JPH1041535A - 最大電力点の検出回路 - Google Patents
最大電力点の検出回路Info
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- JPH1041535A JPH1041535A JP9068478A JP6847897A JPH1041535A JP H1041535 A JPH1041535 A JP H1041535A JP 9068478 A JP9068478 A JP 9068478A JP 6847897 A JP6847897 A JP 6847897A JP H1041535 A JPH1041535 A JP H1041535A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池に入射される太陽光の強さと周辺の
温度により変わる最大電力点を追従することにある。 【解決手段】 太陽電池の出力電圧と出力電流に応答す
る電力検出信号を発生する電力検出手段２０と、以前の
一定の期間の間の前記電力検出信号による電力平均値と
前記以前の一定の期間と同じ現在の一定の期間の間の前
記電力検出信号による電力平均値とを比較する比較手段
Ｕ１と、前記現在の一定の期間の直後に前記比較手段の
出力信号をラッチし、以前の一定の期間の直前に出力を
セットさせて以前の電力平均値より現在の電力の平均値
がもっと小さければ前記太陽電池の出力電力が減少して
いると判断して、その判断信号を発生する判断手段４０
とを備えることを特徴とする。
温度により変わる最大電力点を追従することにある。 【解決手段】 太陽電池の出力電圧と出力電流に応答す
る電力検出信号を発生する電力検出手段２０と、以前の
一定の期間の間の前記電力検出信号による電力平均値と
前記以前の一定の期間と同じ現在の一定の期間の間の前
記電力検出信号による電力平均値とを比較する比較手段
Ｕ１と、前記現在の一定の期間の直後に前記比較手段の
出力信号をラッチし、以前の一定の期間の直前に出力を
セットさせて以前の電力平均値より現在の電力の平均値
がもっと小さければ前記太陽電池の出力電力が減少して
いると判断して、その判断信号を発生する判断手段４０
とを備えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は最大電力点の検出回
路に関し、特に、太陽電池に入射される太陽光の強さと
周辺の温度により変わる最大電力点を追従することがで
きる最大電力点の検出回路に関する。
路に関し、特に、太陽電池に入射される太陽光の強さと
周辺の温度により変わる最大電力点を追従することがで
きる最大電力点の検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、太陽エネルギーをより効率的に利
用しようとする装置に対する研究が活発に行なわれてい
る。この太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するた
めに太陽電池を使用しているが、この太陽電池の電力は
図４に図示のように太陽電池に入射される太陽光の強さ
と図５に図示のように周辺の温度により変化する。この
ような変化は太陽電池の出力インピーダンスを変化させ
る。したがって、固定されている負荷を太陽電池によっ
て駆動する場合にはインピーダンスの不整合が発生され
て太陽電池から負荷へ電力伝達効率が劣る問題が生じ
る。ゆえに、電力伝達の最大を達成してエネルギー利用
の効率を極大化しようとする研究が進められている。
用しようとする装置に対する研究が活発に行なわれてい
る。この太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するた
めに太陽電池を使用しているが、この太陽電池の電力は
図４に図示のように太陽電池に入射される太陽光の強さ
と図５に図示のように周辺の温度により変化する。この
ような変化は太陽電池の出力インピーダンスを変化させ
る。したがって、固定されている負荷を太陽電池によっ
て駆動する場合にはインピーダンスの不整合が発生され
て太陽電池から負荷へ電力伝達効率が劣る問題が生じ
る。ゆえに、電力伝達の最大を達成してエネルギー利用
の効率を極大化しようとする研究が進められている。
【０００３】図６に示されているような米国特許４，８
７３，４８０号においては太陽電池パネルにセルアレイ
と一つの独立したセルを設置し、この独立したセルを通
して基準電圧を発生する。この発生された基準電圧とセ
ルアレイの出力電圧を比較してパルス幅変調信号を発生
し、このパルス幅変調信号に応答して負荷に供給される
電力をスイッチングすることによって太陽電池の出力電
圧が太陽光の強さまたは周辺の温度に関係なく常に一定
の電圧のレベルを保つようにする技術を開示している。
７３，４８０号においては太陽電池パネルにセルアレイ
と一つの独立したセルを設置し、この独立したセルを通
して基準電圧を発生する。この発生された基準電圧とセ
ルアレイの出力電圧を比較してパルス幅変調信号を発生
し、このパルス幅変調信号に応答して負荷に供給される
電力をスイッチングすることによって太陽電池の出力電
圧が太陽光の強さまたは周辺の温度に関係なく常に一定
