(57)【要約】【課題】簡易な回路でＭＰＰＴ制御を行うことができる電力変換制御回路、電力変換装置、電力供給装置及び電力変換制御方法を提供する。【解決手段】電力変換装置は、直流電源から出力される電力を変換する電力変換回路と、電力変換回路を制御する電力変換制御回路と、を備える。電力変換制御回路は、直流電源から出力される電圧に比例した第１の電圧を出力する第１の回路と、第１の電圧と、周期的に変化する第２の電圧と、を重畳した第３の電圧を制御電圧として電力変換回路に出力する第２の回路と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から出力される電力を変換する電力変換回路を制御する回路であって、
前記直流電源から出力される電圧に比例した第１の電圧を出力する第１の回路と、
前記第１の電圧と、周期的に変化する第２の電圧と、を重畳した第３の電圧を制御電圧として前記電力変換回路に出力する第２の回路と、
を備える、電力変換制御回路。
【請求項２】
前記第１の回路は、前記直流電源から出力される電圧を分圧した電圧を前記第１の電圧として出力する分圧回路であり、
前記第２の回路は、第１の巻線の一方の端子に前記第１の電圧が入力され、前記第１の巻線の他方の端子が前記電力変換回路に接続され、第２の巻線の両端に前記第２の電圧が印加される変圧器である、請求項１に記載の電力変換制御回路。
【請求項３】
前記第２の電圧の振幅を調整することにより、前記直流電源、前記第１の回路、前記第２の回路及び前記電力変換回路で構成される帰還回路のゲインを調整することが可能である、請求項１又は２に記載の電力変換制御回路。
【請求項４】
前記第２の電圧は、三角波、のこぎり波、台形波又は正弦波の電圧である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力変換制御回路。
【請求項５】
前記電力変換回路は、
一端が前記直流電源の高電位側の電源ラインに接続されたコイルと、
ドレイン−ソース経路が前記コイルの他端と前記直流電源の低電位側の電源ラインとの間に接続され、ゲートに前記第３の電圧が供給されるトランジスタと、
前記コイルの他端と負荷の高電位側の端子との間に接続されたダイオードと、
を備えるチョッパ回路である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力変換制御回路。
【請求項６】
直流電源から出力される電力を変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路を制御する電力変換制御回路と、
を備え、
前記電力変換制御回路は、
前記直流電源から出力される電圧に比例した第１の電圧を出力する第１の回路と、
前記第１の電圧と、周期的に変化する第２の電圧と、を重畳した第３の電圧を制御電圧として前記電力変換回路に出力する第２の回路と、
を備える、電力変換装置。
【請求項７】
直流電源と、
前記直流電源から出力される電力を変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路を制御する電力変換制御回路と、
周期的に変化する電圧を出力する周期電圧出力回路と、
を備え、
前記電力変換制御回路は、
前記直流電源から出力される電圧に比例した第１の電圧を出力する第１の回路と、
前記第１の電圧と、前記周期電圧出力回路から出力される第２の電圧と、を重畳した第３の電圧を制御電圧として前記電力変換回路に出力する第２の回路と、
を備える、電力供給装置。
【請求項８】
直流電源から出力される電力を変換する電力変換回路を制御する方法であって、
前記直流電源から出力される電圧に比例した第１の電圧を出力する第１のステップと、
前記第１の電圧と、周期的に変化する第２の電圧と、を重畳した第３の電圧を制御電圧として前記電力変換回路に出力する第２のステップと、
を備える、電力変換制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換回路を制御する電力変換制御回路、これを備えた電力変換装置及び電力供給装置、並びに電力変換制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、その特性から最大電力動作点が存在する。また、太陽電池の最大電力動作点は入射光量により変化するので、太陽電池を有効に使用するには最大電力動作点追従制御（Maximum  Power  Point  Tracking、以下「ＭＰＰＴ」という。）を行う電力変換回路が必要になる。
【０００３】
従来、ＭＰＰＴを行う技術として、以下のような技術が知られている。
１．山登り法
太陽電池の電力を計算して、電力が常に大きくなる方に制御を切り替える方法。
２．微分法
太陽電池の出力電流Ｉと出力電圧Ｖとを検出して、ｄＶ／ｄＩ＝Ｖ／Ｉが成り立つように制御する方法。
