(57)【要約】      （修正有）【課題】限られた太陽電池面積でも効率よく２次電池を充電するとともに太陽電池の温度変化にも追随して制御回路の構成素子数、消費電流が少ない最大電力追尾方法と充電装置を実現する。【解決手段】再生可能エネルギー源が接続される入力端子と、入力端子からのＤＣ電圧を別のＤＣ電圧に変換するＤＣＤＣ変換器と、ＤＣＤＣ変換器の基準電圧を供給する基準電圧調整器とを有し再生可能エネルギー源の出力電流を電圧に変換する、電流電圧変換器Ｕ４と基準電圧調整器と電流電圧変換器の出力電圧を減衰率Ｋで減衰させる減衰器と、電流電圧変換器出力と減衰器の出力電圧とを比較し基準電圧ＶＲＥＦを調整する基準電圧調整器Ｕ２０とを有し、再生可能エネルギー源の開放電圧の９０％以下の電圧時の電流を短絡電流Ｉｍａｘとすると、Ｋ＊Ｉｍａｘで再生可能エネルギー源を動作させて再生可能エネルギー源の最大電力点を追尾する。【選択図】図６
2012037989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）再生可能エネルギー源が接続される入力端子（Ｖｂ，Ｖｇ）と、（ｂ）前記入力端子からのＤＣ電圧を別のＤＣ電圧に変換するＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）と、該ＤＣＤＣ変換器の基準電圧を供給する基準電圧調整器Ｕ６２とを有し（ｃ）前記再生可能エネルギー源の出力電流を電圧に変換する、電流電圧変換器（Ｕ４）と基準電圧調整器Ｕ９と前記電流電圧変換器（Ｕ４）の出力電圧を減衰率Ｋで減衰させる減衰器（Ｕ１８）と、前記電流電圧変換器（Ｕ４）出力と前記減衰器（Ｕ１８）の出力電圧とを比較し基準電圧ＶＲＥＦを調整すると基準電圧調整器Ｕ２０とを有し、前記再生可能エネルギー源の開放電圧の９０％以下の電圧時の電流を短絡電流流Ｉｍａｘとすると、Ｋ＊Ｉｍａｘで再生可能エネルギー源を動作させることに特徴を有する再生可能エネルギー源を最大電力点で動作させる方法及びそれを用いた充電装置。
【請求項２】
請求項１における再生可能なエネルギー源（Ｕ２）が太陽電池、燃料電池、風力発電機、波力発電機、熱発電素子のいずれかであり、ＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）が昇圧型スイッチング変換器か降圧型スイッチング変換器か直列レギュレータのいずれかであり、請求項１における最大動作点で動作させる方法で制御されることに特徴を有する充電装置。
【請求項３】
請求項１における充電装置であって、太陽電池の動作電圧が最大電力点の電圧よりも低い電圧の時は前記基準電圧調整器Ｕ２０の出力電圧が下降し、太陽電池の動作電圧が最大電力点の電圧よりも高い電圧の時は前記基準電圧調整器Ｕ２０の出力電圧が上昇し、太陽電池の動作電圧が最大電力点の電圧が所定の電圧以下の時は前記基準電圧調整器Ｕ２０の出力電圧が保持されることに特徴を有する充電装置。
【請求項４】
請求項３における充電装置であって、前記ＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）の出力電圧が所定の電圧以下の時は該ＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）が再生可能なエネルギー源（Ｕ２）の出力電圧によって制御され前記再生可能なエネルギー源（Ｕ２）の出力電圧出力電圧が上昇した時は前記ＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）の出力電圧が上昇するよう制御することに特徴を有する充電装置。
【請求項５】
請求項４における充電装置であって、前記減衰器（Ｕ１８）は第１の抵抗器と直列に第２抵抗器が接続され第１の抵抗器と第２の抵抗器は同一の製造工程によって形成され同一の温度係数を有し減衰率が温度係数を持たず温度で一定の減衰率を有することに特徴を有する充電装置。
【請求項６】
請求項４における充電装置であって、前記減衰器（Ｕ１８）は第２の抵抗器と並列に第2の減衰率補正器が接続され電流電圧変換器（Ｕ５）の出出力電圧によって前記減衰器の減衰率が変化することに特徴を有する充電装置。
【請求項７】
