(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電素子が接続可能な電力経路切替部と、
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、を有し、
上記電力経路切替部は、
上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、
上記電圧変換部の入力側に、上記直列または並列接続された上記発電素子を接続するか非接続とするかを切り替える第２の接続切替機能と、を含み、
上記電力経路接続部は、
上記発電素子の出力電圧の電圧範囲に応じて、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列または直列に接続し、
上記発電素子の出力電圧の電圧範囲に応じて、第２の接続切替機能により、上記複数の発電素子の出力電圧がいずれも上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されることがないよう非接続状態に接続切り替えを行う、または、上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行う
電力制御装置。
【請求項２】
上記電力経路接続部は、
上記発電素子の出力電圧が第１の電圧範囲にある場合には、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列に接続し、
第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の出力電圧がいずれも上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されることがないよう非接続状態に接続切り替えを行う
請求項１記載の電力制御装置。
【請求項３】
上記電力経路接続部は、
上記発電素子の出力電圧が第２の電圧範囲にある場合、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列に接続し、
上記第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行う
請求項１または２記載の電力制御装置。
【請求項４】
上記電力経路接続部は、
上記発電素子の出力電圧が第３の電圧範囲にある場合、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を直列に接続し、
上記第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の出力電圧がいずれも上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されることがないよう非接続状態に接続切り替えを行う
請求項１から３のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項５】
上記電力経路接続部は、
上記発電素子の出力電圧が第４の電圧範囲にある場合、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を直列に接続し、
上記第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行う
請求項１から４のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項６】
上記第１の電圧範囲は上記第２の電圧範囲より高く、上記第２の電圧範囲は上記第３の電圧範囲より高く、上記第３の電圧範囲は上記第４の電圧範囲より高い
請求項５記載の電力制御装置。
【請求項７】
上記電力経路接続部は、
上記発電素子の出力電圧が第５の電圧範囲にある場合、上記第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列に接続し、
上記第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行う
請求項１から６のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項８】
上記第５の電圧範囲は上記第１の電圧範囲より高く、上記第１の電圧範囲は上記第２の電圧範囲より高く、上記第２の電圧範囲は上記第３の電圧範囲より高く、上記第３の電圧範囲は上記第４の電圧範囲より高い
請求項７記載の電力制御装置。
【請求項９】
上記発電素子の最大電力動作点を追従するように上記電力経路切替部の電力経路を切り替えてＭＰＰＴ制御を行う制御部を有する
請求項１から８のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項１０】
選択された電力経路にて回路が動作するとき上記電圧変換部を含む電力経路が選択された場合には、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するように、当該電圧変換部へのＭＰＰＴ制御を行う制御部を含む
請求項１から９のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項１１】
上記複数の発電素子の出力特性を測定する特性測定回路を有し、
上記制御部は、
上記特性測定回路の測定結果に応じて上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項９または１０記載の電力制御装置。
【請求項１２】
上記特性測定回路は、
上記複数の発電素子の短絡電流および開放電圧を測定する機能を有し、
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流および開放電圧に応じて電力経路を決定して上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項１１記載の電力制御装置。
【請求項１３】
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流により上記複数の発電素子の発電動作状態にあるか否かを判定し、
上記開放電圧による動作状態を判定することにより電力経路を決定して上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項１２記載の電力制御装置。
【請求項１４】
上記特性測定回路は、
選択された電力経路にて回路が動作するとき上記電圧変換部を含む電力経路が選択された場合には、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行い、
上記制御部は、
上記Ｉ−Ｖ測定結果を基に上記電圧変換部でのＭＰＰＴ制御を行う
請求項１１から１３のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項１５】
複数の発電素子の出力電圧が第１の電圧範囲にある場合には、
第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列に接続し、
第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の出力電圧がいずれも電圧変換部によって電圧レベルが変換されることがないよう非接続状態に接続切り替えを行い、
上記発電素子の出力電圧が上記第１の電圧範囲より低い第２の電圧範囲にある場合、
第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列に接続し、
上記第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行い、
上記発電素子の出力電圧が上記第２の電圧範囲より低い第３の電圧範囲にある場合、
第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を直列に接続し、
上記第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の出力電圧がいずれも上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されることがないよう非接続状態に接続切り替えを行う
電力制御方法。
【請求項１６】
上記発電素子の出力電圧が上記第３の電圧範囲より低い第４の電圧範囲にある場合、
第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を直列に接続し、
上記第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行う
請求項１５記載の電力制御方法。
【請求項１７】
上記発電素子の出力電圧が上記第１の電圧範囲より高い第５の電圧範囲にある場合、
上記第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列に接続し、
上記第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行う
請求項１５または１６記載の電力制御方法。
【請求項１８】
電力を発電する複数の発電素子と、
上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
上記複数の発電素子が接続可能な電力経路切替部と、
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、を含み、
上記電力経路切替部は、
上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、
上記電圧変換部の入力側に、上記直列または並列接続された上記発電素子を接続するか非接続とするかを切り替える第２の接続切替機能と、を含み、
上記電力経路接続部は、
上記発電素子の出力電圧の電圧範囲に応じて、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列または直列に接続し、
上記発電素子の出力電圧の電圧範囲に応じて、第２の接続切替機能により、上記複数の発電素子の出力電圧がいずれも上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されることがないよう非接続状態に接続切り替えを行う、または、上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行う
給電システム。
【請求項１９】
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記複数の発電素子の出力特性を測定する特性測定回路と、
上記特性測定回路の測定結果に応じて上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う制御部と、を有し、
上記特性測定回路は、
上記発電素子の電力供給ラインに接続されたキャパシタと、
可変電圧源と、
上記電力供給ラインと上記可変電圧源による電圧を比較するコンパレータと、
可変電圧が電力供給ラインの電圧より高くなるまでの時間をカウントするカウンタと、
補完電圧、並びに電圧がΔＶ増加するのにかかるカウント値により電流値を求めるコントローラと、を含む
電力制御装置。
【請求項２０】
上記特性測定回路は、
上記複数の発電素子の短絡電流および開放電圧を測定する機能を有し、
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流および開放電圧に応じて電力経路を決定して上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項１９記載の電力制御装置。
【請求項２１】
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流により上記複数の発電素子の発電動作状態にあるか否かを判定し、
上記開放電圧による動作状態を判定することにより電力経路を決定して上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項２０記載の電力制御装置。
【請求項２２】
上記制御部は、
上記発電素子の最大電力動作点を追従するように上記電力経路切替部の電力経路を切り替えてＭＰＰＴ制御を行う機能を含む
請求項１９から２１のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項２３】
電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部を有し、
上記電力経路切替部は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、上記電圧変換部の入力側に接続される発電素子を切り替える第２の接続切替機能と、を含み
上記特性測定回路は、
選択された電力経路にて回路が動作するとき上記電圧変換部を含む電力経路が選択された場合には、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行い、
上記制御部は、
上記Ｉ−Ｖ測定結果を基に上記電圧変換部でのＭＰＰＴ制御を行う
請求項１９から２２のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項２４】
上記制御部は、
上記直列接続時の負荷側の電圧での電流、および並列接続時の負荷側の電圧での電流を測定し、電力が高い経路となるように電力経路を選択する
請求項１９から２３のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項２５】
電力を発電する複数の発電素子と、
上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記複数の発電素子の出力特性を測定する特性測定回路と、
上記特性測定回路の測定結果に応じて上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う制御部と、を含み、
上記特性測定回路は、
上記発電素子の電力供給ラインに接続されたキャパシタと、
可変電圧源と、
上記電力供給ラインと上記可変電圧源による電圧を比較するコンパレータと、
可変電圧が電力供給ラインの電圧より高くなるまでの時間をカウントするカウンタと、
補完電圧、並びに電圧がΔＶ増加するのにかかるカウント値により電流値を求めるコントローラと、を含む
給電システム。
【請求項２６】
少なくとも一つの発電素子で発電された電圧レベルと可変リファレンス電圧とを比較し、比較結果に応じて上記発電素子の最大電力動作点を追従するように充電、放電を行い、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
上記発電素子の出力特性を測定する特性測定回路と、
上記特性測定回路の測定結果を基に上記可変リファレンス電圧を供給して、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を有し、
上記電圧変換部は、
上記発電素子の電力供給ラインに接続されたインダクタと、
上記電力供給ラインからの入力電圧と上記リファレンス電圧との比較結果に応じて上記インダクタとのエネルギーの充電、放電を行うためのスイッチ素子と、を含み、
上記制御部は、
上記スイッチ素子のスイッチング周波数の増減に応じて上記リファレンス電圧を変更する機能を有する
電力制御装置。
【請求項２７】
上記特性測定回路は、
上記複数の発電素子の短絡電流および開放電圧を測定する機能を有し、
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流および開放電圧に応じて上記リファレンス電圧を決定して、上記電圧変換部に供給する
請求項２６記載の電力制御装置。
【請求項２８】
複数の発電素子と、
複数の発電素子が接続可能で、上記電圧変換部の入力側に接続される発電素子を切り替える機能を含む電力経路切替部と、を有し、
上記特性測定回路は、
上記複数の発電素子の出力特性を測定する機能を含み、
上記制御部は、
上記特性測定回路の測定結果に応じて上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項２６または２７記載の電力制御装置。
【請求項２９】
上記電力経路切替部は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、上記電圧変換部の入力側に接続される発電素子を切り替える第２の接続切替機能と、を含む
請求項２８記載の電力制御装置。
【請求項３０】
上記特性測定回路は、
上記複数の発電素子の短絡電流および開放電圧を測定する機能を有し、
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流および開放電圧に応じて電力経路を決定して、上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項２９記載の電力制御装置。
【請求項３１】
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流により上記複数の発電素子の発電動作状態にあるか否かを判定し、
上記開放電圧による動作状態を判定することにより電力経路を決定して上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項３０記載の電力制御装置。
【請求項３２】
上記制御部は、
上記発電素子の最大電力動作点を追従するように上記電力経路切替部の電力経路を切り替えてＭＰＰＴ制御を行う機能を含む
請求項２８から３１のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項３３】
上記特性測定回路は、
選択された電力経路にて回路が動作するとき上記電圧変換部を含む電力経路が選択された場合には、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行い、
上記制御部は、
上記Ｉ−Ｖ測定結果を基に上記電圧変換部でのＭＰＰＴ制御を行う
請求項２８から３２のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項３４】
上記電圧変換部は、
上記発電素子の電力供給ラインに接続されたインダクタと、
上記インダクタとのエネルギーの充電、放電を行うためのスイッチ素子と、
上記電力供給ラインからの入力電圧と上記リファレンス電圧とを比較するコンパレータと、
上記コンパレータの比較結果で入力電圧がリファレンス電圧を超えると所定時間、上記スイッチ素子をオンして上記インダクタの放電を行うように制御するパルス制御部と、を含む
請求項２６から３３のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項３５】
上記特性測定回路は、
上記発電素子の電力供給ラインに接続されたキャパシタを含み、
上記キャパシタへの充電電圧を一定時間間隔で測定することにより、Ｉ−Ｖ特性を測定する
請求項２６から３４のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項３６】
上記特性測定回路は、
上記発電素子の電力供給ラインに接続されたキャパシタと、
可変電圧源と、
上記電力供給ラインと上記可変電圧源による電圧を比較するコンパレータと、
可変電圧が電力供給ラインの電圧より高くなるまでの時間をカウントするカウンタと、
補完電圧、並びに電圧がΔＶ増加するのにかかるカウント値により電流値を求めるコントローラと、を含む
請求項２６から３４のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項３７】
上記特性測定回路は、
上記発電素子の電力供給ラインに接続された抵抗を含む
請求項２６から３４のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項３８】
上記特性測定回路は、
上記発電素子の電力供給ラインに接続され、コントロール信号によりオンオフされるスイッチと、
上記スイッチに接続された抵抗と、を含む
請求項２６から３４のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項３９】
少なくとも一つの発電素子で発電された電圧レベルと可変リファレンス電圧とを比較し、比較結果に応じて上記発電素子の最大電力動作点を追従するように充電、放電を行い、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
上記発電素子の出力特性を測定する特性測定回路と、
上記特性測定回路の測定結果を基に上記可変リファレンス電圧を供給して、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を有し、
上記特性測定回路は、
上記発電素子の電力供給ラインに接続されたキャパシタと、
可変電圧源と、
上記電力供給ラインと上記可変電圧源による電圧を比較するコンパレータと、
可変電圧が電力供給ラインの電圧より高くなるまでの時間をカウントするカウンタと、
補完電圧、並びに電圧がΔＶ増加するのにかかるカウント値により電流値を求めるコントローラと、を含む
電力制御装置。
【請求項４０】
電力を発電する少なくとも一つの発電素子と、
上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
少なくとも一つの発電素子で発電された電圧レベルと可変リファレンス電圧とを比較し、比較結果に応じて上記発電素子の最大電力動作点を追従するように充電、放電を行い、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
上記発電素子の出力特性を測定する特性測定回路と、
上記特性測定回路の測定結果を基に上記可変リファレンス電圧を供給して、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を有し、
上記電圧変換部は、
上記発電素子の電力供給ラインに接続されたインダクタと、
上記電力供給ラインからの入力電圧と上記リファレンス電圧との比較結果に応じて上記インダクタとのエネルギーの充電、放電を行うためのスイッチ素子と、を含み、
上記制御部は、
上記スイッチ素子のスイッチング周波数の増減に応じて上記リファレンス電圧を変更する機能を有する
給電システム。
【請求項４１】
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記電力経路切替部の出力電力を負荷に供給する電力供給ラインに配置され、上記電力供給ラインの電位より上記負荷側の電位が高くなる場合に、負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、