３．リミットサイクル法
電流指令値又は電圧指令値を直線的に上昇させたとき、太陽電池の特性から追従出来なくなるポイントが存在する。このポイントは最大電力付近であるので、電流指令値と電流測定値との誤差又は電圧指令値と電圧測定値との誤差が一定以上になったときに、電流指令値又は電圧指令値を低下させることを繰り返す方法。
４．開放電圧一定法
太陽電池の最大電力動作点は、開放電圧のおよそ８０数パーセントの電圧のところにある。そこで、開放電圧に対して常に一定割合（およそ８５％前後）の電圧に保つ方法。
【０００４】
なお、下記の特許文献１には、リミットサイクル法について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５２３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
山登り法と微分法は、太陽電池の電流を検出する必要があるので、電流センサを必要とする。リミットサイクル法は、複雑な制御を必要とし、マイクロコンピュータなどを必要とする。開放電圧一定法は、事前に開放電圧を測定する必要があり、また太陽光の強さによる最大電力動作点の変動に対応できない。
【０００７】
本発明は、従来技術と比して簡易な回路でＭＰＰＴ制御を行うことができる電力変換制御回路、電力変換装置、電力供給装置及び電力変換制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の電力変換制御回路は、直流電源から出力される電力を変換する電力変換回路を制御する回路であって、前記直流電源から出力される電圧に比例した第１の電圧を出力する第１の回路と、前記第１の電圧と、周期的に変化する第２の電圧と、を重畳した第３の電圧を制御電圧として前記電力変換回路に出力する第２の回路と、を備える。
【０００９】
さらに、他の一態様として、前記第１の回路は、前記直流電源から出力される電圧を分圧した電圧を前記第１の電圧として出力する分圧回路であり、前記第２の回路は、第１の巻線の一方の端子に前記第１の電圧が入力され、前記第１の巻線の他方の端子が前記電力変換回路に接続され、第２の巻線の両端に前記第２の電圧が印加される変圧器である。
【００１０】
さらに、他の一態様として、前記第２の電圧の振幅を調整することにより、前記直流電源、前記第１の回路、前記第２の回路及び前記電力変換回路で構成される帰還回路のゲインを調整することが可能である。
【００１１】
さらに、他の一態様として、前記第２の電圧は、三角波、のこぎり波、台形波又は正弦波の電圧である。
【００１２】
さらに、他の一態様として、前記電力変換回路は、一端が前記直流電源の高電位側の電源ラインに接続されたコイルと、ドレイン−ソース経路が前記コイルの他端と前記直流電源の低電位側の電源ラインとの間に接続され、ゲートに前記第３の電圧が供給されるトランジスタと、前記コイルの他端と負荷の高電位側の端子との間に接続されたダイオードと、を備えるチョッパ回路である。
【００１３】
本発明の一態様の電力変換装置は、直流電源から出力される電力を変換する電力変換回路と、前記電力変換回路を制御する電力変換制御回路と、を備え、前記電力変換制御回路は、前記直流電源から出力される電圧に比例した第１の電圧を出力する第１の回路と、前記第１の電圧と、周期的に変化する第２の電圧と、を重畳した第３の電圧を制御電圧として前記電力変換回路に出力する第２の回路と、を備える。
【００１４】
本発明の一態様の電力供給装置は、直流電源と、前記直流電源から出力される電力を変換する電力変換回路と、前記電力変換回路を制御する電力変換制御回路と、周期的に変化する電圧を出力する周期電圧出力回路と、を備え、前記電力変換制御回路は、前記直流電源から出力される電圧に比例した第１の電圧を出力する第１の回路と、前記第１の電圧と、前記周期電圧出力回路から出力される第２の電圧と、を重畳した第３の電圧を制御電圧として前記電力変換回路に出力する第２の回路と、を備える。
【００１５】
本発明の一態様の電力変換制御方法は、直流電源から出力される電力を変換する電力変換回路を制御する方法であって、前記直流電源から出力される電圧に比例した第１の電圧を出力する第１のステップと、前記第１の電圧と、周期的に変化する第２の電圧と、を重畳した第３の電圧を制御電圧として前記電力変換回路に出力する第２のステップと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電力変換制御回路を備えた電力供給装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、直流電源としての太陽電池の電圧−電流特性及び電力−電流特性を示す図である。
【図３】図３は、第２の回路（トランス）の出力電圧と、トランジスタのオンオフ状態と、を表す図である。
