power generation voltage Vc of the output of the adder 40 as described above the same timing, the dither circuit 34
の出力信号の最大値、最小値のタイミングA,Bと充電電流Ibの極大、極小のタイミングとは一致している。 Maximum value, the timing A minimum, B the maximum charging current Ib of the output signal of which coincide with the timing of the minimum.
この様子が図5(b)に示される。 This situation is shown in Figure 5 (b). 図5(b)では、充電電流Ibが増加傾向にある場合が示されているが、減少傾向にある場合でも、ディザ回路34の出力信号の最大値、最小値のタイミングA,Bと充電電流Ibの極大、極小との関係は同様である。 In FIG. 5 (b), although the charging current Ib is shown may tend to increase, even if a downward trend, the maximum value of the output signal of the dither circuit 34, timing A minimum, B and the charging current Ib of the maximum, the relationship between the minimum is the same.

【0040】比較器36ではタイミングAにおける充電電流IbからタイミングBにおける充電電流Ibが減算される。 The charging current Ib at the timing B from the charging current Ib at the timing A, the comparator 36 is subtracted. 上記説明の通り、充電電流IbはタイミングA As described above, the charging current Ib timing A
で極大、タイミングBで極小となるので、比較器36の出力は、図5(c)に示されるように常に正となる。 In maximum, since the minimum at the timing B, the output of the comparator 36, is always positive, as shown in FIG. 5 (c). これは、図5(b)に示されるような充電電流Ibが増加傾向にある場合に限られず、減少傾向にある場合でも同じ結果になる。 This is not limited to the case where the charging current Ib as shown in FIG. 5 (b) is increasing, the same result even if a downward trend. この結果、積分器38の出力は、図5 As a result, the output of the integrator 38, FIG. 5
(d)に示されるように増加して行く。 Going to increase as shown in (d).

【0041】この積分器38の出力にディザ回路34の出力が加算器40で加算された様子が図5(e)に示される。 The manner in which the output of the dither circuit 34 to the output of the integrator 38 are added by the adder 40 is shown in FIG. 5 (e). 加算器40の出力はディザ回路34の出力信号と同じ周期で振動しながら増加している。 The output of the adder 40 is increased while oscillating with the same period as the output signal of the dither circuit 34.

【0042】以上の結果、太陽電池10の発電電圧Vc [0042] As a result of the above, the power generation voltage of the solar battery 10 Vc
もディザ回路34の出力信号と同じ周期で振動しながら増加し、最適値Vpに向かって上昇して行く。 Also increases while oscillating with the same period as the output signal of the dither circuit 34, it rises toward the optimum value Vp. この様子が図5(f)に示される。 This state is shown in FIG. 5 (f). この時、発電電圧Vcは最適値Vpより低いので、充電電流Ibも、図3に示されるように、発電電圧Vcに伴って振動しながら増加し、その最大値Imaxに向かって上昇して行く。 At this time, the power generation voltage Vc is lower than the optimum value Vp, the charging current Ib also, as shown in FIG. 3, with the generated voltage Vc increases while oscillating, rises toward its maximum value Imax .

【0043】次に、図9に示された発電電圧対発電電力の関係のうち、発電電圧Vcが最適値Vpより高い場合について説明する。 Next, among the relationship between the power voltage and the generated power shown in FIG. 9, the power generation voltage Vc is described is higher than the optimum value Vp. 図6にはこの場合が示されており、 And this case is shown in FIG. 6,
発電電力Pは、発電電圧Vcが高くなると減少し、充電電流Ibも減少するが、反対に発電電圧Vcが低くなると充電電流Ibは増加する。 Generated power P decreases the generated voltage Vc becomes higher, but also decreases the charging current Ib, and the charging current Ib generated voltage Vc becomes lower as opposed increases.

【0044】図7(a)には、図5aと同じディザ回路34の出力信号が示され、図7(b)にはこの出力信号と同じ周期で振動する充電電流Ibが示される。 [0044] FIG. 7 (a) is shown the output signal with the same dither circuit 34 and FIG. 5a, in FIG. 7 (b) the charge current Ib that vibrates in the same cycle as the output signal is shown. ただし、図7(b)では、ディザ回路34の出力信号の最大値のタイミングAで充電電流Ibが極小となり、最小値のタイミングBで極大となっていることが図5(b)と異なる点である。 However, in FIG. 7 (b), the charging current Ib at the timing A of the maximum value of the output signal of the dither circuit 34 becomes minimum, that has a maximum FIG. 5 (b) differs from the timing B of the minimum value it is. なお、図7(b)では、充電電流Ib In FIG. 7 (b), the charging current Ib
が増加傾向にある場合が示されているが、減少傾向にある場合でも同様である点は図5(b)と同じである。 Although There has been shown a case tends to increase, a point is the same even if a downward trend is the same as FIG. 5 (b).