請求項４における充電装置であって、前記減衰器（Ｕ１８）は第１の抵抗器と直列に第２の減抵抗器が接続され第第２の抵抗器は可変抵抗器であって減衰率が可変であるに特徴を有する充電装置。
【請求項８】
請求項４における充電装置であって、前記減衰器（Ｕ１８）は第２の抵抗器と並列に第2の減衰率補正器が接続され電流電圧変換器（Ｕ４）の出力電圧によって前記減衰器の減衰率が変化することに特徴を有する充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次電池充電装置に関するものであり、特に太陽電池や燃料電池から携帯機器や電気自動車等の２次電池を最大電力点で充電する充電装置に関するものである。携帯機器や電気自動車等の太陽電池はその設置面積に制約があるので出力電力は余裕があるものとはいえない。そのため最大電力追尾機能を付加したことによって自己消費電力の増加は極力減らすことが最大の課題である。しかし従来方法では、自己消費電力の増大と温度と日照の変化を正確に追尾することができないことのために広く利用されるに至っていない。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池が発生するエネルギーは最大電力を出力する最大電力点を有することが知られている。この最大電力点は温度、照射光量で変動するが太陽電池から電力を取り出すときにこの最大動作点で動作させると最大の電力を得ることができる。
【０００３】
太陽電池はＣＯ２を排出しないエネルギー源として広く利用が期待されているが、携帯機器（例えば携帯電話や携帯パソコン）にはその出力エネルギーを効率よく取り出す技術がコスト増加になりまた制御のために消費電流が増加するので携帯機器には広く利用されるにはいたっていない。
【０００４】
ちなみに２０億台の携帯電話と２０億台のノートＰＣが稼動しているとすると１０００万ＫＷの電力が消費されている計算になり、これは火力発電所１０機の発電量に相当する大きな量である。
【０００５】
本発明はあらゆる電子装置に使われる充電器にＣＯ２を発生しないエネルギーから充電することで地球のエネルギー節減に貢献しようとするものである。
【０００６】
太陽電池のエネルギーを効率よく取り出す制御技術を改良するために、これまで、様々な提案がなされている。しかしながら、これらの提案は、複雑な時間軸制御回路を必要とし、あるいは消費電流を増加させることにより携帯機器には広く利用されるにいたっていない。
【０００７】
太陽電池から最大の発電電力を取り出す従来の方法は、大別して3種類が提唱されている。（１）山登り法；電流X電圧=電力と電力の山型曲線の最大値を探す方法、ＡＤ変換器で電流と電圧データを読み込んで電力を乗算で算出して、最大値を探索する。（２）電圧追随法：あらかじめ判明している最大電力点の電圧で太陽電池を動作させる方法。
【０００８】
制御プログラムもしくは制御回路により太陽電池の電圧と電流を変化させて発電電力を計測し増減により最大値に向かって近づけるよう制御する。アナログ的にもしくはデジタル的に電力を乗算で算出してその電力値が最大になるようにDCDC変換器の出力電圧と電流を制御する方法がとられていた。または太陽電池パネルの温度を計測して温度の関数として動作点を制御する方法が用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
山登り法に関する文献。
【特許文献１】WO2005/045547  名称「太陽光発電装置」電機大
【特許文献２】特開2002-272094  名称「最大電力動作点追尾方法及び装置」
【特許文献３】特開平8-4445  名称「太陽電池の最大電力点追尾制御方法及び装置」
【特許文献４】特開2007-201257  名称「太陽光発電システム」シャープ電流制御に関する。
【特許文献５】特開平7-72941  名称「太陽電池の最大電力動作点判定法」産業技術総研
【特許文献６】特開平2002-72273094  名称「最大電力動作追尾方法及びその装置」産業技術総研、アナログ制御。電流制御に関する特許文献。
【特許文献７】US2005/0099166  Title: CONVERTER CONTROL FOR AUTOMATICMAXIMUM POWER POINT TRACKING