【図４】図４は、直流電源としての太陽電池の電圧−電流特性を示す図である。
【図５】図５は、直流電源としての太陽電池の電圧−電流特性及び電力−電流特性を示す図である。
【図６】図６は、直流電源としての太陽電池の電力−電流特性を示す図である。
【図７】図７は、直流電源としての太陽電池の出力電流と、電力供給装置の動作点の最大電力動作点に対する誤差率を示す図である。
【図８】図８は、直流電源としての太陽電池の出力電流と、電力供給装置の動作点の最大電力動作点に対する誤差率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１８】
［構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る電力変換制御回路を備えた電力供給装置の構成例を示す図である。この電力供給装置１は、直流電源２と、電力変換制御回路３と、電力変換回路４と、周期電圧出力回路５と、を備える。
【００１９】
電力供給装置１は、負荷６に接続され、負荷６に直流電力を供給する。なお、本実施形態においては、負荷６としてバッテリを用いるが、負荷６はバッテリに限定されない。例えば、負荷６は、各種の電気機器、電子機器、直流−交流インバータ回路、直流−直流コンバータ回路等であっても良い。
【００２０】
本実施形態においては、直流電源２として、受光した光の照度に応じた電力を起電する太陽電池を用いるが、直流電源２は太陽電池に限定されない。例えば、直流電源２は、風力発電機とその後段に接続された交流−直流インバータ回路や、潮力発電機とその後段に接続された交流−直流インバータ回路等であっても良い。なお、電力変換制御回路３の作用を考慮すると、直流電源２は、自然条件（光、風、水等）によって起電状態が変動する自然発電装置（自然エネルギ）であることが好適である。
【００２１】
図２は、直流電源としての太陽電池の電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性及び電力−電流（Ｐ−Ｉ）特性を示す図である。図２に示すように、太陽電池の電力−電流特性１１は、上に凸形状を有しており、ピーク点（最大電力動作点）１１ａを有する。太陽電池の電圧−電流特性１２の最大電力動作点１２ａの電圧は、開放電圧（最大電圧）のおよそ８０数パーセント程度である。太陽電池の電圧−電流特性１２は、最大電力動作点１２ａ近傍において、電流の増加とともに電圧が大きく低下する。
【００２２】
再び図１を参照すると、電力変換回路４は、一端が直流電源２の高電位側の電源ライン２ｂに接続されたコイル４１と、ドレインがコイル４１の他端に接続され、ソースが直流電源２の低電位側の電源ライン２ａに接続され、ゲートに電力変換制御回路３から出力される制御電圧Ｖｇが供給されるトランジスタ４２と、アノードがコイル４１の他端と負荷６の高電位側の端子との間に接続されたダイオード４３と、ダイオード４３のカソードと電源ライン２ａとの間に接続されたコンデンサ４４と、を備える昇圧チョッパ回路である。
【００２３】
なお、本実施形態においては、電力変換回路４として昇圧チョッパ回路を用いるが、電力変換回路４は昇圧チョッパ回路に限定されない。例えば、電力変換回路４は、降圧チョッパ回路、昇降圧チョッパ回路等であっても良い。なお、直流電源２の出力電流ｉＳを途切れさせないで直流電源２の利用効率を高める観点から、電力変換回路４として、電源ライン２ｂにコイル４１の一端が直列接続される昇圧チョッパ回路を用いることが好適である。
【００２４】
電力変換回路４では、電力変換制御回路３から供給される制御電圧Ｖｇがトランジスタ４２の閾値ＶＴより大きいハイレベルのときは、直流電源２〜コイル４１〜トランジスタ４２〜直流電源２の経路に電流が流れ、コイル４１にエネルギが蓄積される。このとき、ダイオード４３は、負荷６及びコンデンサ４４からの電流の逆流を防止する。
【００２５】
また、電力変換回路４では、電力変換制御回路３から供給される制御電圧Ｖｇがトランジスタ４２の閾値ＶＴより小さいローレベルのときは、直流電源２〜コイル４１〜ダイオード４３〜負荷６（コンデンサ４４）〜直流電源２の経路に電流が流れ、負荷６（コンデンサ４４）にエネルギが供給される。なお、コンデンサ４４は、負荷６に供給される電圧のリップルを低減する。コンデンサ４４は、負荷６がバッテリの場合には必ずしも必要ではないが、負荷６が各種電気機器等の場合には設けることが好適である。
【００２６】
周期電圧出力回路５は、周期的に変化する第２の電圧Ｖａを出力する回路である。本実施形態において、第２の電圧Ｖａは、三角波（のこぎり波を含む）の電圧であるが、これに限定されない。例えば、第２の電圧Ｖａは、三角波の頂点部がフラットになっている台形波、正弦波の電圧等であっても良い。
【００２７】
