JPS61102119A - 模擬太陽電池電源装置 - Google Patents

模擬太陽電池電源装置

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JPS61102119A
JPS61102119A JP59223182A JP22318284A JPS61102119A JP S61102119 A JPS61102119 A JP S61102119A JP 59223182 A JP59223182 A JP 59223182A JP 22318284 A JP22318284 A JP 22318284A JP S61102119 A JPS61102119 A JP S61102119A
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JP
Japan
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solar cell
voltage
current
circuit
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JP59223182A
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English (en)
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牛嶋 和文
邦穂 田中
池上 正志
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は出力電圧と出力電流との関係を太陽電池の出力
の電圧−電流特性と相似な関係に制御して、模擬太陽電
池として働かせることのできる直流電源装置の制御方法
に関するものである。
(口1 従来の技術 太陽電池の出力電圧−電流特性を模1徒できるΔ 直流電源装置において、従来より該装置の出力制御方式
についてのいくつかの提案がなされている(ただし、文
献として公開されているものは見当らない)。しかしな
がらこれらの提案の、1=Jれをとっても参照するため
の電圧−電流特性の光陽を前記直流電源装置の内部に持
ち、しかも該基準は電子回路によって作り出されるもの
であるためその設定値は有限個しか存在しない。従って
太陽′atS池の温度依存性等による微細な特性液化を
忠実に4負擬するには複雑な回路構成を採用しなけれは
ならないという問題点がある。
また太陽電池模擬電源装置の場名、その用途によりては
自然の日射量の変化を該電源装置の出力特性に反映しな
がら長期間に亘って運転することもあり、その場合には
、あらかじめ日射量と太陽電池特性との相関関係を知り
、実際の臼#J鍬ヶ検出して特性の基皐値を随時変更す
る磨製が生じ、非常に面倒な作業となる。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、簡単で新規な手法
によりて太陽電池の置かれた環境条件に反応する微細な
特性変化を太陽電池模擬電源装置の出力特性に反映する
該電源装置の制御方法を案出することである。
に)問題点を解決するための手段 そニター太陽電池t−設け、前記直流電源の出力電圧t
ilI記モニター太陽電池の端子電圧に比例した値に制
御すると共に、前記そニター太陽電池の出力電流を前記
直流電源の出力電流に比例した値に制御することにより
、前記モニター太陽電池出力の電圧−電流特性と相似な
出力特性を持つ直流電源出力を得るものである。
(ホ)作 用 モニター太陽電池の出力電圧が太陽電池模擬電源として
の直流電源の出力電圧の基準となり、前記モニター太陽
電池の出力電圧−電流特性がそのままの比例関係で前記
直流電源の出力に反映する。
(へ)実施例 先ず本発明の基本的な概念から説明する。
本発明では出力特性の基準として実際の太陽電池(以下
モニター太陽電池と称する)を用いる。
この基準用の太陽電池は、例えば出力定格が数1QQm
V程度である10aJの形状のものを用いれば良い。ま
た斯かるモニター太陽電池はその内部において単位セル
が直列或いは並列に電気接続されて配置された集積形の
ものを用いても良い。更にはモニター太陽電池として日
射条件等の諸条件が異なる太陽電池の直並列接続を模擬
するために個別に配置した複数個のモニター太陽電池を
直並列に電気接続して用いることも可能である。
上記の如きモニター太陽電池の出力電圧は、太陽電池模
擬電源の出力電圧の基準となる。一方モニター太陽電池
の出力は、日射量や周囲温度等の  、    I外的
環境条件が一定の下では、特有の電圧−電流特性を示し
、該モニター太陽電池の出力電流(又は負荷抵抗)の値
によりモニター太陽電池の出力電圧が決定される。
前記太陽電池模擬電源において、該模擬電源の出力電流
を検出してモの値に比例した電流(即ち一′定の定数で
前記出力電流を除算した値)をモニター太陽電池に供給
し、このときのモニター太陽電池の出力電圧に比例した
