JPS62120521A - 電源回路 - Google Patents
電源回路Info
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- JPS62120521A JPS62120521A JP60261787A JP26178785A JPS62120521A JP S62120521 A JPS62120521 A JP S62120521A JP 60261787 A JP60261787 A JP 60261787A JP 26178785 A JP26178785 A JP 26178785A JP S62120521 A JPS62120521 A JP S62120521A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 13
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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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
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
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。
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〕
本発明は非晶質光起電力装置を含む電源回路に関し、更
に詳述すれば高照度にて照射されても光起電力装置が劣
化し難く、また負荷に対して安寞して給電できる電源回
路を提案するものである。
に詳述すれば高照度にて照射されても光起電力装置が劣
化し難く、また負荷に対して安寞して給電できる電源回
路を提案するものである。
非晶質光起電力装置は高照度光を照射するとその電気的
出力が低下していくという、結晶光起電力装置とは相異
する性質を示す。
出力が低下していくという、結晶光起電力装置とは相異
する性質を示す。
第４図は１．５Ｖニおける動作電流１ （１，５Ｖ）
がｌＯ万ＪＸの照射によって劣化していく様子を示して
おり、横軸に照射時間を、また縦軸に初期値を１００％
とする相対値を示しており、白丸は端子間を短絡した場
合、また黒丸は端子間を開放した場合夫々の結果を示し
ている。
がｌＯ万ＪＸの照射によって劣化していく様子を示して
おり、横軸に照射時間を、また縦軸に初期値を１００％
とする相対値を示しており、白丸は端子間を短絡した場
合、また黒丸は端子間を開放した場合夫々の結果を示し
ている。
一方光起電力装置の動作点は負荷のインピーダンスによ
って定まる。第５図は曲線にて光起電力装置のＩ−Ｖ（
電流−電圧）特性を、また直線に・て負荷のインピーダ
ンス特性を示しており、その交点が動作点となる。なお
図中Ｖｏｃは開放電圧、Ｉｓｃは短絡電流を示している
。
って定まる。第５図は曲線にて光起電力装置のＩ−Ｖ（
電流−電圧）特性を、また直線に・て負荷のインピーダ
ンス特性を示しており、その交点が動作点となる。なお
図中Ｖｏｃは開放電圧、Ｉｓｃは短絡電流を示している
。
然るところ光起電力装置のＩ−Ｖ特性は照度によって第
６図に示すように変化するから負荷が一定であっても動
作点はＩ−Ｖ特性に応じて、即ち照度に応じて変化する
ことになる。
６図に示すように変化するから負荷が一定であっても動
作点はＩ−Ｖ特性に応じて、即ち照度に応じて変化する
ことになる。
さて光起電力装置を電源として備えた電気機器とし°ζ
電卓が知られている。いまアモルファスシリコンの光起
電力装置の場合について検討してみる。
電卓が知られている。いまアモルファスシリコンの光起
電力装置の場合について検討してみる。
第７図に示すように負荷インピーダンス２を１００にΩ
とし、動作電圧り、５Ｖでの動作電流を１０ＩＪＡとす
る。開放電圧Ｖｏｃは５０１ｘの照度下で２．０Ｖ程度
必要である。
とし、動作電圧り、５Ｖでの動作電流を１０ＩＪＡとす
る。開放電圧Ｖｏｃは５０１ｘの照度下で２．０Ｖ程度
必要である。
このような電卓を太陽光（１０万ｊ！ｘ）下に曝すと動
作電圧は２．６Ｖ程度となり、電流は２６μ＾（−２，
６Ｖ／１００にΩ）となり、光起電力装置は殆ど開放状
