JP3522802B2 - 太陽電池用蓄電池の過充電防止回路 - Google Patents
太陽電池用蓄電池の過充電防止回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池を電源とする蓄
電池の過充電防止回路に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、太陽電池で発生した電力を利用し
て表示装置など負荷を運転するシステムが構築されてい
る。また、この種の太陽電池を利用したシステムでは、
一般に日中において太陽電池で発生した電力を蓄電池に
充電しておき、その充電電力を夜間あるいは曇天時にお
いて負荷に供給する方式が採用されている。さらに、そ
の夜間や曇天の状態を検知する手法としては、従来、光
センサなどを別途に設けることなく太陽電池の発生電圧
を利用し、この電圧が日没状態に相当する暗レベルに達
した時点を夜間等の状態であると判定する方式が採用さ
れている。 【０００３】そして、このような太陽電池用蓄電池に
は、通常、過充電防止回路が組み込まれている。この過
充電防止回路としては、太陽電池の出力端子間にサイリ
スタを直列に接続し、蓄電池の充電電圧が一定の電圧に
まで達した時点で、そのサイリスタをONとすることによ
り太陽電池の端子間を短絡する回路構成のものがある。
しかし、この防止回路では、過充電となってサイリスタ
が動作して太陽電池の端子間が短絡状態となると、日中
の日射量大である状態のときにも関わらず太陽電池の端
子電圧が暗レベルとなり、負荷である表示装置が運転状
態となるといった不具合があった。 【０００４】そこで、そのような不具合点を解消するこ
とを目的として、従来、太陽電池の端子（高電位側）と
蓄電池との間に直列に接続したスイッチを、蓄電池の電
圧が過充電となった時点で開いて、太陽電池と蓄電池と
の接続を遮断する回路構成とし、この過充電防止回路の
動作つまりスイッチの開閉動作には影響を受けることな
く日没を検知することを可能とした技術が提案されてい
る（例えば特公平５−１７６７７号公報）。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した提
案の技術において、過充電時に太陽電池と蓄電池とを遮
断するのに機械的なスイッチを使用する場合には、動作
の頻度による耐久性や直流遮断の困難性などの問題、さ
らにコスト面での問題がある。これらの点を解消するに
は半導体スイッチを使用すればよいが、この場合、スイ
ッチ接続位置が高電位側であることからスイッチ駆動上
での問題や、スイッチ導通時の電力損失のなどの新たな
問題が発生する。 【０００６】本発明はそのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、太陽電池の発生電力
を利用して日没検知を行うシステムの太陽電池用蓄電池
において、基本的には太陽電池の端子間の短絡により過
充電を防止する回路構成で、しかも、その過充電防止動
作時の短絡が日没検知に影響を与えない過充電防止回路
を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例に対応する図１，図２を参照しつつ
説明すると、本発明の過充電防止回路は、太陽電池１と
蓄電池６との間に配置され、アノードが太陽電池１の高
電位側に、カソードがスイッチ４を介して当該太陽電池
１の低電位側に接続されるダイオード２と、このダイオ
ード２のアノードとカソードとの間に並列に接続される
抵抗３と、抵抗３の端子電圧をスイッチ４を通じて検出
する電圧検出器Ｖ2と、スイッチ４の開閉を検出電圧に
基づいて制御する手段（制御回路７）を備え、その制御
手段は、蓄電池６が過充電となる電圧（Ｖref1）に達し
たことを検出した時点でスイッチ４を閉じ、かつ、この
スイッチ４が閉の状態を、上記電圧検出器Ｖ2による抵
抗の端子電圧の検出値が設定値（Ｖref2）以下となるま
で維持し、その端子電圧検出値が上記設定値以下になっ
た時点で、日没状態であると判断してスイッチ４を開い
て元の状態に復帰する制御を行うように構成されている
ことによって特徴づけられる。 【０００８】 【作用】日射量大の状態のときに蓄電池６が過充電電圧
に達して、スイッチ４が閉じられると、太陽電池１の端