上記電力経路切替部が並列接続に切り替えられているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部と
を有する電力制御装置。
【請求項４２】
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部を有し、
上記電力経路切替部は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、上記電圧変換部の入力側に接続される発電素子を切り替える第２の接続切替機能と、を含む
請求項４１記載の電力制御装置。
【請求項４３】
上記複数の発電素子の短絡電流および開放電圧を測定する機能を含む特性判定回路と、
上記特性測定回路により得られた短絡電流および開放電圧に応じて電力経路を決定して、上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う制御部と、を有する
請求項４１または４２記載の電力制御装置。
【請求項４４】
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流により上記複数の発電素子の発電動作状態にあるか否かを判定し、
上記開放電圧による動作状態を判定することにより電力経路を決定して上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項４３記載の電力制御装置。
【請求項４５】
上記発電素子の最大電力動作点を追従するように上記電力経路切替部の電力経路を切り替えてＭＰＰＴ制御を行う機能を含む制御部を有する
請求項４１から４４のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項４６】
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
選択された電力経路にて回路が動作するとき上記電圧変換部を含む電力経路が選択された場合には、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行う特性測定回路と、
上記Ｉ−Ｖ測定結果を基に上記電圧変換部でのＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を有する
請求項４１から４５のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項４７】
上記逆流防止回路は、
上記電力供給ラインに接続されたスイッチ素子と、
上記スイッチ素子に並列に上記電力供給ラインから負荷に向かって順方向となるように接続されたダイオードと、
上記スイッチ素子を挟んで、上記電力供給ラインの電位と負荷側電位を比較し、上記電力供給ラインの電位が高い場合には、上記スイッチ素子をオンさせ、低い場合はオフさせるコンパレータと、を含む
請求項４１から４６のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項４８】
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記電力経路切替部の出力電力を負荷に供給する電力供給ラインに配置され、上記電力供給ラインの電位より上記負荷側の電位が高くなる場合に、負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、を有し、
上記逆流防止回路は、
上記電力供給ラインに接続されたスイッチ素子と、
上記スイッチ素子に並列に上記電力供給ラインから負荷に向かって順方向となるように接続されたダイオードと、
上記スイッチ素子を挟んで、上記電力供給ラインの電位と負荷側電位を比較し、上記電力供給ラインの電位が高い場合には、上記スイッチ素子をオンさせ、低い場合はオフさせるコンパレータと、を含む
電力制御装置。
【請求項４９】
電力を発電する複数の発電素子と、
上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記電力経路切替部の出力電力を負荷に供給する電力供給ラインに配置され、上記電力供給ラインの電位より上記負荷側の電位が高くなる場合に、負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、
上記電力経路切替部が並列接続に切り替えられているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部と、を含む
給電システム。
【請求項５０】
電力供給ラインの電位より負荷側の電位が高くなる場合に、上記負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、
発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、当該供給電力を制限可能な制限回路で、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する制限回路と、
上記制限回路が電力供給を制限しているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部と、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、を有し、
上記制御部は、
上記電力経路切替部が並列接続に切り替えられているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる
電力制御装置。
【請求項５１】
上記逆流防止回路は、
上記電力経路切替部の出力電力を負荷に供給する電力供給ラインに配置され、上記電力供給ラインの電位より上記負荷側の電位が高くなる場合に、負荷側からの逆流を防止する
請求項５０記載の電力制御装置。
【請求項５２】
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部を有し、
上記電力経路切替部は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、上記電圧変換部の入力側に接続される発電素子を切り替える第２の接続切替機能と、を含む
請求項５０または５１記載の電力制御装置。
【請求項５３】
上記複数の発電素子の短絡電流および開放電圧を測定する機能を含む特性判定回路と、
上記特性測定回路により得られた短絡電流および開放電圧に応じて電力経路を決定して、上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う制御部と、を有する
請求項５０から５２のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項５４】
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流により上記複数の発電素子の発電動作状態にあるか否かを判定し、
上記開放電圧による動作状態を判定することにより電力経路を決定して上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項５３記載の電力制御装置。
【請求項５５】
上記発電素子の最大電力動作点を追従するように上記電力経路切替部の電力経路を切り替えてＭＰＰＴ制御を行う機能を含む制御部を有する
請求項５０から５４のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項５６】
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
選択された電力経路にて回路が動作するとき上記電圧変換部を含む電力経路が選択された場合には、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行う特性測定回路と、
上記Ｉ−Ｖ測定結果を基に上記電圧変換部でのＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を有する
請求項５０から５５のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項５７】
上記逆流防止回路は、
上記電力供給ラインに接続されたスイッチ素子と、
上記スイッチ素子に並列に上記電力供給ラインから負荷に向かって順方向となるように接続されたダイオードと、
上記スイッチ素子を挟んで、上記電力供給ラインの電位と負荷側電位を比較し、上記電力供給ラインの電位が高い場合には、上記スイッチ素子をオンさせ、低い場合はオフさせるコンパレータと、を含む
請求項５０から５６のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項５８】
電力供給ラインの電位より負荷側の電位が高くなる場合に、上記負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、
発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、当該供給電力を制限可能な制限回路で、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する制限回路と、
上記制限回路が電力供給を制限しているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部と、を有し、
上記逆流防止回路は、
上記電力供給ラインに接続されたスイッチ素子と、
上記スイッチ素子に並列に上記電力供給ラインから負荷に向かって順方向となるように接続されたダイオードと、
上記スイッチ素子を挟んで、上記電力供給ラインの電位と負荷側電位を比較し、上記電力供給ラインの電位が高い場合には、上記スイッチ素子をオンさせ、低い場合はオフさせるコンパレータと、を含む
電力制御装置。
【請求項５９】
電力を発電する少なくとも一つの発電素子と、
上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
電力供給ラインの電位より負荷側の電位が高くなる場合に、上記負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、
発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、当該供給電力を制限可能な制限回路で、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する制限回路と、
上記制限回路が電力供給を制限しているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部と、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、を含み、
上記制御部は、
上記電力経路切替部が並列接続に切り替えられているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる
給電システム。
【請求項６０】
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように当該供給電力を制限可能な制限回路と、を有し、
上記制限回路は、
上記蓄電素子に負荷が接続されたか否かを検出する機能を有し、
上記蓄電素子に負荷が接続されたことを検出すると、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する
電力制御装置。
【請求項６１】
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
上記負荷側の蓄電素子への充電で満充電となったときは、上記制限回路による上記蓄電素子に対する充電を停止させ、上記電圧変換部の少なくとも電圧変換機能をオフにする制御部と、を有する
請求項６０記載の電力制御装置。
【請求項６２】
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように当該供給電力を制限可能な制限回路と、
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
上記負荷側の蓄電素子への充電で満充電となったときは、上記制限回路による上記蓄電素子に対する充電を停止させ、上記電圧変換部の少なくとも電圧変換機能をオフにする制御部と
を有する電力制御装置。
【請求項６３】
上記制御部は、
上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になると、上記制限回路による上記蓄電素子に対する充電を行い、上記電圧変換部の少なくとも電圧変換機能をオンにする
請求項６１または６２記載の電力制御装置。
【請求項６４】
上記制御部は、
上記充電を停止するときは、上記電力経路切替部の電力経路が開放状態となるように制御する
請求項６１から６３のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項６５】
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部を有し、
上記電力経路切替部は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、上記電圧変換部の入力側に接続される発電素子を切り替える第２の接続切替機能と、を含む
請求項６０から６４のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項６６】
上記複数の発電素子の短絡電流および開放電圧を測定する機能を含む特性判定回路と、
上記特性測定回路により得られた短絡電流および開放電圧に応じて電力経路を決定して、上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う制御部と、を有する
請求項６０から６５のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項６７】
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流により上記複数の発電素子の発電動作状態にあるか否かを判定し、
上記開放電圧による動作状態を判定することにより電力経路を決定して上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項６６記載の電力制御装置。
【請求項６８】
上記発電素子の最大電力動作点を追従するように上記電力経路切替部の電力経路を切り替えてＭＰＰＴ制御を行う機能を含む制御部を有する
請求項６０から６７のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項６９】
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
選択された電力経路にて回路が動作するとき上記電圧変換部を含む電力経路が選択された場合には、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行う特性測定回路と、
上記Ｉ−Ｖ測定結果を基に上記電圧変換部でのＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を有する
請求項６０から６８のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項７０】
上記電力経路切替部および上記電圧変換部の出力電圧を負荷に出力ライン電力供給ラインに、上記電力供給ラインの電位より上記負荷側の電位が高くなる場合に、負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路を有する
請求項６０から６９のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項７１】
上記制限回路が電力供給を制限しているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部を有する
請求項７０記載の電力制御装置。
【請求項７２】
上記電力経路切替部が並列接続に切り替えられているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部を有する
請求項７０または７１記載の電力制御装置。
【請求項７３】
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように当該供給電力を制限可能な制限回路と、
上記電力経路切替部および上記電圧変換部の出力電圧を負荷に出力ライン電力供給ラインに、上記電力供給ラインの電位より上記負荷側の電位が高くなる場合に、負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、
上記電力経路切替部が並列接続に切り替えられているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部と
を有する電力制御装置。
【請求項７４】
電力を発電する複数の発電素子と、
上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように当該供給電力を制限可能な制限回路と、を有し、
上記制限回路は、
上記蓄電素子に負荷が接続されたか否かを検出する機能を有し、
上記蓄電素子に負荷が接続されたことを検出すると、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する
給電システム。
【請求項７５】
電力を発電する複数の発電素子と、
上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように当該供給電力を制限可能な制限回路と、
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
上記負荷側の蓄電素子への充電で満充電となったときは、上記制限回路による上記蓄電素子に対する充電を停止させ、上記電圧変換部の少なくとも電圧変換機能をオフにする制御部と、を含む
給電システム。
【請求項７６】
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
上記電力経路切替部の切り替え制御を行って上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給して充電制御する制御部と、を有し、
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が一定以下の場合、上記発電素子から上記蓄電素子に電力を直接供給し、
上記蓄電素子の電圧が一定以上の場合、上記電力経路切替部、上記電圧変換部および上記制御部の動作電圧を上記蓄電素子から得られるよう切り替える
電力制御装置。
【請求項７７】
上記電力経路切替部は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、上記電圧変換部の入力側に接続される発電素子を切り替える第２の接続切替機能と、を含む
請求項７６記載の電力制御装置。
【請求項７８】
上記複数の発電素子の短絡電流および開放電圧を測定する機能を含む特性判定回路と、
上記特性測定回路により得られた短絡電流および開放電圧に応じて電力経路を決定して、上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う制御部と、を有する
請求項７６または７７記載の電力制御装置。
【請求項７９】
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流により上記複数の発電素子の発電動作状態にあるか否かを判定し、
上記開放電圧による動作状態を判定することにより電力経路を決定して上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項７８記載の電力制御装置。
【請求項８０】
上記発電素子の最大電力動作点を追従するように上記電力経路切替部の電力経路を切り替えてＭＰＰＴ制御を行う機能を含む制御部を有する
請求項７６から７９のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項８１】
選択された電力経路にて回路が動作するとき上記電圧変換部を含む電力経路が選択された場合には、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行う特性測定回路と、
上記Ｉ−Ｖ測定結果を基に上記電圧変換部でのＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を有する
請求項７６から８０のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項８２】
電力を発電する複数の発電素子と、
上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、
上記電力経路切替部の切り替え制御を行って上記発電素子の電力を負荷側に供給して充電制御する制御部と、を含み、
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が一定以下の場合、上記発電素子から上記蓄電素子に電力を直接供給し、
上記蓄電素子の電圧が一定以上の場合、上記電力経路切替部、上記電圧変換部および上記制御部の動作電圧を上記蓄電素子から得られるよう切り替える
給電システム。
【請求項８３】
照度または温度に対する電圧の変化率が異なる複数の発電素子が接続可能な電力経路部と、
上記電力経路部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、を有し、
上記電力経路部は、
上記電圧の変化率が大きい発電素子を上記電圧変換部に接続し、
上記電圧の変化率が小さい発電素子を上記電圧変換部に非接続状態とする
電力制御装置。
【請求項８４】
上記電力経路部は、
上記電圧の変化率が大きい発電素子と上記電圧変換部とを直列に接続し、
当該直列接続される発電素子および上記電圧変換部に対して、上記電圧の変化率が小さい発電素子を並列に接続する
請求項８３記載の電力制御装置。
【請求項８５】
上記電力経路部は、電力経路切替部を含み、
上記電力経路切替部は、
複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、上記電圧変換部の入力側に接続される発電素子を切り替える第２の接続切替機能と、を含む
請求項８３または８４記載の電力制御装置。
【請求項８６】
