(57)【要約】【課題】持ち運びが可能なソーラ電源装置に適した構造及び制御回路を提供する。【解決手段】持ち運びが可能なソーラ電源装置３１において、蓄電池（蓄電要素）３３が収められる筐体３２と、この筐体３２に取り付けられる充電用コネクタ４１及び出力コネクタ４３と、筐体３２内に収められる蓄電池（蓄電要素）３３と、この充電用コネクタ４１を介して供給される電流を蓄電池３３に充電する充電回路と、蓄電池３３電流を出力コネクタ４３に供給する出力回路と、筐体３２と別体で設けられる太陽電池３６とを備え、充電用コネクタ４１に太陽電池３６を接続して太陽電池３６の発電電流を蓄電池３３に充電する構成とした。【選択図】    図１
2004312815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
持ち運びが可能なソーラ電源装置において、
蓄電要素が収められる筐体と、この筐体に取り付けられる充電用コネクタ及び出力コネクタと、この充電用コネクタを介して供給される電流を蓄電要素に充電する充電回路と、蓄電要素電流をこの出力コネクタに供給する出力回路と、筐体と別体で設けられる太陽電池とを備え、充電用コネクタに太陽電池の出力端子を接続して太陽電池の発電電流を蓄電要素に充電する構成としたことを特徴とするソーラ電源装置。
【請求項２】
前記充電回路を流れる過電流を遮断する充電監視回路を備え、この充電監視回路を充電回路を流れる充電電流によって作動する構成としたことを特徴とする請求項１に記載のソーラ電源装置。
【請求項３】
前記蓄電要素の蓄電圧が所定値より低下するのに伴って前記出力回路を流れる出力電流を遮断する出力監視回路を備え、この出力監視回路は出力回路を開閉するノーマルオープンタイプの第一リレー接点と、この第一リレー接点を開閉駆動するコイルとを備え、蓄電圧が所定値より低い出力停止状態にてコイルの通電を停止して出力回路を遮断する構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載のソーラ電源装置。
【請求項４】
前記出力監視回路は表示手段を駆動するノーマルクローズタイプの第二リレー接点と、この第二リレー接点と第一リレー接点を交互に開閉駆動する共通のコイルとを備え、蓄電圧が所定値より低い出力停止状態にてコイルの通電を停止して出力回路を遮断するとともに表示手段を作動させる構成としたことを特徴とする請求項３に記載のソーラ電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、持ち運びが可能なソーラ電源装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のソーラ電源装置として、図３、図４に示すものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
これについて説明すると、太陽電池２８とこの太陽電池２８が太陽光等にあたって生じた電流を充電する蓄電池４とを備えたソーラ電源装置において、蓄電池４を収納した筐体１に対し、太陽電池２８を装着した蓋部２が取り外し可能に設けられる。筐体１と太陽電池２８はコードを介して導通可能に設けられる。筐体１には、直流電源の出力回路８，９と、出力端子２１が設けられ、その内部にはＡＣ／ＤＣアダプター１１を介して家庭用ＡＣ電源から蓄電池４に充電可能な充電回路５が設けられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１４７９２３号公報
【特許文献２】
特開２００２−７８２３０号公報
【特許文献３】
特開２００２−３３０５５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のソーラ電源装置にあっては、太陽電池３６が蓄電池４を収納した筐体１に着脱可能に取り付けられる構造のため、太陽電池３６または筐体１の形状及び大きさが互いに制約され、太陽電池３６の受光面積を充分に確保することと、筐体３２のコンパクト化を両立することが難しという問題点があった。
【０００６】