子間が短絡されて太陽電池電圧は降下し、ダイオード２
の順方向の電圧降下とほぼ同程度のレベルとなるが、こ
のスイッチ閉じにより形成される短絡回路を流れる電流
（太陽電池電流）は、日射量が変化しない限りは一定の
状態が維持される。すなわち、短絡時の太陽電池電流の
大きさは日射量の大小に応じて変化することになる。 【０００９】そこで、本発明では、そのような太陽電池
電流の大きさを検出して、この電流の大きさが日没状態
に相応する値以下となった時点で日没状態であると判断
するように構成している。また、太陽電池電流の大きさ
を検出する手段として、太陽電池１の高電位側とスイッ
チ４との間にダイオード２と抵抗３とを互い並列に接続
し、この抵抗３でもって短絡回路内を流れる電流を電圧
として回路外部に取出して検出する。 【００１０】ここで、日照量大のときには太陽電池１か
らの電流はダイオード２を流れるので、抵抗３の端子電
圧が太陽電池電流に相当する値とはならないが、日照量
の減少により太陽電池１の発生電力が低下してダイオー
ド２の順方向の電圧降下Ｖf1が、例えば0.2 〜 0.3Ｖ程
度となれば、図４のＶf −Ｉf 特性線図に示すようにダ
イオード２には電流が殆ど流れなくなり、その大部分が
分流器である抵抗３を流れる。従って、太陽電池電流の
大きさが、日没に相当する程度のオーダにまで低下した
際には、その電流をほぼ正確に検出することができる。 【００１１】 【実施例】本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説
明する。図１は本発明実施例の回路構成図で、図２はそ
の実施例の制御回路７の回路構成を示す図である。 【００１２】まず、本発明を適用するシステムは、日中
において太陽電池１で発生した電力を蓄電池６に充電
し、この充電電力を電源として表示装置等の負荷（図示
せず）を、夜間あるいは曇天時に運転する回路である。
なお、この種のシステムにおいては、通常、太陽電池１
と蓄電池６との間に逆流防止用ダイオード５が接続され
ている。 【００１３】さて、本発明実施例では、太陽電池１と蓄
電池６との間の位置で、太陽電池１の出力端子間にダイ
オード２とスイッチ４とが互いに直列に接続されてい
る。そのダイオード２はアノードが太陽電池１の高電位
側への接続で、太陽電池１の高電位側から低電位側へと
向く方向が順方向となっている。また、ダイオード２の
アノードとカソードとの間には抵抗３が並列に接続され
ている。 【００１４】スイッチ４は、ドライブ入力が“Ｈ”のと
きにONとなるＭＯＳＦＥＴで、そのドライブ入力は制御
回路７から供給される。制御回路７は、図２に示すよう
に、蓄電池６の端子電圧を検出する電圧検出器Ｖ1 と、
抵抗３の端子電圧をスイッチ４を通じて検出する電圧検
出器Ｖ2 を備えおり、その各電圧検出器Ｖ1,Ｖ2 の出力
は、それぞれ第１および第２の各コンパレータ７ａ，７
ｂに導かれる。 【００１５】第１のコンパレータ７ａは、電圧検出器Ｖ
1 が検出した電圧レベルと基準電圧Ｖref1とを比較し、
その電圧レベルが基準電圧以上となった時点で出力
“Ｈ”を発生し、一方、第２のコンパレータ７ｂは、電
圧検出器Ｖ2 が検出した電圧レベルと基準電圧Ｖref2と
を比較し、その電圧レベルが基準電圧以下となった時点
で出力“Ｈ”を発生する。そして、第１のコンパレータ
７ａの出力はフリップフロップ７ｃのセット入力に、ま
た第２のコンパレータ７ｂはリセット入力にそれぞれ導
かれ、このフリップフロップ７ｃの出力がドライブ入力
として、先のスイッチ４に供給される。 【００１６】ここで、第１のコンパレータ７ａの基準電
圧Ｖref1は、蓄電池６が過充電となる電圧レベルに設定
されている。一方、第２のコンパレータ７ｂの基準電圧
Ｖref2は、スイッチ４の閉鎖時に、このスイッチ４を通
じて流れる太陽電池電流による抵抗３の端子電圧が日没
に相当する値となるレベルに設定されており、従ってこ
の第２のコンパレータ７ｂは、スイッチ４が閉の状態の
ときに太陽電池電流が日没に相当する値以下になったと
きに出力“Ｈ”を発生する。 【００１７】次に、本発明実施例の作用を各部の動作と
ともに述べる。まず、日中において太陽電池１で発生し
た電力が順次に蓄電池６に充電されてゆき、その充電電
力が電圧検出器Ｖ1 で検出される。そして、この充電過