の電圧のレベルを保つようにする技術を開示している。
【０００４】しかし、上述の米国特許の技術は図４に示
しているように太陽光による最大電力点を作る電圧が少
しずつ変わるようになるので、一定の基準電圧を使用す
ることよりはその効率が向上するが、常にすべての条件
のもとに最大電力を伝達することができず、また別途の
独立したセルを備えなければならない問題点がある。図
７に示されているような米国特許４，５８０，０９０号
においては図５に図示の温度による太陽電池の電圧変動
を補償するために太陽電池の出力電圧を検出し、その検
出された電圧が温度により補償されるようにサーミスタ
ーを採用している。しかし、上述の米国特許の技術は太
陽電池の出力電圧を抵抗を介した電圧の分配方式によっ
て分圧して検出電圧を得ており、このような抵抗に直列
に連結されたサーミスターを用いて温度を補償するため
太陽光が極めて少ない場合には制御が行われず、全体的
な効率の低下を招来する問題がある。
しているように太陽光による最大電力点を作る電圧が少
しずつ変わるようになるので、一定の基準電圧を使用す
ることよりはその効率が向上するが、常にすべての条件
のもとに最大電力を伝達することができず、また別途の
独立したセルを備えなければならない問題点がある。図
７に示されているような米国特許４，５８０，０９０号
においては図５に図示の温度による太陽電池の電圧変動
を補償するために太陽電池の出力電圧を検出し、その検
出された電圧が温度により補償されるようにサーミスタ
ーを採用している。しかし、上述の米国特許の技術は太
陽電池の出力電圧を抵抗を介した電圧の分配方式によっ
て分圧して検出電圧を得ており、このような抵抗に直列
に連結されたサーミスターを用いて温度を補償するため
太陽光が極めて少ない場合には制御が行われず、全体的
な効率の低下を招来する問題がある。
【０００５】図８に示している米国特許４，９１６，３
８２号においては太陽電池の出力電圧と電流をアナログ
・ディジタル変換器を経てディジタルデータを得てお
り、その得られたディジタルデータをマイクロプロセッ
サでプログラム的に処理して最大電力点を蓄積している
技術を開示している。しかし、この特許の技術はマイク
ロプロセッサを使用することによってインターフェース
回路の構成等に因る回路の構成が複雑であり、そのコス
トが上昇する問題がある。
８２号においては太陽電池の出力電圧と電流をアナログ
・ディジタル変換器を経てディジタルデータを得てお
り、その得られたディジタルデータをマイクロプロセッ
サでプログラム的に処理して最大電力点を蓄積している
技術を開示している。しかし、この特許の技術はマイク
ロプロセッサを使用することによってインターフェース
回路の構成等に因る回路の構成が複雑であり、そのコス
トが上昇する問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような従来技術の問題点を解決するために、太陽光の強
さと周辺の温度に関係なく常に最大電力点を追従するこ
とができる最大電力点の検出回路を提供することであ
る。
ような従来技術の問題点を解決するために、太陽光の強
さと周辺の温度に関係なく常に最大電力点を追従するこ
とができる最大電力点の検出回路を提供することであ
る。
【０００７】本発明の他の目的は、回路の構成が簡単な
最大電力点の検出回路を提供することである。
最大電力点の検出回路を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の第１の発明は、太陽電池の出力電圧
と出力電流に応答する電力検出信号を発生する電力検出
手段と、サンプリング信号を発生する信号発生手段と、
前記サンプリング信号に応答して以前の一定の期間の間
の前記電力検出信号により充電された第１電荷量と前記
一定の期間と同じ現在の一定の期間の間の前記電力検出
信号により充電された第２電荷量とを比較して現在の電
荷量より以前の電荷量がより大きければ、前記太陽電池
の出力電力が減少していると判断して、その判断信号を
発生する最大電力点の判断手段とを具備することを要旨
とする。従って、太陽光の強さと周辺の温度に関係なく
常に最大電力点を追従することができる。また、回路の
構成を簡単にできる。
に、請求項１記載の第１の発明は、太陽電池の出力電圧
と出力電流に応答する電力検出信号を発生する電力検出
手段と、サンプリング信号を発生する信号発生手段と、
前記サンプリング信号に応答して以前の一定の期間の間
の前記電力検出信号により充電された第１電荷量と前記
一定の期間と同じ現在の一定の期間の間の前記電力検出
信号により充電された第２電荷量とを比較して現在の電
荷量より以前の電荷量がより大きければ、前記太陽電池
の出力電力が減少していると判断して、その判断信号を
発生する最大電力点の判断手段とを具備することを要旨
とする。従って、太陽光の強さと周辺の温度に関係なく
常に最大電力点を追従することができる。また、回路の
構成を簡単にできる。
【０００９】請求項２記載の第２の発明は、前記電力検
出手段は、前記太陽電池の出力電圧を検出して電圧検出
信号を発生する電圧検出手段と、前記太陽電池の出力電
流を検出して電流検出信号を発生する電流検出手段と、
