(57)【要約】  発電効率を向上できる。  複数の第１の太陽電池（３ａ〜３ｄ）よりも指向性の低い第２の太陽電池（４）から供給される電源電圧で動作する検出回路（１１）は、複数の第１の太陽電池（３ａ〜３ｄ）のうち、出力電圧が最大となる第３の太陽電池を検出し、第３の太陽電池を検出した旨を示す検出結果を出力する。スイッチ回路（１２）が、その検出結果に基づき、第３の太陽電池を負荷回路（６）に接続し、複数の第１の太陽電池（３ａ〜３ｄ）のうち、第３の太陽電池以外と負荷回路（６）との接続を遮断する。
2017141440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の太陽電池よりも指向性の低い第２の太陽電池から供給される電源電圧で動作し、前記複数の第１の太陽電池のうち、出力電圧が最大となる第３の太陽電池を検出し、前記第３の太陽電池を検出した旨を示す第１の検出結果を出力する第１の検出回路と、
前記第１の検出結果に基づき、前記第３の太陽電池を負荷回路に接続し、前記複数の第１の太陽電池のうち、前記第３の太陽電池以外と前記負荷回路との接続を遮断する第１のスイッチ回路と、
を有することを特徴とする最大電力選択装置。
【請求項２】
２次電池と、
前記電源電圧で動作し、前記複数の第１の太陽電池のうち、前記出力電圧が２番目に大きい第４の太陽電池を検出し、前記第４の太陽電池を検出した旨を示す第２の検出結果を出力する第２の検出回路と、
前記第２の検出結果に基づき、前記第４の太陽電池を前記２次電池に接続する第２のスイッチ回路と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の最大電力選択装置。
【請求項３】
前記電源電圧で動作し、前記第３の太陽電池の前記出力電圧と第１の値とを比較し、比較結果を出力する比較回路と、
前記比較結果に基づき、前記出力電圧が前記第１の値よりも小さいときには、前記２次電池と前記負荷回路とを接続し、前記第３の太陽電池と前記負荷回路との接続を遮断する第３のスイッチ回路と、
をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の最大電力選択装置。
【請求項４】
立体物に取り付けられた複数の第１の太陽電池と、
前記立体物に取り付けられ、前記複数の第１の太陽電池よりも指向性の低い第２の太陽電池と、
前記第２の太陽電池から供給される電源電圧で動作し、前記複数の第１の太陽電池のうち、出力電圧が最大となる第３の太陽電池を検出し、前記第３の太陽電池を検出した旨を示す検出結果を出力する検出回路と、
前記検出結果に基づき、前記第３の太陽電池を負荷回路に接続し、前記複数の第１の太陽電池のうち、前記第３の太陽電池以外と前記負荷回路との接続を遮断するスイッチ回路と、
を有することを特徴とする光発電装置。
【請求項５】
複数の第１の太陽電池よりも指向性の低い第２の太陽電池から供給される電源電圧で動作する検出回路が、前記複数の第１の太陽電池のうち、出力電圧が最大となる第３の太陽電池を検出し、前記第３の太陽電池を検出した旨を示す検出結果を出力し、
スイッチ回路が、前記検出結果に基づき、前記第３の太陽電池を負荷回路に接続し、前記複数の第１の太陽電池のうち、前記第３の太陽電池以外と前記負荷回路との接続を遮断する、
ことを特徴とする電源供給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最大電力選択回路、光発電装置及び電源供給制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線モジュールにセンサを取り付けたセンシング端末は、ＩｏＴ（Internet of Things）を実現するための技術として注目が高まっている。センシング端末において、電池交換を不要にするため、我々の身の回りの環境に存在するエネルギーを電力に変換する環境発電を利用することが提案されている。【０００３】
環境発電のなかでも、太陽電池を用いた光発電は、比較的大きな電力を得ることができる。しかし、太陽電池は、配置される場所や向きによって発電量が大きく変わる性質がある。【０００４】
従来、並列接続された定格電力の等しい４つの太陽電池が、放射状に等角度で配置された太陽電池モジュールが提案されている。この太陽電池モジュールでは、設置方位にかかわらず出力電力がほぼ一定となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２２９８２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４６９６７号公報