程で電圧検出器Ｖ1 の検出電圧が第１のコンパレータ７
ａの基準電圧Ｖref1以上となった時点で、フリップフロ
ップ７ｃの出力が“Ｈ”となり、これによりスイッチ４
が閉じて太陽電池１の出力端子間が短絡され、この時点
で、過充電防止機能が動作した状態となる。なお、短絡
により太陽電池１の端子電圧は、ダイオード２の順方向
電圧降下Ｖf1とほぼ程度にまで低下するが、日中の日射
量大の状態のときには、抵抗３を流れる電流は日没に相
当する値に対して充分に大きく、従って、太陽電池１の
端子間が短絡状態であっても、電圧検出器Ｖ2 の検出出
力が第２のコンパレータ７ｂの基準電圧Ｖref2以下とな
ることはなく、これによりフリップフロップ７ｃの出力
は“Ｈ”のままで、スイッチ４は閉の状態が維持され
る。 【００１８】以上の過充電防止機能が動作した後に、太
陽電池１の周囲の環境が日没に相当する明るさとなり、
電圧検出器Ｖ2 の検出電圧が第２のコンパレータ７ｂの
基準電圧Ｖref2以下となった時点で、フリップフロップ
７ｃの出力が“Ｈ→Ｌ”と切り換わりスイッチ４が開と
なって過充電防止機能が解除され元の状態へと復帰す
る。そして、この時点で、蓄電池６の負荷への放電が可
能な状態となるわけであるが、その放電可能状態への移
行を行う制御信号としては、電圧検出器Ｖ2 の検出出力
もしくはフリップフロップ７ｃの出力“Ｈ→Ｌ”を利用
すればよい。 【００１９】ここで、スイッチ４の閉鎖時においてダイ
オード２にも太陽電池電流は流れるが、先に述べたよう
に、太陽電池電流の大きさが、日没に相当する程度のオ
ーダにまで低下した際にはダイオード２には殆ど電流が
流れないので、日没程度の明るさでは太陽電池電流の大
部分が抵抗３に流れる。従って、日没に相当する太陽電
池電流の大きさを抵抗３の端子電圧でもって検出して
も、この種の過充電防止回路で要求される検出精度の範
囲では充分に正確な検出値を得ることができる。また、
抵抗３の端子電圧にはスイッチ４の電圧降下も含まれる
が、日没に相当する太陽電池電流の大きさは、スイッチ
の定格電流に対して極めて小さい（例えば千分の１程
度）ので、このスイッチの電圧降下は無視できる。 【００２０】図３は本発明の他の実施例の回路構成を示
す図である。この例の注目すべきところは、先の図２に
示した制御回路７に代えて、ヒステリシス・レベルコン
パレータ（シュミット回路）１７を設けている点にあ
る。 【００２１】このコンパレータ１７には、電圧検出器Ｖ
2 の出力すなわちスイッチ４が開のときの太陽電池１の
端子電圧の検出値と、スイッチ４が閉のときの抵抗３の
端子電圧の各検出電圧が入力される。 【００２２】また、ヒステリシス・レベルコンパレータ
１７の基準電圧Ｖref3は、この基準電圧レベルのヒステ
リシス幅の上側トリップポイントが蓄電池６の過充電電
圧のレベルに、その下側トリップポイントが日没に相当
するレベルに、それぞれ一致するように設定されてい
る。ただし、この例の場合、充電時には太陽電池１の端
子電圧を検出するので、その検出値は蓄電池６の端子電
圧に逆流防止用ダイオード５の順方向電圧降下Ｖf2が加
わった値となるが、順方向電圧Ｖf2は充電時の電圧レベ
ルでは、ほぼ一定であることから蓄電池６の端子電圧は
〔太陽電池１の端子電圧−Ｖf2〕と見做すことができ、
従って、その順方向電圧Ｖf2を見込んだ電圧レベルをヒ
ステリシス・レベルコンパレータ１７の上側トリップポ
イントとすればよい。 【００２３】次に、この例の動作を説明する。まず、充
電時において電圧検出器Ｖ2 による検出電圧がヒステリ
シス・レベルコンパレータ１７の上側トリップポイント
以上のレベルとなった時点で、このコンパレータ１７が
“Ｈ”の出力を発生し、これによりスイッチ４が閉じて
蓄電池６の過充電が防止される。このとき、スイッチ４
による短絡によって電圧検出器Ｖ2 の検出電圧が低下し
て、その電圧レベルが コンパレータ１７の上側トリッ
プポイント以下となっても、コンパレータ１７の出力は
“Ｈ”の状態が維持される。 【００２４】そして、太陽電池電流が日没状態に相当す
る値に達した時点つまり電圧検出器Ｖ2 の検出電圧がヒ
ステリシス・レベルコンパレータ１７の下側トリップポ
イント以下のレベルとなったときに、コンパレータ１７
の出力が“Ｈ→Ｌ”と切り換わり、これによりスイッチ