前記電圧検出信号と電流検出信号を乗じて前記電力検出
信号を発生する掛け算器とから構成されることを要旨と
する。従って、特性の曲線を有する電力検出信号を発生
できる。
出手段は、前記太陽電池の出力電圧を検出して電圧検出
信号を発生する電圧検出手段と、前記太陽電池の出力電
流を検出して電流検出信号を発生する電流検出手段と、
前記電圧検出信号と電流検出信号を乗じて前記電力検出
信号を発生する掛け算器とから構成されることを要旨と
する。従って、特性の曲線を有する電力検出信号を発生
できる。
【００１０】請求項３記載の第３の発明は、前記信号発
生手段のサンプリング信号は、一周期の間にハイ区間が
ロー区間より長い第１スイッチング信号と、前記第１ス
イッチング信号のハイ区間程のシフティングされた第２
スイッチング信号と、前記第１および第２スイッチング
信号と周期は同一であり、前記第１および第２スイッチ
ング信号のハイ区間がオーバラップされる区間において
一周期のハイ区間を有するクロック信号と、前記第１お
よび第２スイッチング信号と周期は同一であり前記クロ
ック信号の下降エッジから上昇エッジを有するセット信
号とを含むことを要旨とする。従って、二つの期間の間
の電力検出信号の大きさが変わらずにそのままに保持さ
れていることを検出することができる。
生手段のサンプリング信号は、一周期の間にハイ区間が
ロー区間より長い第１スイッチング信号と、前記第１ス
イッチング信号のハイ区間程のシフティングされた第２
スイッチング信号と、前記第１および第２スイッチング
信号と周期は同一であり、前記第１および第２スイッチ
ング信号のハイ区間がオーバラップされる区間において
一周期のハイ区間を有するクロック信号と、前記第１お
よび第２スイッチング信号と周期は同一であり前記クロ
ック信号の下降エッジから上昇エッジを有するセット信
号とを含むことを要旨とする。従って、二つの期間の間
の電力検出信号の大きさが変わらずにそのままに保持さ
れていることを検出することができる。
【００１１】請求項４記載の第４の発明は、前記最大電
力点の判断手段は、比較器と、前記比較器の反転端子と
接地との間に連結されており、前記電力検出信号に応答
して可変される第１電流源と、前記比較器の非反転端子
と接地との間に連結されており、前記電力検出信号に応
答して可変されており、前記第１電流源と同一の電流の
大きさを有する第２電流源と、前記比較器の反転端子と
非反転端子との間に連結されたキャパシターと、前記比
較器の反転端子と基準電圧との間に連結され、前記第１
スイッチング信号のハイ区間にＯＮされ、ロー区間にＯ
ＦＦされる第１スイッチと、前記比較器の非反転端子と
基準電圧との間に連結され、前記第２スイッチング信号
のハイ区間にＯＮされ、ロー区間にＯＦＦされる第２ス
イッチと、前記クロック信号に応答して前記比較器の出
力をラッチしており、前記セット信号に応答して出力を
セットさせるフリップフロップとを具備したことを要旨
とする。従って、太陽電池の出力電力が以前の期間より
も現在の期間の間に増加または減少されていることを検
出できる。
力点の判断手段は、比較器と、前記比較器の反転端子と
接地との間に連結されており、前記電力検出信号に応答
して可変される第１電流源と、前記比較器の非反転端子
と接地との間に連結されており、前記電力検出信号に応
答して可変されており、前記第１電流源と同一の電流の
大きさを有する第２電流源と、前記比較器の反転端子と
非反転端子との間に連結されたキャパシターと、前記比
較器の反転端子と基準電圧との間に連結され、前記第１
スイッチング信号のハイ区間にＯＮされ、ロー区間にＯ
ＦＦされる第１スイッチと、前記比較器の非反転端子と
基準電圧との間に連結され、前記第２スイッチング信号
のハイ区間にＯＮされ、ロー区間にＯＦＦされる第２ス
イッチと、前記クロック信号に応答して前記比較器の出
力をラッチしており、前記セット信号に応答して出力を
セットさせるフリップフロップとを具備したことを要旨
とする。従って、太陽電池の出力電力が以前の期間より
も現在の期間の間に増加または減少されていることを検
出できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づき本発明
の望ましい実施形態をさらに詳細に説明する。
の望ましい実施形態をさらに詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明による最大電力点の検出回路
を結合した太陽電源装置の構成を示す。同図の回路は太
陽電池またはソーラーセルアレイ１０の出力電圧と出力
電流に応答する電力検出信号を発生する電力検出手段２
０と、サンプリング信号を発生する信号発生手段３０
と、前記サンプリング信号に応答して以前の一定の期間
の間の前記電力検出信号により充電された第１電荷量と
前記一定の期間と同じ現在の一定の期間の間の前記電力
検出信号により充電された第２電荷量とを比較して現在
の電荷量より以前の電荷量がより大きければ前記太陽電
池の出力電力が減少していると判断して、その判断信号
を発生する最大電力点の判断手段４０とを含む。同図に
おける未説明の符号１００はＤＣ−ＤＣコンバータであ
り、２００は負荷である。
を結合した太陽電源装置の構成を示す。同図の回路は太