また、蓄電池４に供給される過電流を遮断したり、蓄電圧が低下し過ぎないように出力電流を遮断する制御を行う必要があり、これらの制御を行うのに蓄電池４の電力消費が増えるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、持ち運びが可能なソーラ電源装置に適した構造及び制御回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、持ち運びが可能なソーラ電源装置に適用する。
【０００９】
そして、蓄電要素が収められる筐体と、この筐体に取り付けられる充電用コネクタ及び出力コネクタと、この充電用コネクタを介して供給される電流を蓄電要素に充電する充電回路と、蓄電要素電流を出力コネクタに供給する出力回路と、筐体と別体で設けられる太陽電池とを備え、充電用コネクタに太陽電池の出力端子を接続して太陽電池の発電電流を蓄電要素に充電する構成としたことを特徴とするものとした。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、充電回路を流れる過電流を遮断する充電監視回路を備え、この充電監視回路は充電回路を流れる充電電流によって作動する構成としたことを特徴とするものとした。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明において、蓄電圧が所定値より低下するのに伴って出力回路を流れる出力電流を遮断する出力監視回路を備え、この出力監視回路は出力回路を開閉するノーマルオープンタイプの第一リレー接点と、この第一リレー接点を開閉駆動するコイルとを備え、蓄電圧が所定値より低い出力停止状態にてコイルの通電を停止して出力回路を遮断する構成としたことを特徴とするものとした。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、出力監視回路は表示手段を駆動するノーマルクローズタイプの第二リレー接点と、この第二リレー接点と第一リレー接点を交互に開閉駆動する共通のコイルとを備え、蓄電圧が所定値より低い出力停止状態にてコイルの通電を停止して出力回路を遮断するとともに表示手段を作動させる構成としたことを特徴とするものとした。
【００１３】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、蓄電要素が収められる筐体を太陽電池と分離して設ける構造のため、筐体をコンパクト化することと、太陽電池の受光面積を充分に確保することを両立できる。
【００１４】
また、充電用コネクタには太陽電池から延びる出力端子以外に他の電源から延びる出力端子を接続することが可能であり、充電方法が制約されない。
【００１５】
第２の発明によると、充電監視回路は蓄電回路を流れる過電流を遮断する制御を充電電流によって行うため、充電停止時に蓄電力を消費することが避けられる。
【００１６】
第３の発明によると、蓄電力が低下しすぎるような場合、出力監視回路は第一リレー接点を開成して出力電流を遮断し、それ以上に蓄電力が低下することを回避する。
【００１７】
また、制御素子等の作動不良時にコイルに通電されない場合、ノーマルオープンタイプの第一リレー接点が開成するため、出力回路から各機器に流れる出力電流が遮断され、フェイルセーフ機能が果たされる。
【００１８】
第４の発明によると、出力監視回路は出力電流を遮断する動作に連動して表示手段を作動させる。これにより、操作者は表示手段を見て蓄電池に充電が必要なことを知ることができる。
【００１９】
そして、第一リレー接点が閉成する出力可能状態では第二リレー接点が開成するため、表示手段が通電されず、蓄電力の消費が抑えられる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１に示すように、ソーラ電源装置３１は持ち運びが可能な筐体３２と、この筐体３２内に収められる蓄電要素としての例えばニッカド乾電池からなる蓄電池３３及びその制御基板５０とを備える。
【００２２】
筐体３２の上部には充電用コネクタ４１と表示燈４２と３つの出力コネクタ４３と電源スイッチ４４とがそれぞれ外部に面して取り付けられる。
【００２３】
充電用コネクタ４１は太陽電池３６またはＡＣ／ＤＣ電源３５を接続可能とし、これから供給される電力が制御基板５０を介して蓄電池３３に充填される。
【００２４】