電力変換制御回路３は、第１の回路３１と、第２の回路３２と、を備える。本実施形態において、第１の回路３１は、直流電源２の出力電圧ＶＳに比例した第１の電圧ＶＳＴを出力する分圧回路であり、第１の抵抗３１ａと、第２の抵抗３１ｂと、を備える。第１の抵抗３１ａ及び第２の抵抗３１ｂは、直列に接続されて電源ライン２ｂと電源ライン２ａとの間に配置されており、第１の抵抗３１ａの抵抗値と第２の抵抗３１ｂの抵抗値との比に応じて、直流電源２の出力電圧ＶＳを分圧した第１の電圧ＶＳＴを出力する。なお、第１の抵抗３１ａの抵抗値と第２の抵抗３１ｂの抵抗値との比を調整することで、第１の電圧ＶＳＴを調整することが可能である。
【００２８】
第２の回路３２は、第１の電圧ＶＳＴと、第２の電圧Ｖａと、を重畳した第３の電圧を制御電圧Ｖｇとして電力変換回路４内のトランジスタ４２のゲートに出力する回路である。本実施形態において、第２の回路３２は、第１の巻線の一方の端子に第１の電圧ＶＳＴが入力され、第１の巻線の他方の端子が電力変換回路４内のトランジスタ４２のゲートに接続され、第２の巻線の両端に第２の電圧Ｖａが印加される信号用変圧器（パルストランス）である。
【００２９】
第２の回路３２の第２の巻線に印加される第２の電圧Ｖａは、周期的に変化する、すなわち交流電圧であるので、磁気回路を経由して、第２の巻線に現れる。第２の回路３２の第１の巻線には、第１の電圧ＶＳＴが印加されているので、第２の回路３２の出力電圧つまり制御電圧Ｖｇは、第２の電圧Ｖａを第１の電圧ＶＳＴだけシフトした電圧となる。
【００３０】
抵抗及び変圧器は、故障が少なく、温度ドリフトが少なく、経時劣化が少なく、コストが低い素子である。従って、電力変換制御回路３は、抵抗及び変圧器で構成することで、簡易な回路構成で、信頼性が高く、精度が良く、メンテナンスの必要性が低く、低コストにすることができるという顕著な効果を奏する。
【００３１】
図３は、第２の回路（トランス）の出力電圧と、トランジスタのオンオフ状態と、を表す図である。図３の上段に示すように、第２の回路３２の出力電圧（制御電圧Ｖｇ）１３は、第２の電圧Ｖａを第１の電圧ＶＳＴだけシフトした電圧となる。そして、第２の回路３２の出力電圧（制御電圧Ｖｇ）１３がトランジスタ４２の閾値ＶＴを下回っている期間ｔ０、ｔ２、ｔ４、ｔ６、・・・では、トランジスタ４２のオン／オフ状態１４に示されるように、トランジスタ４２はオフとなる。一方、第２の回路３２の出力電圧（制御電圧Ｖｇ）１３がトランジスタ４２の閾値ＶＴを上回っている期間ｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７、・・・では、トランジスタ４２のオン／オフ状態１４に示されるように、トランジスタ４２はオンとなる。
【００３２】
［最大電力動作点追従動作の原理］
図４は、直流電源としての太陽電池の電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性を示す図である。図４では、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が２Ａとなるような第１の照度の光を受光しているときの電圧−電流特性２１と、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が１．２Ａとなるような第２の照度の光を受光しているときの電圧−電流特性２２と、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が０．４Ａとなるような第３の照度の光を受光しているときの電圧−電流特性２３と、を示している。ここで、第１の照度＞第２の照度＞第３の照度である。
【００３３】
まず、直流電源２としての太陽電池が第１の照度の光を受光しているとき、第１の抵抗３１ａ及び第２の抵抗３１ｂの抵抗値を調整することで、電力供給装置１が最大電力動作点２１ａで動作するように設定する。
【００３４】
ここで、直流電源２としての太陽電池が受光する光の照度が第１の照度から第４の照度へとわずかに低下した場合を考える。電圧−電流特性２４は、直流電源２としての太陽電池が第４の照度の光を受光しているときの電圧−電流特性である。このとき、直流電源２としての太陽電池の出力電圧ＶＳは、矢印２５に示すように、一時的に低下する。直流電源２としての太陽電池の出力電圧ＶＳが低下すると、第１の回路３１の出力電圧である第１の電圧ＶＳＴも、出力電圧ＶＳに比例して低下する。すると、第２の回路３２の出力電圧である制御電圧Ｖｇも、第１の電圧ＶＳＴの低下量だけ低下（低くシフト）する（図３の上段参照）。これにより、制御電圧Ｖｇがトランジスタ４２の閾値ＶＴを下回る期間が長くなる（図３の下段参照）。つまり、トランジスタ４２のデューティが低下し、直流電源２としての太陽電池の出力電流ｉＳが低下する。直流電源２としての太陽電池の出力電流ｉＳが低下すると、直流電源２としての太陽電池の出力電圧ＶＳは、矢印２６に示すように、上昇する。これにより、電力供給装置１は最大電力動作点２４ａで動作するようになる。
