JPH07322529A - 太陽電池電源装置 - Google Patents
太陽電池電源装置Info
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- JPH07322529A JPH07322529A JP6108024A JP10802494A JPH07322529A JP H07322529 A JPH07322529 A JP H07322529A JP 6108024 A JP6108024 A JP 6108024A JP 10802494 A JP10802494 A JP 10802494A JP H07322529 A JPH07322529 A JP H07322529A
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- JP
- Japan
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- voltage
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- battery
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 太陽電池電源装置において、蓄電池に効率良
く充電を行う。 【構成】 太陽電池１の発生電圧をスイッチングレギュ
レータ４を介して蓄電池２へ供給する。蓄電池２の電圧
が電圧センサー３により十分な値であることが検出され
ると、スイッチングレギュレータ４を本来のＰＷＭ制御
動作させて安定電圧を蓄電池２へ供給し、電圧低下する
とスイッチング素子５を常時オンとして充電を連続的に
行う。
く充電を行う。 【構成】 太陽電池１の発生電圧をスイッチングレギュ
レータ４を介して蓄電池２へ供給する。蓄電池２の電圧
が電圧センサー３により十分な値であることが検出され
ると、スイッチングレギュレータ４を本来のＰＷＭ制御
動作させて安定電圧を蓄電池２へ供給し、電圧低下する
とスイッチング素子５を常時オンとして充電を連続的に
行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池電源装置に関
し、特に太陽電池を電源として蓄電池の充電を制御しつ
つ負荷へ電力を供給する太陽電池電源装置に関する。
し、特に太陽電池を電源として蓄電池の充電を制御しつ
つ負荷へ電力を供給する太陽電池電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の太陽電池電源装置においては、
負荷が許容できる電圧変動の範囲が狭い場合、電圧変動
の大きな太陽電池出力を負荷に安定供給すべくスイッチ
ングレギュレータを用いることが行われている。
負荷が許容できる電圧変動の範囲が狭い場合、電圧変動
の大きな太陽電池出力を負荷に安定供給すべくスイッチ
ングレギュレータを用いることが行われている。
【０００３】図２にその一例を示し、特開昭６１−１１
０９１９，１１０９２０号公報に開示のものである。図
２において、１は太陽電池素子１ａを複数個直並列に接
続した太陽電池群，２は蓄電池，３は蓄電池２の端子間
電圧を検出する電圧センサー，４はスイッチングレギュ
レータである。このスイッチングレギュレータはスイッ
チングトランジスタ５とこのトランジスタ５をオンオフ
制御するＰＷＭ制御回路６とを有する。
０９１９，１１０９２０号公報に開示のものである。図
２において、１は太陽電池素子１ａを複数個直並列に接
続した太陽電池群，２は蓄電池，３は蓄電池２の端子間
電圧を検出する電圧センサー，４はスイッチングレギュ
レータである。このスイッチングレギュレータはスイッ
チングトランジスタ５とこのトランジスタ５をオンオフ
制御するＰＷＭ制御回路６とを有する。
【０００４】電圧センサー３は蓄電池２の端子間電圧を
検出しておき該端子間電圧が所定電圧以上であり蓄電池
２が負荷７を運転させるに十分な容量を有しているとき
スイッチングレギュレータ４を動作させ負荷７へ安定し
た電圧を供給するように構成されている。
検出しておき該端子間電圧が所定電圧以上であり蓄電池
２が負荷７を運転させるに十分な容量を有しているとき
スイッチングレギュレータ４を動作させ負荷７へ安定し
た電圧を供給するように構成されている。
【０００５】次に比較的負荷が許容できる電圧変動の範
囲が広い場合は、太陽電池出力の電圧を安定化せずスイ
ッチングトランジスタを連続的にオンまたはオフに固定
して蓄電池の充電制御を行っているのが一般的である。
囲が広い場合は、太陽電池出力の電圧を安定化せずスイ
ッチングトランジスタを連続的にオンまたはオフに固定
して蓄電池の充電制御を行っているのが一般的である。
【０００６】図３にその一例を示し説明する。尚、図３
において図２と同等部分は同一符号により示す。図３に
