【手続補正書】
【提出日】平成23年12月20日(2011.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２４のエミッタは発電系のマイナス端子１１７−２に、ベースは第一の回路部位１２１の一端に、コレクタは抵抗器１２３の一端および
ＮＭＯＳトランジスタ１２５−２のゲートに接続される。回路部位１２１の一端はＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２４のベースに、もう一端は回路部位１２２および抵抗器１２３の一端に接続され、回路部位１２２の一端は回路部位１２１の一端および抵抗器１２３の一端に接続され、もう一端は発電系のプラス端子１１７−１および蓄電系のプラス端子１１７−３に接続される。抵抗器１２３の一端は、回路部位１２１の一端および回路部位１２２の一端に接続され、もう一端はＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２４のコレクタおよびＮＭＯＳトランジスタ１２５−２のゲートに接続される。ＮＭＯＳトランジスタのソースは発電系のマイナス端子１１７−２に接続され、ゲートはＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２４のコレクタおよび抵抗器１２３の一端に接続され、ドレインは蓄電系のマイナス端子１１７−４に接続される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
ここで、第一の回路部位１３１、第二の回路部位１３２は、１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群を含む。直列接続したダイオードを並列接続すること、並列接続したダイオードを直列接続することも可能である。また、使用するダイオードは第５の実施の形態では発光ダイオードとするが、必ずしも発光ダイオードでなくてもよいものとする。発光ダイオードは緑色、赤色、青色、紫外、赤外などあらゆるものを用いることができる。さらに、ツェナーダイオードを用いてもよく、電圧降下がより少ないシリコンダイオード、ショットキーバリアダイオードを用いてもよい。また、これらのダイオードの組み合わせでもよく、組み合わせることにより、回路部位１３１の電圧降下の合計、回路部位１３２の電圧降下の合計を調整できる。回路部位１３１、１３２は抵抗器を含んでもよい。この抵抗器は、蓄電系のプラスマイナス端子間の電圧が高くなったときに流れる電流を制限する役割を果たす。第５の実施の形態は、回路部位１３２が、緑色発光ダイオード１３１−１、１３１−２、１３１−３の直列接続、回路部位１１２が、緑色発光ダイオード１３２−１、１３２−２、赤色発光ダイオード１３２−３、１３２−４および抵抗器１３２−５の直列接続の場合の例である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
消費電流は、数十μA（マイクロアンペア）程度に抑えることができる。このようなことが可能になる本質的理由は、ダイオードは電流が流れ始める付近の両端の電圧において、両端にかかる電圧に対して指数関数的に電流量が増大することを用いているため、複雑な増幅回路が不要であり、また、直列接続されるダイオードの個数や各ダイオードの閾値によりダイオードに流れる電流を調整し、少なく抑えることができることによる。尚、発電系と蓄電系を切り離すかどうかを決める一定電圧値は、直列接続されるダイオードの個数や各ダイオードの閾値および、抵抗器１３３の抵抗値などにより調整することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
図１２に過充電防止回路２１の内部を記載した回路図を示す。過充電防止回路２１の内部は、第１の実施の形態および図２で説明した。ここで図２におけるスイッチング素子１１５は、ＰＭＯＳトランジスタを用いることができる。スイッチング素子１１５に、ＰＭＯＳトランジスタを用いた場合の過充電防止回路２１の内部は図３で示される。図３中の回路部位１１１は少なくとも1つの発光ダイオードまたはツェナーダイオードを含む。図３では、回路部位１１１は緑色発光ダイオード１１１−１、１１１−２、１１１−３の直列接続の例が示されている。過充電防止回路２１の内部は、第１の実施の形態および図２、図３で説明したため、詳細の説明は割愛する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