上記複数の発電素子の短絡電流および開放電圧を測定する機能を含む特性判定回路と、
上記特性測定回路により得られた短絡電流および開放電圧に応じて電力経路を決定して、上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う制御部と、を有する
請求項８３から８５のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項８７】
上記制御部は、
上記特性測定回路により得られた短絡電流により上記複数の発電素子の発電動作状態にあるか否かを判定し、
上記開放電圧による動作状態を判定することにより電力経路を決定して上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う
請求項８６記載の電力制御装置。
【請求項８８】
上記発電素子の最大電力動作点を追従するように上記電力経路切替部の電力経路を切り替えてＭＰＰＴ制御を行う機能を含む制御部を有する
請求項８３から８７のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項８９】
選択された電力経路にて回路が動作するとき上記電圧変換部を含む電力経路が選択された場合には、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行う特性測定回路と、
上記Ｉ−Ｖ測定結果を基に上記電圧変換部でのＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を有する
請求項８３から８８のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項９０】
照度または温度に対する電圧の変化率が異なる複数の発電素子と、
上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
上記照度または温度に対する電圧の変化率が異なる複数の発電素子が接続可能な電力経路部と、
上記電力経路部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、を含み、
上記電力経路部は、
上記電圧の変化率が大きい発電素子を上記電圧変換部に接続し、
上記電圧の変化率が小さい発電素子を上記電圧変換部に非接続状態とする
給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電素子で生成された電力の供給を制御する電力制御装置、電力制御方法、および給電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境保護対策として、二酸化炭素や汚染物質を排出しないクリーンなエネルギーの開発が求められている。とりわけ、近年、太陽光発電や風力発電の普及が拡大している。
【０００３】
特に、太陽光発電素子は、住宅の屋根等に配置可能な太陽電池（ソーラーパネル）の低価格化や高発電効率化が進み、一般家庭にも徐々に普及しつつある。
また、太陽光発電素子は、小型化も進み、太陽電池を搭載した携帯電話などの販売も始まっている。
【０００４】
太陽電池は、乾電池等の定電圧源と性質が異なり、端子間の電圧に依存した電流源としての性質を備える。
そのため、太陽電池から最大出力を得るには、太陽電池と接続する負荷の電圧を、太陽電池の最大動作点電圧と一致させる必要がある。
また、太陽電池の電流電圧特性において、電力が最大となる最大動作点（ＭＰＰ：Maximum Power Point）は、ただ一点存在する。
しかし、太陽電池の電流電圧特性は照度や温度などの環境に依存して変化するため、最大動作点電圧を得る制御は太陽電池接続機器の動作時に行う必要がある。
このような、機器動作時に最大動作点を得るための制御は、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御と呼ばれる。
【０００５】
ＭＰＰＴ制御を実行する手法は多く提案されているが、直流経路における手法は、次の二種類に大別することができる。
第１は、複数の太陽電池の直列または並列の接続を切り替える手法である（たとえば、特許文献１参照。）。
第２は、スイッチング型ＤＣ−ＤＣコンバータを制御して最大動作点を得る手法である（たとえば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２１８３６５号公報
【特許文献２】特開平７−３３６９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＭＰＰＴ制御を実行するために、複数の太陽電池の直列または並列の接続を切り替える第１の手法によれば、最大動作点に近づくように制御することができる。
しかしながら、この手法では、太陽電池同士を並列に接続するために、各太陽電池の最大動作点電圧が同じものを用いる必要があるという制約がある。
また、太陽電池の数によって取りうる直列または並列の接続形態が変わり、たとえば太陽電池が２枚の場合は全直列と全並列の２点、太陽電池が６枚の場合は４点の最大動作点から選択することになる。
この場合、各点間の電圧の差が均等でないため、端子間電圧を最大動作点に合わせることができない電圧の区間が多く存在してしまうという不利益がある。
【０００８】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御して最大動作点を得る第２の手法によれば、蓄電池への充電電流が最大となるようにスイッチへの制御信号を制御することができる。
しかしながら、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける電力損失や、電流測定回路等の制御回路での電力損失が発生するという不利益がある。
【０００９】
本発明は、太陽電池等の発電素子の最大動作点を維持するよう制御することができ、電力損失を回避することが可能な電力制御装置、電力制御方法、および給電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点の電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能な電力経路切替部と、上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、を有し、上記電力経路切替部は、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、上記電圧変換部の入力側に、上記直列または並列接続された上記発電素子を接続するか非接続とするかを切り替える第２の接続切替機能と、を含み、上記電力経路接続部は、上記発電素子の出力電圧の電圧範囲に応じて、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列または直列に接続し、上記発電素子の出力電圧の電圧範囲に応じて、第２の接続切替機能により、上記複数の発電素子の出力電圧がいずれも上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されることがないよう非接続状態に接続切り替えを行う、または、上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行う。
本発明の第１の観点の電力制御方法は、複数の発電素子の出力電圧が第１の電圧範囲にある場合には、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列に接続し、第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の出力電圧がいずれも電圧変換部によって電圧レベルが変換されることがないよう非接続状態に接続切り替えを行い、上記発電素子の出力電圧が上記第１の電圧範囲より低い第２の電圧範囲にある場合、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列に接続し、上記第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行い、上記発電素子の出力電圧が上記第２の電圧範囲より低い第３の電圧範囲にある場合、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を直列に接続し、上記第２の接続切替機能により上記複数の発電素子の出力がいずれも上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されることがないよう非接続状態に接続切り替えを行う。
【００１１】
本発明の第２の観点の給電システムは、電力を発電する複数の発電素子と、上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、上記複数の発電素子が接続可能な電力経路切替部と、上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、を含み、上記電力経路切替部は、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能と、上記電圧変換部の入力側に、上記直列または並列接続された上記発電素子を接続するか非接続とするかを切り替える第２の接続切替機能と、を含み、上記電力経路接続部は、上記発電素子の出力電圧の電圧範囲に応じて、第１の接続切替機能により上記複数の発電素子を並列または直列に接続し、上記発電素子の出力電圧の電圧範囲に応じて、第２の接続切替機能により、上記複数の発電素子の出力電圧がいずれも上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されることがないよう非接続状態に接続切り替えを行う、または、上記複数の発電素子の最終段の出力電圧が上記電圧変換部によって電圧レベルが変換されるよう接続状態に接続切り替えを行う。
【００１２】
本発明の第３の観点の電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、上記複数の発電素子の出力特性を測定する特性測定回路と、上記特性測定回路の測定結果に応じて上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う制御部と、を有し、上記特性測定回路は、上記発電素子の電力供給ラインに接続されたキャパシタと、可変電圧源と、上記電力供給ラインと上記可変電圧源による電圧を比較するコンパレータと、可変電圧が電力供給ラインの電圧より高くなるまでの時間をカウントするカウンタと、補完電圧、並びに電圧がΔＶ増加するのにかかるカウント値により電流値を求めるコントローラと、を含む。
【００１３】
本発明の第４の観点の給電システムは、電力を発電する複数の発電素子と、上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、上記複数の発電素子の出力特性を測定する特性測定回路と、上記特性測定回路の測定結果に応じて上記電力経路切替部の電力経路の切り替え制御を行う制御部と、を含み、上記特性測定回路は、上記発電素子の電力供給ラインに接続されたキャパシタと、可変電圧源と、上記電力供給ラインと上記可変電圧源による電圧を比較するコンパレータと、可変電圧が電力供給ラインの電圧より高くなるまでの時間をカウントするカウンタと、補完電圧、並びに電圧がΔＶ増加するのにかかるカウント値により電流値を求めるコントローラと、を含む。
【００１４】
本発明の第５の観点の電力制御装置は、少なくとも一つの発電素子で発電された電圧レベルと可変リファレンス電圧とを比較し、比較結果に応じて上記発電素子の最大電力動作点を追従するように充電、放電を行い、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、上記発電素子の出力特性を測定する特性測定回路と、上記特性測定回路の測定結果を基に上記可変リファレンス電圧を供給して、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を有し、上記電圧変換部は、上記発電素子の電力供給ラインに接続されたインダクタと、上記電力供給ラインからの入力電圧と上記リファレンス電圧との比較結果に応じて上記インダクタとのエネルギーの充電、放電を行うためのスイッチ素子と、を含み、上記制御部は、上記スイッチ素子のスイッチング周波数の増減に応じて上記リファレンス電圧を変更する機能を有する。
【００１５】
本発明の第６の観点の給電システムは、電力を発電する少なくとも一つの発電素子と、上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、少なくとも一つの発電素子で発電された電圧レベルと可変リファレンス電圧とを比較し、比較結果に応じて上記発電素子の最大電力動作点を追従するように充電、放電を行い、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、上記発電素子の出力特性を測定する特性測定回路と、上記特性測定回路の測定結果を基に上記可変リファレンス電圧を供給して、上記電圧変換部で上記発電素子の最大電力動作点を追従するＭＰＰＴ制御を行う制御部と、を有し、上記電圧変換部は、上記発電素子の電力供給ラインに接続されたインダクタと、上記電力供給ラインからの入力電圧と上記リファレンス電圧との比較結果に応じて上記インダクタとのエネルギーの充電、放電を行うためのスイッチ素子と、を含み、上記制御部は、上記スイッチ素子のスイッチング周波数の増減に応じて上記リファレンス電圧を変更する機能を有する。
【００１６】
本発明の第７の観点の電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、上記電力経路切替部の出力電力を負荷に供給する電力供給ラインに配置され、上記電力供給ラインの電位より上記負荷側の電位が高くなる場合に、負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、上記電力経路切替部が並列接続に切り替えられているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部とを有する。
【００１７】
本発明の第８の観点の給電システムは、電力を発電する複数の発電素子と、上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、上記電力経路切替部の出力電力を負荷に供給する電力供給ラインに配置され、上記電力供給ラインの電位より上記負荷側の電位が高くなる場合に、負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、上記電力経路切替部が並列接続に切り替えられているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部と、を含む。
【００１８】
本発明の第９の観点の電力制御装置は、電力供給ラインの電位より負荷側の電位が高くなる場合に、上記負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、当該供給電力を制限可能な制限回路で、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する制限回路と、上記制限回路が電力供給を制限しているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部と、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、を有し、上記制御部は、上記電力経路切替部が並列接続に切り替えられているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる。
【００１９】
本発明の第１０の観点の給電システムは、電力を発電する少なくとも一つの発電素子と、上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、電力供給ラインの電位より負荷側の電位が高くなる場合に、上記負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路と、発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、当該供給電力を制限可能な制限回路で、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する制限回路と、上記制限回路が電力供給を制限しているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる制御部と、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、を含み、上記制御部は、上記電力経路切替部が並列接続に切り替えられているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる。
【００２０】
本発明の第１１の観点の電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように当該供給電力を制限可能な制限回路と、を有し、上記制限回路は、上記蓄電素子に負荷が接続されたか否かを検出する機能を有し、上記蓄電素子に負荷が接続されたことを検出すると、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する。
また、本発明の第１１の観点の電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように当該供給電力を制限可能な制限回路と、上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、上記負荷側の蓄電素子への充電で満充電となったときは、上記制限回路による上記蓄電素子に対する充電を停止させ、上記電圧変換部の少なくとも電圧変換機能をオフにする制御部と有する。
【００２１】
本発明の第１２の観点の給電システムは、電力を発電する複数の発電素子と、上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように当該供給電力を制限可能な制限回路と、を有し、上記制限回路は、上記蓄電素子に負荷が接続されたか否かを検出する機能を有し、上記蓄電素子に負荷が接続されたことを検出すると、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する。
また、本発明の第１２の観点の給電システムは、電力を発電する複数の発電素子と、上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように当該供給電力を制限可能な制限回路と、上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、上記負荷側の蓄電素子への充電で満充電となったときは、上記制限回路による上記蓄電素子に対する充電を停止させ、上記電圧変換部の少なくとも電圧変換機能をオフにする制御部と、を含む。
【００２２】
本発明の第１３の観点の電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、上記電力経路切替部の切り替え制御を行って上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給して充電制御する制御部と、を有し、上記制御部は、上記蓄電素子の電圧が一定以下の場合、上記発電素子から上記蓄電素子に電力を直接供給し、上記蓄電素子の電圧が一定以上の場合、上記電力経路切替部、上記電圧変換部および上記制御部の動作電圧を上記蓄電素子から得られるよう切り替える。
【００２３】
本発明の第１４の観点の給電システムは、電力を発電する複数の発電素子と、上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、複数の発電素子が接続可能で、上記複数の発電素子を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える機能を含む電力経路切替部と、上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、上記電力経路切替部の切り替え制御を行って上記発電素子の電力を負荷側に供給して充電制御する制御部と、を含み、上記制御部は、上記発電素子による入力電圧が上記負荷の充電電圧と比較し、入力電圧の方が高いときは上記発電素子による電圧を上記負荷側に供給する初期充電を行い、初期充電により入力電圧より上記充電電圧が高くなると、少なくとも、上記電力経路切替部、上記電圧変換部および上記制御部の動作電圧を上記発電素子による電圧から上記負荷側の充電電圧に切り替える。
【００２４】
本発明の第１５の観点の電力制御装置は、照度または温度に対する電圧の変化率が異なる複数の発電素子が接続可能な電力経路部と、上記電力経路部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、を有し、上記電力経路部は、上記電圧の変化率が大きい発電素子を上記電圧変換部に接続し、上記電圧の変化率が小さい発電素子を上記電圧変換部に非接続状態とする。
【００２５】
本発明の第１６の観点の給電システムは、照度または温度に対する電圧の変化率が異なる複数の発電素子と、上記発電素子の電力を負荷側に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、上記照度または温度に対する電圧の変化率が異なる複数の発電素子が接続可能な電力経路部と、上記電力経路部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換する電圧変換部と、を含み、上記電力経路部は、上記電圧の変化率が大きい発電素子を上記電圧変換部に接続し、上記電圧の変化率が小さい発電素子を上記電圧変換部に非接続状態とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、太陽電池等の発電素子の最大動作点を維持するよう制御することができ、電力損失を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る給電システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る発電素子としての太陽光発電パネルの等価回路を示す図である。
【図３】一般的な太陽電池の電流電圧特性を示す図である。
【図４】本実施形態に係る蓄電素子の構成例を示す図である。
【図５】本実施形態に係るパワースイッチ回路の構成例を示す図である。
