TWI448045B - Power control devices, power control methods, and power supply systems - Google Patents

Power control devices, power control methods, and power supply systems Download PDF

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TWI448045B
TWI448045B TW100134857A TW100134857A TWI448045B TW I448045 B TWI448045 B TW I448045B TW 100134857 A TW100134857 A TW 100134857A TW 100134857 A TW100134857 A TW 100134857A TW I448045 B TWI448045 B TW I448045B
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Masayuki Yokoyama
Tomotaka Miyashiro
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Sony Corp
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    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
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Description

電力控制裝置、電力控制方法、及供電系統
本案係關於一種控制由發電元件生成之電力之供給之電力控制裝置、電力控制方法、及供電系統者。
作為環境保護對策，要求開發不排放二氧化碳或污染物質之潔淨能源。尤其，近年來，太陽光發電或風力發電之普及不斷擴大。
尤其，太陽光發電元件已進入可配置於住宅屋頂等之太陽能電池(太陽電池板)之低價格化或高發電效率化，同時亦於普通家庭中逐漸普及。
又，太陽光發電元件亦進入小型化，且裝載有太陽能電池之行動電話等亦開始進行販賣。
太陽能電池係性質與乾電池等恆電壓源不同，且具備作為依存於端子間之電壓之電流源之性質。
因此，為了自太陽能電池獲得最大輸出，而必需使與太陽能電池連接之負載之電壓與太陽能電池之最大工作點電壓一致。
又，於太陽能電池之電流電壓特性中，電力成為最大之最大工作點(MPP：Maximum Power Point，最大功率點)僅存在一點。
然而，太陽能電池之電流電壓特性係依存於照度或溫度等環境進行變化，因此，獲得最大工作點電壓之控制必需於太陽能電池連接設備動作時進行。
如此之用以於設備動作時獲得最大工作點之控制係稱作MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率點追蹤)控制。
提出有多種用以使用如此之太陽能電池對作為負載之蓄電池進行充電之充電控制方法。
已知有通常藉由將蓄電值之端子開路電壓與閾值比較而進行滿量充電偵測之充電控制方法(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1之充電控制方法係於第1步驟中以一定時間間隔重複進行充電與開路。於第2步驟中當開路電壓達到一定電壓以上時停止充電。繼而，於第3步驟中，若電壓成為恢復充電電壓以下，則再次返回至第1步驟恢復充電。
又，提出有多種執行MPPT控制之方法，但作為直流路徑之方法之一，已知有以下之技術(例如參照專利文獻2)。
該技術係應用使由太陽能電池產生之直流電壓升壓或降壓，在負載中對蓄電池進行充電之DC-DC(Direct Current-Direct Current，直流-直流)轉換器之充電控制方式。該充電控制方式係於將輸入電壓與輸出電壓進行比較，且比值在一定以內時，自負載側切斷DC-DC轉換器，使太陽能電池與蓄電池直接連接(直結)。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3795370號
t專利文獻2]日本專利特開昭62-154122號公報
然而，專利文獻1揭示之充電控制方法存在以下之不利因素。
於太陽能電池之情形時，導致將開路時之發電電力捨棄，因此，若開路時間之比例較高，則滿量充電到達時間變長。
若自開路起至下一開路為止，時間間隔較長，則存在滿量充電偵測延遲導致過量充電之虞。
由於即便充電量尚少。亦進行開路，故而充電時間變長。
又，專利文獻2揭示之充電控制方法係於將輸入電壓與輸出電壓進行比較，且比值在一定以內時，自升壓起切換成直結，但當切換成直結時，存在因比值之閾值而使最大工作點電力變少、或者無法發電之情形。
本案之目的在於提供一種可以維持太陽能電池等發電元件之最大工作點之方式進行控制，且可避免電力損耗之電力控制裝置、電力控制方法、及供電系統。
本案之第1觀點之電力控制裝置包含：電力路徑切換部，其可連接發電元件，且根據路徑切換信號而切換對負載側蓄電元件之電力路徑；電壓轉換部，其可將經由上述電力路徑切換部供給且由上述發電元件發電之電壓位準轉換並供給至上述負載側蓄電元件；特性測定電路，其具有測定上述發電元件之開路電壓之功能，且基於測定之開路電壓而獲得上述發電元件之最大工作點電壓；及控制部，其係將上述路徑切換信號輸出至上述電力路徑切換部，上述路徑切換信號係對應根據上述發電元件之上述開路電壓及上述最大工作點電壓中之至少上述最大工作點電壓與上述負載側蓄電元件之電壓之大小關係而生成之切換閾值、與上述負載側蓄電元件之比較結果；且，上述電力路徑切換部根據上述路徑切換信號，形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑、或將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑。
本案之第1觀點之電力控制方法係於進行將發電元件連接於可將由該發電元件發電之電壓位準轉換後供給至上述負載側蓄電元件之電壓轉換部、或將發電元件直接連接於該負載側蓄電元件之電力路徑之切換時，測定上述發電元件之開路電壓，且基於測定之開路電壓，獲取上述發電元件之最大工作點電壓，且根據上述發電元件之上述開路電壓及上述最大工作點電壓中的至少上述最大工作點電壓與上述負載側蓄電元件之電壓之大小關係，設定切換閾值，根據上述負載側蓄電元件與該切換閾值之比較結果，形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑、或將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑。
本案之第2觀點之供電系統包含進行電力發電之發電元件、將由上述發電元件發電之電力蓄電之蓄電元件、及將上述發電元件之電力供給至負載側之上述蓄電元件之電力控制裝置；且上述電力控制裝置包含電力路徑切換部，其可連接發電元件，且根據路徑切換信號而切換對負載側蓄電元件之電力路徑；電壓轉換部，其可將經由上述電力路徑切換部供給且由上述發電元件發電之電壓位準轉換並供給至上述負載側蓄電元件；特性測定電路，其具有測定上述發電元件之開路電壓之功能，且基於測定之開路電壓而獲得上述發電元件之最大工作點電壓；及控制部，其係將上述路徑切換信號輸出至上述電力路徑切換部，上述路徑切換信號係對應根據上述發電元件之上述開路電壓及上述最大工作點電壓中之至少上述最大工作點電壓與上述負載側蓄電元件之電壓之大小關係而生成之切換閾值、與上述負載側蓄電元件之比較結果；上述電力路徑切換部根據上述路徑切換信號，形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑、或將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑。
本案之第3觀點之電力控制裝置包含進行由發電元件發電之電力之負載側蓄電元件之充電控制之控制部，上述控制部係監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且，根據上述蓄電元件或上述發電元件之電壓或電流，變更上述蓄電元件之端子開路時間間隔。
又，本案之第3觀點之電力控制裝置包含進行由發電元件發電之電力之負載側蓄電元件之充電控制之控制部，上述控制部係監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且，以在上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之前，不進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
本案之第3觀點之電力控制方法係於進行由發電元件發電之電力之負載側蓄電元件之充電控制時，監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時、或者於對於上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且，根據上述蓄電元件或上述發電元件之電壓或電流，變更上述蓄電元件之端子開路時間間隔。
又，本案之第3觀點之電力控制方法係於進行由發電元件發電之電力之負載側蓄電元件之充電控制時，監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且，以在上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之前，不進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
本案之第4觀點之供電系統包含進行電力發電之發電元件、將由上述發電元件發電之電力蓄電之蓄電元件、及將上述發電元件之電力供給至上述蓄電元件之電力控制裝置，上述電力控制裝置包含進行由發電元件發電之電力之負載側蓄電元件之充電控制之控制部，上述控制部係監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時、或者於對於上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且，以上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之前，不進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
根據本案，可以維持太陽能電池等發電元件之最大工作點之方式進行控制，且可避免電力損耗。
