JPH0393432A - 電力供給装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は太陽電池を電力源として非安定電圧の電力を供
給する電力供給システムに関し、特に人工衛星搭載用電
力供給装置に関する． 〔従来の技術〕 第３図は従来の人工衛星搭載用の電力供給システムを示
す図であり、電源供給装置６と負荷回路５で示されてい
る．第３図において太陽電池アレイ１にエネルギーを与
える日照中、太陽電池アレイ１での発生電力が負荷回路
５での消費電力を上回る場合は、充放電制御回路３によ
りニッケル・カドミウム電池等の二次電池４に充電を行
なったり、過剰の電力を負荷回路５に対して側路する過
電圧防止回路２に電力を消費させ、出力電圧の上昇を防
いでいる．また発生電力が負荷回路５での消費電力を下
回る場合は、二次電池４から放電を行ない負荷回路５に
電力を追加供給している．〔発明が解決しようとする課
題〕 前述した従来の電力供給装置６は充放電制御回路３や過
電圧防止回路２の動作制御を出力電圧により行なってい
るが、システム設計上の制約から太陽電池アレイ１の通
常出力電圧と二次電池の出力電圧の差を大きくとってあ
るため、二次電池４が放電状態から充電状態に移行する
際に電力供給装置６すなわち太陽電池アレイ１の出力電
圧が瞬間的に大きく上昇し、負荷回路５に悪影響を与え
るという欠点があった． その不具合を第４図を用いて説明する．第４図は一般的
な太陽電池アレイ１の出力特性および電力供給装置６．
負荷回路５から成る電力供給システムの動作を示す図で
ある．太陽電池アレイ１の発生電力が第４図の曲線ａに
示す電圧一電流特性を持っているとき、負荷回路５の消
費電流がＩ　ＬＭ（ｂ点〉であるとする．この時は二次
電池４の放電状態であり、Ｉ　ＬＨは太陽電池アレイ１
の出力電流Ｉｓｃと二次電池４の放電電流Ｉ　ＢＡＴの
和となり、出力電圧は二次電池４の端子電圧で決定され
、Ｖ１となる。ここで負荷回路５の消費電流がＩ　ＬＬ
　Ｃ　Ｃ点〉に低下すると（定電流負荷と仮定する．）
、出力電圧は太陽電池アレイ１の電圧一電流特性で決定
される電圧Ｖ２に上昇する．このｖ１とｖ２の差は電力
供給システムの構戒によって違いはあるが５〜２０Ｖ程
度あり、負荷回路５の異常動作や損傷の原因となること
がある．本発明の目的は、従来の非安定出力電圧型の電
力供給装置において二次電池の放電状態から充電状態へ
の移行時に存在した、負荷回路に悪影響を与えるような
出力電圧の急峻な上昇特性を改善することにある． 〔課題を解決するための手段〕 本発明の電力供給装置は非安定出力電圧型の電力供給装
置において、二次電池の放電から充電状態への移行時に
おける太陽電池アレイの出力電圧すなわち電力供給装置
の出力電圧の上昇開始直後は導通量が大でその後徐々に
導通量を小とする出力電圧のトランジェント吸収回路を
設け、この回路を通して太陽電池アレイの電力を二次電
池に充電させることにより出力電圧上昇特性をＭ和させ
、安定した出力電圧を負荷回路に供給することを可能と
している． 〔実施例〕 次に本発明について図面を参照して説明する．第１図は
本発明による電力供給装置の一実施例のブロック図であ
る．１〜６は従来の実施例と同様の意味をあらわす。７
はトランジェント吸収回路であり、充放電回路３と並列
に、一部の補助回路は太陽電池アレイ１と並列に接続さ
れる．トランジエンド吸収回路７は太陽電池アレイ１の
出力電圧が二次電池４の電圧以上に急峻に上昇するとき
導通し、二次電池４に電流を流して充電し太陽電池アレ
イ１の発生電力を吸収させ電圧の急上昇を抑え、導通後
は負荷回路５に悪影響がない程度の速度で太陽電池アレ
イ１の出力電圧がに上昇するように、徐々に導通を止め
る機能を有する．いまトランジェント吸収回路７の具体
例について説明する． 第２図はトランジェント吸収回路７の一例を示す回路図
である．１１はＰＮＰ｝ランジスタ、１２は演算増幅器
、１３はツェナーダイオード、１４．１５はＮＰＮトラ
ンジスタ、１６はコンデンサＣａ、１７〜２２は抵抗を
あらわしている．Ａ点は太陽電池アレイ１の一端に、Ｂ
点はその他端に、Ｃ点は二次電池４の一端に接続される
．従って演算増幅器１２の電源は太陽電池アレイ１の両