態で照射されていることになる。
作電圧は２．６Ｖ程度となり、電流は２６μ＾（−２，
６Ｖ／１００にΩ）となり、光起電力装置は殆ど開放状
態で照射されていることになる。
第４図に示すように端子間を開放した状態におく方が劣
化の面から好ましくない、また動作電圧の上昇によるＩ
Ｃの破壊も考えられる。そこで一般には第７図に示す如
きＩ−Ｖ特性を有するツェナーダイオード８４を第８図
に示すように光起電力装置８１．出力電圧安定用のコン
デンサ８２及び負荷８３と並列的に接続して過電圧を防
止している。
化の面から好ましくない、また動作電圧の上昇によるＩ
Ｃの破壊も考えられる。そこで一般には第７図に示す如
きＩ−Ｖ特性を有するツェナーダイオード８４を第８図
に示すように光起電力装置８１．出力電圧安定用のコン
デンサ８２及び負荷８３と並列的に接続して過電圧を防
止している。
このようなツェナーダイオード８４を接続すると光起電
力装置８１の出力端に、Ｊからみた太陽光照射時の動作
点は電圧１．５ｖの直線と１０万１ｘとの交点０となる
。従って光起電力装置の出力端に、 １からみたイン
ピーダンスはツェナーダイオード８４を用いない場合に
比して低下し、光劣化が緩和されることになる。しかし
ながらこのツェナーダイオード８４が降伏電圧にある間
も光起電力装置は短絡状態にあるわけでないので第４図
を参照すれば明らかなように開放状態に比して改善され
るとしても、短絡しておく場合程には改善されない。
力装置８１の出力端に、Ｊからみた太陽光照射時の動作
点は電圧１．５ｖの直線と１０万１ｘとの交点０となる
。従って光起電力装置の出力端に、 １からみたイン
ピーダンスはツェナーダイオード８４を用いない場合に
比して低下し、光劣化が緩和されることになる。しかし
ながらこのツェナーダイオード８４が降伏電圧にある間
も光起電力装置は短絡状態にあるわけでないので第４図
を参照すれば明らかなように開放状態に比して改善され
るとしても、短絡しておく場合程には改善されない。
いまこの電卓を５０４！ ｘの低照度で１ （１，５Ｖ
） −１１，５μへの出力にて使用していたものとする
。゛但し、この電卓の作動可能範囲を１ （１，５Ｖ
）≧ｌＯμＡとする。
） −１１，５μへの出力にて使用していたものとする
。゛但し、この電卓の作動可能範囲を１ （１，５Ｖ
）≧ｌＯμＡとする。
次にこの電卓を１０万Ａｘの高照度下に１時間曝露して
劣化させた後、再び５０ ｊ ｘ下にて使用する場合に
ついて考える。第５図の劣化特性によればｌＯ万βＸに
て１時間照射するとｒ （１，５Ｖ）は初期値の８４
％となるから、照射後の特性は１１．５μＡ×０．８４
−９．７μＡとなって電卓は作動不能となる。
劣化させた後、再び５０ ｊ ｘ下にて使用する場合に
ついて考える。第５図の劣化特性によればｌＯ万βＸに
て１時間照射するとｒ （１，５Ｖ）は初期値の８４
％となるから、照射後の特性は１１．５μＡ×０．８４
−９．７μＡとなって電卓は作動不能となる。
これに対しｌＯ万！Ｘにて照射する開光起電力装置を短
絡しておいた場合は、１時間の照射にて９２％になるか
ら、１１．５μ八Ｘ ０．９２−１０．５８μ八となっ
て電卓は動作可能である。
絡しておいた場合は、１時間の照射にて９２％になるか
ら、１１．５μ八Ｘ ０．９２−１０．５８μ八となっ
て電卓は動作可能である。
このように低照度に対応させた光起電力装置利用機器に
おいては高照度照射によるその劣化が大きな問題となっ
ていた。
おいては高照度照射によるその劣化が大きな問題となっ
ていた。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであって光起電力装置の照度を検出する素子を設け、
これが所定値以上の照度を検出した場合に光起電力！！
＆置を短絡して劣化を抑制し、この開光起電力装置と並
列的に接続しており、光起電力装置にて充電しておいた
コンデンサにて負荷に給電するようにして光起電力装置
の寿命延長と連続給電とを両立させた電源回路を提供す
ることを目的とする。
のであって光起電力装置の照度を検出する素子を設け、
これが所定値以上の照度を検出した場合に光起電力！！
＆置を短絡して劣化を抑制し、この開光起電力装置と並
列的に接続しており、光起電力装置にて充電しておいた
コンデンサにて負荷に給電するようにして光起電力装置
の寿命延長と連続給電とを両立させた電源回路を提供す