【特許文献８】US2007/0137688  Title: PHOTOVOLTAIC POWER GENERATOR
【特許文献９】US 4375662 Title: METHODS ANDAPPARATUSES FOR OPERATINGDEVICES WITH SOLAR POWER
【特許文献１０】US  322535 Title: SYSTEM  FOR UTILIZATION OF MAXIMUM AVAILABLEPOWER
【特許文献１１】US2009/0078300  Title: DISTRIBUTEDMAXIMUM POWER POINT TRACKING CONVERTER、
【特許文献１２】US4794272 Title: POWER REGULATOR USING ONLY BATTERY CURRENTMONITORING
【特許文献１３】特許公開平5-122855: 電力供給システム、シャープ、電流制御。
【特許文献１４】US5493204 Title: NEGATIVE IMPEADANCE PEAK POWERTRACKING
【００１０】
電圧追随方法に関する文献。
【特許文献１５】US  ３４８９９１５Title:ＣＯＭＢＩＮＥＤＳＯＬＡＲＡＲＲＡＹ  ＢＡＴＴＥＲY ＣＨＡＲＧＥＲ
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ＳＴマイクロ社製品カタログ: 1578SPV1020
【非特許文献２】Title: Method of and apparatus for enabling outputpower of solar panel to be maximized
【非特許文献３】CiNii２０５Title:太陽電池単セル昇圧回路へのMPPT制御の適用
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の山登り法だと、A／D変換器と乗算器が必要で制御のための回路が複雑で消費電流の増加は避けられず、携帯機器への応用は実現には大きな障害になっていた。また電流と電圧をA／D変換後のデータには量子化誤差が含まれるために精度の問題があるのでA／Ｄ変換器のビット数を少なくすると精度を下げてしまうので12ビット以上が用いられている。ここの点も動作電流を増加させる要因になっている。
また従来の山登り法は負荷電流を変化させて電力増減を判定するので時間軸が制御系に含まれ離散的に計測することが必要であり時間的に連続した制御は不可能であった。太陽電池は最大電力点の電圧が光量によって変化しない特性があり太陽電池の動作電圧を一定の電圧で動作させる電圧追随法も広く利用されている。しかしこの方法だと太陽電池パネルの温度変化には追随できないので大きく効率が低下する欠点があった。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、限られた太陽電池面積でも効率よく2次電池を充電するとともに太陽電池の温度変化にも追随して制御回路の構成素子数が小少なく消費電流が少ない最大電力追尾方法と充電装置を実現する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明は太陽電池の短絡電流以下に最大電力点が存在する出力電流の性質に着目して太陽電池の短絡電流より低い電流に相当する直流信号と電流特性曲線を最大電力点で交差させて太陽電池の動作点をから効率よく電力を引き出す方法に関するものである。
【００１５】
本発明の一形態によれば、
（ａ）再生可能エネルギー源が接続される入力端子（Ｖｂ，Ｖｇ）と、（ｂ）前記入力端子からのＤＣ電圧を別のＤＣ電圧に変換するＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）と、該ＤＣＤＣ変換器の基準電圧を供給する基準電圧調整器Ｕ６２とを有し（ｃ）前記再生可能エネルギー源の出力電流を電圧に変換する、電流電圧変換器（Ｕ４）と基準電圧調整器Ｕ９と前記電流電圧変換器（Ｕ４）の出力電圧を減衰率Ｋで減衰させる減衰器（Ｕ１８）と、前記電流電圧変換器（Ｕ４）出力と前記減衰器（Ｕ１８）の出力電圧とを比較し基準電圧ＶＲＥＦを調整すると基準電圧調整器Ｕ２０とを有し、前記再生可能エネルギー源の開放電圧の９０％以下の電圧時の電流を短絡電流流Ｉｍａｘとすると、Ｋ＊Ｉｍａｘで再生可能エネルギー源を動作させることに特徴を有する再生可能エネルギー源を最大電力点で動作させる方法及びそれを用いた充電装置である。