太陽電池３６は太陽光等の光エネルギによって発電する。充電用コネクタ４１に太陽電池３６から延びる出力端子３６ａが差し込まれることによって、太陽電池３６による発電電流が蓄電池３３に充電される。
【００２５】
ＡＣ／ＤＣ電源３５は交流電流を直流電流に変換する。充電用コネクタ４１にＡＣ／ＤＣ電源３５から延びる出力端子３５ａが差し込まれ、かつ交流電源コンセントにプラグ３４が差し込まれることによって、交流電源コンセントから供給される交流電流がＡＣ／ＤＣ電源３５によって直流に変換されて蓄電池３３に充電される。
【００２６】
図１において、３７はＬＥＤ（半導体発光素子）を用いたライトであり、このライト３７はこれから延びるコネクタ３７ａが出力コネクタ４３に差し込まれ、電源スイッチ４４がＯＮに切り換えられることによって蓄電池３３からの電流が供給されて点灯する。ＬＥＤを用いたライト３７はエジソン電球型ライトに比べて消費電力が小さく、限られた蓄電池３３の電力によって長時間の使用が可能となる。
【００２７】
図１において、３８，３９は出力コネクタ４３に差し込まれるシガーソケット型変換コードであり、これらを介して例えば携帯電話２９に電力を供給したり、ＤＣ／ＡＣインバータ３０を介して種々の機器に電力を供給できる。
【００２８】
図２はソーラ電源装置３１の電気回路図である。制御基板５０は充電用コネクタ４１を介して供給される電流を蓄電池３３に充電する充電回路７１と、蓄電池３３に充電される過電流を遮断する充電監視回路８０とを備える。
【００２９】
充電回路７１は充電用コネクタ４１と蓄電池３３を結び、その途中に逆流防止用のダイオード７２が介装される。充電用コネクタ４１に太陽電池３６等が差し込まれた充電状態で、太陽電池３６による発電電流が充電回路７１を通って蓄電池３３に充電される。
【００３０】
表示燈４２は充電を促すためのものであって、表示燈４２が点灯して、オペレータに充電が必要なことを知らせる。
【００３１】
充電監視回路８０は蓄電池３３の表面温度を検出する温度検出手段としてサーミスタ８４と、充電回路７１の途中に介装されるノーマルクローズタイプのリレー接点８６とを備え、このサーミスタ８４の検出信号に応じて表面温度が所定値を超えて上昇するとリレー接点８６を開成し、蓄電池３３に充電される過電流を遮断する構成となっている。
【００３２】
サーミスタ８４はその抵抗値が蓄電池３３の表面温度に応じて変化する。充電監視回路８０は充電回路７１にブリッジ状に介装された第一、第二の抵抗８１，８２間の基準電位と、第三の抵抗８３及びサーミスタ８４間の検出電位とがオペアンプ８５の各端子にそれぞれ入力される。オペアンプ８５はコンデンサ８８及び帰還抵抗８９を介して比較器を構成し、各端子間の電位差に応じてリレー接点８６のコイル８７に対する電流を断続する。
【００３３】
オペアンプ８５は蓄電池３３の表面温度が第一設定値（例えば５８°Ｃ）を超えて上昇するとコイル８７を通電し、表面温度が第二設定値（例えば５０°Ｃ）より低下するとコイル８７への通電を止める構成とする。このようにオペアンプ８５がヒステリシスを持って作動することにより、リレー接点８６のハンチングを防止することと、表面温度が十分に低下した後に蓄電池３３の充電が行われるため、蓄電池３３の劣化を防止する。
【００３４】
充電用コネクタ４１に大電流が供給されて蓄電池３３の急速充電が行われるような場合、充電監視回路８０は蓄電池３３の温度が過度に上昇しないように充電回路７１を流れる充電電流を遮断するため、蓄電池３３が過充電されることを回避できる。
【００３５】
また、充電監視回路８０は充電回路７１を流れる充電電流によって作動する構成としたため、充電停止時に蓄電池３３の電力を消費することが避けられる。
【００３６】
さらに、制御基板５０は蓄電池３３からの電流を各出力コネクタ４３に供給する出力回路５１と、蓄電池３３の蓄電圧が所定値より低下するのに伴って蓄電池３３の出力を停止する出力監視回路６０とを備える。
【００３７】
出力回路５１は蓄電池３３と各出力コネクタ４３を結び、その途中に電源スイッチ４４とヒューズ４５が介装される。電源スイッチ４４が閉成し、かつ各出力コネクタ４３にライト３７等の機器が接続された状態で電流が流れる。
【００３８】
出力監視回路６０は出力回路５１の途中に介装されるノーマルオープンタイプの第一リレー接点６６と、この第一リレー接点６６を閉成するコイル６７と、このコイル６７に対する通電を制御するオペアンプ６５とを備える。
