(57)【要約】【課題】  太陽電池を電源として機器内部の二次電池を充電可能なソーラシステムを提供する。【解決手段】  太陽電池１２０を電源とし、充電制御回路２００を有する太陽電池充電装置１００と、充電可能な電池パック３を電源とし、電源回路３１４およびラジオ回路３０を有するラジオ３００とでソーラシステム１を構成する。充電制御回路２００は、あらかじめ設定された入力電圧、充電電圧、充電電流に応じてスイッチング電源回路８を制御し、接続部１１０を介して電池パック３に充電電力を出力する。マイコン１１は、接続部１１０を介して電池パック３に関する情報を検出することにより、電池種に応じて充電オンオフ回路１３を制御する。ラジオ３００は、充電回路を備えていないので、軽量化、低コスト化、低ノイズ化が可能で、太陽電池充電装置１００により、電池種を気にすることなく充電が可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池及び前記太陽電池から出力された電力を電源として電池の充電を行う充電器を有する太陽電池ユニットと、異なる電圧を出力する複数種類の電池を電源として使用可能で、前記複数種類の電池のいずれかを着脱可能に接続した機器とを有するソーラシステムであって、
前記機器は、
前記電池を充電する電力が入力される充電電力入力手段と、
前記電池に関する情報を出力するための情報出力手段と、を備えており、
前記太陽電池ユニットは、
前記機器に備えられた前記充電電力入力手段と前記情報出力手段とに接続される外部接続手段を備え、
前記充電器は、
前記機器に接続された前記電池の情報を前記情報出力手段及び前記外部接続手段を介して読み取る情報検出手段と、
前記情報に基づいて充電制御を実行する充電制御手段と、
を有することを特徴とするソーラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池と、太陽電池を電源として二次電池を充電する充電器とを備えた太陽電池ユニットと、その充電器で充電可能な二次電池で駆動される機器とを有するソーラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ニカド電池やリチウムイオン電池を充電する充電装置は、商用電源からの供給によって充電を行っている。しかしながら、ラジオ等の機器を戸外等商用電源が供給されていない所で使用する場合、使用者は予備の電池を何本も準備しておかなくてはならない。そこで商用電源以外の別の電源からも充電できる充電装置の要求がある。例えば、電圧変換手段として複数のコンバータを備え、使用する電源に合わせて駆動させるコンバータを選択することにより、少なくとも２種類以上の電源から電池パックを充電できる充電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５―２４５１４５号公報（第３−５頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
商用電源以外の電源としては様々な電源が考えられるが、例えば、環境に優しくクリーンであることを特徴として注目されている太陽電池を考える。現在太陽電池は、未だ太陽光対電気エネルギ変換効率が優れているとはいい難い上、相応の電力供給を要求すれば価格的にも高価なものとなる。このため、太陽電池を電源として充電システムを提案する製品は高価となる。そこで、市場のニーズにマッチするように、太陽電池を電源として２次電池を充電するシステムは別売り（オプション）とするのが製品構成上好ましい。
【０００５】
また、太陽電池の出力電力は太陽光の光量で大きく変動するので、太陽電池を電源として電池パックを最良の時間で充電する場合、太陽電池の出力電力量に応じた安定した最良の充電を行うために、電力変換回路が必要となる。さらに、被充電電池パックがリチウム電池であった場合には、最大充電電圧が被充電リチウム電池の過電圧を超えてはならないため、定電圧充電制御回路が必要となる。
【０００６】
このような太陽電池を電源とする充電システムにおいて、電力変換回路や充電制御回路は、被充電電池が装着された状態で使用されるラジオ等の機器側に備えられ、太陽電池のみをラジオ等の機器に接続する事により被充電電池パックが充電される構成が考えられる。
【０００７】
しかしながら、電源となる太陽電池を別体で構成し、充電制御回路等をラジオ等の機器内部に配置する構成にすると、別売りである太陽電池で二次電池の充電をするシステムが不要なユーザには、ラジオ等の機器内部に配置される充電制御回路は不要なものであり、充電制御回路分の価格負担をユーザに負わせることになるか、製造メーカの無駄な価格損失となる。
