JPH07111196B2

JPH07111196B2 - 送風装置

Info

Publication number: JPH07111196B2
Application number: JP1270589A
Authority: JP
Inventors: 雄二福田; 均岸; 晋行辻野; 達憲豊田; 靖雄岸
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1988-10-19
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1995-11-29
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: JPH02199298A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は太陽電池を電源として駆動する送風装置に関す
るものである。

（ロ）従来の技術本発明に先行する技術として特公昭59−31657号公報等
に記載された送風装置があり、第４図に示す回路構成と
なっている。第４図に記載の送風装置は太陽電池（１）
の日射量の変化により電動機（２）への給電力を変化さ
せて、自動的に電動機（２）の回転制御を行なうように
したものである。その結果、回転制御幅を広くするため
には少ない日射量でも電動機（２）が起動されなければ
ならないことから、電動機の定格入力よりも定格出力を
大きくした太陽電池を用いて、低照度からでもスムーズ
に電動機（２）が起動されるようにしている。

しかし、太陽電気（１）の面積が大きくなると共に、照
度が大きくなると、電動機（２）の動作電圧は太陽電池
の開放電圧に近い値となり、電動機（２）に対しては過
負荷となり、太陽電池（１）としては無駄の多い低効率
利用となる。

第５図に基づき具体的に説明する。電動機（２）を12
V、0.116Aの定格のものを用い、この時、電動機（２）
を起動するためには3V、0.14Aを最低必要とする。しか
し一度起動すると、電動機（２）は3V、0.032Aでも回転
を維持し、電動機（２）は第５図の特性Ｍのように変化
する。

太陽電池（１）は、低照度でも電動機（２）が起動され
るように、定格出力の半分の出力があれば起動できるよ
うに定格出力を設定しており、最適動作点出力（定格出
力）が2.76W、Vop［最適動作電圧］＝12V、Iop［最適動
作電流］＝0.23Aとして、特性Ｐとなり、照度が変化す
ると、例えば特性Pmとなる。

照度が低下しても電動機（２）を起動できるものの、定
格特性Ｐ出力時の電動機（２）は特性Ｍとの交点（動作
点P₁）で動作し、電動機（２）は15.2Vで駆動されて過
負荷となり、太陽電池（１）の効率としても最適動作点
P₂より大きく外れて利用効率が悪くなる。

（ハ）発明が解決しようとする課題本発明は、低照度でもスムーズに起動され、太陽電池の
大きさも小さくでき、利用効率も向上し、起動後は、太
陽電池からの出力で駆動を維持する送風装置を提供する
ことを課題とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は送風羽根を駆動する電動機と、電動機にスイッ
チ体を介して給電する太陽電池と、太陽電池に並列接続
する電動機の最低起動電力を蓄える蓄電体と、からなる
送風装置であって、上記太陽電池からの出力で駆動を維
持するに先立って、上記蓄電体への最低起動電力の充電
を検出し、スイッチ体を通電状態とする制御部によって
起動されることを特徴とするものである。

太陽電池から電動機への給電を制御するスイッチ体はト
ランジスタ、トライアック等の半導体スイッチング素子
でもよいし、リレーにて切入される接点でもよい。

蓄電体はコンデンサ等の充電と放電とが行えるものであ
ればよい。

制御部はスイッチ体を制御できる公知、周知の回路にて
形成され、蓄電体の充電量を検出して、電動機の最低起
動電力以上を判別できる回路であればよく、比較器等に
て形成される。

（ホ）作用本発明は蓄電体に太陽電池からの電力を蓄え、電動機の
最低起動電力となった時にスイッチ体を閉じて電動機に
太陽電池から給電し、スイッチ体を閉じた瞬間は蓄電体
に充電された電力が印加されて電動機を起動する。そし
て、起動後は、その太陽電池からの出力で駆動を維持す
ることなる。

（ヘ）実施例第１図〜第３図に基づき本発明を説明する。

第１図は電気回路図で、太陽電池（11）と蓄電体として
の電解コンデンサ（12）と、スイッチ体としてのトラン
ジスタ（13）と、電動機（14）と、トランジスタ（13）
を導通、非導通とする制御部（15）とを図示する如く接
続している。電動機（14）にて送風羽根（16）が回転駆
動される。制御部（15）はコンデンサ（12）の両端電圧
を検知し、その値が電動機（14）の最低起動電力（電
圧）以上となると、トランジスタ（13）を導通する。

第２図は電動機（14）のＩ−Ｖ特性Ｍと太陽電池（11）
のＩ−Ｖ特性Ｑを示すもので、太陽電池（11）のＩ−Ｖ
特性Ｑは照度が低下すると第２図に点線で示すＩ−Ｖ特
性ｑの如くVoc［開放電圧］（＝17.6V）は大きく変化せ
ず、Isc［短絡電流］が大きく変化する。