【００１６】
また、本充電装置は、再生可能なエネルギー源（Ｕ２）が太陽電池、燃料電池、風力発電機、波力発電機、熱発電素子のいずれかであり、ＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）が昇圧型スイッチング変換器か降圧型スイッチング変換器か直列レギュレータのいずれかであり、請求項１における最大動作点で動作させる方法で制御されることに特徴を有する。
【００１７】
さらに本充電装置は、太陽電池の動作電圧が最大電力点の電圧よりも低い電圧の時は前記基準電圧調整器Ｕ２０の出力電圧が下降し、太陽電池の動作電圧が最大電力点の電圧よりも高い電圧の時は前記基準電圧調整器Ｕ２０の出力電圧が上昇し、太陽電池の動作電圧が最大電力点の電圧が所定の電圧以下の時は前記基準電圧調整器Ｕ２０の出力電圧が保持されることに特徴を有する。
【００１８】
また本充電装置は、前記ＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）の出力電圧が所定の電圧以下の時は該ＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）が再生可能なエネルギー源（Ｕ２）の出力電圧によって制御され前記再生可能なエネルギー源（Ｕ２）の出力電圧出力電圧が上昇した時は前記ＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）の出力電圧が上昇するよう制御することに特徴を有すること、又は前記減衰器（Ｕ１８）は第１の抵抗器と直列に第２抵抗器が接続され第１の抵抗器と第２の抵抗器は同一の製造工程によって形成され同一の温度係数を有し減衰率が温度係数を持たず温度で一定の減衰率を有することに特徴を有すること、前記減衰器（Ｕ１８）は第２の抵抗器と並列に第2の減衰率補正器が接続され電流電圧変換器（Ｕ５）の出出力電圧によって前記減衰器の減衰率が変化することに特徴を有する。
【００１９】
加えて本充電装置は、前記減衰器（Ｕ１８）は第１の抵抗器と直列に第２の減抵抗器が接続され第第２の抵抗器は可変抵抗器であって減衰率が可変であるに特徴を有し、或いは、前記減衰器（Ｕ１８）は第２の抵抗器と並列に第2の減衰率補正器が接続され電流電圧変換器（Ｕ４）の出力電圧によって前記減衰器の減衰率が変化することに特徴を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図面を通じて、同様な要素には同様な参照符号が付されている。
【００２１】
説明の便宜上、本発明の適用対象である従来の最大電力追尾(MPPT)方法と充電装置の具体例についてまず説明する。
【００２２】
図１は従来の充電装置の具体例を示す。従来例は入力電圧をそれよりも高いDCDC出力電圧に昇圧するＤＣＤＣ変換器（Ｕ５）を利用している。
【００２３】
図１において、従来例に係る充電装置は入力端子Ｖｂ、Ｖｇを有する。
入力端子ＶｂとＶｇ間には、太陽電池からの電圧が印加される。図１の例では、入力端子Ｖｇは共通端子ないしグランド端子として、出力端子の１つを兼ねている。すなわち、充電装置は充電出力端子Ｖｃｇとグランド端子Ｖｇを備え、充電出力端子ＶｃｇとＶｇ間に充電される２次電池Ｕ１と負荷ＬＯＡＤが接続される。なお、負荷ＬＯＡＤは、充電装置の一部ではなく、充電装置を電源として使用する電子装置（たとえば携帯電話）を表している。このようにして、出力端子Ｖｃｇ、Ｖｇからの電圧（出力電圧）が２次電池Ｕ１と負荷ＬＯＡＤに印加される。
【００２４】
入力端子Ｖｂ、Ｖｇおよび出力端子Ｖｃｇ、Ｖｇに加え、従来例１の充電装置は、太陽電池U2, ＤＣＤＣ変換器Ｕ５、太陽電池電圧A／D変換器  U7、太陽電池電流A／D変換器  U８、太陽電池温度A／D変換器  U９、最大電力追尾制御器Ｕ１０、D／Ａ変換器Ｕ３、から構成される。
【００２５】