４が開かれ元の状態に復帰する。 【００２５】以上のように、この図３に示した例では、
１個の演算増幅器で構成されるヒステリシス・レベルコ
ンパレータ１７によって、先の実施例と同様な動作を行
えるので、回路構成が簡単でコストが安くつくといった
利点がある。 【００２６】なお、以上の本発明実施例において、短絡
回路系に接続するダイオードの順方向の電圧降下は、過
充電防止時において蓄電池６の端子電圧よりも少し低い
レベルであれば過充電防止回路は動作するので、抵抗３
と並列になる位置に複数個のダイオードを直列に接続す
ることができる。そして、このように並列ダイオードの
個数を多くすれば、抵抗３の端子電圧から太陽電池電流
を正確に検出できる範囲の上限レベルを高くとることが
でき、これにより電圧検出器Ｖ2 の設計が容易となる。 【００２７】また、以上の実施例では、短絡用のスイッ
チとしてＭＯＳＦＥＴを使用しているが、このほか、ス
イッチングトランジスタなどの他の半導体スイッチを使
用しても本発明は実施可能である。 【００２８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の過充電防
止回路によれば、太陽電池の出力端子間に短絡用スイッ
チを接続して、このスイッチを、蓄電池が過充電となる
電圧に達した時点で閉じることにより過充電を防止し、
そのスイッチが閉のときの太陽電池電流から日没検知す
るように構成したので、過充電防止動作時に短絡により
太陽電池の端子電圧が低下しても、太陽電池電流が日没
に相当する値にならない限りは元の状態に復帰すること
がなく、これにより、日中の日射量大の状態において表
示装置等の負荷が運転されるという誤動作が発生するこ
とがなくなる。しかも過充電防止用のスイッチを太陽電
池の低電位側で使用できるので、そのスイッチとして半
導体スイッチを使用することが可能となり、これによっ
て正確な動作の過充電防止回路を安価で製作することが
できる。
電池の過充電防止回路に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、太陽電池で発生した電力を利用し
て表示装置など負荷を運転するシステムが構築されてい
る。また、この種の太陽電池を利用したシステムでは、
一般に日中において太陽電池で発生した電力を蓄電池に
充電しておき、その充電電力を夜間あるいは曇天時にお
いて負荷に供給する方式が採用されている。さらに、そ
の夜間や曇天の状態を検知する手法としては、従来、光
センサなどを別途に設けることなく太陽電池の発生電圧
を利用し、この電圧が日没状態に相当する暗レベルに達
した時点を夜間等の状態であると判定する方式が採用さ
れている。 【０００３】そして、このような太陽電池用蓄電池に
は、通常、過充電防止回路が組み込まれている。この過
充電防止回路としては、太陽電池の出力端子間にサイリ
スタを直列に接続し、蓄電池の充電電圧が一定の電圧に
まで達した時点で、そのサイリスタをONとすることによ
り太陽電池の端子間を短絡する回路構成のものがある。
しかし、この防止回路では、過充電となってサイリスタ
が動作して太陽電池の端子間が短絡状態となると、日中
の日射量大である状態のときにも関わらず太陽電池の端
子電圧が暗レベルとなり、負荷である表示装置が運転状
態となるといった不具合があった。 【０００４】そこで、そのような不具合点を解消するこ
とを目的として、従来、太陽電池の端子（高電位側）と
蓄電池との間に直列に接続したスイッチを、蓄電池の電
圧が過充電となった時点で開いて、太陽電池と蓄電池と
の接続を遮断する回路構成とし、この過充電防止回路の
動作つまりスイッチの開閉動作には影響を受けることな
く日没を検知することを可能とした技術が提案されてい
る（例えば特公平５−１７６７７号公報）。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した提
案の技術において、過充電時に太陽電池と蓄電池とを遮
断するのに機械的なスイッチを使用する場合には、動作
の頻度による耐久性や直流遮断の困難性などの問題、さ
らにコスト面での問題がある。これらの点を解消するに
は半導体スイッチを使用すればよいが、この場合、スイ
ッチ接続位置が高電位側であることからスイッチ駆動上
での問題や、スイッチ導通時の電力損失のなどの新たな