おいて、１は太陽電池素子１ａを複数個直並列に接続し
た太陽電池群，２は蓄電池，３は蓄電池２の電圧を検出
する電圧センサー，５は蓄電池２の充電を制御するため
のスイッチングトランジスタである。
において図２と同等部分は同一符号により示す。図３に
おいて、１は太陽電池素子１ａを複数個直並列に接続し
た太陽電池群，２は蓄電池，３は蓄電池２の電圧を検出
する電圧センサー，５は蓄電池２の充電を制御するため
のスイッチングトランジスタである。
【０００７】電圧センサー３は蓄電池２の端子間電圧を
検出しておき、日中、該端子間電圧が所定電圧以上にな
ったときスイッチングトランジスタ５を連続的にオフに
固定し蓄電池２を太陽電池群１から切離して過充電を防
止するように構成されている。
検出しておき、日中、該端子間電圧が所定電圧以上にな
ったときスイッチングトランジスタ５を連続的にオフに
固定し蓄電池２を太陽電池群１から切離して過充電を防
止するように構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の図２のシステム
構成をとった場合、スイッチングレギュレータ４は負荷
７に対してのみ安定な電圧を供給するよう接続されてお
り、蓄電池２は直接、太陽電池群１に接続されているた
め、電圧の変動が大きく日中の天候によっては過充電と
なる可能性がある。蓄電池２にとってはこの状態が長時
間に渡って繰返されることは容量低下など蓄電池自体の
寿命に悪影響を及ぼす問題がある。
構成をとった場合、スイッチングレギュレータ４は負荷
７に対してのみ安定な電圧を供給するよう接続されてお
り、蓄電池２は直接、太陽電池群１に接続されているた
め、電圧の変動が大きく日中の天候によっては過充電と
なる可能性がある。蓄電池２にとってはこの状態が長時
間に渡って繰返されることは容量低下など蓄電池自体の
寿命に悪影響を及ぼす問題がある。
【０００９】次に従来の図３のシステム構成をとった場
合、蓄電池２の電圧が所定電圧以上となったときにスイ
ッチングトランジスタ５が連続的にオフに固定され、太
陽の日照エネルギーが十分に得られるにもかかわらず、
この間、負荷７の電力供給は蓄電池２から行われ、この
状態が続いた後、蓄電池２の電圧が低下して所定電圧以
内に戻れば、スイッチングトランジスタ５は再び連続的
にオンに固定されるという動作が繰返される。この様な
動作では、太陽の日照エネルギーの有効利用が図れない
ばかりか、特にシール形の蓄電池を用いた太陽電池電池
システムにおいては、満充電に達しない可能性がある。
合、蓄電池２の電圧が所定電圧以上となったときにスイ
ッチングトランジスタ５が連続的にオフに固定され、太
陽の日照エネルギーが十分に得られるにもかかわらず、
この間、負荷７の電力供給は蓄電池２から行われ、この
状態が続いた後、蓄電池２の電圧が低下して所定電圧以
内に戻れば、スイッチングトランジスタ５は再び連続的
にオンに固定されるという動作が繰返される。この様な
動作では、太陽の日照エネルギーの有効利用が図れない
ばかりか、特にシール形の蓄電池を用いた太陽電池電池
システムにおいては、満充電に達しない可能性がある。
【００１０】本発明の目的は、蓄電池を効率的に充電し
てより信頼性の高い蓄電池電源装置を提供することであ
る。
てより信頼性の高い蓄電池電源装置を提供することであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による蓄電池電源
装置は、太陽電池と、蓄電池と、前記太陽電池の発生電
圧を前記蓄電池へ供給制御するスイッチング電源と、前
記蓄電池の端子間電圧が所定値を越えたときに前記スイ
ッチング電源のスイッチング素子のオンオフ制御を行い
前記所定値以内になったときに前記スイッチング素子を
常時オン制御する制御手段とを含むことを特徴としてい
る。
装置は、太陽電池と、蓄電池と、前記太陽電池の発生電
圧を前記蓄電池へ供給制御するスイッチング電源と、前
記蓄電池の端子間電圧が所定値を越えたときに前記スイ
ッチング電源のスイッチング素子のオンオフ制御を行い
前記所定値以内になったときに前記スイッチング素子を
常時オン制御する制御手段とを含むことを特徴としてい
る。
【００１２】
【作用】太陽電池の発生電圧をスイッチング電源を介し
て蓄電池へ供給する様にし、蓄電池の電圧が十分な場合
には、スイッチング電源をＰＷＭ（パルス幅変調）制御
するようにして安定電圧で充電を維持し、蓄電池の電圧
が十分でない場合には、スイッチング電源のスイッチン
グトランジスタをオンに維持して充電を行うようにした
ものである。
て蓄電池へ供給する様にし、蓄電池の電圧が十分な場合
には、スイッチング電源をＰＷＭ（パルス幅変調）制御
するようにして安定電圧で充電を維持し、蓄電池の電圧
が十分でない場合には、スイッチング電源のスイッチン
グトランジスタをオンに維持して充電を行うようにした
