JP3525992B2 - 太陽電池発電システム及びその制御方法並びに太陽電池発電システム制御プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
太陽電池発電システム及びその制御方法並びに太陽電池発電システム制御プログラムを記録した記録媒体Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の太陽電池を
用いて発電した電力を合成して、これを任意の負荷、蓄
電池、電力変換装置等に供給するための太陽電池発電シ
ステム、及びこれを制御するための太陽電池発電システ
ムの制御方法、並びにその制御に際しての太陽電池発電
システム制御プログラムを記録した記録媒体に関する。
用いて発電した電力を合成して、これを任意の負荷、蓄
電池、電力変換装置等に供給するための太陽電池発電シ
ステム、及びこれを制御するための太陽電池発電システ
ムの制御方法、並びにその制御に際しての太陽電池発電
システム制御プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の太陽電池発電システムの
構成を示す回路ブロック図である。
構成を示す回路ブロック図である。
【０００３】同図に示すように、従来の太陽電池発電シ
ステムαは、複数の太陽電池１−１〜１−ｎ（ｎは２以
上の整数を表す。以下同じ）と、これら各太陽電池１−
１〜１−ｎの出力にそれぞれ設けられ、当該各太陽電池
１−１〜１−ｎの発電電圧Ｖｓ−１〜Ｖｓ−ｎ及び発電
電流Ｉｓ−１〜Ｉｓ−ｎをそれぞれ検出する複数の発電
電圧検出回路２−１〜２−ｎ及び複数の発電電流検出回
路３−１〜３−ｎと、当該太陽電池発電システムαによ
り最大電力を得るために各太陽電池１−１〜１−ｎの出
力制御を行う複数のスイッチングレギュレータ４−１〜
４−ｎと、各太陽電池１−１〜１−ｎの発電電圧Ｖｓ−
１〜Ｖｓ−ｎ及び発電電流Ｉｓ−１〜Ｉｓ−ｎに基づい
て、各スイッチングレギュレータ４−１〜４−ｎに内蔵
された半導体スイッチ（図示せず）のオンデューティ比
の制御を行う複数の制御回路５−１〜５−ｎとを有して
構成される。
ステムαは、複数の太陽電池１−１〜１−ｎ（ｎは２以
上の整数を表す。以下同じ）と、これら各太陽電池１−
１〜１−ｎの出力にそれぞれ設けられ、当該各太陽電池
１−１〜１−ｎの発電電圧Ｖｓ−１〜Ｖｓ−ｎ及び発電
電流Ｉｓ−１〜Ｉｓ−ｎをそれぞれ検出する複数の発電
電圧検出回路２−１〜２−ｎ及び複数の発電電流検出回
路３−１〜３−ｎと、当該太陽電池発電システムαによ
り最大電力を得るために各太陽電池１−１〜１−ｎの出
力制御を行う複数のスイッチングレギュレータ４−１〜
４−ｎと、各太陽電池１−１〜１−ｎの発電電圧Ｖｓ−
１〜Ｖｓ−ｎ及び発電電流Ｉｓ−１〜Ｉｓ−ｎに基づい
て、各スイッチングレギュレータ４−１〜４−ｎに内蔵
された半導体スイッチ（図示せず）のオンデューティ比
の制御を行う複数の制御回路５−１〜５−ｎとを有して
構成される。
【０００４】また、各制御回路５−１〜５−ｎは、それ
ぞれ、各太陽電池１−１〜１−ｎの各発電電圧Ｖｓ−１
〜Ｖｓ−ｎ及び各発電電流Ｉｓ−１〜Ｉｓ−ｎから、各
太陽電池１−１〜１−ｎの発電電力Ｗｓ−１〜Ｗｓ−ｎ
を演算する発電電力演算回路５ａ−１〜５ａ−ｎと、こ
の発電電力演算回路５ａ−１〜５ａ−ｎの演算結果に基
づいて、各スイッチングレギュレータ４−１〜４−ｎ内
の半導体スイッチのオンデューティ比を演算するオンデ
ューティ比演算回路５ｂ−１〜５ｂ−ｎと、このオンデ
ューティ比演算回路５ｂ−１〜５ｂ−ｎの演算結果に基
づいて、各スイッチングレギュレータ４−１〜４−ｎ内
の半導体スイッチを実際に駆動するスイッチ駆動回路５
ｃ−１〜５ｃ−ｎとを有して構成される。
ぞれ、各太陽電池１−１〜１−ｎの各発電電圧Ｖｓ−１
〜Ｖｓ−ｎ及び各発電電流Ｉｓ−１〜Ｉｓ−ｎから、各
太陽電池１−１〜１−ｎの発電電力Ｗｓ−１〜Ｗｓ−ｎ
を演算する発電電力演算回路５ａ−１〜５ａ−ｎと、こ
の発電電力演算回路５ａ−１〜５ａ−ｎの演算結果に基
づいて、各スイッチングレギュレータ４−１〜４−ｎ内
の半導体スイッチのオンデューティ比を演算するオンデ
ューティ比演算回路５ｂ−１〜５ｂ−ｎと、このオンデ
ューティ比演算回路５ｂ−１〜５ｂ−ｎの演算結果に基
づいて、各スイッチングレギュレータ４−１〜４−ｎ内
の半導体スイッチを実際に駆動するスイッチ駆動回路５
ｃ−１〜５ｃ−ｎとを有して構成される。
【０００５】以上のように構成された従来の太陽電池発
電システムαでは、各スイッチングレギュレータ４−１
〜４−ｎ内の半導体スイッチのオンデューティ比の増減
と、各太陽電池１−１〜１−ｎの発電電力Ｗｓ−１〜Ｗ
ｓ−ｎの増減との間の対応関係などから、各制御回路５
−１〜５−ｎのオンデューティ比演算回路５ｂ−１〜５
ｂ−ｎにおいて、例えば、そのオンデューティ比の差分
と発電電力の差分との積が正の場合にオンデューティ比
を微増させ、その積が負の場合には当該オンデューティ
比を微減させるなどといった論理演算が行われ、これに
より、各太陽電池１−１〜１−ｎの発電電力Ｗｓ−１〜
Ｗｓ−ｎがそれぞれ最大電力となるようなオンデューテ
ィ比指令信号Ｄｐ−１〜Ｄｐ−ｎが出力される。
電システムαでは、各スイッチングレギュレータ４−１
〜４−ｎ内の半導体スイッチのオンデューティ比の増減
と、各太陽電池１−１〜１−ｎの発電電力Ｗｓ−１〜Ｗ
ｓ−ｎの増減との間の対応関係などから、各制御回路５
−１〜５−ｎのオンデューティ比演算回路５ｂ−１〜５
ｂ−ｎにおいて、例えば、そのオンデューティ比の差分
と発電電力の差分との積が正の場合にオンデューティ比
を微増させ、その積が負の場合には当該オンデューティ
比を微減させるなどといった論理演算が行われ、これに
より、各太陽電池１−１〜１−ｎの発電電力Ｗｓ−１〜
Ｗｓ−ｎがそれぞれ最大電力となるようなオンデューテ
ィ比指令信号Ｄｐ−１〜Ｄｐ−ｎが出力される。
【０００６】また、各制御回路５−１〜５−ｎのスイッ
チ駆動回路５ｃ−１〜５ｃ−ｎにおいては、例えば、オ
ンデューティ比指令信号Ｄｐ−１〜Ｄｐ−ｎをパルス幅
変調することによりオンオフ信号が発生され、これによ
り、各スイッチングレギュレータ４−１〜４−ｎ内の半
導体スイッチが駆動されるようになる。
チ駆動回路５ｃ−１〜５ｃ−ｎにおいては、例えば、オ
ンデューティ比指令信号Ｄｐ−１〜Ｄｐ−ｎをパルス幅
変調することによりオンオフ信号が発生され、これによ
り、各スイッチングレギュレータ４−１〜４−ｎ内の半
導体スイッチが駆動されるようになる。
【０００７】そして、以上の構成の太陽電池発電システ
ムαによれば、各太陽電池１−１〜１−ｎの発電電力Ｗ
ｓ−１〜Ｗｓ−ｎをそれぞれ個別に制御することが可能
で、例えば、複数の太陽電池１−１〜１−ｎのなかの一
部の太陽電池に汚れが付着するなどして当該太陽電池の
受光効率が低下した場合でも、他の太陽電池１−１〜１
−ｎのそれぞれについてはその発電電力Ｗｓ−１〜Ｗｓ
−ｎを最大値に保つことができるため、システム全体の
発電効率を高めることができる。
ムαによれば、各太陽電池１−１〜１−ｎの発電電力Ｗ
ｓ−１〜Ｗｓ−ｎをそれぞれ個別に制御することが可能
で、例えば、複数の太陽電池１−１〜１−ｎのなかの一
部の太陽電池に汚れが付着するなどして当該太陽電池の
受光効率が低下した場合でも、他の太陽電池１−１〜１
−ｎのそれぞれについてはその発電電力Ｗｓ−１〜Ｗｓ
−ｎを最大値に保つことができるため、システム全体の
発電効率を高めることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
太陽電池発電システムαにあっては、搭載される複数の
太陽電池１−１〜１−ｎのそれぞれにつき、対応する複
数の発電電圧検出回路２−１〜２−ｎ及び複数の発電電
流検出回路３−１〜３−ｎを接続し、これにより所要の
発電電圧Ｖｓ−１〜Ｖｓ−ｎ及び発電電流Ｉｓ−１〜Ｉ
ｓ−ｎの検出を行うようにしているため、自ずと使用部
品点数が増大し、システム価格が上昇してしまうという
問題がある。
太陽電池発電システムαにあっては、搭載される複数の
太陽電池１−１〜１−ｎのそれぞれにつき、対応する複
数の発電電圧検出回路２−１〜２−ｎ及び複数の発電電
流検出回路３−１〜３−ｎを接続し、これにより所要の
発電電圧Ｖｓ−１〜Ｖｓ−ｎ及び発電電流Ｉｓ−１〜Ｉ
ｓ−ｎの検出を行うようにしているため、自ずと使用部
品点数が増大し、システム価格が上昇してしまうという
問題がある。
【０００９】また、複数のスイッチングレギュレータ４
−１〜４−ｎ内の半導体スイッチのオンデューティ比を
制御に際し、その数に応じた複数の制御回路５−１〜５
−ｎを必要とするため、上述の使用部品点数の増大やシ
ステム価格の上昇の問題に加え、それら各制御回路５−
１〜５−ｎを動作させるための制御用電力が増加するな
どして、システム全体の効率が低下するという問題があ
る。
−１〜４−ｎ内の半導体スイッチのオンデューティ比を
制御に際し、その数に応じた複数の制御回路５−１〜５
−ｎを必要とするため、上述の使用部品点数の増大やシ
ステム価格の上昇の問題に加え、それら各制御回路５−
１〜５−ｎを動作させるための制御用電力が増加するな
どして、システム全体の効率が低下するという問題があ
る。
【００１０】さらに、従来の太陽電池発電システムαを
構成する場合には、複数の太陽電池１−１〜１−ｎ、複
数のスイッチングレギュレータ４−１〜４−ｎ、複数の
スイッチ駆動回路５ｃ−１〜５ｃ−ｎ等をそれぞれ個別
に製造し、これらを後の工程で配線により接続する必要
があるため、その製造コストが高いという問題もある。
構成する場合には、複数の太陽電池１−１〜１−ｎ、複
数のスイッチングレギュレータ４−１〜４−ｎ、複数の
スイッチ駆動回路５ｃ−１〜５ｃ−ｎ等をそれぞれ個別
に製造し、これらを後の工程で配線により接続する必要
があるため、その製造コストが高いという問題もある。
【００１１】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は次のとおりである。
目的は次のとおりである。
【００１２】即ち、本発明の第１の目的は、使用部品点
数が少なくシステム価格の低い太陽電池発電システム及
びその制御方法並びに太陽電池発電システム制御プログ
ラムを記録した記録媒体を提供せんとするものである。
数が少なくシステム価格の低い太陽電池発電システム及
びその制御方法並びに太陽電池発電システム制御プログ
ラムを記録した記録媒体を提供せんとするものである。
【００１３】本発明の第２の目的は、制御用電力が小さ
くシステム効率の高い太陽電池発電システム及びその制
御方法並びに太陽電池発電システム制御プログラムを記
録した記録媒体を提供せんとするものである。
くシステム効率の高い太陽電池発電システム及びその制
御方法並びに太陽電池発電システム制御プログラムを記
