JP2000175373A - Power supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、受光発電素子から
の微弱電力を収集し、安定した電力を負荷に供給する電
源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device that collects weak power from a photodetector and supplies stable power to a load.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に太陽電池と呼ばれるソーラーセル
を用いて、従来から、数々の電気機器が開発されてきて
いる。なかでも、日中の太陽の照射エネルギーを、ソー
ラーセルを利用して電力として蓄え、多様な電気機器を
汎用的に接続できるようにした電源装置の開発が盛んで
ある。2. Description of the Related Art Numerous electric devices have been conventionally developed using solar cells generally called solar cells. Above all, the development of a power supply device that stores the irradiation energy of the sun during the day as electric power by using a solar cell so that various electric devices can be connected for general use has been actively developed.
【０００３】例えば、特開平７−２９８５１７号公報に
記載されるものが報告されている。[0003] For example, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-298517 has been reported.
【０００４】この電源装置では、ソーラーセルから電気
二重層コンデンサと二次電池が順次に接続され、これら
素子を順に介して太陽光エネルギーが電力として負荷に
供給される。In this power supply device, an electric double layer capacitor and a secondary battery are sequentially connected from a solar cell, and solar energy is supplied to the load as electric power through these elements in order.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電源装置は、電気二重層コンデンサと二次電池を、逆電
流を阻止するダイオードを介して、単にソーラーセル
（受光発電素子）に接続し、太陽光エネルギーを電力と
して集め、負荷に供給するものであった。However, in the conventional power supply device, the electric double layer capacitor and the secondary battery are simply connected to a solar cell (light-receiving power generation element) via a diode for blocking a reverse current, and the solar cell is connected to the solar cell. Light energy was collected as electric power and supplied to the load.
【０００６】従って、静電容量の大きな電気二重層コン
デンサおよび二次電池をソーラーセルに接続した場合に
は、これら蓄電素子をなかなか満充電にすることができ
ず、必要なときに充分な電力が得られなかった。Therefore, when an electric double layer capacitor and a secondary battery having a large capacitance are connected to a solar cell, these storage elements cannot be fully charged, and sufficient electric power is required when necessary. Could not be obtained.
【０００７】また、逆に静電容量の小さな蓄電素子を接
続した場合などは、大きな蓄電容量が得られなかったの
で、これらの点について改善が要望されていた。On the other hand, when a power storage element having a small capacitance is connected, a large power storage capacity cannot be obtained. Therefore, improvement in these points has been demanded.
【０００８】そこで、この発明は上記従来の課題に鑑み
なされたもので、受光発電素子の出力電力変動に関わら
ず必要な電力が安定して供給可能な電源装置を提供する
ことを目的とする。In view of the foregoing, an object of the present invention is to provide a power supply device capable of stably supplying necessary power irrespective of fluctuations in output power of a light-receiving power generation element.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明による電源装置
は、受光発電素子に対し、この受光発電素子により充電
される電気二重層コンデンサと、この電気二重層コンデ
ンサにより充電される一方、負荷に対し給電する二次電
池とが並列接続された複数の給電回路を有する電源装置
であって、前記各給電回路に設けられ、前記受光発電素
子による電気二重層コンデンサへの充電経路または、電
気二重層コンデンサによる二次電池への充電経路を形成
する経路切替手段と、前記各給電回路ごとに電気二重層
コンデンサおよび二次電池の充放電状態を検出し、その
検出結果に基づいて前記経路切替手段の経路形成動作を
制御する制御手段と、を有することを特徴とする。According to the power supply device of the present invention, an electric double layer capacitor charged to the light receiving power generating element by the light receiving power generating element, and charged to the load while being charged by the electric double layer capacitor. A power supply device having a plurality of power supply circuits connected in parallel with a secondary battery for supplying power, provided in each of the power supply circuits, a charging path to the electric double layer capacitor by the light receiving / generating element, or an electric double layer capacitor Path switching means for forming a charging path to the secondary battery according to the above, detecting the charge / discharge state of the electric double layer capacitor and the secondary battery for each of the power supply circuits, the path of the path switching means based on the detection result And control means for controlling the forming operation.