【００３５】
その後、直流電源２としての太陽電池が受光する光の照度が第４の照度から第２の照度へと更に低下した場合も、同様の動作により、電力供給装置１は最大電力動作点２２ａで動作するようになる。その後、直流電源２としての太陽電池が受光する光の照度が第２の照度から第３の照度へと更に低下した場合も、同様の動作により、電力供給装置１は最大電力動作点２３ａで動作するようになる。
【００３６】
［回路シミュレーションによる動作検証］
次に、電力供給装置１の回路シミュレーションによる動作検証結果について、説明する。
【００３７】
（シミュレーション１：照度変化）
まず、直流電源２としての太陽電池が受光する光の照度を変化させた回路シミュレーション結果について、説明する。
【００３８】
図５は、直流電源としての太陽電池の電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性及び電力−電流（Ｐ−Ｉ）特性を示す図である。本シミュレーションでは、直流電源２としての太陽電池の短絡電流が１．２Ａとなるような光の照度を、初期照度として設定した。電力−電流特性１３２は、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が１．２Ａとなるような初期照度の光を受光しているときの電力−電流特性であり、最大電力動作点１３２ａを有する。電圧−電流特性１４２は、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が１．２Ａとなるような初期照度の光を受光しているときの電圧−電流特性であり、最大電力動作点１４２ａを有する。また、負荷６としてのバッテリの電圧を５０Ｖ一定、周期電圧出力回路５の出力電圧Ｖａの振幅を１０Ｖとし、電力供給装置１が最大電力動作点１３２ａで動作するように、第１の抵抗３１ａの抵抗値と第２の抵抗３１ｂの抵抗値との比を調整した。
【００３９】
次に、直流電源２としての太陽電池が受光する光の照度を、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が２Ａとなるような照度に上昇させた。電力−電流特性１３１は、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が２Ａとなるような照度の光を受光しているときの電力−電流特性であり、最大電力動作点１３１ａを有する。電圧−電流特性１４１は、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が２Ａとなるような照度の光を受光しているときの電圧−電流特性であり、最大電力動作点１４１ａを有する。上記のように光の照度を上昇させたところ、電力供給装置１は、最大電力動作点１３１ａ（最大電力動作点１４１ａ）の近傍で動作することが確認できた。
【００４０】
次に、直流電源２としての太陽電池が受光する光の照度を、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が０．４Ａとなるような照度に低下させた。電力−電流特性１３３は、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が０．４Ａとなるような照度の光を受光しているときの電力−電流特性であり、最大電力動作点１３３ａを有する。電圧−電流特性１４３は、直流電源２としての太陽電池が自身の短絡電流が０．４Ａとなるような照度の光を受光しているときの電圧−電流特性であり、最大電力動作点１４３ａを有する。上記のように光の照度を低下させたところ、電力供給装置１は、最大電力動作点１３３ａ（最大電力動作点１４３ａ）の近傍で動作することが確認できた。
【００４１】
（シミュレーション２：負荷電圧変化）
次に、負荷６としてのバッテリの電圧を変化させた回路シミュレーション結果について、説明する。
【００４２】
図６は、負荷としてのバッテリの電圧を４５Ｖから５５Ｖまで１Ｖ刻みで増加させたときの、直流電源としての太陽電池の電力−電流（Ｐ−Ｉ）特性を示す図である。本シミュレーションでは、負荷６としてのバッテリの電圧を５０Ｖ、周期電圧出力回路５の出力電圧Ｖａの振幅を１０Ｖとし、電力供給装置１が最大電力動作点で動作するように、第１の抵抗３１ａの抵抗値と第２の抵抗３１ｂの抵抗値との比を調整した。電力−電流特性５０は、負荷６としてのバッテリの電圧を５０Ｖ、周期電圧出力回路５の出力電圧Ｖａの振幅を１０Ｖとしたときの直流電源２としての太陽電池の電力−電流特性である。
【００４３】
負荷６としてのバッテリの電圧が上昇すると、直流電源２としての太陽電池の出力電流ｉＳが減少し、直流電源２としての太陽電池の出力電圧ＶＳが上昇する。すると、第１の回路３１の出力電圧ＶＳＴが上昇し、電力変換回路４のトランジスタ４２のデューティが上昇し、太陽電池の出力電流ｉＳの減少を妨げるようにフィードバックが働くので、電力供給装置１は最大電力動作点近傍に留まることになる。