ることを目的とする。
本発明に係る電源回路は、非晶質光起電力装置と、その
両極間に接続された短絡用スイッチング素子と、これら
に並列接続され、非晶質光起電力装置によって充電され
、また負荷に給電すべくなしたコンデンサと、非晶質光
起電力装置の照度検出素子と、この照度検出素子が所定
値以上の照度を検出している間に前記スイッチング素子
を断続的に導通させる導通制御回路とを具備することを
特徴とする。
両極間に接続された短絡用スイッチング素子と、これら
に並列接続され、非晶質光起電力装置によって充電され
、また負荷に給電すべくなしたコンデンサと、非晶質光
起電力装置の照度検出素子と、この照度検出素子が所定
値以上の照度を検出している間に前記スイッチング素子
を断続的に導通させる導通制御回路とを具備することを
特徴とする。
このような構成としたことによりｌＯ万ｌにの高照度下
に低照度対応の光起電力装置組込機器をおいても、光起
電力装置を短絡している時間が増えている分だけ劣化が
緩やかになり、長寿命化される。
に低照度対応の光起電力装置組込機器をおいても、光起
電力装置を短絡している時間が増えている分だけ劣化が
緩やかになり、長寿命化される。
〔実施例〕゛
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明の電源回路を負荷と共に示す回路図で
あって光起電力装置１の正負極間にその短絡用のスイッ
チングトランジスタ２、シュミットトリガ回路３と抵抗
４との直列回路、抵抗５とツェナーダイオード６とコン
デンサ７との直列回路が並列接続されている。シュミッ
トトリガ回路３はループ利得〉ｌのものであって、光起
電力装置ｌの正極を電源電位Ｖｃｃとし、ツェナーダイ
オード６とコンデンサ７との接続点を入力電圧Ｖｉ と
し、更に出力電圧Ｖｏを抵抗８を介してトランジスタ２
のベースに与えるように接続してあり、前記照度検出素
子として機能する。
。第１図は本発明の電源回路を負荷と共に示す回路図で
あって光起電力装置１の正負極間にその短絡用のスイッ
チングトランジスタ２、シュミットトリガ回路３と抵抗
４との直列回路、抵抗５とツェナーダイオード６とコン
デンサ７との直列回路が並列接続されている。シュミッ
トトリガ回路３はループ利得〉ｌのものであって、光起
電力装置ｌの正極を電源電位Ｖｃｃとし、ツェナーダイ
オード６とコンデンサ７との接続点を入力電圧Ｖｉ と
し、更に出力電圧Ｖｏを抵抗８を介してトランジスタ２
のベースに与えるように接続してあり、前記照度検出素
子として機能する。
第２図はこのシュミットトリガ回路３の特性を示し、Ｖ
ｉが２．ＯＶになるとＶｏとしてＶｃｃの電圧が出力さ
れ、Ｖｉが１．５ｖにまで下がるとＶｏはＶａｉｎ
（例えば０．７ｖ以下）となることを示しており、トラ
ンジスタ２はＶｏ＝Ｖｃｃとなるとオンし、光起電力装
置ｌの両極を短絡する。そしてＶｉ ＝１．５ｖとなっ
てＶｏ ＝Ｖｍｉｎとなるとトランジスタ２はオフし、
光起電力装置ｌの両極を開放する。
ｉが２．ＯＶになるとＶｏとしてＶｃｃの電圧が出力さ
れ、Ｖｉが１．５ｖにまで下がるとＶｏはＶａｉｎ
（例えば０．７ｖ以下）となることを示しており、トラ
ンジスタ２はＶｏ＝Ｖｃｃとなるとオンし、光起電力装
置ｌの両極を短絡する。そしてＶｉ ＝１．５ｖとなっ
てＶｏ ＝Ｖｍｉｎとなるとトランジスタ２はオフし、
光起電力装置ｌの両極を開放する。
光起電力装置の正極にはダイオード９がＨ方向に接続さ
れており、そのカソード側と光起電力装置１の負極との
間にコンデンサ１０と、抵抗１１並びにツェナーダイオ
ード１２及び負極■３の並列回路の直列回路とが並列接
続されている。
れており、そのカソード側と光起電力装置１の負極との
間にコンデンサ１０と、抵抗１１並びにツェナーダイオ
ード１２及び負極■３の並列回路の直列回路とが並列接
続されている。
而してこのように構成された本発明回路の動作につい°
ζ説明する、まず低照度下ではツェナーダイオード６の
降伏電圧の絶対値ＩＶｂｌに比してツェナーダイオード
６のカソード側電圧Ｖｄが低いので通電電流は小さく、
従ってＶｉ 、Ｖｏは低くトランジスタ２はオフしたま
まである。
ζ説明する、まず低照度下ではツェナーダイオード６の
降伏電圧の絶対値ＩＶｂｌに比してツェナーダイオード
６のカソード側電圧Ｖｄが低いので通電電流は小さく、
従ってＶｉ 、Ｖｏは低くトランジスタ２はオフしたま