陽電池またはソーラーセルアレイ１０の出力電圧と出力
電流に応答する電力検出信号を発生する電力検出手段２
０と、サンプリング信号を発生する信号発生手段３０
と、前記サンプリング信号に応答して以前の一定の期間
の間の前記電力検出信号により充電された第１電荷量と
前記一定の期間と同じ現在の一定の期間の間の前記電力
検出信号により充電された第２電荷量とを比較して現在
の電荷量より以前の電荷量がより大きければ前記太陽電
池の出力電力が減少していると判断して、その判断信号
を発生する最大電力点の判断手段４０とを含む。同図に
おける未説明の符号１００はＤＣ−ＤＣコンバータであ
り、２００は負荷である。
【００１４】前記電力検出手段２０は前記太陽電池１０
の出力電圧を検出して電圧検出信号を発生する電圧検出
手段２２と、前記太陽電池（ソーラーセルアレイ）１０
の出力電流を検出して電流検出信号を発生する電流検出
手段２４と、前記電圧検出信号と電流検出信号を乗じて
前記電力検出信号を発生する掛け算器２６とから構成さ
れる。
の出力電圧を検出して電圧検出信号を発生する電圧検出
手段２２と、前記太陽電池（ソーラーセルアレイ）１０
の出力電流を検出して電流検出信号を発生する電流検出
手段２４と、前記電圧検出信号と電流検出信号を乗じて
前記電力検出信号を発生する掛け算器２６とから構成さ
れる。
【００１５】前記信号発生手段３０のサンプリング信号
は、図２に図示のように一周期の間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に
ハイ区間がロー区間より長い第１スイッチング信号Ｓ１
と、前記第１スイッチング信号Ｓ１のハイ区間程のシフ
ティングされた第２スイッチング信号Ｓ２と、前記第１
および第２スイッチング信号Ｓ１，Ｓ２と周期は同一で
あり、前記第１および第２スイッチング信号Ｓ１，Ｓ２
のハイ区間がオーバーラップされる区間において一周期
のハイ区間を有するクロック信号Ｓ３と、前記第１およ
び第２スイッチング信号Ｓ１，Ｓ２と周期は同一であ
り、前記クロック信号Ｓ３の下降エッジから上昇エッジ
を有するセット信号Ｓ４とを含む。
は、図２に図示のように一周期の間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に
ハイ区間がロー区間より長い第１スイッチング信号Ｓ１
と、前記第１スイッチング信号Ｓ１のハイ区間程のシフ
ティングされた第２スイッチング信号Ｓ２と、前記第１
および第２スイッチング信号Ｓ１，Ｓ２と周期は同一で
あり、前記第１および第２スイッチング信号Ｓ１，Ｓ２
のハイ区間がオーバーラップされる区間において一周期
のハイ区間を有するクロック信号Ｓ３と、前記第１およ
び第２スイッチング信号Ｓ１，Ｓ２と周期は同一であ
り、前記クロック信号Ｓ３の下降エッジから上昇エッジ
を有するセット信号Ｓ４とを含む。
【００１６】前記最大電力点の判断手段４０は比較器Ｕ
１と、前記比較器Ｕ１の反転端子（−）と接地との間に
連結され、前記電力検出信号に応答して可変される第１
電流源ＣＳ１と、前記比較器Ｕ１の非反転端子（＋）と
接地との間に連結され、前記電力検出信号に応答して可
変され、前記第１電流源ＣＳ１と同一の電流の大きさを
有する第２電流源ＣＳ２と、前記比較器Ｕ１の反転端子
（−）と非反転端子（＋）との間に連結されたキャパシ
ターＣ１と、前記比較器Ｕ１の反転端子（−）と基準電
圧Ｖｒｅｆとの間に連結され、前記第１スイッチング信
号Ｓ１のハイ区間にＯＮされ、ロー区間にＯＦＦされる
第１スイッチＳＷ１と、前記比較器Ｕ１の非反転端子
（＋）と基準電圧Ｖｒｅｆとの間に連結され、前記第２
スイッチング信号Ｓ２のハイ区間にＯＮされ、ロー区間
にＯＦＦされる第２スイッチＳＷ２と、前記クロック信
号Ｓ３に応答して前記比較器Ｕ１の出力をラッチし、前
記セット信号Ｓ４に応答して出力をセットさせるＤフリ
ップフロップＦＦ１とを含む。
１と、前記比較器Ｕ１の反転端子（−）と接地との間に
連結され、前記電力検出信号に応答して可変される第１
電流源ＣＳ１と、前記比較器Ｕ１の非反転端子（＋）と
接地との間に連結され、前記電力検出信号に応答して可
変され、前記第１電流源ＣＳ１と同一の電流の大きさを
有する第２電流源ＣＳ２と、前記比較器Ｕ１の反転端子
（−）と非反転端子（＋）との間に連結されたキャパシ
ターＣ１と、前記比較器Ｕ１の反転端子（−）と基準電
圧Ｖｒｅｆとの間に連結され、前記第１スイッチング信
号Ｓ１のハイ区間にＯＮされ、ロー区間にＯＦＦされる
第１スイッチＳＷ１と、前記比較器Ｕ１の非反転端子
（＋）と基準電圧Ｖｒｅｆとの間に連結され、前記第２
スイッチング信号Ｓ２のハイ区間にＯＮされ、ロー区間
にＯＦＦされる第２スイッチＳＷ２と、前記クロック信
号Ｓ３に応答して前記比較器Ｕ１の出力をラッチし、前
記セット信号Ｓ４に応答して出力をセットさせるＤフリ
ップフロップＦＦ１とを含む。
【００１７】このように構成されている本発明の作用・
効果は次の通りである。
効果は次の通りである。
【００１８】前記図１の電力検出手段２０では前記太陽
電池１０の出力電圧Ｖｏｃと出力電流Ｉｓｃにより図３
に示しているような特性の曲線を有する電力検出信号を
発生する。つまり、図３のＡ領域においては電力が増加