詳細には、最大電力追尾制御器Ｕ１０はマイクロコンピュータなどが利用され、A／D変換器Ｕ７を介し太陽電池出力電圧の情報が入力され、A／D変換器Ｕ８を介し太陽電池出力電流の情報が入力されA／D変換器Ｕ９を介し、温度センサーＵ６で検出された太陽電池パネルの温度情報が入力される。最大電力追尾制御器Ｕ１０はこれらの情報を元に太陽電池の出力電力が最大になる動作点を探してＤ／Ａ変換器U３を通じてＤＣＤＣ変換器Ｕ５の基準電圧（図示されない）を変更して出力電圧電流を調整する。
【００２６】
図２は、太陽電池の温度が変化した場合の特性曲線を示す。
図中、２０、２１と２２とは太陽電池のＶ−Ｉ特性、２４と２５と２６は２１と２２と２３に対応した出力電力曲線を示す。２０と２３は温度が高い状態を示している。
【００２７】
図3は太陽電池の光量が変化した場合の特性曲線を示す。
３９，３４は晴天の太陽光での電力特性曲線と電流電圧特性曲線をそれぞれ示す３０，３５は曇りでの電力特性曲線線と電流電圧特性曲線をそれぞれ示す。図より光量が変化しても最大電力点の電圧は変化しないことが読み取れる。この性質を利用して太陽電池の動作電圧をこの電圧に固定することで最大電力点動作を実現するのが従来の電圧追随法である。これは特許文献１０において提唱されていて、現在広く充電器に利用されているほう方法である。しかし太陽電池パネルの温度による最大電力点変化を追随することができない。太陽電池パネルと充電装置とは隔離されて設置されるのが通例であり充電装置側に温度検出機能を付加しても太陽電池パネルの温度検出として機能しない場合があり、問題が残る。
【００２８】
図２からもわかるように、温度変化で発電電力の最大点が移動する。したがって最大値に動作点を合わせるためには電力を演算して最大値を探す処理が必要であった。
図２において日照が一定で温度だけ変化したときには最大電力点は短絡電流の同じ割合の電流点に存在する。本発明はこの特性を利用して温度変化及び日照変化によって変化する最大電力点を追尾する回路構成を実現している。
【００２９】
電力最大値を探して動作点を制御するためにはデジタル的に処理する場合には、少なくとも３系統のAD変換器と1系統のDA変換器と乗算器が必要で、動作電流が増加することは避けられない。MPPT機能を付加して消費電流が増加して全体の効率が低下したのではその目的を達成することにならない。
【００３０】
本発明の第１の側面によれば、温度と照射光量で変化する太陽電池の最大電力を引き出す制御が提供される。これについて、図４−図１１を参照して説明する。
【００３１】
第１の実施形態（図６）
【００３２】
図６は本発明の第１の実施形態に係る充電装置を示したもので、太陽電池から充電する場合、AC電源から充電する場合と大きな違いは、太陽電池は出力電力に制限があることである。太陽電池能力以上に電力を引き出そうとしても自然に制限されてしまうが電力最大点で動作させれば、どのような条件下でも能力の最大値を引き出すことができる。特に携帯機器では太陽電池面積が限られるために太陽電池出力電力も十分といえないので、最大電力点で動作させる重要性がある。
【００３３】
図６において、本発明に係る充電装置は入力端子Ｖｂ、Ｖｇを有する。
入力端子ＶｂとＶｇ間には、太陽電池からの電圧が印加される。図の例では、入力端子Ｖｇは共通端子ないしグランド端子として、出力端子の１つを兼ねている。
【００３４】
すなわち、充電装置は出力端子ＶｃｇとＶｇを備え、充電出力端子ＶｃｇとＶｇ間に充電される２次電池Ｕ１と負荷ＬＯＡＤが接続される。なお、負荷ＬＯＡＤは、充電装置の一部ではなく、充電装置を電源として使用する電子装置（たとえば携帯電話）を表している。このようにして、出力端子Ｖｃｇ、Ｖｇからの電圧（出力電圧）が２次電池Ｕ１と負荷ＬＯＡＤに印加される。
【００３５】
入力端子Ｖｂ、Ｖｇおよび出力端子Ｖｃｇ、Ｖｇに加え、本発明の充電装置は、太陽電池Ｕ２，電流電圧変換器Ｕ４，ＤＣＤＣ変換器Ｕ５、第１サンプルホールド器Ｕ１７、減衰器Ｕ１８、FBモード制御器Ｕ２１、第２サンプルホールド器Ｕ１９、基準電圧調整器Ｕ２０から構成される。
U12はMPPT動作を開始するパルス信号を発生するスタート信号発生器をしめす。ＤＣＤＣ変換器のクロック信号を分周して長い周期のクロックを発生する。ＭＰＰT動作はこの信号に同期して行われる。