【特許文献３】特開平７−３２９８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、並列に接続された太陽電池のうち光が当たらない場所に配置されたものによって、リーク電流が流れる可能性があり、このリーク電流によって発電効率が悪化してしまう問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の一観点によれば、複数の第１の太陽電池よりも指向性の低い第２の太陽電池から供給される電源電圧で動作し、前記複数の第１の太陽電池のうち、出力電圧が最大となる第３の太陽電池を検出し、前記第３の太陽電池を検出した旨を示す第１の検出結果を出力する第１の検出回路と、前記第１の検出結果に基づき、前記第３の太陽電池を負荷回路に接続し、前記複数の第１の太陽電池のうち、前記第３の太陽電池以外と前記負荷回路との接続を遮断する第１のスイッチ回路と、を有する最大電力選択装置が提供される。【０００８】
また、発明の一観点によれば、立体物に取り付けられた複数の第１の太陽電池と、前記立体物に取り付けられ、前記複数の第１の太陽電池よりも指向性の低い第２の太陽電池と、前記第２の太陽電池から供給される電源電圧で動作し、前記複数の第１の太陽電池のうち、出力電圧が最大となる第３の太陽電池を検出し、前記第３の太陽電池を検出した旨を示す検出結果を出力する検出回路と、前記検出結果に基づき、前記第３の太陽電池を負荷回路に接続し、前記複数の第１の太陽電池のうち、前記第３の太陽電池以外と前記負荷回路との接続を遮断するスイッチ回路と、を有する光発電装置が提供される。【０００９】
複数の第１の太陽電池よりも指向性の低い第２の太陽電池から供給される電源電圧で動作する検出回路が、前記複数の第１の太陽電池のうち、出力電圧が最大となる第３の太陽電池を検出し、前記第３の太陽電池を検出した旨を示す検出結果を出力し、スイッチ回路が、前記検出結果に基づき、前記第３の太陽電池を負荷回路に接続し、前記複数の第１の太陽電池のうち、前記第３の太陽電池以外と前記負荷回路との接続を遮断する、電源供給制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
開示の最大電力選択回路、光発電装置及び電源供給制御方法によれば、発電効率を向上できる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態の光発電装置及び最大電力選択回路の一例を示す図である。
【図２】最大電力選択回路による電源供給制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】太陽電池に対する光源があるときの電流の流れを示す図である。
【図４】太陽電池の出力電圧と電力との関係の一例を示す図である。
【図５】太陽電池に対する光源がないときの電流の流れを示す図である。
【図６】検出回路の一例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態の最大電力選択回路の一例を示す図である。
【図８】第２の実施の形態の最大電力選択回路による電源供給制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】光発電装置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の光発電装置及び最大電力選択回路の一例を示す図である。
【００１３】
光発電装置１は、図１に示すようなヘルメットなどの立体物２の側面に取り付けられた太陽電池３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、立体物２の一番上（たとえば、ヘルメットの頂点）に取り付けられた太陽電池４、半導体集積回路５を有している。
【００１４】
太陽電池３ａ〜３ｄは、たとえば、フィルム状のものであり、光の入射角度に依存した大きさの出力電圧を出力する。太陽電池３ａ〜３ｄとして、たとえば、ＴＤＫ株式会社製のフィルム太陽電池などを用いることができる。
【００１５】