され、Ｂ領域においては電力が減少される。したがっ
て、最大電力点Ｐｍａｘは電圧Ｖｍと電流Ｉｍの掛け算
によって得られる。
電池１０の出力電圧Ｖｏｃと出力電流Ｉｓｃにより図３
に示しているような特性の曲線を有する電力検出信号を
発生する。つまり、図３のＡ領域においては電力が増加
され、Ｂ領域においては電力が減少される。したがっ
て、最大電力点Ｐｍａｘは電圧Ｖｍと電流Ｉｍの掛け算
によって得られる。
【００１９】このような電力検出信号が前記最大電力点
の判断手段４０に提供される。前記最大電力点の判断手
段４０からは図２に示しているように初期には第１およ
び第２スイッチング信号がすべてハイ状態を維持して比
較器Ｕ１の反転端子および非反転端子には基準電圧が印
加されて同一の電位に維持される。同一の電位である場
合には比較器Ｕ１の出力はロー状態を維持する。このと
き、キャパシターの両端の電圧はゼロ（零）状態に維持
される。
の判断手段４０に提供される。前記最大電力点の判断手
段４０からは図２に示しているように初期には第１およ
び第２スイッチング信号がすべてハイ状態を維持して比
較器Ｕ１の反転端子および非反転端子には基準電圧が印
加されて同一の電位に維持される。同一の電位である場
合には比較器Ｕ１の出力はロー状態を維持する。このと
き、キャパシターの両端の電圧はゼロ（零）状態に維持
される。
【００２０】続いて、前記第２スイッチング信号がロー
状態となり、前記第１スイッチング信号Ｓ１のハイ区間
であるＴｄ１区間においてはスイッチＳＷ１はＯＮさ
れ、スイッチＳＷ２はＯＦＦ状態に維持される。したが
って、初期には基準電圧から電流Ｉが供給されて前記第
１電流源ＣＳ１と、キャパシターＣ１および第２電流源
ＣＳ２を介して分類されて流れるようになる。キャパシ
ターがますます充電されて第１電荷量として充電される
と反転端子の電位は基準電圧を保持するが、非反転端子
の電位はキャパシタンスの容量に比例して漸次に下降し
て−Ｖｃに落ちるようになる。前記第１スイッチング信
号Ｓ１がロー状態となり、第２スイッチング信号Ｓ２が
ハイ状態となったＴｄ２区間においてはスイッチＳＷ１
はＯＦＦされ、スイッチＳＷ２がＯＮされる。よって、
これからは逆に非反転端子（＋）の電位は基準電圧とし
て上昇し、反転端子（−）はＶｒｅｆ＋Ｖｃとして上昇
するので、前記キャパシターＣ１に充電された電荷量は
第１電流源ＣＳ１を通して放電する。前記Ｔｄ１とＴｄ
２の区間が同一であるので、電力検出信号が同一の大き
さに保持されたとすると、前記Ｔｄ１において電力検出
信号に応答した電流源の電流の大きさが前記Ｔｄ２にお
いて電力検出信号に応答した電流の大きさと同一である
ので、前記キャパシターＣ１に充電された電荷量と放電
した電荷量も同一になるため、前記Ｔｄ２の終了の直後
に反転端子の電位は基準電圧と同一の電位となる。
状態となり、前記第１スイッチング信号Ｓ１のハイ区間
であるＴｄ１区間においてはスイッチＳＷ１はＯＮさ
れ、スイッチＳＷ２はＯＦＦ状態に維持される。したが
って、初期には基準電圧から電流Ｉが供給されて前記第
１電流源ＣＳ１と、キャパシターＣ１および第２電流源
ＣＳ２を介して分類されて流れるようになる。キャパシ
ターがますます充電されて第１電荷量として充電される
と反転端子の電位は基準電圧を保持するが、非反転端子
の電位はキャパシタンスの容量に比例して漸次に下降し
て−Ｖｃに落ちるようになる。前記第１スイッチング信
号Ｓ１がロー状態となり、第２スイッチング信号Ｓ２が
ハイ状態となったＴｄ２区間においてはスイッチＳＷ１
はＯＦＦされ、スイッチＳＷ２がＯＮされる。よって、
これからは逆に非反転端子（＋）の電位は基準電圧とし
て上昇し、反転端子（−）はＶｒｅｆ＋Ｖｃとして上昇
するので、前記キャパシターＣ１に充電された電荷量は
第１電流源ＣＳ１を通して放電する。前記Ｔｄ１とＴｄ
２の区間が同一であるので、電力検出信号が同一の大き
さに保持されたとすると、前記Ｔｄ１において電力検出
信号に応答した電流源の電流の大きさが前記Ｔｄ２にお
いて電力検出信号に応答した電流の大きさと同一である
ので、前記キャパシターＣ１に充電された電荷量と放電
した電荷量も同一になるため、前記Ｔｄ２の終了の直後
に反転端子の電位は基準電圧と同一の電位となる。
【００２１】したがって、前記比較器Ｕ１の出力はロー
状態を維持する。これによって、前記セット信号Ｓ４に
よりセットされて出力をハイ状態に維持していた前記フ
リップフロップＦＦ１の出力は前記クロック信号Ｓ３の
上昇エッジから前記比較器Ｕ１の出力状態をラッチする
ようになるので、その出力はロー状態を現わすようにな
る。即ち、前記Ｔｄ１とＴｄ２の二つの期間の間の電力
検出信号の大きさが変わらずにそのままに保持されてい
ることを検出することができる。
状態を維持する。これによって、前記セット信号Ｓ４に
よりセットされて出力をハイ状態に維持していた前記フ
リップフロップＦＦ１の出力は前記クロック信号Ｓ３の
上昇エッジから前記比較器Ｕ１の出力状態をラッチする
ようになるので、その出力はロー状態を現わすようにな
る。即ち、前記Ｔｄ１とＴｄ２の二つの期間の間の電力
検出信号の大きさが変わらずにそのままに保持されてい
ることを検出することができる。