以下，與圖式參照說明本案實施形態。1.供電系統之整體構成2.發電元件之構成例3.蓄電元件之構成例4.電力控制裝置之構成例5.使用不同種類之太陽能電池之情形
<1.　供電系統之整體構成>
圖1係表示本案實施形態之供電系統之整體構成之一例的圖。
該供電系統10係包含發電元件20、電力控制裝置30、及蓄電元件40，作為主要構成要素。
又，供電系統10係包含連接於電力控制裝置30之熱敏電阻50。
本供電系統10係構成為不僅可在日光下，而且可在遮蔭處或間接光、明亮之室內等日常環境下，自太陽能電池等發電元件20對作為二次電池之蓄電元件(電池)40進行充電(蓄電)。
尤其，電力控制裝置30係形成為將由發電元件20發電之電力無浪費地活用於充電之充電控制LSI(Large Scale Integration，大型積體電路)。
電力控制裝置30係可將Li+型(含聚合物)二次電池作為蓄電元件40進行連接充電。
電力控制裝置30係可連接1個或複數個發電元件20。本實施形態係表示連接有1個發電元件20之例。
於本實施形態中，電力控制裝置30可利用包含單芯之任意串聯數之單電池。
電力控制裝置30係可利用各種發電元件20，且可以不依存於發電元件20之電力-電壓特性而獲得最大效率之方式進行控制。
電力控制裝置30係可藉由進行追蹤發電元件(太陽能電池)20之最大電力工作點之MPPT控制而高效率地進行充電。電力控制裝置30亦可於單芯之發電元件20中進行MPPT控制。
電力控制裝置30係可進行對於蓄電元件40之充電控制、及太陽能電池之電力控制。
電力控制裝置30係採用對於可藉由將蓄電元件之端子開路電壓與閾值電壓進行比較而進行滿量充電偵測之蓄電池之充電控制。
而且，電力控制裝置30係監視蓄電元件40之電壓，且於蓄電池端子開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時，可進行停止充電之充電控制，且以隨著蓄電池之電壓變高，蓄電元件之端子開路時間間隔變短之方式進行控制。而且，電力控制裝置30係於自太陽能電池等發電元件20之輸出出現變動之電源，對蓄電元件40進行充電之情形時，以隨著電源之輸出變高，開路時間間隔變短之方式進行控制。
又，電力控制裝置30係以如下之方式進行控制：於蓄電元件端子開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形下，當進行停止充電之充電控制時，於不使蓄電池端子開路情況下，充電時之電壓達到滿量充電電壓以上之前，不進行使電池端子開路之滿量充電偵測。
藉此，電力控制裝置30於對蓄電元件40充電過程中，可減少滿量充電偵測時之充電損耗，又，可防止過量充電。
電力控制裝置30係可進行是否輸入至升壓型或降壓型之DC-DC轉換器等電壓轉換部進行升壓、降壓，從而切斷電壓轉換部而進行直結等切換控制。
電力控制裝置30係於藉由升壓型之DC-DC轉換器而形成電壓轉換部之情形時，對切換發電元件20之輸出，進行通過電壓轉換部(升壓電路)對蓄電池進行充電、或者不通過電壓轉換部進行充電、或者未經動作地對蓄電元件進行充電之控制。
此時，電力控制裝置30求出太陽能電池等發電元件20之開路電壓Voc與最大工作點電壓Vpm，且將其間之電壓設定為切換點。
電力控制裝置30係於藉由降壓型之DC-DC轉換器形來成電壓轉換部之情形時，對切換發電元件20之輸出，進行通過電壓轉換部(降壓電路)對蓄電元件進行充電、或者不通過電壓轉換部進行充電、或者未經動作地對蓄電元件進行充電之控制。
此時，電力控制裝置30求出太陽能電池等發電元件20之最大工作點電壓Vpm，且將最大工作點電壓Vpm以下之電壓設定為切換點。
藉此，電力控制裝置30可於來自太陽能電池等發電元件20之充電過程中，以簡單之電路構成獲得發電效率較高之充電電力。
電力控制裝置30係可控制對於蓄電元件40之充電開始及結束(滿量充電)。
電力控制裝置30係具有例如於達到固定或可變之充電結束電壓之時刻停止充電之功能。
電力控制裝置30具有例如於充電停止之後，在達到固定或可變之充電開始電壓之時刻開始充電之功能。
電力控制裝置30係可藉由例如外接之電流控制電阻，而控制高照度時之最大充電電流。此情形之電流控制閾值可藉由外接測定流入蓄電元件40中之充電電流之電阻而設定。
電力控制裝置30係具備藉由自蓄電元件40朝向發電元件20之防逆流二極體之旁路控制一面防止逆流，一面降低正向電壓VF之損耗之功能。
電力控制裝置30係具備於檢測出蓄電元件40之開路電壓達到一定值之滿量充電偵測後，自負載驅動用端子輸出發電元件20之電力之功能。
電力控制裝置30係於蓄電元件40處於電壓為特定電壓以下、例如2.7 V以下等過量放電狀態時，可進行初始充電直至電壓恢復為止。於此情形時，電力控制裝置30可使用例如外接之電流限制電阻，減小(縮小)電流進行充電。
電力控制裝置30係具備使用例如外部連接之熱敏電阻，防止0℃以下或者60℃以上之充電之功能。
電力控制裝置30係可藉由例如外部賦能端子，控制向充電之停止及休眠模式之轉移。
又，電力控制裝置30亦可構成為可將輸出電力資訊輸出。
以下，對各部分之具體性構成及功能之一例進行說明。
以下，說明發電元件20、蓄電元件40之構成及功能之後，對電力控制裝置30之具體性構成及功能進行詳細敍述。
<2.發電元件之構成例>
發電元件20係具有藉由太陽光或風力等自然能源進行發電之功能，且將發電之電力供給至電力控制裝置30。
於本實施形態中，作為發電元件20，採用利用太陽光之光電轉換之太陽光發電板、例如太陽能電池。
圖2係表示作為本實施形態之發電元件之太陽光發電板之等效電路的圖。
如圖2之等效電路所示，太陽光發電板(太陽能電池)21係藉由光輸入而產生電流。
於圖2中，將光輸入OPT置換成電動勢(Iph)且表現為電流Ish。
進而，於圖2中，以串聯電阻Rs表示太陽能電池21之基盤、受光層、電極部之電阻之總和，且以Rsh表示太陽能電池21之損耗電阻。
於圖2中，以I表示太陽能電池21之輸出電流，以V表示輸出電壓。
太陽能電池21係若光入射量較多(亮)則電流變多，若光入射量少(暗)則電流變少。於圖2之等效電路中，以電流源之大小表示光之亮度。若電壓變高，則電流逐漸降低。
該等效電路係構成為使電流源22、二極體23及電阻24並列連接，進而，使電阻25串聯連接。
電流源22係供給光電流Iph ，且二極體23為理想二極體。若使太陽能電池21之端子間之電壓V上升，則來自電流源22之電流Iph 流入二極體23，因此，流入端子側之電流I隨 著電壓V之上升而減少。
圖3係表示普通太陽能電池之電流電壓特性之圖。
太陽能電池21係若端子間之電壓值固定，則輸出電流值固定為唯一。
將電流值為0時之端子間之電壓稱作開路電壓(Voc)，將端子間之電壓值為0時之輸出電流值稱作短路電流(Isc)。
如上所述，於太陽能電池之電流電壓特性之曲線中，電力(=電壓×電流)達到最大之最大工作點僅存在一點。
將該最大工作點中之電流稱作最大工作點電流(Ipm)，且將最大工作點中之電壓稱作最大工作點電壓(Vpm)。
因上述太陽能電池之特性，必需使與太陽能電池連接之負載之電壓與太陽能電池之最大工作點電壓一致，以自太陽能電池中獲得最大輸出。
太陽能電池之電流電壓特性係依存於照度或溫度等環境而變化，因此，必需於太陽能電池連接設備動作時進行獲得最大工作點電壓之控制。
本實施形態係於電力控制裝置30中，對切換發電元件20之輸出，進行通過作為DC-DC轉換器之電壓轉換部對蓄電元件進行充電、或者不通過電壓轉換部進行充電、或者未經動作地對蓄電元件進行充電之控制。
此時，電力控制裝置30係於升壓型之DC-DC轉換器之情形時，求出太陽能電池等發電元件20之開路電壓Voc與最大工作點電壓Vpm，並其間之電壓設定為切換點。電力控制裝置係於降壓型之DC-DC轉換器之情形時，求出太陽能電池等發電元件20之最大工作點電壓Vpm，並將最大工作點電壓Vpm以下之電壓設定為切換點。
又，本實施形態係於電力控制裝置30中，監視蓄電元件40之電壓，且於蓄電池端子開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時，進行停止充電之充電控制，且以隨著蓄電元件之電壓變高，蓄電元件之端子開路時間間隔變短之方式進行控制。而且，電力控制裝置30係於自太陽能電池等發電元件20之輸出出現變動之電源對蓄電元件40進行充電之情形時，以隨著電源之輸出變高，開路時間間隔變短之方式進行控制。
又，於電力控制裝置30中，當進行充電控制時，以於不使蓄電池端子開路情況下，充電時之電壓達到滿量充電電壓以上之前，不進行使蓄電池端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
由太陽能電池21獲得之電力係為直流，且將該直流電力(DC電力)供給至電力控制裝置30。
<3.　蓄電元件之構成例>
蓄電元件40係將由電力控制裝置30供給之電力進行蓄電。
蓄電元件40可採用例如電雙層電容器或鋰離子型二次電池等之類的充電電壓進行變化者。
圖4係表示本實施形態之蓄電元件之構成例之圖。
圖4之蓄電元件40係包含電池組41、充電控制場效電晶體(FET：Field Effect Transistor)42、放電控制FET43、二極體44、及電流檢測電阻45。
蓄電元件40係正極端子T1及負極端子T2連接於作為負載之電子設備之正極端子及負極端子。
於蓄電元件40中，在電力控制裝置30之控制下，經由充電控制FET42、放電控制FET43、二極體44、及電流檢測電阻45對電池組41進行充放電。
電池組41係為鋰離子二次電池等二次電池，且串聯及/或並列連接有複數個單電池之電池組。
圖4之例係表示串聯連接有3個單電池之情形。
於本實施形態中，電力控制裝置30進行用以防止蓄電元件40之過量充電或過量放電之控制、或者充電時以可安全進行充電之方式進行控制。
於蓄電元件40中，每隔特定時間測定電池組41及電池組41內之單電池各自之電壓，且每隔特定時間測定電流檢測電阻45中流動之電流之大小及方向。
於蓄電元件40中，基於測定之電壓值及電流值，在電池組41中之任一芯之電壓達到過量充電檢測電壓時，將充電控制FET42控制為斷開。
於蓄電元件40中，當電池組41之電壓達到過量放電檢測電壓以下時，將放電控制FET43控制為斷開，防止過量充電或過量放電。
此處，於鋰離子電池之情形時，將過量充電檢測電壓規定為例如4.2 V±0.5 V，將過量放電檢測電壓規定為2.4 V±0.1 V。
作為對於電池組41之充電方式，通常使用CCCV(Constant Current Constant Voltage；恆定電流恆定電壓)充電方式。
CCCV充電方式係於電池組41之電壓達到特定電壓之前，以恆定電流進行充電(CC充電)，且於電池組41之電壓達到特定電壓之後，以恆定電壓進行充電(CV充電)。繼而，於充電電流收斂為大致0[A]之時刻充電結束。
<4.　電力控制裝置之構成例>