【０００８】
また、太陽電池を電源とする二次電池の充電システムを様々な製品で展開するにあたり、太陽電池充電システム対応機器全てに充電制御回路が必要になってしまい、対応機器の展開において大きな妨げとなってしまう。
【０００９】
そこで本発明は、二次電池で動作する機器において、比較的簡単な構成で且つ無駄のない太陽電池充電システムを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、太陽電池及び太陽電池から出力された電力を電源として電池の充電を行う充電器を有する太陽電池ユニットと、異なる電圧を出力する複数種類の電池を電源として使用可能で、複数種類の電池のいずれかを着脱可能に接続した機器とを有するソーラシステムであって、機器は、電池を充電する電力が入力される充電電力入力手段と、電池に関する情報を出力するための情報出力手段と、を備えており、太陽電池ユニットは、機器に備えられた充電電力入力手段と情報出力手段とに接続される外部接続手段を備え、充電器は、機器に接続された電池の情報を情報出力手段及び外部接続手段を介して読み取る情報検出手段と、情報に基づいて充電制御を実行する充電制御手段と、を有することを特徴としている。
【００１１】
このような構成によると、機器の情報出力手段から太陽電池ユニットに電池の情報が出力され、太陽電池ユニットの情報検出手段がその情報を検出し、充電制御手段は、検出した情報に応じて充電を制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるソーラシステムによれば、機器に備えられた二次電池に関する情報を、太陽電池ユニットが検出することができる。また、検出した情報に応じて充電を制御するので、機器に備えられた電池の種類、接続状態等に応じた充電制御が可能である。よって、簡単な構成で、無駄のないソーラシステムを提供できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一の実施の形態によるラジオを示すブロック図。
【図２】従来のラジオの一例を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施の形態によるソーラシステムを示す回路図。
【図４】本発明の一実施の形態による充電方法を示すフローチャート。
【図５】本発明の変形例によるソーラシステムを示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施の形態によるソーラシステムについて図１から図４を参照しながら説明する。本実施の形態によるソーラシステムは、太陽電池を電源として二次電池を充電する太陽電池ユニットと、その太陽電池ユニットで充電する二次電池を備えた機器とを備えている。本実施の形態においては、機器としてラジオを例にして説明する。
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施の形態によるラジオ３００は、電池パック３、電源回路３１４、ラジオ回路３０およびスピーカ３１を備えており、商用電源からの電源供給のためのＡＣアダプタ入力端子３１３と、後述する太陽電池充電装置と接続可能な接続部３１０を有している。ラジオ３００は、電池パック３または、ＡＣアダプタ入力端子３１３を介して入力される電力を電源として動作する。接続部３１０は、接続端子３３１〜３３７で構成されており、接続部３１０を介して後述する外部の太陽電池充電装置と接続することにより電池パック３を充電するように構成されている。
【００１６】
電池パック３は、電池組３ａ、電池種判別抵抗３ｂ、サーミスタ３ｃを有しており、ラジオ３００に着脱可能に配置されている。本実施の形態において、電池組３ａは、ニッケルカドミウム電池（以下、ニカド電池という）やリチウムイオン電池などの二次電池セルを４本直列に接続して構成され、プラス端子３１１とマイナス端子３１２との間に接続されている。また、電池組３ａのプラス側は端子３３７と接続され、マイナス側は端子３３１に接続されることにより、外部の充電装置から充電電力を供給されるように構成されている。電池種判別抵抗３ｂは、電池組３ａのマイナス側と接続端子３３５との間に接続されており、電池組３ａの電池セルの種類及びセル数に応じた抵抗値を有する。サーミスタ３ｃは、電池組３ａの近傍に電池組３ａのマイナス側と接続端子３３３との間に接続されており、電池温度を検出するための感温素子である。