【００４４】
動作点５１は、負荷６としてのバッテリの電圧を４５Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。動作点５２は、負荷６としてのバッテリの電圧を４６Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。動作点５３は、負荷６としてのバッテリの電圧を４７Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。動作点５４は、負荷６としてのバッテリの電圧を４８Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。動作点５５は、負荷６としてのバッテリの電圧を４９Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。動作点５６は、負荷６としてのバッテリの電圧を５０Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。
【００４５】
動作点５７は、負荷６としてのバッテリの電圧を５１Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。動作点５８は、負荷６としてのバッテリの電圧を５２Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。動作点５９は、負荷６としてのバッテリの電圧を５３Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。動作点６０は、負荷６としてのバッテリの電圧を５４Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。動作点６１は、負荷６としてのバッテリの電圧を５５Ｖに設定したときの電力供給装置１の動作点である。
【００４６】
図６に示すように、動作点５１〜６１は、電力−電流特性５０に略載ることが確認できた。また、負荷６としてのバッテリの電圧が４５Ｖから５５Ｖまで変化しても、電力供給装置１は最大電力動作点から３％程度の変動範囲内で動作することが確認できた。
【００４７】
（シミュレーション３：三角波振幅変化）
次に、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅を変化させた回路シミュレーション結果について、説明する。
【００４８】
図７は、直流電源としての太陽電池の出力電流と、電力供給装置の動作点の最大電力動作点に対する誤差率を示す図である。図７は、上記したシミュレーション１（照度変化）の条件に加えて、更に周期電圧出力回路５の出力電圧Ｖａの振幅を、５Ｖ、１０Ｖ、２０Ｖに変化させたときのシミュレーション結果を示す図であり、横軸は直流電源２としての太陽電池の出力電流を示し、縦軸は各条件下での動作点の最大電力動作点に対する誤差率を示す。図７に示すように、直流電源２としての太陽電池の出力電流ｉＳが０．４Ａより大きい範囲では誤差率が非常に小さいが、直流電源２としての太陽電池の出力電流ｉＳが０．４Ａより小さい範囲では誤差率が大きくなっており、直流電源２としての太陽電池の出力電流ｉＳが０．４Ａより小さい範囲では最大電力動作点追従はできていない。
【００４９】
図８は、直流電源としての太陽電池の出力電流と、電力供給装置の動作点の最大電力動作点に対する誤差率を示す図である。図８は、上記したシミュレーション２（負荷電圧変化）の条件に加えて、更に周期電圧出力回路５の出力電圧Ｖａの振幅を、５Ｖ、１０Ｖ、２０Ｖに変化させたときのシミュレーション結果を示す図であり、横軸は負荷６としてのバッテリの電圧を示し、縦軸は各条件下での動作点の最大電力動作点に対する誤差率を示す。上記したシミュレーション２（負荷電圧変化）では負荷６としてのバッテリの電圧が５０Ｖのときに電力供給装置１が最大電力動作点で動作するように第１の抵抗３１ａ及び第２の抵抗３１ｂを調整しているので、図８に示すように、負荷６としてのバッテリの電圧が５０Ｖ前後では誤差率が非常に小さいが、負荷６としてのバッテリの電圧が５０Ｖから離れるに従って誤差率が大きくなっている。
【００５０】
図７及び図８に示すように、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅が小さいほど誤差率が低く精度が高いことがわかる。この理由は、次の通りである。
【００５１】
直流電源（太陽電池）２、第１の回路３１、第２の回路３２及び電力変換回路４の何処かで電圧又は電流が変化すると、その変化は直流電源（太陽電池）２、第１の回路３１、第２の回路３２及び電力変換回路４に順次伝搬する。つまり、直流電源（太陽電池）２、第１の回路３１、第２の回路３２及び電力変換回路４は、帰還回路を構成する。