また発電系と蓄電系が切り離された状態では、太陽電池１−１のプラスマイナス端子間の電圧は、太陽電池の開放電圧以下の範囲で高い電圧となる。回路部位１１１、１１２の少なくとも片方に発光ダイオードを用いた場合では発電系と蓄電系が切り離された状態では発光ダイオードがある程度の明るさで発光するため、目視により確認することができる。抵抗器１１２−５により、この時流れる電流を制限することができる。抵抗器１１２−５の抵抗値は、数百Ω〜数kΩが適する。この抵抗器１１２−５により電流を制限することにより、ダイオードは電流容量の小さいものを用いることができ、回路、装置、システムの大きさを小さくでき、価格を抑えることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
発電系と蓄電系すなわち、太陽電池１−１と鉛蓄電池２−１を切り離す基準の一定電圧値は、例えば１３.２Vである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
また発電系と蓄電系が切り離された状態では、太陽電池１−１のプラスマイナス端子間の電圧は、太陽電池の開放電圧以下の範囲で高い電圧となる。回路部位１１１、１１２の少なくとも片方に発光ダイオードを用いた場合では発電系と蓄電系が切り離された状態では発光ダイオードがある程度の明るさで発光するため、目視により確認することができる。抵抗器１１２−５により、この時流れる電流を制限することができる。抵抗器１１２−５の抵抗値は、数百Ω〜数kΩが適する。この抵抗器１１２−５により電流を制限することにより、ダイオードは電流容量の小さいものを用いることができ、回路、装置、システムの大きさを小さくでき、価格を抑えることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
蓄電系と出力系すなわち、鉛蓄電池２−１と負荷３を切り離す基準の第二の一定電圧値は、例えば１１.２Vである。第一の一定電圧値は、第二の一定電圧値より必ず高く設計する。第一の一定電圧値を、第二の一定電圧値と異なる値にするには、回路部位１１１と回路部位１３１の電圧降下量を変えるか、あるいは、回路部位１１２と回路部位１３２の電圧降下量を変える方法がある。例えば、回路部位１１２では緑色発光ダイオード４つの直列接続を用いるのに対し、回路部位１３２では緑色発光ダイオード２つと赤色発光ダイオード２つの直列接続を用いるなどの方法が可能である。尚、過放電防止機能により出力系と蓄電系が切り離されると、電力会社の系統から電力が供給されるようにしてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流をバイポーラトランジスタで増幅コピーし第一の電流とし、前記第一の電流を抵抗負荷に流すことにより、第一の電圧に変換し、前記第一の電圧を用いてスイッチング素子をオン・オフ制御することを特徴とする制御回路。
【請求項２】
１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流をバイポーラトランジスタにより増幅コピーし第一の電流とし、前記第一の電流を抵抗負荷に流すことにより第一の電圧に変換し、前記第一の電圧を増幅して第二の電圧にし、前記第二の電圧を用いてスイッチング素子をオン・オフ制御することを特徴とする制御回路。
【請求項３】
前記スイッチング素子はMOSトランジスタであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群のうち少なくとも1つは発光ダイオードであることを特徴とする請求項３に記載の制御回路。
【請求項５】
前記１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群のうち少なくとも1つはツェナーダイオードであることを特徴とする請求項３に記載の制御回路。
【請求項６】
前記１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に実質的に電流が流れる経路上のダイオードの数または種類またはその両方が、スイッチにより切り替えられることを特徴とした請求項４または請求項５に記載の制御回路。
【請求項７】
第一のＰＮＰ型バイポーラトランジスタおよび、第一の回路部位および、第二の回路部位および、抵抗器および、第一のＰＭＯＳトランジスタを持ち、前記第一のＰＮＰ型バイポーラトランジスタのコレクタは発電装置のプラスの系統に、ベースは前記第一の回路部位の一端に、エミッタは前記抵抗器の一端および前記第一のＰＭＯＳトランジスタのゲートに実質的に接続され、前記第一の回路部位の一端は前記第一のＰＮＰ型バイポーラトランジスタのベースに、もう一端は前記第二の回路部位の一端および前記抵抗器の一端に実質的に接続され、前記第二の回路部位の一端は前記第一回路部位の一端および前記抵抗器の一端に実質的に接続され、もう一端は発電装置のマイナスの系統および蓄電池のマイナスの系統に実質的に接続され、前記抵抗器の一端は、前記第一の回路部位の一端および前記第二の回路部位の一端に実質的に接続され、もう一端は前記第一のＰＮＰ型バイポーラトランジスタのエミッタおよび前記第一のＰＭＯＳトランジスタのゲートに実質的に接続され、前記第一のＰＭＯＳトランジスタのソースは発電装置のプラスの系統に実質的に接続され、ゲートは前記第一のＰＮＰ型バイポーラトランジスタのエミッタおよび前記抵抗器の一端に実質的に接続され、ドレインは蓄電池のプラスの系統に実質的に接続され、前記第一の回路部位は少なくとも一つのダイオードを含み、前記第二の回路部位は少なくとも一つのダイオードを含むことを特徴とする回路。