なお、図１では、４つの太陽電池３ａ〜３ｄが設けられている例を示しているが、これに限定されず、２つ、３つ、または５つ以上の太陽電池が設けられていてもよい。
太陽電池４は、太陽電池３ａ〜３ｄよりも指向性が低い。つまり、太陽電池４の出力電圧の、光の入射角度に対する依存度は、太陽電池３ａ〜３ｄの出力電圧の、光の入射角度に対する依存度よりも低い。たとえば、太陽電池４の受光面は、球面状となっており、広い範囲の入射角度で、ほぼ一定の出力電圧を出力する。太陽電池４として、たとえば、スフェラーパワー株式会社製のスフェラーワン（「スフェラー」はスフェラーパワー株式会社の登録商標である）を用いることができる。
【００１６】
太陽電池４は、図１に示すように、ヘルメットの頂点など、立体物２の使用時に一番上に位置する頻度が他の場所よりも高い場所に配置されることで、日中、広い範囲の方向からの光に対しても発電が可能である。太陽電池４は、検出回路１１を動作させるだけの電源電圧を生成すればよい。そのため、太陽電池４の発電能力は、太陽電池３ａ〜３ｄの発電能力よりも小さくてよい。
【００１７】
なお、図１では、１つの太陽電池４が設けられている例を示しているが、これに限定されず、太陽電池４と同様に指向性が低い太陽電池が、複数設けられていてもよい。
半導体集積回路５は、負荷回路６と最大電力選択回路１０を有している。なお、図１の例では、半導体集積回路５は、立体物２の頂点に配置されているが、配置場所について特に限定されるものではない。たとえば、直射日光を避けるために、半導体集積回路５は、ヘルメットの内側など、立体物２の内側や内部に配置されていてもよい。
【００１８】
負荷回路６は、たとえば、無線通信を行う無線モジュールである。無線モジュールには、センサなどが接続されていてもよい。なお、負荷回路６は、半導体集積回路５の外部に設けられていてもよい。
【００１９】
最大電力選択回路１０は、検出回路１１、スイッチ回路１２及びキャパシタＣ１を有している。
検出回路１１は、たとえば、比較器である。検出回路１１は、太陽電池４から供給される電源電圧で動作し、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が最大となるものを検出し、その検出結果を出力する。
【００２０】
スイッチ回路１２は、検出回路１１での検出結果に基づき、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が最大となる太陽電池を負荷回路６に接続し、それ以外の太陽電池と負荷回路６との接続を遮断する。
【００２１】
スイッチ回路１２は、太陽電池３ａと負荷回路６との間に設けられたスイッチｓｗ１、太陽電池３ｂと負荷回路６との間に設けられたスイッチｓｗ２を有している。さらに、スイッチ回路１２は、太陽電池３ｃと負荷回路６との間に設けられたスイッチｓｗ３、太陽電池３ｄと負荷回路６との間に設けられたスイッチｓｗ４を有している。
【００２２】
スイッチｓｗ１〜ｓｗ４は、検出回路１１での検出結果に基づいてオンまたはオフする。
キャパシタＣ１は、太陽電池３ａ〜３ｄの何れかから供給される電流の電荷を蓄える。
【００２３】
キャパシタＣ１の一端は、スイッチ回路１２と負荷回路６とを結ぶ配線上のノードに接続されている。キャパシタＣ１の他端は接地されている。
なお、キャパシタＣ１は、負荷回路６に含まれていてもよいし、キャパシタＣ１自体なくてもよい。
【００２４】
以下、本実施の形態の最大電力選択回路１０による電源供給制御方法の一例を説明する。
図２は、最大電力選択回路による電源供給制御方法の一例を示すフローチャートである。
【００２５】
まず、最大電力選択回路１０の検出回路１１は、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が最大となる太陽電池を検出する（ステップＳ１）。
たとえば、図１の例では、光発電装置１に対して、紙面右側から光が入射されている。このとき、検出回路１１は、指向性の低い太陽電池４から供給される電源電圧により動作する。
【００２６】
一方、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、光の方向に受光面が向いている太陽電池３ａの出力電圧が最大となる。検出回路１１は、太陽電池３ａの出力電圧が最大である旨の検出結果を出力する。たとえば、検出回路１１は、“０００１”という４ビットの信号を出力する。
【００２７】