【００２２】もし、図２に示したように、Ｔ２において
前記区間Ｔｄ１の電力検出信号の大きさよりも前記区間
Ｔｄ２の電力検出信号の大きさが大きくなる場合には前
記キャパシターＣ１の両端の電圧は‘負（−）’とな
る。即ち、前記反転端子（−）の電位が基準電圧よりも
低いレベルに落ちることになる。このため、前記非反転
端子（＋）の電位は基準電圧として維持され、前記反転
端子（−）の電位は基準電圧以下に減少されるので、前
記比較器Ｕ１の出力はハイ状態に出力される。したがっ
て、前記フリップフロップＦＦ１の出力は続いてハイ状
態を保持する。言い替えれば、太陽電池の出力電力が以
前の期間よりも現在の期間の間に増加されていることを
検出することである。
前記区間Ｔｄ１の電力検出信号の大きさよりも前記区間
Ｔｄ２の電力検出信号の大きさが大きくなる場合には前
記キャパシターＣ１の両端の電圧は‘負（−）’とな
る。即ち、前記反転端子（−）の電位が基準電圧よりも
低いレベルに落ちることになる。このため、前記非反転
端子（＋）の電位は基準電圧として維持され、前記反転
端子（−）の電位は基準電圧以下に減少されるので、前
記比較器Ｕ１の出力はハイ状態に出力される。したがっ
て、前記フリップフロップＦＦ１の出力は続いてハイ状
態を保持する。言い替えれば、太陽電池の出力電力が以
前の期間よりも現在の期間の間に増加されていることを
検出することである。
【００２３】反対に、図２に示しているように、Ｔ３に
おいては前記区間Ｔｄ１の電力検出信号の大きさよりも
前記区間Ｔｄ２の電力検出信号の大きさが減少される場
合には前記キャパシターＣ１の両端の電圧は基準電圧よ
りも高い電位の状態を保持する。したがって、前記非反
転端子（＋）の電位は基準電圧として維持され、前記反
転端子（−）の電位は基準電圧より高い電位を保持する
ので、即ち前記キャパシターＣ１の両端の電圧が‘正
（＋）’を保持するので、前記比較器Ｕ１の出力はロー
状態に出力される。したがって、前記フリップフロップ
ＦＦ１は前記クロック信号Ｓ３の上昇エッジから比較器
の出力をラッチするので、その出力はロー状態を現わす
ことになる。言い替えれば、太陽電池の出力電力が以前
の期間よりも現在の期間の間に減少されていることを検
出することである。
おいては前記区間Ｔｄ１の電力検出信号の大きさよりも
前記区間Ｔｄ２の電力検出信号の大きさが減少される場
合には前記キャパシターＣ１の両端の電圧は基準電圧よ
りも高い電位の状態を保持する。したがって、前記非反
転端子（＋）の電位は基準電圧として維持され、前記反
転端子（−）の電位は基準電圧より高い電位を保持する
ので、即ち前記キャパシターＣ１の両端の電圧が‘正
（＋）’を保持するので、前記比較器Ｕ１の出力はロー
状態に出力される。したがって、前記フリップフロップ
ＦＦ１は前記クロック信号Ｓ３の上昇エッジから比較器
の出力をラッチするので、その出力はロー状態を現わす
ことになる。言い替えれば、太陽電池の出力電力が以前
の期間よりも現在の期間の間に減少されていることを検
出することである。
【００２４】そして、前記フリップフロップＦＦ１にお
いては上述の比較器Ｕ１の出力をラッチするようにな
る。即ち、図２における区間Ｔｄ２の終了の直後にクロ
ック信号の上昇エッジから比較器の出力をラッチして出
力し、クロック信号の下降エッジから上昇するセット信
号によって常に電力が増加される方向からスタートされ
るようにすることによって一周期の間のいずれかの要因
によるシステムの誤動作を防止するのである。
いては上述の比較器Ｕ１の出力をラッチするようにな
る。即ち、図２における区間Ｔｄ２の終了の直後にクロ
ック信号の上昇エッジから比較器の出力をラッチして出
力し、クロック信号の下降エッジから上昇するセット信
号によって常に電力が増加される方向からスタートされ
るようにすることによって一周期の間のいずれかの要因
によるシステムの誤動作を防止するのである。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、第１の発明は、太陽
電池の出力電圧と出力電流に応答する電力検出信号を発
生する電力検出手段と、サンプリング信号を発生する信
号発生手段と、前記サンプリング信号に応答して以前の
一定の期間の間の前記電力検出信号により充電された第
１電荷量と前記一定の期間と同じ現在の一定の期間の間
の前記電力検出信号により充電された第２電荷量とを比
較して現在の電荷量より以前の電荷量がより大きけれ
ば、前記太陽電池の出力電力が減少していると判断し
て、その判断信号を発生する最大電力点の判断手段とを
具備するので、常に一定の周期をもって電力最大点を検
出することができて一定の時間内のノズルや瞬間的な電
力の変化に対して迅速に反応して、誤動作の防止が可能
である。また、第１の発明は、キャパシター、比較器、
スイッチ、電流源等の比較的に簡単なアナログ回路の構
成によって最大電力点の検出ができるので、その回路の
構成が簡単であり、かつ、コストも節減することができ
る利点がある。
電池の出力電圧と出力電流に応答する電力検出信号を発
生する電力検出手段と、サンプリング信号を発生する信
号発生手段と、前記サンプリング信号に応答して以前の
一定の期間の間の前記電力検出信号により充電された第