【図６】図５のパワースイッチ回路が形成する電力経路のパターン例を示す第１図である。
【図７】図５のパワースイッチ回路が形成する電力経路のパターン例を示す第２図である。
【図８】本実施形態に係るパワースイッチ回路の電力経路を制御するための各スイッチのゲート電圧を真理値表として示す図である。
【図９】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＡの電力の流れを示す図である。
【図１０】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＢの電力の流れを示す図である。
【図１１】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＣの電力の流れを示す図である。
【図１２】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＤの電力の流れを示す図である。
【図１３】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＥの電力の流れを示す図である。
【図１４】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＦの電力の流れを示す図である。
【図１５】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＧの電力の流れを示す図である。
【図１６】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＨの電力の流れを示す図である。
【図１７】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＩの電力の流れを示す図である。
【図１８】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＪの電力の流れを示す図である。
【図１９】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＫの電力の流れを示す図である。
【図２０】本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＬの電力の流れを示す図である。
【図２１】電力経路のいずれかを選択することで、照度や温度によらず発電素子（太陽電池）から最大電力を得ることが可能であることを説明するための図である。
【図２２】照度ごとの電力経路と電力効率について説明するための図である。
【図２３】本実施形態に係る特性測定回路の第１機能例を説明するための図である。
【図２４】本実施形態に係る特性測定回路の第２機能例を説明するための図である。
【図２５】２個の発電素子が共にほぼ影なし発電動作を行っているときの、開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定で選択される電力経路を示す図である。
【図２６】２個の発電素子が共に影あるが発電動作を行っているときの処理を説明するための図である。
【図２７】２個の発電素子で発電動作状態が異なるときの、開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定で選択される電力経路を示す図である。
【図２８】２個の発電素子で一方は発電動作状態になく、他方が発電動作状態にあるときの、開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定で選択される電力経路を示す図である。
【図２９】２個の発電素子のうち１つだけ接続されているときの、開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定で選択される電力経路を示す図である。
【図３０】各発電素子が発電動作状態にあるか否かの判定における状態遷移図である。
【図３１】状態Ｓ１の２個の発電素子が共に発電動作状態にあるときに、どの電力経路が動作しているかの判定における状態遷移図である。
【図３２】状態Ｓ２の１個の発電素子（ＳＣ１）が発電動作状態にあるときに、どの電力経路が動作しているかの判定における状態遷移図である。
【図３３】状態Ｓ３の１個の発電素子（ＳＣ２）が発電動作状態にあるときに、どの電力経路が動作しているかの判定における状態遷移図である。
【図３４】短絡電流および開放電圧を測定した結果から電力経路を選択する処理を簡単化して示すフローチャートである。
【図３５】短絡電流および開放電圧を測定した結果から電力経路を選択する処理を具体的に示す第１のフローチャートである。
【図３６】短絡電流および開放電圧を測定した結果から電力経路を選択する処理を具体的に示す第２のフローチャートである。
【図３７】短絡電流および開放電圧を測定した結果から電力経路を選択する処理を具体的に示す第３のフローチャートである。
【図３８】短絡電流および開放電圧を測定した結果から電力経路を選択する処理を具体的に示す第４のフローチャートである。
【図３９】本実施形態に係る特性測定回路の第１の構成例を示す回路図である。
【図４０】本実施形態に係る特性測定回路において、昇圧回路のキャパシタを流用してシミュレーションにより取得したＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図４１】本実施形態に係る特性測定回路の第２の構成例を示す回路図である。
【図４２】本実施形態に係る特性測定回路の第３の構成例を示す回路図である。
【図４３】本実施形態に係る特性測定回路の第４の構成例を示す回路図である。
【図４４】図４３の特性測定回路のトランスミッションゲートの具体的な構成例を示す回路図である。
【図４５】図４３の特性測定回路を用いたシミュレーション結果を示す図である。
【図４６】本実施形態に係る電圧変換部としての昇圧型スイッチングレギュレータの基本的な構成例を示す回路図である。
【図４７】昇圧型スイッチングレギュレータの基本動作を説明するための図である。
【図４８】図４６の昇圧型スイッチングレギュレータの動作を説明するための図である。
【図４９】図４６のＰＦＭ制御部における動作周波数の変化を検出する検出系を備えた昇圧型スイッチングレギュレータの構成例を示す回路図である。
【図５０】発電素子（太陽電池）のＩ−Ｖ特性が温度変化に応じて変化する様子を示す図である。
【図５１】本実施形態に係る電圧変換部としての降圧型スイッチングレギュレータの基本的な構成例を示す回路図である。
【図５２】本実施形態に係る逆流防止回路の構成例を示す回路図である。
【図５３】本実施形態に係る電流電圧制限回路の構成例を示す回路図である。
【図５４】本実施形態に係る電力制御装置の全体的な充電制御を説明するためのフローチャートである。
【図５５】本実施形態に係る電流電圧制限回路を電力制御装置の出力段だけでなく入力段にも配置した例を示す図である。
【図５６】照度に対する電圧（開放電圧または最大動作点電圧）の変化率は、太陽電池の種類によって異なることを示す図である。
【図５７】異なる種類の太陽電池を用いる場合の接続形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
１．給電システムの全体構成
２．発電素子の構成例
３．蓄電素子の構成例
４．電力制御装置の構成例
４−１．パワースイッチ回路（電力経路切替部）の構成例
４−２．特性測定回路の構成例およびその結果に基づく電力経路の制御
４−３．特性測定回路の具体的な構成例
４−４．電圧変換部の具体的な構成例
４−５．逆流防止回路の構成例
４−６．充電制御
４−７．全体の充電制御
５．異なる種類の太陽電池を用いる場合
【００２９】
＜１．給電システムの全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る給電システムの全体構成の一例を示す図である。
【００３０】
本給電システム１０は、複数の発電素子２０−ｎ（本実施形態ではｎ＝２）、電力制御装置３０、および蓄電素子４０を主構成要素として有している。
また、給電システム１０は、電力制御装置３０に接続されたサーミスタ５０を有する。
【００３１】
本給電システム１０は、太陽電池等の発電素子２０−１（ＳＣ１），２０−１（ＳＣ２）から二次電池である蓄電素子（バッテリ）４０への充電（蓄電）を、日光下だけではなく、日陰や間接光、明るい室内等の日常の環境下で可能に構成されている。
特に、電力制御装置３０は、発電素子２０で発電した電力を無駄なく活用して充電に利用する充電制御ＬＳＩとして形成されている。
【００３２】
電力制御装置３０は、Ｌｉ＋型（ポリマーを含む）二次電池を蓄電素子４０として接続し、充電可能である。
電力制御装置３０は、１または複数、本実施形態では、１または２個の発電素子２０−１，２０−２を接続可能である。
本実施形態において、電力制御装置３０は、単セルを含む任意の直列数のセルを利用可能である。
電力制御装置３０は、発電素子の出力電圧値に応じて複数の発電素子の接続形態、すなわち、直列に接続するか、並列に接続する等の接続切替制御や、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電圧変換部に入力して昇圧、降圧を行うか否かの切替制御が可能である。
【００３３】
電力制御装置３０は、各種発電素子２０を利用可能であり、発電素子２０の電力−電圧特性に依存せず最大効率が得られるように制御可能である。
電力制御装置３０は、発電素子（太陽電池）２０の最大電力動作点を追従する、ＭＰＰＴ制御を行うことにより、高効率で充電可能である。電力制御装置３０は、単セルの発電素子２０においてもＭＰＰＴ制御が可能である。
【００３４】
電力制御装置３０は、蓄電素子４０への充電開始および終了（満充電）を制御可能である。
電力制御装置３０は、たとえば固定または可変の充電終了電圧に到達した時点で充電を停止する機能を有する。
電力制御装置３０は、たとえば充電停止後に、固定または可変の充電開始電圧に到達した時点で充電を開始する機能を有する。
【００３５】
電力制御装置３０は、たとえば外付けの電流制御抵抗により、高照度時の最大充電電流を制御可能である。この場合の電流制御閾値は、蓄電素子４０に流れる充電電流を測定する抵抗を外付けすることにより設定可能である。
【００３６】
電力制御装置３０は、蓄電素子４０から発電素子２０への逆流防止ダイオードのバイパス制御により逆流を防止しつつ、順方向電圧ＶＦの損失を低減する機能を有する。
電力制御装置３０は、２個の発電素子２０−１，２０−２間の照度の違いによる損失を、発電素子２０−１，２０−２間の逆流防止を含めて低減する機能を有する。
電力制御装置３０は、蓄電素子４０の開放電圧が一定値に到達したこと検出する満充電検出後、負荷駆動用端子から発電素子２０の電力を出力する機能を有する。
電力制御装置３０は、蓄電素子４０が、電圧が所定電圧以下、たとえば２．７Ｖ以下等の過放電状態にあるとき、電圧が復帰するまで初期充電可能である。この場合、電力制御装置３０は、たとえば外付けの電流制限抵抗を用いて、電流を小さくして（絞って）充電することが可能である。
電力制御装置３０は、たとえば外部接続のサーミスタを用いて、０°Ｃ以下、もしくは６０°Ｃ以上出の充電を防止する機能を有している。
電力制御装置３０は、たとえば外部イネーブル端子により、充電の停止およびスリープモードへの遷移を制御可能である。
また、電力制御装置３０は、出力電力情報を出力可能に構成することも可能である。
【００３７】
以下、各部の具体的な構成および機能の一例について説明する。
以下では、発電素子２０、蓄電素子４０の構成および機能を説明した後、電力制御装置３０の具体的な構成および機能について詳述する。
【００３８】
＜２．発電素子の構成例＞
発電素子２０−１，２０−２は、太陽光や風力などの自然エネルギーにより発電する機能を有し、発電した電力を電力制御装置３０に供給する。
本実施形態において、発電素子２０−１，２０−２としては、太陽光の光電変換を利用した太陽光発電パネル、たとえば太陽電位が採用される。
【００３９】
図２は、本実施形態に係る発電素子としての太陽光発電パネルの等価回路を示す図である。
【００４０】
太陽光発電パネル（太陽電池）２１は、図２の等価回路に示すように、光入力により電流が発生する。
図２では、光入力ＯＰＴを起電力（Ｉph）に置き換えて電流Ｉshを表現している。
さらに、図２では、太陽電池２１の基盤、受光層、電極部の抵抗の総和を直列抵抗Ｒｓ、太陽電池２１の損失抵抗をＲshで示している。
図２では、太陽電池２１の出力電流がＩｄ、出力電圧がＶで示されている。
太陽電池２１は、光入射量が多いと電流は多くなり、暗いと電流は少なくなる。図２の等価回路では、光の明るさが電流源の大きさで表されている。電圧が高くなると、電流は徐々に下がる。
【００４１】
この等価回路は、電流源２２と、ダイオード２３と、抵抗２４とを並列接続し、さらに抵抗２５を直列接続した構成になっている。
電流源２２は光電流Ｉphを供給し、ダイオード２３は理想ダイオードである。太陽電池２１の端子間の電圧Ｖを上昇させると、電流源２２からの電流Ｉphがダイオード２３に流れるため、端子側に流れる電流Ｉは電圧Ｖの上昇とともに減少する。
【００４２】
図３は、一般的な太陽電池の電流電圧特性を示す図である。
太陽電池２１は、端子間の電圧値が決まると、出力電流値が一意に定まる。
電流値が０の場合の端子間の電圧を開放電圧（Ｖoc）と呼び、端子間の電圧値が０の場合の出力電流値を短絡電流（Ｉsc）と呼ぶ。
上述のように、太陽電池の電流電圧特性のカーブにおいて、電力（＝電圧×電流）が最大となる最大動作点はただ一点存在する。
この最大動作点における電流を最大動作点電流（Ｉpm）と呼び、最大動作点における電圧を最大動作点電圧（Ｖpm）と呼ぶ。
【００４３】
上述した太陽電池の特性のため、太陽電池から最大出力を得るには、太陽電池と接続する負荷の電圧を、太陽電池の最大動作点電圧と一致させる必要がある。
太陽電池の電流電圧特性は照度や温度などの環境に依存して変化するため、最大動作点電圧を得る制御を太陽電池接続機器の動作時に行う必要がある。
本実施形態では、電力制御装置３０において、各発電素子２０−１，２０−２の出力電圧値に応じて複数の発電素子の直列、並列の接続形態、およびＤＣ−ＤＣコンバータ等の電圧変換部に入力して昇圧、降圧を行うか否かの切替制御等の各制御が行われる。
【００４４】
太陽電池２１で得られる電力は直流であり、この直流電力（ＤＣ電力）が電力制御装置３０に供給される。
【００４５】
＜３．蓄電素子の構成例＞
蓄電素子４０は、電力制御装置３０により供給された電力を蓄電する。
蓄電素子４０は、たとえば、電気二重層キャパシタやリチウムイオン型二次電池などのように充電電圧が変化するものを採用することが可能である。
【００４６】
図４は、本実施形態に係る蓄電素子の構成例を示す図である。
【００４７】
図４の蓄電素子４０は、組電池４１、充電制御電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）４２、放電制御ＦＥＴ４３、ダイオード４４、および電流検出抵抗４５を有する。
蓄電素子４０は、正極端子Ｔ１および負極端子Ｔ２が、負荷である電子機器の正極端子および負極端子に接続される。
蓄電素子４０においては、電力制御装置３０の制御の下、充電制御ＦＥＴ４２、放電制御ＦＥＴ４３、ダイオード４４、および電流検出抵抗４５を介して組電池４１に対する充放電が行われる。
【００４８】
組電池４１は、リチウムイオン二次電池等の二次電池であり、複数の電池セルを直列および／または並列接続した組電池である。
図４の例では、３個の電池セルが直列に接続された場合を示す。
本実施形態においては、電力制御装置３０が、蓄電素子４０の過充電や過放電を防止するための制御や充電の際に安全に充電できるように制御を行う。
【００４９】
蓄電素子４０において、組電池４１および組電池４１内の電池セルそれぞれの電圧が所定時間毎に測定され、電流検出抵抗４５を流れる電流の大きさおよび向きが所定時間毎に測定される。
蓄電素子４０において、測定した電圧値および電流値に基づき、組電池４１のいずれかのセルの電圧が過充電検出電圧になったときに充電制御ＦＥＴ４２がＯＦＦに制御される。
蓄電素子４０において、組電池４１の電圧が過放電検出電圧以下になったときに放電制御ＦＥＴ４３がＯＦＦに制御され、過充電や過放電が防止される。
ここで、リチウムイオン電池の場合、過充電検出電圧がたとえば４．２Ｖ±０．５Ｖと定められ、過放電検出電圧が２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
【００５０】
組電池４１に対する充電方式としては、一般に、ＣＣＣＶ（Constant Current Constant Voltage；定電流定電圧）充電方式が用いられる。
ＣＣＣＶ充電方式では、組電池４１の電圧が所定の電圧に達するまでは定電流で充電（ＣＣ充電）し、組電池４１の電圧が所定の電圧に達した後は定電圧で充電（ＣＶ充電）する。そして、充電電流が略０［Ａ］に収束した時点で充電が終了となる。
【００５１】
＜４．電力制御装置の構成例＞
電力制御装置３０は、図１に示すように、電圧変換部３１、および電力経路部に含まれる電力経路切替部としてのパワースイッチ回路３２を有する。
電力制御装置３０は、特性測定回路３３、第１の制御部３４、第２の制御部３５、逆流防止回路３６、電流電圧制限回路３７、およびスタートアップ回路３８を主構成要素として有する。
【００５２】
電圧変換部３１は、発電素子２０−１，２０−２で発電され、パワースイッチ回路３２により選択的に供給される電圧を昇圧し、または降圧する機能を有する。
電圧変換部３１は、昇圧し、または降圧して得られた電圧を、たとえばパワースイッチ回路３２、逆流防止回路３６を通して蓄電素子４０に供給する。
電圧変換部３１は、たとえばＤＣ−ＤＣコンバータにより構成される。
この電圧変換部３１の具体的な構成については後で詳述する。
【００５３】
＜４−１．パワースイッチ回路の構成例＞
パワースイッチ回路３２は、２つの発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２、電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１、および蓄電素子（二次電池）４０間の接続関係を、第１の制御部３４または第２の制御部３５の制御に従って決定する機能を有する。
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力状態に応じた電力経路の切り替え制御が可能に構成される。
すなわち、パワースイッチ回路３２は、電力経路切替部として機能する。
【００５４】
本実施形態に係るパワースイッチ回路３２は、第１の制御部３４または第２の制御部３５の制御に従って、２つの発電素子２０−１，２０−２を直列に接続するか並列に接続するかを切り替える第１の接続切替機能を有する。
さらに、パワースイッチ回路３２は、電圧変換部３１の入力側に接続される発電素子２０−１，２０−２を切り替える第２の接続切替機能を有する。
本実施形態に係るパワースイッチ回路３２は、基本的に、第１の接続切替機能および第２の接続切替機能により、少なくとも次の接続切り替えを行うことが可能に構成される。
【００５５】
［直列、並列および昇圧、並列、直列および昇圧、並列および降圧の切替制御］
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２を直列に接続してその出力電圧を電圧変換部３１に入力させずそのまま出力する。
または、パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２を並列または直列に接続してその出力電圧を電圧変換部３１に入力させ昇圧または降圧させて出力する。
または、発電素子２０−１，２０−２を並列に接続してその出力電圧を電圧変換部３１に入力させずそのまま出力する。
【００５６】
（並列）
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧が第１の電圧範囲Ｖ１にある場合には、第１の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２を並列に接続する。
この場合、パワースイッチ回路３２は、第２の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２の出力電圧がいずれも電圧変換部３１によって電圧レベルが変換されることがないよう、電圧変換部３１に発電した電力が入力されないように接続切り替えを行う。
【００５７】
（並列および昇圧）
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧が第２の電圧範囲Ｖ２（＜Ｖ１）にある場合、第１の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２を並列に接続する。
この場合、パワースイッチ回路３２は、第２の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２の最終段の出力電圧が電圧変換部３１によって電圧レベルが変換されるよう、電圧変換部３１に発電した電力が入力されるように接続切り替えを行う。
【００５８】
（直列）
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧が第３の電圧範囲Ｖ３（＜Ｖ２＜Ｖ１）にある場合、第１の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２を直列に接続する。
この場合、パワースイッチ回路３２は、第２の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２の出力電圧がいずれも電圧変換部３１によって電圧レベルが変換されることがないよう、電圧変換部３１に発電した電力が入力されないように接続切り替えを行う。
【００５９】
（直列および昇圧）
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧が第４の電圧範囲Ｖ４（＜Ｖ３＜Ｖ２＜Ｖ１）にある場合、第１の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２を直列に接続する。
この場合、パワースイッチ回路３２は、第２の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２の最終段の出力電圧が電圧変換部３１によって電圧レベルが変換されるよう、電圧変換部３１に発電した電力が入力されるように接続切り替えを行う。
【００６０】
（並列および降圧）