如圖1所示，電力控制裝置30係包含電壓轉換部31、及作為包含於電力路徑部中之電力路徑切換部之電力開關電路32。
電力控制裝置30係包含特性測定電路33、第1控制部34、第2控制部35、防逆流電路36、電流電壓限制電路37、及啟動電路38，作為主要構成要素。
電壓轉換部31係具有使由發電元件20發電且藉由電力開關電路32而選擇性供給之電壓升壓或降壓之功能。
電壓轉換部31係通過例如電力開關電路32及防逆流電路36，將經升壓或降壓所得之電壓供給至蓄電元件40。
電壓轉換部31係包含例如DC-DC轉換器。
對於該電壓轉換部31之具體性構成，隨後進行詳細敍述。
[電力開關電路之構成例]
電力開關電路32係具有按照第1控制部34或第2控制部35之控制，決定發電元件(太陽能電池)20、電壓轉換部(升壓及降壓電路)31、及蓄電元件(二次電池)40間之連接關係之功能。
即，電力開關電路32係作為電力路徑切換部發揮功能。
本實施形態之電力開關電路32係按照第1控制部34或第2控制部35之控制，進行將發電元件20連接於電壓轉換部31且將其輸出連接於蓄電元件40側、或者將發電元件20之輸出直接連接於蓄電元件40側等之切換控制。
圖5係表示本案實施形態之電力開關電路32之構成例的圖。
圖5之電力開關電路32係包含開關SW1、SW2而構成。
開關SW1係端子a連接於發電元件(太陽能電池)20之電壓輸出線，端子b連接於電壓轉換部31之輸入端子，端子c連接於開關SW2之端子c。
開關SW2係端子a連接於蓄電元件(蓄電池)40之電壓輸入線，端子b連接於電壓轉換部31之轉換電壓之輸出線。
開關SW1及SW2係若以例如高位準接收第1控制部34之路徑切換信號PATH，則將端子a連接於端子b，若以低位準接收第1控制部34之路徑切換信號PATH，則將端子a連接於端子c。
如此般，電力開關電路32係若以高位準接收路徑切換信號PATH，則形成將發電元件20連接於電壓轉換部31且將其輸出連接於蓄電元件40側之路徑。
電力開關電路32係若以低位準接收路徑切換信號PATH，則將電壓轉換部31與作為負載之蓄電元件40切離，形成將發電元件20直接連接(直結)於蓄電元件40側之路徑。
繼而，對電力控制電路之特性測定電路33、以及與其測定結果相對應的第1控制部34之電力路徑或電壓轉換部31等之控制進行說明。
[特性測定電路之構成例]
特性測定電路33係具有測定發電元件(SC1)20之短路電流Ish、開路電壓Voc之功能。
特性測定電路33係於選擇包含具有升壓電路及降壓電路之電壓轉換部31之電力路徑之情形時，進行用以利用電壓轉換部31進行MPPT控制之電流-電壓(I-V)測定。
第1控制部34係基於特性測定電路33之測定結果，進行電力開關電路32之電力路徑之選擇控制。
第1控制部34係於當在選擇之電力路徑中電路進行動作時，選擇包含具有升壓電路及降壓電路之電壓轉換部31之電力路徑之情形時，基於例如I-V測定結果，進行電壓轉換部31中之MPPT控制。
[特性測定電路之控製法]
一般而言，當需要於發電元件(太陽能電池)進行之充電中，高能效地進行充電時，使用進行MPPT控制且使用升壓電路之方法。
於本實施形態中，為了進行高能效充電，而進行如下控制：根據判定結果，變更1個或複數個發電元件(太陽能電池)之連接或電壓轉換部(升壓及降壓)電路之連接，使太陽能電池充電電路之電路構成達到最佳化。
為了於電力開關電路32中實現最佳之電路構成，而基於特性測定電路33之測定結果，對電力開關電路32進行最佳控制。
特性測定電路33係為了獲得用以選擇電力路徑之資訊，而測定發電元件(SC1)20之開路電壓Voc及短路電流Ish。
特性測定電路33係將測定結果供給至第1控制部34。
特性測定電路33為了進行MPPT控制，而測定發電元件(SC1)20之電壓VC1。
特性測定電路33係將測定結果供給至第1控制部34及第2控制部35。於此情形時包含電阻值R之資訊。藉由V/R而求出動作時之電流I。
再者，第1控制部34係若自第2控制部35收到停止充電處理之指示，則以使電力開關電路32之所有開關開路，阻斷發電元件20之輸出與電壓供給線LV1之連接之方式進行控制。
[特性測定電路之具體性構成例]
圖6係表示本實施形態之特性測定電路之構成例之電路圖。
為了觀察發電元件(太陽能電池)20根據此時之光狀況，產生何種程度之電流及電壓之類的發電元件之動作特性，亦即，必需測定電流及電壓之微小變化量。
目前為止，通常採用連接放大器等，將電流、電壓之變化量放大之方法。
本例係進行使用電容器C1之測定，作為分析發電元件(太陽能電池)20產生何種程度之電流及電壓之方法。
本例係如圖6所示，將電容器C1串聯連接於發電元件(太陽能電池)20。
又，於圖6之特性側的電路33A中，連接有用以於連接節點ND1與基準電位VSS之間重置電容器C1之開關電晶體Q1。
開關電晶體Q1係由NMOSFET(N-type Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，N型金屬氧化物半導體場效電晶體)而形成，且將重置信號RST選擇性供給至閘極。
可藉由以某一定之時間間隔測定對電容器C1之充電電壓，而測定當前環境下之I-V特性。
[數1]
V=Q/C,Q=∫i(t)dt
該特性側的電路33A係即便並非單純凸型之P-V特性，亦可搜尋MPP，且無需進行所謂之登山處理，亦可利用電壓調節法進行控制。
尤其，於在根據開路電壓之MPP推論中不足之情形時較為有效。
又，若可沿用電壓轉換部31之升壓電路之電容器，則無需追加零件便可進行測定。
[第1控制部34對電力開關電路32之切換控制]
此處，對電壓轉換部31為升壓型DC-DC轉換器之情形時、及降壓型DC-DC轉換器之情形時之第1控制部34對電力開關電路32之直結切換控制進行說明。
[升壓直結切換控制]
首先，對電壓轉換部31為升壓型DC-DC轉換器之情形時第1控制部34之升壓直結切換控制進行說明。
如參照圖5所說明，本實施形態之電力控制裝置30基本而言包含通過升壓系統之電壓轉換部31自供電元件(太陽能電池)20對蓄電元件(蓄電池)40進行充電之電路之構成。
而且，第1控制部34係進行如下之切換控制，即，電力開關電路32將發電元件20連接於電壓轉換部31且將其輸出連接於蓄電元件40側、或者將發電元件20之輸出直接連接於蓄電元件40側等。
圖7係用以說明本實施形態之升壓直結切換控制之概念的表示太陽能電池之電力電壓特性之圖。
第1控制部34係將蓄電元件(蓄電池)40之電壓VBAT 與發電元件(太陽能電池)20之最大工作點電壓Vpm、及發電元件(太陽能電池)20之開路電壓Voc進行比較，且將滿足Vpm≦VBAT ≦Voc之電壓作為升壓直結切換控制之切換閾值。
即，第1控制部34將蓄電元件40之電壓VBAT 為發電元件20之最大工作點電壓Vpm以上且發電元件20之開路電壓Voc以下之電壓作為切換閾值。
例如，第1控制部34將VBAT >(Vpm+Voc)/2作為閾值。
即，作為一例，第1控制部34將判定蓄電元件40之電壓VBAT 是否大於發電元件20之最大工作點電壓Vpm與發電元件20之開路電壓Voc之平均值的電壓Vddc_start作為切換閾值。
第1控制部34係於蓄電元件40之電壓VBAT 為發電元件20之最大工作點電壓Vpm以下時，判斷無需進行升壓。
又，第1控制部34係於蓄電元件40之電壓VBAT 為發電元件20之開路電壓Voc以上時，判斷必需進行升壓。
因此，藉由於其間之區域中設定切換閾值，而使發電效率不會較大地降低。
於本實施形態，在特性測定電路33中，定期地測定開路電壓Voc，判斷應連接於升壓系統電壓轉換部31抑或是將發電元件20與蓄電元件40直結。
該判斷中使用之最大工作點電壓Vpm可將測定之開路電壓乘以特定之係數Coef、例如0.8，並利用電阻分壓而求得。
圖8係表示本實施形態之升壓系統之電壓轉換部時之發電元件之最大工作點電壓之檢測系統的電路圖。
圖8之最大工作點電壓之檢測系統MVDTB係包含電阻分壓部RDVB 10、RDVB 20、及比較器CMPB 10而構成。
檢測系統MVDTB係例如將電阻分壓部RDVB 10、RDVB 20配置於特性測定電路33，將比較器CMPB 10配置於第1控制部34。
或者，亦可構成為將整個檢測系統MVDTB配置於特性測定電路33，且將比較器CMPB 10之判定結果通知第1控制部34。
電阻分壓部RDVB 10係使發電元件20之電壓輸出線與基準電位(此處為接地電位)GND間之電阻元件RB11、RB12串聯連接而構成，且其之連接節點NDB11中經電阻分壓之電壓表現為最大工作點電壓Vpm。
電阻分壓部RDVB 20係使電阻元件RB21、RB22串聯連接於經測定之開路電壓Voc之供給線與最大工作點電壓Vpm之供給線之間而構成，且將其之連接節點NDB 21中經電阻分壓之閾值電壓表現為{(Vpm+Voc)/2}。
比較器CMPB 10係將蓄電元件40之電壓VBAT 與閾值電壓{(Vpm+Voc)/2}進行比較。
比較器CMPB 10係於電壓VBAT 高於閾值電壓{(Vpm+Voc)/2}之情形時，作為必需升壓而以例如高位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以高位準接收路徑切換信號PATH時，則形成將發電元件20連接於電壓轉換部31且將其輸出連接於蓄電元件40側之路徑。
比較器CMPB 10係於電壓VBAT 為閾值電壓{(Vpm+Voc)/2}以下之情形時，作為無需升壓而以低位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以低位準接收路徑切換信號PATH時，則將電壓轉換部31與作為負載之蓄電元件40切離，形成將發電元件20直接連接(直結)於蓄電元件40側之路徑。
圖9係更具體地表示本實施形態之升壓直結切換控制之概念的圖。
如上所述，第1控制部34係將滿足Vpm≦VBAT ≦Voc之電壓作為升壓直結切換控制之切換閾值。
例如第1控制部34將判定蓄電元件40之電壓VBAT 是否大於發電元件20之最大工作點電壓Vpm與發電元件20之開路電壓Voc之平均值的電壓Vddc_start作為切換閾值。
於圖9中，PWRL表示升壓之情形時之轉換損耗所造成之發電電力下降部分。PWRB表示升壓之情形時之電力，PWRD表示直結(直接連結)之情形時之電力。
於圖9中，由符號X所示之區域係蓄電元件40之電壓VBAT 為切換閾值電壓Vddc_start以下之區域。於該區域X中，由於包含最大工作點電壓Vpm，且位於MPP附近，故升壓部分之損耗較大。因此，於該區域X中未經升壓而直接連結較為合適。於此情形時，路徑切換信號PATH係設定為低位準。
由符號Y所示之區域係蓄電元件40之電壓VBAT 處於切換閾值電壓Vddc_start以上且開路電壓Voc以下之區域。