録した記録媒体を提供せんとするものである。
【００１４】本発明の第３の目的は、製造コストの低い
太陽電池発電システム及びその制御方法並びに太陽電池
発電システム制御プログラムを記録した記録媒体を提供
せんとするものである。
太陽電池発電システム及びその制御方法並びに太陽電池
発電システム制御プログラムを記録した記録媒体を提供
せんとするものである。
【００１５】本発明の他の目的は、明細書、図面、特に
特許請求の範囲の各請求項の記載から自ずと明らかとな
ろう。
特許請求の範囲の各請求項の記載から自ずと明らかとな
ろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の解
決にあたり、太陽電池と、その出力制御を行うスイッチ
ングレギュレータとを一体化して成る複数の太陽電池ユ
ニットを採用し、他の共用しうる発電電圧検出回路、発
電電流検出回路、制御回路等については単一化するとい
う特徴を有する。
決にあたり、太陽電池と、その出力制御を行うスイッチ
ングレギュレータとを一体化して成る複数の太陽電池ユ
ニットを採用し、他の共用しうる発電電圧検出回路、発
電電流検出回路、制御回路等については単一化するとい
う特徴を有する。
【００１７】さらに、具体的詳細に述べると、当該課題
の解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概
念にわたる新規な特徴的構成手段及び手法を採用するこ
とにより、前記目的を達成するよう為される。
の解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概
念にわたる新規な特徴的構成手段及び手法を採用するこ
とにより、前記目的を達成するよう為される。
【００１８】即ち、本発明システムの第１の特徴は、各
要素ごとに、太陽電池と、この太陽電池の出力制御を行
うスイッチングレギュレータとを具備し、かつ、各要素
の当該スイッチングレギュレータからの出力電力が合成
されうる形態に回路網が構成された複数の太陽電池ユニ
ットと、当該回路網の各スイッチングレギュレータから
の出力電力が合成された総出力電力を検出する総出力電
力検出手段と、この総出力電力検出手段により検出され
た前記総出力電力が最大値となるよう、その総出力電力
の値に基づいて、前記各太陽電池ユニットに搭載された
前記各スイッチングレギュレータにそれぞれ内蔵されて
いる各半導体スイッチのオンデューティ比を一局的に制
御する集中制御手段と、を有して成る太陽電池発電シス
テムにおいて、前記総出力電力検出手段は、前記回路網
の各スイッチングレギュレータからの出力電力が合成さ
れた総出力電圧を検出する総出力電圧検出回路と、前記
回路網の各スイッチングレギュレータからの出力電力が
合成された総出力電流を検出する総出力電流検出回路
と、前記総出力電圧検出回路により検出された前記総出
力電圧と、前記総出力電流検出回路により検出された前
記総出力電流とに基づいて所要の総出力電力を演算し、
対応する総出力電力信号を生成する総出力電力演算回路
とを、かつ、前記各太陽電池ユニットは、対応する前記
各スイッチングレギュレータ内の前記各半導体スイッチ
を外部からのオンデューティ比指令信号の入力に応じて
駆動するスイッチ駆動回路を、それぞれ有するととも
に、前記集中制御手段は、前記総出力電力検出手段にお
ける前記総出力電力演算回路により生成された前記総出
力電力信号を入力として、前記各半導体スイッチのオン
デューティ比を一局的に制御するものであって、前記各
太陽電池ユニット内の前記各スイッチ駆動回路に対し、
順次、所要のオンデューティ比指令信号を与えるオンデ
ューティ比指令信号出力回路と、当該オンデューティ比
指令信号出力回路により特定の太陽電池ユニットに対し
てオンデューティ比の制御を行った結果に得られた現在
の総出力電力信号の値から、その制御を行う１サンプリ
ング周期前の前回の総出力電力信号の値を減ずる演算を
行って、総出力電力差分信号を発生する総出力電力差分
信号演算回路と、前記オンデューティ比指令信号出力回
路により特定の太陽電池ユニットに対するオンデューテ
ィ比の制御を行うために発生されている現在のオンデュ
ーティ比指令信号の値から、その制御を行う１サンプリ
ング周期前に発生された前回のオンデューティ比指令信
号の値を減ずる演算を行って、オンデューティ比差分信
号を発生するオンデューティ比差分信号演算回路と、前
記総出力電力差分信号演算回路から発生された前記総出
力電力差分信号の値と、前記オンデューティ比差分信号
演算回路から発生された前記オンデューティ比差分信号
の値とを乗算する乗算器と、この乗算器による乗算結果
が正の値をとる場合には、現在、前記オンデューティ比
指令信号出力回路から当該特定の太陽電池ユニットに与
えられている当該オンデューティ比指令信号の値を次回
の処理において微増させ、当該乗算結果が負の値をとる
場合には、当該オンデューティ比指令信号の値を次回の
処理において微減させるオンデューティ比変更信号発生
回路と、前記総出力電力差分信号演算回路により発生さ
れた前記総出力電力差分信号が所定値を下回ったとき
に、前記オンデューティ比指令信号出力回路による当該
特定の太陽電池ユニットに対するオンデューティ比の制
御を解除して、次にオンデューティ比の制御を行うべき
他の太陽電池ユニットを選択するユニット選択回路と、
を有して成る、太陽電池発電システムの構成採用にあ
る。
要素ごとに、太陽電池と、この太陽電池の出力制御を行
うスイッチングレギュレータとを具備し、かつ、各要素
の当該スイッチングレギュレータからの出力電力が合成
されうる形態に回路網が構成された複数の太陽電池ユニ
ットと、当該回路網の各スイッチングレギュレータから
の出力電力が合成された総出力電力を検出する総出力電
力検出手段と、この総出力電力検出手段により検出され
た前記総出力電力が最大値となるよう、その総出力電力
の値に基づいて、前記各太陽電池ユニットに搭載された
前記各スイッチングレギュレータにそれぞれ内蔵されて
いる各半導体スイッチのオンデューティ比を一局的に制
御する集中制御手段と、を有して成る太陽電池発電シス
テムにおいて、前記総出力電力検出手段は、前記回路網
の各スイッチングレギュレータからの出力電力が合成さ
れた総出力電圧を検出する総出力電圧検出回路と、前記
回路網の各スイッチングレギュレータからの出力電力が
合成された総出力電流を検出する総出力電流検出回路
と、前記総出力電圧検出回路により検出された前記総出
力電圧と、前記総出力電流検出回路により検出された前
記総出力電流とに基づいて所要の総出力電力を演算し、
対応する総出力電力信号を生成する総出力電力演算回路
とを、かつ、前記各太陽電池ユニットは、対応する前記
各スイッチングレギュレータ内の前記各半導体スイッチ
を外部からのオンデューティ比指令信号の入力に応じて
駆動するスイッチ駆動回路を、それぞれ有するととも
に、前記集中制御手段は、前記総出力電力検出手段にお
ける前記総出力電力演算回路により生成された前記総出
力電力信号を入力として、前記各半導体スイッチのオン
デューティ比を一局的に制御するものであって、前記各
太陽電池ユニット内の前記各スイッチ駆動回路に対し、
順次、所要のオンデューティ比指令信号を与えるオンデ
ューティ比指令信号出力回路と、当該オンデューティ比
指令信号出力回路により特定の太陽電池ユニットに対し
てオンデューティ比の制御を行った結果に得られた現在
の総出力電力信号の値から、その制御を行う１サンプリ
ング周期前の前回の総出力電力信号の値を減ずる演算を
行って、総出力電力差分信号を発生する総出力電力差分
信号演算回路と、前記オンデューティ比指令信号出力回
路により特定の太陽電池ユニットに対するオンデューテ
ィ比の制御を行うために発生されている現在のオンデュ
ーティ比指令信号の値から、その制御を行う１サンプリ
ング周期前に発生された前回のオンデューティ比指令信
号の値を減ずる演算を行って、オンデューティ比差分信
号を発生するオンデューティ比差分信号演算回路と、前
記総出力電力差分信号演算回路から発生された前記総出
力電力差分信号の値と、前記オンデューティ比差分信号
演算回路から発生された前記オンデューティ比差分信号
の値とを乗算する乗算器と、この乗算器による乗算結果
が正の値をとる場合には、現在、前記オンデューティ比
指令信号出力回路から当該特定の太陽電池ユニットに与
えられている当該オンデューティ比指令信号の値を次回
の処理において微増させ、当該乗算結果が負の値をとる
場合には、当該オンデューティ比指令信号の値を次回の
処理において微減させるオンデューティ比変更信号発生
回路と、前記総出力電力差分信号演算回路により発生さ
れた前記総出力電力差分信号が所定値を下回ったとき
に、前記オンデューティ比指令信号出力回路による当該
特定の太陽電池ユニットに対するオンデューティ比の制
御を解除して、次にオンデューティ比の制御を行うべき
他の太陽電池ユニットを選択するユニット選択回路と、
を有して成る、太陽電池発電システムの構成採用にあ
る。
【００１９】本発明システムの第２の特徴は、上記本発
明システムの第１の特徴における前記各太陽電池ユニッ
ト内の前記各スイッチ駆動回路が、対応する前記各半導
体スイッチの駆動に際し、前記オンデューティ比指令信
号出力回路から与えられる前記オンデューティ比指令信
号をパルス幅変調してオンオフ信号を発生するものであ
る太陽電池発電システムの構成採用にある。
明システムの第１の特徴における前記各太陽電池ユニッ
ト内の前記各スイッチ駆動回路が、対応する前記各半導
体スイッチの駆動に際し、前記オンデューティ比指令信
号出力回路から与えられる前記オンデューティ比指令信
号をパルス幅変調してオンオフ信号を発生するものであ
る太陽電池発電システムの構成採用にある。
【００２０】本発明システムの第３の特徴は、上記本発
明システムの第１又は第２の特徴における前記各太陽電
池ユニットに搭載された前記各スイッチングレギュレー
タの主回路が、昇圧型、降圧型、昇降圧型のうち何れか
１種の回路構成に統一されて成る太陽電池発電システム
の構成採用にある。
明システムの第１又は第２の特徴における前記各太陽電
池ユニットに搭載された前記各スイッチングレギュレー
タの主回路が、昇圧型、降圧型、昇降圧型のうち何れか
１種の回路構成に統一されて成る太陽電池発電システム
の構成採用にある。
【００２１】本発明システムの第４の特徴は、上記本発
明システムの第１、第２又は第３の特徴における前記各
太陽電池ユニットが、対応する前記各太陽電池と前記各
スイッチングレギュレータとを直列に接続して成る太陽
電池発電システムの構成採用にある。
明システムの第１、第２又は第３の特徴における前記各
太陽電池ユニットが、対応する前記各太陽電池と前記各
スイッチングレギュレータとを直列に接続して成る太陽