次に、スイッチ回路１２は、出力電圧が最大となる太陽電池（上記の例では太陽電池３ａ）を負荷回路６に接続し、その他の太陽電池（上記の例では太陽電池３ｂ〜３ｄ）と負荷回路６との接続を遮断する（ステップＳ２）。
【００２８】
上記の例のように太陽電池３ａの出力電圧が最大のとき、スイッチ回路１２のスイッチｓｗ１はオン、スイッチｓｗ２〜ｓｗ４はオフし、太陽電池３ａが負荷回路６に接続され、太陽電池３ｂ〜３ｄと負荷回路６との接続が遮断される。
【００２９】
これによって、太陽電池３ｂ〜３ｄに、キャパシタＣ１、負荷回路６または太陽電池３ａからのリーク電流が流れることを防げる。
以上で、太陽電池３ａ〜３ｄの中で初めに出力電圧が最大となる太陽電池が検出されたときの処理が終わる。ただ、太陽電池４から検出回路１１が動作可能な電源電圧が供給される間は、太陽電池３ａ〜３ｄの中で出力電圧が最大となる太陽電池が変わるたびに同様の処理が繰り返される。
【００３０】
以下、太陽電池３ａの等価回路を用いて、光源の有無による電流の流れの差異を説明する。なお、太陽電池３ｂ〜３ｄについても同様である。
図３は、太陽電池に対する光源があるときの電流の流れを示す図である。
【００３１】
太陽電池３ａは、電流源２０、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２を有する等価回路で表せる。電流源２０の一端は、抵抗Ｒ２の一端に接続されている。また、電流源２０の一端と抵抗Ｒ２の一端との間の配線上の２つのノードには、ダイオードＤ１のアノード及び、抵抗Ｒ１の一端が接続されている。電流源２０の他端、ダイオードＤ１のカソード及び抵抗Ｒ１の他端は接地されている。抵抗Ｒ２の他端の電位と接地電位との間の電圧が出力電圧Ｖｏとなる。図３では、図１に示したキャパシタＣ１に出力電圧Ｖｏが印加されている例が示されている。
【００３２】
太陽電池３ａに対する光源があるとき（太陽電池３ａに光が入射しているとき）には、出力電圧Ｖｏの大きさによって、電流の流れるパスが２通り形成される。出力電圧Ｖｏが、ダイオードＤ１の閾値電圧に基づく電圧Ｖｍｐｐｔよりも小さければ、図２の矢印２１の方向に電流が流れ、キャパシタＣ１に電荷が蓄えられる。出力電圧Ｖｏが電圧Ｖｍｐｐｔ以上となると、矢印２２の方向に電流が流れる。
【００３３】
なお、太陽電池３ａの出力電圧Ｖｏと、太陽電池３ａが発電する電力との関係は以下のようになる。
図４は、太陽電池の出力電圧と電力との関係の一例を示す図である。図４において、横軸は出力電圧Ｖｏを示し、縦軸は電力を示している。
【００３４】
図４に示すように、出力電圧Ｖｏが電圧Ｖｍｐｐｔより小さいと、出力電圧Ｖｏが増加するにしたがって、電力も増加していく。出力電圧Ｖｏが電圧Ｖｍｐｐｔ以上となると、図３に示すように電流がダイオードＤ１を介してグランドに流れていくため、出力電圧Ｖｏが増加するにしたがって、電力は下降していく。
【００３５】
図５は、太陽電池に対する光源がないときの電流の流れを示す図である。
太陽電池３ａに対する光源がないとき（太陽電池３ａに光が入射していないとき）には、キャパシタＣ１に蓄えられた電荷が、矢印２３で示すように、抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ１を介してグランドに流れていく。
【００３６】
このリーク電流は発電により生成される電流の約数パーセントを占め、複数の太陽電池を単純に並列接続した場合には、無視できない値となる。
本実施の形態の光発電装置１及び最大電力選択回路１０では、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が最大となるもの以外は、負荷回路６やキャパシタＣ１との接続が遮断されるため、上記のようなリーク電流の発生を抑えることができる。そのため、発電効率を向上できる。
【００３７】
また、太陽電池４によって供給される電源電圧によって、検出回路１１は、リアルタイムで、太陽電池３ａ〜３ｄのうち出力電圧が最大となる太陽電池を検出して、スイッチ回路１２は、その太陽電池を負荷回路６に接続できる。
【００３８】
このため、たとえば、図１に示したようなヘルメット（立体物２）を身に付けたユーザが、様々な方向を向いて作業をしても、適切な太陽電池（出力電圧が最大となるもの）がリアルタイムに自動選択され、負荷回路６への電源供給が行われる。負荷回路６が、たとえば、温度センサを接続した無線モジュールの場合には、上記の電源供給によって、その温度センサの情報を、サーバなどに送信可能となる。このため、１次電池を用いることなく、ユーザが過酷な状況下にないかなどをサーバ側で把握可能となる。