【００３９】
出力監視回路６０は出力回路５１にブリッジ状に介装された第一、第二の抵抗６１，６２間の検出電位と、第三の抵抗６３及びツェナーダイオード７１間の基準電位が第四の抵抗６４を介してオペアンプ６５の各端子にそれぞれ入力される。オペアンプ６５はコンデンサ６８及び帰還抵抗６９を介して比較器を構成し、各端子間の電位差に応じてコイル６７に対する電流を断続する。
【００４０】
オペアンプ６５は蓄電池３３の電圧が第一設定値（例えば１０．８Ｖ）より低下するとコイル６７の通電を止めて第一リレー接点６６を開成する一方、電圧が第二設定値（例えば１１．０Ｖ）を超えて上昇するとコイル６７を通電して第一リレー接点６６を閉成する構成とする。このようにオペアンプ６５がヒステリシスを持って作動することにより、第一リレー接点６６のハンチングを防止する。
【００４１】
これにより、蓄電池３３の蓄電力が低下しすぎるような場合、出力監視回路６０は第一リレー接点６６を開成して出力回路５１から各機器に流れる出力電流が遮断され、それ以上に蓄電力が低下することを回避する。
【００４２】
出力監視回路６０は出力回路５１に第二リレー接点７２と抵抗７３と表示燈４２及びツェナーダイオード７４が直列に介装される。
【００４３】
ノーマルクローズタイプの第二リレー接点７２はコイル６７が通電されることによって開成される。すなわち、この第二リレー接点７２と前記第一リレー接点６６は共通のコイル６７を介して開閉作動する２回路のリレースイッチを構成している。
【００４４】
これにより、表示燈４２は第一リレー接点６６が閉成する出力可能状態では第二リレー接点７２が開成して消灯する一方、第一リレー接点６６が開成する出力停止状態では第二リレー接点７２が閉成して点灯する。これにより、操作者は表示燈４２が点灯していることを見て蓄電池３３に充電が必要なことを知ることができる。そして、第一リレー接点６６が閉成する出力可能状態では第二リレー接点７２が開成するため、表示燈４２が通電されず、蓄電池３３の電力消費が抑えられる。
【００４５】
また、オペアンプ６５等の作動不良時にコイル６７が通電されない場合、ノーマルオープンタイプの第一リレー接点６６が開成するため、出力回路５１から各機器に流れる出力電流が遮断され、フェイルセーフ機能が果たされる。
【００４６】
また、表示燈４２がツェナーダイオード７４を介して蓄電圧が所定値（例えば９．２Ｖ）以上で点灯し、蓄電圧がこの所定値より低下すると消灯する構成となっている。これにより、蓄電圧がかなり低下した状態で、表示燈４２が点灯することが避けられ、蓄電池３３の電力を消費しない。
【００４７】
ソーラ電源装置３１は以上のように構成されて、蓄電池３３が収められる筐体３２を太陽電池３６と分離して設ける構造ため、蓄電池３３をコンパクト化することと、太陽電池３６の受光面積を充分に確保することを両立できる。
【００４８】
充電用コネクタ４１には太陽電池３６から延びる出力端子３６ａ以外にＡＣ／ＤＣ電源３５から延びる出力端子３５ａや他の電源から延びる出力端子を接続することが可能であり、充電方法が制約されない。
【００４９】
さらに、充電回路７１、出力回路５１、出力監視回路６０はオペアンプと抵抗等を主体とした構成としたため、電磁波ノイズの影響を受けにくい。
【００５０】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すソーラ電源装置の斜視図。
【図２】同じくソーラ電源装置の電気回路図。
【図３】従来例を示すソーラ電源装置の斜視図。
【図４】同じくソーラ電源装置の構成図。
【符号の説明】
３１  ソーラ電源装置
３２  筐体
３３  蓄電池（蓄電要素）
４１  充電用コネクタ
４２  表示燈
４３  出力コネクタ
５１  出力回路
６０  出力監視回路
６５  オペアンプ
６６  第一リレー接点
６７  コイル
７１  充電回路
７２  第二リレー接点
【図１】
2004312815.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004312815.tif 000005
【図４】
2004312815.tif 000006