(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置から入力される入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
キャパシタと、前記キャパシタの一端を前記入力電圧検出部の一端に接続される第１端子と、第２端子とに交互に接続するスイッチとを有するスイッチドキャパシタと、
前記第２端子に一端が接続される充電部と、
前記スイッチを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、
前記入力電圧を取得する入力電圧取得部と、
前記スイッチを前記第１端子と前記第２端子との間で切替える切替周波数と、前記入力電圧とを乗算して演算される演算値が最大になるように前記切替周波数を調整する切替周波数調整部と、
前記切替周波数で前記第１端子と前記第２端子との間で切替えることを示す切替信号を前記スイッチに出力する切替信号出力部と、
を有する充電装置。
【請求項２】
前記切替周波数調整部は、
前記切替周波数と前記入力電圧とを乗算して前記演算値を生成する演算部と、
前記演算値が切替周波数の変化に応じて増加しているか否かを判定する値判定部と、
前記演算値が切替周波数の変化に応じて増加していると判定されたときに、前記切替周波数を同一方向に変化させ、前記演算値が切替周波数の変化に応じて減少していると判定されたときに、前記切替周波数を反対方向に変化させる周波数調整部と、
を有する、請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
前記発電装置は、太陽電池を含む、請求項１又は２に記載の充電装置。
【請求項４】
前記演算値は、前記切替周波数と前記入力電圧とを乗算して演算される、請求項１〜３の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項５】
前記演算値は、前記切替周波数と前記入力電圧の二乗とを乗算して演算される、請求項１〜３の何れか一項に記載の充電装置。
【請求項６】
発電装置から入力される入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
キャパシタと、前記キャパシタの一端を前記入力電圧検出部の一端に接続される第１端子と、第２端子とに交互に接続するスイッチとを有するスイッチドキャパシタと、
前記第２端子に一端が接続される充電部と、
前記スイッチを制御する制御部と、を有する発電装置の制御方法であって、
前記入力電圧を取得し、
前記スイッチを前記第１端子と前記第２端子との間で切替える切替周波数と、前記入力電圧とを乗算して演算される演算値が最大になるように前記切替周波数を調整し、
前記切替周波数で前記第１端子と前記第２端子との間で切替えることを示す切替信号を前記スイッチに出力する、
ことを含む充電装置の制御方法。
【請求項７】
発電装置から入力される入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
キャパシタと、前記キャパシタの一端を前記入力電圧検出部の一端に接続される第１端子と、第２端子とに交互に接続するスイッチとを有するスイッチドキャパシタと、
前記第２端子に一端が接続される充電部と、
前記スイッチを制御する制御部と、を有する発電装置の制御方法であって、
前記入力電圧を取得し、
前記スイッチを前記第１端子と前記第２端子との間で切替える切替周波数と、前記入力電圧とを乗算して演算される演算値が最大になるように前記切替周波数を調整し、
前記切替周波数で前記第１端子と前記第２端子との間で切替えることを示す切替信号を前記スイッチに出力する、