【００１０】この構成によれば、経路切替手段が、受光
発電素子による電気二重層コンデンサへの充電経路を形
成した場合は、受光発電素子から電気二重層コンデンサ
へ充電が可能となり、また、電気二重層コンデンサによ
る二次電池への充電経路を形成した場合は、電気二重層
コンデンサから二次電池への充電が可能となったうえ、
制御手段は、各給電回路ごとに電気二重層コンデンサお
よび二次電池の充放電状態を検出して、その検出結果に
基づいて経路切替手段の経路形成動作を制御する。即
ち、電気二重層コンデンサが未充電の場合は受光発電素
子から電気二重層コンデンサへ充電がなされ、電気二重
層コンデンサが充電済でかつ二次電池が未充電の場合
は、電気二重層コンデンサから二次電池へ充電される。According to this configuration, when the path switching means forms a charging path to the electric double layer capacitor by the light receiving and generating element, the charging can be performed from the light receiving and generating element to the electric double layer capacitor. When a charging path to the secondary battery is formed by the multilayer capacitor, charging from the electric double layer capacitor to the secondary battery becomes possible,
The control means detects a charge / discharge state of the electric double layer capacitor and the secondary battery for each power supply circuit, and controls a path forming operation of the path switching means based on the detection result. That is, when the electric double layer capacitor is not charged, the light receiving / generating element charges the electric double layer capacitor. When the electric double layer capacitor is charged and the secondary battery is not charged, the electric double layer capacitor is charged. The next battery is charged.
【００１１】また、この発明による電源装置は、前記経
路切替手段は、前記受光発電素子による前記各電気二重
層コンデンサへの充電経路および、前記各電気二重層コ
ンデンサによる二次電池への充電経路に挿入された開閉
回路を有することを特徴とする。Further, in the power supply device according to the present invention, the path switching means may include a charging path to the electric double layer capacitors by the light receiving and generating element and a charging path to the secondary battery by the electric double layer capacitors. It has a switching circuit inserted.
【００１２】この構成によれば、受光発電素子による電
気二重層コンデンサへの充電経路または、電気二重層コ
ンデンサによる二次電池への充電経路を形成する経路切
替動作が可能となる。According to this configuration, it is possible to perform a path switching operation for forming a charging path to the electric double layer capacitor by the light receiving / generating element or a charging path to the secondary battery by the electric double layer capacitor.
【００１３】また、この発明による電源装置は、前記経
路切替手段は、前記各電気二重層コンデンサに一端を接
続して設けられ、他端の接続を前記受光発電素子側また
は二次電池側へと切替える第１の開閉回路と、前記各二
次電池に一端を接続して設けられ、他端の接続を電気二
重層コンデンサ側または前記負荷側へと切替える第２の
開閉回路とで構成されたことを特徴とする。Further, in the power supply device according to the present invention, the path switching means is provided by connecting one end to each of the electric double layer capacitors, and connects the other end to the light receiving power generation element side or the secondary battery side. A first switching circuit for switching, and a second switching circuit provided with one end connected to each of the secondary batteries and for switching the other end to the electric double layer capacitor side or the load side. It is characterized by.
【００１４】この構成によれば、第１の開閉回路群と第
２の開閉回路群とにより、受光発電素子による電気二重
層コンデンサへの充電経路または、電気二重層コンデン
サによる二次電池への充電経路を形成する経路切替動作
が可能となり好適である。According to this structure, the first switching circuit group and the second switching circuit group allow the light receiving and generating element to charge the electric double layer capacitor or the electric double layer capacitor to charge the secondary battery. This is preferable because a path switching operation for forming a path can be performed.
【００１５】また、この発明による電源装置は、前記給
電回路は、前記受光発電素子から、あるいは電気二重層
コンデンサから前記負荷に対し直接給電する直接給電経
路を有することを特徴とする。Further, the power supply device according to the present invention is characterized in that the power supply circuit has a direct power supply path for directly supplying power from the light receiving / generating element or from an electric double layer capacitor to the load.
【００１６】この構成によれば、受光発電素子、電気二
重層コンデンサおよび二次電池からの電力を総合して大
電力を負荷に供給することができる。According to this configuration, a large amount of power can be supplied to the load by integrating the power from the light receiving power generation element, the electric double layer capacitor, and the secondary battery.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明による電源装置の実
施の形態について図１ないし図３を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a power supply according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１８】図１は、本発明の電源装置における第１の
実施の形態を示す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the power supply device of the present invention.
【００１９】太陽光の照射を受け発電するソーラーセル
１には、集電ユニットＵ１−３が並列接続されている。
さらにこれら各集電ユニットには、蓄電ユニットＵ４−
６が並列接続されている。そして、これら蓄電ユニット
には、負荷３が接続されている。A current collecting unit U1-3 is connected in parallel to the solar cell 1 that generates power by receiving sunlight.
Further, each of these current collecting units includes a power storage unit U4-
6 are connected in parallel. The load 3 is connected to these power storage units.
【００２０】各集電ユニットは、ソーラーセル１側（充
電側）の逆阻止ダイオート゛（Ｄ１−３）と電気二重層コ
ンデンサ（Ｃ１−３）および開閉回路（Ｓ１−３）から
構成される３端子回路である。Each current collecting unit has three terminals composed of a reverse blocking diode (D1-3) on the solar cell 1 side (charging side), an electric double layer capacitor (C1-3), and a switching circuit (S1-3). Circuit.
