JPH0525951U - Solar cell application equipment - Google Patents
Solar cell application equipmentInfo
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- JPH0525951U JPH0525951U JP7361591U JP7361591U JPH0525951U JP H0525951 U JPH0525951 U JP H0525951U JP 7361591 U JP7361591 U JP 7361591U JP 7361591 U JP7361591 U JP 7361591U JP H0525951 U JPH0525951 U JP H0525951U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】通常状態では蓄電池を効率良く充電し、且つ蓄
電池の過充電を防止することができる太陽電池応用機器
を提供するにある。
【構成】 太陽電池３の出力電圧は抵抗Ｒ11、Ｒ12で分
圧され、その分圧電圧を比較器ＩＣ4 の反転入力端子に
入力している。比較器ＩＣ4 はツェナーダイオードＺＤ
1 のツェナー電圧を基準として、上記抵抗Ｒ11、Ｒ12に
よる分圧電圧と比較するもので、太陽電池３の出力電圧
が所定値よりも低いときには出力を”Ｈ”とし、逆の場
合には”Ｌ”とする。トランジスタＱ2 は比較器ＩＣ4
の出力が”Ｈ”のときオンして、太陽電池３、ダイオー
ドＤ3 、蓄電池２、トランジスタＱ2 、太陽電池３の充
電ループを構成する。また比較器ＩＣ4 の出力が”Ｌ”
のとき、トランジスタＱ2はオフして充電ループを太陽
電池３、ダイオードＤ3 、蓄電池２、抵抗Ｒ0 、太陽電
池３の回路で構成して充電電流を減らす。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a solar cell applied device capable of efficiently charging a storage battery in a normal state and preventing overcharge of the storage battery. [Structure] The output voltage of the solar cell 3 is divided by resistors R 11 and R 12 , and the divided voltage is input to an inverting input terminal of a comparator IC 4 . Comparator IC 4 is Zener diode ZD
The zener voltage of 1 is used as a reference for comparison with the divided voltage by the resistors R 11 and R 12 , and when the output voltage of the solar cell 3 is lower than a predetermined value, the output is set to “H”, and in the opposite case. Set to "L". The transistor Q 2 is a comparator IC 4
When it is "H", the power is turned on to form a charging loop for the solar cell 3, the diode D 3 , the storage battery 2, the transistor Q 2 , and the solar cell 3. The output of comparator IC 4 is "L".
At this time, the transistor Q 2 is turned off and the charging loop is configured by the circuit of the solar cell 3, the diode D 3 , the storage battery 2, the resistor R 0 , and the solar cell 3 to reduce the charging current.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、ＣｄＳ／ＣｄＴｅを用いた太陽電池と、蓄電池とを組み合わせた太 陽電池応用機器に関する。 The present invention relates to a solar cell application device in which a solar cell using CdS / CdTe and a storage battery are combined.
【０００２】[0002]
従来、蓄電池を充電し、その蓄積エネルギにより負荷への電力供給を行う装置 には、蓄電池の寿命の劣化を抑えるため、充電時に蓄電池が過充電されるのを防 止し、放電時に過放電となるのを防止する機能を備えるのが一般的である。 従 来、充電源が商用の交流電源のように大容量である場合、図４に示すような充電 制御及び放電制御方式が採用されていた。 Conventionally, in devices that charge a storage battery and supply power to the load by the stored energy, to prevent deterioration of the life of the storage battery, the storage battery is prevented from being overcharged and discharged to prevent overdischarge. It is generally provided with a function of preventing the occurrence of Conventionally, when the charging source has a large capacity like a commercial AC power source, the charging control and discharging control methods as shown in FIG. 4 have been adopted.
【０００３】 この従来例では、交流電源１をトランスＴ1 により蓄電池２に対して適当な電 圧に降圧し、その降圧した交流電圧をダイオードブリッジＤＢにより全波整流す るとともに、平滑コンデンサＣ0 によって平滑して直流電源を得ている。更にＩ Ｃからなるレギュレータ回路ＩＣ1 により定電圧化を行った後、蓄電池２を接続 して充電を行う。In this conventional example, the AC power supply 1 is stepped down to an appropriate voltage with respect to the storage battery 2 by the transformer T 1 , the stepped down AC voltage is full-wave rectified by the diode bridge DB, and the smoothing capacitor C 0 DC power source is obtained by smoothing. Further, after the voltage is made constant by the regulator circuit IC 1 composed of IC, the storage battery 2 is connected and charging is performed.
【０００４】 従って、蓄電池２の充電電圧の上限値がレギュレータ回路ＩＣ1 によって定め られる定電圧値となるため、それ以上の充電は行われず、レギュレータ回路ＩＣ 1 の二次側の電圧を蓄電池２に対して適当にとることによって蓄電池２が過充電 されるのを防止することができる。 蓄電池２に蓄えられた電力はトランジスタＱ1 がオンの時にはトランジスタＱ 1 を介してランプからなる負荷Ｌへ供給されて負荷Ｌを点灯させ、トランジスタ Ｑ1 がオフの時には負荷Ｌへ供給されず、負荷Ｌを消灯する。Therefore, the upper limit of the charging voltage of the storage battery 2 is the regulator circuit IC1Since it is a constant voltage value determined by, the regulator circuit IC is not charged further. 1 It is possible to prevent the storage battery 2 from being overcharged by appropriately setting the secondary side voltage of the storage battery 2 to the storage battery 2. The electric power stored in the storage battery 2 is the transistor Q.1Is on, transistor Q 1 Is supplied to the load L consisting of a lamp to light up the load L, and the transistor Q1Is off, the load L is not supplied and the load L is turned off.
【０００５】 過放電の防止機能としては、負荷Ｌへの電力供給等により蓄電池２の両端電圧 が所定値より低下した場合、負荷Ｌへの電力供給を停止すると、蓄電池２の両端 電圧が電力供給時より上昇するため、この上昇により過放電防止機能が解除され てしまうことを避ける必要から、一度、過放電防止機能が動作すると、蓄電池２ の両端電圧が回復しても、過放電防止機能の動作状態を保持することが一般的で ある。As a function of preventing over-discharge, when the voltage across the storage battery 2 drops below a predetermined value due to the power supply to the load L or the like, if the power supply to the load L is stopped, the voltage across the storage battery 2 is supplied with the power. Since it rises from time to time, it is necessary to prevent the over-discharge prevention function from being released by this rise. Therefore, once the over-discharge prevention function operates, even if the voltage across the storage battery 2 recovers, It is common to keep the operating state.
【０００６】 一方図４の回路ではダイオードＤ1 、コンデンサＣ4 によって負荷Ｌの点灯時 に起きる急激な蓄電池２の両端電圧の低下に対して過放電防止回路に安定な電圧 を供給することで、過放電防止の誤動作を防止する。 それで得られる電圧を抵抗Ｒ3 、Ｒ4 で分圧した電圧と、この分圧回路に並列 接続されている抵抗Ｒ5 とダイオードＤ2 との直列回路の接続点の電圧、つまり ダイオードＤ2 の順方向電圧とをそれぞれ比較器ＩＣ3 の反転、非反転入力端子 に夫々入力する。ここでダイオードＤ2 の順方向電圧を基準電圧とし、抵抗Ｒ3 、Ｒ4 の分圧電圧が基準電圧より高ければ比較器ＩＣ3 は出力を”Ｌ”とし、蓄 電池２の両端電圧が所定値まで低下したとき、抵抗Ｒ3 、Ｒ4 の分圧電圧が、基 準電圧と等しくなるように設計することによって、蓄電池２の両端電圧が所定値 より低くなると、比較器ＩＣ3 は出力を”Ｈ”とする。On the other hand, in the circuit of FIG. 4, the diode D 1 and the capacitor C 4 supply a stable voltage to the over-discharge prevention circuit against a sudden drop in the voltage across the storage battery 2 that occurs when the load L is turned on. Prevent malfunction of over discharge prevention. The voltage obtained by dividing the voltage with resistors R 3 and R 4 and the voltage at the connection point of the series circuit of resistor R 5 and diode D 2 connected in parallel with this voltage dividing circuit, that is, the voltage of diode D 2 The forward voltage and the forward voltage are input to the inverting and non-inverting input terminals of the comparator IC 3 , respectively. Here, when the forward voltage of the diode D 2 is used as a reference voltage, and the divided voltage of the resistors R 3 and R 4 is higher than the reference voltage, the output of the comparator IC 3 is “L” and the voltage across the storage battery 2 is predetermined. By designing the divided voltage of the resistors R 3 and R 4 to be equal to the reference voltage when the voltage drops to a certain value, the comparator IC 3 outputs an output when the voltage across the storage battery 2 becomes lower than a predetermined value. Set to "H".