【0045】この結果、比較器36では、充電電流Ib [0045] As a result, the comparator 36, the charging current Ib
の極小値から極大値を減算することになり、比較器36 Will be subtracting the maximum value from the minimum value, the comparator 36
の出力は図7(c)に示されるように常に負となる。 Output is always negative as shown in FIG. 7 (c) of. 従って、図5(c)とは逆の結果になっている。 Therefore, it is reversed results from FIG. 5 (c).

【0046】この比較器36の出力が積分器38で積分されるので、図7(d)に示されるように、積分器38 [0046] Since the output of the comparator 36 is integrated by the integrator 38, as shown in FIG. 7 (d), an integrator 38
の出力は減少して行く。 The output of decreases.

【0047】積分器38の出力には、ディザ回路34の出力が加算器40で加算されるが、その様子が図7 [0047] The output of the integrator 38, the output of the dither circuit 34 are added by an adder 40, whose state 7
(e)に示される。 It is shown in (e). 加算器40の出力はディザ回路34 The output of the adder 40 is a dither circuit 34
の出力信号と同じ周期で振動しながら減少している。 It has decreased while oscillating with the same period as the output signal.

【0048】以上の結果、太陽電池10の発電電圧Vc [0048] As a result of the above, the power generation voltage of the solar battery 10 Vc
もディザ回路34の出力信号と同じ周期で振動しながら減少し、最適値Vpに向かって低下して行く。 Also reduced while oscillating with the same period as the output signal of the dither circuit 34, gradually decreases toward the optimum value Vp. この様子が図7(f)に示される。 This state is shown in FIG. 7 (f). この時、発電電圧Vcは最適値Vpより高いので、充電電流Ibは、図3に示されるように、発電電圧Vcに伴って振動しながら増加し、その最大値Imaxに向かって上昇して行く。 At this time, the power generation voltage Vc is higher than the optimum value Vp, the charging current Ib, as shown in FIG. 3, with the generated voltage Vc increases while oscillating, rises toward its maximum value Imax .

【0049】以上の説明の通り、発電電圧Vcが最適値Vpより低い場合も高い場合も、本実施例の制御方式により、常に発電電圧Vcが最適値Vpに近付くように制御され、充電電流Ibも最大値Imaxに収束して行く事がわかる。 [0049] As explained above, when higher when the power generation voltage Vc is lower than the optimum value Vp is also under the control scheme of the present embodiment, always generated voltage Vc is controlled so as to approach the optimum value Vp, the charging current Ib it is understood that also converges to a maximum value Imax. この様子が、図3に示される。 This state is shown in FIG. 尚、図9に示されるように、最適値Vpの付近では、発電電圧Vc Incidentally, as shown in FIG. 9, in the vicinity of the optimum value Vp, the generated voltage Vc
が変化しても発電電力Pはあまり変化しない。 There generated power P even if the change does not change much. この結果、図3に示されるように、充電電流IbがImaxに近付くと、その振幅は小さくなる。 As a result, as shown in FIG. 3, the charging current Ib approaches Imax, its amplitude decreases.

【0050】以上説明した実施例では、装置を全てアナログで構成しているので、装置を小型化することができる。 [0050] In the described embodiment above, since the configuration of all the devices in analog, it is possible to miniaturize the apparatus. このため太陽電池10の各セルに1個づつ蓄電装置を装備することができる。 Thus it can be equipped with one by one power storage device in each cell of the solar cell 10. このようにすると、太陽電池10の各セルごとに最適な制御が可能となり、より効率的な運転が可能となる。 In this way, it is possible to best control for each cell of the solar cell 10, thereby enabling more efficient operation.

【0051】 [0051]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、蓄電池の充電電流のみを検出し、この充電電流が最大値となるように制御する構成としたので、蓄電池の電圧を読む方法に比べて回路構成が簡単になり信頼性が向上するとともにコストを低くすることができる。 As described in the foregoing, according to the first aspect of the invention, to detect only the charging current of the storage battery, since the charging current is configured to control so as to maximize the value, the voltage of the battery it is possible to reduce the cost with improves reliability simplifies the circuit configuration as compared with the method to read. また、全てアナログ回路で構成したので、マイコン Also, all since an analog circuit, the microcomputer
等の高価な回路を用いる必要がなく、低コストで高い信 There is no need to use an expensive circuit etc., high signal at low cost
頼性が得られる。 Lai is obtained. 更に、装置を小型化でき消費電流を低 Furthermore, the current consumption can be miniaturized the apparatus low
くおさえることができるので、光が弱い時等には特に有 Since it is possible Kuosaeru, especially Yu in time light is weak, etc.
利である。 Is an interest.

【0052】 [0052]

【0053】また、請求項記載の発明によれば、太陽電池の制御をきめ細かく実施することができる。 [0053] According to the second aspect of the present invention, it is possible to precisely implement the control of the solar cell.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施例による太陽電池発電電力の蓄電装置の基本構成を示す回路図である。 1 is a circuit diagram showing a basic configuration of a solar cell power generation power of the power storage device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例の制御回路を示すブロック図である。 2 is a block diagram showing a control circuit of the embodiment of FIG.

