JP3401486B2 - 太陽電池を電源とする夜間給電装置 - Google Patents

太陽電池を電源とする夜間給電装置

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JP3401486B2
JP3401486B2 JP2000243173A JP2000243173A JP3401486B2 JP 3401486 B2 JP3401486 B2 JP 3401486B2 JP 2000243173 A JP2000243173 A JP 2000243173A JP 2000243173 A JP2000243173 A JP 2000243173A JP 3401486 B2 JP3401486 B2 JP 3401486B2
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武信 戸谷
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株式会社トヤソニック
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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、昼間に太陽電池の
発電電力を電気二重層コンデンサに蓄え、夜間にその電
気二重層コンデンサを電源としてLED等を点灯させる夜
間給電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】太陽電池と電気二重層コンデンサとが並
列に接続され、該太陽電池の起電圧が電気二重層コンデ
ンサの出力電圧を上回ると、該太陽電池の発電電力が該
電気二重層コンデンサに蓄えられ、太陽電池の起電圧が
一定以下になったことが制御回路によって検知されると
その電気二重層コンデンサに蓄えられた電力をLED等の
負荷に供給し点灯させる装置は、周知のように交通信号
器,交差点道路鋲,表示標識等においてすでに利用され
ている。
【0003】ところで、上記電気二重層コンデンサは、
放電して容量が少なくなると電圧が容量に比例して低下
する性質があり、そのため容量が若干でも少なくなる
と、LEDの発光量が落ちて暗くなり、やがてLEDの
定格電圧以下まで放電すると、容量が半分程度残ってい
るにもかかわらず消灯してしまうおそれがあった。
【0004】こうした欠点を解消するために、電気二重
層コンデンサの電圧を昇圧する昇圧インバータを負荷と
の間に介在させることが考えられた。しかしながら、従
来の上記給電装置に昇圧インバータを介在させると、太
陽電池が逆流防止用ダイオード等を通して電気二重層コ
ンデンサと並列に接続されているため、電気二重層コン
デンサが放電状態の時には、太陽が昇って太陽電池が発
電していても太陽電池の電圧は一定以上にならず、制御
回路が朝を検出できず負荷に電力を供給したままとなっ
て、正常に充電がなされない状態となるおそれがあっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、昇圧
インバータを使用し、負荷に常に定格電圧が供給される
ようにするとともに、上記のような作動不良が確実に防
止されるようにするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の太陽
電池を電源とする夜間給電装置は、太陽電池の発電電圧
が所定の充電開始電圧以下では太陽電池と電気二重層コ
ンデンサとの接続が断たれ充電開始電圧以上になると該
太陽電池の発電電力が電気二重層コンデンサに充電され
るようにする充電制御回路と、太陽電池の発電電圧が所
定の点灯開始電圧以上では電気二重層コンデンサと負荷
との接続が断たれ点灯開始電圧以下になると電気二重層
コンデンサに充電されている電力が負荷に供給されるよ
うにする点灯制御回路と、電気二重層コンデンサと負荷
との間に介在され該電気二重層コンデンサの出力電圧が
所定の定格電圧以下になると昇圧する昇圧インバータと
を備え、前記充電開始電圧は点灯開始電圧より高い電圧
に設定してなることを特徴とする。また本発明は上記夜
間給電装置において、電気二重層コンデンサの電圧が所
定の過充電保護電圧以上になると作動する過充電保護回
路を設けたことを特徴とする。また本発明は上記夜間給
電装置において、負荷はLEDであることを特徴とす
る。
【0007】
【発明の実施の形態】次に図面に従い本発明の実施の形
態を説明する。図1にこの装置の電気回路のブロック図
を示す。1は太陽電池、2は逆流防止用ダイオード3を
通して該太陽電池と並列に接続される電気二重層コンデ
ンサ、4は該太陽電池と電気二重層コンデンサとの接続
が断続できるように直列に設けられた充電制御回路、5
は該太陽電池および電気二重層コンデンサと並列に接続
された過充電保護回路、6は電気二重層コンデンサ2と
負荷7との間に介在された昇圧インバータ、8は負荷7
への給電を断続制御する負荷制御回路、9は太陽電池1
の発電電圧を検出し負荷制御回路8にその制御信号を出
力する点灯制御回路である。
【0008】上記充電制御回路4は、太陽電池1の発電
電圧が所定の充電開始電圧(1.4V)以下であるとき
に太陽電池1と電気二重層コンデンサ2との接続を断
ち、その発電電圧が充電開始電圧以上になると太陽電池
1と電気二重層コンデンサ2とを並列接続させて該太陽
電池の発電電力が該電気二重層コンデンサに充電される
ようにする。
【0009】また、過充電保護回路5は、電気二重層コ
ンデンサ2の電圧が所定の過充電保護電圧(2.5V)
