JP5184819B2

JP5184819B2 - ソーラシミュレータ

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Publication number: JP5184819B2
Application number: JP2007145173A
Authority: JP
Inventors: 光博下斗米; 善裕篠原; 克実入江; 治補永
Original assignee: Nisshinbo Holdings Inc
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Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2027-05-31
Also published as: TWI457053B; KR101469989B1; EP1998154A2; KR20080106033A; TW200913796A; CN101315407A; US8198821B2; CN101315407B; EP1998154A3; US20080298043A1; JP2008300632A

Description

本発明は、太陽電池などの対象物に疑似太陽光を照射するためのソーラシミュレータ（疑似太陽光照射装置）に関する。

従来より、太陽電池の電流電圧特性を計測する際に、キセノンランプから発せられるフラッシュ光（閃光）を疑似太陽光として太陽電池に照射するソーラシミュレータが知られている。

特許文献１には、複数のコンデンサを、コイルを介して並列に連ねた電源回路を用いることで、キセノンランプから発せられるフラッシュ光の照度波形を平坦化し、太陽電池の特性計測時間を確保する技術が開示されている。

また、特許文献２には、放電維持電圧を出力するキャパシタを含んだ電源回路を用いることで、キセノンランプをロングパルス発光させて、太陽電池の特性計測時間を確保する技術が開示されている。

さらに、特許文献３には、連続点灯用のキセノンランプを低照度で維持し、測定の際に高い照度に制御し、照度波形の平坦部で太陽電池の特性を計測する技術が開示されている。
特開２００７−０８８４１９号公報特開２００７−１２８８６１号公報特許第２８８６２１５号公報

しかしながら、特許文献１には以下のような問題がある。１）特許文献１に適用される電源回路を用いる場合、ランプから発せられるフラッシュ光を所望の照度波形とするには、コンデンサの個数や容量など電源回路の構成を事細かに設定しなければならない。また、照度波形を変更しようとする都度、電源回路の構成を設定し直す必要がある。２）照度波形の平坦化を実現するためには、コイルとコンデンサを多数並べる必要があり、コスト高になるとともに、大きなスペースが必要となる。

また、特許文献２に適用される電源回路を用いる場合、一般的な電流制御回路では耐圧の問題が生じるため、ランプの発光電圧を低くする必要がある。ランプの発光電圧を低くするにはランプを短くすればよいが、ランプを短くしてしまうと十分な光量を得ることが困難となる。また、短くしたランプで十分な光量を得ようとすると、大電流を流す必要があり、一般的な電流制御回路では対応できなくなる。

さらに、特許文献３のように連続発光を利用して太陽電池の特性を計測する場合は、長時間の発光により、ランプ及び光学部品の寿命が短くなるという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、ランプから発せられるフラッシュ光を所望の照度波形とすることが容易なソーラシミュレータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のソーラシミュレータは、蓄電器と、前記蓄電器から放出される電流によりフラッシュ光を発するランプと、前記フラッシュ光が所定照度で所定時間維持されるように予め定められた制御パターンに従って、前記ランプを流れる電流の量をフィードフォワード制御する制御器と、を備えることを特徴とする。

本発明によると、予め定められた制御パターンに従ってランプを流れる電流の量をフィードフォワード制御することで、ランプから発せられるフラッシュ光を所望の照度波形とすることが容易である。また、この場合、蓄電器が上記特許文献１及び２のような特別な構成を必要としない。

また、本発明の一態様では、前記フラッシュ光の照度を検出する検出器を更に備え、前記制御器は、前記フラッシュ光の照度が前記所定照度で維持されるように、前記ランプを流れる電流の量を前記検出された照度に応じてフィードバック制御する。この態様によれば、フラッシュ光の照度を所定照度で安定させることができる。

また、本発明の一態様では、前記制御部の過去の制御に基づいて前記制御パターンを補正する補正部を更に備える。この態様によれば、ランプの特性が経年変化などの変化を起こしても、適切な制御パターンを提供することができる。