【００２１】各蓄電ユニットは、各集電ユニット側（充
電側）の逆阻止ダイオード（Ｄ４−６）と二次電池（Ｃ
４−６）および開閉回路（Ｓ４−６）から構成される。Each power storage unit includes a reverse blocking diode (D4-6) on each power collection unit side (charging side) and a secondary battery (C).
4-6) and a switching circuit (S4-6).
【００２２】ここでは、蓄電のために電気二重層コンデ
ンサと二次電池が用いられるが、電気二重層コンデンサ
は、一般の電解コンデンサと二次電池の中間の特性を有
する素子である。Here, an electric double layer capacitor and a secondary battery are used for power storage. The electric double layer capacitor is an element having characteristics intermediate between those of a general electrolytic capacitor and a secondary battery.
【００２３】即ち、電気二重層コンデンサは一般の電解
コンデンサに比べて、静電容量がファラッド（Ｆ）オー
ダーと非常に大きく、しかも二次電池に比べ、急速充放
電が可能である。That is, the electric double layer capacitor has an extremely large electrostatic capacity on the Farad (F) order as compared with a general electrolytic capacitor, and is capable of rapid charging and discharging as compared with a secondary battery.
【００２４】電気二重層コンデンサは、原理的にイオン
の吸脱着により電荷の蓄積、放電を行うため、二次電池
のように化学反応を伴わず、過充電、過放電による劣化
がないのが特徴である。An electric double layer capacitor stores and discharges electric charges by absorbing and desorbing ions in principle, so that it does not involve a chemical reaction unlike a secondary battery and does not deteriorate due to overcharge or overdischarge. It is.
【００２５】一方、二次電池は、電気二重層コンデンサ
のような急速充放電ができない代りに、体積あたりの静
電容量が大きく大電力の蓄積に適した素子である。具体
的には、ニッカド電池などが使用できる。On the other hand, a secondary battery is an element which has a large capacitance per volume and is suitable for storing large power, instead of being capable of rapid charging and discharging like an electric double layer capacitor. Specifically, a nickel-cadmium battery or the like can be used.
【００２６】この発明の電源装置は、上記の如き電気二
重層コンデンサと二次電池の異なる充放電特性を利用し
て、ソーラーセル等の受光発電素子からの微弱で不安定
な出力電力を蓄電し、安定させて負荷に供給するもので
ある。The power supply device of the present invention stores the weak and unstable output power from a light receiving and generating element such as a solar cell by utilizing the different charging and discharging characteristics of the electric double layer capacitor and the secondary battery as described above. , And stably supply it to the load.
【００２７】上記開閉回路Ｓ１−６は、電気二重層コン
デンサまたは二次電池を充電側あるいは放電側（負荷
側）のどちらかに接続するもので、コントローラ２によ
って切替制御される。これら開閉回路は、実際には半導
体素子で構成すればよい。The switching circuit S1-6 connects the electric double layer capacitor or the secondary battery to either the charging side or the discharging side (load side), and is controlled by the controller 2 to switch. These switching circuits may actually be configured by semiconductor elements.
【００２８】ここで、各蓄電ユニットに接続される負荷
３は、特定のものに限定するものではなく、場合によっ
てはインバータ等を介して接続してもよい。Here, the load 3 connected to each power storage unit is not limited to a specific one, but may be connected via an inverter or the like in some cases.
【００２９】コントローラ２は、各ユニットの充放電電
流を電流検出器ＤＴ１−６によって検出し、開閉回路Ｓ
１−６にドライブ信号を送って各ユニットの充放電動作
を制御するものである。The controller 2 detects the charging / discharging current of each unit by the current detector DT1-6, and the switching circuit S
A drive signal is sent to 1-6 to control the charge / discharge operation of each unit.
【００３０】上記の如く構成された電源装置において
は、各開閉回路をコントローラ２によって制御して、ソ
ーラーセル１の電力が、電気二重層コンデンサへ、そし
て二次電池へと充放電して次々に移し替えられ、負荷３
に対し給電がなされる。In the power supply device configured as described above, each switching circuit is controlled by the controller 2 so that the power of the solar cell 1 is charged and discharged to the electric double layer capacitor and then to the secondary battery, and successively. Transferred, load 3
Power is supplied to.
【００３１】図２は、この実施の形態において、コント
ローラ２により制御される充放電動作を示すフローチャ
ートであり、同図（ａ）は、起動時、同図（ｂ）は、各
集電ユニットへの充電時、同図（ｃ）は連続運転時のも
のである。FIGS. 2A and 2B are flow charts showing the charging / discharging operation controlled by the controller 2 in this embodiment. FIG. 2A shows a start-up operation, and FIG. (C) shows the state during continuous operation.