【０００７】 また比較器ＩＣ2 は反転入力端子にダイオードＤ2 の順電圧を基準電圧として 入力し、非反転入力端子にダイオードブリッジＤＢの二次側に接続された抵抗Ｒ 1 、Ｒ2 の分圧点を接続することによって、電源スイッチＳＷ1 がオンして交流 電源１が接続されている時、つまり充電が行われている時は比較器ＩＣ2 は出力 を”Ｈ”とし、電源スイッチＳＷ1 がオフして交流電源１が接続されていない時 、つまり充電が行われていない時は比較器ＩＣ2 は出力を”Ｌ”とする。Further, a comparator IC2Is a diode D at the inverting input terminal2The forward voltage of R is input as the reference voltage, and the resistor R connected to the secondary side of the diode bridge DB is connected to the non-inverting input terminal. 1 , R2Power switch SW by connecting the voltage dividing point of1Is turned on and the AC power supply 1 is connected, that is, when charging is being performed, the comparator IC2Sets the output to "H" and the power switch SW1Is off and AC power supply 1 is not connected, that is, when charging is not performed, the comparator IC2Sets the output to "L".
【０００８】 比較器ＩＣ2 の出力はノアゲートＩＣ5 の一方の入力端子に接続され、比較器 ＩＣ3 の出力は抵抗Ｒ6 、コンデンサＣ5 で積分され、積分出力はノアゲートＩ Ｃ4 の一方の入力端子に接続される。 またノアゲートＩＣ4 の出力はノアゲートＩＣ5 の他方の入力端子に接続され ており、従ってノアゲートＩＣ5 は比較器ＩＣ2 と、ノアゲートＩＣ4 の出力を 受けて信号を出力する。The output of the comparator IC 2 is connected to one input terminal of the NOR gate IC 5 , the output of the comparator IC 3 is integrated by the resistor R 6 and the capacitor C 5 , and the integrated output is the one of the NOR gate IC 4 Connected to the input terminal. The output of the NOR gate IC 4 is connected to the other input terminal of the NOR gate IC 5, thus the NOR gate IC 5 and the comparator IC 2, and outputs a signal in response to an output of the NOR gate IC 4.
【０００９】 ノアゲートＩＣ5 の出力は抵抗Ｒ7 、コンデンサＣ6 で積分された後、ノアゲ ートＩＣ6 の一方の入力端子及びノアゲートＩＣ4 の残りの入力端子に接続され る。従って、ノアゲートＩＣ4 は比較器ＩＣ3 及びＩＣ5 の出力を受けて信号を 出力する。 ここで比較器ＩＣ2 の出力が”Ｈ”の時、つまり交流電源１が接続されている ときは、オアゲートＩＣ5 の出力は”Ｌ”となる。[0009] The output resistance R 7 of the NOR gate IC 5, after being integrated by the capacitor C 6, Ru is connected to the remaining input terminal of the one input terminal of Noage over preparative IC 6 and the NOR gate IC 4. Therefore, the NOR gate IC 4 receives the outputs of the comparators IC 3 and IC 5 and outputs a signal. Here, when the output of the comparator IC 2 is “H”, that is, when the AC power supply 1 is connected, the output of the OR gate IC 5 is “L”.
【００１０】 次に比較器ＩＣ3 の出力が”Ｌ”であり、比較器ＩＣ2 の出力が”Ｈ”から” Ｌ”に変化した場合、つまり蓄電池２の両端電圧が所定値以上あり、交流電源１ が接続状態から非接続となった場合、比較器ＩＣ2 の出力が”Ｈ”の時はノアゲ ートＩＣ5 の出力が”Ｌ”となり、従ってノアゲートＩＣ4 の出力は”Ｈ”とな る。そのため比較器ＩＣ2 の出力が”Ｌ”に変化した場合においても、ノアゲー トＩＣ4 の出力が”Ｈ”であるため、ノアゲートＩＣ5 の出力は”Ｌ”のままと なる。Next, when the output of the comparator IC 3 is “L” and the output of the comparator IC 2 changes from “H” to “L”, that is, the voltage across the storage battery 2 is equal to or more than a predetermined value, and the AC When the power supply 1 is disconnected from the connected state, when the output of the comparator IC 2 is "H", the output of the NORAGE IC 5 becomes "L", and therefore the output of the NOR gate IC 4 becomes "H". Become. Therefore, even when the output of the comparator IC 2 changes to "L", the output of the NOR gate IC 4 remains "L" because the output of the NOR gate IC 4 is "H".
【００１１】 比較器ＩＣ2 の出力が”Ｌ”のとき、比較器ＩＣ3 の出力が”Ｈ”になった場 合、つまり交流電源１が接続状態から非接続となった場合、蓄電池２の両端電圧 が所定値より低くなった時は、ノアゲートＩＣ4 の出力が”Ｌ”になり、従って ノアゲートＩＣ5 の出力が”Ｈ”となる。 この時比較器ＩＣ2 の出力が”Ｌ”のままで、比較器ＩＣ3 の出力が”Ｈ”か ら”Ｌ”に変化した場合、つまり交流電源１が非接続となったままで、蓄電池２ の両端電圧が一度所定値より低くなり、その後負荷Ｌへの電力供給の停止等によ り、蓄電池２の両端電圧が所定値以上に上昇した場合は、比較器ＩＣ3 の出力が ”Ｈ”のとき、ノアゲートＩＣ5 の出力が”Ｈ”のため、比較器ＩＣ3 の出力が ”Ｈ”から”Ｌ”に変化しても、ノアゲートＩＣ4 の出力は”Ｌ”となり、従っ てノアゲートＩＣ5 の出力は”Ｈ”のままとなる。When the output of the comparator IC 2 is “L” and the output of the comparator IC 3 is “H”, that is, when the AC power supply 1 is disconnected from the connected state, the storage battery 2 When the voltage across both ends becomes lower than the predetermined value, the output of the NOR gate IC 4 becomes "L" and therefore the output of the NOR gate IC 5 becomes "H". At this time, when the output of the comparator IC 2 remains “L” and the output of the comparator IC 3 changes from “H” to “L”, that is, the AC power supply 1 remains disconnected, the storage battery 2 If the voltage across both ends of the storage battery 2 rises above the specified value due to the stop of the power supply to the load L, etc., then the output of the comparator IC 3 becomes "H". At this time, since the output of the NOR gate IC 5 is “H”, even if the output of the comparator IC 3 changes from “H” to “L”, the output of the NOR gate IC 4 becomes “L”, and accordingly, the NOR gate IC The output of 5 remains "H".
【００１２】 以上のことから、ノアゲートＩＣ5 の出力は、蓄電池２の両端電圧が所定値よ り低くなった時に、”Ｌ”から”Ｈ”になり、一度”Ｈ”になると、交流電源１ が接続されるまで、”Ｈ”を出力し続けることになる。従って、このときノアゲ ートＩＣ6 は残りの入力に関わらず、”Ｌ”を出力するので、抵抗Ｒ8 を介して 接続されているトランジスタＱ1 のベース電位が低く、トランジスタＱ1 はオフ となり、負荷Ｌへの電力供給が停止され、過放電を防止する。From the above, the output of the NOR gate IC 5 changes from “L” to “H” when the voltage across the storage battery 2 becomes lower than a predetermined value, and once becomes “H”, the AC power supply 1 Will continue to output "H" until is connected. Therefore, at this time, since the nogate IC 6 outputs "L" regardless of the remaining input, the base potential of the transistor Q 1 connected via the resistor R 8 is low, and the transistor Q 1 is turned off. The power supply to the load L is stopped to prevent over discharge.
【００１３】 点灯信号は、点灯信号装置を構成するスイッチＳＷ2 のオン／オフによって切 替えられ、ノアゲートＩＣ5 の出力が”Ｌ”の時、スイッチＳＷ2 がオフであれ ば、抵抗Ｒ9 を通じてノアゲートＩＣ6 の入力端子に”Ｈ”が入力されるので、 ノアゲートＩＣ6 の出力は”Ｌ”となって、トランジスタＱ1 がオフし、負荷Ｌ は消灯する。またスイッチＳＷ2 がオンであれば、ノアゲートＩＣ6 の入力は全 て”Ｌ”となるため、ノアゲートＩＣ6 は出力を”Ｈ”とし、トランジスタＱ1 はオンする。そのため負荷Ｌは点灯する。The lighting signal is switched by turning on / off the switch SW 2 which constitutes the lighting signal device, and when the output of the NOR gate IC 5 is “L”, if the switch SW 2 is off, it goes through the resistor R 9 . since "H" to an input terminal of the NOR gate IC 6 is input, the output of the NOR gate IC 6 is a "L", the transistor Q 1 is turned off, the load L is turned off. When the switch SW 2 is on, the inputs of the NOR gate IC 6 are all "L", so that the output of the NOR gate IC 6 is "H" and the transistor Q 1 is turned on. Therefore, the load L lights up.