問題が発生する。 【０００６】本発明はそのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、太陽電池の発生電力
を利用して日没検知を行うシステムの太陽電池用蓄電池
において、基本的には太陽電池の端子間の短絡により過
充電を防止する回路構成で、しかも、その過充電防止動
作時の短絡が日没検知に影響を与えない過充電防止回路
を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例に対応する図１，図２を参照しつつ
説明すると、本発明の過充電防止回路は、太陽電池１と
蓄電池６との間に配置され、アノードが太陽電池１の高
電位側に、カソードがスイッチ４を介して当該太陽電池
１の低電位側に接続されるダイオード２と、このダイオ
ード２のアノードとカソードとの間に並列に接続される
抵抗３と、抵抗３の端子電圧をスイッチ４を通じて検出
する電圧検出器Ｖ2と、スイッチ４の開閉を検出電圧に
基づいて制御する手段（制御回路７）を備え、その制御
手段は、蓄電池６が過充電となる電圧（Ｖref1）に達し
たことを検出した時点でスイッチ４を閉じ、かつ、この
スイッチ４が閉の状態を、上記電圧検出器Ｖ2による抵
抗の端子電圧の検出値が設定値（Ｖref2）以下となるま
で維持し、その端子電圧検出値が上記設定値以下になっ
た時点で、日没状態であると判断してスイッチ４を開い
て元の状態に復帰する制御を行うように構成されている
ことによって特徴づけられる。 【０００８】 【作用】日射量大の状態のときに蓄電池６が過充電電圧
に達して、スイッチ４が閉じられると、太陽電池１の端
子間が短絡されて太陽電池電圧は降下し、ダイオード２
の順方向の電圧降下とほぼ同程度のレベルとなるが、こ
のスイッチ閉じにより形成される短絡回路を流れる電流
（太陽電池電流）は、日射量が変化しない限りは一定の
状態が維持される。すなわち、短絡時の太陽電池電流の
大きさは日射量の大小に応じて変化することになる。 【０００９】そこで、本発明では、そのような太陽電池
電流の大きさを検出して、この電流の大きさが日没状態
に相応する値以下となった時点で日没状態であると判断
するように構成している。また、太陽電池電流の大きさ
を検出する手段として、太陽電池１の高電位側とスイッ
チ４との間にダイオード２と抵抗３とを互い並列に接続
し、この抵抗３でもって短絡回路内を流れる電流を電圧
として回路外部に取出して検出する。 【００１０】ここで、日照量大のときには太陽電池１か
らの電流はダイオード２を流れるので、抵抗３の端子電
圧が太陽電池電流に相当する値とはならないが、日照量
の減少により太陽電池１の発生電力が低下してダイオー
ド２の順方向の電圧降下Ｖf1が、例えば0.2 〜 0.3Ｖ程
度となれば、図４のＶf −Ｉf 特性線図に示すようにダ
イオード２には電流が殆ど流れなくなり、その大部分が
分流器である抵抗３を流れる。従って、太陽電池電流の
大きさが、日没に相当する程度のオーダにまで低下した
際には、その電流をほぼ正確に検出することができる。 【００１１】 【実施例】本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説
明する。図１は本発明実施例の回路構成図で、図２はそ
の実施例の制御回路７の回路構成を示す図である。 【００１２】まず、本発明を適用するシステムは、日中
において太陽電池１で発生した電力を蓄電池６に充電
し、この充電電力を電源として表示装置等の負荷（図示
せず）を、夜間あるいは曇天時に運転する回路である。
なお、この種のシステムにおいては、通常、太陽電池１
と蓄電池６との間に逆流防止用ダイオード５が接続され
ている。 【００１３】さて、本発明実施例では、太陽電池１と蓄
電池６との間の位置で、太陽電池１の出力端子間にダイ
オード２とスイッチ４とが互いに直列に接続されてい
る。そのダイオード２はアノードが太陽電池１の高電位
側への接続で、太陽電池１の高電位側から低電位側へと
向く方向が順方向となっている。また、ダイオード２の
アノードとカソードとの間には抵抗３が並列に接続され
ている。 【００１４】スイッチ４は、ドライブ入力が“Ｈ”のと
きにONとなるＭＯＳＦＥＴで、そのドライブ入力は制御
回路７から供給される。制御回路７は、図２に示すよう