【００３２】起動時においては、どのユニットも完全放
電されているので、先ず、各集電ユニットに対して順次
充電がなされる。即ち、図２（ａ）に示すように、最初
にソーラーセル１により集電ユニットＵ１が充電される
（Ｓ１１）。次に開閉回路Ｓ１を放電側へ、開閉回路Ｓ
４を充電側へ切替えて、集電ユニットＵ１により蓄電ユ
ニットＵ４が充電される（Ｓ１２）。次にソーラーセル
１により集電ユニットＵ２が充電される（Ｓ１３）。そ
して、集電ユニットＵ２により蓄電ユニットＵ５が充電
される（Ｓ１４）。最後にソーラーセル１により集電ユ
ニットＵ３が充電され（Ｓ１５）、集電ユニットＵ３に
より蓄電ユニットＵ６が充電される（Ｓ１６）。At the time of start-up, since all units are completely discharged, first, each current collecting unit is sequentially charged. That is, as shown in FIG. 2A, first, the current collecting unit U1 is charged by the solar cell 1 (S11). Next, the switching circuit S1 is moved to the discharging side,
The power storage unit U4 is switched to the charging side, and the power storage unit U4 is charged by the power collection unit U1 (S12). Next, the power collection unit U2 is charged by the solar cell 1 (S13). Then, the power storage unit U5 is charged by the power collection unit U2 (S14). Finally, the power collection unit U3 is charged by the solar cell 1 (S15), and the power storage unit U6 is charged by the power collection unit U3 (S16).
【００３３】従って、最初の蓄電ユニットの充電が完了
すれば、すぐ負荷３に電力供給することができる。Therefore, as soon as the charging of the first power storage unit is completed, power can be supplied to the load 3 immediately.
【００３４】そして、個々の集電ユニットへの充電は、
図２（ｂ）に示すように行われる。まず、開閉回路を充
電側へ切替える（Ｓ２１）。次に、電流検出器により電
流を検出し（Ｓ２２）、予め電気二重層コンデンサの静
電容量を考慮して設定された最大電流値に対し所定の割
合の値となったか（例えば、５％）を調べ充電完了か否
かを判定する（Ｓ２３）。所定値に達していない場合
（ＮＯ）は、ステップＳ２２、Ｓ２３に示す検出判定を
繰返す。ステップＳ２３にて所定値に達したと判定され
た場合（ＹＥＳ）は、開閉回路を放電側へ切替える（Ｓ
２４）。尚、各蓄電ユニットに対しても同様にして充電
完了（満充電）の判定が行われる。The charging of each current collecting unit is as follows.
This is performed as shown in FIG. First, the switching circuit is switched to the charging side (S21). Next, a current is detected by a current detector (S22), and a predetermined ratio to a maximum current value set in advance in consideration of the capacitance of the electric double layer capacitor (for example, 5%) To determine whether charging is completed (S23). If it has not reached the predetermined value (NO), the detection determination shown in steps S22 and S23 is repeated. If it is determined in step S23 that the predetermined value has been reached (YES), the switching circuit is switched to the discharging side (S23).
24). It should be noted that determination of charge completion (full charge) is similarly performed for each power storage unit.
【００３５】そして、起動終了後は、連続運転状態とな
り、図２（ｃ）に示すような制御が行われる。After the start-up is completed, a continuous operation state is established, and the control as shown in FIG. 2C is performed.
【００３６】まず、集電ユニットＵ１−３のなかから放
電したユニットを検出して充電する（Ｓ３１）。次に蓄
電ユニットＵ４−６のなかから放電したユニットを検出
する（Ｓ３２）。そして、開閉回路を介して接続されて
いる前段の集電ユニットが満充電か否かを検出し（Ｓ３
３）、満充電されている場合（ＹＥＳ）は、その集電ユ
ニットにより蓄電ユニットを充電させる（Ｓ３４）。そ
して、蓄電ユニットＵ４−６のなかから満充電されたユ
ニットを検出して開閉回路を負荷側へ接続し、負荷３へ
の給電を行う（Ｓ３５）。ステップＳ３３にて満充電で
ないと判定された場合（ＮＯ）は、ステップＳ３５の動
作を行う。尚、連続運転モードにおいては、これら一連
の動作が繰返し行われる。First, a discharged unit is detected and charged from among the current collecting units U1-3 (S31). Next, a discharged unit is detected from the power storage units U4-6 (S32). Then, it is detected whether or not the preceding power collection unit connected through the switching circuit is fully charged (S3).
3) If the battery is fully charged (YES), the power storage unit is charged by the current collecting unit (S34). Then, a fully charged unit is detected from the power storage units U4-6, and the switching circuit is connected to the load side to supply power to the load 3 (S35). If it is determined in step S33 that the battery is not fully charged (NO), the operation of step S35 is performed. Note that, in the continuous operation mode, these series of operations are repeatedly performed.