【請求項８】
第一のＮＰＮ型バイポーラトランジスタおよび、第一の回路部位および、第二の回路部位および、抵抗器および、第一のＮＭＯＳトランジスタを持ち、前記第一のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのエミッタは発電装置のマイナスの系統に、ベースは前記第一の回路部位の一端に、コレクタは前記抵抗器の一端および前記第一のＮＭＯＳトランジスタのゲートに実質的に接続され、前記第一の回路部位の一端は前記第一のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのベースに、もう一端は前記第二の回路部位の一端および前記抵抗器の一端に実質的に接続され、前記第二の回路部位の一端は前記第一の回路部位の一端および前記抵抗器の一端に実質的に接続され、もう一端は発電装置のプラスの系統および蓄電池のプラスの系統に実質的に接続され、前記抵抗器の一端は、前記第一の回路部位の一端および前記第二の回路部位の一端に実質的に接続され、もう一端は前記第一のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのコレクタおよび前記第一のＮＭＯＳトランジスタのゲートに実質的に接続され、前記第一のＮＭＯＳトランジスタのソースは発電装置のマイナスの系統に実質的に接続され、ゲートは前記第一のＮＰＮ型バイポーラトランジスタのコレクタおよび前記抵抗器の一端に実質的に接続され、ドレインは蓄電池のマイナスの系統に実質的に接続され、前記第一の回路部位は少なくとも一つのダイオードを含み、前記第二の回路部位は少なくとも一つのダイオードを含むことを特徴とする回路。
【請求項９】
前記第一の回路部位は少なくとも一つの発光ダイオードまたは少なくとも一つのツェナーダイオードを含み、前記第二の回路部位は少なくとも一つの発光ダイオードまたは少なくとも一つのツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の回路。
【請求項１０】
前記第一の回路部位または前記第二の回路部位は少なくとも一つの発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の回路。
【請求項１１】
前記第一の回路部位または前記第二の回路部位は少なくとも一つの抵抗器を含むことを特徴とする請求項１０に記載の回路。
【請求項１２】
前記第一の回路部位または前記第二の回路部位において実質的に電流が流れる経路上のダイオードの数または種類またはその両方が、スイッチにより切り替えられることを特徴とした請求項１１に記載の回路。
【請求項１３】
１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流をバイポーラトランジスタで増幅コピーし第一の電流とし、第一の電流を抵抗負荷に流すことにより、第一の電圧に変換し、第一の電圧を用いて第一のスイッチング素子をオン・オフ制御することを特徴とする制御回路を用い、発電装置の系統の両端の電圧が一定以上になると前記１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流が増大し、前記第一のスイッチング素子がオフすることにより、発電装置の系統と蓄電池の系統が切り離されることを特徴とする蓄電池制御装置。
【請求項１４】
前記第一のスイッチング素子は、MOSトランジスタであることを特徴とする請求項１３に記載の蓄電池制御装置。
【請求項１５】
前記第一の１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群のうち少なくとも1つは発光ダイオードまたはツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１４に記載の蓄電池制御装置。
【請求項１６】