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧が第５の電圧範囲Ｖ５（＞Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４）にある場合、第１の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２を並列に接続する。
この場合、パワースイッチ回路３２は、第２の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２の最終段の出力電圧が電圧変換部３１によって電圧レベルが変換されるよう、電圧変換部３１に発電した電力が入力されるように接続切り替えを行う。
【００６１】
以上の切替制御において、［（直列および昇圧時の発電素子の出力電圧）＜（直列時の出力電圧）＜（並列および昇圧時の出力電圧）＜（並列時の出力電圧）＜（並列および降圧時の出力電圧）］という関係が成り立っている。
【００６２】
［直列、直列よび降圧、並列、直列および昇圧、並列および降圧の切替制御］
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２を直列に接続してその出力電圧を電圧変換部３１に入力させずそのまま出力する。
または、パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２を直列または並列に接続してその出力電圧を電圧変換部３１に入力させ降圧または昇圧させて出力する。
または、発電素子２０−１，２０−２を並列に接続してその出力電圧を電圧変換部３１に入力させずそのまま出力する。
【００６３】
（並列）
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧が第６の電圧範囲Ｖ６にある場合には、第１の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２を並列に接続する。
この場合、パワースイッチ回路３２は、第２の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２の出力電圧がいずれも電圧変換部３１によって電圧レベルが変換されることがないよう、電圧変換部３１に発電した電力が入力されないように接続切り替えを行う。
【００６４】
（直列および降圧）
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧が第７の電圧範囲Ｖ７（＜Ｖ６）にある場合、第１の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２を直列に接続する。
この場合、パワースイッチ回路３２は、第２の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２の最終段の出力電圧が電圧変換部３１によって電圧レベルが変換されるよう、電圧変換部３１に発電した電力が入力されるように接続切り替えを行う。
【００６５】
（直列）
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧が第８の電圧範囲Ｖ８（＜Ｖ７＜Ｖ６）にある場合、第１の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２を直列に接続する。
この場合、パワースイッチ回路３２は、第２の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２の出力電圧がいずれも電圧変換部３１によって電圧レベルが変換されることがないよう、電圧変換部３１に発電した電力が入力されないように接続切り替えを行う。
【００６６】
（直列および昇圧）
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧が第９の電圧範囲Ｖ９（＜Ｖ８＜Ｖ７＜Ｖ６）にある場合、第１の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２を直列に接続する。
この場合、パワースイッチ回路３２は、第２の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２の最終段の出力電圧が電圧変換部３１によって電圧レベルが変換されるよう、電圧変換部３１に発電した電力が入力されるように接続切り替えを行う。
【００６７】
（並列および降圧）
パワースイッチ回路３２は、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧が第１０の電圧範囲Ｖ１０（＞Ｖ６＞Ｖ７＞Ｖ８＞Ｖ９）にある場合、第１の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２を並列に接続する。
この場合、パワースイッチ回路３２は、第２の接続切替機能により発電素子２０−１，２０−２の最終段の出力電圧が電圧変換部３１によって電圧レベルが変換されるよう、電圧変換部３１に発電した電力が入力されるように接続切り替えを行う。
【００６８】
以上の切替制御において、［（直列および昇圧時の発電素子の出力電圧）＜（直列時の出力電圧）＜（直列および降圧時の出力電圧）＜（並列時の出力電圧）＜（並列および降圧時の出力電圧）］という関係が成り立っている。
【００６９】
＜４−１−１パワースイッチ回路の具体的な構成例＞
図５は、本実施形態に係るパワースイッチ回路の構成例を示す図である。
【００７０】
図５のパワースイッチ回路３２は、６つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ６と２つのダイオードＤ１，Ｄ２を含んで構成されている。
各スイッチＳＷ１〜ＳＷ６は、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、より具体的にはＭＯＳＦＥＴにより構成される。
パワースイッチ回路３２は、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ６へのゲート電圧を制御することで、最大２つの発電素子（太陽電池ＳＣ１，ＳＣ２）２０−１，２０−２と電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１、二次電池である蓄電素子（ＢＡＴ）４０の接続関係を決定する。
【００７１】
図５のパワースイッチ回路３２が形成する発電素子２０−１，２０−２から蓄電素子４０への電力経路には、図６および図７に示すパターンが存在する。
【００７２】
経路ＰＴＡは、発電素子（ＳＣ２）２０−２と二次電池である蓄電素子４０を直結する経路として形成される。
経路ＰＴＢは、発電素子（ＳＣ２）２０−２の出力電力を、電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１を通して二次電池である蓄電素子４０に供給する経路として形成される。
経路ＰＴＣは、発電素子（ＳＣ１）２０−１と二次電池である蓄電素子４０を直結する経路として形成される。
経路ＰＴＤは、発電素子（ＳＣ１）２０−１の出力電力を、電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１を通して二次電池である蓄電素子４０に供給する経路として形成される。
経路ＰＴＥは、発電素子（ＳＣ１）２０−１と発電素子（ＳＣ２）２０−２を直列に接続し、二次電池である蓄電素子４０と直結する経路として形成される。
経路ＰＴＦは、発電素子（ＳＣ１）２０−１と発電素子（ＳＣ２）２０−２を直列に接続した出力電圧を、電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１を通して二次電池である蓄電素子４０に供給する経路として形成される。
経路ＰＴＧは、発電素子（ＳＣ１）２０−１と発電素子（ＳＣ２）２０−２を並列に接続した出力電力を、電圧変換部３１を通さずに、二次電池である蓄電素子４０に直結して供給する経路として形成される。
経路ＰＴＨは、発電素子（ＳＣ１）２０−１と発電素子（ＳＣ２）２０−２を並列に接続した出力電力を、電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１を通して二次電池である蓄電素子４０に供給する経路として形成される。
経路ＰＴＩは、発電素子（ＳＣ１）の出力を電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１に通し、発電素子（ＳＣ２）２０−２の出力とを並列に接続して、その出力電力を、二次電池である蓄電素子４０に供給する経路として形成される。
経路ＰＴＪは、発電素子（ＳＣ２）２０−２の出力を電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１に通し、発電素子（ＳＣ１）２０−１の出力をと並列に接続して、その出力電圧を、二次電池である蓄電素子４０に供給する経路として形成される。
経路ＰＴＫは、発電素子（ＳＣ１）２０−１、発電素子（ＳＣ２）２０−２、蓄電素子４０を全て開放する経路として形成される。このとき、発電素子（ＳＣ２）２０−２のマイナス側は接地される。これは、発電素子（太陽電池）の開放電圧測定用の経路として用いられる。
経路ＰＴＬは、発電素子（ＳＣ１）２０−１、発電素子（ＳＣ２）２０−２、蓄電素子４０を全て開放する経路として形成される。このとき、すべてのスイッチＳＷ１〜ＳＷ６がオフ状態となる。発電素子（ＳＣ２）のマイナス側はオープン状態とされる。
【００７３】
図８に、本実施形態に係るパワースイッチ回路の電力経路を制御するための各スイッチのゲート電圧を真理値表として示す。
【００７４】
図９〜図２０は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＡ〜ＰＴＬの電力の流れを示す図である。
【００７５】
（経路ＰＴＡ）
図９は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＡの電力の流れを示している。
経路ＰＴＡが選択された場合、スイッチＳＷ１およびＳＷ６がオン、スイッチＳＷ２〜ＳＷ５がオフとなるように制御されて、発電素子（ＳＣ２）２の起電力(電流Ｉ２)が二次電池である蓄電素子４０側への出力端子ＶＯＵＴに出力される。
【００７６】
（経路ＰＴＢ）
図１０は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＢの電力の流れを示している。
経路ＰＴＢが選択された場合、スイッチＳＷ１およびＳＷ５がオン、スイッチＳＷ２〜ＳＷ４，ＳＷ６がオフとなるように制御されて、発電素子（ＳＣ２）の起電力(電流Ｉ２)が電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１側への出力端子ＤＤＯに出力される。
【００７７】
（経路ＰＴＣ）
図１１は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＣの電力の流れを示している。
経路ＰＴＣが選択された場合、スイッチＳＷ２がオン、スイッチＳＷ１，ＳＷ３〜ＳＷ６がオフとなるように制御されて、発電素子（ＳＣ１）２０−１の起電力(電流Ｉ１)が二次電池である蓄電素子４０側への出力端子ＶＯＵＴに出力される。
【００７８】
（経路ＰＴＤ）
図１２は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＤの電力の流れを示している。
経路ＰＴＤが選択された場合、スイッチＳＷ４がオン、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ６がオフとなるように制御されて、発電素子（ＳＣ１）２０−１の起電力(電流Ｉ１)が電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１側への出力端子ＤＤＯに出力される。
【００７９】
（経路ＰＴＥ）
図１３は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＥの電力の流れを示している。
経路ＰＴＥが選択された場合、スイッチＳＷ３およびＳＷ６がオン、スイッチＳＷ１,ＳＷ２,ＳＷ４,ＳＷ５がオフとなるように制御される。
これにより、発電素子（ＳＣ１）２０−１の起電力(電流Ｉ１)と、発電素子（ＳＣ２）２０−２の起電力（電流I２）が直列に二次電池である蓄電素子４０側への出力端子ＶＯＵＴに出力される。
２つの発電素子２０−１，２０−２を直列に接続しているので、Ｉ１＝I２＝Ｉｏｕｔ（ＶＯＵＴへの出力電流）となる。
【００８０】
（経路ＰＴＦ）
図１４は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＦの電力の流れを示している。
経路ＰＴＦが選択された場合、スイッチＳＷ３およびＳＷ５がオン、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６がオフとなるように制御される。
これにより、発電素子（ＳＣ１）２０−１の起電力(電流Ｉ１)と、発電素子（ＳＣ２）２０−２の起電力（電流Ｉ２）が直列に、電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１側への出力端子ＤＤＯに出力される。
２つの発電素子２０−１，２０−２を直列に接続しているので、Ｉ１＝I２＝Ｉｄｄｏ（ＤＤＯへの出力電流）となる。
【００８１】
（経路ＰＴＧ）
図１５は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＧの電力の流れを示している。
経路ＰＴＧが選択された場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ６がオン、スイッチＳＷ３〜ＳＷ５がオフとなるように制御される。
これにより、発電素子（ＳＣ１）２０−１の起電力(電流Ｉ１)と、発電素子（ＳＣ２）２０−２の起電力（電流Ｉ２）が並列に、二次電池である蓄電素子４０側への出力端子ＶＯＵＴに出力される。
２つの発電素子２０−１，２０−２を並列に接続しているので、Ｉ１＋I２＝Ｉｏｕｔ（ＶＯＵＴへの出力電流）となる。
【００８２】
（経路ＰＴＨ）
図１６は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＨの電力の流れを示している。
経路ＰＴＨが選択された場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ４，ＳＷ５がオン、スイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ６がオフとなるように制御される。
これにより、発電素子（ＳＣ１）２０−１の起電力(電流Ｉ１)と、発電素子（ＳＣ２）２０−２の起電力（電流Ｉ２）が並列に、電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１側への出力端子ＤＤＯに出力される。
２つの発電素子２０−１，２０−２を並列に接続しているので、Ｉ１＋I２＝Ｉｄｄｏ（ＤＤＯへの出力電流）となる。
【００８３】
（経路ＰＴＩ）
図１７は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＩの電力の流れを示している。
経路ＰＴＩが選択された場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ４，ＳＷ６がオン、スイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ５がオフとなるように制御される。
これにより、発電素子（ＳＣ１）２０−１の起電力(電流Ｉ１)が電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１側への出力端子ＤＤＯに出力される。また、発電素子（ＳＣ２）２０−２の起電力（電流Ｉ２）が二次電池である蓄電素子４０側への出力端子ＶＯＵＴに出力される。
【００８４】
（経路ＰＴＪ）
図１８は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＪの電力の流れを示している。
経路ＰＴＪが選択された場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５がオン、スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ６がオフするように制御される。
これにより、発電素子（ＳＣ１）２０−１の起電力(電流Ｉ１)が二次電池である蓄電素子４０側への出力端子ＶＯＵＴに出力される。また、発電素子（ＳＣ２）２０−２の起電力（電流Ｉ２）が電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１側への出力端子ＤＤＯに出力される。
【００８５】
（経路ＰＴＫ）
図１９は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＫの電力の流れを示している。
経路ＰＴＫでは、スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２〜ＳＷ６がオフするように制御される。
これにより、発電素子（ＳＣ１）２０−１および発電素子（ＳＣ２）２０−２の正極側が開放され、パワースイッチ回路３２の電力経路上に電流が流れない。
ただし、スイッチＳＷ１のみオンにし、発電素子（ＳＣ１）２０−１および発電素子（ＳＣ２）２０−２の開放電圧Ｖｏｐが測定できるようにしている
【００８６】
（経路ＰＴＬ）
図２０は、本実施形態に係るパワースイッチ回路で選択的に形成される電力経路ＰＴＬの電力の流れを示している。
経路ＰＴＬは、全てのスイッチＳＷ１〜ＳＷ６がオフ状態で、パワースイッチ回路３２の電力経路上に電流が流れない。
【００８７】
本実施形態では、第１の制御部３４や第２の制御部３５の制御により、照度や温度などの環境に応じて、たとえば図２１に示すような電力経路のいずれかを選択することで、照度や温度によらず発電素子（太陽電池）２０から常に最大電力を得ることが可能である。
たとえば、照度を基に電力経路を切り替える場合、照度ごとに電力経路を図２２のように切り替える。なお、発電素子（太陽電池）２０の特性や回路構成によっては、切り替える必要のない経路も存在する。
最も照度が低い場合、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の最大動作点電圧が極めて低い。このため、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２を直列に接続して電圧を高くし、さらに電圧変換部３１通して二次電池である蓄電素子４０に給電する。
発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の出力電流が低すぎると昇圧回路の電力効率が悪くなる。
ある程度照度が高くなると、電力経路ＰＴＦよりＰＴＥの方が電力効率が高くなる。
これは電圧変換部３１を通さないで発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２を直列に接続した場合の最大動作点電圧が、二次電池である蓄電素子４０の充電電圧に近くなるためである。
さらに照度が高い場合、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２を並列に接続して昇圧回路を通す経路ＰＴＨ、または太陽電池を直列に接続して降圧回路を通す経路ＰＴＭ（ＰＴＨと同じ等価回路）を選択する。
さらに照度が高い場合、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２を並列に接続して電圧変換部３１を通さないで二次電池である蓄電素子４０に給電する。
最も照度が高い場合、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２を並列に接続して降圧回路を通して二次電池に給電する。
なお、照度の測定には、たとえば発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の開放電圧または短絡電流を定期的に測定する方法を採用することができる。
【００８８】
以上の構成のパワースイッチ回路を有する本実施形態によれば、太陽電池等の発電素子の最大動作点を維持するよう制御することができ、電力損失を回避することができるという優れた効果を奏し得る。
【００８９】
なお、以上の構成を有するパワースイッチ回路３２においては、スイッチＳＷ１〜ＳＷ６ごとにソース、ドレインの電位が異なるため、各スイッチの回路は個別に設計される。
パワースイッチ回路３２では、スイッチによってソース電位が０Ｖ，Ｖｂａｔ（二次電池の充電電圧）,Ｖｏｃ（太陽電池の開放電圧）、またはいずれかの中間値をとる。
ＭＯＳＦＥＴでは基板-ソース間の電位差Ｖｂｓが大きくなると閾値電圧が増加し、オンオフ動作が不安定になったりオン抵抗が高くなるなどの原因となる。
このため、パワースイッチ回路３２では、ＮＭＯＳ、ＰＭＯＳ共にソースと基板を短絡し、基板-ソース間の電位差Ｖｂｓを０Ｖにするように構成される。
【００９０】
また、スイッチＳＷ１はＮＭＯＳにより構成される。また、スイッチＳＷ２，ＳＷ６はＰＭＯＳにより構成される。
パワースイッチ回路３２は、第１の制御部３４や第２の制御部３５から駆動されるが、制御部はロジック用ＭＯＳＦＥＴで設計されるため駆動能力が低く、パワースイッチ回路３２のＭＯＳＦＥＴを直接駆動するとスイッチの切り替えに時間がかかるおそれがある。
このため低ゲート容量のＮＭＯＳ(MCN),ＰＭＯＳ(MCP)を通して制御部から駆動する構成することが望ましい。
【００９１】
スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５は、ソース電位が大きな値をとることから、スイッチをオンために必要なゲート-ソース間電圧が十分大きくならない場合がある。
このため、一部のスイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５ではＮＭＯＳとＰＭＯＳを組み合わせたトランスミッションゲート構成にすることで、ソース電位が大きい場合でもＮＭＯＳ,ＰＭＯＳの少なくとも一方がオンとなる回路構成をとることが望ましい。
【００９２】
パワースイッチ回路３２では、各ＭＯＳＦＥＴの基板電位をソース電位に固定しているため、ＭＯＳＦＥＴがオフの場合でも、ｐｎ接合部分で寄生ダイオードが発生し、導通してしまうおそれがある。
ＮＭＯＳの場合、オフ時にソース電位Ｖｓがドレイン電位Ｖｄより高い場合、ｐ型基板とｎ型拡散層との間で導通する。またＰＭＯＳの場合、オフ時にドレイン電位Ｖｄがソース電位Ｖｓより高い場合、ｐ型拡散層とｎ型基板との間で導通する。