於該區域中，基本而言進行升壓較為合適。此處，若發電元件20之發電輸出電壓為某種程度之電壓以下，則存在對動作上造成影響之情形，因此，於本實施形態中，對該發電輸出電壓設定最低補償閾值電壓Vddc_min。
而且，於最大工作點電壓Vpm低於最低補償閾值電壓Vddc_min(Vpm<Vddc_min)之情形時直接連結。其原因在於，雖需要進行升壓，但由於最大工作點電壓Vpm小，故即使升壓損耗亦大。於此情形時，路徑切換信號PATH係設定為低位準。
另一方面，於Vpm≧Vddc_min之情形時進行升壓。於此情形時，路徑切換信號PATH係設定為高位準。
由符號Z所示之區域係基本上不進行升壓則無法進行發電之區域。
其中，於Vpm<Vddc_min之情形時進行開路，於Vpm≧Vddc_min之情形時進行升壓。進行升壓之情形時，將路徑切換信號PATH設定為高位準。
圖10係表示用以決定本實施形態之發電元件(太陽能電池)連接於升壓系統或者直結於蓄電元件之狀態判定處理之第1例的流程圖。
首先，第1控制部34判定蓄電元件40之電壓VBAT 是否高於切換閾值電壓Vddc_start(ST1)。
於步驟ST1中，判定蓄電元件40之電壓VBAT 為切換閾值電壓Vddc_start以下之情形時，第1控制部34以低位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以低位準接收路徑切換信號PATH，則將電壓轉換部31與作為負載之蓄電元件40切離，形成將發電元件20直接連接(直結)於蓄電元件40側之路徑。
於步驟ST1中，若蓄電元件40之電壓VBAT 高於切換閾值電壓Vddc_start，則第1控制部34判定最大工作點電壓Vpm是否為最低補償閾值電壓Vddc_min以上(ST2)。
於步驟ST2中，若判定最大工作點電壓Vpm為最低補償閾值電壓Vddc_min以上，則第1控制部34以低位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以高位準接收路徑切換信號PATH時，則形成將發電元件20連接於電壓轉換部31且將其輸出連接於蓄電元件40側之路徑。
於步驟ST2中，若判定最大工作點電壓Vpm小於最低補償閾值電壓Vddc_min，則第1控制部34進行蓄電元件40之電壓VBAT 是否低於開路電壓Voc之判定(ST3)。
於步驟ST3中，若判定最大工作點電壓Vpm小於最低補償閾值電壓Vddc_min時，以低位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以低位準接收路徑切換信號PATH時，則將電壓轉換部31與作為負載之蓄電元件40切離，形成將發電元件20直接連接(直結)於蓄電元件40側之路徑。
於步驟ST3中，若判定最大工作點電壓Vpm為最低補償閾值電壓Vddc_min以上時，使端子開路。作為該端子開路部位，例如為圖1中之電力開關電路33之端子Vout。
圖11係更簡單地表示本實施形態之升壓直結切換控制之概念之圖。
圖11之例係更簡單地表示圖9之具體例。
此情形時亦同，第1控制部34將滿足Vpm≦VBAT ≦Voc之電壓作為升壓直結切換控制之切換閾值。
例如，第1控制部34將判定蓄電元件40之電壓VBAT 是否大於發電元件20之最大工作點電壓Vpm與發電元件20之開路電壓Voc之平均值之電壓Vddc_start作為切換閾值。
圖11之例係僅分為低於切換閾值電壓Vddc_start之X區域與高於切換閾值電壓Vddc_start之Y區域而進行升壓直結之切換控制。
圖11中由符號X2所示之區域係蓄電元件40之電壓VBAT 為切換閾值電壓Vddc_start以下之區域。於該區域X2中，包含最大工作點電壓Vpm，且位於MPP附近，故升壓部分之損耗大。因此，於該區域X中未經升壓而直接連結較為合適。於此情形時，路徑切換信號PATH係設定為低位準。
由符號Y2所示之區域係蓄電元件40之電壓VBAT 處於切換閾值電壓Vddc_start以上之區域。
於該區域中，基本而言必需進行升壓。
其中，於Vpm<Vddc_min之情形時進行開路，於Vpm≧Vddc_min之情形時進行升壓。當進行升壓時，將路徑切換信號PATH設定為高位準。
圖12係表示用以決定本實施形態之發電元件(太陽能電池)連接於升壓系統或者直結於蓄電元件之狀態判定處理之第2例的流程圖。
首先，第1控制部34判定蓄電元件40之電壓VBAT 是否高於切換閾值電壓Vddc_start(ST1A)。
於步驟ST1A中，判定蓄電元件40之電壓VBAT 為切換閾值電壓Vddc_start以下之情形時，第1控制部34以低位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以低位準接收路徑切換信號PATH，則將電壓轉換部31與作為負載之蓄電元件40切離，形成將發電元件20直接連接(直結)於蓄電元件40側之路徑。
於步驟ST1A中，蓄電元件40之電壓VBAT 高於切換閾值電壓Vddc_start時，第1控制部34判定最大工作點電壓Vpm是否為最低補償閾值電壓Vddc_min以上(ST2A)。
於步驟ST2中，判定最大工作點電壓Vpm為最低補償閾值電壓Vddc_min以上時，第1控制部34以低位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以高位準接收路徑切換信號PATH，則形成將發電元件20連接於電壓轉換部31且將其輸出連接於蓄電元件40側之路徑。
於步驟ST2A中，判定最大工作點電壓Vpm小於最低補償閾值電壓Vddc_min時，第1控制部34使端子開路。作為該端子開路部位，例如為圖1中之電力開關電路33之端子Vout。
如上所述，於本實施形態中，可以簡單之電路高精度地進行升壓與否(將太陽能電池與蓄電池直結)之判定。
[降壓直結切換控制]
繼而，對電壓轉換部31為降壓型DC-DC轉換器之情形時之第1控制部34之降壓直結切換控制進行說明。
如參照圖5所說明，本實施形態之電力控制裝置30基本而言具有通過降壓系統之電壓轉換部31自供電元件(太陽能電池)20對蓄電元件(蓄電池)40進行充電之電路之構成。
而且，第1控制部34係與升壓系統之情形相同地進行如下之切換控制，即，電力開關電路32將發電元件20連接於電壓轉換部31且將其輸出連接於蓄電元件40側、或者將發電元件20之輸出直接連接於蓄電元件40側等。
圖13係表示用以說明本實施形態之降壓直結切換控制之概念的表示太陽能電池之電力電壓特性之圖。
第1控制部34將蓄電元件(蓄電池)40之電壓VBAT 與發電元件(太陽能電池)20之最大工作點電壓Vpm進行比較，並將滿足VBAT ≦Vpm之電壓作為降壓直結切換控制之切換閾值。
即，第1控制部34將蓄電元件40之電壓VBAT 為發電元件20之最大工作點電壓Vpm以下之電壓作為切換閾值。
例如，第1控制部34將VBAT ≦Vpm×0.9作為閾值。
即，作為一例，第1控制部34將判定蓄電元件40之電壓VBAT 是否為發電元件20之最大工作點電壓Vpm之90%之電壓以下之電壓Vddc_start作為切換閾值。
第1控制部34係於蓄電元件40之電壓VBAT 為發電元件20之最大工作點電壓Vpm以上(VBAT ≧Vpm)時，判斷無需進行降壓。
因此，藉由於除此以外之區域中設定切換閾值，而使發電效率不會較大地降低。
於本實施形態，在特性測定電路33中，定期地測定開路電壓Voc，進行應連接於降壓系統電壓轉換部31抑或是將發電元件20與蓄電元件40直結之判斷。
該判斷中使用之最大工作點電壓Vpm可將測定之開路電壓乘以特定係數Coef、例如0.8，並利用電阻分壓而求得。
圖14係表示本實施形態之降壓系統之電壓轉換部之情形時的發電元件之最大工作點電壓之檢測系統的電路圖。
圖14之最大工作點電壓之檢測系統MVDT2係包含電阻分壓部RDVD 10、RDVD 20、及比較器CMPD 10而構成。
檢測系統MVDT2係例如將電阻分壓部RDVD 10、RDVD 20配置於特性測定電路33，且將比較器CMPD 10配置於第1控制部34。
或者，亦可構成為將整個檢測系統MVDT2配置於特性測定電路33，且將比較器CMPD 10之判定結果通知第1控制部34。
電阻分壓部RDVD 10係使發電元件20之電壓輸出線與基準電位(此處為接地電位)GND間之電阻元件RD11、RD12串聯連接而構成，且其連接節點NDD11中經電阻分壓之電壓表現為最大工作點電壓Vpm。
電阻分壓部RDVD 20係使電阻元件RD21、RD22串聯連接於最大工作點電壓Vpm之供給線與基準電位間而構成，且其連接節點NDD 21中經電阻分壓之閾值電壓表現為Vddc_start。
比較器CMPD 10係將蓄電元件40之電壓VBAT 與閾值電壓Vddc_start進行比較。
比較器CMPD 10係於電壓VBAT 低於閾值電壓Vddc_start 之情形時，作為必需降壓而以例如高位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以高位準接收路徑切換信號PATH，則形成將發電元件20連接於電壓轉換部31且將其輸出連接於蓄電元件40側之路徑。
比較器CMPD 10係於電壓VBAT 為閾值電壓Vddc_start以上之情形時，作為無需降壓，而以低位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以低位準接收路徑切換信號PATH，則將電壓轉換部31與作為負載之蓄電元件40切離，形成將發電元件20直接連接(直結)於蓄電元件40側之路徑。
圖15係更具體地表示本實施形態之降壓直結切換控制之概念之圖。
如上所述，第1控制部34係將滿足VBAT ≦Vpm之電壓作為降壓直結切換控制之切換閾值。
例如，第1控制部34係將判定蓄電元件40之電壓VBAT 是否低於發電元件20之最大工作點電壓Vpm之電壓Vddc_start作為切換閾值。
於圖15中，PWRL係表示降壓之情形時之轉換損耗造成之發電電力下降部分。
圖15中由符號X所示之區域係蓄電元件40之電壓VBAT 為切換閾值電壓Vddc_start以下之區域。於該區域X中進行降壓。於此情形時，路徑切換信號PATH係設定為高位準。
由符號Y所示之區域係蓄電元件40之電壓VBAT 處於切換 閾值電壓Vddc_start以上之區域。
於該區域中，基本而言未經降壓地進行直結(直接連結)較為合適。
於該區域X中，由於無法進行降壓、或位於MPP附近，故相應降壓部分之損耗較大。因此，於該區域X中未經降壓地直接連結較為合適。於此情形時，路徑切換信號PATH係設定為低位準。
此處，若發電元件20之發電輸出電壓為某種程度之電壓以上，則存在對動作方面造成影響之情形，因此，於本實施形態中，對該發電輸出電壓設定最高補償閾值電壓Vddc_max。