【００１７】
電源回路３１４は、電池パック３と正極端子３１１および負極端子３１２を介して接続されており、電池パック３の出力電圧をラジオ回路３０の駆動に適した電圧に変換する回路である。例えば、図１のように４本直列に接続された電池組３ａがリチウムイオン電池の場合には、３．６（Ｖ）ｘ４（セル数）＝１４．４（Ｖ）の出力電圧となるが、３本直列で、１０．８Ｖ、２本直列で７．２Ｖというように電池パック３の出力電圧が異なっても、ラジオ回路３０を駆動するために適した電圧に変換する。また、ニカド電池など別の種類の電池セルを有する電池パックでもよい。すなわち、ラジオ３００は、異なる出力電圧の複数種類の電池を電源として使用可能である。
【００１８】
ラジオ回路３０は、電源回路３１４からの電源供給で動作する周知のラジオの回路である。ラジオ回路３０は、アンテナ３０３、ＡＭ／ＦＭチューナ３０５、セレクタ３０７、プリアンプ３０９、パワーアンプ３２５からなる。ラジオ回路３０は、アンテナ３０３で受信した電波をＡＭ／ＦＭチューナ３０５で検出し、セレクタ３０７で選局し、プリアンプ３０９で調整し、パワーアンプ３２５で増幅して、操作パネル３２７の指示に応じた信号をスピーカ３１に出力し、スピーカ３１は入力された信号を音声に変換する。
【００１９】
ラジオ３００において、外部の充電装置と接続するための接続部３１０は、上述のように端子３３１〜３３７で構成されている。端子３３１は、電池組３ａのマイナス側に接続され、基準電位が入力される端子である。端子３３３は、サーミスタ３ｃに接続され、電池組３ａの温度に応じた信号が出力される温度検出端子である。端子３３５は、電池種判別抵抗３ｂに接続され、電池セルの種類及び出力電圧に応じた信号が出力される電池パック識別端子である。端子３３７は、電池組３ａのプラス側に接続され、電池組３ａの充電のための充電電力が入力される端子である。
【００２０】
以上のように構成することにより、ラジオ３００は、電池パック３を内蔵し、電池パック３により駆動される。このとき、電池パック３の出力電圧は、電源回路３１４を介してラジオ回路３０の駆動に適正な電圧に変換されて出力される。また、ラジオ３００の電池パック３は、接続部３１０を介して外部の充電装置と接続されることにより充電される。充電の際には、ラジオ３００は接続部３１０を介して電池パック３に関する情報を出力するが、充電を行うための回路は有していない。ラジオ３００はラジオ内部には効率の良いスイッチング電源等を一切除くために、ＡＣアダプタを電源とする充電回路も搭載しない構成としている。
【００２１】
なお、比較のため図２に従来のラジオ２００の一例を示す。本実施の形態によるラジオ３００と同一の構成要素については、同一番号を付し説明を省略する。図２に示すように、ラジオ２００は、電池パック２１０、電源回路３１４、ラジオ回路３０およびスピーカ３１を備えており、商用電源からの電源供給のためのＡＣアダプタ入力端子３１３を有している。
【００２２】
電池パック２１０には、電池パック３と同様４本の電池セルを有する電池組３ａが備えられており、正極端子３１１、負極端子３１２を介して電源回路３１４に接続されている。
【００２３】
ラジオ２００は、ＡＣアダプタ入力部３１３から入力される商用電源、または電池パック２１０により駆動される。ラジオ３００と同様に、電池パック２１０からの出力は電源回路３１４でラジオ回路３０を駆動するための適正な電圧に変換されるため、複数種類の電源を使用することができる。しかしラジオ２００では、外部の充電装置と接続する端子がないため、充電を行う時には電池パック２１０を取り外すことになる。また、充電は電池パック２１０を取り外して行うため、サーミスタ、電池種判別用抵抗、およびそれらに基づく信号を出力するための端子は備えられておらず、電池に関する情報を外部に出力することはできない構成となっている。
【００２４】
次に、上記のようなラジオ３００と接続部３１０を介して接続され電池パック３を充電する太陽電池充電装置１００、および太陽電池充電装置１００とラジオ３００とで構成されるソーラシステム１の構成について説明する。
【００２５】
図３に示すように、太陽電池充電装置１００は、太陽電池を電源とする太陽電池ユニットであり、太陽電池１２０、充電制御回路２００、充電制御回路２００からの出力を外部の接続部１１０に出力する電線からなり、例えば一体のパネルに納められて構成されている。太陽電池１２０の出力電力は充電制御回路２００に入力され、充電制御回路２００は、太陽電池１２０の出力を電源とし被充電電池への充電が可能な所定の電力を接続部１１０へ出力する。充電制御回路２００は、接続部１１０と接続部３１０を介してラジオ３００と接続され、内蔵の電池パック３から出力される電池に関する情報に基づき電池パック３を充電する。