処理を前記制御部に実行させる充電装置制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電装置、充電装置制御プログラム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池が発電した電力を、ダイオードを介することなく充電部に供給する充電装置が知られる（例えば、特許文献１を参照）。一例では、充電装置は、太陽電池が発電した電力を充電するキャパシタに接続されたスイッチの切替周波数を調節して、基準電圧と太陽電池の端子電圧とを等しくして、太陽電池を最大効率で動作させる電圧に太陽電池の電圧を制御する。太陽電池の電圧を最大効率で動作させる電圧に基準電圧を一致させるように制御することで、充電装置は、太陽電池が受ける光の強さ及び太陽電池の温度の変動にかかわらず太陽電池を最大効率で動作させることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４５８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、太陽電池を最大効率で動作させる電圧は、太陽電池が受ける光の強さ、太陽電池の温度、及び太陽電池の製造ばらつき等の種々の条件に基づくものなので、太陽電池を最大効率で動作させる電圧と基準電圧とを一致させることは容易ではない。
【０００５】
一実施形態では、発電装置を最大効率で動作させる電圧が未知の場合でも、動作条件の変化に関わらず発電装置を最大効率で動作可能な充電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、充電装置は、入力電圧検出部と、スイッチドキャパシタと、充電部と、制御部とを有する。入力電圧検出部は、発電装置から入力される入力電圧を検出する。スイッチドキャパシタは、キャパシタと、キャパシタの一端を入力電圧検出部の一端に接続される第１端子と、第２端子とに交互に接続するスイッチとを有する。充電部は、第２端子に一端が接続される。制御部は、入力電圧取得部と、切替周波数調整部と、切替信号出力部とを有し、スイッチを制御する。入力電圧取得部は入力電圧を取得し、切替周波数調整部はスイッチを第１端子と第２端子との間で切替える切替周波数と、入力電圧とを乗算して演算される演算値が最大になるように切替周波数を調整する。切替信号出力部は、切替周波数で第１端子と第２端子との間で切替えることを示す切替信号をスイッチに出力する。
【発明の効果】
【０００７】
一実施形態では、発電装置を最大効率で動作させる電圧が未知の場合でも、動作条件の変化に関わらず発電装置を最大効率で動作可能な充電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る充電装置を含む発電システムのブロック図である。
【図２】図１に示す充電装置による充電処理のフローチャートである。
【図３】（ａ）は充電状態の図１に示すスイッチドキャパシタを示す図であり、図３（ｂ）は放電状態の図１に示すスイッチドキャパシタを示す図である。
【図４】図１に示す充電装置による充電処理の切替周波数と図１に示す太陽電池の電力との関係を示す図である。
【図５】（ａ）は図１に示す充電装置の動作検証のためのＳＰＩＣＥネットリストであり、（ｂ）は（ａ）に示すＳＰＩＣＥネットリストによるＳＰＩＣＥシミュレーションにより得られた充電電流の経時変化を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る充電装置を含む発電システムのブロック図である。
【図７】図６に示す充電装置による充電処理のフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係る充電装置を含む発電システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面を参照して、本発明に係る充電装置、充電装置制御プログラム及びその方法について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されない。
【００１０】
（実施形態に係る充電装置の概要）
実施形態に係る充電装置は、発電装置から入力される電力をスイッチドキャパシタを介して充電部に充電する。スイッチドキャパシタの切替周波数を入力電圧と切替周波数とを乗算して演算される演算値が最大になるように調整することで、発電装置を最大効率で動作させる電圧が未知の場合でも、発電装置が最大効率で動作するように充電することが可能になる。
【００１１】
（第１実施形態に係る充電装置を含む発電システムの構成及び機能）
図１は、第１実施形態に係る充電装置を含む発電システムのブロック図である。
【００１２】