圖16係表示用以決定本實施形態之發電元件(太陽能電池)連接於降壓系統或者直結於蓄電元件之狀態判定處理之一例的流程圖。
首先，第1控制部34判定蓄電元件40之電壓VBAT 是否低於切換閾值電壓Vddc_start(ST11)。
於步驟ST11中，判定蓄電元件40之電壓VBAT 為切換閾值電壓Vddc_start以下之情形時，第1控制部34以低位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以低位準接收路徑切換信號PATH，則將電壓轉換部31與作為負載之蓄電元件40切離，形成將發電元件20直接連接(直結)於蓄電元件40側之路徑。
於步驟ST11中，蓄電元件40之電壓VBAT 高於切換閾值電壓Vddc_start時，第1控制部34判定最大工作點電壓Vpm是 否為最高補償閾值電壓Vddc_max以下(ST12)。
於步驟ST2中，判定最大工作點電壓Vpm為最高補償閾值電壓Vddc_max以下時，第1控制部34以高位準將路徑切換信號PATH輸出至電力開關電路32。
電力開關電路32若以高位準接收路徑切換信號PATH，則形成將發電元件20連接於電壓轉換部31且將其輸出連接於蓄電元件40側之路徑。
如上所述，於本實施形態中，可以簡單之電路高精度地進行降壓與否(將太陽能電池與蓄電池直結)之判定。
[電壓轉換部31之具體性構成例]
圖17係表示本實施形態之作為電壓轉換部之升壓型交換式調節器之基本性構成例的電路圖。
該交換式調節器31A係以發電元件側電容器C31、電感器L31、二極體D31、二次電池側電容器C32、及工作電壓控制部310為主要構成要素而構成。交換式調節器係構成DC-DC轉換器。
工作電壓控制部310係包含開關電晶體(SW)Q31、作為輸入電壓檢測部之比較器311、及PFM(Pulse Frequency Modulation，脈衝頻率調變)控制部312。
比較器311係將由第1控制部34供給之可變參考電壓Vref與由發電元件(太陽能電池)20發電之電壓即輸入電壓VI進行比較。
當輸入電壓VI超過參考電壓Vref時，比較器310將輸出切換成高位準。
PFM控制部312係根據比較器311之輸出產生固定寬度之脈衝，且使開關電晶體Q31接通特定時間。
PFM控制部312係構成為藉由賦能信號EN而成為賦能狀態，且可藉由重置信號RST而重置。
圖18係用以說明升壓型交換式調節器之基本動作之圖。
升壓型交換式調節器係進行自激振盪之切換動作。
對連接於輸入之發電元件(太陽能電池)20之工作點(工作電壓)進行控制。
輸入係由發電元件20發電之電壓，輸出係蓄電元件40(二次電池(Li+電池))，且藉由發電元件(太陽能電池)20之工作點控制進行MPPT。
如圖18所示，升壓型交換式調節器係基本而言若開關電晶體Q31接通，則藉由流入之電流，將能量蓄積於電感器L31中。
若開關電晶體Q31斷開，則電感器L31將蓄積之能量釋放。
藉此，電感器L31之能量更積累於輸入電壓VI。其結果，使輸入電壓升壓。
繼而，根據上述基本動作，說明本實施形態之圖17之升壓型交換式調節器之動作。
圖19係用以說明圖17之升壓型交換式調節器之動作之圖。
<1>　若輸入電壓VI超過參考電壓Vref，則比較器311之輸出成為高位準。
<2>　響應比較器311之輸出，PFM控制部312產生固定寬度之脈衝(SW=接通)。藉此，將電感器L31之能量釋放。
<3>　若輸入電壓VI變得低於參考電壓Vref，則比較器311之輸出成為低位準，開關電晶體Q313斷開。
藉此，自蓄積於電感器31中之能量釋放起，成為對於電感器L31之能量之充電動作。
重複進行以上動作。
於此情形時，發電元件(太陽能電池)20於參考電壓Vref附近之電壓下進行動作。
可藉由第1控制部34改變該參考電壓Vref，而控制發電元件(太陽能電池)20之工作點(工作電壓)。
再者，本實施形態亦可具有於不進行升壓時，使比較器/PFM控制電路關斷之關斷功能。
又，如上所述，亦可具有當自激振盪因某些理由而停止時實施重置之重置功能。
又，由於開關電晶體Q31之接通時間對電感器L31之峰值電流造成影響，故而，亦可構成為藉由輸入電流、連接之發電元件(太陽能電池)來改變接通時間。
PFM脈寬(開關接通時間)必需以電感器L31之峰值電流納入一定範圍以內之方式進行調整。
根據額定值、雜訊、效率等觀點，較佳為可視情形於每一範圍中自多個種類中進行選擇。
又，亦可以如下方式構成電壓轉換部。
根據切換頻率之變化偵測周圍環境變化。
於此情形時，於每一Δt中對切換次數進行計數，獲取與上次之差分。
測定切換頻率之變化，若頻率變高，則相當於發電量增大，因此變更參考電壓Vref，並切換路徑。
若頻率變低，則相當於發電量減少，與此相應地變更參考電壓Vref，並切換路徑，停止升壓動作。
又，根據切換頻率測定電流。
若使參考電壓Vref、開關電晶體Q31之接通時間固定，則切換頻率依存於輸入電流。
藉此，可根據切換頻率算出電流。
此處，對根據切換頻率之增減變更參考電壓Vref之具體性構成例進行說明。
圖20係表示圖17之PFM控制部中包含檢測工作頻率變化之檢測系統的升壓型交換式調節器之構成例之電路圖。
於圖20中，為了容易理解，與圖17相同之構成部分以相同之符號表示。
圖20之交換式調節器31B不僅包含圖17之構成，而且包含斷開時序檢測部313、充電結束檢測部314、計數器315、暫存器316、及減法器317。
斷開時序檢測部313、及充電結束檢測部314可包含比較器。
於開關電晶體Q31之源極與基準電位VSS間連接有電阻R31，且藉由其連接點形成節點ND31。
斷開時序檢測部313係將閾值Vref1與節點ND31之電位進行比較，檢測開關電晶體Q31之斷開時序，並將其檢測結果輸出至PFM控制部312。
充電結束檢測部314係將輸出電壓(二極體之陰極側電位)與閾值Vref2進行比較，檢測充電結束，並將其檢測結果輸出至PFM控制部312。
因作為太陽能電池之發電元件20之電流變化(照度變化)，作為變壓電路之PFM控制部312之工作頻率產生變化。
因發電元件20之電流變化(照度變化)，電感器L31之充電時間產生變化。於此情形時，隨著電流變多，充電時間變短。
當使用變壓電路(PFM)時，可利用切換頻率之變化，測定照度之變化。
該方法係與定期地停止作為變壓電路之PFM控制部312，測定開路電壓之方法相比，未使用ADC(Analog to Digital Converter，類比數位轉換器)，故而，可將低電力頻率之變化作為觸發進行控制。
圖20之例係可藉由利用計數器315對開關電晶體Q31之閘極控制信號進行計數而測定頻率。
可判斷隨著作為太陽能電池之發電元件20之電流變大，頻率變高。
可判斷隨著作為太陽能電池之發電元件20之電流變小，頻率變低或者切換處於停止狀態。
而且，於第1控制部34之控制下，頻率之變化達到預定以上時，重新測定I-V特性(或短路電流)，並重新進行MPPT控制。
又，亦可構成為於變化變大時，重新進行測定。
頻率之測定係利用計數器315對作為變壓電路之PFM控制部312之切換脈衝信號進行計數。而且，可藉由定期地對計數值進行輪詢，並利用減法器317求出差分而實現。
可藉由將追蹤觸發作為頻率之變化，而減少測定MPPT之偏差之次數，從而降低控制電力。
又，亦可於MTTP控制中，根據溫度變化進行控制。
圖21係表示發電元件(太陽能電池)之I-V特性根據溫度變化而變化之情況的圖。
如圖21所示，發電元件(太陽能電池)之I-V特性係根據溫度變化而變化，因此，由第2控制部35監視熱敏電阻50，並將其之檢測溫度資訊供給至第1控制部34。
第1控制部34係根據溫度資訊，選擇預先與溫度建立對應關係之係數，進行例如將MTTP控制之參考電壓Vref乘以上述係數從而追蹤溫度轉換之MTTP控制。
於此情形時，可採用於以常溫25℃為中心，在±10~15左右之通常溫度範圍內，進行通常之MTTP控制，且於高於通常溫度範圍之溫度範圍內使用第1係數，於低於通常溫度範圍之溫度範圍內使用第2係數等各種態樣。
此處之MTTP控制不僅可應用於電壓轉換部31之控制，亦可應用於電力開關電路32之電力路徑之連接切換。
再者，以上之說明係將電壓轉換部31作為升壓型交換式調節器，但亦可應用圖22所示之降壓型交換式調節器31C。
基本而言，該降壓型交換式調節器31C除了與電感器L31、二極體D31之連接形態不同於升壓型以外，具有與升壓型相同之構成。
因此，亦可直接應用圖20之電路構成。
[防逆流電路之構成例]
圖23係表示本實施形態之防逆流電路之構成例之電路圖。
防逆流電路36係配置於自電力開關電路32之輸出朝向蓄電元件40之電壓供給線LV。
該防逆流電路36係包含電阻R41、由PMOSFET(P-type Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，正型金屬氧化物半導體場效電晶體)形成之開關電晶體Q41、二極體D41、及比較器361。
於電壓供給線LV1之發電元件側節點ND41與蓄電元件40側節點ND42之間，串聯連接著電阻R41及開關電晶體Q41，且於開關電晶體Q41並聯連接著防逆流用二極體D41。
比較器361係將節點ND41之電位與節點ND42之電位進行比較，並根據其結果將開關電晶體Q41接通、斷開。
防逆流電路36係進行自蓄電元件40朝向發電元件(太陽能電池)20之防逆流二極體之旁路控制。
防逆流電路36係一面防止逆流，一面降低正向電壓VF之損耗。
於未成為節點ND41之電位高於節點ND42之電位而變成逆流之狀態之情形時，未檢測到逆流，比較器361之輸出成為低位準。
其結果，開關電晶體Q41接通，且繞過防逆流用二極體D41。
於成為節點ND42之電位高於節點ND41之電位而變成逆流之狀態之情形時，檢測到逆流，比較器361之輸出成為高位準。
其結果，開關電晶體Q41斷開，形成僅防逆流用二極體D41之連接線。
再者，於上述構成中，必需使防逆流電路之損耗小於二極體連接之損耗。
亦可僅利用MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金屬氧化物半導體場效電晶體)之導通電阻來檢測逆流。
較佳為，儘量抑制比較器361之消耗電力。
又，亦可利用二次電池之特性進行防逆流。
於此情形時，若充電時電池電壓急遽下降，則形成僅防逆流用二極體D41之連接線(充電電壓>放電電壓)。
[蓄電元件之充電控制]
繼而，說明對於以第2控制部35為中心之蓄電元件(蓄電池)40之充電控制。
圖24係用以說明對於本實施形態之蓄電元件(蓄電池)40之第1充電控制之圖。
於圖24中，橫軸係表示時間，縱軸係表示蓄電元件40之電壓VBAT 。
而且，於圖24中，FV係表示視作大致滿量充電之電壓，FVO係表示滿量充電開路電壓，VCRG係表示充電電壓。
進而，於圖24中，P1~P10(Pn)係表示使蓄電元件40之端子開路，測定(監視)蓄電元件40之電壓VBAT 之測定點。