に、蓄電池６の端子電圧を検出する電圧検出器Ｖ1 と、
抵抗３の端子電圧をスイッチ４を通じて検出する電圧検
出器Ｖ2 を備えおり、その各電圧検出器Ｖ1,Ｖ2 の出力
は、それぞれ第１および第２の各コンパレータ７ａ，７
ｂに導かれる。 【００１５】第１のコンパレータ７ａは、電圧検出器Ｖ
1 が検出した電圧レベルと基準電圧Ｖref1とを比較し、
その電圧レベルが基準電圧以上となった時点で出力
“Ｈ”を発生し、一方、第２のコンパレータ７ｂは、電
圧検出器Ｖ2 が検出した電圧レベルと基準電圧Ｖref2と
を比較し、その電圧レベルが基準電圧以下となった時点
で出力“Ｈ”を発生する。そして、第１のコンパレータ
７ａの出力はフリップフロップ７ｃのセット入力に、ま
た第２のコンパレータ７ｂはリセット入力にそれぞれ導
かれ、このフリップフロップ７ｃの出力がドライブ入力
として、先のスイッチ４に供給される。 【００１６】ここで、第１のコンパレータ７ａの基準電
圧Ｖref1は、蓄電池６が過充電となる電圧レベルに設定
されている。一方、第２のコンパレータ７ｂの基準電圧
Ｖref2は、スイッチ４の閉鎖時に、このスイッチ４を通
じて流れる太陽電池電流による抵抗３の端子電圧が日没
に相当する値となるレベルに設定されており、従ってこ
の第２のコンパレータ７ｂは、スイッチ４が閉の状態の
ときに太陽電池電流が日没に相当する値以下になったと
きに出力“Ｈ”を発生する。 【００１７】次に、本発明実施例の作用を各部の動作と
ともに述べる。まず、日中において太陽電池１で発生し
た電力が順次に蓄電池６に充電されてゆき、その充電電
力が電圧検出器Ｖ1 で検出される。そして、この充電過
程で電圧検出器Ｖ1 の検出電圧が第１のコンパレータ７
ａの基準電圧Ｖref1以上となった時点で、フリップフロ
ップ７ｃの出力が“Ｈ”となり、これによりスイッチ４
が閉じて太陽電池１の出力端子間が短絡され、この時点
で、過充電防止機能が動作した状態となる。なお、短絡
により太陽電池１の端子電圧は、ダイオード２の順方向
電圧降下Ｖf1とほぼ程度にまで低下するが、日中の日射
量大の状態のときには、抵抗３を流れる電流は日没に相
当する値に対して充分に大きく、従って、太陽電池１の
端子間が短絡状態であっても、電圧検出器Ｖ2 の検出出
力が第２のコンパレータ７ｂの基準電圧Ｖref2以下とな
ることはなく、これによりフリップフロップ７ｃの出力
は“Ｈ”のままで、スイッチ４は閉の状態が維持され
る。 【００１８】以上の過充電防止機能が動作した後に、太
陽電池１の周囲の環境が日没に相当する明るさとなり、
電圧検出器Ｖ2 の検出電圧が第２のコンパレータ７ｂの
基準電圧Ｖref2以下となった時点で、フリップフロップ
７ｃの出力が“Ｈ→Ｌ”と切り換わりスイッチ４が開と
なって過充電防止機能が解除され元の状態へと復帰す
る。そして、この時点で、蓄電池６の負荷への放電が可
能な状態となるわけであるが、その放電可能状態への移
行を行う制御信号としては、電圧検出器Ｖ2 の検出出力
もしくはフリップフロップ７ｃの出力“Ｈ→Ｌ”を利用
すればよい。 【００１９】ここで、スイッチ４の閉鎖時においてダイ
オード２にも太陽電池電流は流れるが、先に述べたよう
に、太陽電池電流の大きさが、日没に相当する程度のオ
ーダにまで低下した際にはダイオード２には殆ど電流が
流れないので、日没程度の明るさでは太陽電池電流の大
部分が抵抗３に流れる。従って、日没に相当する太陽電
池電流の大きさを抵抗３の端子電圧でもって検出して
も、この種の過充電防止回路で要求される検出精度の範
囲では充分に正確な検出値を得ることができる。また、
抵抗３の端子電圧にはスイッチ４の電圧降下も含まれる
が、日没に相当する太陽電池電流の大きさは、スイッチ
の定格電流に対して極めて小さい（例えば千分の１程
度）ので、このスイッチの電圧降下は無視できる。 【００２０】図３は本発明の他の実施例の回路構成を示
す図である。この例の注目すべきところは、先の図２に
示した制御回路７に代えて、ヒステリシス・レベルコン
パレータ（シュミット回路）１７を設けている点にあ
る。 【００２１】このコンパレータ１７には、電圧検出器Ｖ
2 の出力すなわちスイッチ４が開のときの太陽電池１の
端子電圧の検出値と、スイッチ４が閉のときの抵抗３の