【００５２】
周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅が変わることは、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの傾きが変わることである。周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの傾きが変わると、第１の回路３１の出力電圧ＶＳＴの変化量に対する第２の回路３２の出力電圧Ｖｇの変化量が変わることになる。すなわち、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅が小さいほど、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの傾きが緩やかで、第１の回路３１の出力電圧ＶＳＴの変化量に対するトランジスタ４２のデューティの変化量が大きい。その一方、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅が大きいほど、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの傾きが急で、第１の回路３１の出力電圧ＶＳＴの変化量に対するトランジスタ４２のデューティの変化量が小さい。
【００５３】
このように、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅が変わると、第１の回路３１の出力電圧ＶＳＴの変化量に対するトランジスタ４２のデューティの変化量が変わることになる。つまり、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅が変わることは、帰還回路のゲインが変わることになる。そして、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅が小さいほど、帰還回路のゲインが高く、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅が大きいほど、帰還回路のゲインが低くなる。
【００５４】
以上説明したように、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅を調整することにより、帰還回路のゲインを調整することが可能である。
【００５５】
再び図７及び図８を参照すると、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅が小さいほど誤差率が低く精度が高いのは、周期電圧出力回路５の出力電圧（三角波）Ｖａの振幅が小さいほど帰還回路のゲインが高いためであると考えられる。
【００５６】
以上、実施形態を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【００５７】
例えば、上記実施形態では、第２の回路３２として信号用変圧器（パルストランス）を使用したが、オペアンプ等を使用することもできる。つまり、第２の回路３２は、第１の回路３１の出力電圧ＶＳＴと周期電圧出力回路５の出力電圧Ｖａとを重畳（加算、減算）できる回路であれば良い。
【００５８】
また、第２の回路３２の出力と電力変換回路４のトランジスタ４２との間に閾値回路を設けても良い。上記実施形態では、第１の回路３１の出力電圧ＶＳＴを電力変換回路４のトランジスタ４２の閾値の近傍に調整する必要があるが、第２の回路３２の出力と電力変換回路４のトランジスタ４２との間に閾値回路を設けることで、第１の回路３１の出力電圧ＶＳＴを電力変換回路４のトランジスタ４２の閾値の近傍にする必要をなくすことができる。これにより、電力変換制御回路３を電力変換回路４のトランジスタ４２の閾値よりも低電圧で動作する回路又は電力変換回路４のトランジスタ４２の閾値よりも高電圧で動作する回路とすることができる。
【００５９】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの又は工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１  電力供給装置
２  直流電源
３  電力変換制御回路
４  電力変換回路
５  周期電圧出力回路
６  負荷
３１  第１の回路
３１ａ、３１ｂ  抵抗
３２  第２の回路
４１  コイル
４２  トランジスタ
４３  ダイオード
４４  コンデンサ
【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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