【図3】図1の実施例における蓄電池充電電流の制御の説明図である。 Figure 3 is an illustration of control of the battery charging current in the embodiment of FIG.

【図4】発電電圧Vcが最適値Vpより低い場合の発電電圧対発電電力の関係を示す図である。 4 is a diagram showing the relationship between the generated voltage vs. generated power when the power generation voltage Vc is lower than the optimum value Vp.

【図5】本発明の制御方法の説明図である。 5 is an explanatory diagram of a control method of the present invention.

【図6】発電電圧Vcが最適値Vpより高い場合の発電電圧対発電電力の関係を示す図である。 6 is a diagram showing the relationship between the power voltage and the generated power when the power generation voltage Vc is higher than the optimum value Vp.

【図7】本発明の制御方法の説明図である。 7 is an explanatory diagram of a control method of the present invention.

【図8】太陽電池の電圧−電流特性図である。 Current characteristic diagram - 8 voltage of the solar cell.

【図9】太陽電池の電圧−電力特性図である。 It is a power characteristic diagram - 9 voltage of the solar cell.

【図10】太陽電池の電池温度−電力最大電圧特性図である。 A maximum power voltage characteristic diagram - Figure 10 battery temperature of the solar cell.

【図11】従来の太陽電池の発電電圧制御方式を示すブロック図である。 11 is a block diagram showing a power generation voltage control method of the conventional solar cell.

【図12】従来の太陽電池の発電電力制御方式を示すブロック図である。 12 is a block diagram illustrating a generated power control system of a conventional solar cell.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 太陽電池 12 蓄電池 22 スイッチ 23 変圧手段 24 制御回路 28 電圧計 30、32 サンプルホールド回路 34 ディザ回路 36、42 比較器 38 積分器 40 加算器 44 三角波信号発信器 10 solar cell 12 battery 22 switch 23 transformer means 24 control circuit 28 voltmeter 30 and 32 sample and hold circuit 34 dither circuit 36, 42 a comparator 38 integrator 40 adder 44 triangular signal oscillator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−253451(JP,A) 特開 平3−18911(JP,A) 特開 平6−78474(JP,A) 特開 昭56−91633(JP,A) 特表 平3−500959(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 G05F 1/67 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (56) reference Patent flat 6-253451 (JP, a) JP flat 3-18911 (JP, a) JP flat 6-78474 (JP, a) JP Akira 56 - 91633 (JP, a) JP-T flat 3-500959 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 G05F 1/67

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 太陽電池発電電力の蓄電装置であって、 太陽電池で発電される電圧を変化させる変圧手段と、 前記変圧手段から出力される電力を蓄える蓄電池の充電電流を検出する電流検出手段と、 前記電流検出手段により検出される電流が最大となるように前記変圧手段を制御する制御手段と、 を備え、前記制御手段は、 所定周期で振動する周期信号を発生するディザ回路と、 前記ディザ回路から発生された周期信号の最大値および 1. A power storage device of the solar cell generated power, a current detection means for detecting a charging current of the storage battery for storing the transformer means for varying the voltage generated by the solar cell, the power output from said transformer means When, and a control means for current detected by said current detecting means to control said transformer means so as to maximize the control means comprises a dither circuit for generating a periodic signal oscillating at a predetermined period, the maximum value of the generated periodic signal from the dither circuit and
    最小値のタイミングで前記電流検出手段による電流検出 Current detection by the current detecting means at the timing of minimum value
    値をそれぞれサンプルホールドする一対のサンプルホー A pair of sample Ho that the values respectively sample and hold
    ルド回路と、 前記各サンプルホールド回路の出力を比較する比較器 A comparator for comparing the hold circuit, the output of each sample-and-hold circuit
    と、 前記比較器の出力信号を積分する積分器と、 前記積分器の出力信号と前記ディザ回路から発生された When, an integrator for integrating the output signal of the comparator, is generated the output signal of the integrator from the dither circuit
    周期信号とを加算する加算器と、 前記加算器の出力信号をパルス幅変調し、前記変圧手段 An adder for adding the periodic signal, the output signal of the adder to a pulse width modulation, said transformer means
    を制御するための制御信号を発生する変調回路と、を有 Yes and a modulation circuit for generating control signals for controlling the
    し、 前記比較器が、前記周期信号の最大値のタイミングにお And, wherein the comparator is, our timing of the maximum value of the periodic signal
    ける前記電流検出値が前記周期信号の最小値のタイミン Timing takes the current detection value is the minimum value of the periodic signal
    グにおける前記電流検出値より大きい場合には前記積分 The integration when the current greater than the detection value in grayed
    器の出力を増加させ、小さい場合には減少させるように Increasing the output of the vessel, and if smaller to reduce
    信号を出力することを特徴とする太陽電池発電電力の蓄電装置。 Power storage device of the solar cell power generation power and outputs the signal.
  2. 【請求項2】 請求項1記載の太陽電池発電電力の蓄電装置を備えることを特徴とする太陽電池 2. A solar cell comprising: a power storage device of the solar cell power generation according to claim 1, wherein.
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