端子電圧の各検出電圧が入力される。 【００２２】また、ヒステリシス・レベルコンパレータ
１７の基準電圧Ｖref3は、この基準電圧レベルのヒステ
リシス幅の上側トリップポイントが蓄電池６の過充電電
圧のレベルに、その下側トリップポイントが日没に相当
するレベルに、それぞれ一致するように設定されてい
る。ただし、この例の場合、充電時には太陽電池１の端
子電圧を検出するので、その検出値は蓄電池６の端子電
圧に逆流防止用ダイオード５の順方向電圧降下Ｖf2が加
わった値となるが、順方向電圧Ｖf2は充電時の電圧レベ
ルでは、ほぼ一定であることから蓄電池６の端子電圧は
〔太陽電池１の端子電圧−Ｖf2〕と見做すことができ、
従って、その順方向電圧Ｖf2を見込んだ電圧レベルをヒ
ステリシス・レベルコンパレータ１７の上側トリップポ
イントとすればよい。 【００２３】次に、この例の動作を説明する。まず、充
電時において電圧検出器Ｖ2 による検出電圧がヒステリ
シス・レベルコンパレータ１７の上側トリップポイント
以上のレベルとなった時点で、このコンパレータ１７が
“Ｈ”の出力を発生し、これによりスイッチ４が閉じて
蓄電池６の過充電が防止される。このとき、スイッチ４
による短絡によって電圧検出器Ｖ2 の検出電圧が低下し
て、その電圧レベルが コンパレータ１７の上側トリッ
プポイント以下となっても、コンパレータ１７の出力は
“Ｈ”の状態が維持される。 【００２４】そして、太陽電池電流が日没状態に相当す
る値に達した時点つまり電圧検出器Ｖ2 の検出電圧がヒ
ステリシス・レベルコンパレータ１７の下側トリップポ
イント以下のレベルとなったときに、コンパレータ１７
の出力が“Ｈ→Ｌ”と切り換わり、これによりスイッチ
４が開かれ元の状態に復帰する。 【００２５】以上のように、この図３に示した例では、
１個の演算増幅器で構成されるヒステリシス・レベルコ
ンパレータ１７によって、先の実施例と同様な動作を行
えるので、回路構成が簡単でコストが安くつくといった
利点がある。 【００２６】なお、以上の本発明実施例において、短絡
回路系に接続するダイオードの順方向の電圧降下は、過
充電防止時において蓄電池６の端子電圧よりも少し低い
レベルであれば過充電防止回路は動作するので、抵抗３
と並列になる位置に複数個のダイオードを直列に接続す
ることができる。そして、このように並列ダイオードの
個数を多くすれば、抵抗３の端子電圧から太陽電池電流
を正確に検出できる範囲の上限レベルを高くとることが
でき、これにより電圧検出器Ｖ2 の設計が容易となる。 【００２７】また、以上の実施例では、短絡用のスイッ
チとしてＭＯＳＦＥＴを使用しているが、このほか、ス
イッチングトランジスタなどの他の半導体スイッチを使
用しても本発明は実施可能である。 【００２８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の過充電防
止回路によれば、太陽電池の出力端子間に短絡用スイッ
チを接続して、このスイッチを、蓄電池が過充電となる
電圧に達した時点で閉じることにより過充電を防止し、
そのスイッチが閉のときの太陽電池電流から日没検知す
るように構成したので、過充電防止動作時に短絡により
太陽電池の端子電圧が低下しても、太陽電池電流が日没
に相当する値にならない限りは元の状態に復帰すること
がなく、これにより、日中の日射量大の状態において表
示装置等の負荷が運転されるという誤動作が発生するこ
とがなくなる。しかも過充電防止用のスイッチを太陽電
池の低電位側で使用できるので、そのスイッチとして半
導体スイッチを使用することが可能となり、これによっ
て正確な動作の過充電防止回路を安価で製作することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の回路構成を示す図
【図２】その実施例の制御回路７の回路構成を示す図
【図３】本発明の他の実施例の回路構成を示す図
【図４】ダイオードのＶf −Ｉf 特性の例を示す線図
【符号の説明】
１ 太陽電池
２ ダイオード
３ 抵抗
４ スイッチ
５ 逆流防止用ダイオード
６ 蓄電池
７ 制御回路
Ｖ1,Ｖ2 電圧検出器
７ａ，７ｂ コンパレータ
７ｃ フリップフロップ
１７ ヒステリシス・レベルコンパレータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 7/35