【００１４】 このように図４に示す回路において、定電圧制御によって蓄電池２の両端電圧 が所定値以上充電されるのを防いで過充電の防止を行い、また蓄電池２の両端電 圧が所定値より低下すると、負荷２への電力供給を停止させ、次に交流電源１が 接続されるまで、電力供給を停止させ続けることによって過放電を防止すること ができる。As described above, in the circuit shown in FIG. 4, constant voltage control prevents the voltage across the storage battery 2 from being charged to a predetermined value or more to prevent overcharging, and the voltage across the storage battery 2 is set to a predetermined value. When it further decreases, the power supply to the load 2 is stopped, and the power supply is continuously stopped until the AC power supply 1 is connected next, whereby the over-discharge can be prevented.
【００１５】 しかし、この図４に示す従来例の場合レギュレータ回路ＩＣ1 を介して蓄電池 ２を充電しているため、レギュレータ回路ＩＣ1 のインピーダンスにより充電効 率が低下するという問題がある。また充電源が商用の交流電源１のように大きな 場合は、この影響は大きくな問題にならないが、充電源に太陽電池のように出力 の小さいものを使用した場合、これによる充電電流の減少が蓄電池２の充電に大 きく響き、充電効率が大幅に低下するという問題がある。[0015] However, in this case of the conventional example shown in FIG. 4 for charging the storage battery 2 through the regulator circuit IC 1, the charging efficiency by the impedance of the regulator circuit IC 1 is lowered. If the charging source is as large as a commercial AC power supply 1, this effect is not a big problem, but if a charging source with a small output such as a solar cell is used, the charging current will decrease. There is a problem in that the charging of the storage battery 2 is affected greatly and the charging efficiency is significantly reduced.
【００１６】 図５は充電源に単結晶シリコン太陽電池（定電圧出力の太陽電池）を用いた場 合の従来例回路を示す。 この従来例回路では、図４回路で問題となった充電効率の低下を考慮して充電 路にインピーダンス要素を含まない回路構成となっている。尚図４で同じ動作を 行う回路素子には同一番号、同一記号を付している。但し抵抗Ｒ1 、Ｒ2 の直列 回路は図４では平滑された直流電圧を分圧して交流電源１の接続、非接続を示す 信号を比較器ＩＣ2 を与えるようになっているが、この図５の回路では太陽電池 ３の出力電圧Ｖｓを分圧して比較器ＩＣ2 に与えるようになっている。FIG. 5 shows a conventional example circuit in the case of using a single crystal silicon solar cell (solar cell of constant voltage output) as a charging source. This conventional circuit has a circuit configuration that does not include an impedance element in the charging path in consideration of the decrease in charging efficiency, which is a problem in the circuit of FIG. In FIG. 4, circuit elements that perform the same operation are given the same numbers and symbols. However, the series circuit of the resistors R 1 and R 2 divides the smoothed DC voltage in FIG. 4 to give a signal indicating the connection / non-connection of the AC power supply 1 to the comparator IC 2 . In the circuit of 5, the output voltage Vs of the solar cell 3 is divided and applied to the comparator IC 2 .
【００１７】 さて図５回路では太陽電池３の正極端子を逆流防止用ダイオードＤ3 を介して 蓄電池２の正極に接続し、太陽電池３の負極端子を蓄電池２の負極に直接接続し ており、太陽電池３で得られたエネルギはダイオードＤ3 を介して蓄電池２に充 電されるため、充電路にはインピーダンス要素が含まれず、太陽電池３の出力を 有効に利用することができる。In the circuit of FIG. 5, the positive electrode terminal of the solar cell 3 is connected to the positive electrode of the storage battery 2 via the backflow prevention diode D 3, and the negative electrode terminal of the solar cell 3 is directly connected to the negative electrode of the storage battery 2. Since the energy obtained by the solar cell 3 is charged to the storage battery 2 via the diode D 3 , the charging path does not include an impedance element, and the output of the solar cell 3 can be effectively used.
【００１８】 単結晶シリコン太陽電池のＶ−Ｉ出力特性は図６（ａ）に示すように定電圧特 性を持っており、蓄電池２の両端電圧に従って出力電圧Ｖｓ及び出力電流Ｉｓが Ｖ−Ｉカーブに従って変化する。 従って太陽電池３の開放電圧Ｖso（Ｉｓ＝０〔Ａ〕のＶｓ）が最大出力電圧で あり、太陽電池３への入射太陽エネルギに対してもＶsoは略一定であるため、蓄 電池２の過充電領域の閾値電圧Ｖ1 に対して図６（ａ）に示すように開放電圧Ｖ soが略等しくなるような太陽電池３を使用することによって過充電は防止される 。The V-I output characteristic of the single crystal silicon solar cell has a constant voltage characteristic as shown in FIG. 6A, and the output voltage Vs and the output current Is are V-I according to the voltage across the storage battery 2. It changes according to the curve. Therefore, the open-circuit voltage Vso (Vs of Is = 0 [A]) of the solar cell 3 is the maximum output voltage, and Vso is substantially constant with respect to the incident solar energy to the solar cell 3, so that the storage battery 2 is overloaded. Overcharge is prevented by using the solar cell 3 in which the open circuit voltage V so is approximately equal to the threshold voltage V 1 in the charging region as shown in FIG.
【００１９】 一方、過充電を防止する回路は図４回路と同じであり、蓄電池２の両端電圧が 所定値より低くなってから、太陽電池３に光が入射され、太陽電池３の出力電圧 Ｖｓが発生するまでの間、負荷Ｌへの電源供給は停止される。 以上のように充電源に単結晶シリコン太陽電池の如く定電圧出力の太陽電池３ を使用した図５の回路では蓄電池２の過充電、過放電を防止し、且つインピーダ ンスによる損失を無くし、充電電流を大きくとれるので、太陽電池２の出力エネ ルギを有効に利用することができる。On the other hand, the circuit for preventing overcharge is the same as the circuit in FIG. 4, and after the voltage across the storage battery 2 becomes lower than a predetermined value, light is incident on the solar cell 3 and the output voltage Vs of the solar cell 3 becomes Vs. The supply of power to the load L is stopped until the occurrence of the error. As described above, in the circuit of FIG. 5 in which the constant voltage output solar cell 3 such as a single crystal silicon solar cell is used as the charging source, the overcharge and overdischarge of the storage battery 2 are prevented, and the loss due to impedance is eliminated to charge the battery. Since a large current can be obtained, the output energy of the solar cell 2 can be effectively used.
【００２０】[0020]
しかし充電源がII−VI族化合物半導体ＣｄＳ、ＣｄＴｅを用いたＣｄＳ／Ｃｄ Ｔｅ太陽電池のように図６（ｂ）に示すようなＶ−Ｉ出力特性を持つ太陽電池を 使用した場合、定電圧出力特性でないため、図５の回路では幾つかの問題が発生 する。 However, when a solar cell having a VI output characteristic as shown in Fig. 6 (b), such as a CdS / CdTe solar cell using a II-VI group compound semiconductor CdS or CdTe as the charging source, is used, Since it is not an output characteristic, some problems occur in the circuit of FIG.
【００２１】 つまり太陽電池３の出力電圧Ｖｓは蓄電池２の両端電圧により定まり、蓄電池 ２の両端電圧より低い時は入射太陽エネルギに応じた開放電圧Ｖsoとなる。入射 太陽エネルギが増え、開放電圧Ｖsoが蓄電池２の両端電圧を越えると、ダイオー ドＤ3 が導通となり、充電電流が流れ、この時太陽電池３の出力電圧Ｖｓは蓄電 池２の両端電圧にダイオードＤ3 の順方向電圧を加えたものになる。That is, the output voltage Vs of the solar cell 3 is determined by the voltage across the storage battery 2, and when the voltage is lower than the voltage across the storage battery 2, the open voltage Vso depends on the incident solar energy. When the incident solar energy increases and the open circuit voltage Vso exceeds the voltage across the storage battery 2, the diode D 3 becomes conductive and the charging current flows. At this time, the output voltage Vs of the solar battery 3 is the diode across the voltage across the battery 2. The forward voltage of D 3 is added.
【００２２】 従って、図６（ａ）のＶーＩ特性のものでは、蓄電池２の過充電領域の閾値電 圧Ｖ1 を開放電圧Ｖsoと等しくとることによって、蓄電池２の両端電圧が略閾値 電圧Ｖ1 になるまで、充電電流が大きくとれ、且つ閾値電圧Ｖ1 以上は充電され なかったのに対し、図６（ｂ）のＶ−Ｉ出力特性を持つものでは、入射太陽エネ ルギにより開放電圧Ｖsoが大きく変わるため、閾値電圧Ｖ1 が図６（ｂ）のＶ1 ’の位置にある時は、入射太陽エネルギが大きい場合は過充電されることになる 。また開放電圧Ｖsoに近づく程、出力電流Ｉｓが次第に小さくなっていくため、 充電されて行くに従い、充電効率が低下することになる。Therefore, in the case of the VI characteristic of FIG. 6A, the threshold voltage V 1 in the overcharge region of the storage battery 2 is set equal to the open circuit voltage Vso, so that the voltage across the storage battery 2 is substantially the threshold voltage. until V 1, it made large charging current, and the threshold voltages V 1 or more whereas not been charged, the one with the V-I output characteristics of FIG. 6 (b), the open circuit voltage by the incident solar energy conservation Since Vso changes greatly, when the threshold voltage V 1 is at the position of V 1 'in FIG. 6B, when the incident solar energy is large, it is overcharged. Further, the output current Is gradually decreases as it approaches the open-circuit voltage Vso, so that the charging efficiency decreases as being charged.