前記模擬電源の出力電圧(即ち一定の定数を前記モニタ
ー太陽電池の出力電圧に乗算した値)を得るように出力
制御(チーツバ回路或いはDC−DCコンバータによる
)を行う。チーツバ回路の場合周知の如く直流電力を任
意の出力レベルに制御できるから、前述の電圧及び電流
や、各々の比例定数を適宜選定すればモニター太陽電池
の出力の電圧−電流特性と相似な出力特性を有する太陽
電池模擬電源装置が得られる。
以上のように本発明による装置は、モニター太陽電池の
出力電圧を基準とする出力電圧制御部、出力電流検出部
、モニター太陽電池の出力電流制御部とを基本の構成g
累とする。
以下本発明の具体例を図面に沿って詳細に説明する。
第1図に本発明太陽電池模擬電a装置の回路構成をブロ
ック図で示す。
+11は商用電力源、(2)は該商用電力源(11から
の三相交流電流を直流に変換する三相整流器、(31は
該整流器(2)より得られた直流の出力電圧を制御する
降圧形チーツバ回路部、(4)は該チロツバ回路部(3
)介挿されている。
一方(61は本発明装置の基準となるモニター太陽電池
である。このモニター太陽電池(6)は、10cJのガ
ラス基板中に9個の1■列回路を形成してなる集積形ア
モルファスシリコン太陽電池を用いている。尚前記モニ
ター太陽7!l池(6)の出力は与えられた光量により
電圧−電流特性がきまり、また取り出す電流値により動
作電圧が決まるものである。
(7)は前記モニター太陽電池(6)に接読され、該電
池(61より電流を取り出す電流シンク回路である。
このシンク回路(1)は、前記分流器(5)より得られ
る図示しない負荷の電流に比例した電圧を前記分流器(
5)とシンク回路(7)間に介挿δれた検出アンプ(8
)により検出し、この検出電圧により前記シンク回路(
7)のシンク電流値が決まるように構成された定電流回
路の−っである。
このような回路構成によって得られる本発明電源装置の
出力の′シ圧−電流特性は、各々フィードバックの分圧
比或いは分流比を調整することにより任意Q値を選ぶこ
とがでさる。
(9)は助記神圧形チ薯ツバ回路部(3)に制御信号を
送るp WM パルス発生回路部である。このPWMパ
ルス発生回路部(9)はキャリア周波数2KHzのノコ
キリ波比較方式でおり、スイッチング電源用の汎用IC
を用いて構成するものである。
(101は前記PWMパルス発生回路tfll(9)に
前記降圧形チ1ツバ回路部(31の出力電圧と前記モニ
ター太陽電池(61の出力電圧とt反転増巾器Iに入力
し。
その出力電圧の電位差に応答した信号を供給する誤差増
巾器である。この誤差増巾器aαの出力(1号は前記P
WMパルス発生回路部(9)内で前記ノコギリ波とレベ
ル比較される。尚前記誤差増巾器(11に入る前記降圧
形テ1ツバ回路部(3)の出力電圧は分圧器α2を経て
から後該誤差増巾器(lO)に入る。
第2図fal、(1)Iは共に前記降圧形ブー8ツバL
、i路部(3)の一実施例を示している。何れのL¥]
路もノ4知の回路方式でめるがfatの回路においてト
ランジスタ(Ql)の6tJ記PWMパルス発生回路部
(9)によるオン・オフ制御により、前AQf*ツバ回
路部(9)の入力を降圧した出力電圧が得られるもので
ある。
また(biの回路は@d己(alの回路にia記トラン
ジスタ(Ql)のエミッタにそのコレクタf 41 r
xAしてなるトランジスタ(Ql)と前i己トランジス
タ(Ql)のコレフタルエミッタ間に漫続されて7よる
ダイオード(D2)を付加したものでらる。このことに
より前11チWツバ回路部(3)の出刃側から入力側へ
電力を回生できるようにし、出力側の制御性を改善した
ものである。即ち前記トランジスタ(Ql)のオン・オ
フ動作により、PI+I記ナヨツパ回路ff1l i3
1の出力端の′電圧な昇圧して入力端へ送出すもので、
特に(blの回路は双方向に電力斐侯が可能なチ、ツバ
回路である。
第5図は前記第2図の(alに示された降圧形チ冒ツバ
回路を用いた本発明太陽電池模擬電源装置の全体回路図
である。この回路図において前記第1図と対照して各S
t説明すると、(SH)は分流器であり、前記検出アン
プは増巾器■翻でおる。
旬記増巾器■C211の出力側に接続されfcIKΩの
分圧器′221の出力として出力電流30A当たり12
0Wlvの電圧が得られる。前記電流シンク回路部はf
m起分圧器のの出力を一方の比較48号として入力する
増巾器■儲と該増巾器■Uの出力端に接続されてなるM
OS−FETt241とによって構成され。
1202FJVのシンク入力電圧当たり12(IIAの
シンク出力電流を発生する。
増巾器■磯は反転増巾器であり、56にΩの抵抗四と5
にΩの可変抵抗固よりなる分圧器@の出力を反転増巾し
、モニター太陽電池(8B)の出力電圧(即ち該太陽電
池(8E)の負荷に入力側の一端を接続してなるパック
アアンプ■■の出力電圧)と加算して得られる信号によ
りパルス幅変調(PWM)パルスを作り、このパルスを
後述の誤差増巾器KA1(至)へ送る。PWMパルスは