電池発電システムの構成採用にある。
【００２２】本発明システムの第５の特徴は、上記本発
明システムの第１、第２又は第３の特徴における前記各
太陽電池ユニットが、対応する前記各太陽電池と前記各
スイッチングレギュレータとを並列に接続して成る太陽
電池発電システムの構成採用にある。
明システムの第１、第２又は第３の特徴における前記各
太陽電池ユニットが、対応する前記各太陽電池と前記各
スイッチングレギュレータとを並列に接続して成る太陽
電池発電システムの構成採用にある。
【００２３】本発明システムの第６の特徴は、上記本発
明システムの第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に
おける前記回路網が、前記複数の太陽電池ユニットを直
列に接続して成る太陽電池発電システムの構成採用にあ
る。
明システムの第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に
おける前記回路網が、前記複数の太陽電池ユニットを直
列に接続して成る太陽電池発電システムの構成採用にあ
る。
【００２４】本発明システムの第７の特徴は、上記本発
明システムの第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に
おける前記回路網が、前記複数の太陽電池ユニットを並
列に接続して成る太陽電池発電システムの構成採用にあ
る。
明システムの第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に
おける前記回路網が、前記複数の太陽電池ユニットを並
列に接続して成る太陽電池発電システムの構成採用にあ
る。
【００２５】本発明システムの第８の特徴は、上記本発
明システムの第１、第２、第３、第４、第５、第６又は
第７の特徴における前記各太陽電池ユニットが、対応す
る前記各太陽電池と前記各スイッチングレギュレータと
を同一基板上に一体に搭載して成る太陽電池発電システ
ムの構成採用にある。
明システムの第１、第２、第３、第４、第５、第６又は
第７の特徴における前記各太陽電池ユニットが、対応す
る前記各太陽電池と前記各スイッチングレギュレータと
を同一基板上に一体に搭載して成る太陽電池発電システ
ムの構成採用にある。
【００２６】本発明システムの第９の特徴は、上記本発
明システムの第８の特徴における前記各太陽電池ユニッ
トに搭載された前記各スイッチングレギュレータの主回
路を構成する各回路素子が、薄膜技術を用いて形成され
て成る太陽電池発電システムの構成採用にある。
明システムの第８の特徴における前記各太陽電池ユニッ
トに搭載された前記各スイッチングレギュレータの主回
路を構成する各回路素子が、薄膜技術を用いて形成され
て成る太陽電池発電システムの構成採用にある。
【００２７】本発明システムの第１０の特徴は、上記本
発明システムの第９の特徴における前記各太陽電池ユニ
ットに搭載された前記各スイッチングレギュレータの主
回路を構成する前記各回路素子が、少なくとも、薄膜コ
ンデンサと薄膜リアクトルとを含む太陽電池発電システ
ムの構成採用にある。
発明システムの第９の特徴における前記各太陽電池ユニ
ットに搭載された前記各スイッチングレギュレータの主
回路を構成する前記各回路素子が、少なくとも、薄膜コ
ンデンサと薄膜リアクトルとを含む太陽電池発電システ
ムの構成採用にある。
【００２８】本発明システムの第１１の特徴は、上記本
発明システムの第１、第２、第３、第４、第５、第６、
第７、第８、第９又は第１０の特徴における前記複数の
太陽電池ユニットを板状部材の表面にマトリクス状に配
列し、前記集中制御手段を前記板状部材の裏面に設置し
て成る太陽電池発電システムの構成採用にある。
発明システムの第１、第２、第３、第４、第５、第６、
第７、第８、第９又は第１０の特徴における前記複数の
太陽電池ユニットを板状部材の表面にマトリクス状に配
列し、前記集中制御手段を前記板状部材の裏面に設置し
て成る太陽電池発電システムの構成採用にある。
【００２９】一方、本発明制御方法の特徴は、少なくと
も、各要素ごとに、太陽電池と、この太陽電池の出力制
御を行うスイッチングレギュレータとを具備し、かつ、
各要素の前記スイッチングレギュレータからの出力電力
が合成されうる形態に回路網が構成されたｎ個（ｎは２
以上の整数）の太陽電池ユニットを有して成る太陽電池
発電システムの制御方法であって、前記回路網の各スイ
ッチングレギュレータからの出力電力が合成された総出
力電力が最大値となるよう、その総出力電力の値に基づ
いて、前記ｎ個の太陽電池ユニットのうちの１番目の太
陽電池ユニットからｎ番目の太陽電池ユニットまで、順
次、対応する前記各スイッチングレギュレータにそれぞ
れ内蔵されている各半導体スイッチのオンデューティ比
を時系列的に制御する際に、前記ｎ個の太陽電池ユニッ
トのうちのｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の太陽電池ユニットに
ついて、当該ｉ番目の太陽電池ユニットに搭載されたス
イッチングレギュレータ内の半導体スイッチのオンデュ
ーティ比を微増減させると共に、このオンデューティ比
の微増減に伴う前記総出力電力の増減を観測し、この観
測結果に基づいて、当該ｉ番目の太陽電池ユニットに搭
載された前記スイッチングレギュレータ内の前記半導体
スイッチのオンデューティ比を再び微増減させて前記総
出力電力を増大させていく操作を繰り返して行い、当該
ｉ番目の太陽電池ユニットに対する前記オンデューティ
比の微増減に関する操作を行っていく過程で前記総出力
電力の増加の度合いが所定値を下回った時点で、所要の
オンデューティ比の制御をこれに次ぐｉ＋１番目の太陽
電池ユニットに移行させる操作を、順次、ｎ番目の太陽
電池ユニットまで行い、当該ｎ番目の太陽電池ユニット
に対する前記オンデューティ比の微増減に関する操作が
完了したら、所要のオンデューティ比の制御をさらに１
番目の太陽電池ユニットに移行させ、以下、以上の一連
の操作をｉ＝１からｉ＝ｎまでの全ての太陽電池ユニッ
トにつき循環的に継続して行う太陽電池発電システムの
制御方法の構成採用にある。
も、各要素ごとに、太陽電池と、この太陽電池の出力制
御を行うスイッチングレギュレータとを具備し、かつ、
各要素の前記スイッチングレギュレータからの出力電力
が合成されうる形態に回路網が構成されたｎ個（ｎは２
以上の整数）の太陽電池ユニットを有して成る太陽電池
発電システムの制御方法であって、前記回路網の各スイ
ッチングレギュレータからの出力電力が合成された総出
力電力が最大値となるよう、その総出力電力の値に基づ
いて、前記ｎ個の太陽電池ユニットのうちの１番目の太
陽電池ユニットからｎ番目の太陽電池ユニットまで、順
次、対応する前記各スイッチングレギュレータにそれぞ
れ内蔵されている各半導体スイッチのオンデューティ比
を時系列的に制御する際に、前記ｎ個の太陽電池ユニッ
トのうちのｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の太陽電池ユニットに
ついて、当該ｉ番目の太陽電池ユニットに搭載されたス
イッチングレギュレータ内の半導体スイッチのオンデュ
ーティ比を微増減させると共に、このオンデューティ比
の微増減に伴う前記総出力電力の増減を観測し、この観
測結果に基づいて、当該ｉ番目の太陽電池ユニットに搭
載された前記スイッチングレギュレータ内の前記半導体
スイッチのオンデューティ比を再び微増減させて前記総
出力電力を増大させていく操作を繰り返して行い、当該
ｉ番目の太陽電池ユニットに対する前記オンデューティ
比の微増減に関する操作を行っていく過程で前記総出力
電力の増加の度合いが所定値を下回った時点で、所要の
オンデューティ比の制御をこれに次ぐｉ＋１番目の太陽
電池ユニットに移行させる操作を、順次、ｎ番目の太陽
電池ユニットまで行い、当該ｎ番目の太陽電池ユニット
に対する前記オンデューティ比の微増減に関する操作が
完了したら、所要のオンデューティ比の制御をさらに１
番目の太陽電池ユニットに移行させ、以下、以上の一連
の操作をｉ＝１からｉ＝ｎまでの全ての太陽電池ユニッ
トにつき循環的に継続して行う太陽電池発電システムの
制御方法の構成採用にある。
【００３０】さらに、本発明記録媒体の特徴は、少なく
とも、各要素ごとに、太陽電池と、この太陽電池の出力
制御を行うスイッチングレギュレータとを具備し、か
つ、各要素の前記スイッチングレギュレータからの出力
電力が合成されうる形態に回路網が構成されたｎ個（ｎ
は２以上の整数）の太陽電池ユニットを有して成る太陽
電池発電システムをコンピュータにより制御するための
プログラムを記録した記録媒体であって、前記ｎ個の太
陽電池ユニットのうちのｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の太陽電
池ユニットについて、前記回路網の各スイッチングレギ
ュレータからの出力電力が合成された総出力電圧Ｖｓと
総出力電流Ｉｓとに基づき、時刻ｋにおける総出力電力
信号Ｗｓ（ｋ，ｉ）を演算する第１のステップと、この
第１のステップで演算した総出力電力信号Ｗｓ（ｋ，
ｉ）から、時刻ｋ−１における総出力電力信号Ｗｓ（ｋ
−１，ｉ）を減ずる演算を行って、総出力電力差分信号
Ｗｗ（ｋ，ｉ）を算出する第２のステップと、この第２
のステップで算出した総出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，
ｉ）と、予め設定された総出力信号差分基準値Ｗｄとを
比較する第３のステップと、この第３のステップにおけ
る比較の結果、総出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）が総
出力信号差分基準値Ｗｄ以上である場合には、時刻ｋに
おけるオンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ，ｉ）から、
時刻ｋ−１におけるオンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ
−１，ｉ）を減ずる演算を行って、オンデューティ比差
分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）を算出し、他方、総出力電力差分
信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）が総出力信号差分基準値Ｗｄよりも
小さくなった場合には、ｉ，ｋをインクリメントし、さ
らにこのインクリメントによりｉがｎよりも大きくなっ
たときには、ｉ＝ｉ−ｎとして前記第１のステップに戻
る第４のステップと、前記第２のステップで算出した総