【００２３】 また太陽電池３の出力電圧Ｖｓが蓄電池２の両端電圧より低くくて充電が行わ れていない時でも、入射太陽エネルギに応じて、出力電圧Ｖｓが発生しているた め、図６（ｂ）のＶ−Ｉ出力特性を持つものの場合、過放電防止の前に、負荷Ｌ への電力供給を停止した後、太陽電池３に弱い光が入射されると、充電が開始さ れる前に、過放電防止のための電力供給の停止が解除されてしまい、充電されな いまま、再び負荷Ｌへの電力供給が行われるため、過放電を繰り返すことになり 、蓄電池２の寿命が劣化することになる。Further, even when the output voltage Vs of the solar cell 3 is lower than the voltage across the storage battery 2 and the battery is not charged, the output voltage Vs is generated according to the incident solar energy. In the case of the one having the VI output characteristic of (b), when the weak light is incident on the solar cell 3 after the power supply to the load L is stopped before the overdischarge is prevented, the charging is started. Then, the stop of the power supply for preventing over-discharge is released, and the power is supplied to the load L again without being charged, so that the over-discharge is repeated and the life of the storage battery 2 deteriorates. Will be done.
【００２４】 以上のように図５の従来例では、単結晶シリコン太陽電池のように定電圧出力 特性を持った太陽電池に対しては適しているが、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池のよ うに図６（ｂ）のようなＶ−Ｉ出力特性を持った太陽電池３に対しては蓄電池２ の過充電防止ができず、過放電防止モードの解除が適切に行えないという問題が ある。As described above, the conventional example of FIG. 5 is suitable for a solar cell having a constant voltage output characteristic such as a single crystal silicon solar cell, but is not suitable for a CdS / CdTe solar cell as shown in FIG. For the solar cell 3 having the VI output characteristic as shown in (b), the storage battery 2 cannot be prevented from being overcharged, and the overdischarge prevention mode cannot be released properly.
【００２５】 本考案は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは定 電圧出力特性を持たない太陽電池を充電源として使用した場合にも、通常状態で は蓄電池を効率良く充電し、且つ蓄電池の過充電を防止することができる太陽電 池応用機器を提供するにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to use a storage battery in a normal state even when a solar cell having no constant voltage output characteristic is used as a charging source. It is to provide a solar battery applied device capable of efficiently charging a battery and preventing overcharge of a storage battery.
【００２６】[0026]
本考案は、上述の目的を達成するために、定電圧出力特性を持たない太陽電池 により蓄電池を充電し、その蓄電池の電力により負荷を動作させる太陽電池応用 機器において、蓄電池の両端電圧を検出し、この両端電圧が所定値以上になると 、蓄電池に対してインピーダンス要素を直列若しくは並列に接続する充電電流制 御手段を備えたものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention detects a voltage across a storage battery in a solar cell application device in which a storage battery is charged by a solar cell having no constant voltage output characteristic and a load is operated by the power of the storage battery. When the voltage across the battery exceeds a predetermined value, a charging current control means for connecting an impedance element to the storage battery in series or in parallel is provided.
【００２７】[0027]
而して、本考案によれば、蓄電池の両端電圧が所定値以上となると、それを検 出して、蓄電池に並列又は直列にインピーダンス要素を接続するため、蓄電池の 両端電圧が低い通常状態では太陽電池で得られたエネルギで効率良く蓄電池を充 電することができ、また蓄電池の充電が進みその両端電圧が所定値以上となると 、インピーダンス要素により蓄電池へ流れる充電電流を減少させることができて 、蓄電池が過充電されるのを防止することができる。 Thus, according to the present invention, when the voltage across the storage battery exceeds a predetermined value, it is detected and the impedance element is connected in parallel or in series with the storage battery. The energy obtained from the battery can be used to efficiently charge the storage battery, and when the storage battery is charged and the voltage across the storage battery reaches a predetermined value or more, the impedance element can reduce the charging current flowing to the storage battery. It is possible to prevent the storage battery from being overcharged.
【００２８】[0028]
【実施例】 以下本考案を実施例により説明する。 図１は本発明の実施例装置の回路を示しており、この実施例回路は図５の従来 例と同様に太陽電池３で得られたエネルギを蓄電池２に充電し、この充電された 電気量によりランプからなる負荷Ｌを点灯させるものであり、蓄電池２の両端電 圧が所定値以上になると充電路にインピーダンス要素を挿入することにより充電 電流を減らし、蓄電池２が過充電されるのを防止するというものである。Embodiments The present invention will be described below with reference to embodiments. FIG. 1 shows a circuit of an apparatus according to an embodiment of the present invention. This embodiment circuit charges the storage battery 2 with the energy obtained by the solar cell 3 as in the conventional example of FIG. The load L consisting of a lamp is lit by means of an impedance element is inserted in the charging path to reduce the charging current when the voltage across both ends of the storage battery 2 exceeds a specified value, preventing the storage battery 2 from being overcharged. Is to do.
【００２９】 実施例回路ではＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池のような太陽電池３の正極端子を逆 流防止用ダイオードＤ3 を介して蓄電池２の正極に接続し、蓄電池２の負極を抵 抗Ｒ0 とトランジスタＱ2 の並列回路を介して太陽電池３の負極端子に接続して 太陽電池３、ダイオードＤ3 、蓄電池２、トランジスタＱ2 及び抵抗Ｒ9 の並列 回路、太陽電池３の回路で充電ループを形成している。尚図５回路と同じ動作、 機能を持つ素子、回路には同一番号、同一記号を付している。In the embodiment circuit, the positive electrode terminal of the solar cell 3 such as a CdS / CdTe solar cell is connected to the positive electrode of the storage battery 2 via the backflow prevention diode D 3, and the negative electrode of the storage battery 2 is connected to the resistor R 0 . Connect to the negative terminal of the solar cell 3 via the parallel circuit of the transistor Q 2 and connect the solar cell 3, the diode D 3 , the storage battery 2, the parallel circuit of the transistor Q 2 and the resistor R 9 , and the solar cell 3 to form a charging loop. Is forming. Elements and circuits having the same operations and functions as those of the circuit of FIG. 5 are designated by the same reference numerals.
【００３０】 蓄電池２には負荷Ｌと負荷Ｌへの電力供給をオン、オフするためのトランジス タＱ1 との直列回路と、負荷Ｌの点滅を行うスイッチＳＷ2 と抵抗Ｒ10との直列 回路とを夫々並列に接続し、スイッチＳＷ2 をオンさせることにより、トランジ スタＱ1 のベースにスイッチＳＷ2 を介してベース電流を流してトランジスタＱ 1 をオンしてトランジスタＱ1 を介して負荷Ｌに蓄電池２から電力を供給し、負 荷Ｌを点灯させ、またスイッチＳＷ2 をオフさせることにより、トランジスタＱ 1 のベース電流を遮断してトランジスタＱ1 をオフし、負荷Ｌへの電力供給を停 止して負荷Ｌを消灯させるようになっている。The storage battery 2 has a load L and a transistor Q for turning on / off the power supply to the load L.1A series circuit with and a switch SW that blinks the load L2And resistance RTenAnd the series circuit of2By turning on the transistor Q1Switch SW on the base of2A base current flows through the transistor Q 1 Turn on the transistor Q1Power is supplied from the storage battery 2 to the load L via the switch, the load L is lit, and the switch SW2Turning off transistor Q 1 Cut off the base current of the transistor Q1Is turned off, the power supply to the load L is stopped, and the load L is turned off.
【００３１】 太陽電池３の出力電圧Ｖｓは抵抗Ｒ11、Ｒ12で分圧され、その分圧電圧を比較 器ＩＣ4 の反転入力端子に入力している。比較器ＩＣ4 は太陽電池３の正、負極 端子間に接続した抵抗Ｒ13とツェナーダイオードＺＤ1 との直列回路の接続点を 非反転入力端子に接続し、ツェナーダイオードＺＤ1 のツェナー電圧を基準とし て、上記抵抗Ｒ11、Ｒ12による分圧電圧と比較するもので、その出力は抵抗Ｒ14 、Ｒ15を介して太陽電池３の負極端子に接続し、その抵抗Ｒ14、Ｒ15の接続点を トランジスタＱ2 のベースに接続している。The output voltage Vs of the solar cell 3 is divided by the resistors R 11 and R 12 , and the divided voltage is input to the inverting input terminal of the comparator IC 4 . The comparator IC 4 connects the connection point of the series circuit of the resistor R 13 connected between the positive and negative terminals of the solar cell 3 and the Zener diode ZD 1 to the non-inverting input terminal and uses the Zener voltage of the Zener diode ZD 1 as a reference. and a, one that compares the divided voltage by the resistors R 11, R 12, and its output is connected to the negative terminal of the solar cell 3 through the resistor R 14, R 15, of the resistance R 14, R 15 The connection point is connected to the base of the transistor Q 2 .