ものである。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に従って説明す
る。
る。
【００１４】図１は本発明の実施例である太陽電池電源
装置の構成を示すブロック図であり、図２，３と同等部
分は同一符号にて示している。同図において、１は太陽
電池素子１ａを複数個直並列に接続した太陽電池群，２
は蓄電池，３は蓄電池２の端子間電圧を検出する電圧セ
ンサー，４はスイッチングトランジスタ５及びこのスイ
ッチングトランジスタの動作を制御する制御回路６を有
するスイッチングレギュレータ，７は負荷，８は蓄電池
２が所定電圧以下になったとき電圧センサー３の検出に
より負荷７を蓄電池２から切離すリレースイッチであ
る。
装置の構成を示すブロック図であり、図２，３と同等部
分は同一符号にて示している。同図において、１は太陽
電池素子１ａを複数個直並列に接続した太陽電池群，２
は蓄電池，３は蓄電池２の端子間電圧を検出する電圧セ
ンサー，４はスイッチングトランジスタ５及びこのスイ
ッチングトランジスタの動作を制御する制御回路６を有
するスイッチングレギュレータ，７は負荷，８は蓄電池
２が所定電圧以下になったとき電圧センサー３の検出に
より負荷７を蓄電池２から切離すリレースイッチであ
る。
【００１５】上記の如く構成された太陽電池電源装置に
おいて、蓄電池２の端子間電圧は常に電圧センサー３に
より検出されており、日中、所定電圧以内にあるときは
スイッチングトランジスタ５は連続してオンに固定され
蓄電池２を充電しながら負荷へも電力を供給している。
おいて、蓄電池２の端子間電圧は常に電圧センサー３に
より検出されており、日中、所定電圧以内にあるときは
スイッチングトランジスタ５は連続してオンに固定され
蓄電池２を充電しながら負荷へも電力を供給している。
【００１６】ここで接続されている負荷７とは比較的許
容できる電圧変動の範囲が広い負荷であるものとする。
容できる電圧変動の範囲が広い負荷であるものとする。
【００１７】蓄電池２の電圧が所定電圧以上になったと
き、電圧センサー３からの指令が制御回路６に伝達され
たスイッチングトランジスタ５はＰＷＭ制御に切替わ
り、スイッチングレギュレータ７として動作することに
より蓄電池２は低電圧による充電が行われる。この間、
スイッチングトランジスタ５は制御回路６により制御さ
れスイッチング動作をして電圧を安定化させるように働
く。
き、電圧センサー３からの指令が制御回路６に伝達され
たスイッチングトランジスタ５はＰＷＭ制御に切替わ
り、スイッチングレギュレータ７として動作することに
より蓄電池２は低電圧による充電が行われる。この間、
スイッチングトランジスタ５は制御回路６により制御さ
れスイッチング動作をして電圧を安定化させるように働
く。
【００１８】また、蓄電池２の電圧が所定以内に戻った
ときはスイッチングトランジスタ５は再び連続的にオン
に固定されるよう動作する。この結果、蓄電池２は過充
電が防止され、太陽電池群１は継続して負荷にも電圧を
供給するのでより効率的な充電が行われる。
ときはスイッチングトランジスタ５は再び連続的にオン
に固定されるよう動作する。この結果、蓄電池２は過充
電が防止され、太陽電池群１は継続して負荷にも電圧を
供給するのでより効率的な充電が行われる。
【００１９】一方、過放電になった場合の蓄電池２の保
護は、蓄電池２の電圧が所定電圧以下となっときに電圧
センサー３の検出により負荷７を蓄電池２から切離すこ
とで、従来通りの機能を供えている。
護は、蓄電池２の電圧が所定電圧以下となっときに電圧
センサー３の検出により負荷７を蓄電池２から切離すこ
とで、従来通りの機能を供えている。
【００２０】なお、上記実施例において電圧センサー内
にタイマー回路を設けることにより蓄電池電圧を検出し
てから所定時間を経過した後に指令を伝達することで、
システム構築に幅をもたせることができ、蓄電池の特性
に合わせて電圧の検出レベルと共に予め最適なポイント
に設定すればシステムとしての信頼性も一層向上する。
にタイマー回路を設けることにより蓄電池電圧を検出し
てから所定時間を経過した後に指令を伝達することで、
システム構築に幅をもたせることができ、蓄電池の特性
に合わせて電圧の検出レベルと共に予め最適なポイント
に設定すればシステムとしての信頼性も一層向上する。
【００２１】また、上記実施例では、比較的許容できる
電圧変動の範囲が広い負荷を接続した場合で説明した
が、本発明では、許容できる電圧変動の範囲が狭い限ら
れた負荷が接続される場合は、負荷容量に合わせ各種レ
ギュレータを負荷回路に接続して安定した電圧を供給す
るように構成したシステムといても用いることがでる。
電圧変動の範囲が広い負荷を接続した場合で説明した
が、本発明では、許容できる電圧変動の範囲が狭い限ら
れた負荷が接続される場合は、負荷容量に合わせ各種レ