以上になると作動し、太陽電池1の発電電力が電気二重
層コンデンサ2に充電されるのを制限する。また、昇圧
インバータ6は、電気二重層コンデンサ2の出力電圧が
負荷7の定格電圧(2.0V)以下になるとその電圧を
この定格電圧まで昇圧し負荷7に印加する。なお、該昇
圧インバータ6は、電気二重層コンデンサ2の出力電圧
が所定電圧(0.3V)以下となるまで負荷の定格電圧
を一定に保つことができる。
【0010】また、点灯制御回路9は、太陽電池1の発
電電圧が所定の点灯開始電圧(1.2V)以上であると
き電気二重層コンデンサ2と負荷7との接続を断つべく
負荷制御回路8を制御するとともに、太陽電池1の発電
電圧がその点灯開始電圧以下になると電気二重層コンデ
ンサ2に充電されている電力を負荷7に供給するべく負
荷制御回路8を制御する。
【0011】図2は、上記充電開始電圧,点灯開始電
圧,昇圧停止電圧,負荷定格電圧,過充電保護電圧の設
定値を列挙したもので、同図に示したように本発明では
この充電開始電圧が点灯開始電圧より高い電圧に設定さ
れる。
【0012】このように構成した本発明の装置では、電
気二重層コンデンサ2の電圧が負荷の定格電圧を下回っ
た時、昇圧インバータ6の作動によって定格電圧に昇圧
された電力が負荷7に供給されるので、LED等の光度
が安定し、交通信号器等に必要とされる機能を確実に発
揮できる。また、太陽電池1の発電電圧が充電開始電圧
以下であるときに充電制御回路4が作動し太陽電池1と
電気二重層コンデンサ2との接続を断つことから点灯制
御回路9が太陽電池1の発電電圧を正確に検出し得るよ
うになることから、この点灯制御回路9は、その太陽電
池1の発電電圧がさらに点灯開始電圧以下であるときは
負荷に給電し、点灯開始電圧以上であればその給電を停
止するので、この点灯開始電圧を適当に設定することに
より、真に給電が必要な明るさの時にだけ負荷に給電し
LED等を点灯させることができる。そして、太陽電池
1の発電電圧が充電開始電圧以上に上昇しない限り太陽
電池1と電気二重層コンデンサ2とは接続されないの
で、従来のように薄明かり時において負荷への給電が不
安定になるようなおそれがないとともに、太陽電池1の
発電電圧が充電開始電圧以上になれば確実に充電が開始
されるようになる。
【0013】なお、負荷制御回路8は点灯制御回路9か
らの制御信号によって給電を断続するほか、LED等を
夜間点滅させる場合には自ら給電を断続する。
【0014】
【発明の効果】このように本発明に係る太陽電池を電源
とする夜間給電装置は、太陽電池の発電電圧が所定の充
電開始電圧以下では太陽電池と電気二重層コンデンサと
の接続が断たれ充電開始電圧以上になると該太陽電池の
発電電力が電気二重層コンデンサに充電されるようにす
る充電制御回路と、太陽電池の発電電圧が所定の点灯開
始電圧以上では電気二重層コンデンサと負荷との接続が
断たれ点灯開始電圧以下になると電気二重層コンデンサ
に充電されている電力が負荷に供給されるようにする点
灯制御回路と、電気二重層コンデンサと負荷との間に介
在され該電気二重層コンデンサの出力電圧が所定の定格
電圧以下になると昇圧する昇圧インバータとを備え、前
記充電開始電圧は点灯開始電圧より高い電圧に設定して
なるので、負荷に安定的に給電でき作動不良を防止し得
る有益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る太陽電池を電源とする夜間給電装
置の実施形態を示すブロック図。
【図2】発明に係る給電装置の各電圧設定を例示した説
明用図。
【符号の説明】
1 太陽電池 2 電気二重層コンデンサ 3 逆流防止用ダイオード 4 充電制御回路 5 過充電保護回路 6 昇圧インバータ 7 負荷 8 負荷制御回路 9 点灯制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2001−176680(JP,A) 実開 平6−58597(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 9/00 - 11/00 H01L 31/04 H02J 7/35 H05B 37/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池の発電電圧が所定の充電開始電
    圧以下では太陽電池と電気二重層コンデンサとの接続が
    断たれ充電開始電圧以上になると該太陽電池の発電電力
    が電気二重層コンデンサに充電されるようにする充電制
    御回路と、太陽電池の発電電圧が所定の点灯開始電圧以
    上では電気二重層コンデンサと負荷との接続が断たれ点
    灯開始電圧以下になると電気二重層コンデンサに充電さ
    れている電力が負荷に供給されるようにする点灯制御回
    路と、電気二重層コンデンサと負荷との間に介在され該
    電気二重層コンデンサの出力電圧が所定の定格電圧以下
    になると昇圧する昇圧インバータとを備え、前記充電開
    始電圧は点灯開始電圧より高い電圧に設定してなること
    を特徴とした太陽電池を電源とする夜間給電装置。
  2. 【請求項2】 電気二重層コンデンサの電圧が所定の過
    充電保護電圧以上になると作動する過充電保護回路を設
    けた請求項1に記載の太陽電池を電源とする夜間給電装
    置。
  3. 【請求項3】 負荷はLEDである請求項1または2に
    記載の太陽電池を電源とする夜間給電装置。
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