そこで、パワースイッチ回路３２では、たとえばスイッチＳＷ２〜ＳＷ５において、２つの同じ種類のＭＯＳＦＥＴを寄生ダイオードが反対方向に向くように接続することが望ましい。これにより、入出力端子のどちらの電位が高くなっても導通しない構成とすることが可能となる。
たとえば、あるスイッチの一方の端子に太陽電池、他方の端子に二次電池が接続されている場合、スイッチオフ時は照度によって太陽電池側の電圧（開放電圧）が二次電池の電圧より高くなったり低くなったりする。このため、寄生ダイオード対策が必要になる場合がある。
【００９３】
次に、電力制御回路の特性測定回路３３およびその測定結果に応じた第１の制御部３４による電力経路や電圧変換部３１等の制御について説明する。
【００９４】
＜４−２．特性測定回路の構成例およびその結果に基づく電力経路の制御＞
特性測定回路３３は、発電素子（ＳＣ１，ＳＣ２）２０−１，２０−２の短絡電流、開放電圧を測定する機能を有する。
特性測定回路３３は、選択された電力経路にて回路が動作するとき、昇圧回路および降圧回路を含む電圧変換部３１を含む電力経路を選択した場合には、電圧変換部３１でＭＰＰＴ制御を行うための電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行う。
【００９５】
第１の制御部３４は、特性測定回路３３の測定結果に基づいてパワースイッチ回路３２の電力経路の選択制御を行う。
第１の制御部３４は、選択された電力経路にて回路が動作するとき、昇圧回路および降圧回路を含む電圧変換部３１を含む電力経路を選択した場合には、Ｉ−Ｖ測定結果を基に電圧変換部３１でのＭＰＰＴ制御を行う。
【００９６】
［特性測定回路の制御法］
一般に、発電素子（太陽電池）による充電にて、エネルギー効率よく充電を行おうとするとき、ＭＰＰＴ制御を行い、昇圧回路を使うという方法が用いられている。
本実施形態では、エネルギー効率のよい充電のために、１個もしくは複数個の発電素子（太陽電池）の接続や電圧変換部（昇圧および降圧）回路の接続を自由に変更して、太陽電池充電回路の回路構成を最適化可能となるような制御が行われる。
具体的には、パワースイッチ回路３２にて最適な回路構成を実現するために、特性測定回路３３の測定結果を基に、パワースイッチ回路３２に対し、最適な制御を行う。
【００９７】
図２３は、本実施形態に係る特性測定回路の第１機能例を説明するための図である。
図２４は、本実施形態に係る特性測定回路の第２機能例を説明するための図である。
【００９８】
図２３の特性測定回路３３ａは、電力経路の選択のための情報を得るため、発電素子（ＳＣ１）２０−１の開放電圧Ｖｏｐ１および短絡電流Ｉｓｈ１を測定し、発電素子（ＳＣ２）２０−２の開放電圧Ｖｏｐ２および短絡電流Ｉｓｈ２を測定する。
特性測定回路３３ａは、測定結果をデジタル信号として第１の制御部３４に供給する。
【００９９】
図２４の特性測定回路３３ｂは、ＭＰＰＴ制御のためのＩ−Ｖ測定動作を行うために、発電素子（ＳＣ１）２０−１の電圧ＶＣ１を測定し、発電素子（ＳＣ２）２０−２の電圧ＶＣ２を測定する。
特性測定回路３３ｂは、いくつかの抵抗値ＲでのI，Ｖを求め、Ｉ−Ｖ曲線の近似曲線の元とする。
特性測定回路３３ｂは、測定結果をデジタル信号として第１の制御部３４に供給する。その場合、抵抗値Ｒの情報を含む。Ｖ／Ｒにより、動作時の電流Ｉが求まる。
【０１００】
［電力経路の選択についての考察］
本実施形態のように、２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２があるとき、次の第１の状態および第２の状態があり得る。
第１の状態は、２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２のうち、少なくても１個は動作している状態である。
第２の状態は、２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の両方とも動作していない状態である。
【０１０１】
基本的に、本実施形態においては、第１の制御部３４は、直列接続時の負荷側の電圧での電流、および並列接続時の負荷側の電圧での電流を測定し、電力が高い経路となるように電力経路を選択する。
【０１０２】
電力経路ＰＴＡを選択する条件は次の通りである。
Vpm2 < Vddc_min ...(A-1)
Ipm2 < Iddc_min ...(A-2)
Vpm2 * Ipm2 * Eff_ddc(Vpm2,Ipm2) < I2(Vbat) * Vbat ...(A-3)
(A-1) || (A-2) || (A-3)
電力経路ＰＴＢが選択された場合、Vref=Vpm2とする。
【０１０３】
ただし、Eff_ddc(I)は、電流値Ｉでの電圧変換部３１の昇圧回路の電力効率（0-1.0）を示し、設計時に固定係数化可能である。
Ｖｐｍ１は開放電圧がＶｏｐ１のとき、予想される発電素子（ＳＣ１）２０−１のＭＰＰＴ制御時の電圧を示す。
Ｖｐｍ２は開放電圧がＶｏｐ２のとき、予想される発電素子（ＳＣ２）２０−２のＭＰＰＴ制御時の電圧を示す。
Ｖｄｄｃ_ｍｉｎは発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の接続替えを行う閾値となる最小開放電圧を示す。
Ｉｄｄｃ_ｍｉｎは発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の接続替えを行う閾値となる短絡電流を示す。
Ｖｂａｔは二次電池である蓄電素子４０の充電電圧を示す。
ＶｒｅｆはＭＴＴＰ制御で第１の制御部３４が電圧変換部３１に与えるリファレンス電圧を示す。
【０１０４】
電力経路ＰＴＣを選択する条件は以下の通りである。
Vpm1 < Vddc_min ...(C-1)
Ipm1 < Iddc_min ...(C-2)
Vpm1 * Ipm1 * Eff_ddc(Vpm1,Ipm1) < I1(Vbat) * Vbat ...(C-3)
(C-1) || (C-2) || (C-3)
電力経路ＰＴＤが選択された場合、Vref=Vpm1とする。
【０１０５】
［経路ＰＴＥ,ＰＴＦ,ＰＴＧ,ＰＴＨ,ＰＴI,ＰＴＪの電力の比較（その１）］
以下の(E-1)〜(J-1)の最大値となる経路を選択する。
Vbat * Iseries(Vbat)... (E-1)
Vpm_series * Ipm_series * Eff_ddc(Vpm_series,Ipm_series) ...(F-1)
ただし、以下の昇圧回路の動作条件のいずれかを満たさない場合、候補から外す。
Vpm_series > Vddc_min
Ipm_series > Iddc_min
電力経路ＰＴＦFが選択された場合、Vref= Vpm_seriesとする。
Vbat * {I1(Vbat)+I2(Vbat)}...(G-1)
Vpm_parallel * Ipm_parallel * Eff_ddc(Vpm_parallel,Ipm_parallel) ...(H-1)
ただし、以下の昇圧回路の動作条件のいずれかを満たさない場合、候補から外す。
Vpm_parallel > Vddc_min
Ipm_parallel > Iddc_min
電力経路ＰＴＨが選択された場合、Vref= Vpm_parallelとする。
【０１０６】
［経路ＰＴＥ,ＰＴＦ,ＰＴＧ,ＰＴＨ,ＰＴI,ＰＴＪの電力の比較（その２）］
Vpm1 * Ipm1 * Eff_ddc(Vpm1,Ipm1) + Vbat * I2(Vbat) ...(I-1)
ただし、以下の昇圧回路の動作条件のいずれかを満たさない場合、候補から外す。
Vpm1 > Vddc_min
Ipm1 > Iddc_min
電力経路ＰＴＩが選択された場合、Vref= Vpm1とする。
Vpm2 * Ipm2 * Eff_ddc(Vpm2,Ipm2) + Vbat * I1(Vbat) ...(J-1)
ただし、以下の昇圧回路の動作条件のいずれかを満たさない場合、候補から外す。
Vpm2 > Vddc_min
Ipm2 > Iddc_min
電力経路ＰＴJが選択された場合、Vref= Vpm2とする。
【０１０７】
次に、他の方法について説明する。
２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２があり、少なくとも１個は動作している場合、動作状態には次のパターンがある。
（１）２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２とも接続させている。
（２）２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２とも発電動作状態にある。
（３）２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２ともほぼ同じ状態で発電動作を行っている。
（４）２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２のそれぞれの発電動作状態が、影などの影響で違う。
（５）片方は発電動作を行い、もう一方は、影などの影響でほとんど発電動作を行っていない。
（６）２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２のうちの１個だけ接続させている。
【０１０８】
［発電素子（太陽電池）が発電動作状態にあるかどうかについての判定］
発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２が発電動作状態にあるかどうかについての判定は、短絡電流についての以下の条件判定にて行う。
【０１０９】
［数１］
Ｉｓｈ≧Ｉｓｈ_ｍｉｎ
ただし、Ｉｓｈ_ｍｉｎは太陽電池が発電動作を行い、得られた電力が有意であると認められる、最小短絡電流を示す。
【０１１０】
［２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２が共に発電状態にある］
２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２が共に発電状態にあるとき、以下の７つの状態を考慮する。
【０１１１】
状態（１）：  Vop_min ≦ Vpm1_f+Vpm2_f < Vddc_se                        path  E
状態（２）：  Vddc_se ≦ Vpm1_f+Vpm2_f < VBAT                                 F
状態（３）：  BAT ≦ Vpm1_f+Vpm2_f < Vddc_pa                                  E
状態（４）：  Vddc_pa < Vpm1_f+Vpm2_f,  Vop1 < VAT,  Vop2 < VBAT              H
状態（５）：  Vop1 > VBAT, Vop2 < VBAT                                        I
状態（６）：  Vop1 < VBAT, Vop2 > VBAT                                        J
状態（７）：  Vop1 > VBAT, Vop2 > VBAT                                        G
【０１１２】
ここで、Ｖｐｍ１_ｆは開放電圧がＶｏｐ１のとき、予想される発電素子（ＳＣ１）２０−１のＭＰＰＴ制御時の電圧を示す。
Ｖｐｍ２_ｆは開放電圧がＶｏｐ２のとき、予想される発電素子（ＳＣ２）２０−２のＭＰＰＴ制御時の電圧を示す。
また、Ｖｏｐ_ｍｉｎは発電素子（太陽電池）が発電動作を行い、得られる電力が有意であると認められる最小開放電圧を示す。
Ｖｄｄｃ_ｓｅは発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の接続替えを行う閾値となる開放電圧＜１＞を示す。そして、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の直列接続に対し電圧変換部３１を使用しても発電素子の発電分がマイナスにならない閾値となる電圧を示す。
Ｖｄｄｃ_ｐａは発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の接続替えを行う閾値となる開放電圧＜２＞を示す。そして、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の並列接続に対し電圧変換部３１を使用した昇圧制御を行ったほうが、発電素子２０−１，２０−２を直列接続して使用するよりも大きな電力が得られる閾値となる電圧を示す。
【０１１３】
発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２が共に発電状態にあるとき、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の直列接続に対して電圧変換部（DDC）３１を使用し、Ｖｍｐ１_ｆ，Ｖｍｐ２_ｆを実現できたときに、理論上得られる電力をＰｓｅ(DDC)とする。
この電圧変換部（DDC）３１の効率を考慮し、実際に得られる電力、（つまりＰｓｅ(DDC)に電力効率を掛けたものをｆ(Ｐｓｅ(DDC))とする。
また、Ｖｍｐ１_ｆ時に発電素子（ＳＣ１）２０−１が発電する電流をＩｍｐ１_ｆ、Ｖｍｐ_ｆ２時に発電素子（ＳＣ２）２０−２が発電する電流をＩｍｐ２_ｆとし、Ｉｍｐ１_ｆとＩｍｐ２_ｆのうち大きい方の値をＩｂ(Imp1_f,Imp2_f)とすると、次のようになる。
【０１１４】
［数２］
Vddc_se = f(Pse(DDC)) / Ib(Imp1_f,Imp2_f)
Pse(DDC) = (Vmp1_f+Vmp_f2) x Ib(Imp1_f,Imp2_f)
【０１１５】
発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の並列接続に対して電圧変換部（DDC）３１を使用し、Ｖｍｐ１_ｆ，Ｖｍｐ_ｆ２を実現できたときに、理論上得られる電力をＰｐａ(DDC)とする。
この電圧変換部（DDC）３１の効率を考慮し、実際に得られる電力、つまり、Ｐｐａ(DDC)に電力効率を掛けたものをｆ(Ｐｐａ(DDC))とする。
また、発電素子（ＳＣ１）２０−１と発電素子（ＳＣ２）２０−２を並列接続したときに得られる電圧をＶ(Ｖｍｐ１_ｆ||Ｖｍｐ_ｆ２)とすると、次のようになる。
【０１１６】
［数３］
Vddc_pa = f(Ppa(DDC)) / (Imp1_f+Imp2_f)
Ppa(DDC) = V(Vmp1_f||Vmp_f2) x (Imp1_f+Imp2_f)
【０１１７】
２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２が共にほぼ影なし発電動作を行っているとき、次の確認を行う。
なお、図２５（Ａ）〜（Ｅ）は、２個の発電素子が共にほぼ影なし発電動作を行っているときの、開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定で選択される電力経路を示す図である。
【０１１８】
（１）短絡電流Ｉｓｈによる太陽電池発電動作状態の判定(Ish1 ≧Ish_min and Ish2 ≧ Ish_min)にて、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２が共に発電動作状態にあることを確認する。
【０１１９】
（２）開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定をして電力経路を決定する。
発電素子２０−１，２０−２の起電力が小さく、電圧変換部（DDC）３１の消費電力を賄うと得られる電力がマイナスになってしまう場合、第１の制御部３４は、図２５（Ａ）に示すような電力経路ＰＴＥを選択する。
発電素子２０−１，２０−２を直列に接続しても蓄電素子（BAT）４０の電圧より小さいが、電圧変換部（DDC）３１により昇圧することによって、得られる電力が増加する場合、第１の制御部３４は、図２５（Ｂ）に示すような電力経路ＰＴＦを選択する。
発電素子２０−１，２０−２が各々単独では蓄電素子（BAT）４０の電圧より小さいが、直列に接続すると蓄電素子４０の電圧に到達できて、しかも並列接続にして電圧変換部（DDC）３１を用いて昇圧するよりも、得られる電力が大きい場合、次のようになる。
この場合、第１の制御部３４は、図２５（Ｃ）に示すような電力経路ＰＴＥを選択する。
発電素子２０−１，２０−２が各々単独では蓄電素子（BAT）４０の電圧より小さいが、直列に接続すると蓄電素子４０の電圧に到達できて、しかも並列接続にして電圧変換部（DDC）３１を用いて昇圧したほうが、得られる電力が大きい場合、次のようになる。
この場合、第１の制御部３４は、図２５（Ｄ）に示すような電力経路ＰＴＨを選択する。
発電素子２０−１，２０−２が各々単独では蓄電素子（BAT）４０の電圧に到達できる場合、第１の制御部３４は、図２５（Ｅ）に示すような電力経路ＰＴＧを選択する。
【０１２０】
２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２が共に影あるが発電動作を行っているとき、次のように処理される。
なお、図２６（Ａ）〜（Ｃ）は、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２が共に影あるが発電動作を行っているときの処理を説明するための図である。
【０１２１】
図２６（Ａ）に示すように、電位の違う太陽電池を並列に接続しても、各々の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の電圧が蓄電素子（BAT）４０の電圧より高ければ発電素子２０−１，２０−２への逆流が起こることはなく、正常に充電が行える。
また、発電素子の一方が、その開放電圧Ｖｏｐが蓄電素子４０の電圧より大きいときは、その発電素子は昇圧不要で、もう一方は昇圧が必要なので必ず図２６（Ｂ）に示すような構成となる。
図２６（Ｃ）に示すように、直列（+DDC）の接続の場合には、電位の低いほうの発電素子のバイパスダイオードに２つの発電素子２０−１，２０−２の差分の電流が流れることによって、電位の低いほうの発電素子に電流が制限されてしまう現象を防ぐことができる。
【０１２２】
２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の一方に影があるが両方発電動作状態にある、それぞれで発電動作状態が異なるとき、次の確認を行う。
なお、図２７（Ａ）〜（Ｄ）は、２個の発電素子で発電動作状態が異なるときの、開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定で選択される電力経路を示す図である。
【０１２３】
（１）短絡電流Ｉｓｈによる太陽電池発電動作状態の判定(Ish1 ≧Ish_min and Ish2 ≧ Ish_min)にて、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２が共に発電動作状態にあることを確認する。
【０１２４】
（２）開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定をして電力経路を決定する。
発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の各々単独では蓄電素子（BAT）４０の電圧より小さく、直列に接続しても蓄電素子４０の電圧より小さいが、電圧変換部（DDC）３１により昇圧することによって、得られる電力が増加する場合、次のようになる。
この場合、第１の制御部３４は、図２７（Ａ）に示すような電力経路ＰＴＦを選択する。
発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の各々単独では蓄電素子（BAT）４０の電圧より小さいが、直列に接続すると蓄電素子４０の電圧に到達できる場合、第１の制御部３４は、図２７（Ｂ）に示すような電力経路ＰＴＥを選択する。
発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２のうち、一方の発電素子は単独で蓄電素子（BAT）４０の電圧に到達でき、他方の発電素子は単独では蓄電素子（BAT）の電圧に到達できない場合、次のようになる。
この場合、第１の制御部３４は、図２７（Ｃ）に示すような電力経路ＰＴＩまたはＰＴＪを選択する。
発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の各々単独では蓄電素子（BAT）４０の電圧に到達できる場合、第１の制御部３４は、図２７（Ｄ）に示すような電力経路ＰＴＧを選択する。
【０１２５】
２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の一方に影があり、一方は発電動作状態になく、他方が発電動作状態にあるとき、次の確認を行う。
なお、図２８（Ａ）〜（Ｃ）は、２個の発電素子で一方は発電動作状態になく、他方が発電動作状態にあるときの、開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定で選択される電力経路を示す図である。
【０１２６】
（１）短絡電流Ｉｓｈによる太陽電池発電動作状態の判定(Ish1 ≧Ish_min and Ish2 ≧ Ish_min)にて、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２のち１個の発電素子のみが発電動作状態にあることを確認する。
【０１２７】
（２）開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定をして電力経路を決定する。
発電素子の起電力が小さく、電圧変換部（DDC）３１の消費電力を賄うと得られる電力がマイナスになってしまう場合、第１の制御部３４は、図２８（Ａ）に示すような電力経路ＰＴＡまたはＰＴＣを選択する。
発電素子単独では蓄電素子（BAT）４０の電圧より小さいが、電圧変換部（DDC）３１により昇圧することによって、得られる電力が増加する場合、第１の制御部３４は、図２８（Ｂ）に示すような電力経路ＰＴＢまたはＰＴＤを選択する。
発電素子単独で蓄電素子（BAT）４０の電圧に到達できる場合、第１の制御部３４は、図２８（Ｃ）に示すような電力経路ＰＴＡまたはＰＴＣを選択する。
【０１２８】
２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２のうち１つだけ接続されているとき、次の確認を行う。
なお、図２９（Ａ）〜（Ｃ）は、２個の発電素子のうち１つだけ接続されているときの、開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定で選択される電力経路を示す図である。