出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）と、前記第４のステッ
プで算出したオンデューティ比差分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）
とを乗ずる演算を行って、乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）を
算出する第５のステップと、この第５のステップで算出
した乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）がゼロよりも大きい場合
には、時刻ｋ＋１におけるオンデューティ比指令信号Ｄ
ｉｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤｐ（ｋ，ｉ）＋ΔＤ（ΔＤは増
減指令値）に設定した後に、また、乗算信号Ｍｗｄ
（ｋ，ｉ）がゼロ以下の場合には、時刻ｋ＋１における
オンデューティ比指令信号Ｄｉｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤｐ
（ｋ，ｉ）−ΔＤに設定した後に、オンデューティ比指
令信号Ｄｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤｉｄ（ｋ＋１，ｉ）に設
定し、さらにｋをインクリメントして前記第１のステッ
プに戻る第６のステップと、を有して成る太陽電池発電
システム制御プログラムを記録した記録媒体の構成採用
にある。
とも、各要素ごとに、太陽電池と、この太陽電池の出力
制御を行うスイッチングレギュレータとを具備し、か
つ、各要素の前記スイッチングレギュレータからの出力
電力が合成されうる形態に回路網が構成されたｎ個（ｎ
は２以上の整数）の太陽電池ユニットを有して成る太陽
電池発電システムをコンピュータにより制御するための
プログラムを記録した記録媒体であって、前記ｎ個の太
陽電池ユニットのうちのｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の太陽電
池ユニットについて、前記回路網の各スイッチングレギ
ュレータからの出力電力が合成された総出力電圧Ｖｓと
総出力電流Ｉｓとに基づき、時刻ｋにおける総出力電力
信号Ｗｓ（ｋ，ｉ）を演算する第１のステップと、この
第１のステップで演算した総出力電力信号Ｗｓ（ｋ，
ｉ）から、時刻ｋ−１における総出力電力信号Ｗｓ（ｋ
−１，ｉ）を減ずる演算を行って、総出力電力差分信号
Ｗｗ（ｋ，ｉ）を算出する第２のステップと、この第２
のステップで算出した総出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，
ｉ）と、予め設定された総出力信号差分基準値Ｗｄとを
比較する第３のステップと、この第３のステップにおけ
る比較の結果、総出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）が総
出力信号差分基準値Ｗｄ以上である場合には、時刻ｋに
おけるオンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ，ｉ）から、
時刻ｋ−１におけるオンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ
−１，ｉ）を減ずる演算を行って、オンデューティ比差
分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）を算出し、他方、総出力電力差分
信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）が総出力信号差分基準値Ｗｄよりも
小さくなった場合には、ｉ，ｋをインクリメントし、さ
らにこのインクリメントによりｉがｎよりも大きくなっ
たときには、ｉ＝ｉ−ｎとして前記第１のステップに戻
る第４のステップと、前記第２のステップで算出した総
出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）と、前記第４のステッ
プで算出したオンデューティ比差分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）
とを乗ずる演算を行って、乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）を
算出する第５のステップと、この第５のステップで算出
した乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）がゼロよりも大きい場合
には、時刻ｋ＋１におけるオンデューティ比指令信号Ｄ
ｉｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤｐ（ｋ，ｉ）＋ΔＤ（ΔＤは増
減指令値）に設定した後に、また、乗算信号Ｍｗｄ
（ｋ，ｉ）がゼロ以下の場合には、時刻ｋ＋１における
オンデューティ比指令信号Ｄｉｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤｐ
（ｋ，ｉ）−ΔＤに設定した後に、オンデューティ比指
令信号Ｄｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤｉｄ（ｋ＋１，ｉ）に設
定し、さらにｋをインクリメントして前記第１のステッ
プに戻る第６のステップと、を有して成る太陽電池発電
システム制御プログラムを記録した記録媒体の構成採用
にある。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の実施の形態をその装置例及び方法例につき説明す
る。
発明の実施の形態をその装置例及び方法例につき説明す
る。
【００３２】（システム例）
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池発電システ
ムの構成を示す回路ブロック図である。
ムの構成を示す回路ブロック図である。
【００３３】同図に示すように、本一実施形態の太陽電
池発電システムβは、スイッチングレギュレータ一体型
太陽電池セルとしての複数の太陽電池ユニット１０−１
〜１０−ｎと、これら各太陽電池ユニット１０−１〜１
０−ｎの出力電力が合成されうる形態（本例では直列接
続）に構成された回路網の総出力電圧Ｖｓを検出する総
出力電圧検出回路２０（総出力電力検出手段の一部）
と、同回路網の総出力電流Ｉｓを検出する総出力電流検
出回路３０（総出力電力検出手段の一部）と、当該回路
網の総出力電力が最大値となるよう、その値に基づい
て、各太陽電池ユニット１０−１〜１０−ｎに対するオ
ンデューティ比の制御を一局的に行う集中制御装置４０
（集中制御手段の要部）とを有して構成されている。
池発電システムβは、スイッチングレギュレータ一体型
太陽電池セルとしての複数の太陽電池ユニット１０−１
〜１０−ｎと、これら各太陽電池ユニット１０−１〜１
０−ｎの出力電力が合成されうる形態（本例では直列接
続）に構成された回路網の総出力電圧Ｖｓを検出する総
出力電圧検出回路２０（総出力電力検出手段の一部）
と、同回路網の総出力電流Ｉｓを検出する総出力電流検
出回路３０（総出力電力検出手段の一部）と、当該回路
網の総出力電力が最大値となるよう、その値に基づい
て、各太陽電池ユニット１０−１〜１０−ｎに対するオ
ンデューティ比の制御を一局的に行う集中制御装置４０
（集中制御手段の要部）とを有して構成されている。
【００３４】ここで、各太陽電池ユニット１０−１〜１
０−ｎは、その各要素ごとに、太陽電池１１−１〜１１
−ｎと、この太陽電池１１−１〜１１−ｎの出力制御を
行うスイッチングレギュレータ１２−１〜１２−ｎとを
具備し（本例では、各太陽電池１１−１〜１１−ｎと各
スイッチングレギュレータ１２−１〜１２−ｎとを並列
接続）、さらに各スイッチングレギュレータ１２−１〜
１２−ｎには、半導体スイッチ（本図には図示せず）を
駆動するためのスイッチ駆動回路１３−１〜１３−ｎが
内蔵されている。特に、これら各太陽電池ユニット１０
−１〜１０−ｎは、対応する各太陽電池１１−１〜１１
−ｎと各スイッチングレギュレータ１２−１〜１２−ｎ
とを同一基板上に一体に搭載して成るものである（詳細
は「実施例」で述べる）。
０−ｎは、その各要素ごとに、太陽電池１１−１〜１１
−ｎと、この太陽電池１１−１〜１１−ｎの出力制御を
行うスイッチングレギュレータ１２−１〜１２−ｎとを
具備し（本例では、各太陽電池１１−１〜１１−ｎと各
スイッチングレギュレータ１２−１〜１２−ｎとを並列
接続）、さらに各スイッチングレギュレータ１２−１〜
１２−ｎには、半導体スイッチ（本図には図示せず）を
駆動するためのスイッチ駆動回路１３−１〜１３−ｎが
内蔵されている。特に、これら各太陽電池ユニット１０
−１〜１０−ｎは、対応する各太陽電池１１−１〜１１
−ｎと各スイッチングレギュレータ１２−１〜１２−ｎ
とを同一基板上に一体に搭載して成るものである（詳細
は「実施例」で述べる）。
【００３５】一方、集中制御装置４０は、総出力電圧検
出回路２０により検出された総出力電圧Ｖｓと、総出力
電流検出回路３０により検出された総出力電流Ｉｓとに
基づいて所要の総出力電力を演算し、時刻ｋにおける対
応する総出力電力信号Ｗｓ（ｋ，ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）を
生成する総出力電力演算回路４１（総出力電力検出手段
の一部）と、各太陽電池ユニット１０−１〜１０−ｎ内
の各スイッチ駆動回路１３−１〜１３−ｎに対し、順
次、所要のオンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ＋１，１
〜ｎ）を与えるオンデューティ比指令信号出力回路４２
と、このオンデューティ比指令信号出力回路４２によ
り、ｉ番目の太陽電池ユニット１０−ｉに対してオンデ
ューティ比の制御を行った結果に得られた時刻ｋの総出
力電力信号Ｗｓ（ｋ，ｉ）の値から、その制御を行う１
サンプリング周期前の時刻ｋ−１の総出力電力信号Ｗｓ
（ｋ−１，ｉ）の値を減ずる演算を行って、総出力電力
差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）を発生する総出力電力差分信号
演算回路４３とを有して構成されている。
出回路２０により検出された総出力電圧Ｖｓと、総出力
電流検出回路３０により検出された総出力電流Ｉｓとに
基づいて所要の総出力電力を演算し、時刻ｋにおける対
応する総出力電力信号Ｗｓ（ｋ，ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）を
生成する総出力電力演算回路４１（総出力電力検出手段