まである。
次に高照度下においた場合について説明する。
第３図はｖｌを上側に、コンデンサｌＯの正極側電圧Ｖ
ｃを下側にしてその時間的変化を示している。
ｃを下側にしてその時間的変化を示している。
光起電力装置１の出力電圧が上昇しこれにともないＶｄ
’≧Ｉｖｂｌとなり、Ｖｉの電圧は上昇していく、一方
コンデンサ７．ｌＯが充電されはじめ、また光起電力装
置ｌから負荷１３への給電が行われる。そしてコンデン
サｌＯの正極の電圧Ｖｃがツェナーダイオード６の降伏
電圧に達するとく時点ｔ１）Ｖｃは一定になる。一方、
Ｖｉが２．Ｏｖまで上昇すると（時点ｔ２）シュミット
トリガ回路３のＶｏはＶｃｃに上昇し、トランジスタ２
が導通する。
’≧Ｉｖｂｌとなり、Ｖｉの電圧は上昇していく、一方
コンデンサ７．ｌＯが充電されはじめ、また光起電力装
置ｌから負荷１３への給電が行われる。そしてコンデン
サｌＯの正極の電圧Ｖｃがツェナーダイオード６の降伏
電圧に達するとく時点ｔ１）Ｖｃは一定になる。一方、
Ｖｉが２．Ｏｖまで上昇すると（時点ｔ２）シュミット
トリガ回路３のＶｏはＶｃｃに上昇し、トランジスタ２
が導通する。
これによって光起電力装置１は短絡されることになる。
コンデンサ７の充電電荷は抵抗４を介して放電され、そ
の抵抗値とコンデンサ７の容量との積を時定数としてＶ
ｉが低下していき１．５ｖにまで低下するとく時点Ｌ３
）トランジスタ２はオフする。
の抵抗値とコンデンサ７の容量との積を時定数としてＶ
ｉが低下していき１．５ｖにまで低下するとく時点Ｌ３
）トランジスタ２はオフする。
このｔ２〜ｔ３の間コンデンサ１０は負荷１３を介して
放電すること、つまり負荷への給電が行われることにな
る。
放電すること、つまり負荷への給電が行われることにな
る。
トランジスタ２がオフすると再び光起電力装置１の電圧
がコンデンサ７、ｌＯ及び負荷１３に加わりコンデンサ
の充電と負荷への給電が行われることになるのである。
がコンデンサ７、ｌＯ及び負荷１３に加わりコンデンサ
の充電と負荷への給電が行われることになるのである。
（効果〕
本発明の電源回路ではこのような動作が反復されていく
のでも１〜ｔ３の間のうちｔ２〜ｔ３の間が光起電力装
置１の両極間が短絡された状態となり、これが反復され
るから、この間光起電力装置１の劣化率が低下する。ト
ランジスタ２がオンしている期間、つまり光起電力装置
Ｉの短絡期間をＬＩＤ％ トランジスタ２がオフして
いる期間をｔｎとし、また光起電力装置１の短絡時の劣
化率をＸ％、負荷への給電時の劣化率をＹ％とすると、
本発明の電源回路における光起電力値Ｗ１１の最終劣化
率は （（ｔｍ／ｌｎ） ・Ｘ＋ （ｔｎ／ｌｎ） ・Ｙ
）％となる。
のでも１〜ｔ３の間のうちｔ２〜ｔ３の間が光起電力装
置１の両極間が短絡された状態となり、これが反復され
るから、この間光起電力装置１の劣化率が低下する。ト
ランジスタ２がオンしている期間、つまり光起電力装置
Ｉの短絡期間をＬＩＤ％ トランジスタ２がオフして
いる期間をｔｎとし、また光起電力装置１の短絡時の劣
化率をＸ％、負荷への給電時の劣化率をＹ％とすると、
本発明の電源回路における光起電力値Ｗ１１の最終劣化
率は （（ｔｍ／ｌｎ） ・Ｘ＋ （ｔｎ／ｌｎ） ・Ｙ
）％となる。
但し、ｔ、Ｈｗｔ、＋ｔｎ
従来のものはＹ％であるから、本発明による場合は
Ｙ−（（Ｌｍ／ｌｔ） ・Ｘ＋ （ｔｎ／１ｊ）−Ｙ
）＝（（ｔ＋ｍ／ｌｉ） ・Ｙ−Ｘ） ポイントだけ光起電力値ｆｆ１ｌの劣化率を低減できる
ことになる。
）＝（（ｔ＋ｍ／ｌｉ） ・Ｙ−Ｘ） ポイントだけ光起電力値ｆｆ１ｌの劣化率を低減できる
ことになる。
そして、このように寿命を長寿命化できると共に負荷へ
の給電は何らの支障もなく行なえる。
の給電は何らの支障もなく行なえる。
第１図は本発明回路の回路図、第２図はシュミットトリ
ガ回路の特性図、第３図は動作説明のための波形図、第
４図は光起電力装置の劣化率を示すグラフ、第５．６図
は光起電力装置のＩ−Ｖ特性の説明図、第７図はツェナ
ーダイオードのｒ−■特性図、第８図は従来の電源回路
の回路図である。 １・・・光起電力装置 ２・・・スイッチングトランジ
スタ ３・・・シェミットトリガ回路 ６，１２・・・
ツェナーダイオード ７．ｌＯ・・・コンデンサ １３