【００２６】
太陽電池１２０は、光が入射することにより発電する電源である。太陽電池１２０は、太陽電池充電装置１００に取り外し可能に構成してもよい。充電制御回路２００は、平滑コンデンサ６、スイッチング電源回路８を有しており、２次電池を充電する充電電力を生成し接続部１１０に出力する。また、充電制御回路２００は、入力電圧フィードバック回路７、充電電圧フィードバック回路９、充電電流フィードバック回路１０、マイコン１１、補助電源２、電池種判別回路４、電池温度検出回路５、電池電圧検出回路１２、充電オンオフ回路１３を有し、充電電力を制御している。
【００２７】
平滑コンデンサ６は、太陽電池１２０の出力を平滑する。スイッチング電源回路８は、充電電圧及び充電電流を制御するための回路であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ａ、ＰチャネルのＦＥＴ８ｂ、整流ダイオード８ｃ、コイル８ｄ、平滑コンデンサ８ｅから構成される。本実施形態においては、太陽電池の電圧を降圧して、充電電圧を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ８ａは、平滑コンデンサ６のプラス側およびマイナス側の出力と、ＦＥＴ８ｂのゲートに接続されている降圧のための回路である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ａには、後述する充電電圧フィードバック回路９と充電電流フィードバック回路１０とが出力するフィードバック信号が入力され、その信号に応じてＦＥＴ８ｂのスイッチングのタイミングを制御することにより、充電電流および充電電圧を制御する。なお、ＦＥＴ８ｂのソースは、太陽電池１２０のプラス側に接続されている。整流ダイオード８ｃは、ＦＥＴ８ａのドレインと太陽電池１２０のマイナス側との間に接続されている。コイル８ｄの入力側はＦＥＴ８ｂのドレインに接続され、平滑コンデンサ８ｅは、コイル８ｄの出力側と太陽電池１２０のマイナス側との間に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ａの出力を平滑する。
【００２８】
入力電圧フィードバック回路７は、抵抗７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、オペアンプ７ｅから構成される。抵抗７ａ、７ｂは、互いに直列に接続され、入力である太陽電池１２０の出力電圧を分圧し、分圧された値はオペアンプ７ｅの非反転入力端子に入力される。また、抵抗７ｃ、７ｄは、互いに直列に接続され、電圧Ｖｃｃの値を分圧し、入力電圧をある所定値に保つための入力電圧設定値としてオペアンプ７ｅの反転入力部に入力する。抵抗７ａ、７ｂによって分圧される太陽電池１２０の出力電圧値は、電圧Ｖｃｃを抵抗７ｃ、７ｄによって分圧した入力電圧設定値になるように、オペアンプ７ｅの出力信号に基づいて制御される。この入力電圧設定値として設定する値は、太陽電池１２０から概ね最大電力に近い電力を取出すことのできる値に設定する。
【００２９】
充電電圧フィードバック回路９は、抵抗９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、オペアンプ９ｅ、ダイオード９ｆから構成される。抵抗９ａ、９ｂはスイッチング電源回路８の出力電圧、すなわち充電電圧を分圧し、分圧された値はオペアンプ９ｅの非反転入力端子に入力される。また、抵抗９ｃ、９ｄは電圧Ｖｃｃの値を分圧し、その分圧電圧は、充電電圧をある所定値に保つための充電電圧設定値としてオペアンプ９ｅの反転入力端子に入力される。抵抗９ａ、９ｂによって分圧される充電電圧と、電圧Ｖｃｃを抵抗９ｃ、９ｄによって分圧した充電電圧設定値との差に応じた信号がオペアンプ９ｅから出力され、その信号に基づきＤＣ／ＤＣコンバータ８ａがスイッチングＦＥＴ８ｂをスイッチングすることによって充電電圧を制御する。ここで、オペアンプ９ｅの出力側にはダイオード９ｆが直列に接続されているため、充電電圧設定値は、実際にはこの設定値以上に電池電圧を上昇させないためのリミット電圧値である。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ａは、電圧が充電電圧設定値より低下した場合は電圧を上昇させるようにＦＥＴ８ｂのスイッチングを行い、逆に設定値より上昇した場合は電圧を低下させるようにＦＥＴ８ｂスイッチングを行うことによって所定の電圧を維持する。