の一部）と、各太陽電池ユニット１０−１〜１０−ｎ内
の各スイッチ駆動回路１３−１〜１３−ｎに対し、順
次、所要のオンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ＋１，１
〜ｎ）を与えるオンデューティ比指令信号出力回路４２
と、このオンデューティ比指令信号出力回路４２によ
り、ｉ番目の太陽電池ユニット１０−ｉに対してオンデ
ューティ比の制御を行った結果に得られた時刻ｋの総出
力電力信号Ｗｓ（ｋ，ｉ）の値から、その制御を行う１
サンプリング周期前の時刻ｋ−１の総出力電力信号Ｗｓ
（ｋ−１，ｉ）の値を減ずる演算を行って、総出力電力
差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）を発生する総出力電力差分信号
演算回路４３とを有して構成されている。
【００３６】さらに、この集中制御装置４０は、オンデ
ューティ比指令信号出力回路４２により、ｉ番目の太陽
電池ユニット１０−ｉに対するオンデューティ比の制御
を行うために発生されている時刻ｋのオンデューティ比
指令信号Ｄｐ（ｋ，ｉ）の値から、その制御を行う１サ
ンプリング周期前に発生された時刻ｋ−１のオンデュー
ティ比指令信号Ｄｐ（ｋ−１，ｉ）の値を減ずる演算を
行って、オンデューティ比差分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）を発
生するオンデューティ比差分信号演算回路４４と、総出
力電力差分信号演算回路４３から発生された総出力電力
差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）の値と、オンデューティ比差分
信号演算回路４４から発生されたオンデューティ比差分
信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）の値とを乗算する乗算器４５と、こ
の乗算器による乗算結果である乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，
ｉ）が正の値をとる場合には、現在、オンデューティ比
指令信号出力回路４２からｉ番目の太陽電池ユニット１
０−ｉに与えられている当該オンデューティ比指令信号
Ｄｐ（ｋ，ｉ）の値を次回の処理において微増させ、他
方、当該乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）が負の値をとる場合
には、当該オンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ，ｉ）の
値を次回の処理において微減させるオンデューティ比変
更信号発生回路４６と、総出力電力差分信号演算回路４
３により発生された総出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）
が、予め設定された総出力信号差分基準値Ｗｄを下回っ
たときに、オンデューティ比指令信号出力回路４２によ
るｉ番目の太陽電池ユニット１０−ｉに対するオンデュ
ーティ比の制御を解除して、次にオンデューティ比の制
御を行うべきｉ＋１番目の太陽電池ユニット１０−ｉ＋
１を選択するユニット選択回路４７とを有して構成され
ている。
ューティ比指令信号出力回路４２により、ｉ番目の太陽
電池ユニット１０−ｉに対するオンデューティ比の制御
を行うために発生されている時刻ｋのオンデューティ比
指令信号Ｄｐ（ｋ，ｉ）の値から、その制御を行う１サ
ンプリング周期前に発生された時刻ｋ−１のオンデュー
ティ比指令信号Ｄｐ（ｋ−１，ｉ）の値を減ずる演算を
行って、オンデューティ比差分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）を発
生するオンデューティ比差分信号演算回路４４と、総出
力電力差分信号演算回路４３から発生された総出力電力
差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）の値と、オンデューティ比差分
信号演算回路４４から発生されたオンデューティ比差分
信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）の値とを乗算する乗算器４５と、こ
の乗算器による乗算結果である乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，
ｉ）が正の値をとる場合には、現在、オンデューティ比
指令信号出力回路４２からｉ番目の太陽電池ユニット１
０−ｉに与えられている当該オンデューティ比指令信号
Ｄｐ（ｋ，ｉ）の値を次回の処理において微増させ、他
方、当該乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）が負の値をとる場合
には、当該オンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ，ｉ）の
値を次回の処理において微減させるオンデューティ比変
更信号発生回路４６と、総出力電力差分信号演算回路４
３により発生された総出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）
が、予め設定された総出力信号差分基準値Ｗｄを下回っ
たときに、オンデューティ比指令信号出力回路４２によ
るｉ番目の太陽電池ユニット１０−ｉに対するオンデュ
ーティ比の制御を解除して、次にオンデューティ比の制
御を行うべきｉ＋１番目の太陽電池ユニット１０−ｉ＋
１を選択するユニット選択回路４７とを有して構成され
ている。
【００３７】なお、各太陽電池ユニット１０−１〜１０
−ｎ内の各スイッチングレギュレータ１２−１〜１２−
ｎに内蔵されている各スイッチ駆動回路１３−１〜１３
−ｎは、対応する各半導体スイッチの駆動に際し、オン
デューティ比指令信号出力回路４２から与えられるオン
デューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ＋１，ｉ）をパルス幅変
調してオンオフ信号を発生するようになっている。ま
た、各スイッチングレギュレータ１２−１〜１２−ｎの
主回路としては、オンデューティ比の増加に伴い各太陽
電池ユニットの発電電流が増加する構成であれば、昇圧
型、降圧型、昇降圧型の何れの回路構成（ただし１種に
統一）でも適用することができる。
−ｎ内の各スイッチングレギュレータ１２−１〜１２−
ｎに内蔵されている各スイッチ駆動回路１３−１〜１３
−ｎは、対応する各半導体スイッチの駆動に際し、オン
デューティ比指令信号出力回路４２から与えられるオン
デューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ＋１，ｉ）をパルス幅変
調してオンオフ信号を発生するようになっている。ま
た、各スイッチングレギュレータ１２−１〜１２−ｎの
主回路としては、オンデューティ比の増加に伴い各太陽
電池ユニットの発電電流が増加する構成であれば、昇圧
型、降圧型、昇降圧型の何れの回路構成（ただし１種に
統一）でも適用することができる。
【００３８】（制御方法例）
次に、以上のように構成されたシステム例に適用される
制御方法例の実施手順について説明する。
制御方法例の実施手順について説明する。
【００３９】図２は、図１に示した太陽電池発電システ
ムβの制御方法の手順を説明するためのフローチャート
である。
ムβの制御方法の手順を説明するためのフローチャート
である。
【００４０】同図に示すように、本一実施形態の太陽電
池発電システムβの制御方法では、まず、集中制御装置
４０において、当該制御方法の処理においてパラメータ
となるｋ，ｉの値を、初期値である「１」にセットする
と共に、時刻０における総出力電力信号Ｗｓ（０，ｉ）
の値、及びオンデューティ比指令信号Ｄｐ（０，ｉ）
を、初期値である「０」にセットして開始される（ＳＴ
１）。
池発電システムβの制御方法では、まず、集中制御装置
４０において、当該制御方法の処理においてパラメータ
となるｋ，ｉの値を、初期値である「１」にセットする
と共に、時刻０における総出力電力信号Ｗｓ（０，ｉ）
の値、及びオンデューティ比指令信号Ｄｐ（０，ｉ）
を、初期値である「０」にセットして開始される（ＳＴ
１）。
【００４１】次に、集中制御装置４０の総出力電力演算
回路４１において、総出力電圧検出回路２０により検出
された総出力電圧Ｖｓと、総出力電流検出回路３０によ
り検出された総出力電流Ｉｓとに基づき、これらに乗算
処理を施して時刻ｋにおける総出力電力信号Ｗｓ（ｋ，
ｉ）を演算し（ＳＴ２）、さらに、総出力電力差分信号
演算回路４３において、その演算した総出力電力信号Ｗ
ｓ（ｋ，ｉ）から、時刻ｋ−１における総出力電力信号
Ｗｓ（ｋ−１，ｉ）を減ずる演算を行って、総出力電力
差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）を算出する（ＳＴ３）。
回路４１において、総出力電圧検出回路２０により検出
された総出力電圧Ｖｓと、総出力電流検出回路３０によ
り検出された総出力電流Ｉｓとに基づき、これらに乗算
処理を施して時刻ｋにおける総出力電力信号Ｗｓ（ｋ，
ｉ）を演算し（ＳＴ２）、さらに、総出力電力差分信号
演算回路４３において、その演算した総出力電力信号Ｗ
ｓ（ｋ，ｉ）から、時刻ｋ−１における総出力電力信号
Ｗｓ（ｋ−１，ｉ）を減ずる演算を行って、総出力電力
差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）を算出する（ＳＴ３）。
【００４２】次に、集中制御装置４０のユニット選択回
路４７において、上述の算出した総出力電力差分信号Ｗ
ｗ（ｋ，ｉ）と、予め設定された総出力信号差分基準値
Ｗｄとの大小関係を比較し（ＳＴ４）、この比較の結
果、総出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）が総出力信号差
分基準値Ｗｄ以上である場合（ＳＴ４；ｎｏ）には、オ
ンデューティ比差分信号演算回路４４において、時刻ｋ
におけるオンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ，ｉ）か
ら、時刻ｋ−１におけるオンデューティ比指令信号Ｄｐ
（ｋ−１，ｉ）を減ずる演算を行うことにより、オンデ
ューティ比差分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）を算出し（ＳＴ
５）、さらに、乗算器４５において、先に算出した総出
力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）と、今回算出したオンデ
ューティ比差分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）とを乗ずる演算を行