・・・負Ｎ特 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 大 事８邑 阜 ７図 ′！４１図 第２図 え１ 勉 え３ 埠 ３１ｆｉ 手続補正書（自発） 昭和６０年１２月１３日
ガ回路の特性図、第３図は動作説明のための波形図、第
４図は光起電力装置の劣化率を示すグラフ、第５．６図
は光起電力装置のＩ−Ｖ特性の説明図、第７図はツェナ
ーダイオードのｒ−■特性図、第８図は従来の電源回路
の回路図である。 １・・・光起電力装置 ２・・・スイッチングトランジ
スタ ３・・・シェミットトリガ回路 ６，１２・・・
ツェナーダイオード ７．ｌＯ・・・コンデンサ １３
・・・負Ｎ特 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 大 事８邑 阜 ７図 ′！４１図 第２図 え１ 勉 え３ 埠 ３１ｆｉ 手続補正書（自発） 昭和６０年１２月１３日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非晶質光起電力装置と、その両極間に接続された短
絡用スイッチング素子と、これらに並列接続され、非晶
質光起電力装置によって充電され、また負荷に給電すべ
くなしたコンデンサと、非晶質光起電力装置の照度検出
素子と、この照度検出素子が所定値以上の照度を検出し
ている間に前記スイッチング素子を断続的に導通させる
導通制御回路とを具備することを特徴とする電源回路。 ２、前記非晶質光起電力装置はアモルファスシリコン光
起電力装置である特許請求の範囲第１項記載の電源回路
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60261787A JP2522913B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60261787A JP2522913B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62120521A true JPS62120521A (ja) | 1987-06-01 |
| JP2522913B2 JP2522913B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=17366700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60261787A Expired - Fee Related JP2522913B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522913B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596729A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-13 | 株式会社東芝 | 太陽電池−二次電池充電器 |
| JPS60112821U (ja) * | 1984-01-09 | 1985-07-31 | 株式会社明電舎 | 太陽電池による負荷の始動装置 |
| JPS60162418A (ja) * | 1984-02-02 | 1985-08-24 | 三菱電機株式会社 | 人工衛星の電源装置 |
-
1985
- 1985-11-20 JP JP60261787A patent/JP2522913B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596729A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-13 | 株式会社東芝 | 太陽電池−二次電池充電器 |
| JPS60112821U (ja) * | 1984-01-09 | 1985-07-31 | 株式会社明電舎 | 太陽電池による負荷の始動装置 |
| JPS60162418A (ja) * | 1984-02-02 | 1985-08-24 | 三菱電機株式会社 | 人工衛星の電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2522913B2 (ja) | 1996-08-07 |
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