【００３９】
また、負荷回路６の動作のために１次電池を用いたとしても、光が太陽電池３ａ〜３ｄの何れかに入射される場所では、１次電池を用いずに負荷回路６を動作させることが可能となる。このため、１次電池の消費を減らせ、１次電池の残量低下による負荷回路６の動作に不具合が発生することを抑制できる。また、電池交換の頻度を減らすことができる。
【００４０】
（検出回路１１の一例）
図６は、検出回路の一例を示す図である。
検出回路１１は、２入力２出力の比較器３０，３１、２入力１出力の比較器３２、トランジスタ３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０、論理回路４１を有している。図示を省略しているが、比較器３０〜３２や論理回路４１には、図１に示した太陽電池４から電源電圧が供給されている。
【００４１】
比較器３０の一方の入力端子（非反転入力端子）は、太陽電池３ａと接続されており、比較器３０の他方の入力端子（反転入力端子）は、太陽電池３ｂと接続されている。比較器３０の一方の出力端子からは、太陽電池３ａの出力電圧と太陽電池３ｂの出力電圧との比較結果を示す信号ｃ１が出力される。比較器３０の他方の出力端子からは、信号ｃ１の論理レベルを反転した信号が出力される。たとえば、信号ｃ１の論理レベルがＨ（High）レベル（以下“１”と表記する場合もある）の場合には、比較器３０の他方の出力端子からは、論理レベルがＬ（Low）レベル（以下“０”と表記する場合もある）の信号が出力される。
【００４２】
比較器３１の一方の入力端子（非反転入力端子）は、太陽電池３ｃと接続されており、比較器３１の他方の入力端子（反転入力端子）は、太陽電池３ｄと接続されている。比較器３１の一方の出力端子からは、太陽電池３ｃの出力電圧と太陽電池３ｄの出力電圧との比較結果を示す信号ｃ３が出力される。比較器３１の他方の出力端子からは、信号ｃ３の論理レベルを反転した信号が出力される。
【００４３】
トランジスタ３３〜４０のうち、トランジスタ３３，３５，３８，４０は、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であり、トランジスタ３４，３６，３７，３９は、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。
【００４４】
トランジスタ３３のドレインとトランジスタ３４のソースは、太陽電池３ａに接続されている。トランジスタ３３のソースとトランジスタ３４のドレインは、比較器３２の一方の入力端子（非反転入力端子）に接続されている。トランジスタ３３のゲートには、信号ｃ１が供給され、トランジスタ３４のゲートには、信号ｃ１の論理レベルを反転した信号が供給される。
【００４５】
トランジスタ３５のドレインとトランジスタ３６のソースは、太陽電池３ｂに接続されている。トランジスタ３５のソースとトランジスタ３６のドレインは、比較器３２の一方の入力端子（非反転入力端子）に接続されている。トランジスタ３６のゲートには、信号ｃ１が供給され、トランジスタ３５のゲートには、信号ｃ１の論理レベルを反転した信号が供給される。
【００４６】
トランジスタ３７のソースとトランジスタ３８のドレインは、太陽電池３ｃに接続されている。トランジスタ３７のドレインとトランジスタ３８のソースは、比較器３２の他方の入力端子（反転入力端子）に接続されている。トランジスタ３７のゲートには、信号ｃ３が供給され、トランジスタ３８のゲートには、信号ｃ３の論理レベルを反転した信号が供給される。
【００４７】
トランジスタ３９のソースとトランジスタ４０のドレインは、太陽電池３ｄに接続されている。トランジスタ３９のドレインとトランジスタ４０のソースは、比較器３２の他方の入力端子（反転入力端子）に接続されている。トランジスタ４０のゲートには、信号ｃ３が供給され、トランジスタ３９のゲートには、信号ｃ３の論理レベルを反転した信号が供給される。
【００４８】
比較器３２は、太陽電池３ａ，３ｂの何れか一方の出力電圧と、太陽電池３ｃ，３ｄの何れか一方の出力電圧とを受け、両者の比較結果を示す信号ｃ２を出力する。
論理回路４１は、信号ｃ１〜ｃ３を受け、図１に示したスイッチｓｗ１〜ｓｗ４を制御するための４ビットの制御信号ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４を出力する。