第一の１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流をバイポーラトランジスタで増幅コピーし第一の電流とし、第一の電流を抵抗負荷に流すことにより第一の電圧に変換し、第一の電圧を用いて第一のスイッチング素子をオン・オフ制御することを特徴とする制御回路を用い、発電装置の系統の両端の電圧が第一の一定電圧値以上になると前記１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流が増大し、前記第一のスイッチング素子がオフすることにより、発電装置の系統と蓄電池の系統が切り離され、第二の１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流をバイポーラトランジスタで増幅コピーし第二の電流とし、第二の電流を抵抗負荷に流すことにより第二の電圧に変換し、第二の電圧を増幅して第三の電圧にし、第三の電圧を用いて第二のスイッチング素子をオン・オフ制御することを特徴とする制御回路を用い、蓄電池の系統の両端の電圧が第二の一定電圧値以下になると前記第二の１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流が減少し、第二の電圧を増幅して第三の電圧にし、前記第三の電圧により前記第二のスイッチング素子がオフすることにより、前記蓄電池の系統と出力の系統が切り離され、第一の一定電圧値が第二の一定電圧値より高いことを特徴とする蓄電池制御装置。
【請求項１７】
前記第一のスイッチング素子および前記第二のスイッチング素子は、MOSトランジスタであることを特徴とする請求項１６に記載の蓄電池制御装置。
【請求項１８】
前記第一の１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群のうち少なくとも１つは発光ダイオードまたはツェナーダイオードであり、前記第二の１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群のうち少なくとも１つは発光ダイオードまたはツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１７に記載の蓄電池制御装置。
【請求項１９】
発電装置と蓄電池を含み、１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流をバイポーラトランジスタで増幅コピーし第一の電流とし、前記第一の電流を抵抗負荷に流すことにより、第一の電圧に変換し、前記第一の電圧を用いて第一のスイッチング素子をオン・オフ制御する制御回路を用い、前記発電装置の系統の両端の電圧が一定電圧値以上になると前記１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流が増大し、前記第一のスイッチング素子がオフすることにより前記発電装置の系統と前記蓄電池の系統が切り離されることを特徴とする独立電源システム。
【請求項２０】
前記第一のスイッチング素子はMOSトランジスタであることを特徴とする請求項１９に記載の独立電源システム。
【請求項２１】
発電装置と蓄電池を含み、１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流をバイポーラトランジスタで増幅コピーし第一の電流とし、第一の電流を抵抗負荷に流すことにより、第一の電圧に変換し、第一の電圧を用いて第一のスイッチング素子をオン・オフ制御する制御回路を用い、前記発電装置の系統の両端の電圧が第一の一定電圧値以上になると前記１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流が増大し、前記第一のスイッチング素子がオフすることにより、前記発電装置の系統と前記蓄電池の系統が切り離され、第二の１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流をバイポーラトランジスタで増幅コピーし第二の電流とし、第二の電流を抵抗負荷に流すことにより第二の電圧に変換し、第二の電圧を増幅して第三の電圧にし、第三の電圧を用いて第二のスイッチング素子をオン・オフ制御する制御回路を用い、前記蓄電池の系統の両端の電圧が第二の一定電圧値以下になると前記第二の１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群に流れる電流が減少し、該電流が変換された第二の電圧を増幅して第三の電圧にし、前記第三の電圧により前記第二のスイッチング素子がオフすることにより前記蓄電池の系統と出力の系統が切り離され、第一の一定電圧値が第二の一定電圧値より高いことを特徴とする独立電源システム。
【請求項２２】
前記第一のスイッチング素子および前記第二のスイッチング素子はMOSトランジスタであることを特徴とする請求項２１に記載の独立電源システム。
【請求項２３】
前記発電装置は自然エネルギーを利用したものであることを特徴とする請求項１９または請求項２１に記載の独立電源システム。
【請求項２４】
前記発電装置は太陽電池であることを特徴とする請求項２３に記載の独立電源システム。
【請求項２５】
前記第一の１つのダイオードまたは複数の直列接続されたダイオード群のうち少なくとも1つは発光ダイオードまたはツェナーダイオードであることを特徴とする請求項２４に記載の独立電源システム。