発電システム１００は、充電装置１と、太陽電池１０１と、負荷１０２とを有する。太陽電池１０１は、受光した光を電力に変換して充電装置１に出力する発電装置である。充電装置１は、太陽電池１０１から入力された電力を充電すると共に、負荷１０２に出力する。負荷１０２は、充電装置１から入力された電力を使用して所定の処理を実行する。充電装置１は、入力電圧検出部１０と、スイッチドキャパシタ１１と、ローパスフィルタ１２と、充電部１３と、記憶部１９と、制御部２０とを有する。
【００１３】
入力電圧検出部１０は、一端が太陽電池１０１の正極に接続され、他端が太陽電池１０１の負極と共に接地され、太陽電池１０１から充電装置１に入力された電力の入力電圧を検出し、検出した入力電圧を制御部２０に出力する。入力電圧検出部１０は、一例では電圧計を含む。
【００１４】
スイッチドキャパシタ１１は、キャパシタ１４と、スイッチ１５と、第１端子１６と、第２端子１７とを含む。キャパシタ１４は、一端がスイッチ１５に接続され、他端が接地される。スイッチ１５は、制御部２０から入力される切替信号に応じて、キャパシタ１４の一端を第１端子１６及び第２端子１７に交互に接続する。スイッチ１５は、一対のＭＯＳＦＥＴを含む。一対のＭＯＳＦＥＴのそれぞれのゲートは制御部２０に接続され、一対のＭＯＳＦＥＴのそれぞれのソースはキャパシタ１４の一端に接続される。一対のＭＯＳＦＥＴの一方のドレインは第１端子１６に接続され、一対のＭＯＳＦＥＴの他方のドレインは第２端子１７に接続される。第１端子１６は、太陽電池１０１の正極及び入力電圧検出部１０の一端に接続される。第２端子１７は、ローパスフィルタ１２の一端に接続される。
【００１５】
スイッチドキャパシタ１１は、スイッチ１５がキャパシタ１４と第１端子１６とを接続するときに、太陽電池１０１から入力される電力をキャパシタ１４に充電する。また、スイッチドキャパシタ１１は、スイッチ１５がキャパシタ１４と第２端子１７とを接続するときに、充電した電力をローパスフィルタ１２を介して充電部１３及び負荷１０２に出力する。
【００１６】
ローパスフィルタ１２は、一端が第２端子１７に接続され、他端が充電部１３及び負荷１０２に入力され、キャパシタ１４から入力される電力を平滑化して充電部１３及び負荷１０２に出力する。
【００１７】
充電部１３は、太陽電池１０１からスイッチドキャパシタ１１及びローパスフィルタ１２を充電する二次電池である。一例では、充電部１３は、鉛蓄電池を含む。
【００１８】
記憶部１９は、例えば、半導体メモリを有し、制御部２０による演算処理に用いられるドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。また、記憶部１９は、アプリケーションプログラムとして、スイッチ１５を制御して太陽電池１０１から入力される電圧を充電する充電プログラム等を記憶する。コンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部１９にインストールされてもよい。
【００１９】
制御部２０は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。制御部２０は、種々の演算処理を実行するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部２０は、各種演算処理が記憶部１９に記憶されているプログラム等に応じて適切な手順で実行されるように、スイッチ１５の動作を制御する。制御部２０は、記憶部１９に記憶されているプログラム（ドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行する。また、制御部２０は、複数のプログラム（アプリケーションプログラム等）を並列に実行することができる。
【００２０】
制御部２０は、入力電圧取得部２１と、入力電圧判定部２２と、切替周波数調整部２３と、切替信号出力部２４とを有する。切替周波数調整部２３は、演算部３１と、演算値判定部３２と、周波数調整部３３とを有する。制御部２０が有するこれらの各部は、制御部２０が有するプロセッサ上で実行されるプログラムによって実装される機能モジュールである。あるいは、制御部２０が有するこれらの各部は、独立した集積回路、マイクロプロセッサ、又はファームウェアとして充電装置１に実装されてもよい。