而且，於圖24中，D1~D9係表示鄰接之測定點間之時間間隔，且為D1>D2>D3>D4>D5>D6>D7>D8>D9之關係。
即，第2控制部35係以根據蓄電元件40之電壓VBAT 動態地改變使蓄電元件40之端子開路測定(監視)蓄電元件40之電壓VBAT 之測定點間隔之方式進行控制。
於本實施形態中，第2控制部35係以隨著蓄電元件40之電壓VBAT 變高，測定點間隔變短之方式進行控制。
如上所述，本實施形態之電力控制裝置30係採用對於可藉由將蓄電元件40之端子開路電壓與閾值電壓進行比較而進行滿量充電偵測之蓄電池之充電控制。
而且，電力控制裝置30之第2控制部35係監視蓄電元件40之電壓，且於蓄電元件40之端子開路時之電壓VBAT 達到某一滿量充電電壓FV以上之情形時進行如下之控制。
第2控制部35例如可藉由控制信號CTL35而進行停止充電之充電控制，且藉由控制信號CTL35而以隨著蓄電元件40之電壓VBAT 變高，蓄電元件40之端子開路時間間隔D變短之方式進行控制。
又，電力控制裝置30係於自太陽能電池等發電元件20之輸出出現變動之電源對蓄電元件40進行充電時，以隨著自特性測定電路33供給之發電元件(電源)20之輸出電壓VC1變高，開路時間間隔D變短之方式進行控制。
如此般，本實施形態之第2控制部35具有藉由控制信號CTL35而動態地改變蓄電元件40之開路電壓測定時間間隔D之功能。
第2控制部35係依存於蓄電元件40之電壓VBAT ，變更開路電壓測定時間間隔D。具體而言，隨著蓄電元件40之電壓VBAT 變高，而將測定時間間隔D縮短。
又，第2控制部35係依存於發電元件(太陽能電池)20之輸出電壓VC1進行變更。具體而言，隨著發電元件(太陽能電池)20之輸出電壓VC1變高，而將測定時間間隔D縮短。
再者，第2控制部35亦可依存於蓄電元件40之電壓VBAT 及發電元件(太陽能電池)20之輸出電壓VC1，變更開路電壓測定時間間隔D。
第2控制部35亦於蓄電元件40之電壓達到滿量充電開路電壓以上之情形時，進行根據蓄電元件40或發電元件20之電壓而變更蓄電元件之端子開路時間間隔之控制。
可藉由如此之充電控制，而於對蓄電元件(蓄電池)之充電中，減少滿量充電偵測時之充電損耗，又，防止過量充電。
圖25係用以說明對於本實施形態之蓄電元件(蓄電池)40之第2充電控制之圖。
圖25之第2充電控制不同於圖24之充電控制之處係於充電電壓達到滿量充電開路電壓FVO附近之前，不使蓄電元件40之端子開路。
藉此，減少因蓄電元件40之開路造成之充電損耗。
即，於開路前，自達到滿量充電電壓FV起，開始使蓄電元件40之端子開路進行測定。
於此情形時，開路電壓測定時間間隔D既可為一定，亦可與第1充電控制方法同樣地，依存於蓄電元件40之電壓VBAT 進行變更。
於第2充電控制方法中，當蓄電元件端子開路時之電壓達到滿量充電電壓以上時，電力控制裝置30之第2控制部35以如下之方式進行控制。
第2控制部35係以如下之方式進行控制，即，當進行停止充電之充電控制時，於不使蓄電元件40之端子開路情況下，充電時之電壓達到滿量充電電壓FVO以上之前，不進行使蓄電元件40之端子開路之滿量充電偵測。
藉此，電力控制裝置30可在對蓄電元件40之充電中，減少滿量充電偵測時之充電損耗，又，防止過量充電。
[充電控制]
繼而，說明電力控制裝置30之電流電壓限制電路37對蓄電元件40之充電控制。
圖26係表示本實施形態之電流電壓限制電路之構成例之電路圖。
電流電壓限制電路37係包含配置於電壓供給線之MOSFETQ51、Q52、誤差放大器371~373、恆定電流源I51、I52、外接電阻R51~R55。
電流電壓限制電路37係利用誤差放大器371~373控制MOSFETQ51、Q52之閘極電位。
作為控制電壓，於電壓調整之情形時為提供至誤差放大器371之基準電壓Vref。
於電流調整之情形時，作為控制電壓，為自蓄電元件(BAT)40之R55之路徑利用恆定電流源I51、I52牽引電流時之壓降部分。
又，設置最大限制與初始充電限制之2種控制。
[△V檢測方法]
成為CV充電之後，以例如5分鐘等週期開始進行△V檢測。
以5分鐘作為週期係取決於發電元件(太陽能電池)20之輸出電力性能或蓄電元件40之充電電容等。
於△V檢測過程中，停止充電，並測定蓄電元件40之開路電壓。
停止充電之時間為2秒、3秒等。停止時間係取決於ADC或蓄電元件40之性能等。
於本實施形態中，測定對蓄電元件40之開路前之充電電壓與蓄電元件端子之開路時之電壓的差分作為△V，且當上述差分△V為一定值以下、例如50mV等值以下時，停止充電。
[整體之充電控制]
繼而，說明電力控制裝置30對蓄電元件40之充電控制。
圖27係用以說明本實施形態之電力控制裝置之整體充電控制的流程圖。
此處，第2控制部35係根據熱敏電阻50之檢測結果等對電力開關電路32等進行控制。
於以下之說明中，對亦包含該第2控制部35、啟動電路38之動作在內之整體充電控制進行說明。
首先，於斷開MPPT充電(ST101)，且斷開初始充電(ST102)之狀態下，進行發電元件20之輸入電壓VIN是否高於蓄電元件40之電壓VBAT 之判定(ST103)。
若於步驟ST103中判定輸入電壓VIN高於蓄電元件40之電壓VBAT ，則判定低主動之充電賦能信號EN_X是否為低位準(ST104)。
若充電賦能信號EN_X為低位準，則於熱敏電阻50之溫度並非0°以下(ST105)且並非60°以上之情形(ST106)時，初始充電接通(ST107)。
藉此，進行由發電元件20發電之電力對蓄電元件40之初始充電。繼而，返回至步驟ST103之處理。
又，於步驟ST105~ST107中獲得否定之判定結果時，在初始充電斷開狀態下(ST108)，返回至步驟ST103之處理。
若步驟ST103中判定輸入電壓VIN低於蓄電元件40之電壓VBAT ，則初始充電斷開(ST109)，且使MTTP充電保持斷開(ST110)。
繼而，進行蓄電元件40之電壓VBAT 是否低於對滿量充電時之4.2V加以限制之4.1V之判定(ST111)。
於蓄電元件40之電壓VBAT 低於4.1V之情形時，進行發電元件20-1、20-2之輸入電壓VIN是否高於蓄電元件40之電壓VBAT 之判定(ST112)。
於輸入電壓VIN高於蓄電元件40之電壓VBAT 之情形時，返回至步驟ST103之處理，而於輸入電壓VIN低於蓄電元件40之電壓VBAT 之情形時，進行啟動電壓VSTART是否低於充電系統電路之啟動閾值電壓VSCEN之判定(ST113)。
於啟動電壓VSTART高於啟動閾值電壓VSCEN之情形時，返回至步驟ST109後之處理。
於啟動電壓VSTART低於啟動閾值電壓VSCEN之情形時，則如下所述。
即，於熱敏電阻50之溫度並非0°以下(ST114)且並非60°以上(ST115)時，充電賦能信號EN_X為低位準之情形時(ST116)，MTTP充電接通(ST117)。
隨之，於例如以應用電壓轉換部31之方式進行切換之情形時，進行MPPT充電控制(ST118)。
MPPT充電控制後，使MPPT充電斷開(ST119)，進行蓄電元件40之電壓VBAT 是否低於滿量充電時之4.2V之判定(ST120)。
於蓄電元件40之電壓VBAT 低於滿量充電時之4.2V之情形時，進行輸入電壓VIN是否高於蓄電元件40之電壓VBAT 之判定(ST121)，且於輸入電壓VIN高於蓄電元件40之電壓 VBAT 時，返回至步驟ST103後之處理。
於輸入電壓VIN低於蓄電元件40之電壓VBAT 之情形時，進行發電元件20之輸出電壓VC1是否低於電壓VTHR之判定(ST122)。
繼而，於輸出電壓VC1低於電壓VTHR之情形時，返回至步驟ST103後之處理，且於輸出電壓VC1高於電壓VTHR之情形時，返回至步驟ST114後之處理。
又，若步驟ST120中，判定蓄電元件40之電壓VBAT 高於滿量充電時之4.2V，則系統供電功能接通(ST123)。
繼而，進行蓄電元件40之電壓VBAT 是否低於對滿量充電時之4.2V實施限制之4.1V之判定(ST124)，且於蓄電元件40之電壓VBAT 低於4.1V之情形時，系統供電功能斷開(ST125)，並返回至步驟ST103後之處理。
再者，於電流電壓限制電路37限制電力供給時，亦可以使防逆流電路36之防逆流功能停止之方式進行控制。
該控制既可以電流電壓限制電路37直接進行之方式構成，又，亦可以藉由第1控制部34或第2控制部35進行控制之方式構成。
又，第2控制部35亦可以監視作為二次電池之蓄電元件40之電壓VBAT 且於滿量充電時使電壓轉換部31斷開之方式進行控制。
又，亦可如圖28所示，構成為將電流電壓限制電路37-2配置於發電元件20-1之連接部，且於發電元件20-1發電之電力達到一定值以上之情形時，限制供給電力。
於此情形時，當電流電壓限制電路37-2限制電力供給時，亦可以使防逆流電路36之防逆流功能停止之方式進行控制。
圖28之構成係例示於電力控制裝置30之輸入段與輸出段配置有電流電壓限制電路之情形，但亦可構成為於任一段配置電流電壓限制電路。
<5.　使用不同種類之太陽能電池之情形>
圖29係表示電壓(開路電壓或最大工作點電壓)對於照度之變化率因太陽能電池之種類不同而不同之情況的圖。
非晶矽(a-Si)係電壓對於照度之變化率較小。
晶態矽(c-Si)係電壓對於照度之變化率較大。
而且，電壓之變化率較大之太陽能電池之輸出係於電壓(開路電壓或最大工作點電壓)為V1以下之情形時，以利用作為電壓轉換部31之DC-DC轉換器進行升壓之方式進行控制。
又，於電壓為恆定電壓V2以上之情形時，以利用DC-DC轉換器進行降壓之方式進行控制。當電壓位於V1與V2之間時，將發電元件20與蓄電元件40側直結進行輸出而不通過DC-DC轉換器。
根據本實施形態之供電系統，不僅可在日光下，而且可在遮蔭處或間接光、明亮之室內等日常環境下，自太陽能電池等發電元件20對作為二次電池之蓄電元件(電池)40進行充電(蓄電)。
尤其，可以維持太陽能電池等發電元件之最大工作點之方式進行控制，從而可避免電力損耗。
又，本案實施形態中說明之處理順序既可以具有該等一系列順序之方法實施，又，亦可以用以使電腦執行該等一系列順序之程式乃至記憶上述程式之記錄媒體實施。作為該記錄媒體，可使用例如CD(Compact Disc，光碟)、MD(Mini Disc，迷你磁碟)、DVD(Digital Versatile Disc，數位化多功能光碟)、記憶卡、藍光光碟(Blu-ray Disc(註冊商標))等。
10．．．供電系統
20．．．發電元件
30．．．電力控制裝置
31．．．電壓轉換部
32．．．電力開關電路(電力路徑切換部)
33．．．特性測定電路
34．．．第1控制部
35．．．第2控制部
36．．．防逆流電路
37．．．電流電壓限制電路
38．．．啟動電路
40．．．蓄電元件
圖1係表示本案實施形態之供電系統之整體構成之一例的圖。