【０１２９】
（１）短絡電流Ｉｓｈによる太陽電池発電動作状態の判定 ( Ish1 [or Ish2] ≧ Ishmin)にて、１個の発電素子（太陽電池）が発電動作状態にあることを確認する。
【０１３０】
（２）開放電圧Ｖｏｐによる動作状態判定をして電力経路を決定する。
発電素子の起電力が小さく、電圧変換部（DDC）３１の消費電力を賄うと得られる電力がマイナスになってしまう場合、第１の制御部３４は、図２９（Ａ）に示すような電力経路ＰＴＡまたはＰＴＣを選択する。
発電素子単独では蓄電素子（BAT）４０の電圧より小さいが、電圧変換部（DDC）３１により昇圧することによって、得られる電力が増加する場合、第１の制御部３４は、図２９（Ｂ）に示すような電力経路ＰＴＢまたはＰＴＤを選択する。
発電素子単独で蓄電素子（BAT）４０の電圧に到達できる場合、第１の制御部３４は、図２９（Ｃ）に示すような電力経路ＰＴＡまたはＰＴＣを選択する。
【０１３１】
２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２のうち１つも動作していないとき、次のように処理される。
パワースイッチ回路３２上で発電素子が１つも動作していない場合として、次のようなパターンが考えられる。
（１）２個の発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２を接続して、２個とも動作していない
（２）１個接続して、その１個の発電素子が動作していない（接続されていないほうは、動作している、または動作していない）。
（３）何も接続していない（接続されていない２個の発電素子（太陽電池）はそれぞれ、動作している、または動作していない）。
接続されている発電素子（太陽電池）が動作していない場合も、接続されていない発電素子（太陽電池）が動作していない場合も、同様にパワースイッチ回路３２は動作しない（影響はない。）。
【０１３２】
また仮に、接続されていない発電素子（太陽電池）が動作していても、同様にパワースイッチ回路３２は動作せず、発電素子としても問題は起こらない。
「パワースイッチ回路が動作しない状態」として、「１個も動作していない」という１つの状態にまとめられる。
【０１３３】
図３０は、各発電素子が発電動作状態にあるか否かの判定における状態遷移図である。
図３０において、状態Ｓ０は発電素子が１個も動作状態にない場合、状態Ｓ１は２個の発電素子（ＳＣ１）２０−１および発電素子（ＳＣ２）２０−２が両方とも動作にある場合である。
状態Ｓ２は発電素子（ＳＣ１）２０−１のみ動作状態にある場合、状態Ｓ３は発電素子（ＳＣ２）のみ動作状態にある場合である。
各状態間の遷移時に、発電素子（ＳＣ１）２０−１および発電素子（ＳＣ２）２０−２のＯＮ，ＯＦＦが行われる。
【０１３４】
図３１は、状態Ｓ１の２個の発電素子が共に発電動作状態にあるときに、どの電力経路が動作しているかの判定における状態遷移図である。
図３１の例では、電力経路ＰＴＥ，ＰＴＦ，ＰＴＧ，ＰＴＨ，ＰＴＩ，ＰＴＪ間における状態遷移を示している。
【０１３５】
図３２は、状態Ｓ２の１個の発電素子（ＳＣ１）が発電動作状態にあるときに、どの電力経路が動作しているかの判定における状態遷移図である。
図３２の例では、電力経路ＰＴＡ，ＰＴＢ間における状態遷移を示している。
【０１３６】
図３３は、状態Ｓ３の１個の発電素子（ＳＣ２）が発電動作状態にあるときに、どの電力経路が動作しているかの判定における状態遷移図である。
図３３の例では、電力経路ＰＴＣ，ＰＴＤ間における状態遷移を示している。
【０１３７】
図３４は、短絡電流および開放電圧を測定した結果から電力経路を選択する処理を簡単化して示すフローチャートである。
短絡電流Ｉｓｈおよび開放電圧Ｖｏｐを測定し（ＳＴ１）、その結果から電力経路ＰＴＡ〜ＰＴＪが選択される。
電力経路ＰＴＡ，ＰＴＣ，ＰＴＥ，ＰＴＧを選択する場合には、電圧変換部（DDC）３１を通さずに直接的に蓄電素子４０に給電される。
電力経路ＰＴＢ，ＰＴＤ，ＰＴＦ，ＰＴＨ，ＰＴＩ，ＰＴＪを選択する場合には、電圧変換部（DDC）３１を通して昇圧（または降圧）させた電圧が蓄電素子４０に給電される。
【０１３８】
図３５は、短絡電流および開放電圧を測定した結果から電力経路を選択する処理を具体的に示す第１のフローチャートである。
図３６は、短絡電流および開放電圧を測定した結果から電力経路を選択する処理を具体的に示す第２のフローチャートである。
図３７は、短絡電流および開放電圧を測定した結果から電力経路を選択する処理を具体的に示す第３のフローチャートである。
図３８は、短絡電流および開放電圧を測定した結果から電力経路を選択する処理を具体的に示す第４のフローチャートである。
【０１３９】
図３５において、まず、発電素子（ＳＣ１）２０−１の短絡電流Ｉｓｈ１が最小短絡電流Ｉｓｈ_ｍｉｎより大きい(Ish1>Ish_min)か否かが判定され、発電素子２０−１が発電動作状態にあるか否か（SC1 alive ?）が判定される（ＳＴ１１）。
ステップＳＴ１１で発電素子（ＳＣ１）２０−１が発電動作状態にあると判定されると、発電素子（ＳＣ１）２０−２の短絡電流Ｉｓｈ２が最小短絡電流Ｉｓｈ_ｍｉｎより大きい(Ish2>Ish_min)か否かが判定される。そして、発電素子２０−２が発電動作状態にあるか否か（SC2 alive ?）が判定される（ＳＴ１２）。
ステップＳＴ１２で発電素子（ＳＣ１）２０−２が発電動作状態にあると判定されると、次の判定処理が行われる。
すなわち、発電素子（ＳＣ１）２０−１の開放電圧Ｖｏｐ１が最小開放電圧Ｖｏｐ_ｍｉｎより大きい(Iop1>Iop_min)か否かが判定され、発電素子２０−１が発電動作状態にあるか否かが判定される（ＳＴ１３）。
ステップＳＴ１３で発電素子（ＳＣ１）２０−１が発電動作状態にあると判定されると、発電素子（ＳＣ１）２０−２の開放電圧Ｖｏｐ２が最小開放電圧Ｖｏｐ_ｍｉｎより大きい(Iop2>Iop_min)か否かが判定される。そして、発電素子２０−２が発電動作状態にあるか否かが判定される（ＳＴ１４）。
ステップＳＴ１４で肯定的な判定結果が得られると、２個の発電素子（ＳＣ１，ＳＣ２）２０−１，２０−２が動作状態にあるとして図３８の処理に移行する。
ステップＳＴ１４で否定的な判定結果が得られると、発電素子（ＳＣ１）が動作状態にあるとして図３６の処理に移行する。
ステップＳＴ１２で否定的な判定結果が得られると、発電素子（ＳＣ１）２０−１の開放電圧Ｖｏｐ１が最小開放電圧Ｖｏｐ_ｍｉｎより大きい(Iop1>Iop_min)か否かが判定され、発電素子２０−１が発電動作状態にあるか否かが判定される（ＳＴ１５）。
ステップＳＴ１５で肯定的な判定結果が得られると、発電素子（ＳＣ１）が動作状態にあるとして図３６の処理に移行する。
ステップＳＴ１５で否定的な判定結果が得られると、２個の発電素子（ＳＣ１，ＳＣ２）２０−１，２０−２が非動作状態にあるとして、スタートアップ回路図３８のスタートアップ処理に移行する。
ステップＳＴ１３で否定的な判定結果が得られると、発電素子（ＳＣ２）２０−２の開放電圧Ｖｏｐ２が最小開放電圧Ｖｏｐ_ｍｉｎより大きい(Iop2>Iop_min)か否かが判定され、発電素子２０−２が発電動作状態にあるか否かが判定される（ＳＴ１６）。
ステップＳＴ１６で肯定的な判定結果が得られると、発電素子（ＳＣ２）が動作状態にあるとして図３７の処理に移行する。
ステップＳＴ１６で否定的な判定結果が得られると、２個の発電素子（ＳＣ１，ＳＣ２）２０−１，２０−２が非動作状態にあるとして、スタートアップ回路図３８のスタートアップ処理に移行する。
ステップＳＴ１１で否定的な判定結果が得られると、発電素子（ＳＣ２）２０−２の短絡電流Ｉｓｈ２が最小短絡電流Ｉｓｈ_ｍｉｎより大きい(Ish2>Ish_min)か否かが判定され、発電素子２０−２１が発電動作状態にあるか否か（SC2 alive ?）が判定される（ＳＴ１７）。
ステップＳＴ１７で発電素子（ＳＣ２）２０−２が発電動作状態にあると判定されると、発電素子（ＳＣ１）２０−２の開放電圧Ｖｏｐ２が最小開放電圧Ｖｏｐ_ｍｉｎより大きい(Iop2>Iop_min)か否かが判定される（ＳＴ１８）。
ステップＳＴ１８で肯定的な判定結果が得られると、発電素子（ＳＣ２）が動作状態にあるとして図３７の処理に移行する。
ステップＳＴ１７，ＳＴ１８で否定的な判定結果が得られると、２個の発電素子（ＳＣ１，ＳＣ２）２０−１，２０−２が非動作状態にあるとして、スタートアップ回路図３８のスタートアップ処理に移行する。
【０１４０】
図３６においては、次の処理が行われる。
まず、開放電圧がＶｏｐ１のとき、予想される発電素子（ＳＣ１）２０−１のＭＰＰＴ制御時の電圧Ｖｐｍ１_ｆが、最小開放電圧Ｖｏｐ_ｍｉｎより大きく、接続替えを行う閾値となる開放電圧Ｖｄｄｃ_ｓｅより小さいか否かが判定される（ＳＴ２１）。
ステップＳＴ２１で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＡが選択される。
ステップＳＴ２１で否定的な判定結果が得られると、電圧Ｖｐｍ１_ｆが接続替えを行う閾値となる開放電圧Ｖｄｄｃ_ｓｅより大きく、蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより小さいか否かの判定が行われる（ＳＴ２２）。
ステップＳＴ２２で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＢが選択される。
ステップＳＴ２２で否定的な判定結果が得られると、電圧Ｖｐｍ１_ｆが蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより大きいか否かの判定が行われる（ＳＴ２３）。
ステップＳＴ２３で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＡが選択される。
【０１４１】
図３７においては、次の処理が行われる。
まず、開放電圧がＶｏｐ２のとき、予想される発電素子（ＳＣ２）２０−２のＭＰＰＴ制御時の電圧Ｖｐｍ２_ｆが、最小開放電圧Ｖｏｐ_ｍｉｎより大きく、接続替えを行う閾値となる開放電圧Ｖｄｄｃ_ｓｅより小さいか否かが判定される（ＳＴ３１）。
ステップＳＴ３１で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＣが選択される。
ステップＳＴ３１で否定的な判定結果が得られると、電圧Ｖｐｍ２_ｆが接続替えを行う閾値となる開放電圧Ｖｄｄｃ_ｓｅより大きく、蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより小さいか否かの判定が行われる（ＳＴ３２）。
ステップＳＴ３２で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＤが選択される。
ステップＳＴ３２で否定的な判定結果が得られると、電圧Ｖｐｍ２_ｆが蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより大きいか否かの判定が行われる（ＳＴ３３）。
ステップＳＴ３３で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＣが選択される。
【０１４２】
図３８においては、次の処理が行われる。
まず、電圧Ｖｐｍ１_ｆと電圧Ｖｐｍ２_ｆとの加算電圧が、最小開放電圧Ｖｏｐ_ｍｉｎより大きく、接続替えを行う閾値となる開放電圧Ｖｄｄｃ_ｓｅより小さいか否かが判定される（ＳＴ４１）。
ステップＳＴ４１で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＥが選択される。
ステップＳＴ４１で否定的な判定結果が得られると、電圧Ｖｐｍ１_ｆと電圧Ｖｐｍ２_ｆとの加算電圧が、接続替えを行う閾値となる開放電圧Ｖｄｄｃ_ｓｅより大きく、蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより小さいか否かの判定が行われる（ＳＴ４２）。
ステップＳＴ４２で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＦが選択される。
ステップＳＴ４２で否定的な判定結果が得られると、電圧Ｖｐｍ１_ｆと電圧Ｖｐｍ２_ｆとの加算電圧が、蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより大きく、接続替えを行う閾値となる開放電圧Ｖｄｄｃ_ｐａ小さいか否かの判定が行われる（ＳＴ４３）。
ステップＳＴ４３で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＥが選択される。
ステップＳＴ４３で否定的な判定結果が得られると、電圧Ｖｐｍ１_ｆと電圧Ｖｐｍ２_ｆとの加算電圧が、接続替えを行う閾値となる開放電圧Ｖｄｄｃ_ｐａより大きいか否かの判定が行われる（ＳＴ４４）。ステップＳＴ４４では、さらに開放電圧Ｖｏｐ１，Ｖｏｐ２が蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより小さいか否かの判定が行われる（ＳＴ４４）。
ステップＳＴ４４で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＨが選択される。
ステップＳＴ４４で否定的な判定結果が得られると、開放電圧Ｖｏｐ１が蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより大きく、開放電圧Ｖｏｐ２が蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより小さいか否かの判定が行われる（ＳＴ４５）。
ステップＳＴ４５で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＩが選択される。
ステップＳＴ４５で否定的な判定結果が得られると、開放電圧Ｖｏｐ１が蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより大きく、開放電圧Ｖｏｐ２が蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより小さいか否かの判定が行われる（ＳＴ４６）。
ステップＳＴ４６で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＪが選択される。
ステップＳＴ４６で否定的な判定結果が得られると、開放電圧Ｖｏｐ１が蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより大きく、開放電圧Ｖｏｐ２が蓄電素子４０の電圧ＢＡＴより小さいか否かの判定が行われる（ＳＴ４７）。
ステップＳＴ４７で肯定的な判定結果が得られると、電力経路ＰＴＧが選択される。
【０１４３】
なお、第１の制御部３４は、第２の制御部３５より充電処理を停止している旨を報知されると、パワースイッチ回路３２の全てのスイッチを開放して発電素子２０−１，２０−２の出力と電圧供給ラインＬＶ１との接続を遮断するように制御する。
また、第１の制御部３４は、パワースイッチ回路３２により発電素子２０−１，２０−２を並列接続するように制御する場合、逆流防止回路３６の逆流防止機能をオフにする。
【０１４４】
＜４−３．特性測定回路の具体的な構成例＞
［特性測定回路の第１の構成例］
図３９は、本実施形態に係る特性測定回路の第１の構成例を示す回路図である。
【０１４５】
発電素子（太陽電池）が、そのときそのときの光の状況に応じてどれだけの電流および電圧を発生させているか発電素子の動作特性を見るために、つまり、電流および電圧の微小変化分を測定する必要がある。
これまでは、アンプを接続するなどして電流・電圧の変化分を増幅する方法が一般的であった。
本例では、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２がどのくらいの電流および電圧を発生させているのかを調べる手段として、キャパシタＣ１を用いた測定を行う。
【０１４６】
本例では、図３９に示すように、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２に直列にキャパシタＣ１を接続している。
また、図３９の特性測定回路３３Ａでは、接続ノードＮＤ１と基準電位ＶＳＳとの間にキャパシタＣ１をリセットするためのスイッチングトランジスタＱ１が接続されている。
スイッチングトランジスタＱ１はＮＭＯＳＦＥＴにより形成され、ゲートにリセット信号ＲＳＴが選択的に供給される。
【０１４７】
キャパシタＣ１への充電電圧をある一定の時間間隔で測定することにより、現環境下でのＩ-Ｖ特性を測定することが可能である。
【０１４８】
【数４】
0005569044.tif 000002
【０１４９】
この特性測定回路３３Ａでは、単純な凸型のＰ-Ｖ特性でなくてもＭＰＰを探すことが可能であり、いわゆる山登り処理をすることなく、電圧規制法で制御できる。
特に、開放電圧からのＭＰＰ推定で足りない場合は有効である。
また、電圧変換部３１の昇圧回路のキャパシタを流用することができれば、追加部品なしで測定可能である。
【０１５０】
図４０は、本実施形態に係る特性測定回路において、昇圧回路のキャパシタを流用してシミュレーションにより取得したＩ−Ｖ特性を示す図である。
図４０において、横軸が電圧を、縦軸が電流を表している。
図４０において、Ｘで示す曲線が第１のサンプル数での第１の実測値を示し、Ｙで示す曲線が理想特性を示し、Ｚで示す曲線が第２のサンプル数での第２の実測値を示している。
図４０に示すように、シミュレーション上では現実的なサンプリング間隔でＩ−Ｖ特性を取得可能である。
【０１５１】
［特性測定回路の第２の構成例］
図４１は、本実施形態に係る特性測定回路の第２の構成例を示す回路図である。
【０１５２】
本例も、図３９の例と同様、図４１に示すように、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２に直列にキャパシタＣ１を接続している。
図４１の特性測定回路３３Ｂは、さらにコンパレータ３３１、コントローラ３３２、タイマ３３３、可変メモリ部３３４、抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲ１を有する。
抵抗Ｒ１と可変抵抗ＶＲ１は電源電位ＶＤＤと基準電位ＶＳＳ（たとえばＧＮＤ）間に直列に接続されている。
【０１５３】
この特性測定回路３３Ｂにおいては、電圧変換部３１の昇圧回路を接続しない、あるいは 昇圧用ＭＯＳＦＥＴをオフにしておく。
発電素子（太陽電池）側のキャパシタＣ１をスイッチングトランジスタＱ１をオン状態としてグランドＧＮＤと短絡して電荷をディスチャージさせて０Ｖとする。
スイッチングトランジスタＱ１をオフさせ、最初の比較電圧値をコンパレータ３３１の非反転入力端子（＋）に入力させる。
コンパレータ３３１の出力がハイ（Ｈｉ）になるまでの時間を、コントローラ３３２のカウンタ３３２１で時間をカウントする。
時間と比較電圧値により、間の値を線形補完する。
この場合、電圧は単純に線形補完する。
電流は、上記数４で求める。
そして、比較電圧値にΔＶ加える。
コンパレータ３３１の出力がローレベルのまま(=比較電圧値が開放電圧を超える)まで繰り返し行う。
【０１５４】
図４１の特性測定回路３３Ｂによれば、ＤＡＣとコンパレータを流用しＡＤ変換を行うことから、ＡＤＣが必要なくなるため、面積削減を図ることができる。
また、比較電圧値の設定を荒くできることから特性取得電力を低減できる。
【０１５５】
［特性測定回路の第３の構成例］
図４２は、本実施形態に係る特性測定回路の第３の構成例を示す回路図である。
【０１５６】
本例では、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２がどのくらいの電流および電圧を発生させているのかを調べる手段として、抵抗Ｒ１１を用いた測定を行う。
【０１５７】
図４２の特性測定回路３３Ｃによれば、アンプなどの追加なしに、測定を行うことができる。
追加するのは抵抗Ｒ１１だけなので、回路規模の増加が抑えられる。
キャパシタを用いた方法と比較し、測定にかかる時間が少ないため、実際の発電素子（太陽電池）の充電動作時に行われる測定に適している。
【０１５８】
［特性測定回路の第４の構成例］
図４３は、本実施形態に係る特性測定回路の第４の構成例を示す回路図である。
【０１５９】
図４３の特性測定回路３３Ｄでは、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の出力に対して、単純に抵抗を接続するのではなく、トランスミッションゲートＴＭＧ１１を介して抵抗ラダーＲ１２に接続している。
トランスミッションゲートＴＭＧ１１は、コントロール信号ＣＮＴＬ１でオン、オフが制御される。
この特性測定回路３３Ｄでは、パワースイッチ回路３２と電気的に切り離した状態で測定を行うように構成される。
【０１６０】
図４４は、図４３の特性測定回路３３Ｄのトランスミッションゲートの具体的な構成例を示す回路図である。
【０１６１】
このトランスミッションゲートＴＭＧ１１は、ＮＭＯＳＦＥＴＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３，ＮＴ１４、ＰＭＯＳＦＥＴＰＴ１１，ＰＴ１２、および抵抗Ｒ１３，Ｒ１４を有する。
トランスミッションゲートＴＭＧ１１において、発電素子との接続ノードＮＤ１１と特性測定回路３３Ｄ側のノードＮＤ１２との間にＮＭＯＳＦＥＴＮＴ１１，ＮＴ１２が直列に接続されている。
同様に、トランスミッションゲートＴＭＧ１１において、発電素子との接続ノードＮＤ１１と特性測定回路３３Ｄ側のノードＮＤ１２との間にＰＭＯＳＦＥＴＰＴ１１，ＰＴ１２が直列に接続されている。
ＰＭＯＳＦＥＴＰＴ１１のゲートと基準電位ＶＳＳ間にＮＭＯＳＦＥＴＮＴ１３が接続され、ＰＭＯＳＦＥＴＰＴ１２のゲートと基準電位ＶＳＳ間にＮＭＯＳＦＥＴＮＴ１４が接続されている。
また、ノードＮＤ１１とＰＭＯＳＦＥＴＰＴ１１のゲートが抵抗Ｒ１３を介して接続されている。同様に、ノードＮＤ１２とＰＭＯＳＦＥＴＰＴ１２のゲートが抵抗Ｒ１４を介して接続されている。
そして、ＮＭＯＳＦＥＴＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３，ＮＴ１４のゲートがコントロール信号ＣＮＴＬ１の供給ラインに接続されている。
【０１６２】
このような構成を有するトランスミッションゲートＴＭＧ１１において、ダイオードの向かい合わせの構造により、流れない。
また、ドレイン−ソース間電圧ＶＤＳが大きいときＰＭＯＳＦＥＴ側が導通し、ドレイン−ソース間電圧ＶＤＳが小さいときＮＭＯＳＦＥＴ側が導通する。