【００３０】
充電電流フィードバック回路１０は、シャント抵抗１０ａと、抵抗１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、オペアンプ１０ｇ、１０ｈ、ダイオード１０ｉから構成される。シャント抵抗１０ａに電流が流れることにより、電流ｘシャント抵抗ｘ（−１）というマイナス電位がオペアンプ１０ｇの非反転入力端子に入力される。オペアンプ１０ｇ及び抵抗１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは反転増幅回路を構成しており、オペアンプ１０ｇの非反転入力端子に入力された充電電流に比例したマイナス電位の値の１０ｄ／１０ｃ倍の値がその出力から出力される。出力された値は、オペアンプ１０ｈの非反転入力端子に入力される。一方、オペアンプ１０ｈの反転入力端子には、入力電圧フィードバック回路７からのフィードバック信号であるオペアンプ７ｅの出力が入力されている。オペアンプ１０ｈは、シャント抵抗１０ａに流れる充電電流と、入力電圧フィードバック回路７の出力とに応じた電流制御信号を出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ａによりＦＥＴ８ｂのスイッチングを制御し充電電流を制御する。このとき、オペアンプ１０ｈの出力側にはダイオード１０ｉが直列に接続されているため、電流制御信号は、実際には充電電流を所定値以上に上昇させないための信号である。
【００３１】
ここで、入力電圧（太陽電池１２０の電圧）が入力電圧フィードバック回路７において設定した入力電圧設定より上昇した場合を考える。本実施形態においては、オペアンプ９ｅ、１０ｈからのフィードバック出力に基づいてスイッチング電源回路８において充電電圧及び充電電流が制御される。すなわちオペアンプ９ｅ、１０ｈの非反転入力部と反転入力部の電位が同電位（イマジナリーショート）になるようにスイッチング電源回路８においてスイッチング制御が行われる。入力電圧が上昇することにより入力電圧フィードバック回路７におけるオペアンプ７ｅの入力部の釣り合いが取れなくなる。また、オペアンプ７ｅの出力は充電電流フィードバック回路１０のオペアンプ１０ｈの入力部に入力されているのでオペアンプ１０ｈの入力部の釣り合いも取れなくなる。すると、スイッチング電源回路８は、オペアンプ１０ｈからのフィードバック信号に基づきオペアンプ７ｅ、１０ｈの入力部の釣り合いが取れるようにスイッチングを行う。このスイッチングを行うことにより充電電流を、入力電圧が入力電圧設定まで低下するような値にまで上昇させる。逆に、入力電圧（太陽電池の電圧）が入力電圧フィードバック回路７において設定した入力電圧設定より低下した場合は、スイッチング電源回路８は、充電電流を、入力電圧が入力電圧設定まで上昇するような値にまで低下させる。すなわち、照射量が増し、太陽電池の電圧が上昇してきた場合は、充電電流を上昇させ、逆に照射量が減り、太陽電池の電圧が低下してきた場合は、充電電流を低下させるようにスイッチング電源回路８は制御を行うことによって太陽電池の電池電圧をある所定の値に制御させている。
【００３２】
マイコン１１は、ＣＰＵ１１ａ、出力ポート１１ｂ、１１ｃ、１１ｅ、Ａ／Ｄポート１１ｅ、１１ｆから構成され、充電制御回路２００の動作を制御している。
【００３３】
電池電圧検出回路１２は、抵抗１２ａ、１２ｂから構成される。電池電圧は抵抗１２ａと１２ｂによって分圧され、マイコン１１のＡ／Ｄポート１１ｆに入力される。
【００３４】
充電オンオフ回路１３は、抵抗１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、ＰｃｈのＦＥＴ１３ｅ、ＮｃｈのＦＥＴ１ｆから成る。ＦＥＴ１３ｅのソースは、スイッチング電源回路８の出力側に接続され、ドレインは端子１１９に接続されている。ＦＥＴ１３ｅのゲートは抵抗１３ｄを介してＦＥＴ１３ｆのドレインに接続されている。また、抵抗１３ｃは、ＦＥＴ１３ｅのソース−ゲート間に接続され、抵抗１３ｂは、ＦＥＴ１３ｆのゲート−ソース間に接続されている。充電を行う場合は、マイコン１１の抵抗１３ａに連なる出力ポート１１ｂからハイ信号を出力することにより、ＦＥＴ１３ｆをオンさせる。ＦＥＴ１３ｆがオンすることによってＰｃｈのＦＥＴ１３ｅがオンして充電制御回路２００と電池組３ａとが接続され充電電流が流れ、充電が行われる。逆に充電を終了する場合は、マイコン１１の抵抗１３ａに連なる出力ポートからロー信号を出力することにより、ＦＥＴ１３ｆをオフさせる。ＦＥＴ１３ｆがオフすることによってＰｃｈのＦＥＴ１３ｅがオフして充電制御回路２００と電池組３ａとの間が遮断されることによって充電が終了させられる。