ギュレータを負荷回路に接続して安定した電圧を供給す
るように構成したシステムといても用いることがでる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、日
中、蓄電池の電圧上昇を検出し連続的にオンに固定され
ているスイッチングトランジスタをＰＷＭ制御に切替え
ることにより、蓄電池の過充電を防止し定電圧による充
電を行うよう動作するため、太陽電池群は継続して負荷
にも電力を供給することができ、従来の構成に比べ太陽
の日照エネルギーの有効利用が図れるという効果があ
る。これにより、蓄電池はより効率的に充電されるの
で、容量不足によってシステム断となる確率が低減され
太陽電池システムの信頼性が向上する。
中、蓄電池の電圧上昇を検出し連続的にオンに固定され
ているスイッチングトランジスタをＰＷＭ制御に切替え
ることにより、蓄電池の過充電を防止し定電圧による充
電を行うよう動作するため、太陽電池群は継続して負荷
にも電力を供給することができ、従来の構成に比べ太陽
の日照エネルギーの有効利用が図れるという効果があ
る。これにより、蓄電池はより効率的に充電されるの
で、容量不足によってシステム断となる確率が低減され
太陽電池システムの信頼性が向上する。
【図１】本発明の実施例のブロック図である。
【図２】従来の太陽電池電源装置の一例を示すブロック
図である。
図である。
【図３】従来の太陽電池電源装置の他の例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１ 太陽電池群 ２ 蓄電池 ３ 電圧センサー ４ スイッチング電源 ５ スイッチングトランジスタ ６ ＰＷＭ制御回路 ７ 負荷 ８ リレースイッチ
Claims (3)
- 【請求項１】 太陽電池と、蓄電池と、前記太陽電池の
発生電圧を前記蓄電池へ供給制御するスイッチング電源
と、前記蓄電池の端子間電圧が所定値を越えたときに前
記スイッチング電源のスイッチング素子のオンオフ制御
を行い前記所定値以内になったときに前記スイッチング
素子を常時オン制御する制御手段とを含むことを特徴と
する太陽電池電源装置。 - 【請求項２】 前記蓄電池の端子間電圧が前記所定値よ
りも小なる値に低下したとき前記蓄電池を負荷から切離
す手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載の太陽
電池電源装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記蓄電池の端子間電
圧を検出する手段と、この検出電圧が所定値を越えたと
きにこの検出電圧に応じてスイッチング素子のオンオフ
制御を行うよう構成されていることを特徴とする請求項
１または２記載の太陽電池電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6108024A JPH07322529A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 太陽電池電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6108024A JPH07322529A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 太陽電池電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07322529A true JPH07322529A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14474043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6108024A Withdrawn JPH07322529A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 太陽電池電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07322529A (ja) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11332091A (ja) * | 1998-01-28 | 1999-11-30 | Seiko Instruments Inc | 電子機器 |
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-
1994
- 1994-05-23 JP JP6108024A patent/JPH07322529A/ja not_active Withdrawn
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