図１１、図１２、図１３はＤＣＤC変換器を示す。図１１は昇圧型ＤＣＤＣ変換器の回路例を示す。図１１において比較器Ｕ１１0と積分器Ｕ１１1と鋸歯状波Ｕ１１２とでパルス幅変調器を構成する。鋸歯状波Ｕ112と積分器Ｕ１１１の出力を比較器Ｕ１１0を用いて比較してパルス幅変調されたパルス信号を発生してFET スイッチN1を開閉して出力 電圧VOを調整する。
図１２は降圧型DCDC変換器、図１３は直列安定化DCDC変換器をそれぞれ示す。
【００３６】
図４は本発明における動作波形を示すが減衰器は補正が付加されていない。
43，44，45は太陽電池から出力される電流特性曲線を示す本実施例におけるDCDC変換器はクロックパルスに同期しているので電流波形はパルス波形であるが、サンプルホールドされた電流波形はほぼ直流に変換されている。
図4中、４３，４４，４５は−４０度、３０度、８５度の電流曲線をそれぞれ示す。△印は最大電力点の位置と同じ位置を示す。４０，４１，４２は−４０度、３０度、８５度の電流電圧変換曲線をそれぞれ示す。４９，５０，５１は−４０度、３０度、８５度の減衰器を通ってサンプルホールドされた信号をそれぞれ示す。サンプルホールドされた信号は寄生的な微小なリークで減少するがほぼ直流である。４６，４７，４８は−４０度、３０度、８５度の太陽電池の発電電力を示す曲線を示し□印で示す点が最大電力点を表す。
曲線４６上の□印は電流電圧編変換曲線４６Ｐの○印と横軸電圧値が−４０度ではほぼ一致しているが３０度、８５度ではそれぞれ−１０％、−２５%最大電力点から少ない電力の位置にずれているこのことは最大電力点の現れる位置が温度によって短絡電流の一定割合の減衰ではないことを示している。ただずれ具合は一定の法則が見られるので補正可能でもあることも示している。温度上昇で開放電圧が低下して最大電力点の現れる電流位置も低下している。
【００３７】
図５は図４に補正器が付加された時の動作波形を示す。
図５中５０，５１，６２は−４０度、３０度、８５度の電力曲線をそれぞれ示す。□印の点が最大電力点を表す。曲線５３，５５，５７は−４０度、３０度、８５度の電流電変換電圧曲線をそれぞれ示す。曲線５３ｋ，５５ｋ，５７ｋは図６において第１のサンプルホールド器（U7）によるサンプルホールド出力電圧信号（FBJ）に相当する。曲線５４，５６，５８は−４０度、３０度、８５度の減衰器（U8）を通って第2サンプルホールド器（U9）によるサンプルホールドされた電圧信号（FBｋ）をそれぞれ示し、FBkに対応する。
曲線５３，５５，５７と、直線５３ｋ，５５ｋ，５７ｋの交点は○印で示されそれぞれで電力曲線５０，５１，６２の□印の頂点とその横軸の位置がおおむね一致している。
電力曲線５０の頂点の□印と曲線５３と直線５３ｋの交点の○印は横軸電圧値が一致しているので、曲線５３（FBJ）と直線５３ｋ(FBk)の交点の電圧で動作させるように圧太陽電池を制御すれば最大電力点で動作させることができる。
電力曲線５２の頂点の□印と曲線５７と直線６７ｋの交点の○印は横軸電圧値が一致している。
電力曲線５１の頂点の□印と曲線５５と直線５５ｋの交点の○印は横軸電圧値が一致せず。５１の頂点から本来の最大電力値から２%低い点で交差していて補正前の−１０％から改善がされていて補正をかけた効果が認められる。図９に補正器の回路例を示す。実施例では抵抗器Ｒ９０に並列に接続されているが抵抗器Ｒ９１との組み合わせも容易に実現できる。
【００３８】
前記信号FBJとＦＢｋは基準電圧調整器U20に供給される。
ちなみに電力曲線５０を例に説明を加える。太陽電池の動作点が電力曲線５０の四角印で示される頂点の左側にあるときはＦＢｊ＞ＦＢｋであり、太陽電池の発電能力以上の電力が引かれている状態である。最大電力電力点にもどすために基準電圧を低下させて負荷電力を低下させるよう働かせる。動作点は曲線５３＝FBJと直線５３ｋFBKの交点に接近する。その交点に近づくと基準電圧変化は停止しての状態を維持する基準電圧調整器の回路を示す図７においてＦＥＴスイッチＱ１Ｑ２ともにオフ状態になり動作点を頂点付近で保持される。太陽電池の動作点が電力曲線５０の四角印で示される頂点の右側にあるときはＦＢｊ＜ＦＢｋであり、発電能力以下で電力を引いている状態であるので、負荷電力を増加させる余裕があることを示している。図７においてＦＥＴスイッチＱ１がオン状態になり基準電圧ＶＲＥＦを上昇させて負荷電力を増やし曲線５３と５４直線５４の交点すなわち最大電力点に近付で保持する。
【００３９】