【００３２】 ここで太陽電池３の出力電圧Ｖｓは蓄電池２の両端電圧により定まり、蓄電池 ２の両端電圧より低いときは入射太陽エネルギに応じた開放電圧（Ｖso) となり 、入射太陽エネルギが増加し、開放電圧（Ｖso) が蓄電池２の両端電圧を越える と、ダイオードＤ3 が導通となって、充電電流が流れる。このときの太陽電池３ の出力電圧Ｖｓは蓄電池２の両端電圧にダイオードＤ3 の順方向電圧が加えられ た電圧となるため、太陽電池３の両端電圧により蓄電池２の電圧を知ることがで きる。Here, the output voltage Vs of the solar cell 3 is determined by the voltage across the storage battery 2, and when it is lower than the voltage across the storage battery 2, it becomes an open circuit voltage (Vso) according to the incident solar energy, and the incident solar energy increases, When the open circuit voltage (Vso) exceeds the voltage across the storage battery 2, the diode D 3 becomes conductive and the charging current flows. Since the output voltage Vs of the solar cell 3 at this time is a voltage obtained by adding the forward voltage of the diode D 3 to the voltage across the storage battery 2, the voltage across the storage battery 2 can be known from the voltage across the solar cell 3. ..
【００３３】 而して、蓄電池２が太陽電池３の出力で充電されることにより、蓄電池２の両 端電圧が上昇していくと、その上昇に従って太陽電池３の出力電圧Ｖｓも上昇す る。ここで太陽電池３の出力電圧Ｖｓが所定値まで上昇すると抵抗Ｒ11、Ｒ12の 分圧点の電位がツェナーダイオードＺＤ1 のツェナー電圧より大きくなるように 設計することにより、太陽電池３の出力電圧Ｖｓが所定値まで上昇すれば比較器 ＩＣ4 の出力が”Ｌ”になるため、トランジスタＱ2 のベース電位が下がり、ト ランジスタＱ2 がオフとなる。When the storage battery 2 is charged with the output of the solar cell 3 and the voltage across the storage battery 2 increases, the output voltage Vs of the solar cell 3 also increases as the voltage increases. Here, when the output voltage Vs of the solar cell 3 rises to a predetermined value, the potential of the voltage dividing point of the resistors R 11 and R 12 is designed to be higher than the Zener voltage of the Zener diode ZD 1 , so that the output of the solar cell 3 is increased. since the voltage Vs output from the comparator IC 4 when raised to a predetermined value is set to "L", the lower the base potential of the transistor Q 2, preparative transistor Q 2 is turned off.
【００３４】 また太陽電池３の出力電圧Ｖｓが所定値よりも低いときには比較器ＩＣ4 の出 力が”Ｈ”であるため、トランジスタＱ2 のベース電位が上昇し、トランジスタ Ｑ1 はオンとなる。つまり太陽電池３の出力電圧、即ち蓄電池２の両端電圧が所 定値より低いときは、トランジスタＱ1 がオンしているため、充電ループは太陽 電池３、ダイオードＤ3 、蓄電池２、トランジスタＱ2 、太陽電池３の回路で構 成され、そのため充電路にはインピーダンス要素が含まれず、充電電流が大きく とれて効率の良い充電が行える。When the output voltage Vs of the solar cell 3 is lower than the predetermined value, the output of the comparator IC 4 is “H”, so that the base potential of the transistor Q 2 rises and the transistor Q 1 is turned on. .. That is, when the output voltage of the solar cell 3, that is, the voltage across the storage battery 2 is lower than a predetermined value, the transistor Q 1 is on, so that the charging loop includes the solar cell 3, the diode D 3 , the storage battery 2, the transistor Q 2 , It is composed of the circuit of the solar cell 3, so that the charging path does not include an impedance element, the charging current is large, and efficient charging can be performed.
【００３５】 一方蓄電池３の両端電圧が過充電防止領域に対応する所定値まで上昇すると、 トランジスタＱ2 がオフするので、充電ループは太陽電池３、ダイオードＤ3 、 蓄電池２、抵抗Ｒ0 、太陽電池３の回路で構成され、そのため充電路にインピー ダンス要素である抵抗Ｒ0 が挿入された状態となって充電電流が減り、蓄電池２ が過充電されるのを防止することができる。On the other hand, when the voltage across the storage battery 3 rises to a predetermined value corresponding to the overcharge prevention region, the transistor Q 2 is turned off, so that the charging loop includes the solar cell 3, the diode D 3 , the storage battery 2, the resistor R 0 , and the sun. It is configured by the circuit of the battery 3, so that it is possible to prevent the storage battery 2 from being overcharged by reducing the charging current with the resistance R 0 being an impedance element inserted in the charging path.
【００３６】 このように本実施例では通常時には充電路に抵抗Ｒ0 からなるインピーダンス 要素が挿入されないため、蓄電池２を効率良く充電でき、蓄電池２の両端電圧が 所定値以上となると、充電路に充電電流制御手段を構成する比較器ＩＣ4 の働き で、抵抗Ｒ0 が挿入されるため、蓄電池２が過充電となるのを防止することがで きる。As described above, in this embodiment, since the impedance element consisting of the resistor R 0 is not normally inserted in the charging path, the storage battery 2 can be efficiently charged, and when the voltage across the storage battery 2 becomes a predetermined value or more, the charging path is charged. Since the resistor R 0 is inserted by the function of the comparator IC 4 which constitutes the charging current control means, it is possible to prevent the storage battery 2 from being overcharged.
【００３７】 （実施例２） 上記実施例１では比較器ＩＣ4 を充電電流制御手段として用いたが、本実施例 では太陽電池３の正、負極端子間に充電電流を限流するためのインピーダンス要 素としての抵抗Ｒ0 とトランジスタＱ0 との直列回路を接続するとともに、ツェ ナーダイオードＺＤ2 と抵抗Ｒ16との直列回路を接続し、抵抗Ｒ16の両端電圧を トランジスタＱ0 のベース・エミッタ間に印加するようにしたもので、トランジ スタＱ0 、抵抗Ｒ16、ツェナーダイオードＺＤ2 で充電電流制御手段を構成して いる。Second Embodiment Although the comparator IC 4 is used as the charging current control means in the first embodiment, the impedance for limiting the charging current between the positive and negative terminals of the solar cell 3 is used in the present embodiment. A series circuit of a resistor R 0 and a transistor Q 0 as elements is connected, and a series circuit of a zener diode ZD 2 and a resistor R 16 is connected, and the voltage across the resistor R 16 is connected to the base of the transistor Q 0 . It is applied between the emitters, and the transistor Q 0 , the resistor R 16 , and the Zener diode ZD 2 constitute the charging current control means.
【００３８】 尚負荷Ｌの電力供給のオン／オフを行う構成は実施例１と同じ構成であるため 、特に説明はしない。 而して、蓄電池２の両端電圧が所定値に上昇するまでの通常時には、ツェナー ダイオードＺＤ2 が非導通であるため、トランジスタＱ0 はオフしている。従っ て充電ループは太陽電池３、ダイオードＤ3 、蓄電池２、太陽電池３の回路で構 成されているため、インピーダンス要素が含まれず、太陽電池３のエネルギで効 率良く蓄電池２を充電することができる。Since the configuration for turning on / off the power supply to the load L is the same as that of the first embodiment, it will not be described in particular. Thus, in the normal time until the voltage across the storage battery 2 rises to a predetermined value, the Zener diode ZD 2 is non-conductive, and therefore the transistor Q 0 is off. Therefore, since the charging loop is composed of the circuit of the solar cell 3, the diode D 3 , the storage battery 2 and the solar cell 3, the impedance element is not included and the storage battery 2 can be efficiently charged by the energy of the solar cell 3. You can
【００３９】 やがて蓄電池２が太陽電池３の出力で充電されることにより、蓄電池２の両端 電圧が上昇していくと、その上昇に従って太陽電池３の出力電圧Ｖｓも上昇し、 やがて過充電防止領域に対応させてあるツェナーダイオードＺＤ2 のツェナー電 圧（所定値）を越えることになる。この太陽電池３の出力電圧がツェナーダイオ ードＺＤ2 のツェナー電圧を越えると、ツェナーダイオードＺＤ2 が導通して、 トランジスタＱ0 のベースにベース電流を流し、トランジスタＱ0 をオンする。 そのため蓄電池２にはインピーダンス要素である抵抗Ｒ0 、トランジスタＱ0 の 回路が並列的に接続され、充電電流の一部がバイパスされることになる。そのた め蓄電池２への充電電流が減り、蓄電池２の過充電が防止されることになる。When the storage battery 2 is charged with the output of the solar cell 3 in due course, the voltage across the storage battery 2 rises, the output voltage Vs of the solar cell 3 rises accordingly, and eventually the overcharge prevention region Will exceed the Zener voltage (predetermined value) of the Zener diode ZD 2 corresponding to. When the output voltage of the solar battery 3 exceeds the Zener voltage of the Zener diodes ZD 2, conducts the Zener diode ZD 2 is flowed base current to the base of the transistor Q 0, to turn on the transistors Q 0. Therefore, the circuit of the resistor R 0 , which is an impedance element, and the transistor Q 0 is connected in parallel to the storage battery 2, and a part of the charging current is bypassed. Therefore, the charging current to the storage battery 2 is reduced and the overcharge of the storage battery 2 is prevented.