【００２１】
（第１実施形態に係る充電装置の動作）
図２は、充電装置１による充電処理のフローチャートである。充電処理は、予め記憶部１９に記憶されているプログラムに基づいて、主に制御部２０により、充電装置１の各要素と協働して実行される。
【００２２】
まず、入力電圧取得部２１は、入力電圧検出部１０が検出した太陽電池１０１から入力される入力電圧Ｖinを入力電圧検出部１０から取得する（Ｓ１０１）。次いで、入力電圧判定部２２は、入力電圧検出部１０が取得した入力電圧Ｖinが所定のしきい値電圧Ｖthよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１０２）。夜間等で太陽電池１０１が発電する電力が小さいために、入力電圧Ｖinがしきい値電圧Ｖth以下であると判定される（Ｓ１０２）と、処理はＳ１０１に戻る。入力電圧Ｖinがしきい値電圧Ｖthよりも大きいと判定される（Ｓ１０２）まで、Ｓ１０１〜Ｓ１０２の処理は繰り返される。
【００２３】
入力電圧Ｖinがしきい値電圧Ｖthよりも大きいと判定される（Ｓ１０２）と、演算部３１は、切替周波数を初期周波数ｆ0に設定する（Ｓ１０３）。次いで、演算部３１は、入力電圧Ｖinと初期周波数ｆ0に設定された切替周波数ｆとを乗算して、演算値Ｍ0を演算する（Ｓ１０４）。演算された演算値Ｍ0は、記憶部１９に記憶される。
【００２４】
次いで、周波数調整部３３は、初期周波数ｆ0に設定された切替周波数ｆに変動周波数Δｆを加算する（Ｓ１０５）。次いで、入力電圧取得部２１は、太陽電池１０１から入力される入力電圧Ｖinを入力電圧検出部１０から取得する（Ｓ１０６）。次いで、演算部３１は、Ｓ１０６の処理で取得された入力電圧ＶinとＳ１０５の処理で演算された切替周波数ｆとを乗算して、演算値Ｍを演算する（Ｓ１０７）。演算された演算値Ｍは、記憶部１９に記憶される。
【００２５】
次いで、演算値判定部３２は、演算値Ｍが切替周波数ｆの変化に応じて増加しているか否かを判定する（Ｓ１０８）。すなわち、演算値判定部３２は、
【００２６】
【数１】
0006544247.tif 000002
【００２７】
の判定処理を実行する。ここでは、Ｍ(t+1)はＳ１０７の処理で演算された演算値Ｍであり、Ｍ(t)はＳ１０４の処理で演算された演算値Ｍ0である。また、ｆ(t+1)はＳ１０５の処理で演算された切替周波数ｆであり、ｆ(t)は初期周波数ｆ0である。
【００２８】
図３（ａ）は充電状態のスイッチドキャパシタ１１を示す図であり、図３（ｂ）は放電状態のスイッチドキャパシタ１１を示す図である。
【００２９】
キャパシタ１４の容量値Ｃ〔Ｆ〕と、入力電圧Ｖから１周期当たりの充電量ｑ〔Ｃ〕は、
【００３０】
【数２】
0006544247.tif 000003
【００３１】
で示される。１秒当たりの充電量Ｑ〔Ｃ〕は、１周期当たりの充電量ｑ〔Ｃ〕と切替周波数ｆ〔Ｈｚ〕とから
【００３２】
【数３】
0006544247.tif 000004
【００３３】
で示される。電流Ｉ〔Ａ〕は一秒当たりの電荷量Ｑ〔Ｃ〕と等価なので、
【００３４】
【数４】
0006544247.tif 000005
【００３５】
で示されるので、
【００３６】
【数５】
0006544247.tif 000006
【００３７】
とすることができ、演算値Ｍの大きさの変動は、太陽電池１０１から入力される電力Ｐ（＝ＩＶin）の変動に略等しくなる。
【００３８】
演算値Ｍが切替周波数ｆの変化に応じて増加していると判定される（Ｓ１０８）と、周波数調整部３３は、Ｓ１０５で演算された切替周波数ｆに変動周波数Δｆを加算して、切替周波数ｆを更に増加させる（Ｓ１０９）。また、演算値Ｍが切替周波数ｆの変化に応じて増加していないと判定される（Ｓ１０８）と、周波数調整部３３は、Ｓ１０５で演算された切替周波数ｆから変動周波数Δｆを減算して、切替周波数ｆを減少させる（Ｓ１１０）。次いで、切替信号出力部２４は、切替周波数ｆで第１端子１６と第２端子１７との間で切替えることを示す切替信号をスイッチ１５に出力する（Ｓ１１１）。次いで、入力電圧判定部２２は、入力電圧検出部１０が取得した入力電圧Ｖinが所定のしきい値電圧Ｖthよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１１２）。