【００４９】
たとえば、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、太陽電池３ｂの出力電圧が最も大きい場合、信号ｃ１の論理レベルがＬレベルとなる。これにより、トランジスタ３３，３４がオフ、トランジスタ３５，３６がオンする。そのため、比較器３２の非反転入力端子には太陽電池３ｂの出力電圧が印加される。比較器３２の反転入力端子には、太陽電池３ｃ，３ｄの出力電圧のうち、大きいほうが印加される。太陽電池３ａ〜３ｄのうち、太陽電池３ｂの出力電圧が最大の場合には、比較器３２から出力される信号ｃ２の論理レベルはＨレベルとなる。このような信号ｃ１〜ｃ３を受けて、論理回路４１は、スイッチｓｗ１〜ｓｗ４のうち、スイッチｓｗ２をオン、その他をオフするために、たとえば、論理レベルがＬレベルの制御信号ｓ１，ｓ３，ｓ４を出力し、論理レベルがＨレベルの制御信号ｓ２を出力する。
【００５０】
なお、検出回路１１は、４入力４出力の比較器であってもよい。
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態の最大電力選択回路の一例を示す図である。図７において、図１に示した最大電力選択回路１０と同じ要素については、同一符号が付されている。
【００５１】
最大電力選択回路５０は、図１に示した最大電力選択回路１０の要素の他に、インバータ回路５１、スイッチ回路５２、検出回路５３、スイッチ回路５４、２次電池５５、比較回路５６、スイッチ回路５７、抵抗Ｒ３，Ｒ４を有している。
【００５２】
インバータ回路５１は、検出回路１１から出力される検出結果を示す制御信号の論理レベルを反転する。たとえば、インバータ回路５１は、４ビットの制御信号が“０１００”の場合には、“１０１１”を出力する。インバータ回路５１は、太陽電池４から供給される電源電圧で動作する。
【００５３】
スイッチ回路５２は、太陽電池３ａ〜３ｄと検出回路５３の４つの入力端子との間に設けられ、インバータ回路５１の出力信号に基づき、太陽電池３ａ〜３ｄのうち出力電圧が最も大きい太陽電池以外と、検出回路５３の３つの入力端子とを接続する。
【００５４】
スイッチ回路５２は、太陽電池３ａと検出回路５３の４つの入力端子のうちの１つとの間に設けられたスイッチｓｗ５と、太陽電池３ｂと検出回路５３の４つの入力端子のうちの１つとの間に設けられたスイッチｓｗ６を有している。さらに、スイッチ回路５２は、太陽電池３ｃと検出回路５３の４つの入力端子のうちの１つとの間に設けられたスイッチｓｗ７と、太陽電池３ｄと検出回路５３の４つの入力端子のうちの１つとの間に設けられたスイッチｓｗ８を有している。
【００５５】
スイッチｓｗ５〜ｓｗ８は、インバータ回路５１の出力信号に基づいてオンまたはオフする。
検出回路５３は、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が２番目に大きい太陽電池を検出し、その検出結果を出力する。スイッチ回路５２により、検出回路５３は、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が最も大きい太陽電池以外の３つの太陽電池から、出力電圧が供給される。そのため、検出回路５３は、その３つの太陽電池のうち、最も大きい出力電圧を出力する太陽電池を検出する。検出回路５３は、太陽電池４から供給される電源電圧で動作する。
【００５６】
スイッチ回路５４は、検出回路５３が出力する検出結果に基づき、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が２番目に大きい太陽電池を２次電池５５に接続する。
スイッチ回路５４は、太陽電池３ａと２次電池５５との間に設けられたスイッチｓｗ９と、太陽電池３ｂと２次電池５５との間に設けられたスイッチｓｗ１０を有している。さらに、スイッチ回路５４は、太陽電池３ｃと２次電池５５との間に設けられたスイッチｓｗ１１と、太陽電池３ｄと２次電池５５との間に設けられたスイッチｓｗ１２を有している。
【００５７】
スイッチｓｗ９〜ｓｗ１２は、検出回路５３での検出結果に基づいてオンまたはオフする。