【００３７】このように第１の実施の形態では、放電さ
れた集電ユニットを検出して、できるだけ電力を充電し
ておく。そして、満充電された集電ユニットと放電した
蓄電ユニットの組合わせがあるか否かを検知して、その
ような組合わせがあれば、その集電ユニットにより蓄電
ユニットを充電させる。さらに、満充電された蓄電ユニ
ットを検出して、負荷に給電する。As described above, in the first embodiment, the discharged power collection unit is detected, and the power is charged as much as possible. Then, it is detected whether or not there is a combination of a fully charged power collection unit and a discharged power storage unit. If such a combination is found, the power storage unit is charged by the current collection unit. Further, a fully charged power storage unit is detected and power is supplied to the load.
【００３８】以上のように、各集電ユニットへの充電お
よび各蓄電ユニットへの充電経路が、独立に制御される
ので、例えば、集電ユニットＵ１は、ソーラーセル１か
ら充電され、かつ、蓄電ユニットＵ４は負荷３に給電す
るという、電力収集と電力供給が同時に可能になるとい
う効果が得られる。また、ソーラーセル１および負荷３
との接続が切離されてその影響を受けずに、集電ユニッ
トＵ２により蓄電ユニットＵ５が安定して充電されると
いう動作も実現可能となっている。As described above, the charging of each power collection unit and the charging path to each power storage unit are independently controlled. For example, the power collection unit U1 is charged from the solar cell 1 and stored in the power storage unit. The effect is obtained that the unit U4 supplies power to the load 3, that is, power collection and power supply can be performed simultaneously. In addition, solar cell 1 and load 3
It is also possible to realize an operation in which the power storage unit U5 is stably charged by the current collecting unit U2 without being disconnected from the power storage unit.
【００３９】従って、たとえ日照の条件によりソーラー
セルの電力供給能力が不安定となっても、あるいは、負
荷として接続される機器の要求電力が変動しても、これ
ら条件に柔軟に対応して負荷に対し安定した電力を供給
することが可能である。Therefore, even if the power supply capacity of the solar cell becomes unstable due to the conditions of sunshine or the required power of the equipment connected as a load fluctuates, the load can be flexibly adapted to these conditions. Can be supplied with stable power.
【００４０】さらに、特定の集電ユニットあるいは蓄電
ユニットが故障したり、または交換時期になった場合に
は、他のユニットは動作させたまま、その特定ユニット
だけを切離し、修理または交換することができるという
効果も得られる。Further, when a specific current collecting unit or power storage unit breaks down or it is time to replace it, it is possible to disconnect only the specific unit and repair or replace it while other units are operating. The effect that can be obtained is also obtained.
【００４１】ところで、上記第１の実施の形態では、ソ
ーラーセルと集電ユニットおよび蓄電ユニットを順次接
続したが、ソーラーセルから直接に、又は集電ユニット
から直接に負荷に電力を供給するように構成することも
できる。そこで、次に、このような構成をもつ第２の実
施の形態を説明する。By the way, in the first embodiment, the solar cell, the current collecting unit and the power storage unit are sequentially connected. However, power is supplied to the load directly from the solar cell or directly from the current collecting unit. It can also be configured. Therefore, a second embodiment having such a configuration will be described next.
【００４２】図３は、第２の実施の形態を示す回路構成
図である。簡略化の為、集電ユニットと蓄電ユニットは
それぞれ１個づつ設けられたものとして表す。また、コ
ントローラ２および制御の為の信号線等は省略する。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment. For the sake of simplicity, each of the current collecting unit and the power storage unit is represented as being provided one by one. Further, the controller 2 and signal lines for control are omitted.
【００４３】この実施の形態では、ソーラーセル１に直
列にダイオード７が接続され、そのアノードから負荷３
に対し、迂回経路Ａが形成される。また、集電ユニット
Ｕ１からダイオードＤ８を介して迂回経路Ｂが形成され
る。尚、これらのダイオードは、逆電流阻止の働きをす
るもので、充電された電力が逆流しないように、適宜設
ければよい。In this embodiment, a diode 7 is connected in series to the solar cell 1, and a load 3
, A bypass route A is formed. Further, a detour path B is formed from the power collection unit U1 via the diode D8. Note that these diodes function to prevent reverse current, and may be appropriately provided so that the charged power does not flow backward.
【００４４】この実施の形態では、ソーラーセル１に起
電された電力が迂回経路Ａを通って直接負荷に供給可能
となっている。また、集電ユニットＵ１からも、蓄電ユ
ニットＵ４を介さず直接負荷３に電力供給可能となって
いる。そして蓄電ユニットＵ４からも勿論負荷に給電す
ることができる。In this embodiment, the electric power generated in the solar cell 1 can be supplied directly to the load through the bypass path A. Also, power can be directly supplied from the power collection unit U1 to the load 3 without going through the power storage unit U4. And, of course, power can be supplied from the power storage unit U4 to the load.