【００４０】 以上のように本実施例も実施例１と同様な効果が得られる。 （実施例３） 本実施例は、図３に示すように太陽電池３で得られたエネルギで蓄電池２を充 電し、この電気量によりプッシュプル式インバータ４を駆動し、負荷Ｌを点灯さ せるものであり、点灯制御回路５により負荷Ｌへの電力供給の制御を行い、蓄電 池２の過充電を防止する過充電防止回路６及び過放電を防止する過放電防止回路 ７とを備えたものである。尚上記図５の回路と共通の働きを為す素子、回路には 同一の番号、同一の記号を付している。As described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained in the present embodiment. (Embodiment 3) In this embodiment, as shown in FIG. 3, the storage battery 2 is charged with the energy obtained from the solar cell 3, the push-pull inverter 4 is driven by this amount of electricity, and the load L is turned on. The lighting control circuit 5 controls the power supply to the load L, and includes an overcharge prevention circuit 6 for preventing overcharge of the battery 2 and an overdischarge prevention circuit 7 for preventing overdischarge. It is a thing. Elements and circuits that have the same functions as those of the circuit of FIG. 5 are designated by the same reference numerals.
【００４１】 さて本実施例では、太陽電池３は逆流防止用のダイオードＤ3 を介して蓄電池 ２と、トランジスタＱ3 及び充電電流の限流用のインピーダンス要素である抵抗 Ｒ0 の並列回路との直列回路を接続し、これらの回路で充電ループを形成する。 また過充電防止回路６は、太陽電池３の出力電圧Ｖｓを抵抗Ｒ17、Ｒ18で分圧 し、その分圧点をトランジスタＱ4 のベースに接続し、トランジスタＱ4 のエミ ッタにダイオードＤ4 を介して太陽電池３の正極端子を接続している。ここで抵 抗Ｒ17の電圧降下ＶR17 と、ダイオードＤ4 の順方向降下電圧ＶfD4 、トランジ スタＱ4 のベース・エミッタ間電圧ＶBEQ4の和との比較を行い、太陽電池３の出 力電圧Ｖｓが所定値より低ければ、ＶR17 ＜ＶfD4 ＋ＶBEQ4となり、出力電圧Ｖ ｓが所定値以上であればＶR17 ＞ＶfD4 ＋ＶBEQ4となるように回路定数を設定す ることにより、太陽電池３の出力電圧Ｖｓが所定値より低ければトランジスタＱ 4 はオフし、出力電圧Ｖｓが所定値以上であればトランジスタＱ4 はオンするの である。In the present embodiment, the solar cell 3 has the diode D for preventing backflow.3Via the storage battery 2 and the transistor Q3And a resistor R which is an impedance element for limiting the charging current0Connect a series circuit with a parallel circuit of, and form a charging loop with these circuits. Further, the overcharge prevention circuit 6 changes the output voltage Vs of the solar cell 3 to the resistance R17, R18The voltage is divided byFourConnect to the base of the transistor QFourEmitter of diode DFourThe positive electrode terminal of the solar cell 3 is connected via. Where resistance R17Voltage drop VR17And diode DFourForward drop voltage VfD4, Transistor QFourBase-emitter voltage VBEQ4If the output voltage Vs of the solar cell 3 is lower than a predetermined value, VR17<VfD4+ VBEQ4And if the output voltage V s is greater than or equal to a predetermined value, then VR17> VfD4+ VBEQ4By setting the circuit constants so that the output voltage Vs of the solar cell 3 is lower than a predetermined value, the transistor Q Four Is turned off, and if the output voltage Vs is above a predetermined value, the transistor QFourTurns on.
【００４２】 トランジスタＱ4 はコレクタをトランジスタＱ5 のベースに接続し、また抵抗 Ｒ21を介して太陽電池３の負極端子に接続している。またトランジスタＱ5 はエ ミッタをトランジスタＱ4 のエミッタに接続し、コレクタを抵抗Ｒ19を介してト ランジスタＱ3 のベースに接続し、更に抵抗Ｒ20を介して太陽電池３の負極端子 に接続している。The collector of the transistor Q 4 is connected to the base of the transistor Q 5 , and also connected to the negative terminal of the solar cell 3 via the resistor R 21 . Further, the transistor Q 5 has an emitter connected to the emitter of the transistor Q 4 , a collector connected to the base of the transistor Q 3 via the resistor R 19 , and further connected to the negative terminal of the solar cell 3 via the resistor R 20. is doing.
【００４３】 そしてトランジスタＱ4 がオフの時はトランジスタＱ5 のベース電位が下がり 、トランジスタＱ5 がオンし、トランジスタＱ5 がオンすることにより、トラン ジスタＱ5 のコレクタ電流が抵抗Ｒ19、Ｒ20に流れるため、トランジスタＱ3 の ベース電位が上がり、トランジスタＱ3 がオンする。従って太陽電池３からダイ オードＤ3 を介して蓄電池２に流れる充電電流は、トランジスタＱ3 を介して流 れるため、充電路にはインピーダンス要素である抵抗Ｒ0 が含まれず、充電電流 が大きくとれて太陽電池３で得られるエネルギを有効に充電に利用することがで きる。[0043] The transistor Q 4 is off the lower the base potential of the transistor Q 5, the transistor Q 5 is turned on, the transistor Q 5 is turned on, the collector current resistance Trang register Q 5 R 19, R to flow 20, the base potential of the transistor Q 3 is increased, the transistor Q 3 is turned on. Therefore, since the charging current flowing from the solar cell 3 to the storage battery 2 via the diode D 3 flows via the transistor Q 3 , the charging path does not include the resistor R 0 which is an impedance element, and the charging current can be large. Thus, the energy obtained by the solar cell 3 can be effectively used for charging.
【００４４】 またトランジスタＱ4 がオンすると、抵抗Ｒ18にトランジスタＱ4 のコレクタ 電流が流れるため、トランジスタＱ5 のベース電位が上昇し、トランジスタＱ5 がオフし、このトランジスタＱ5 のオフによりトランジスタＱ3 のベース電位が 下がるので、トランジスタＱ3 もオフし、結果太陽電池３からダイオードＤ3 を 介して蓄電池２に流れる電流は抵抗Ｒ0 を介して流れることになり、そのため充 電路にインピーダンス要素が含まれて充電電流が小さくなって、蓄電池３の過充 電が防止される。[0044] Also, when the transistor Q 4 is turned on, since the resistor R 18 flows a collector current of the transistor Q 4 is raised base potential of the transistor Q 5 is, the transistor Q 5 is turned off, the transistor by turning off the transistor Q 5 Since the base potential of Q 3 drops, the transistor Q 3 also turns off, and as a result, the current flowing from the solar cell 3 to the storage battery 2 via the diode D 3 flows via the resistor R 0 , which causes an impedance element in the charging path. Is included, the charging current is reduced, and overcharging of the storage battery 3 is prevented.
【００４５】 過放電防止回路７はダイオードＤ1 及びコンデンサＣ4 により、図５回路と同 様に負荷点灯直後等の蓄電池３の両端電圧の瞬時的な電圧降下による過放電防止 機能の誤動作を防止するようになっており、コンデンサＣ4 に並列に接続された 抵抗Ｒ3 、Ｒ4 の分圧点を比較器ＩＣ2 及びＩＣ3 の非反転入力端子に接続し、 コンデンサＣ4 と並列に接続された抵抗Ｒ5 、ダイオードＤ2 の分圧点を比較器 ＩＣ3 の反転入力端子に接続し、ダイオードＤ2 の順方向電圧を比較器ＩＣ3 の 基準電圧として入力している。The over-discharge prevention circuit 7 prevents the malfunction of the over-discharge prevention function due to the instantaneous voltage drop of the voltage across the storage battery 3 immediately after the load is turned on by the diode D 1 and the capacitor C 4 , as in the circuit of FIG. It has become so, connect the dividing point of the resistors R 3, R 4 connected in parallel with capacitor C 4 to the non-inverting input terminal of the comparator IC 2 and IC 3, connected in parallel with the capacitor C 4 a resistor R 5, connects the voltage dividing point of the diode D 2 to the inverting input terminal of the comparator IC 3, and enter the forward voltage of the diode D 2 as the reference voltage of the comparator IC 3.