２次電池５５は、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が２番目に大きい太陽電池から供給される電荷を蓄える（充電する）。また、２次電池５５は、比較回路５６での比較結果に基づいて放電を行う。
【００５８】
比較回路５６は、太陽電池４から供給される電源電圧で動作し、所定の基準電圧と、太陽電池３ａ〜３ｄの出力電圧のうち、最も大きい出力電圧とを比較し、その比較結果を出力する。
【００５９】
比較回路５６の一方の入力端子は、スイッチ回路１２を介して太陽電池３ａ〜３ｄに接続されている。このため、比較回路５６の一方の入力端子には、スイッチ回路１２で選択された最も大きい出力電圧を出力する太陽電池の出力電圧が印加される。比較回路５６の他方の入力端子は、太陽電池４とグランド間に直列に接続された抵抗Ｒ３，Ｒ４の間のノードに接続されている。基準電圧は、太陽電池４から供給される電源電圧が抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧されることで生成される。基準電圧の大きさは、たとえば、負荷回路６の動作電圧に基づき決定される。
【００６０】
スイッチ回路５７は、比較回路５６が出力する比較結果に基づき、負荷回路６を、２次電池５５または最も大きな出力電圧を出力している太陽電池の何れか一方に接続する。
以下、第２の実施の形態の最大電力選択回路５０による電源供給制御方法の一例を説明する。
【００６１】
図８は、第２の実施の形態の最大電力選択回路による電源供給制御方法の一例を示すフローチャートである。
まず、最大電力選択回路５０の検出回路１１は、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が最大となる太陽電池を検出する（ステップＳ１０）。
【００６２】
次に、スイッチ回路１２は、出力電圧が最大となる太陽電池以外と負荷回路６との接続を遮断する（ステップＳ１１）。
第２の実施の形態の最大電力選択回路５０では、さらに、検出回路５３は、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が２番目に大きい太陽電池を検出する（ステップＳ１２）。
【００６３】
たとえば、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、太陽電池３ｂの出力電圧が最も大きい場合、検出回路１１から出力される制御信号により、スイッチｓｗ２がオンし、スイッチｓｗ１，ｓｗ３，ｓｗ４がオフする。この制御信号は、インバータ回路５１で論理レベルが反転される。これにより、スイッチ回路５２では、スイッチｓｗ６がオフし、スイッチｓｗ５，ｓｗ７，ｓｗ８がオンする。そのため、検出回路５３は、太陽電池３ａ，３ｃ，３ｄの中から、出力電圧が最大となる太陽電池を検出する。
【００６４】
そして、スイッチ回路５４は、検出回路５３での検出結果に基づいて、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、出力電圧が２番目に大きい太陽電池と２次電池５５とを接続する（ステップＳ１３）。
【００６５】
たとえば、太陽電池３ａ〜３ｄのうち、太陽電池３ｄの出力電圧が２番目に大きいとき、検出回路５３での検出結果を示す４ビットの制御信号によって、スイッチ回路５４のスイッチｓｗ９〜ｓｗ１１がオフし、スイッチｓｗ１２がオンする。これによって、太陽電池３ｄが２次電池５５に接続され、２次電池５５は、太陽電池３ｄから供給される電荷を蓄える。
【００６６】
また、第２の実施の形態の最大電力選択回路５０では、比較回路５６が、スイッチ回路１２で選択された太陽電池の出力電圧（出力電圧Ｖｍａｘ）が基準電圧Ｖｒｅｆ以上であるか否かの比較結果を出力する。つまり、比較回路５６は、出力電圧Ｖｍａｘが基準電圧Ｖｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００６７】
出力電圧Ｖｍａｘが基準電圧Ｖｒｅｆ以上であるときには、スイッチ回路５７のスイッチｓｗ１３は、出力電圧が最大となる太陽電池（上記の例の場合は太陽電池３ｂ）と負荷回路６とを接続する（ステップＳ１５）。
【００６８】
出力電圧Ｖｍａｘが基準電圧Ｖｒｅｆより小さいときには、スイッチ回路５７のスイッチｓｗ１３は、２次電池５５と負荷回路６とを接続する（ステップＳ１６）。
以上で、太陽電池３ａ〜３ｄの中で初めに出力電圧が最大となる太陽電池が検出されたときの処理が終わる。ただ、太陽電池４から検出回路１１などが動作可能な電源電圧が供給される間は、太陽電池３ａ〜３ｄの中で出力電圧が最大となる太陽電池が変わるたびに同様の処理が繰り返される。