圖2係表示作為本實施形態之發電元件之太陽光發電板之等效電路的圖。
圖3係表示普通太陽能電池之電流電壓特性之圖。
圖4係表示本實施形態之蓄電元件之構成例之圖。
圖5係表示本案實施形態之電力開關電路之構成例的圖。
圖6係表示本實施形態之特性測定電路之第1構成例之電路圖。
圖7係表示用以說明本實施形態之升壓直結切換控制之概念之太陽能電池之電力電壓特性之圖。
圖8係表示本實施形態之升壓系統之電壓轉換部之情形時的發電元件之最大工作點電壓之檢測系統之電路圖。
圖9係更具體地表示本實施形態之升壓直結切換控制之概念的圖。
圖10係表示用以決定本實施形態之發電元件(太陽能電池)連接於升壓系統抑或是直結於蓄電元件之狀態判定處理之第1例的流程圖。
圖11係更簡單地表示本實施形態之升壓直結切換控制之概念之圖。
圖12係表示用以決定本實施形態之發電元件(太陽能電池)連接於升壓系統抑或是直結於蓄電元件之狀態判定處理之第2例的流程圖。
圖13係表示用以說明本實施形態之降壓直結切換控制之概念之太陽能電池之電力電壓特性之圖。
圖14係表示本實施形態之降壓系統之電壓轉換部之情形時的發電元件之最大工作點電壓之檢測系統之電路圖。
圖15係更具體地表示本實施形態之降壓直結切換控制之概念的圖。
圖16係表示用以決定本實施形態之發電元件(太陽能電池)連接於降壓系統抑或是直結於蓄電元件之狀態判定處理之一例的流程圖。
圖17係表示本實施形態之作為電壓轉換部之升壓型交換式調節器之基本性構成例的電路圖。
圖18係用以說明升壓型交換式調節器之基本動作之圖。
圖19係用以說明圖17之升壓型交換式調節器之動作之圖。
圖20係表示圖17之具備檢測PFM控制部之工作頻率之變化之檢測系統的升壓型交換式調節器之構成例的電路圖。
圖21係表示發電元件(太陽能電池)之I-V特性根據溫度變化而進行變化之情況的圖。
圖22係表示本實施形態之作為電壓轉換部之降壓型交換式調節器之基本性構成例的電路圖。
圖23係表示本實施形態之防逆流電路之構成例之電路圖。
圖24係用以說明對於本實施形態之蓄電元件(蓄電池)之第1充電控制之圖。
圖25係用以說明對於本實施形態之蓄電元件(蓄電池)之第2充電控制之圖。
圖26係表示本實施形態之電流電壓限制電路之構成例之電路圖。
圖27係用以說明本實施形態之電力控制裝置之整體充電控制之流程圖。
圖28係表示不僅於電力控制裝置之輸出段配置本實施形態之電流電壓限制電路，亦於輸入段配置本實施形態之電流電壓限制電路之例的圖。
圖29係表示電壓(開路電壓或最大工作點電壓)對於照度之變化率因太陽能電池之種類不同而不同之情況的圖。
10‧‧‧供電系統
20‧‧‧發電元件
30‧‧‧電力控制裝置
31‧‧‧電壓轉換部
32‧‧‧電力開關電路
33‧‧‧特性測定電路
34‧‧‧第1控制部
35‧‧‧第2控制部
36‧‧‧防逆流電路
37‧‧‧電流電壓限制電路
38‧‧‧啟動電路
40‧‧‧蓄電元件
50‧‧‧熱敏電阻
CTL35‧‧‧控制信號
EN_X‧‧‧充電賦能信號
VSS‧‧‧基準電位
GND‧‧‧接地電位
LV1‧‧‧電壓供給線
PATH‧‧‧路徑切換信號
R‧‧‧電阻值
V‧‧‧電壓
VBAT ‧‧‧蓄電元件之電壓
Vin．．．輸入電壓
Vout．．．端子
Vref．．．可變參考電壓
V1 ．．．電壓

Claims (39)

  1. 一種電力控制裝置，其包含：電力路徑切換部，其可連接發電元件，且根據路徑切換信號而切換對負載側蓄電元件之電力路徑；電壓轉換部，其可將經由上述電力路徑切換部供給且由上述發電元件發電之電壓位準轉換並供給至上述負載側蓄電元件；特性測定電路，其具有測定上述發電元件之開路電壓之功能，且基於測定之開路電壓而獲得上述發電元件之最大工作點電壓；以及控制部，其係將上述路徑切換信號輸出至上述電力路徑切換部，上述路徑切換信號係對應根據上述發電元件之上述開路電壓及上述最大工作點電壓中之至少上述最大工作點電壓與上述負載側蓄電元件之電壓之大小關係而生成之切換閾值、與上述負載側蓄電元件之比較結果；上述電力路徑切換部係根據上述路徑切換信號，形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑、或將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑。
  2. 如請求項1之電力控制裝置，其中上述電壓轉換部包含使輸入電壓升壓之升壓系統；上述控制部係將上述發電元件之上述最大工作點電壓以上且上述開路電壓以下之電壓設為上述切換閾值，且 於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以下之情形時，對上述電力路徑切換部，以形成將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑之方式輸出上述路徑切換信號，於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以上之情形時，對上述電力路徑切換部，以形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑之方式輸出上述路徑切換信號。
  3. 如請求項2之電力控制裝置，其中上述控制部係於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以上之情形時，當上述發電元件之上述最大工作點電壓為預先設定之針對上述發電元件之發電輸出電壓之最低補償閾值電壓以上時，對上述電力路徑切換部，以形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑之方式輸出上述路徑切換信號。
  4. 如請求項3之電力控制裝置，其中上述控制部係於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以上且上述開路電壓以下之情形時，當上述發電元件之上述最大工作點電壓低於預先設定之針對上述發電元件之發電輸出電壓之最低補償閾值電壓時，對上述電力路徑切換部，以形成將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑之方式輸出上述路徑切換信號。
  5. 如請求項3之電力控制裝置，其中 上述控制部係於上述蓄電元件之電壓為上述開路電壓以上之情形時，當上述發電元件之上述最大工作點電壓低於預先設定之針對上述發電元件之發電輸出電壓之最低補償閾值電壓時，使上述蓄電元件側端子開路。
  6. 如請求項1之電力控制裝置，其中上述電壓轉換部包含使輸入電壓降壓之降壓系統；上述控制部係將上述發電元件之上述最大工作點電壓以下之電壓設為上述切換閾值，且於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以下之情形時，對上述電力路徑切換部，以形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑之方式輸出上述路徑切換信號，於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以上之情形時，對上述電力路徑切換部，以形成將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑之方式輸出上述路徑切換信號。
  7. 如請求項6之電力控制裝置，其中上述控制部係於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以下之情形時，當上述發電元件之上述最大工作點電壓為預先設定之針對上述發電元件之發電輸出電壓之最高補償閾值電壓以下時，對上述電力路徑切換部，以形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑之方式輸出上述路徑切換信號。
  8. 如請求項7之電力控制裝置，其中上述控制部係於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以下之情形時，當上述發電元件之上述最大工作點電壓高於預先設定之針對上述發電元件之發電輸出電壓之最高補償閾值電壓時，對上述電力路徑切換部，以形成將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑之方式輸出上述路徑切換信號。
  9. 如請求項1之電力控制裝置，其包含防逆流電路，該防逆流電路具有於負載側之電位高於電力供給線之電位之情形時，防止來自上述負載側之逆流之功能。
  10. 如請求項1之電力控制裝置，其包含限制電路，該限制電路可將上述發電元件之電力供給至負載側之蓄電元件進行充電並限制該供給電力，且以使對上述蓄電元件供給之供給電壓成為低於滿量充電電壓之電壓的方式限制電力供給。
  11. 如請求項1之電力控制裝置，其包含限制電路，該限制電路可將上述發電元件之電力供給至負載側之蓄電元件進行充電並限制該供給電力，且以使對上述蓄電元件供給之供給電壓成為低於滿量充電電壓之電壓的方式限制電力供給；上述控制部係於上述限制電路限制電力供給時，使上述防逆流電路之防逆流功能停止。
  12. 一種電力控制方法，其係於進行將發電元件連接於可將由該發電元件發電之電壓位準轉換並供給至上述負載側 蓄電元件之電壓轉換部、或將發電元件直接連接於該負載側蓄電元件之電力路徑之切換時，測定上述發電元件之開路電壓，基於測定之開路電壓而獲取上述發電元件之最大工作點電壓，根據上述發電元件之上述開路電壓及上述最大工作點電壓中之至少上述最大工作點電壓與上述負載側蓄電元件之電壓之大小關係而設定切換閾值，根據上述負載側蓄電元件與該切換閾值之比較結果，形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑、或將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑。
  13. 如請求項12之電力控制方法，其中上述電壓轉換部包含使輸入電壓升壓之升壓系統，且將上述發電元件之上述最大工作點電壓以上且上述開路電壓以下之電壓設為上述切換閾值，於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以下之情形時，形成將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑，於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以上之情形時，形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑。