【００４６】 比較器ＩＣ2 は過充電防止回路６の動作を識別するためのもので、反転入力端 子をトランジスタＱ5 のコレクタに接続しており、太陽電池３の出力電圧Ｖｓが 所定値より低い時にはトランジスタＱ5 のコレクタ電位、つまり反転入力端子の 電位が高いため、出力を”Ｌ”とし、また太陽電池３の出力電圧Ｖｓが所定値以 上あるときは、トランジスタＱ5 のコレクタ電位、つまり反転入力端子の電位が 低いため、出力を”Ｈ”とする。従って、過充電防止回路６が動作した時には比 較器ＩＣ2 は”Ｈ”を出力する。The comparator IC 2 is for identifying the operation of the overcharge prevention circuit 6, has an inverting input terminal connected to the collector of the transistor Q 5 , and the output voltage Vs of the solar cell 3 is higher than a predetermined value. When the collector voltage of the transistor Q 5 is low, that is, the potential of the inverting input terminal is high, the output is set to “L”, and when the output voltage Vs of the solar cell 3 is higher than a predetermined value, the collector potential of the transistor Q 5 is That is, since the potential of the inverting input terminal is low, the output is "H". Therefore, when the overcharge prevention circuit 6 operates, the comparator IC 2 outputs "H".
【００４７】 比較器ＩＣ3 は反転入力端子の電位を基準電圧とし、蓄電池２の両端電圧が所 定値以上ある時は抵抗Ｒ3 、Ｒ4 の分圧点の電位、つまり非反転入力端子の電位 が基準電圧より高くなって、出力を”Ｈ”とし、また蓄電池２の両端電圧が所定 値より低くなると、抵抗Ｒ3 、Ｒ4 の分圧点の電位、つまり非反転入力端子の電 位が基準電圧より低くなって、出力を”Ｌ”とするように設計することにより、 蓄電池２の両端電圧が過放電防止電圧まで低下すると、”Ｌ”を出力するもので ある。The comparator IC 3 uses the potential of the inverting input terminal as a reference voltage, and when the voltage across the storage battery 2 is above a predetermined value, the potential of the voltage dividing point of the resistors R 3 and R 4 , that is, the potential of the non-inverting input terminal. Becomes higher than the reference voltage, the output becomes “H”, and when the voltage across the storage battery 2 becomes lower than the predetermined value, the potential at the voltage dividing point of the resistors R 3 and R 4 , that is, the potential of the non-inverting input terminal becomes When the voltage becomes lower than the reference voltage and the output is set to "L", "L" is output when the voltage across the storage battery 2 drops to the over-discharge prevention voltage.
【００４８】 比較器ＩＣ2 の出力は抵抗Ｒ22を介してナンドゲートＩＣ7 の一方の入力端子 に接続され、比較器ＩＣ3 の出力は抵抗Ｒ23を介してナンドゲートＩＣ7 の他方 の入力端子と、ナンドゲートＩＣ8 の一方の入力端子に接続される。 ナンドゲートＩＣ7 の出力はナンドゲートＩＣ9 の一方の入力端子に接続され 、ナンドゲートＩＣ9 の他方の入力端子には、ナンドゲートＩＣ8 の出力が抵抗 Ｒ21とコンデンサＣ7 とで積分されて入力される。The output of the comparator IC 2 is connected to one input terminal of the NAND gate IC 7 via the resistor R 22, and the output of the comparator IC 3 is connected to the other input terminal of the NAND gate IC 7 via the resistor R 23. , NAND gate IC 8 is connected to one input terminal. The output of the NAND gate IC 7 is connected to one input terminal of the NAND gate IC 9, to the other input terminal of the NAND gate IC 9, is input is integrated by the output of the NAND gate IC 8 is a resistor R 21 and capacitor C 7 ..
【００４９】 またナンドゲートＩＣ9 の出力は抵抗Ｒ25とコンデンサＣ8 とで積分された後 、ナンドゲートＩＣ8 に入力される。 ナンドゲートＩＣ8 の出力は抵抗Ｒ28を介してトランジスタＱ6 のベースに接 続され、トランジスタＱ6 のコレクタは発光ダイオードＬＥＤ1 と抵抗Ｒ26を介 して蓄電池２の正極に接続される。またトランジスタＱ6 のエミッタは蓄電池２ 負極に接続される。The output of the NAND gate IC 9 is integrated by the resistor R 25 and the capacitor C 8 and then input to the NAND gate IC 8 . The output of the NAND gate IC 8 is connected to the base of the transistor Q 6 via the resistor R 28, and the collector of the transistor Q 6 is connected to the positive electrode of the storage battery 2 via the light emitting diode LED 1 and the resistor R 26 . The emitter of the transistor Q 6 is connected to the negative electrode of the storage battery 2.
【００５０】 ナンドゲートＩＣ7 〜ＩＣ9 はフリップフロップを構成しており、比較器ＩＣ 2 の出力と比較器ＩＣ3 の出力が共に”Ｈ”のときは、ナンドゲートＩＣ7 の出 力が”Ｌ”となるため、ナンドゲートＩＣ9 の出力が”Ｈ”となり、ナンドゲー トＩＣ8 の出力が”Ｌ”となる。 また比較器ＩＣ2 の出力と比較器ＩＣ3 の出力が共に”Ｌ”のときは、ナンド ゲートＩＣ7 の出力及びナンドゲートＩＣ8 の出力が夫々”Ｈ”となり、そのた めナンドゲートＩＣ9 の出力が”Ｌ”となる。NAND gate IC7~ IC9Is a flip-flop, and a comparator IC 2 Output and comparator IC3When both outputs are "H", NAND gate IC7Output is "L", so NAND gate IC9Output becomes "H", and NAND gate IC8Output becomes "L". Also comparator IC2Output and comparator IC3When both outputs are "L", NAND gate IC7Output and NAND gate IC8Output of each becomes "H", therefore NAND gate IC9Output becomes "L".
【００５１】 次に比較器ＩＣ2 の出力が”Ｌ”で、比較器ＩＣ3 の出力が”Ｈ”である時、 即ち、過充電防止回路６が動作しておらず、蓄電池２の両端電圧が過放電防止電 圧より大きいときは、ナンドゲートＩＣ7 の出力は”Ｈ”となり、ナンドゲート ＩＣ8 、ＩＣ9 の出力は夫々の直前の動作モードを保持する。 つまり比較器ＩＣ2 、ＩＣ3 の出力が共に”Ｈ”であった場合、ナンドゲート ＩＣ8 の出力は”Ｌ”のままであり、比較器ＩＣ2 、ＩＣ3 の出力が共に”Ｌ” の状態から、比較器ＩＣ3 の出力が”Ｈ”になった場合にはナンドゲートＩＣ8 の出力は”Ｈ”のままとなる。Next, when the output of the comparator IC 2 is “L” and the output of the comparator IC 3 is “H”, that is, the overcharge prevention circuit 6 is not operating, and the voltage across the storage battery 2 is Is higher than the over-discharge prevention voltage, the output of the NAND gate IC 7 becomes "H", and the outputs of the NAND gates IC 8 and IC 9 retain their immediately previous operation modes. That is, when both the outputs of the comparators IC 2 and IC 3 are “H”, the output of the NAND gate IC 8 remains “L”, and the outputs of the comparators IC 2 and IC 3 are both “L”. from the output of the NAND gate IC 8 if the output of the comparator IC 3 is "H" remains at "H".
【００５２】 従って、ナンドゲートＩＣ8 の出力は一度過充電防止回路６が動作し、蓄電池 ２が満充電されると、次に蓄電池２の両端電圧が過放電防止電圧に低下するまで 、”Ｌ”を出力し、過放電防止電圧まで低下したのを検出すると”Ｈ”に切り替 わり、満充電されるまでは”Ｈ”を出力し続けることになる。 ナンドゲートＩＣ8 の出力が”Ｌ”の時、トランジスタＱ6 はオフとなるため 、発光ダイオードＬＥＤ1 に電流が流れず、発光ダイオードＬＥＤ1 は消灯して いるが、ナンドゲートＩＣ8 の出力が”Ｈ”の時、トランジスタＱ6 はオンとな って発光ダイオードＬＥＤ1 が点灯し、過放電防止回路７が動作していることを 表示する。Therefore, the output of the NAND gate IC 8 is “L” until the overcharge prevention circuit 6 once operates and the storage battery 2 is fully charged until the voltage across the storage battery 2 drops to the overdischarge prevention voltage next time. When it is detected that the voltage has dropped to the overdischarge prevention voltage, it switches to “H” and continues to output “H” until it is fully charged. When the output of the NAND gate IC 8 is "L", the transistor Q 6 is turned off, no current flows to the light emitting diodes LED 1, although the light emitting diode LED 1 is turned off, the output of the NAND gate IC 8 is "H when ", the transistor Q 6 is a light emitting diode LED 1 I Do and on lights, overdischarge prevention circuit 7 displays the running.