うことにより、乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）を算出する
（ＳＴ６）。
路４７において、上述の算出した総出力電力差分信号Ｗ
ｗ（ｋ，ｉ）と、予め設定された総出力信号差分基準値
Ｗｄとの大小関係を比較し（ＳＴ４）、この比較の結
果、総出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）が総出力信号差
分基準値Ｗｄ以上である場合（ＳＴ４；ｎｏ）には、オ
ンデューティ比差分信号演算回路４４において、時刻ｋ
におけるオンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ，ｉ）か
ら、時刻ｋ−１におけるオンデューティ比指令信号Ｄｐ
（ｋ−１，ｉ）を減ずる演算を行うことにより、オンデ
ューティ比差分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）を算出し（ＳＴ
５）、さらに、乗算器４５において、先に算出した総出
力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）と、今回算出したオンデ
ューティ比差分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）とを乗ずる演算を行
うことにより、乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）を算出する
（ＳＴ６）。
【００４３】次に、オンデューティ比変更信号発生回路
４６において、上述の算出した乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，
ｉ）の正負を判別し（ＳＴ７）、その乗算信号Ｍｗｄ
（ｋ，ｉ）が正の値をとる（ゼロよりも大の）場合（Ｓ
Ｔ７；ｙｅｓ）には、時刻ｋ＋１におけるオンデューテ
ィ比指令信号Ｄｉｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤｐ（ｋ，ｉ）＋
ΔＤ（ΔＤは増減指令値）に設定した（ＳＴ８）後に、
また、乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）が負の値をとる（ゼロ
以下の）場合（ＳＴ７；ｎｏ）には、時刻ｋ＋１におけ
るオンデューティ比指令信号Ｄｉｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤ
ｐ（ｋ，ｉ）−ΔＤに設定した（ＳＴ９）後に、オンデ
ューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ＋１，ｉ）をＤｉｄ（ｋ＋
１，ｉ）に設定し（ＳＴ１０）、これをオンデューティ
比指令信号出力回路４２に与えてから、ｋをインクリメ
ントして（ＳＴ１１）、処理を前述のＳＴ２へ戻す。
４６において、上述の算出した乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，
ｉ）の正負を判別し（ＳＴ７）、その乗算信号Ｍｗｄ
（ｋ，ｉ）が正の値をとる（ゼロよりも大の）場合（Ｓ
Ｔ７；ｙｅｓ）には、時刻ｋ＋１におけるオンデューテ
ィ比指令信号Ｄｉｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤｐ（ｋ，ｉ）＋
ΔＤ（ΔＤは増減指令値）に設定した（ＳＴ８）後に、
また、乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）が負の値をとる（ゼロ
以下の）場合（ＳＴ７；ｎｏ）には、時刻ｋ＋１におけ
るオンデューティ比指令信号Ｄｉｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤ
ｐ（ｋ，ｉ）−ΔＤに設定した（ＳＴ９）後に、オンデ
ューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ＋１，ｉ）をＤｉｄ（ｋ＋
１，ｉ）に設定し（ＳＴ１０）、これをオンデューティ
比指令信号出力回路４２に与えてから、ｋをインクリメ
ントして（ＳＴ１１）、処理を前述のＳＴ２へ戻す。
【００４４】なお、以上の処理により、オンデューティ
比指令信号出力回路４２から、ｉ番目の太陽電池ユニッ
ト１０−ｉ内のスイッチ駆動回路１３−ｉに対しては、
オンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ＋１，ｉ）が与えら
れることになるが、他のスイッチ駆動回路１３−１〜１
３−１−ｉ及び１３−１＋ｉ〜１３−ｎに対しては、そ
れぞれ、オンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ＋１，１〜
ｉ−１）及びＤｐ（ｋ＋１，１＋ｉ〜ｎ）として、その
１サンプリング周期前の時刻ｋにおけるオンデューティ
比指令信号Ｄｐ（ｋ，１〜ｉ−１）及びＤｐ（ｋ，１＋
ｉ〜ｎ）が与えられる。
比指令信号出力回路４２から、ｉ番目の太陽電池ユニッ
ト１０−ｉ内のスイッチ駆動回路１３−ｉに対しては、
オンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ＋１，ｉ）が与えら
れることになるが、他のスイッチ駆動回路１３−１〜１
３−１−ｉ及び１３−１＋ｉ〜１３−ｎに対しては、そ
れぞれ、オンデューティ比指令信号Ｄｐ（ｋ＋１，１〜
ｉ−１）及びＤｐ（ｋ＋１，１＋ｉ〜ｎ）として、その
１サンプリング周期前の時刻ｋにおけるオンデューティ
比指令信号Ｄｐ（ｋ，１〜ｉ−１）及びＤｐ（ｋ，１＋
ｉ〜ｎ）が与えられる。
【００４５】一方、前述のＳＴ４において、総出力電力
差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）が総出力信号差分基準値Ｗｄよ
りも小さくなった場合（ＳＴ４；ｙｅｓ）には、ｉ，ｋ
をインクリメントし（ＳＴ１２）、さらに、ｉの値がｎ
の値を上回ったか否かを判別する（ＳＴ１３）。そし
て、この判別の結果、ｉのインクリメントによっても、
そのｉの値がｎの値以下である場合（ＳＴ１３；ｎｏ）
には、そのインクリメントの状態を保持したまま（ＳＴ
１４）、処理を前述のＳＴ２へ戻し、そのｉの値がｎの
値よりも大きくなった場合（ＳＴ１３；ｙｅｓ）には、
ｉ＝ｉ−ｎ（即ちｉ＝１）として（ＳＴ１５）、処理を
前述のＳＴ２へ戻す。
差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）が総出力信号差分基準値Ｗｄよ
りも小さくなった場合（ＳＴ４；ｙｅｓ）には、ｉ，ｋ
をインクリメントし（ＳＴ１２）、さらに、ｉの値がｎ
の値を上回ったか否かを判別する（ＳＴ１３）。そし
て、この判別の結果、ｉのインクリメントによっても、
そのｉの値がｎの値以下である場合（ＳＴ１３；ｎｏ）
には、そのインクリメントの状態を保持したまま（ＳＴ
１４）、処理を前述のＳＴ２へ戻し、そのｉの値がｎの
値よりも大きくなった場合（ＳＴ１３；ｙｅｓ）には、
ｉ＝ｉ−ｎ（即ちｉ＝１）として（ＳＴ１５）、処理を
前述のＳＴ２へ戻す。
【００４６】そして、以上の処理を繰り返して行うと、
図３（図１に示した太陽電池発電システムを手順に従っ
て稼動させたときの総出力電力の経時変化を示す図）に
示すように、各太陽電池ユニット１０−１〜１０−ｎ内
の各半導体スイッチのオンデューティ比は、順次、当該
太陽電池発電システムβの総出力電力Ｗｓ（ｋ，ｉ）が
増加するように制御されて、最大電力に漸近するように
なる。
図３（図１に示した太陽電池発電システムを手順に従っ
て稼動させたときの総出力電力の経時変化を示す図）に
示すように、各太陽電池ユニット１０−１〜１０−ｎ内
の各半導体スイッチのオンデューティ比は、順次、当該
太陽電池発電システムβの総出力電力Ｗｓ（ｋ，ｉ）が
増加するように制御されて、最大電力に漸近するように
なる。
【００４７】
【実施例】続いて、本発明の一実施形態に係る太陽電池
発電システムβの具体例としての実施例について説明す
る。
発電システムβの具体例としての実施例について説明す
る。
【００４８】図４は、図１に示した太陽電池発電システ
ムβの具体例を示す回路構成図であり、図５（ａ）及び
（ｂ）は、図１に示した太陽電池発電システムβの具体
例を示す外観構成図である。
ムβの具体例を示す回路構成図であり、図５（ａ）及び
（ｂ）は、図１に示した太陽電池発電システムβの具体
例を示す外観構成図である。
【００４９】まず、図４に示すように、この太陽電池発
電システムβは、各スイッチングレギュレータ（符号は
付さず）の主回路として１石昇降圧チョッパを用い、各
半導体スイッチ１４−１〜１４−ｎの制御を、集中制御
装置４０から制御信号バス５０を介して一括して行うよ
うにしたものであり、文献「平成８年電気学会全国大会
頒布資料Ｎｏ．７８２（平形、清水他：太陽電池発電制
御回路）」に掲載された回路に本発明を適用した例であ
る。なお、本図に示す集中制御装置４０としては、パー
ソナルコンピュータ（図示せず）を用いることができ、
当該太陽電池発電システムβを制御するための太陽電池
発電システム制御プログラムを記録した記録媒体として
は、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭなど（共に図示
せず）を用いることができる。
電システムβは、各スイッチングレギュレータ（符号は
付さず）の主回路として１石昇降圧チョッパを用い、各
半導体スイッチ１４−１〜１４−ｎの制御を、集中制御
装置４０から制御信号バス５０を介して一括して行うよ
うにしたものであり、文献「平成８年電気学会全国大会
頒布資料Ｎｏ．７８２（平形、清水他：太陽電池発電制
御回路）」に掲載された回路に本発明を適用した例であ
る。なお、本図に示す集中制御装置４０としては、パー
ソナルコンピュータ（図示せず）を用いることができ、
当該太陽電池発電システムβを制御するための太陽電池
発電システム制御プログラムを記録した記録媒体として
は、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭなど（共に図示
せず）を用いることができる。
【００５０】一方、図５（ａ）に示すように、この太陽
電池発電システムβは、複数の太陽電池ユニット１０−
１〜１０−ｎ（１０）を板状部材６０の表面にマトリク
ス状に配列し、集中制御装置４０をその板状部材６０の
裏面に設置したものである。特に、図５（ｂ）に示すよ
うに、ここで用いられる単体の太陽電池ユニット１０
は、スイッチングレギュレータ（符号は付さず）の主回
路を構成する各回路素子を、当該太陽電池ユニット１０