また、本発明の一態様において、前記制御パターンは、前記フラッシュ光の照度が最大照度に到達した後に前記所定照度まで降下した時点から、前記ランプを流れる電流の量を時間に応じて増加させるように定められる。この態様によれば、減衰しようとするフラッシュ光の照度を所定照度で維持させるので、増加するフラッシュ光Ｆの照度を維持させる場合と比して制御が容易である。

また、本発明の一態様において、前記制御パターンは、前記フラッシュ光が第１の照度で所定時間維持された後に、該第１の照度よりも低い第２の照度で所定時間維持されるように定められる。この態様によれば、ランプの一度の発光で、照度条件を変えた複数回の特性計測が可能となる。すなわち、従来のソーラシミュレータでは、異なる照度条件で太陽電池の特性を計測しようとした場合、コンデンサ等の設定を変更してランプを複数回発光させる必要があるが、本発明の態様によれば、ランプの一度の発光で、異なる照度条件の特性計測が可能となる。

また、本発明の一態様において、前記制御器は、前記ランプを含む電流経路に設けられたパワースイッチング素子をスイッチング制御する。この態様によれば、ランプを流れる電流を高速なスイッチングにより制御することができる。

また、本発明の一態様において、前記蓄電器は、蓄電容量を切り替え可能とされる。この態様によれば、フラッシュ光の照度を維持する時間に応じた蓄電容量を選択することができる。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係るソーラシミュレータ（疑似太陽光照射装置）のブロック図の一例を示す。

このソーラシミュレータ１は、計測ユニット２、コンピュータ（以下、ＰＣという）１０、コントローラ（制御器）１２、キセノンランプ１４、トリガ回路１６、照度センサ（検出器）１８、パワースイッチング素子２０、高電圧電源２４および蓄電器２６を含む。

ソーラシミュレータ１は、キセノンランプ１４から発せられるフラッシュ光Ｆを、ソーラシミュレータ１に載置された計測対象としての太陽電池に照射して、その電流電圧特性を計測する。なお計測対象は、太陽電池に限らず、他の光電変換素子であってもよい。

計測ユニット２は、計測対象としてセットされた太陽電池の電流電圧特性を計測する際に、太陽電池から出力される電流検出信号や電圧検出信号を処理する。この計測ユニット２は、公知のユニットであるので詳細な説明を省略する。

また、ソーラシミュレータ１は、複数のキセノンランプ１４を含んでおり、各キセノンランプ１４に対応して照度センサ１８、パワースイッチング素子２０、高電圧電源２４および蓄電器２６が設けられている。

キセノンランプ１４は、キセノンガスが封入された放電管を有し、トリガ回路１６から延出する巻線６４が巻かれている。また、キセノンランプ１４は、蓄電した蓄電器２６により電圧が印加される。

このキセノンランプ１４は、トリガ回路１６から巻線６４に高電圧のトリガ信号が出力されると、キセノンガスのイオン化により放電が誘発され、蓄電器２６から急激に電流が流れ込んでキセノンガスが瞬間的に発光する。このように瞬間的な放電により発せられる光を、フラッシュ光Ｆ（閃光、ストロボ光）という。

キセノンランプ１４から発せられるフラッシュ光Ｆは、スペクトルが太陽光に近いという特徴を持つので、疑似太陽光として好適である。なお、キセノンランプ１４に限らず、他の希ガスランプを用いてもよい。

トリガ回路１６は、トランスを含み、キセノンランプ１４に巻かれた巻線６４に高電圧のトリガ信号を出力する。このトリガ回路１６は、ＰＣ１０からの制御を受けてトリガ信号を出力する。

照度センサ１８は、キセノンランプ１４から発せられたフラッシュ光Ｆの照度を検出して、検出信号をコントローラ１２へ出力する。

蓄電器２６は、コンデンサ３１を含み、高電圧電源２４により蓄電される。この蓄電器２６は、キセノンランプ１４に電圧を印加するとともに、キセノンランプ１４が放電する際に電流を放出する。高電圧電源２４は、ＰＣ１０からの制御を受けて蓄電器２６に蓄電する。