【００６９】
以上のような、最大電力選択回路５０によれば、第１の実施の形態の最大電力選択回路１０と同様の効果が得られるとともに、２番目に出力電圧が大きい太陽電池を２次電池５５に接続して充電が可能となるので、電力の無駄を少なくすることができる。
【００７０】
また、出力電圧Ｖｍａｘが基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さいときには、２次電池５５からの電源供給によって負荷回路６が動作可能となる。このため、夕刻や夜間など、太陽電池３ａ〜３ｄの発電量が小さい場合においても、負荷回路６の動作を継続させることが可能となる。
【００７１】
なお、上記では、太陽電池３ａ〜３ｄの中で、２番目に出力電圧が大きい太陽電池から供給される電荷で２次電池５５を充電するものとしたが、さらに３番目に出力電圧が大きい太陽電池から供給される電荷を充電に利用してもよい。その場合、スイッチ回路や検出回路を適宜追加すればよい。
【００７２】
（光発電装置の他の例）
図９は、光発電装置の他の例を示す図である。
光発電装置６０は、図９に示すようなストラップ６１ａ付きのＩＤ（Identification）カード６１の表面に取り付けられた太陽電池６２ａ，６２ｂと、裏面に取り付けられた太陽電池６２ｃ，６２ｄを有している。また、光発電装置６０は、たとえば、ストラップ６１ａ上で、ユーザの首の後ろに位置する場所に取り付けられた太陽電池６３を有している。さらに、光発電装置６０は、たとえば、ＩＤカード６１の裏面に設けられた、半導体集積回路６４を有している。
【００７３】
太陽電池６２ａ〜６２ｄは、たとえば、フィルム状のものであり、光の入射角度に依存した大きさの出力電圧を出力する。なお、太陽電池６２ａ〜６２ｄは、半導体集積回路６４と電気的に接続されている。
【００７４】
太陽電池６３は、太陽電池６２ａ〜６２ｄよりも指向性が低い。たとえば、太陽電池６３の受光面は、球面状となっており、広い範囲の入射角度で、ほぼ一定の出力電圧を出力する。
【００７５】
太陽電池６３は、上記のようにストラップ６１ａ上で、ユーザの首の後ろに位置する場所など、ＩＤカード６１をユーザが身に付けているときに一番上に位置する頻度が他の場所よりも高い場所に配置される。これにより、日中、広い範囲の方向からの光に対しても発電が可能である。なお、太陽電池６３は、ストラップ６１ａに沿って設けられた配線を介して、半導体集積回路６４の一部（図１に示した検出回路１１など）に電源電圧を供給する。
【００７６】
半導体集積回路６４は、図１または図７に示したような最大電力選択回路１０，５０と同様の最大電力選択回路と、負荷回路６を有している。
このような光発電装置６０でも、図１または図７に示したような最大電力選択回路１０，５０と同様の最大電力選択回路を有することで、光発電装置１と同様の効果が得られる。
【００７７】
なお、上記のような光発電装置１，６０は、屋外での労働に従事する者の熱中症に関係するパラメータ（温度、湿度、心電など）や、農業で管理するパラメータ（温度、湿度、照度、水分など）を検出するセンサへの電源供給などに適用可能である。また、光発電装置１，６０は、電柱や道路に設置されて環境情報を検出する装置や、家畜やペットに取り付けられて位置や状況の把握を行う装置や、服や人に直接取り付けられてヘルスケアに用いるデータを検出する装置への電源供給などにも適用可能である。
【００７８】
このように、光発電装置１，６０は、多岐にわたる分野で適用可能である。
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【００７９】
１  光発電装置
２  立体物（ヘルメット）
３ａ〜３ｄ，４  太陽電池
５  半導体集積回路
６  負荷回路
１０  最大電力選択回路
１１  検出回路
１２  スイッチ回路
Ｃ１  キャパシタ
ｓｗ１〜ｓｗ４  スイッチ
【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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【国際調査報告】
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