端から得ている．いま第２図のＡ−Ｂ間、すなわち電源
供給装置６の出力電圧Ｖと二次電池４の電圧Ｖ１間の電
位差が急上昇しＰＮＰ｝ランジスタ１ｌのエミッタ・ベ
ース間電圧（約０・６Ｖ）以上となるとＰＮＰトランジ
スタ１１が導通し、コンデンサＣａｌ６を通り、抵抗Ｒ
ａｌ７の電位をあげる．その電位がツェナーダイオード
１３のつくる基準電圧より高くなると演算増幅器１２が
動作し、抵抗Ｒａｌ７の電位をＰＮＰ｝−ランジスタ１
４のベースに伝達する．これによりＰＮＰ｝ランジスタ
１４，１５は導通となり、Ａ点で急峻に上昇しようとす
る出力電圧を二次電池４へ充電電流として流し、出力電
圧の上昇を抑圧する機能を有することになる．このＰＮ
Ｐ｝ランジスタ１４．１５の導通時間はコンデンサＣａ
ｌ６と抵抗Ｒａｌ７の時定数とＶ１の上昇時間によって
決定され、ＣａＸＲａが大、また出力電圧上昇時間が長
いほど長くなる．さらにＰＮＰ｝ランジスタ１４，１５
の導通量はコンデンサＣａｌ６と抵抗Ｒａの微分作用に
より急峻な電圧上昇期間がすぎると抵抗Ｒａｌ７の電圧
が下がりはじめることから徐々に減少する．抵抗Ｒｂ２
２はＮＰＮトランジスタ１５および二次電池４に流れる
電流を規格内に制限しこれを保護するためのものである
．抵抗１８〜２１はトランジェント吸収回路各部の電位
および増幅度設定のためのものである．またコンデンサ
Ｃａｌ６の放電は高抵抗（図示せず．〉をそれに並列に
設けることによって行なわれる．なおこの回路において
は演算増幅器２１の動作を確実にするためにその電源を
太陽電池アレイ１の両端からとる構成にしているが、必
ずしもこの方法に限定されるものではなく補助電源を別
に設けてもよい． いま第２図の実施例において負荷回路５の消費電力が太
陽電池アレイ１の発生電力を上回っている時は太陽電池
アレイ１からだけでなく二次電池４からも充放電制御回
路３を通して負荷回路５へ電力が供給される．従って負
荷回路５の端子電圧すなわち電力供給装置６の出力電圧
は、二次電池４の電圧から充放電制御回路３の電圧降下
を差引いた値であり、太陽電池アレイ１のみ動作すると
きより低い電圧となる．このときトランジエント吸収回
路７は動作しない． 次に負荷回路５の消費電力が瞬時に減少し、大陽電池ア
レイ１の発生電力を下回ると、電力供給装置６の出力電
圧は充放電制御回路３又は過電圧防止回路２の動作電圧
まで瞬時に上昇しようとする．このときトランジエント
吸収回路７が動作する．すなわち太陽電池アレイ１の出
力電圧が上昇し、ほぼ二次電池４の電圧以上になるとト
ランジェント吸収回路７は導通し、二次電池４に電流を
流して充電し、太陽電池アレイ１の発生電力を吸収させ
電圧の急上昇を抑える．そして負荷回路５に悪影響がな
い程度に設定された電圧上昇速度でトランジェント吸収
回路７を徐々に遮断し、出力電圧は太陽電池アレイ１の
出力電圧で安定する．〔発明の効果〕 以上説明したように本発明の電力供給装置によれば、二
次電池の放電状態から充電状態に移行する際に生じる出
力電圧の急上昇を二次電池に吸収させることができ、出
力電圧の急上昇を防止して負荷回路に安定な出力電圧を
供給でき、負荷回路の損傷防止．安定動作に多大の効果
がある．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図に示すトランジェント吸収回路７の一例を示す図、第
３図は従来の実施例のブロック図、第４図は太陽電池ア
レイの出力特性と電力供給システムの動作を表わす図で
ある． １・・・太陽電池アレイ、２・・・過電圧防止回路、３
・・・充放電制御回路、４・・・二次電池、ラ・・・負
荷回路、６・・・電力供給装置．７・・・トランジエン
ト吸収回路、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　太陽電池アレイと、前記太陽電池アレイに並列に接続
   された過電圧防止回路と、前記太陽電池アレイに並列に
   接続された充放電制御回路と二次電池の直列回路とから
   成る電力供給装置において、前記二次電池の放電状態か
   ら充電状態への移行時における前記太陽電池アレイの出
   力電圧急上昇時の電力を前記二次電池に充電するトラン
   ジェント吸収回路を設けたことを特徴とする電力供給装
   置。