日射量が少ない（低照度）朝にあっては、太陽電池（1
1）の出力は電動機（14）を起動するに十分な電力では
ないことから、トランジスタ（13）を非導通としてコン
デンサ（12）に充電する。コンデンサ（12）に充電され
ることで、コンデンサ（12）の両端電圧が時間と共に大
きくなり、コンデンサ（12）に電動機（14）を起動する
に十分な電力が電荷量として蓄電される。コンデンサ
（12）の両端電圧が最低起動電力（電圧）を越えたこと
を制御部（15）が検出すると、トランジスタ（13）を導
通して電動機（14）に給電される。この時、太陽電池
（11）からの出力だけでは電動機（14）は起動しない
が、コンデンサ（12）に蓄電された電力の放電にて電動
機（14）はスムーズに起動される。電動機（14）は起動
された後の駆動電力は大きな電力を必要とせず、太陽電
池（11）からの出力で十分駆動を維持する。

従って、電動機（14）の定格と太陽電池（11）の定格と
が略同じものを用いても、起動はスムーズに行なえるも
のであり、電動機（14）の特性Ｍは太陽電池（11）の最
適動作点上に沿って略変化することになり、太陽電池
（11）の利用効率も良い。

さらに、具体的に説明すると、電動機（14）を12V、0.1
16A定格（従来の技術にて示した電動機２と同じ）と
し、太陽電池（11）は最適動作点出力（定格日射量AM−
１ 100mW/cm²時の出力）（定格出力）が、1.39W、Vop
＝12V、Iop＝0.116Aのものを用いる。ここで、定格日射
量AMは、Air Mass（通過空気量）の略号で、AM−１と
は、赤道上海抜0mの場所での南中時の垂直日射量で、具
体的には約100mW/cm²である。

太陽電池（11）としてアモルファス太陽電池を用いるこ
とから、Voc＝0.8Vのセルを22段直列接続してVoc＝17.6
Vの太陽電池（11）とし、この点では従来の技術にて示
した太陽電池（１）と同じであるが、Isc＝0.28Aから0.
14Aとしたことで、１つのセルの面積を小さくでき、太
陽電池（１）の面積を小さくできたことになる。コンデ
ンサ（12）は3300μＦを用い、制御部（15）によるトラ
ンジスタ（13）の導通はコンデンサ（12）の両端電圧が
12Vで行なわれ、両端電圧が4Vとなると非導通となる。

制御部（15）の回路構成は第３図のとおりである。コン
デンサ（12）の両端に接続された両端子（Ta）、（Tc）
の電圧は、抵抗（15a）、（15b）で分割され、コンパレ
ータ（15f）の＋端子に入る。また、ツェナーダイオー
ド（15d）により一定電圧が作り出され、コンパレータ
（15f）の−端子に入る。コンパレータ（15f）は、前記
両端子（Ta）、（Tc）間に入力する電圧が増大したとき
導通し、端子（Tb）を通してトランジスタ（13）にベー
ス電流を流す。尚、コンパレータ（15f）自体を動作さ
せる電力は太陽電池（11）から供給される。太陽電池
（11）の電力は、安定電力ではないが、コンパレータ
（15f）を十分に駆動できる。

以上の回路構成による動作を説明する。トランジスタ
（13）が非導通で、電動機（14）が駆動していないと
き、コンデンサ（12）は充電される。制御部（15）は、
コンデンサ（12）の両端電圧が12Vに達したとき、トラ
ンジスタ（13）を導通する。トランジスタ（13）が導通
すると、電動機（14）に、太陽電池（11）とコンデンサ
（12）とから電力が供給される。これにより、電動機
（14）の起動に必要な電力がまかなえれば、電動機（1
4）は起動する。上記の状態で、もし日照が過度に不足
している等の原因により電動機（14）が起動できなかっ
たら、太陽電池（11）の出力電圧は3V以下に下がる。コ
ンパレータ（15f）は、ヒステリシス特性を有している
ので、電圧が4V以下となると、トランジスタ（13）を非
導通にする。従って、電動機（14）が太陽電池（11）か
ら切り離される。電動機（14）が切り離されると、太陽
電池（11）の電圧は再び上昇する。電圧が12V以上にな
ると、再びコンパレータ（15f）は、トランジスタ（1
3）を導通する。このようにして、所定の日照量以上の
とき、確実に電動機（14）を起動できる。

（ト）発明の効果本発明は蓄電体を接続したことで太陽電池の定格出力を
大きくしなくとも、電動機の起動がスムーズに行える。

従って、太陽電池の各セルの面積を小さくでき、太陽電
池の大きさを小さくできるとともに、電動機と太陽電池
の定格を略等しくすることができるので、照度が十分あ
るときでも、電動機に過電圧がかからず、電動機の寿命
を長くすることができ、また、太陽電池の利用効率が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気回路図、第２図は同電圧−電流特
性図、第３図は同制御部の具体例を含む電気回路図、第
４図は従来の電気回路図、第５図は同電圧−電流特性図
である。（11）……太陽電池、（12）……コンデンサ（蓄電
体）、（13）……トランジスタ（スイッチ体）、（14）
……電動機、（15）……制御部、（16）……送風羽根。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者豊田達憲大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者岸靖雄大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (56)参考文献実開昭60−1994（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−57549（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送風羽根を駆動する電動機と、電動機にス
イッチ体を介して給電する太陽電池と、太陽電池に並列
接続する電動機の最低起動電力を蓄える蓄電体と、から
なる送風装置であって、上記太陽電池からの出力で駆動
を維持するに先立って、上記蓄電体への最低起動電力の
充電を検出し、スイッチ体を通電状態とする制御部によ
って起動されることを特徴とする送風装置。