【００４５】即ち、これらソーラーセル、集電ユニット
および蓄電ユニットから供給される電力を総合して、短
時間に限れば第１の実施の形態よりも大電力を負荷に供
給することができるので、住宅等に設置されるような大
電力を必要とする機器を負荷とすることができる。ま
た、開閉回路を迂回するので、開閉回路での電力消費が
なく効率をアップさせることができる。That is, since the power supplied from the solar cell, the power collection unit and the power storage unit is combined, a larger power can be supplied to the load than in the first embodiment in a short time. Devices that require large power, such as those installed in houses and the like, can be used as loads. Further, since the switching circuit is bypassed, the efficiency can be improved without power consumption in the switching circuit.
【００４６】尚、上記実施の形態では、各ユニットの蓄
電状態を判定するのに電流を検出したが、電圧検出によ
りこの判定を行っても良い。また、集電ユニットと蓄電
ユニットにより構成された回路は、３回路に限定するも
のでなく、複数設ければ同様の効果が得られる。In the above-described embodiment, a current is detected to determine the power storage state of each unit. However, this determination may be made by detecting a voltage. Further, the circuit constituted by the current collecting unit and the power storage unit is not limited to three circuits, and a similar effect can be obtained by providing a plurality of circuits.
【００４７】[0047]
【発明の効果】この発明の電源装置によれば、各給電回
路を構成する電気二重層コンデンサと二次電池の充放電
状態を検出するとともに、受光発電素子による電気二重
層コンデンサへの充電経路または、電気二重層コンデン
サによる二次電池への充電経路を形成する経路切替手段
の動作を、検出結果に基づいて、各給電回路ごとに制御
する制御手段を設けたことにより、給電回路の給電動作
を独自に制御することができ、受光発電素子の起電力が
不安定であっても、また負荷の要求電力が変動した場合
でも、柔軟に対応でき、総合的には安定した電力供給が
可能となる。According to the power supply device of the present invention, the charging / discharging state of the electric double layer capacitor and the secondary battery constituting each power supply circuit is detected, and the charge path to the electric double layer capacitor by the light-receiving power generation element or By providing control means for controlling the operation of the path switching means for forming the charging path to the secondary battery by the electric double layer capacitor for each power supply circuit based on the detection result, the power supply operation of the power supply circuit can be improved. It can be controlled independently, and it can flexibly respond even if the electromotive force of the photovoltaic power generation element is unstable or if the required power of the load fluctuates, enabling a stable power supply overall .
【図１】本発明による電源装置の第１の実施の形態を示
す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a power supply device according to the present invention.
【図２】図１に示す装置における制御手順を示すフロー
チャートであり、図２（Ａ）は起動時、同図（Ｂ）は電
気二重層コンデンサの充電時、同図（Ｃ）は連続運転時
の制御手順をそれぞれ示すものである。2 is a flowchart showing a control procedure in the apparatus shown in FIG. 1, wherein FIG. 2 (A) is for starting, FIG. 2 (B) is for charging an electric double layer capacitor, and FIG. 2 (C) is for continuous operation. Are shown respectively.
【図３】本発明による電源装置の第２の実施の形態を示
す回路構成図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the power supply device according to the present invention.
１ ソーラーセル ２ コントローラ Ｄ１，２，３，４，５，６，７，８ ダイオード Ｕ１，２，３ 集電ユニット Ｕ４，５，６ 蓄電ユニット ＤＴ１，２，３，４，５，６ 電流検出器 Ｃ１，２，３ 電気二重層コンデンサ Ｃ４，５，６ 二次電池 Ｓ１，２，３，４，５，６ 開閉回路 ３ 負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell 2 Controller D1,2,3,4,5,6,7,8 Diode U1,2,3 Current collecting unit U4,5,6 Power storage unit DT1,2,3,4,5,6 Current detector C1,2,3 Electric double layer capacitor C4,5,6 Secondary battery S1,2,3,4,5,6 Switching circuit 3 Load
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１１年１１月１６日（１９９９．１１．
１６）[Submission date] November 16, 1999 (1999.11.