１電荷量と前記一定の期間と同じ現在の一定の期間の間
の前記電力検出信号により充電された第２電荷量とを比
較して現在の電荷量より以前の電荷量がより大きけれ
ば、前記太陽電池の出力電力が減少していると判断し
て、その判断信号を発生する最大電力点の判断手段とを
具備するので、常に一定の周期をもって電力最大点を検
出することができて一定の時間内のノズルや瞬間的な電
力の変化に対して迅速に反応して、誤動作の防止が可能
である。また、第１の発明は、キャパシター、比較器、
スイッチ、電流源等の比較的に簡単なアナログ回路の構
成によって最大電力点の検出ができるので、その回路の
構成が簡単であり、かつ、コストも節減することができ
る利点がある。
【００２６】第２の発明は、前記電力検出手段は、前記
太陽電池の出力電圧を検出して電圧検出信号を発生する
電圧検出手段と、前記太陽電池の出力電流を検出して電
流検出信号を発生する電流検出手段と、前記電圧検出信
号と電流検出信号を乗じて前記電力検出信号を発生する
掛け算器とから構成されるので、特性の曲線を有する電
力検出信号を発生できる。
太陽電池の出力電圧を検出して電圧検出信号を発生する
電圧検出手段と、前記太陽電池の出力電流を検出して電
流検出信号を発生する電流検出手段と、前記電圧検出信
号と電流検出信号を乗じて前記電力検出信号を発生する
掛け算器とから構成されるので、特性の曲線を有する電
力検出信号を発生できる。
【００２７】第３の発明は、前記信号発生手段のサンプ
リング信号は、一周期の間にハイ区間がロー区間より長
い第１スイッチング信号と、前記第１スイッチング信号
のハイ区間程のシフティングされた第２スイッチング信
号と、前記第１および第２スイッチング信号と周期は同
一であり、前記第１および第２スイッチング信号のハイ
区間がオーバラップされる区間において一周期のハイ区
間を有するクロック信号と、前記第１および第２スイッ
チング信号と周期は同一であり前記クロック信号の下降
エッジから上昇エッジを有するセット信号とを含むの
で、二つの期間の間の電力検出信号の大きさが変わらず
にそのままに保持されていることを検出することができ
る。
リング信号は、一周期の間にハイ区間がロー区間より長
い第１スイッチング信号と、前記第１スイッチング信号
のハイ区間程のシフティングされた第２スイッチング信
号と、前記第１および第２スイッチング信号と周期は同
一であり、前記第１および第２スイッチング信号のハイ
区間がオーバラップされる区間において一周期のハイ区
間を有するクロック信号と、前記第１および第２スイッ
チング信号と周期は同一であり前記クロック信号の下降
エッジから上昇エッジを有するセット信号とを含むの
で、二つの期間の間の電力検出信号の大きさが変わらず
にそのままに保持されていることを検出することができ
る。
【００２８】第４の発明は、前記最大電力点の判断手段
は、比較器と、前記比較器の反転端子と接地との間に連
結されており、前記電力検出信号に応答して可変される
第１電流源と、前記比較器の非反転端子と接地との間に
連結されており、前記電力検出信号に応答して可変され
ており、前記第１電流源と同一の電流の大きさを有する
第２電流源と、前記比較器の反転端子と非反転端子との
間に連結されたキャパシターと、前記比較器の反転端子
と基準電圧との間に連結され、前記第１スイッチング信
号のハイ区間にＯＮされ、ロー区間にＯＦＦされる第１
スイッチと、前記比較器の非反転端子と基準電圧との間
に連結され、前記第２スイッチング信号のハイ区間にＯ
Ｎされ、ロー区間にＯＦＦされる第２スイッチと、前記
クロック信号に応答して前記比較器の出力をラッチして
おり、前記セット信号に応答して出力をセットさせるフ
リップフロップとを具備したので、太陽電池の出力電力
が以前の期間よりも現在の期間の間に増加または減少さ
れていることを検出できる。
は、比較器と、前記比較器の反転端子と接地との間に連
結されており、前記電力検出信号に応答して可変される
第１電流源と、前記比較器の非反転端子と接地との間に
連結されており、前記電力検出信号に応答して可変され
ており、前記第１電流源と同一の電流の大きさを有する
第２電流源と、前記比較器の反転端子と非反転端子との
間に連結されたキャパシターと、前記比較器の反転端子
と基準電圧との間に連結され、前記第１スイッチング信
号のハイ区間にＯＮされ、ロー区間にＯＦＦされる第１
スイッチと、前記比較器の非反転端子と基準電圧との間
に連結され、前記第２スイッチング信号のハイ区間にＯ
Ｎされ、ロー区間にＯＦＦされる第２スイッチと、前記
クロック信号に応答して前記比較器の出力をラッチして
おり、前記セット信号に応答して出力をセットさせるフ
リップフロップとを具備したので、太陽電池の出力電力
が以前の期間よりも現在の期間の間に増加または減少さ
れていることを検出できる。
【図１】本発明による最大電力点の検出回路の構成を示
した回路図である。
した回路図である。
【図２】上記図１の各部の信号の波形を示したタイミン
グ図である。
グ図である。
【図３】太陽電池の出力電圧・電流および電力の関係を
示したグラフである。
示したグラフである。
【図４】太陽電池に入射される太陽光の強さによる出力