の形成時に適用される薄膜技術を用いて同時形成したも
のであり、これにより、所要の表面電極１５や裏面電極
１６などと共に、薄膜コンデンサ１７や薄膜リアクトル
１８が形成され、以下、所要の箇所にスイッチ駆動回路
１３と半導体スイッチ１４を取り付けることで、太陽電
池とスイッチングレギュレータとを同一基板上に一体に
搭載して成る太陽電池ユニット１０が得られるようにな
る（半導体スイッチ１４については、場合により、上述
の薄膜技術を用いて同時形成することも可能）。
電池発電システムβは、複数の太陽電池ユニット１０−
１〜１０−ｎ（１０）を板状部材６０の表面にマトリク
ス状に配列し、集中制御装置４０をその板状部材６０の
裏面に設置したものである。特に、図５（ｂ）に示すよ
うに、ここで用いられる単体の太陽電池ユニット１０
は、スイッチングレギュレータ（符号は付さず）の主回
路を構成する各回路素子を、当該太陽電池ユニット１０
の形成時に適用される薄膜技術を用いて同時形成したも
のであり、これにより、所要の表面電極１５や裏面電極
１６などと共に、薄膜コンデンサ１７や薄膜リアクトル
１８が形成され、以下、所要の箇所にスイッチ駆動回路
１３と半導体スイッチ１４を取り付けることで、太陽電
池とスイッチングレギュレータとを同一基板上に一体に
搭載して成る太陽電池ユニット１０が得られるようにな
る（半導体スイッチ１４については、場合により、上述
の薄膜技術を用いて同時形成することも可能）。
【００５１】以上、本発明の実施の形態及び実施例につ
き説明したが、各太陽電池ユニットにおける太陽電池と
スイッチングレギュレータとの接続形態は、上述の例の
ように並列接続とする以外に、これを直列接続にするこ
とも可能である。また、各太陽電池ユニット同士の接続
形態についても、上述の例のように直列接続とする他
に、これを並列接続にすることも可能である。さらに、
本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限定さ
れるものではなく、本発明にいう目的を達成し、後述す
る効果を有する範囲内において、適宜に変更実施するこ
とが可能なものである。
き説明したが、各太陽電池ユニットにおける太陽電池と
スイッチングレギュレータとの接続形態は、上述の例の
ように並列接続とする以外に、これを直列接続にするこ
とも可能である。また、各太陽電池ユニット同士の接続
形態についても、上述の例のように直列接続とする他
に、これを並列接続にすることも可能である。さらに、
本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限定さ
れるものではなく、本発明にいう目的を達成し、後述す
る効果を有する範囲内において、適宜に変更実施するこ
とが可能なものである。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
総出力電圧検出回路及び総出力電流検出回路をシステム
回路網の出力部のみに設けたことから、各太陽電池の発
電電力をそれぞれ独立して制御することが可能でありな
がら、少ない使用部品点数でシステムの総出力電力を最
大電力とすることができ、システム価格を低減すること
ができる。また、単一の集中制御装置により制御を実施
することが可能なため、制御用電力を低減することがで
き、システム効率を向上させることができる。さらに、
太陽電池、スイッチングレギュレータ、スイッチ駆動回
路等を一体構成したことから、使用部品点数を低減する
ことができ、製造コストを低減することができる。
総出力電圧検出回路及び総出力電流検出回路をシステム
回路網の出力部のみに設けたことから、各太陽電池の発
電電力をそれぞれ独立して制御することが可能でありな
がら、少ない使用部品点数でシステムの総出力電力を最
大電力とすることができ、システム価格を低減すること
ができる。また、単一の集中制御装置により制御を実施
することが可能なため、制御用電力を低減することがで
き、システム効率を向上させることができる。さらに、
太陽電池、スイッチングレギュレータ、スイッチ駆動回
路等を一体構成したことから、使用部品点数を低減する
ことができ、製造コストを低減することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池発電システ
ムの構成を示す回路ブロック図である。
ムの構成を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示した太陽電池発電システムの制御方法
の手順を説明するためのフローチャートである。
の手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示した太陽電池発電システムを手順に従
って稼動させたときの総出力電力の経時変化を示す図で
ある。
って稼動させたときの総出力電力の経時変化を示す図で
ある。
【図４】図１に示した太陽電池発電システムの具体例を
示す回路構成図である。
示す回路構成図である。
【図５】図１に示した太陽電池発電システムの具体例を
示す外観構成図であり、（ａ）は当該太陽電池発電シス
テムの全体を上方から見た図、（ｂ）は単体の太陽電池
ユニットの全体を下方から見た図である。
示す外観構成図であり、（ａ）は当該太陽電池発電シス
テムの全体を上方から見た図、（ｂ）は単体の太陽電池
ユニットの全体を下方から見た図である。
【図６】従来の太陽電池発電システムの構成を示す回路
ブロック図である。
ブロック図である。
β…太陽電池発電システム
１０（１０−１〜１０−ｎ）…太陽電池ユニット
１１（１１−１〜１１−ｎ）…太陽電池
１２（１２−１〜１２−ｎ）…スイッチングレギュレー
タ １３（１３−１〜１３−ｎ）…スイッチ駆動回路 １４（１４−１〜１４−ｎ）…半導体スイッチ １５…表面電極 １６…裏面電極 １７…薄膜コンデンサ １８…薄膜リアクトル ２０…総出力電圧検出回路 ３０…総出力電流検出回路 ４０…集中制御装置 ４１…総出力電力演算回路 ４２…オンデューティ比指令信号出力回路 ４３…総出力電力差分信号演算回路 ４４…オンデューティ比差分信号演算回路 ４５…乗算器 ４６…オンデューティ比変更信号発生回路 ４７…ユニット選択回路 ５０…制御信号バス ６０…板状部材 Ｖｓ…総出力電圧 Ｉｓ…総出力電流 Ｗｓ…総出力電力信号 Ｗｗ…総出力電力差分信号 Ｗｄ…総出力信号差分基準値 Ｄｐ，Ｄｉｄ…オンデューティ比指令信号 Ｄｄ…オンデューティ比差分信号 Ｍｗｄ…乗算信号
タ １３（１３−１〜１３−ｎ）…スイッチ駆動回路 １４（１４−１〜１４−ｎ）…半導体スイッチ １５…表面電極 １６…裏面電極 １７…薄膜コンデンサ １８…薄膜リアクトル ２０…総出力電圧検出回路 ３０…総出力電流検出回路 ４０…集中制御装置 ４１…総出力電力演算回路 ４２…オンデューティ比指令信号出力回路 ４３…総出力電力差分信号演算回路 ４４…オンデューティ比差分信号演算回路 ４５…乗算器 ４６…オンデューティ比変更信号発生回路 ４７…ユニット選択回路 ５０…制御信号バス ６０…板状部材 Ｖｓ…総出力電圧 Ｉｓ…総出力電流 Ｗｓ…総出力電力信号 Ｗｗ…総出力電力差分信号 Ｗｄ…総出力信号差分基準値 Ｄｐ，Ｄｉｄ…オンデューティ比指令信号 Ｄｄ…オンデューティ比差分信号 Ｍｗｄ…乗算信号
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平４−208035（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−302130（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−297516（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05F 1/67
G05B 19/12
H01L 31/04
H02M 3/00
H03K 3/017
Claims (13)
- 【請求項１】各要素ごとに、太陽電池と、この太陽電池
の出力制御を行うスイッチングレギュレータとを具備
し、かつ、各要素の当該スイッチングレギュレータから
の出力電力が合成されうる形態に回路網が構成された複
数の太陽電池ユニットと、 当該回路網の各スイッチングレギュレータからの出力電
力が合成された総出力電力を検出する総出力電力検出手
段と、 この総出力電力検出手段により検出された前記総出力電
力が最大値となるよう、その総出力電力の値に基づい
て、前記各太陽電池ユニットに搭載された前記各スイッ
チングレギュレータにそれぞれ内蔵されている各半導体
スイッチのオンデューティ比を一局的に制御する集中制
御手段と、 を有して成る太陽電池発電システムにおいて、 前記総出力電力検出手段は、 前記回路網の各スイッチングレギュレータからの出力電
力が合成された総出力電圧を検出する総出力電圧検出回
路と、 前記回路網の各スイッチングレギュレータからの出力電
力が合成された総出力電流を検出する総出力電流検出回
路と、 前記総出力電圧検出回路により検出された前記総出力電
圧と、前記総出力電流検出回路により検出された前記総
出力電流とに基づいて所要の総出力電力を演算し、対応
する総出力電力信号を生成する総出力電力演算回路と
を、かつ、 前記各太陽電池ユニットは、 対応する前記各スイッチングレギュレータ内の前記各半
導体スイッチを外部からのオンデューティ比指令信号の
入力に応じて駆動するスイッチ駆動回路を、それぞれ有
するとともに、 前記集中制御手段は、 前記総出力電力検出手段における前記総出力電力演算回
路により生成された前記総出力電力信号を入力として、
前記各半導体スイッチのオンデューティ比を一局的に制
御するものであって、 前記各太陽電池ユニット内の前記各スイッチ駆動回路に
対し、順次、所要のオンデューティ比指令信号を与える
オンデューティ比指令信号出力回路と、 当該オンデューティ比指令信号出力回路により特定の太
陽電池ユニットに対してオンデューティ比の制御を行っ
た結果に得られた現在の総出力電力信号の値から、その
制御を行う１サンプリング周期前の前回の総出力電力信
号の値を減ずる演算を行って、総出力電力差分信号を発
生する総出力電力差分信号演算回路と、 前記オンデューティ比指令信号出力回路により特定の太
陽電池ユニットに対するオンデューティ比の制御を行う
ために発生されている現在のオンデューティ比指令信号
の値から、その制御を行う１サンプリング周期前に発生
された前回のオンデューティ比指令信号の値を減ずる演
算を行って、オンデューティ比差分信号を発生するオン
デューティ比差分信号演算回路と、 前記総出力電力差分信号演算回路から発生された前記総
出力電力差分信号の値と、前記オンデューティ比差分信
号演算回路から発生された前記オンデューティ比差分信
号の値とを乗算する乗算器と、 この乗算器による乗算結果が正の値をとる場合には、現