16)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００９[Correction target item name] 0009
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係る電源装置
は、受光発電素子に並列接続された複数の電気二重層コ
ンデンサと、これら複数の電気二重層コンデンサそれぞ
れに並列接続されるとともに共通の負荷に対して並列接
続される二次電池と、前記受光発電素子と電気二重層コ
ンデンサと二次電池とが接続される点にそれぞれ設けら
れ、その電気二重層コンデンサに一端が接続され、他端
の接続を受光発電素子側または二次電池側に切替可能な
第１の開閉回路と、前記電気二重層コンデンサと二次電
池と負荷とが接続される点にそれぞれ設けられ、その二
次電池に一端が接続され、他端の接続を電気二重層コン
デンサ側または負荷側に切替可能な第２の開閉回路と、
前記複数の電気二重層コンデンサおよび二次電池の充放
電状態を検出して、放電された電気二重層コンデンサが
あったときはこの放電された電気二重層コンデンサに接
続された第１の開閉回路を受光発電素子側へ切替え、充
電済の二次電池があったときはこの充電済の二次電池に
接続された第２の開閉回路を負荷側へ切替え、放電され
た二次電池とこの放電された二次電池に接続された充電
済の電気二重層コンデンサとの組があったときはこの充
電済の電気二重層コンデンサに接続された第１の開閉回
路を二次電池側に切替えるとともにこの放電された二次
電池に接続された第２の開閉回路を電気二重層コンデン
サ側に切替える制御手段とを有することを特徴とする。A power supply unit according to the present invention comprises a plurality of electric double-layer capacitors connected in parallel to a photodetector and a common load connected to each of the plurality of electric double-layer capacitors. Secondary batteries connected in parallel to each other are provided at points where the light receiving and generating element, the electric double layer capacitor and the secondary battery are connected, one end is connected to the electric double layer capacitor, and the other end is connected. A first switching circuit capable of switching connection to a light receiving power generating element side or a secondary battery side, and a switching circuit provided at a point where the electric double layer capacitor, the secondary battery, and the load are connected; Is connected, a second switching circuit capable of switching the connection of the other end to the electric double layer capacitor side or the load side,
The charge / discharge state of the plurality of electric double-layer capacitors and the secondary battery is detected, and when there is a discharged electric double-layer capacitor, a first switching circuit connected to the discharged electric double-layer capacitor is connected. Switching to the light receiving power generation element side, when there is a charged secondary battery, switching the second switching circuit connected to the charged secondary battery to the load side, and discharging the discharged secondary battery and the discharged secondary battery. When there is a set with the charged electric double layer capacitor connected to the secondary battery, the first switching circuit connected to the charged electric double layer capacitor is switched to the secondary battery side and the discharging is performed. Control means for switching the second switching circuit connected to the connected secondary battery to the electric double layer capacitor side.
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１０[Correction target item name] 0010
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１０】この構成によれば、制御手段により、複数
の電気二重層コンデンサおよび二次電池の充放電状態が
検出され、放電された電気二重層コンデンサがあったと
きはこの放電された電気二重層コンデンサに接続された
第１の開閉回路が受光発電素子側へ切替わるため、他の
回路、すなわち、その電気二重層コンデンサに接続され
た二次電池若しくは負荷または他の電気二重層コンデン
サ若しくは二次電池のいずれからの影響をも受けること
なく、受光発電素子からその放電された電気二重層コン
デンサへの充電が独立して安定的に行われる。また、充
電済の二次電池があったときはこの充電済の二次電池に
接続された第２の開閉回路が負荷側へ切替わるため、他
の回路、すなわち、受光発電素子若しくはその二次電池
に接続された電気二重層コンデンサまたは他の電気二重
層コンデンサ若しくは二次電池のいずれからの影響をも
受けることなく、その充電済の二次電池から負荷への電
力供給が独立して安定的に行われる。さらに、放電され
た二次電池と充電済の電気二重層コンデンサとの組があ
ったときはこの充電済の電気二重層コンデンサに接続さ
れた第１の開閉回路が二次電池側に切替わるとともにこ
の放電された二次電池に接続された第２の開閉回路が電
気二重層コンデンサ側に切替わるため、他の回路、すな
わち、受光発電素子若しくは負荷または他の電気二重層
コンデンサ若しくは二次電池のいずれからの影響をも受
けることなく、その電気二重層コンデンサから二次電池
への電力の移し替えが独立して安定的に行われる。According to this configuration, the control means detects the charge / discharge state of the plurality of electric double-layer capacitors and the secondary battery, and if there is a discharged electric double-layer capacitor, the discharged electric double-layer capacitor. Since the first switching circuit connected to the capacitor is switched to the light receiving power generation element side, another circuit, that is, a secondary battery or load connected to the electric double layer capacitor or another electric double layer capacitor or secondary Without being affected by any of the batteries, charging of the discharged electric double-layer capacitor from the light-receiving power generation element is performed independently and stably. Further, when there is a charged secondary battery, the second switching circuit connected to the charged secondary battery is switched to the load side, so that another circuit, that is, the light receiving power generation element or its secondary The power supply from the charged secondary battery to the load is independent and stable without being affected by the electric double layer capacitor connected to the battery or any other electric double layer capacitor or secondary battery. Done in Further, when there is a set of a discharged secondary battery and a charged electric double layer capacitor, the first switching circuit connected to the charged electric double layer capacitor is switched to the secondary battery side and Since the second switching circuit connected to the discharged secondary battery is switched to the electric double layer capacitor side, another circuit, that is, a light receiving power generation element or a load or another electric double layer capacitor or a secondary battery The transfer of power from the electric double layer capacitor to the secondary battery is performed independently and stably without being affected by any of them.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１１[Correction target item name] 0011
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正５】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１２[Correction target item name] 0012
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正６】[Procedure amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１３[Correction target item name] 0013
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正７】[Procedure amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１４[Correction target item name] 0014
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正８】[Procedure amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１５[Correction target item name] 0015
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正９】[Procedure amendment 9]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１６[Correction target item name] 0016
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正１０】[Procedure amendment 10]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００４７[Correction target item name] 0047
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電源
装置によれば、制御手段が、複数の電気二重層コンデン
サおよび二次電池の充放電状態を検出して第１及び第２
の開閉回路を切替えることにより、受光発電素子から各
電気二重層コンデンサへの充電、各電気二重層コンデン
サから二次電池への電力の移し替え、及び各二次電池か
ら負荷への電力供給が、他の回路からの影響を何ら受け
ることなく、独立安定的に行われるため、受光発電素子
から負荷への安定した電力供給が可能となる。As described above, according to the power supply device of the present invention, the control means detects the charging / discharging state of the plurality of electric double layer capacitors and the secondary battery, and detects the first and second power.