【００３９】
以降、入力電圧検出部１０が取得した入力電圧Ｖinが所定のしきい値電圧Ｖth以下であると判定される（Ｓ１１２）まで、Ｓ１０６〜Ｓ１１２の処理は、繰り返される。Ｓ１０６〜Ｓ１１２の処理が実行される毎に、Ｓ１０８での判定結果に応じて調整された切替周波数ｆで第１端子１６と第２端子１７との間で切替えることを示す切替信号がスイッチ１５に出力される。
【００４０】
図４は、充電装置１による充電処理の切替周波数ｆと太陽電池１０１の電力Ｐとの関係を示す図である。図４において、横軸は切替周波数ｆを示し、縦軸は太陽電池１０１の電力Ｐを示す。
【００４１】
初期周波数ｆ0に変動周波数Δｆを加算したｆ1のときの演算値Ｍに対応する電力Ｐ1は、初期周波数ｆ0のときの演算値Ｍに対応する電力Ｐ0よりも大きいので、周波数調整部３３は、切替周波数ｆに変動周波数Δｆを加算して切替周波数ｆをｆ2にする。次いで、ｆ2のときの演算値Ｍに対応する電力Ｐ2は、切替周波数ｆ1のときの演算値Ｍに対応する電力Ｐ1よりも大きいので、周波数調整部３３は、切替周波数ｆに変動周波数Δｆを加算して切替周波数ｆをｆ3にする。次いで、ｆ3のときの演算値Ｍに対応する電力Ｐ3は、切替周波数ｆ2のときの演算値Ｍに対応する電力Ｐ2以下であるので、周波数調整部３３は、切替周波数ｆから変動周波数Δｆを減算して切替周波数ｆをｆ2にする。次いで、ｆ2のときの演算値Ｍに対応する電力Ｐ2は、切替周波数ｆ3のときの演算値Ｍに対応する電力Ｐ3より大きいので、周波数調整部３３は、切替周波数ｆから変動周波数Δｆを減算して切替周波数ｆをｆ1にする。次いで、ｆ1のときの演算値Ｍに対応する電力Ｐ1は、切替周波数ｆ2のときの演算値Ｍに対応する電力Ｐ2以下であるので、周波数調整部３３は、切替周波数ｆに変動周波数Δｆを加算して切替周波数ｆをｆ2にする。
【００４２】
切替周波数ｆがｆ2からｆ3になり、太陽電池１０１の電力ＰがにＰ2からＰ3に減少すると、切替周波数ｆを減少方向、すなわち反対方向のｆ2に変化させる。一方、切替周波数ｆがｆ2からｆ1になり、太陽電池１０１の電力ＰがにＰ2からＰ1に減少すると、切替周波数ｆを増加方向、すなわち反対方向のｆ2に変化させる。
【００４３】
周波数調整部３３は、演算値Ｍが切替周波数ｆの変化に応じて増加していると判定されたときに、切替周波数ｆを同一方向に変化させる。また、周波数調整部３３は、演算値Ｍが切替周波数ｆの変化に応じて増加していないと判定されたときに、切替周波数ｆを反対方向に変化させる。周波数調整部３３が演算値Ｍが切替周波数ｆの変化に応じて増加していないと判定されたときに切替周波数ｆを反対方向に変化させることで、電力切替周波数ｆは、太陽電池１０１の電力Ｐが最大になる最適動作点の近傍のｆ1とｆ3との間で制御される。充電装置１は、Ｓ１０６〜Ｓ１１２の処理を繰り返すことにより、太陽電池１０１の電力Ｐが最大になる最適動作点の近傍の切替周波数ｆでスイッチ１５が切替え動作することが可能になる。
【００４４】
そして、入力電圧検出部１０が取得した入力電圧Ｖinが所定のしきい値電圧Ｖth以下であると判定される（Ｓ１１２）と、処理は終了する。
【００４５】
図５（ａ）は充電装置１の動作検証のためのＳＰＩＣＥネットリストであり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＳＰＩＣＥネットリストによるＳＰＩＣＥシミュレーションにより得られた充電電流の経時変化を示す図である。図５（ｂ）において、横軸は太陽電池１０１が発電を開始してからの経過時間を示し、縦軸はキャパシタ１４に入力される充電電流を示す。
【００４６】
充電装置１では、太陽電池１０１から入力される電力が大きいためにキャパシタ１４に入力される充電電流が大きいときは、比較的早い時間で充電電流の変動の大きさが小さくなる。一方、太陽電池１０１から入力される電力が小さいためにキャパシタ１４に入力される充電電流が小さいときは、充電電流の変動は、比較的長い時間継続するものの、時間の経過に従って、充電電流の変動幅は小さくなる。
【００４７】
（第２実施形態に係る充電装置を含む発電システムの構成及び機能）
図６は、第２実施形態に係る充電装置を含む発電システムのブロック図である。