【００３５】
電池種判別回路４は、電池パック４ａの種類を判別するための電池種判別手段であり、抵抗４ａから構成される。電池種は、抵抗４ａと、電池パック３内に設定された電池種判別抵抗３ｂとで電圧Ｖｃｃを分圧した値を後述するマイコン１１のＡ／Ｄポート１１ｅに入力することによって判別する。ここでいう電池種とは、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池のといった電池そのものの種類の違い、又は、リチウムイオン電池におけるセル数の違い（例えば４セル、５セルといった違い）または接続状態（直列、並列）の違いを差すものである。電池種を判別する必要があるのは、電池種によって充電制御方法が異なるため、電池種によってそれぞれ適した充電を行う必要があるためである。
【００３６】
電池温度検出回路５は、抵抗５ａ、５ｂより構成される電池温度検出手段である。電池温度は、抵抗５ａと、抵抗５ｂ及び電池パック３内の電池温度によって抵抗値が変化する感温素子であるサーミスタ３ｃの並列抵抗とで電圧Ｖｃｃを分圧した値を、後述するマイコン１１のＡ／Ｄポート１１ｅに入力することによって読取る。
【００３７】
充電状態表示回路１４は、充電の有無をユーザに報知するための表示回路であり、抵抗１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、ＬＥＤ１４ｄ、ＦＥＴ１４ｅからなる。充電中においては、マイコン１１の抵抗１４ｂに連なる出力ポート１１ｃからハイ信号を出力することにより、ＦＥＴ１４ｅをオンさせ、ＬＥＤ１４ｄを点灯させる。逆に充電していない場合は、出力ポート１１ｃからロー信号を出力することにより、ＦＥＴ１４ｅをオフさせ、ＬＥＤ１４ｄを消灯させる。
【００３８】
補助電源２は、マイコン１１や各オペアンプ等の電源であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ａと、ＰｃｈのＦＥＴ２ｂと、整流ダイオード２ｃと、コイル２ｄと、平滑コンデンサ２ｅと、抵抗２ｆ、２ｇとから構成される。本実施形態においては、太陽電池の電圧を降圧して、マイコン１１等の電源となる電圧Ｖｃｃを生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２ａは、平滑コンデンサ６の出力を降圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２ａは、出力電圧を抵抗２ｆ、２ｇによって分圧した値が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ａの内部において設定されているある所定値になるようにスイッチング素子であるＦＥＴ２ｂをスイッチングする。抵抗２ｆ、２ｇの値は所望の電圧Vｃｃを抵抗２ｆ、２ｇによって分圧した場合の値がＤＣ／ＤＣコンバータ２ａの内部において設定されている所定電圧になるように設定すればよい。
【００３９】
次に、図３および図４を参照しながら本発明の一実施の形態によるソーラシステムの動作を説明する。まず、入力電源である太陽電池１２０が太陽電池充電装置１００に接続されると、太陽電池充電装置１００が太陽電池１２０を電源として動作状態になる。二次電池が実装される前においては、充電が行われていない状態をユーザに報知するためにＬＥＤ１４ｄは消灯状態となっている（ステップ３０１）。ＬＥＤ１４ｄを消灯するためには、マイコン１１の抵抗１４ｂと連なる出力ポート１１Ｃからロー信号を出力することによりＦＥＴ１４ｅをオフさせる。ステップ３０２で、電池パック３が充電装置に実装されたか否かを判別する。電池パック３の接続は、例えばマイコン１１のＡ／Ｄポート１１ｅに入力される電池温度検出回路４の検出信号の変化によって判別すればよい。次に、電池種検出回路４からの検出信号に基づき、電池種を判別する（ステップ３０３）。電池種は電池パック３内の電池種判別素子３ｂの抵抗値に対応して設定されており、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池といった種類の違いや、１４．４Ｖ、１８Ｖ電池といった出力電圧値、又は電池パック３内の電池セルの組数や接続状態に基づいて設定される。