By switching the open / close circuit, charging from the photovoltaic power generation element to each electric double layer capacitor, transfer of power from each electric double layer capacitor to the secondary battery, and power supply from each secondary battery to the load, Independently and stably without any influence from other circuits, stable power supply from the light-receiving power generation element to the load is possible.
Claims (4)
により充電される電気二重層コンデンサと、この電気二
重層コンデンサにより充電される一方、負荷に対し給電
する二次電池とが並列接続された複数の給電回路を有す
る電源装置であって、 前記各給電回路に設けられ、前記受光発電素子による電
気二重層コンデンサへの充電経路または、電気二重層コ
ンデンサによる二次電池への充電経路を形成する経路切
替手段と、 前記各給電回路ごとに電気二重層コンデンサおよび二次
電池の充放電状態を検出し、その検出結果に基づいて前
記経路切替手段の経路形成動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする電源装置。An electric double-layer capacitor charged by the light-receiving power generating element and a secondary battery charged by the electric double-layer capacitor and supplying power to a load are connected in parallel to the light-receiving power generating element. A power supply device having a plurality of power supply circuits, the power supply device being provided in each of the power supply circuits, forming a charging path to an electric double layer capacitor by the light receiving and generating element or a charging path to a secondary battery by an electric double layer capacitor. Path switching means, and control means for detecting a charge / discharge state of the electric double layer capacitor and the secondary battery for each of the power supply circuits, and controlling a path forming operation of the path switching means based on the detection result,
A power supply device comprising:
による前記各電気二重層コンデンサへの充電経路およ
び、前記各電気二重層コンデンサによる二次電池への充
電経路に挿入された開閉回路を有することを特徴とする
請求項１記載の電源装置。2. The path switching means includes a charging path to the electric double layer capacitors by the light receiving and generating element and a switching circuit inserted into a charging path to the secondary battery by the electric double layer capacitors. The power supply device according to claim 1, wherein:
コンデンサに一端を接続して設けられ、他端の接続を前
記受光発電素子側または二次電池側へと切替える第１の
開閉回路と、前記各二次電池に一端を接続して設けら
れ、他端の接続を電気二重層コンデンサ側または前記負
荷側へと切替える第２の開閉回路とで構成されたことを
特徴とする請求項１または請求項２記載の電源装置。3. A first switching circuit provided with one end connected to each of the electric double-layer capacitors, and a first switching circuit for switching the connection of the other end to the light receiving power generation element side or the secondary battery side. And a second switching circuit that is provided with one end connected to each of the secondary batteries and that switches the connection of the other end to the electric double layer capacitor side or to the load side. Or the power supply device according to claim 2.
ら、あるいは電気二重層コンデンサから前記負荷に対し
直接給電する直接給電経路を有することを特徴とする請
求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の電源装置。4. The power supply circuit according to claim 1, wherein the power supply circuit has a direct power supply path for directly supplying power from the light receiving / generating element or an electric double layer capacitor to the load. The power supply according to the item.
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|---|---|---|---|
| JP34421298A JP3193350B2 (en) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Power supply |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000175373A true JP2000175373A (en) | 2000-06-23 |
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| Country | Link |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009089585A (en) * | 2007-09-13 | 2009-04-23 | Ricoh Co Ltd | Power supply device, scanner power supply device, and image forming apparatus |
| CN104392593A (en) * | 2014-11-20 | 2015-03-04 | 国家电网公司 | Remote meter reading system and relay equipment thereof |
| US11961384B2 (en) | 2019-01-04 | 2024-04-16 | Enocean Gmbh | Device for sensing the activity of people or the status of infrastructures or objects influenced by people |
Citations (3)
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-
1998
- 1998-12-03 JP JP34421298A patent/JP3193350B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3193350B2 (en) | 2001-07-30 |
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