【００４８】
発電システム２００は、制御部２０の代わりに制御部４０が配置される充電装置２が充電装置１の代わりに配置されることが発電システム１００と相違する。制御部４０は、演算部３１及び演算値判定部３２の代わりに演算部４１及び演算値判定部４２を有する切替周波数調整部４３を切替周波数調整部２３の代わりに有することが制御部２０と相違する。演算部４１及び演算値判定部４２以外の発電システム２００の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発電システム１００の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００４９】
（第２実施形態に係る充電装置の動作）
図７は、充電装置２による充電処理のフローチャートである。充電処理は、予め記憶部１９に記憶されているプログラムに基づいて、主に制御部４０により、充電装置２の各要素と協働して実行される。
【００５０】
Ｓ２０１からＳ２０３の処理はＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。次いで、演算部４１は、入力電圧Ｖinの二乗と初期周波数ｆ0に設定された切替周波数ｆとを乗算して、演算値Ｓ0を演算する（Ｓ２０４）。演算された演算値Ｓ0は、記憶部１９に記憶される。次いで、周波数調整部３３は、初期周波数ｆ0に設定された切替周波数ｆに変動周波数Δｆを加算する（Ｓ２０５）。次いで、入力電圧取得部２１は、太陽電池１０１から入力される入力電圧Ｖinを入力電圧検出部１０から取得する（Ｓ２０６）。次いで、演算部３１は、Ｓ１０６の処理で取得された入力電圧Ｖinの二乗とＳ１０５の処理で演算された切替周波数ｆとを乗算して、演算値Ｓを演算する（Ｓ２０７）。演算された演算値Ｓは、記憶部１９に記憶される。
【００５１】
次いで、演算値判定部４２は、演算値Ｍが切替周波数ｆの変化に応じて増加しているか否かを判定する（Ｓ２０８）。すなわち、演算値判定部４２は、
【００５２】
【数６】
0006544247.tif 000007
【００５３】
の判定処理を実行する。ここでは、Ｓ(t+1)はＳ２０７の処理で演算された演算値Ｓであり、Ｓ(t)はＳ２０４の処理で演算された演算値Ｓ0である。また、ｆ(t+1)はＳ２０５の処理で演算された切替周波数ｆであり、ｆ(t)は初期周波数ｆ0である。
【００５４】
太陽電池１０１から入力される電力Ｐは、
【００５５】
【数７】
0006544247.tif 000008
【００５６】
で示されるので、
【００５７】
【数８】
0006544247.tif 000009
【００５８】
とすることができ、演算値Ｓの大きさの変動は、太陽電池１０１から入力される電力Ｐの変動に比例することになる。Ｓ２０９からＳ２１２の処理はＳ１０９〜Ｓ１１２の処理と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００５９】
周波数調整部３３は、演算値Ｓが切替周波数ｆの変化に応じて増加していると判定されたときに、切替周波数ｆを同一方向に変化させる。また、周波数調整部３３は、演算値Ｓが切替周波数ｆの変化に応じて増加していないと判定されたときに、切替周波数ｆを反対方向に変化させる。周波数調整部３３が演算値Ｓが切替周波数ｆの変化に応じて増加していないと判定されたときに切替周波数ｆを反対方向に変化させることで、電力切替周波数ｆは、太陽電池１０１の電力Ｐが最大になる最適動作点の近傍の周波数で制御される。充電装置１は、Ｓ２０６〜Ｓ２１２の処理を繰り返すことにより、太陽電池１０１の電力Ｐが最大になる最適動作点の近傍の切替周波数ｆでスイッチ１５が切替え動作することが可能になる。
【００６０】
（第３実施形態に係る充電装置を含む発電システムの構成及び機能）
図８は、第３実施形態に係る充電装置を含む発電システムのブロック図である。
【００６１】