【００５３】 点灯制御回路５ではスイッチＳＷ2 がオンの時は、トランジスタＱ7 のベース 電位が下がって、トランジスタＱ7 がオンとなって、次段のトランジスタＱ8 も オンし、インバータ４を駆動させるため、負荷Ｌが点灯する。 またスイッチＳＷ2 がオフの時は、トランジスタＱ7 がオフなり、従ってトラ ンジスタＱ8 もオフとなるため、インバータ４が駆動されず、負荷４は消灯する 。[0053] When the switch SW 2 in the lighting control circuit 5 is ON, down the base potential of the transistor Q 7, the transistor Q 7 is turned on, the next stage of the transistor Q 8 is also turned on, driving the inverter 4 Therefore, the load L is turned on. Further, when the switch SW 2 is off, the transistor Q 7 is off and the transistor Q 8 is also off, so that the inverter 4 is not driven and the load 4 is turned off.
【００５４】 ここでトランジスタＱ7 のベースはダイオードＤ5 を介してトランジスタＱ6 のコレクタに接続されており、過放電防止回路７の過放電防止機能がして、トラ ンジスタＱ6 がオンしている時は、点灯制御回路５のスイッチＳＷ2 がオンして いても、ダイオードＤ5 が導通して、トランジスタＱ7 のベースの電位を”Ｌ” に固定するため、トランジスタＱ7 はオフのままとなり、インバータ４が駆動さ れず、負荷Ｌには電力が供給されないため、蓄電池２が過放電となるのを防止す ることができる。Here, the base of the transistor Q 7 is connected to the collector of the transistor Q 6 via the diode D 5 , and the overdischarge prevention function of the overdischarge prevention circuit 7 is performed to turn on the transistor Q 6. when you are, even if the switch SW 2 of the lighting control circuit 5 are turned on, conducting the diode D 5, for fixing the "L" base potential of the transistor Q 7, the transistor Q 7 is kept off Since the inverter 4 is not driven and the load L is not supplied with electric power, it is possible to prevent the storage battery 2 from being over-discharged.
【００５５】 インバータ４はトランジスタＱ8 がオンすると、そのコレクタ電流が流れて、 抵抗Ｒ27を介してトランジスタＱ9 、Ｑ10のいずれかをオンさせるため、蓄電池 ２からインダクタンス素子Ｌ1 を介して、発振トランスＴ2 の一次巻線に電流が 流れ、その後はトランジスタＱ9 、Ｑ10が交互にオン／オフを繰り返すことによ り発振トランスＴ2 の二次側に接続された負荷Ｌを高周波で点灯させるというも のである。When the transistor Q 8 is turned on, the collector current of the inverter 4 flows to turn on either the transistor Q 9 or Q 10 via the resistor R 27. Therefore, the storage battery 2 via the inductance element L 1 is turned on. , A current flows in the primary winding of the oscillating transformer T 2 , and then the transistors Q 9 and Q 10 are alternately turned on and off repeatedly, so that the load L connected to the secondary side of the oscillating transformer T 2 becomes high frequency. It is supposed to be lit with.
【００５６】 以上のように本実施例では充電路に通常、インピーダンス要素を含まない状態 で蓄電池２を充電するため太陽電池３の出力を有効に利用することができ、蓄電 池２の両端電圧が上昇し、それに併せて上昇する太陽電池３の出力電圧が所定値 まで上昇すると、充電路にインピーダンス要素を挿入して充電電流を減少させ、 蓄電池２が過充電されるのを防止することができるようになっている。また太陽 電池３の出力電圧により、その制御を行うため充電源にＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電 池のように図６（ｂ）に示すようなＶ−Ｉ出力特性を持つものを使用しても蓄電 池２が過充電されることはないのである。蓄電池２の両端電圧が低下し、過充電 防止のため負荷Ｌへの電力供給が停止された場合は、次に蓄電池２が満充電され た時に初めて、これが解除されるので、電力供給停止の解除には、充電源のＶ− Ｉ出力特性の影響はなく、また満充電されてから解除されるので、蓄電池２の寿 命を伸ばすことができる。As described above, in the present embodiment, the output of the solar battery 3 can be effectively used because the storage battery 2 is normally charged in a state where the charging path does not include an impedance element, and the voltage across the storage battery 2 is When the output voltage of the solar cell 3 that rises and accordingly rises to a predetermined value, an impedance element can be inserted in the charging path to reduce the charging current and prevent the storage battery 2 from being overcharged. It is like this. In order to control the output voltage of the solar cell 3, even if a charging source such as a CdS / CdTe solar cell having a VI output characteristic as shown in FIG. 2 is never overcharged. When the voltage across the storage battery 2 drops and the power supply to the load L is stopped to prevent overcharging, this is released only when the storage battery 2 is fully charged next time. Is not affected by the V-I output characteristics of the charging source and is released after being fully charged, so that the life of the storage battery 2 can be extended.
【００５７】 尚本考案は上記実施例に限られるものでなく、インバータ等の点灯回路及び負 荷Ｌのオン／オフ制御の回路や手段はこれらに限らないものとする。また蓄電池 ２の両端電圧が低下した時、負荷Ｌへの電力供給を停止させる手段も種々のもの が考えられる。The present invention is not limited to the above embodiments, and the lighting circuit such as an inverter and the circuit and means for controlling the ON / OFF of the load L are not limited to these. Various means can be considered for stopping the power supply to the load L when the voltage across the storage battery 2 drops.
【００５８】[0058]
本考案は、蓄電池の両端電圧を検出し、この両端電圧が所定値以上になると、 蓄電池に対してインピーダンス要素を直列若しくは並列に接続する充電電流制御 手段を備えたから、定電圧出力特性を持たない太陽電池を使用しても、蓄電池の 両端電圧が低い通常状態では太陽電池で得られたエネルギで効率良く蓄電池を充 電することができ、また蓄電池の充電が進みその両端電圧が所定値以上となると 、インピーダンス要素により蓄電池へ流れる充電電流を減少させることができる から蓄電池が過充電されるのを防止することができるという効果を奏する。 The present invention does not have a constant voltage output characteristic because it has a charging current control means for detecting the voltage across the storage battery and connecting the impedance element in series or in parallel to the storage battery when this voltage exceeds a predetermined value. Even if a solar cell is used, in a normal state where the voltage across the storage battery is low, the energy obtained from the solar cell can be used to efficiently charge the storage battery, and the voltage across the storage battery will go beyond a specified value as the storage battery is charged. Then, the charging current flowing to the storage battery can be reduced by the impedance element, so that the storage battery can be prevented from being overcharged.
【図１】本考案の実施例１の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
【図２】本考案の実施例２の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
【図３】本考案の実施例３の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of Embodiment 3 of the present invention.
【図４】従来例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional example.
【図５】別の従来例の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of another conventional example.
【図６】（ａ） 単結晶シリコン太陽電池のＶ−Ｉ出力
特性図である。 （ｂ） ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池のＶ−Ｉ出力特性図
である。FIG. 6 (a) is a VI output characteristic diagram of a single crystal silicon solar cell. (B) It is a VI output characteristic view of a CdS / CdTe solar cell.
２ 蓄電池 ３ 太陽電池 ＩＣ4 比較器 Ｄ3 ダイオード Ｑ2 トランジスタ Ｒ0 抵抗 Ｒ11 抵抗 Ｒ12 抵抗 ＺＤ1 ツェナーダイオード2 Storage battery 3 Solar cell IC 4 Comparator D 3 diode Q 2 transistor R 0 resistance R 11 resistance R 12 resistance ZD 1 Zener diode
Claims (1)
蓄電池を充電し、その蓄電池の電力により負荷を動作さ
せる太陽電池応用機器において、蓄電池の両端電圧を検
出し、この両端電圧が所定値以上になると、蓄電池に対
してインピーダンス要素を直列若しくは並列に接続する
充電電流制御手段を備えたことを特徴とする太陽電池応
用機器。1. A solar cell applied device in which a storage battery is charged by a solar cell having no constant voltage output characteristic, and a load is operated by the electric power of the storage battery. The voltage across the storage battery is detected, and the voltage across the storage battery is a predetermined value or more. Then, a solar cell applied device comprising a charging current control means for connecting an impedance element in series or in parallel to a storage battery.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7361591U JPH0525951U (en) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | Solar cell application equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7361591U JPH0525951U (en) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | Solar cell application equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0525951U true JPH0525951U (en) | 1993-04-02 |
Family
ID=13523418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7361591U Withdrawn JPH0525951U (en) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | Solar cell application equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0525951U (en) |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP7361591U patent/JPH0525951U/en not_active Withdrawn
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