【０１６３】
この例では、パワースイッチ回路３２内のスイッチＳＷ３２の制御により、発電素子（太陽電池と）２０−１，２０−２とパワースイッチ回路３２を切断する。
この状態で、コントロール信号ＣＮＴＬ１によってトランスミッションゲートＴＭＧ１１をオンさせて、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２と特性測定回路３３Ｄを接続する。
そして、可変抵抗（ラダー抵抗）Ｒ１２にかかる電圧Ｖ(n002)を測定する。
Ｉ(R2)＝Ｖ(n002)/Ｒ１２より、Ｉ-Ｖが求まる。
【０１６４】
図４５は、図４３の特性測定回路を用いたシミュレーション結果を示す図である。
図４５に示すように、図４３の特性測定回路によれば、良好なシミュレーション結果を得ることができる。
【０１６５】
＜４−４．電圧変換部の具体的な構成例＞
［電圧変換部の第１の構成例］
図４６は、本実施形態に係る電圧変換部としての昇圧型スイッチングレギュレータの基本的な構成例を示す回路図である。
【０１６６】
このスイッチングレギュレータ３１Ａは、発電素子側キャパシタＣ３１、インダクタＬ３１、ダイオードＤ３１、二次電池側キャパシタＣ３２、および動作電圧制御部３１０を主構成要素として構成されている。
【０１６７】
動作電圧制御部３１０は、スイッチングトランジスタ（ＳＷ）Ｑ３１、入力電圧検出部としてのコンパレータ３１１、およびＰＦＭ（パルス周波数変調）制御部３１２を有する。
【０１６８】
コンパレータ３１１は、第１の制御部３４により供給される可変リファレンス電圧Ｖｒｅｆと発電素子（太陽電池）２０で発電された電圧である入力電圧ＶＩとを比較する。
コンパレータ３１０は、入力電圧ＶＩがリファレンス電圧Ｖｒｅｆを超えると出力がハイレベルに切り替わる。
【０１６９】
ＰＦＭ制御部３１２は、コンパレータ３１１の出力により固定幅のパルスを発生し、所定時間、スイッチングトランジスタＱ３１をオンさせる。
ＰＦＭ制御部３１２は、イネーブル信号ＥＮによりイネーブル状態となり、リセット信号ＲＳＴによりリセット可能に構成される。
【０１７０】
図４７は、昇圧型スイッチングレギュレータの基本動作を説明するための図である。
【０１７１】
昇圧型スイッチングレギュレータは、自励発振によるスイッチング動作を行う。
入力に接続した発電素子（太陽電池）２０の動作点（動作電圧）を制御する。
入力は発電素子２０で発電された電圧であり、出力は蓄電素子４０（二次電池（Li+電池）であり、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の動作点制御によりＭＰＰＴを行う。
【０１７２】
昇圧型スイッチングレギュレータは、基本的に、図４７に示すように、スイッチングトランジスタＷ３１がオンすると、流れ込む電流により、インダクタＬ３１にエネルギーが蓄えられる。
スイッチングトランジスタＱ３１がオフすると、インダクタＬ３１が蓄えたエネルギーを放出する。
これにより、入力電圧ＶＩにインダクタＬ３１のエネルギーが上積みされる。その結果、入力電圧は昇圧される。
【０１７３】
次に、上記基本動作を踏まえて、本実施形態に係る図４６の昇圧型スイッチングレギュレータの動作を説明する。
図４８は、図４６の昇圧型スイッチングレギュレータの動作を説明するための図である。
【０１７４】
＜１＞入力電圧ＶＩがリファレンス電圧Ｖｒｅｆを超えると、コンパレータ３１１の出力がハイレベルになる。
＜２＞コンパレータ３１１の出力に応答して、ＰＦＭ制御部３１２が固定幅のパルスを発生する（ＳＷ＝ＯＮ）。これにより、インダクタＬ３１のエネルギーが放出される。
＜３＞入力電圧ＶＩがリファレンス電圧Ｖｒｅｆより低くなると、コンパレータ３１１の出力はローレベルとなり、スイッチングトランジスタＱ３１がオフする。
これにより、インダクタ３１に蓄えられたエネルギーの放出からインダクタＬ３１へのエネルギーの充電動作となる。
以上の動作が繰り返される。
【０１７５】
この場合、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２はリファレンス電圧Ｖｒｅｆ付近の電圧で動作する。
このリファレンス電圧Ｖｒｅｆを第１の制御部３４が変えることで、発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の動作点（動作電圧）を制御可能である。
【０１７６】
なお、本実施形態では、昇圧しない時は、コンパレータ・ＰＦＭ制御回路をシャットダウンするシャットダウン機能を持たせることも可能である。
また、上記したように、自励発振が何らかの理由でストップしてしまったときにリセットをかけるリセット機能を持たせることも可能である。
また、スイッチングトランジスタＱ３１のオン時間はインダクタＬ３１のピーク電流に影響することから、入力電流、接続する発電素子（太陽電池）によってオン時間を変えるように構成することも可能である。
【０１７７】
ＰＦＭパルス幅（スイッチＯＮ時間）は、インダクタＬ３１のピーク電流が一定範囲以内に収まるように調整する必要がある。
定格、ノイズ、効率などの観点から、場合によってはレンジ毎に数種類から選択できるようにすることが望ましい。
【０１７８】
また、電圧変換部を以下のように構成することも可能である。
スイッチング周波数の変化から周囲環境変化を検知する。
この場合、Δｔ毎にスイッチング回数をカウントし，前回との差分をとる。
スイッチング周波数の変化を測定し、周波数が高くなると、発電量が増大したことに相当することから、リファレンス電圧Ｖｒｅｆを変更し、パスを切り替える。
周波数が低くなると、発電量は減少したことに相当し、これに応答してリファレンス電圧Ｖｒｅｆを変更し、パスを切り替え、昇圧動作を停止する。
【０１７９】
また、スイッチング周波数から電流を測定する。
リファレンス電圧Ｖｒｅｆ、スイッチングトランジスタＱ３１のＯＮ時間を固定とすると、スイッチング周波数は入力電流に依存する。
これにより、スイッチング周波数から電流を算出することが可能である。
【０１８０】
ここで、スイッチング周波数の増減に応じてリファレンス電圧Ｖｒｅｆを変更する具体的な構成例について説明する。
【０１８１】
図４９は、図４６のＰＦＭ制御部における動作周波数の変化を検出する検出系を備えた昇圧型スイッチングレギュレータの構成例を示す回路図である。
図４９においては、理解を容易にするために図４６と同一構成部分は同一符号をもって表している。
図４９のスイッチングレギュレータ３１Ｂは、図４６の構成に加えて、ＯＦＦタイミング検出部３１３、充電終了検出部３１４、カウンタ３１５、レジスタ３１６、および減算器３１７を有する。
ＯＦＦタイミング検出部３１３、および充電終了検出部３１４はコンパレータにより構成可能である。
【０１８２】
スイッチングトランジスタＱ３１のソースと基準電位ＶＳＳ間に抵抗Ｒ３１が接続され、その接続点によりノードＮＤ３１が形成されている。
ＯＦＦタイミング検出部３１３は、閾値Ｖｒｅｆ１とノードＮＤ３１の電位を比較して、スイッチングトランジスタＱ３１のＯＦＦタイミングを検出し、その検出結果をＰＦＭ制御部３１２に出力する。
充電終了検出部３１４は、出力電圧（ダイオードのカソード側電位）と閾値Ｖｒｅｆ２とを比較して、充電終了を検出し、その検出結果をＰＦＭ制御部３１２に出力する。
【０１８３】
太陽電池である発電素子２０−１，２０−２の電流の変化(照度の変化)により、変圧回路であるＰＦＭ制御部３１２の動作周波数が変化する。
発電素子２０−１，２０−２の電流の変化(照度の変化)によりインダクタＬ３１のチャージ時間が変化する。この場合、電流が多いほどチャージ時間は短くなる。
変圧回路(PFM)を使用している場合、スイッチング周波数の変化で照度の変化を測定可能である。
この手法は、定期的に変圧回路であるＰＦＭ制御部３１２を止めて開放電圧を測る手法に比べ、ＡＤＣを使わないので低電力周波数の変化をトリガとして制御可能である。
図４９の例では、スイッチングトランジスタＱ３１のゲート制御信号をカウンタ３１５でカウントすることで周波数を測定可能である。
【０１８４】
太陽電池である発電素子２０−１，２０−２の電流が大きいほど周波数は高いと判断できる。
太陽電池である発電素子２０−１，２０−２の電流が小さいほど周波数は低いかスイッチングが停止状態にあると判断できる。
そして、第１の制御部３４の制御部の下、周波数の変化が既定以上になった場合，Ｉ−Ｖ特性(あるいは短絡電流)を測定しなおし、ＭＰＰＴ制御をやり直す。
また、変化が大きくなった場合に測定しなおすように構成することも可能である。
周波数の測定は、変圧回路であるＰＦＭ制御部３１２のスイッチングパルス信号をカウンタ３１５でカウントする。そしてＭ定期的にカウンタ値をポーリングし、減算器３１７で差分を求めることで実現可能である。
追従トリガを周波数の変化とすることにより、ＭＰＰＴのずれを測定する回数を減らし制御電力を低減することが可能となる。
【０１８５】
また、ＭＴＴＰ制御において、温度変化に応じた制御を行うことも可能である。
図５０は、発電素子（太陽電池）のＩ−Ｖ特性が温度変化に応じて変化する様子を示す図である。
図５０に示すように、発電素子（太陽電池）のＩ−Ｖ特性が温度変化に応じて変化することから、第２の制御部３５でサーミスタ５０を監視して、その検出温度情報を第１の制御部３４に供給する。
第１の制御部３４は、温度情報に応じてあらかじめ温度と対応つけた係数を選択して、たとえばＭＴＴＰ制御のリファレンス電圧Ｖｒｅｆにその係数を乗算して温度変換に追従したＭＴＴＰ制御を行う。
この場合、常温２５°Ｃを中心として、±１０〜１５程度の通常温度範囲では、通常のＭＴＴＰ制御を行い、通常温度範囲より高い温度範囲では第１の係数を用い、低い温度範囲では第２の係数を用いる等、種々の態様が可能である。
ここでのＭＴＴＰ制御は、電圧変換部３１の制御だけでなく、パワースイッチ回路３２の電力経路の接続切り替えにも適用可能である。
【０１８６】
なお、以上の説明では、電圧変換部３１を昇圧型スイッチングレギュレータとしたが、図５１に示すような降圧型スイッチングレギュレータ３１Ｃを適用することも可能である。
基本的に、この降圧型スイッチングレギュレータ３１Ｃは、昇圧型とインダクタＬ３１、ダイオードＤ３１との接続形態が異なる以外は同様の構成を有している。
したがって、図４９の回路構成もそのまま適用可能である。
【０１８７】
＜４−５．逆流防止回路の構成例＞
図５２は、本実施形態に係る逆流防止回路の構成例を示す回路図である。
【０１８８】
逆流防止回路３６は、パワースイッチ回路３２の出力から蓄電素子４０への電圧供給ラインＬＶに配置される。
この逆流防止回路３６は、抵抗Ｒ４１、ＰＭＯＳＦＥＴにより形成されるスイッチングトランジスタＱ４１、ダイオードＤ４１、およびコンパレータ３６１を有する。
電圧供給ラインＬＶ１の発電素子側ノードＮＤ４１と蓄電素子４０側ノードＮＤ４２との間に、抵抗Ｒ４１およびスイッチングトランジスタＱ４１が直列に接続され、スイッチングトランジスタＱ４１に並列に逆流防止用ダイオードＤ４１が接続されている。
コンパレータ３６１は、ノードＮＤ４１の電位とノードＮＤ４２の電位を比較し、その結果によりスイッチングトランジスタＱ４１をオン、オフする。
【０１８９】
逆流防止回路３６は、蓄電素子４０から発電素子（太陽電池）への逆流防止ダイオードのバイパス制御を行う。
逆流防止回路３６は、逆流を防止しつつ、順方向電圧ＶＦによる損失を低減する。
【０１９０】
ノードＮＤ４１の電位がノードＮＤ４２の電位より高く逆流となる状態でない場合には、逆流未検出としてコンパレータ３６１の出力がローレベルとなる。
その結果、スイッチングトランジスタＱ４１はオンし、逆流防止用ダイオードＤ４１をバイパスする。
ノードＮＤ４２の電位がノードＮＤ４１の電位より高く逆流となる状態である場合は、逆流検出としてコンパレータ３６１の出力がハイレベルとなる。
その結果、スイッチングトランジスタＱ４１はオフし、逆流防止用ダイオードＤ４１のみの接続ラインとする。
【０１９１】
なお、上記構成においては、逆流防止回路による損失が、ダイオード接続による損失よりも小さくなるようにする必要がある。
ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗だけで逆流を検出できるようにすることも可能である。
コンパレータ３６１の消費電力をできるだけ抑えることが望ましい。
【０１９２】
また、二次電池の特性を利用して逆流防止を行うことも可能である。
この場合、充電中に電池電圧が急激に低下したら逆流防止用ダイオードＤ４１のみの接続ラインとする（充電電圧 ＞ 放電電圧）。
【０１９３】
＜４−６．充電制御＞
次に、電力制御装置３０の電流電圧制限回路３７による蓄電素子４０への充電制御について説明する。
図５３は、本実施形態に係る電流電圧制限回路の構成例を示す回路図である。
【０１９４】
電流電圧制限回路３７は、電圧供給ラインに配置されるＭＯＳＦＥＴＱ５１、Ｑ５２、誤差アンプ３７１〜３７３、定電流源Ｉ５１，Ｉ５２、外付けの抵抗Ｒ５１〜Ｒ５５を有する。
【０１９５】
電流電圧制限回路３７では、ＭＯＳＦＥＴＱ５１、Ｑ５２のゲート電位を誤差アンプ３７１〜３７３で制御する。
制御電圧として、電圧レギュレーションの場合は誤差アンプ３７１に与えられる基準電圧Ｖｒｅｆ１である。
電流レギュレーションの場合は、制御電圧として蓄電素子（BAT）４０のＲ５５のパスから定電流源Ｉ５１、Ｉ５２で電流を引っ張った場合の電圧ドロップ分とする。
また、最大制限と初期充電制限の２種類の制御を設ける。
【０１９６】
［負荷が引っ張っている場合の充電停止方法(1)］
蓄電素子４０に負荷ＬＤ（図１）が接続されている場合に、満充電の４．２Ｖではなく、それより低い４．１Ｖ等の電圧に制限する。
この場合、充電を停止しないかΔＶが４．１Ｖに限りなく近付いたら充電停止する等の態様が可能である。
フロートの時間を長くするのは良く、低い電圧で充電した方が良い場合がある。
本例では、満充電にはならない、たとえば９０％程度の電圧とある。
充電時間を長くとれば、満充電には徐々に近付く。
［負荷が引っ張っている場合の充電停止方法(2)］
上記（1）に加え，制御ピンからの信号(負荷接続なし)があれば、４．２Ｖ regurage /ΔＶ検出手法(4.1xV)で充電を停止する。
なお、単体の充電器の場合は、このピンを固定電位とすることで常に蓄電素子４０の充電電圧制御を行っている。
【０１９７】
［ΔＶ検出手法］
ＣＶ充電になってから、たとえば５分などの周期でΔＶ検出を開始する。
周期を５分としたのは発電素子（太陽電池）２０−１，２０−２の出力電力性能や蓄電素子４０の充電容量等による。
ΔＶ検出中に充電を停止し、蓄電素子４０の開放電圧を測定する。
充電を停止する時間は２秒、３秒などである。停止時間はＡＤＣや蓄電素子４０の性能等による。
充電電圧と開放電圧の差分をΔＶとして測定し、ΔＶが５０ｍＶなどの値以下の場合、充電を停止する。
【０１９８】
＜４−７．全体の充電制御＞
次に、電力制御装置３０による蓄電素子４０への充電制御について説明する。
図５４は、本実施形態に係る電力制御装置の全体的な充電制御を説明するためのフローチャートである。
ここで、第２の制御部３５は、サーミスタ５０の検出結果等を踏まえたパワースイッチ回路３２等への制御を行う。
以下の説明では、この第２の制御部３５、スタートアップ回路３８の動作も含めて全体的な充電制御について説明する。
【０１９９】
まず、ＭＰＰＴ充電をＯＦＦ（ＳＴ１０１）、初期充電をＯＦＦ（ＳＴ１０２）した状態で、発電素子２０−１，２０−２による入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶBATより高いか否かの判定が行われる（ＳＴ１０３）。
ステップＳＴ１０３で入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶBATより高いと判定すると、ローでアクティブの充電イネーブル信号ＥＮ Ｘがローレベルであるか否かを判定する（ＳＴ１０４）。
充電イネーブル信号ＥＮ Ｘがローレベルであると、サーミスタ５０による温度が０°以下でなく（ＳＴ１０５）、６０°以上でない場合に（ＳＴ１０６）、初期充電がＯＮになる（ＳＴ１０７）。
これにより、発電素子２０−１，２０−２で発電された電力による蓄電素子４０に対する初期充電が行われる。そして、ステップＳＴ１０３の処理に戻る。
また、ステップＳＴ１０５〜ＳＴ１０７で否定的な判定結果が得られた場合、初期充電をＯＦＦのままで（ＳＴ１０８）、ステップＳＴ１０３の処理に戻る。
【０２００】
ステップＳＴ１０３で入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶBATより低いと判定すると、初期充電がＯＦＦになり（ＳＴ１０９）、ＭＴＴＰ充電がＯＦＦに保持される（ＳＴ１１０）。
次に、蓄電素子４０の電圧ＶBATが、満充電時の４．２Ｖに制限をかけた４．１Ｖより低いか否かの判定が行われる（ＳＴ１１１）。
蓄電素子４０の電圧ＶBATが、４．１Ｖより低い場合には、発電素子２０−１，２０−２による入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶBATより高いか否かの判定が行われる（ＳＴ１１２）。
入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶBATより高い場合には、ステップＳＴ１０３の処理に戻り、低い場合には充電系回路の起動閾値電圧ＶSCENより起動電圧ＶSTARTが低いか否かの判定が行われる（ＳＴ１１３）。
起動閾値電圧ＶSCENより起動電圧ＶSTARTが高い場合はステップＳＴ１０９からの処理に戻る。
起動閾値電圧ＶSCENより起動電圧ＶSTARTが低い場合には次のようになる。
すなわち、サーミスタ５０による温度が０°以下でなく（ＳＴ１１４）、６０°以上でない場合で（ＳＴ１１５）、充電イネーブル信号ＥＮ Ｘがローレベルである場合に（ＳＴ１１６）、ＭＴＴＰ充電をＯＮになる（ＳＴ１１７）。
これに伴い、たとえば電圧変換部３１が適用されるようにスイッチングが行われている場合に、ＭＰＰＴ充電制御が行われる（ＳＴ１１８）。
ＭＰＰＴ充電制御後、ＭＰＰＴ充電がＯＦＦにされ（ＳＴ１１９）、蓄電素子４０の電圧ＶBATが、満充電時の４．２Ｖより低いか否かの判定が行われる（ＳＴ１２０）。
蓄電素子４０の電圧ＶBATが、満充電時の４．２Ｖより低い場合には、入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶBATより高いか否かの判定が行われ（ＳＴ１２１）、高い場合にはステップＳＴ１０３からの処理に戻る。
入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶBATより低い場合には、発電素子２０−１，２０−２の出力電圧ＶSC1,2が電圧ＶTHRより低いか否かの判定が行われる（ＳＴ１２２）
そして、出力電圧ＶSC1,2が電圧ＶTHRより低い場合にはステップＳＴ１０３からの処理に戻り、高い場合には、ステップＳＴ１１４からの処理に戻る。
また、ステップＳＴ１２０で、蓄電素子４０の電圧ＶBATが、満充電時の４．２Ｖより高いと判定されると、システム給電機能がＯＮとなる（ＳＴ１２３）。
そして、蓄電素子４０の電圧ＶBATが、満充電時の４．２Ｖに制限をかけた４．１Ｖより低いか否かの判定が行われ（ＳＴ１２４）、低い場合にシステム給電機能がＯＦＦにされ（ＳＴ１２５）、ステップＳＴ１０３からの処理に戻る。
【０２０１】
なお、電流電圧制限回路３７が電力供給を制限しているときは、逆流防止回路３６の逆流防止機能を停止させるように制御することも可能である。
この制御は、電流電圧制限回路３７が直接的に行うように構成することも可能であり、また、第１の制御部３４または第２の制御部３５により制御するように構成することも可能である。
【０２０２】
また、第２の制御部３５が、二次電池である蓄電素子４０の電圧ＶBATを監視して満充電時には電圧変換部３１をオフにするように制御を行うことも可能である。
【０２０３】
また、図５５に示すように、電流電圧制限回路３７−２，３７−３を発電素子２０−１，２０−２の接続部に配置して、発電素子２０−１，２０−２の発電した電力が一定値以上の場合には供給電力を制限するように構成することも可能である。
この場合も、電流電圧制限回路３７−２，３７−３が電力供給を制限しているときは、逆流防止回路３６の逆流防止機能を停止させるように制御することも可能である。
【０２０４】
図５５の構成では、電力制御装置３０の入力段と出力段に電流電圧制限回路を配置した場合を例示しているが、いずれか一方に配置するように構成することも可能である。
【０２０５】
＜５．異なる種類の太陽電池を用いる場合＞
図５６は、照度に対する電圧（開放電圧または最大動作点電圧）の変化率は、太陽電池の種類によって異なることを示す図である。
アモルファスシリコン（a-Si）は照度に対する電圧の変化率が少ない。
結晶シリコン（c-Si）は照度に対する電圧の変化率が大きい。
【０２０６】
図５７は、異なる種類の太陽電池を用いる場合の接続形態を説明するための図である。
この場合、電圧の変化率の多い太陽電池と、電圧の変化率の少ない太陽電池を並列に接続する。
そして、電圧の変化率の多い太陽電池の出力は、電圧（開放電圧または最大動作点電圧）がＶ１以下の場合は電圧変換部３１としてのＤＣ-ＤＣコンバータで昇圧するよう制御する。
また、電圧がV２以上の場合はＤＣ-ＤＣコンバータで降圧するよう制御する。電圧がＶ１とＶ２の間にある場合、ＤＣ-ＤＣコンバータを通さないで出力する。
なお、前記回路の構成で、太陽電池の電圧が蓄電池への充電に足りない場合、各太陽電池を直列に接続する。
【０２０７】
本実施形態の給電システムによれば、太陽電池等の発電素子２０−１（ＳＣ１），２０−１（ＳＣ２）から二次電池である蓄電素子（バッテリ）４０への充電（蓄電）を、日光下だけではなく、日陰や間接光、明るい室内等の日常の環境下で可能となる。
特に、太陽電池等の発電素子の最大動作点を維持するよう制御することができ、電力損失を回避することができる。
【０２０８】
また、本発明の実施形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。
【符号の説明】
【０２０９】
１０・・・給電システム、２０−１，２０−１・・・発電素子、３０・・・電力制御装置、３１・・・電圧変換部、３２・・・パワースイッチ回路（電力経路切替部）、３３・・・特性測定回路、３４・・・第１の制御部、３５・・・第２の制御部、３６・・・逆流防止回路、３７・・・電流電圧制限回路、３８・・・スタートアップ回路、４０・・・蓄電素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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