  14. 如請求項13之電力控制方法，其中於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以上之情形 時，當上述發電元件之上述最大工作點電壓為預先設定之針對上述發電元件之發電輸出電壓之最低補償閾值電壓以上時，形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑。
  15. 如請求項14之電力控制方法，其中於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以上且上述開路電壓以下之情形時，當上述發電元件之上述最大工作點電壓低於預先設定之針對上述發電元件之發電輸出電壓之最低補償閾值電壓時，形成將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑。
  16. 如請求項14之電力控制方法，其中於上述蓄電元件之電壓為上述開路電壓以上之情形時，當上述發電元件之上述最大工作點電壓低於預先設定之針對上述發電元件之發電輸出電壓之最低補償閾值電壓時，使上述蓄電元件側端子開路。
  17. 如請求項12之電力控制方法，其中上述電壓轉換部包含使輸入電壓降壓之降壓系統，且將上述發電元件之上述最大工作點電壓以下之電壓設為上述切換閾值，於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以下之情形時，形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑，於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以上之情形時，形成將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路 徑。
  18. 如請求項17之電力控制方法，其中於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以下之情形時，當上述發電元件之上述最大工作點電壓為預先設定之針對上述發電元件之發電輸出電壓之最高補償閾值電壓以下時，形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑。
  19. 如請求項18之電力控制方法，其中於上述蓄電元件之電壓為上述切換閾值以下之情形時，當上述發電元件之上述最大工作點電壓高於預先設定之針對上述發電元件之發電輸出電壓之最高補償閾值電壓時，形成將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑。
  20. 一種供電系統，其包含：進行電力發電之發電元件；將由上述發電元件發電之電力蓄電之蓄電元件；及將上述發電元件之電力供給至負載側之上述蓄電元件之電力控制裝置；且上述電力控制裝置包含：電力路徑切換部，其可連接發電元件，且根據路徑切換信號而切換對負載側蓄電元件之電力路徑；電壓轉換部，其係可將經由上述電力路徑切換部供給且由上述發電元件發電之電壓位準轉換並供給至上述負載側蓄電元件； 特性測定電路，其具有測定上述發電元件之開路電壓之功能，且基於測定之開路電壓而獲得上述發電元件之最大工作點電壓；以及控制部，其係將上述路徑切換信號輸出至上述電力路徑切換部，上述路徑切換信號係對應根據上述發電元件之上述開路電壓及上述最大工作點電壓中之至少上述最大工作點電壓與上述負載側蓄電元件之電壓之大小關係而生成之切換閾值、與上述負載側蓄電元件之比較結果；上述電力路徑切換部係根據上述路徑切換信號，形成將上述發電元件連接於上述電壓轉換部且將該輸出連接於上述蓄電元件側之路徑、或將上述發電元件直接連接於蓄電元件側之路徑。
  21. 一種電力控制裝置，其包含進行由發電元件發電之電力之負載側蓄電元件之充電控制之控制部，上述控制部係監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且根據上述蓄電元件或上述發電元件之電壓或電流，變更上述蓄電元件之端子開路時間間隔。
  22. 如請求項21之電力控制裝置，其中上述控制部係監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄 電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且以上述蓄電元件之電壓越高則使上述蓄電元件之端子開路時間間隔變短之方式進行控制。
  23. 如請求項21之電力控制裝置，其中上述控制部係監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且以上述發電元件之輸出電壓越高則使上述蓄電元件之端子開路時間間隔變短之方式進行控制。
  24. 如請求項21之電力控制裝置，其中上述控制部係於上述蓄電元件之電壓為滿量充電開路電壓以上之情形、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分為一定值以下之情形時，亦根據上述蓄電元件或上述發電元件之電壓或電流而進行變更上述蓄電元件之端子開路時間間隔之控制。
  25. 如請求項21之電力控制裝置，其中上述控制部係以在上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之前，以不進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵 測之方式進行控制。
  26. 如請求項25之電力控制裝置，其中上述控制部係以上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之後，以進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
  27. 如請求項21之電力控制裝置，其包含防逆流電路，該防逆流電路具有於負載側之電位高於電力供給線之電位之情形時，防止來自上述負載側之逆流之功能。
  28. 如請求項21之電力控制裝置，其包含限制電路，該限制電路可將上述發電元件之電力供給至負載側之蓄電元件進行充電並限制該供給電力，且以使對上述蓄電元件供給之供給電壓低於滿量充電電壓之電壓的方式限制電力供給。
  29. 如請求項21之電力控制裝置，其包含限制電路，該限制電路可將上述發電元件之電力供給至負載側之蓄電元件進行充電並限制該供給電力，且以使對上述蓄電元件供給之供給電壓低於滿量充電電壓之電壓的方式限制電力供給，且上述控制部係於上述限制電路限制電力供給時，使上述防逆流電路之防逆流功能停止。
  30. 一種電力控制裝置，其包含進行由發電元件發電之電力之負載側蓄電元件之充電控制之控制部，上述控制部係監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情 形時、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且以在上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之前，以不進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
  31. 如請求項30之電力控制裝置，其中上述控制部係以上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之後，以進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
  32. 一種電力控制方法，其係於進行由發電元件發電之電力之負載側蓄電元件之充電控制時，監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且根據上述蓄電元件或上述發電元件之電壓或電流，變更上述蓄電元件之端子開路時間間隔。
  33. 如請求項32之電力控制方法，其中以上述蓄電元件之電壓越高則使上述蓄電元件之端子開路時間間隔變短之方式進行控制。
  34. 如請求項32之電力控制方法，其中以上述發電元件之輸出電壓越高則使上述蓄電元件之 端子開路時間間隔變短之方式進行控制。
  35. 如請求項32之電力控制方法，其中以在上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之前，不進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
  36. 一種電力控制方法，其係於進行由發電元件發電之電力之負載側蓄電元件之充電控制時，監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且以在上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之前，不進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
  37. 如請求項36之電力控制方法，其中以上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之後，進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
  38. 一種供電系統，其包含：進行電力發電之發電元件；將由上述發電元件發電之電力蓄電之蓄電元件；及將上述發電元件之電力供給至上述蓄電元件之電力控制裝置；且上述電力控制裝置包含進行由發電元件發電之電力之 負載側蓄電元件之充電控制之控制部，上述控制部係監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時、或者於對於上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且根據上述蓄電元件或上述發電元件之電壓或電流，變更上述蓄電元件之端子開路時間間隔。
  39. 一種供電系統，其包含：進行電力發電之發電元件；將由上述發電元件發電之電力蓄電之蓄電元件；及將上述發電元件之電力供給至上述蓄電元件之電力控制裝置；且上述電力控制裝置包含進行由發電元件發電之電力之負載側蓄電元件之充電控制之控制部，上述控制部係監視上述蓄電元件之電壓，且於上述蓄電元件端子之開路時之電壓達到滿量充電電壓以上之情形時、或者於對上述蓄電元件之開路前之充電電壓與上述蓄電元件端子之開路時之電壓的差分達到一定值以下之情形時，進行停止充電之充電控制，且以在上述蓄電元件之電壓達到滿量充電電壓之前，不進行使蓄電元件端子開路之滿量充電偵測之方式進行控制。
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