【００４０】
ここで、リチウムイオン電池の場合とそうでない場合とを判別する（ステップ３０４）。リチウムイオン電池の場合には(ステップ３０４：ＹＥＳ)、ステップ３０５で充電を開始する。充電の開始は、マイコン１１の抵抗１３ａに連なる出力ポート１１ｂからハイ信号を出力することにより、ＦＥＴ１３ｆ及びＦＥＴ１３ｅをオンさせ、スイッチング電源回路８と、電池パック３とが接続されることによって行われる。充電が開始されたら、充電の開始をユーザに報知するために、充電状態表示回路１４におけるＬＥＤ１４ｄを点灯させる（ステップ３０６）。ＬＥＤ１４ｄを点灯させるには、マイコン１１の抵抗１４ｂに連なる出力ポート１１Ｃからハイ信号を出力し、ＦＥＴ１４ｅをオンさせる。
【００４１】
またこのとき、満充電か否かを判別するため、電池電圧が所定値以上かを検出する（ステップ３０７）。電池電圧は、電池電圧検出回路１２からＡ／Ｄポート１１ｆに入力される信号によってマイコン１１が検出する。所定値以上とならない間は、ステップ３０７を繰り返す。この際の満充電と判別する電池電圧の所定値は、ステップ３０３において検出した電池種に基づき、例えば４セル直列接続のリチウムイオン電池であれば、４セルｘ４．２V=１６．８V、５セル直列接続のリチウムイオン電池であれば、５セルｘ４．２Ｖ=２１Ｖといったようにセルあたり４．２Vに設定すればよい。所定値以上となった場合には、満充電であると判断し、充電を終了する（ステップ３１１）。充電の終了は、マイコン１１の抵抗１３ａと連なる出力ポート１１ｂからロー信号を出力することにより、ＦＥＴ１３ｆ及びＦＥＴ１３ｅをオフさせ、スイッチング電源回路８と電池パック３を遮断するとによって行われる。
【００４２】
ステップ３０４でＮＯの場合には、ステップ３０８で充電を開始し、ＬＥＤ１４ｄを点灯する(ステップ３０９）。このとき、電池の種類としては、例えばニカド電池、ニッケル水素電池などが考えられ、満充電を判別する方法としては、電池温度検出回路５において検出される電池温度が、充電中において所定温度以上に達したら充電を満充電と判別するといった方法が挙げられる。ステップ３１０において、電池温度が所定値以上になった場合、満充電と判別し、充電を終了する（ステップ３１１）。
【００４３】
ステップ３１１において充電を終了させたら、充電が終了したことをユーザの報知するために充電状態表示回路１４のＬＥＤ１４ｂを消灯させる（ステップ３１２）。ＬＥＤ１４ｂを消灯するにはマイコン１１の抵抗１４ｂに連なる出力ポート１１Ｃからロー信号を出力し、ＦＥＴ１４ｅをオフさせる。次に電池パック３が充電装置から抜かれたか否かを判別し（ステップ３１３）、抜かれた場合はステップ３０１に戻る。
【００４４】
以上のような動作により、本実施の形態によるソーラシステム１では、ラジオ３００には電池パック３への充電に関する一切の回路は搭載しない構成とし、接続部３１０に接続される太陽電池充電装置１００からの電力供給と充電制御により、ラジオ３００に装着された電池パック３への充電を可能としている。また、ラジオ３００に充電回路を内蔵していないので、軽量化、低コスト化および低ノイズ化が可能である。
【００４５】
さらに、ラジオ３００に内蔵された電池パック３の電池種を太陽電池充電装置１００が判別し、電池種に応じた方法で満充電を検知して充電を停止する。よって、ラジオ３００の内部に備えられた電池の種類が不明でも、太陽電池１２０を電源として、ラジオ３００内部の電池パック３を安全に充電することができる。よって、ユーザは、電池パック３の電池種および出力電圧を気にすることなく太陽電池充電装置１００を使用できる。
【００４６】
次に、図５を参照しながら、本発明の変形例によるソーラシステム５００について説明する。ソーラシステム５００とソーラシステム１との共通の構成要素については同一の番号を付し重複説明を省略する。
【００４７】
図５に示すように、本変形例によるソーラシステム５００は、ラジオ４７０と、太陽電池充電装置４００とで構成される。
【００４８】
ラジオ４７０は、ラジオ回路３０、電源回路３１４、着脱可能な電池パック４６０を有している。また、太陽電池充電装置４００と接続する接続部３５０を有している。接続部３５０は、上記実施の形態による接続部３１０の構成に保護回路３ｅからの信号が出力される端子３２０を加えたものである。電池パック４６０は、電池パック３の構成に加え、保護回路３ｅおよび電流検出抵抗３ｄを有している。この例では、保護回路３ｅは直列に接続された電池組３ａの各電池セルの電圧を監視し、どれか一つでも所定電圧値よりも高くなれば充電停止信号を出力端子３２０を介して出力する。また、保護回路３ｅは、電流検出抵抗３ｄにより所定電流値よりも大きい電流を検出すると、充電停止信号を出力端子３２０を介して出力する。