汎用l0CII)(本実施例では日本電気■製造販売の
TL494)によって2KHzのノコギリ波と前記工C
(30内部の誤差増巾器EA1.30)の出力とをレベ
ル比較することにより得られるものである。
図はドライブ回路であり、入力絶縁型のパルス増巾器に
よって構成され、分離電源田により作動してチ冒ツバト
ランジスタ(2)にベース電流を与えて該トランジスタ
(至)を制御するものである。ここで残90回路構成要
素について簡単に説明すると。
(至)は齢記誤差増巾器EA1ωのオフセット調整用回
路部、(至)は前記ノコギリ波の周波a k 2 K 
Hzにする回路部、(至)は周知のスパナ回路、μsは
本発明電源装置の直流出力を平滑する平滑コンデンサ鴎
は該平滑コンデンサ關の放電抵抗、(ト)は前記チ冒ツ
バトランジスタ□□□と分流器(SH)間に介挿されて
なるチョークコイルである。
第4図は前記モニター太陽電池(SB)の出力及び本発
明電源装置の出力(第6図の出力端子もUT〜−0UT
間)の電圧−電流静特性を示すもへ のである。図中・・・で示すのがモニター太陽電池(8
B)の出力特性で、−で示すのが電源装置の出力であり
、横軸には両者でスケールを変えて電圧をとり、縦軸に
は同じく両者でスケールを変えて電流をとっている。こ
の図から明らかなように出力静特性に関しては、モニタ
ー太陽電池(8B)と電源装置との出力特性は互いに相
似で良好な出力特性であると言える。尚この図に訃いて
モニター太陽電池(SB)にはAMlの日射光量条件下
において短絡電流I!’lo=120mA、開放電圧6
.6vのものを使用し、その工qoの値が20mA、5
0mA、80mAとなった時のデータをプロットしてい
る。このように何如なる日射条件でありでも本発明電源
装置の出力はモニター太陽電池の出力と相似な特性とな
る。
(ト1 発明の効果 本発明は以上の説明の如く、自然光或いは擬似太陽光が
照射されるモニター太陽電池と、出方電圧を変化させる
ことのできる直流電源とを有するものにおいて、前記直
流電源の出力電圧を前記モニター太陽電池の端子電圧に
比例した値に制御すると共に、前記モニター太陽電池の
出力電流を前記直流電源の出力電流に比例した値に制御
することにより、前記モニタ太陽電池出力の電圧−電流
特性と相似な出力特性を持つ直流電源出力を得るもので
あり、モニター太陽電池の出力特性がそのまま比例関係
で電源製置の出力特性に反映し、希望する種類、形式、
定格を有する太陽電池を模擬できるため、応用システム
機器類の動作試験を行う場合などには有効である。また
小面積のモニター太陽電池を出力制御回路に組み込んで
実際に動作させ、その出力特性を参照しながら電源装置
の出力電圧を制御する方式を用いているのでモニター太
陽電池に加える自然光または擬似太陽光によりその出力
電力を規定でき、多くの応用範囲が考えられるものとな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明模擬太陽電池電源装置の回路構成を示す
ブロック図、第2図(aHblは相異なるチ。 ツバ回路の実施回路図、第5図は本発明の具体的な一実
施回路の全体回路配線図、第4図は本発明に!装置とモ
ニター太陽電池との出力特性図である。 f61(S B ) ・−モニター太陽電池、f31C
341・−降圧形チ、ツバ(直流を源)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)自然光或いは疑似太陽光が照射されるモニター太
    陽電池と、出力電圧を変化させることのできる直流電源
    とを有するものにおいて、前記直流電源の出力電圧を前
    記モニター太陽電池の端子電圧に比例した値に制御する
    と共に、前記モニター太陽電池の出力電流を前記直流電
    源の出力電流に比例した値に制御することにより、前記
    モニター太陽電池出力の電圧−電流特性と相似な出力特
    性を持つ直流電源出力を得ることを特徴とする模擬太陽
    電池電源装置。
JP59223182A 1984-10-23 1984-10-23 模擬太陽電池電源装置 Pending JPS61102119A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020137305A (ja) * 2019-02-21 2020-08-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 電力システム

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JPS5934383B2 (ja) * 1976-05-07 1984-08-22 デユルコツプヴエルケ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング ミシンの上部送り装置
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