電圧および電流の特性曲線を示したグラフである。
電圧および電流の特性曲線を示したグラフである。
【図５】太陽電池の周辺の温度による出力電圧および電
流の特性曲線を示したグラフである。
流の特性曲線を示したグラフである。
【図６】従来の最大電力追従器の構成を示した回路図で
ある。
ある。
【図７】従来の電力伝達の効率を最大化するためのシス
テムの構成を示したブロック図である。
テムの構成を示したブロック図である。
【図８】光電地の電力源の変換効率を向上させるための
可変インピーダンスの整合回路が結合された太陽エネル
ギーのシステムの構成を示した回路図である。
可変インピーダンスの整合回路が結合された太陽エネル
ギーのシステムの構成を示した回路図である。
１０ 太陽電池（ソーラーセルアレイ） ２０ 電力検出手段 ２４ 電流検出手段 ２６ 掛け算器 ３０ 信号発生手段 ４０ 最大電力点の判断手段 １００ ＤＣ−ＤＣコンバータ ２００ 負荷
Claims (4)
- 【請求項１】 太陽電池の出力電圧と出力電流に応答す
る電力検出信号を発生する電力検出手段と、 サンプリング信号を発生する信号発生手段と、 前記サンプリング信号に応答して以前の一定の期間の間
の前記電力検出信号により充電された第１電荷量と前記
一定の期間と同じ現在の一定の期間の間の前記電力検出
信号により充電された第２電荷量とを比較して現在の電
荷量より以前の電荷量がより大きければ、前記太陽電池
の出力電力が減少していると判断して、その判断信号を
発生する最大電力点の判断手段と、 を具備することを特徴とする最大電力点の検出回路。 - 【請求項２】 前記電力検出手段は、 前記太陽電池の出力電圧を検出して電圧検出信号を発生
する電圧検出手段と、 前記太陽電池の出力電流を検出して電流検出信号を発生
する電流検出手段と、 前記電圧検出信号と電流検出信号を乗じて前記電力検出
信号を発生する掛け算器と、 から構成されていることを特徴とする請求項１記載の最
大電力点の検出回路。 - 【請求項３】 前記信号発生手段のサンプリング信号
は、 一周期の間にハイ区間がロー区間よりもっと長い第１ス
イッチング信号と、 前記第１スイッチング信号のハイ区間程のシフティング
された第２スイッチング信号と、 前記第１および第２スイッチング信号と周期は同一であ
り、前記第１および第２スイッチング信号のハイ区間が
オーバラップされる区間において一周期のハイ区間を有
するクロック信号と、 前記第１および第２スイッチング信号と周期は同一であ
り前記クロック信号の下降エッジから上昇エッジを有す
るセット信号と、 を含むことを特徴とする請求項１記載の最大電力点の検
出回路。 - 【請求項４】 前記最大電力点の判断手段は、 比較器と、前記比較器の反転端子と接地との間に連結さ
れており、前記電力検出信号に応答して可変される第１
電流源と、 前記比較器の非反転端子と接地との間に連結され、前記
電力検出信号に応答して可変されており、前記第１電流
源と同一の電流の大きさを有する第２電流源と、 前記比較器の反転端子と非反転端子との間に連結された
キャパシターと、 前記比較器の反転端子と基準電圧との間に連結されてお
り、前記第１スイッチング信号のハイ区間にＯＮされ、
ロー区間にＯＦＦされる第１スイッチと、 前記比較器の非反転端子と基準電圧との間に連結されて
おり、前記第２スイッチング信号のハイ区間にＯＮさ
れ、ロー区間にＯＦＦされる第２スイッチと、 前記クロック信号に応答して前記比較器の出力をラッチ
しており、前記セット信号に応答して出力をセットさせ
るフリップフロップと、 を具備したことを特徴とする請求項１記載の最大電力点
の検出回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960016307A KR0164530B1 (ko) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 최대 전력점 검출회로 |
| KR1996-16307 | 1996-05-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1041535A true JPH1041535A (ja) | 1998-02-13 |
| JP3984322B2 JP3984322B2 (ja) | 2007-10-03 |
Family
ID=19458840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06847897A Expired - Fee Related JP3984322B2 (ja) | 1996-05-15 | 1997-03-21 | 最大電力点の検出回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5867011A (ja) |
| JP (1) | JP3984322B2 (ja) |
| KR (1) | KR0164530B1 (ja) |
| CN (1) | CN1185584A (ja) |
| DE (1) | DE19720214B4 (ja) |
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