発電システム３００は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８を有する充電装置３が充電装置１の代わりに配置されることが発電システム１００と相違する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１８を以外の発電システム３００の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された発電システム１００の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００６２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１８は、入力電圧検出部１０とスイッチドキャパシタ１１との間に配置され、太陽電池１０１から入力される電圧を所定の変換電圧に変換して、スイッチドキャパシタ１１に出力する。
【００６３】
発電システム３００は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８が所定の変換電圧をスイッチドキャパシタ１１に出力するので、太陽電池１０１から入力される入力電圧の変動にかかわらず一定の電圧をスイッチドキャパシタ１１に入力可能である。発電システム３００では、太陽電池１０１から入力される入力電圧の変動にかかわらず一定の電圧をスイッチドキャパシタ１１に入力されるので、単位時間当たりにキャパシタ１４に充電される電荷を一定にすることができる。
【００６４】
（実施形態に係る充電装置の作用効果）
実施形態に係る充電装置は、スイッチドキャパシタの切替周波数を入力電圧と切替周波数とから演算される演算値が最大になるように調整するので、発電装置を最大効率で動作させる電圧が未知の場合でも、発電装置が最大効率で動作する電圧で充電できる。
【００６５】
また、実施形態に係る充電装置は、スイッチドキャパシタ１１により、太陽電池１０１と充電部１３との間の電気接続を遮断することができるので、逆流防止用のダイオードを太陽電池１０１と充電部１３との間に配置しなくてよい。実施形態に係る充電装置は、逆流防止用のダイオードを太陽電池１０１と充電部１３との間に配置されないので、逆流防止用のダイオードの順方向電圧による電圧降下に起因する損失が発生するおそれはない。
【００６６】
また、実施形態に係る充電装置は、スイッチドキャパシタ１１を形成する一対のＭＯＳＦＥＴが同時に短絡故障をする場合を除き、太陽電池１０１と充電部１３とが短絡されることはない。実施形態に係る充電装置は、スイッチドキャパシタ１１を形成する一対のＭＯＳＦＥＴが同時に短絡故障しなければ、太陽電池１０１と充電部１３とが短絡されないので、太陽電池１０１と充電部１３とが短絡して充電部１３が過充電されるおそれは低い。
【００６７】
また、実施形態に係る充電装置は、太陽電池１０１から入力される入力電流を検出することなく、太陽電池１０１が最大効率となるように切替周波数ｆを調整するので、入力電流を検出する電流検出装置を省略できるので、低コスト化が図れる。
【００６８】
また、第３実施形態に係る充電装置３では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８の出力電流を切替周波数ｆから演算できるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８の出力電流を測定する電流検出装置を省略できるので、低コスト化が図れる。
【００６９】
（実施形態に係る充電装置の変形例）
発電システム１００〜３００は、太陽電池１０１を発電装置として採用するが、風力発電装置、セーベック温度差発電装置、地熱発電装置等の環境発電装置を含む他の発電装置を採用してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１〜３    充電装置
１０    入力電圧検出部
１１    スイッチドキャパシタ
１３    充電部
２０、４０    制御部
２１    入力電圧取得部
２２    入力電圧判定部
２３、４３    切替周波数調整部
２４    切替信号出力部
３１、４１    演算部
３２、４２    演算値判定部
３３    周波数調整部
１０１    太陽電池（発電装置）
【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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