図14にＦＢモード制御器の回路例を示す。U140は比較器を示し、出力電圧が所定電圧以上の時は出力電圧の分圧電圧をDCDC変換器に供給して定電圧で2次電池を充電する、リチューム電池等の2次電池は過大電圧で破壊する恐れがあるので出力電圧に上限を設けるのは充電器にとって重要である。出力電圧が所定電圧以下の時は太陽電池の出力電圧の分圧電圧の反転積分電圧をDCDC変換器に供給して最大電力点で動作させる制御をおこなう。反転積分器は図14中U141とC1040とR144とR143とで構成され、差動増幅器U141に基準電圧として供給されているので反転積分器の出力には太陽電池の出力電圧変化が反転した電圧が出力されるので反転積分器の経由させるこことにより制御の方向が逆になる。
【００４０】
ちなみにＳＴマイクロ社製品カタログ: 1578SPV1020によれば自己消費５ｍAが開示されている。本発明では全体の充電装置全体で差動増幅器５個、比較器４個で構成できる。ＤＣＤＣ変換器のパルス周波数を１００ｋHzとすると自己消費電流は100ｕＡもあれば十分と推定している。つまり本発明の回路構成では自己消費が１／5０にできる可能性がある。
【００４１】
従来の電圧追随方法でなく山登り方法でもなく新しい最大電力追随方法を実現する回路は少ない自己消費電流で実現可能である。
【００４２】
本発明の1形態によれば、太陽電池の出力電流と出力電圧にはもともと温度と光量の情報が含まれていて、減衰器とサンプルホールド器と基準電圧調整器とでDCDC変換器に直流的な制御信号を供給して温度と光量に応じて最大電力点を追尾する充電装置を実現することが可能になる。
【００４３】
太陽電池以外の再生可能エネルギー源についても電力を引くとその発電量が低下する特性を有することが知られていていわゆる右肩下がり特性を持つことが公知情報として頒布されている。したがって本発明の方法は太陽電池に限らず、その他の再生可能エネルギー源にも同様に適用することは容易に推察がつくものである。
【００４４】
しかも直流帰還を掛かけることができるのでＤＣＤＣ変換機の種類を選ばずに図１１の昇圧ＤＣＤＣ変換器はもとより、図１２の降圧ＤＣＤＣ変換器、図１３の直列レギュレータにも適用可能である。しかもMPPT部単独で集積化できるのですでに膨大な種類の市販のDCDC変換器にMMPPT制御機能を付加できるので。特別な新規開発を行う必要がなく資源を無駄に使用することがない側面も有している。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来の充電装置の一例を示すブロック図である。
【図２】太陽電池、温度変化時の特性曲線を示す。
【図３】太陽電池の日照変化、の特性曲線を示す。
【図４】本発明にかかわる減衰器補正機能のない減衰器を用いた最大電力追尾方法を説明する特性図を示す。
【図５】本発明にかかわる減衰器補正機能を有する減衰器を用いた最大電力追尾方法を説明する特性図を示す。
【図６】本発明にかかわる最大電力追尾方法を実現する充電装置の構成図を示す。
【図７】本発明にかかわる基準電圧調整器の回路図を示す。
【図８】本発明にかかわる電流電圧変換器の回路図を示す。
【図９】本発明にかかわる減衰率補正器の回路図を示す。
【図１０】本発明にかかわる第1のサンプルホールド器の回路図を示す。
【図１１】昇圧ＤＣＤＣ変換器の回路例を示す。
【図１２】降圧ＤＣＤＣ変換器の回路例を示す。
【図１３】直列ＤＣＤＣ変換器の回路例を示す。
【図１４】本発明にかかわるＦＢモード制御器の回路図を示す。
【符号の説明】
【００４６】
Ｖｂ，Ｖｇ：  入力端子
Ｖｃｇ：出力端子
Ｕ１：  ２次電池
Ｕ２：  太陽電池
Ｕ３：  Ｄ／Ａ変換器
Ｕ４：  電流電圧変換器
Ｕ５：  ＤＣＤＣ変換器
Ｕ６：  温度検出器
Ｕ７，Ｕ８，Ｕ９：  Ａ／Ｄ変換器
Ｕ１７：  第１のサンプルホールド器
Ｕ１９：  第２のサンプルホールド器
Ｕ１８：  減衰器
Ｕ１０：  最大電力追尾制御器
Ｕ２０：  基準電圧調整器
Ｕ２１：  ＦＢモード制御器
Ｎ１２：  温度センサー
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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