【００４９】
太陽電池充電装置４００は、太陽電池１２０、充電制御回路４５０、充電制御回路４５０からの出力を外部の接続部１５０に出力する電線からなり、例えば一体のパネルに納められて構成されている。接続部１５０は、上記実施の形態の接続部１１０の構成に保護回路３ｅからの充電停止信号を伝達する端子１１１を加えたものである。端子１１１は、充電オンオフ回路１３のＦＥＴ１３ｆのゲートに接続されている。端子１１１に充電停止信号が入力されると、充電オンオフ回路１３のＦＥＴ１３ｆおよびＦＥＴ１３ｅがオフし、スイッチング電源回路８と電池４６０との接続を遮断することにより充電を停止する。
【００５０】
このように、本変形例によるソーラシステム５００によれば、電池４６０において過充電、過電流等が生ずるとその情報を充電制御回路４５０が検出し、それに応じて充電を制御することができる。
【００５１】
以上のように、本発明の変形例によるソーラシステム５００によれば、ラジオ４７０には電池パック４６０への充電に関する一切の回路は搭載しない構成とし、接続部３５０に接続される太陽電池充電装置４００からの電力供給と充電制御により、ラジオ４７０に装着された電池パック４６０への充電を可能としている。また、ラジオ４７０に充電回路を内蔵していないので、軽量化、低コスト化および低ノイズ化が可能である。
【００５２】
さらに、ラジオ４７０に内蔵された電池パック４６０の電池種を太陽電池充電装置４００が判別し、電池種に応じた方法で満充電を検知して充電を停止する。また、保護回路３ｅが電池パック４６０の過電流および過充電を検出し、接続端子３２０から出力する。太陽電池充電装置４００は、これらを検知して充電を停止する。よって、ラジオ４７０の内部に備えられた電池の種類が不明でも、太陽電池１２０を電源として、ラジオ４７０内部の電池パック４６０を安全に充電することができる。よって、ユーザは、電池パック４６０の電池種および出力電圧を気にすることなく太陽電池充電装置１００を使用できる。
【００５３】
上記実施の形態および変形例において、太陽電池充電装置１００、４００は、本発明の太陽電池ユニットに相当し、ラジオ３００、４７０は、機器に相当し、端子３３１、３３７は、充電電力入力手段に相当し、端子３２９、３３３、３３５は、情報出力手段に相当し、接続部１１０、１５０は、外部接続手段に相当し、マイコン１１は、情報検出手段に相当し、充電オンオフ回路１３は、充電制御手段に相当する。  
【００５４】
本発明によるソーラシステムは、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、電池電圧または電池温度が所定値よりも高くなると満充電と判断する満充電検出方法について説明したが、これらの満充電検出方法は一例でありこれに限るものではなく、適宜定める必要がある。太陽電池充電装置の回路構成は、同様の作用、動作を行うものであれば上記構成に限定されない。また、機器としてはラジオに限らず、ＣＤ等の音楽プレーヤ、テレビなどの画像表示装置その他の電気機器にも適用が可能である。二次電池としては、上記に限らず他の電池種を用いたものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のソーラシステムは、二次電池を用いて駆動される電気機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１、５００：ソーラシステム  ７：入力電圧制御回路  ８：スイッチング電源回路  ９：充電電圧フィードバック回路  １０：充電電流フィードバック回路  １１：マイコン  １３：充電オンオフ回路  １００、４００  太陽電池充電装置  １２０：太陽電池  ２００、４５０：充電制御回路  ３００、４７０：ラジオ  ３、４６０：電池パック  ３ａ：電池組  ３ｂ：電池種判別抵抗  ３ｃ：サーミスタ  １１１、１１３、１１５、１１７、１１９、３２９、３３１、３３３、３３５、３３７：端子  
【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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