G05F 1/67
H01L 31/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 太陽電池で発生した電力を充電する蓄電
池の過充電を防止するための回路であって、上記太陽電
池と上記蓄電池との間に配置され、アノードが上記太陽
電池の高電位側に、カソードがスイッチを介して当該太
陽電池の低電位側に接続されるダイオードと、このダイ
オードのアノードとカソードとの間に並列に接続される
抵抗と、上記抵抗の端子電圧を上記スイッチを通じて検
出する電圧検出器と、上記スイッチの開閉を検出電圧に
基づいて制御する手段を備え、その制御手段は、上記蓄
電池が過充電となる電圧に達したことを検出した時点で
上記スイッチを閉じ、かつ、このスイッチが閉の状態
を、上記電圧検出器による抵抗の端子電圧の検出値が設
定値以下となるまで維持し、その端子電圧検出値が上記
設定値以下になった時点で、日没状態であると判断して
上記スイッチを開いて元の状態に復帰する制御を行うよ
うに構成されていることを特徴とする太陽電池用蓄電池
の過充電防止回路。」
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25411893A JP3522802B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 太陽電池用蓄電池の過充電防止回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25411893A JP3522802B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 太陽電池用蓄電池の過充電防止回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07111740A JPH07111740A (ja) | 1995-04-25 |
| JP3522802B2 true JP3522802B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=17260476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25411893A Expired - Fee Related JP3522802B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 太陽電池用蓄電池の過充電防止回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3522802B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5644020B2 (ja) * | 2010-01-21 | 2014-12-24 | エリーパワー株式会社 | 蓄電システム、蓄電方法およびプログラム |
| JP5644019B2 (ja) * | 2010-01-21 | 2014-12-24 | エリーパワー株式会社 | 蓄電システム、蓄電方法およびプログラム |
| JP5644018B2 (ja) * | 2010-01-21 | 2014-12-24 | エリーパワー株式会社 | 蓄電システム、蓄電方法およびプログラム |
| JP2013074749A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Seiko Instruments Inc | 過充電防止回路及び半導体装置 |
| CN109358246B (zh) * | 2018-10-19 | 2020-11-17 | 福建和盛高科技产业有限公司 | 一种基于共阳极充电器的太阳能充电检测电路及检测方法 |
-
1993
- 1993-10-12 JP JP25411893A patent/JP3522802B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07111740A (ja) | 1995-04-25 |
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