在、前記オンデューティ比指令信号出力回路から当該特
定の太陽電池ユニットに与えられている当該オンデュー
ティ比指令信号の値を次回の処理において微増させ、当
該乗算結果が負の値をとる場合には、当該オンデューテ
ィ比指令信号の値を次回の処理において微減させるオン
デューティ比変更信号発生回路と、 前記総出力電力差分信号演算回路により発生された前記
総出力電力差分信号が所定値を下回ったときに、前記オ
ンデューティ比指令信号出力回路による当該特定の太陽
電池ユニットに対するオンデューティ比の制御を解除し
て、次にオンデューティ比の制御を行うべき他の太陽電
池ユニットを選択するユニット選択回路と、 を有して成る、 ことを特徴とする太陽電池発電システム。 - 【請求項２】前記各太陽電池ユニット内の前記各スイッ
チ駆動回路は、 対応する前記各半導体スイッチの駆動に際し、前記オン
デューティ比指令信号出力回路から与えられる前記オン
デューティ比指令信号をパルス幅変調してオンオフ信号
を発生するものである、 ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池発電システ
ム。 - 【請求項３】前記各太陽電池ユニットに搭載された前記
各スイッチングレギュレータの主回路は、 昇圧型、降圧型、昇降圧型のうち何れか１種の回路構成
に統一されて成る、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池発電
システム。 - 【請求項４】前記各太陽電池ユニットは、 対応する前記各太陽電池と前記各スイッチングレギュレ
ータとを直列に接続して成る、 ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の太陽電池
発電システム。 - 【請求項５】前記各太陽電池ユニットは、 対応する前記各太陽電池と前記各スイッチングレギュレ
ータとを並列に接続して成る、 ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の太陽電池
発電システム。 - 【請求項６】前記回路網は、 前記複数の太陽電池ユニットを直列に接続して成る、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の
太陽電池発電システム。 - 【請求項７】前記回路網は、 前記複数の太陽電池ユニットを並列に接続して成る、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の
太陽電池発電システム。 - 【請求項８】前記各太陽電池ユニットは、 対応する前記各太陽電池と前記各スイッチングレギュレ
ータとを同一基板上に一体に搭載して成る、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７
に記載の太陽電池発電システム。 - 【請求項９】前記各太陽電池ユニットに搭載された前記
各スイッチングレギュレータの主回路を構成する各回路
素子は、 薄膜技術を用いて形成されて成る、 ことを特徴とする請求項８に記載の太陽電池発電システ
ム。 - 【請求項１０】前記各太陽電池ユニットに搭載された前
記各スイッチングレギュレータの主回路を構成する前記
各回路素子は、 少なくとも、薄膜コンデンサと薄膜リアクトルとを含
む、 ことを特徴とする請求項９に記載の太陽電池発電システ
ム。 - 【請求項１１】前記複数の太陽電池ユニットを板状部材
の表面にマトリクス状に配列し、 前記集中制御手段を前記板状部材の裏面に設置して成
る、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９又は１０に記載の太陽電池発電システム。 - 【請求項１２】少なくとも、各要素ごとに、太陽電池
と、この太陽電池の出力制御を行うスイッチングレギュ
レータとを具備し、かつ、各要素の前記スイッチングレ
ギュレータからの出力電力が合成されうる形態に回路網
が構成されたｎ個（ｎは２以上の整数）の太陽電池ユニ
ットを有して成る太陽電池発電システムの制御方法であ
って、 前記回路網の各スイッチングレギュレータからの出力電
力が合成された総出力電力が最大値となるよう、その総
出力電力の値に基づいて、前記ｎ個の太陽電池ユニット
のうちの１番目の太陽電池ユニットからｎ番目の太陽電
池ユニットまで、順次、対応する前記各スイッチングレ
ギュレータにそれぞれ内蔵されている各半導体スイッチ
のオンデューティ比を時系列的に制御する際に、 前記ｎ個の太陽電池ユニットのうちのｉ番目（ｉ＝１〜
ｎ）の太陽電池ユニットについて、 当該ｉ番目の太陽電池ユニットに搭載されたスイッチン
グレギュレータ内の半導体スイッチのオンデューティ比
を微増減させると共に、このオンデューティ比の微増減
に伴う前記総出力電力の増減を観測し、この観測結果に
基づいて、当該ｉ番目の太陽電池ユニットに搭載された
前記スイッチングレギュレータ内の前記半導体スイッチ
のオンデューティ比を再び微増減させて前記総出力電力
を増大させていく操作を繰り返して行い、 当該ｉ番目の太陽電池ユニットに対する前記オンデュー
ティ比の微増減に関する操作を行っていく過程で前記総
出力電力の増加の度合いが所定値を下回った時点で、所
要のオンデューティ比の制御をこれに次ぐｉ＋１番目の
太陽電池ユニットに移行させる操作を、順次、ｎ番目の
太陽電池ユニットまで行い、 当該ｎ番目の太陽電池ユニットに対する前記オンデュー
ティ比の微増減に関する操作が完了したら、所要のオン
デューティ比の制御をさらに１番目の太陽電池ユニット
に移行させ、 以下、以上の一連の操作をｉ＝１からｉ＝ｎまでの全て
の太陽電池ユニットにつき循環的に継続して行う、 ことを特徴とする太陽電池発電システムの制御方法。 - 【請求項１３】少なくとも、各要素ごとに、太陽電池
と、この太陽電池の出力制御を行うスイッチングレギュ
レータとを具備し、かつ、各要素の前記スイッチングレ
ギュレータからの出力電力が合成されうる形態に回路網
が構成されたｎ個（ｎは２以上の整数）の太陽電池ユニ
ットを有して成る太陽電池発電システムをコンピュータ
により制御するためのプログラムを記録した記録媒体で
あって、 前記ｎ個の太陽電池ユニットのうちのｉ番目（ｉ＝１〜
ｎ）の太陽電池ユニットについて、 前記回路網の各スイッチングレギュレータからの出力電
力が合成された総出力電圧Ｖｓと総出力電流Ｉｓとに基
づき、時刻ｋにおける総出力電力信号Ｗｓ（ｋ，ｉ）を
演算する第１のステップと、 この第１のステップで演算した総出力電力信号Ｗｓ
（ｋ，ｉ）から、時刻ｋ−１における総出力電力信号Ｗ
ｓ（ｋ−１，ｉ）を減ずる演算を行って、総出力電力差
分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）を算出する第２のステップと、 この第２のステップで算出した総出力電力差分信号Ｗｗ
（ｋ，ｉ）と、予め設定された総出力信号差分基準値Ｗ
ｄとを比較する第３のステップと、 この第３のステップにおける比較の結果、総出力電力差
分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）が総出力信号差分基準値Ｗｄ以上
である場合には、時刻ｋにおけるオンデューティ比指令
信号Ｄｐ（ｋ，ｉ）から、時刻ｋ−１におけるオンデュ
ーティ比指令信号Ｄｐ（ｋ−１，ｉ）を減ずる演算を行
って、オンデューティ比差分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）を算出
し、他方、総出力電力差分信号Ｗｗ（ｋ，ｉ）が総出力
信号差分基準値Ｗｄよりも小さくなった場合には、ｉ，
ｋをインクリメントし、さらにこのインクリメントによ
りｉがｎよりも大きくなったときには、ｉ＝ｉ−ｎとし
て前記第１のステップに戻る第４のステップと、 前記第２のステップで算出した総出力電力差分信号Ｗｗ
（ｋ，ｉ）と、前記第４のステップで算出したオンデュ
ーティ比差分信号Ｄｄ（ｋ，ｉ）とを乗ずる演算を行っ
て、乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）を算出する第５のステッ
プと、 この第５のステップで算出した乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，
ｉ）がゼロよりも大きい場合には、時刻ｋ＋１における
オンデューティ比指令信号Ｄｉｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤｐ
（ｋ，ｉ）＋ΔＤ（ΔＤは増減指令値）に設定した後
に、また、乗算信号Ｍｗｄ（ｋ，ｉ）がゼロ以下の場合
には、時刻ｋ＋１におけるオンデューティ比指令信号Ｄ
ｉｄ（ｋ＋１，ｉ）をＤｐ（ｋ，ｉ）−ΔＤに設定した
後に、オンデューティ比指令信号Ｄｄ（ｋ＋１，ｉ）を
Ｄｉｄ（ｋ＋１，ｉ）に設定し、さらにｋをインクリメ
ントして前記第１のステップに戻る第６のステップと、 を有して成る、 ことを特徴とする太陽電池発電システム制御プログラム
を記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22826997A JP3525992B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 太陽電池発電システム及びその制御方法並びに太陽電池発電システム制御プログラムを記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22826997A JP3525992B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 太陽電池発電システム及びその制御方法並びに太陽電池発電システム制御プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1165687A JPH1165687A (ja) | 1999-03-09 |
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ID=16873834
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|---|---|---|---|
| JP22826997A Expired - Fee Related JP3525992B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 太陽電池発電システム及びその制御方法並びに太陽電池発電システム制御プログラムを記録した記録媒体 |
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