また、蓄電器２６は、スイッチによりコンデンサ３１と接続／解放されるコンデンサ群３３を更に含み、蓄電容量を切り替え可能とされる。このコンデンサ群３３は、複数のコンデンサが並列に接続されている。

ＰＣ１０は、ソーラシミュレータ１の全体を制御している。また、ＰＣ１０は、補正部３を機能的に有している。この補正部３は、ＰＣ１０のソフトウェア的な動作により実現する。ＰＣ１０の具体的な機能、および補正部３の具体的な機能については、後に詳しく述べる。

コントローラ１２は、キセノンランプ１４の下流側（接地側）に設けられたパワースイッチング素子２０をスイッチング駆動することで、蓄電器２６から放出されてキセノンランプ１４を流れる電流の量を制御する。このコントローラ１２は、例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）で構成される。コントローラ１２の具体的な機能については、後に詳しく述べる。

パワースイッチング素子２０は、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）で構成される。また、パワースイッチング素子２０は、パワートランジスタやパワーＭＯＳＦＥＴであってもよい。

また、パワースイッチング素子２０と並列に設けられた抵抗２２は、パワースイッチング素子２０がオフの場合でもキセノンランプ１４に一定量の電流が流れるようにするために設けられる。

図２に、コントローラ１２の機能構成例を示す。コントローラ１２は、第１加算部４１、フィードバック制御部（ＦＢ制御部）４３、フィードフォワード制御部（ＦＦ制御部）４５、第２加算部４７および駆動部４９を機能的に有する。これらの機能構成は、コントローラ１２がメモリ（図示せず）に格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現する。

第１加算部４１は、フラッシュ光Ｆの目標照度と、照度センサ１８が検出した現在照度との誤差量を表す誤差信号を生成して、ＦＢ制御部４３へ出力する。フラッシュ光Ｆの目標照度は、ＰＣ１０により設定される。なお、照度センサ１８からの検出信号は、ＡＤ変換器（図示せず）によりデジタル信号に変換されて、第１加算部４１に入力される。

ＦＢ制御部４３は、第１加算部４１から入力された誤差信号に基づき、照度の誤差量を抑制する制御信号を生成して、第２加算部４７へ出力する。このＦＢ制御部４３の感度関数は、照度の誤差量が０となる点を安定点とし、照度の誤差量に応じたゲインを有するように作成される。このＦＢ制御部４３の感度関数は、ＰＣ１０により設定される。

ＦＦ制御部４５は、キセノンランプ１４から発せられたフラッシュ光Ｆの照度が閾値を越えた場合に、メモリ（図示せず）に格納された制御パターンに従って、制御信号を第２加算部４７へ出力する。この制御パターンは、フラッシュ光Ｆが目標照度で一定時間維持されるように定められており、ＰＣ１０によりメモリ（図示せず）に格納される。制御パターンについては、後に詳しく述べる。

このＦＦ制御部４５は、照度センサ１８が検出するフラッシュ光Ｆの照度が閾値を越えた場合をフィードフォワード制御（開ループ制御）の契機としているが、これに限らず、例えば、トリガ信号が出力されたことを表すタイミング信号をトリガ回路１６またはＰＣ１０から受信するようにして、このタイミング信号の受信をフィードフォワード制御の契機としてもよい。

第２加算部４７は、ＦＢ制御部４３から出力された制御信号と、ＦＦ制御部４５から出力された制御信号とを加算して、駆動部４９へ出力する。

駆動部４９は、第２加算部４７から入力される制御信号に応じて、パワースイッチング素子２０をスイッチング駆動する。具体的には、駆動部４９は、パルス幅変調（ＰＷＭ）により、パワースイッチング素子２０に出力するパルス波のデューティー比を変化させることで、キセノンランプ１４を流れる電流の量を制御する。第２加算部４７から入力される制御信号は、パルス波のデューティー比に対応する。

図３に、フラッシュ光Ｆの照度波形および制御パターンを示す。

図３（Ａ）は、本実施形態において目標とする各々の照度波形例（Ａ〜Ｄ）と、電流制御を行わない場合の照度波形（Ｎ）とを示す。縦軸はフラッシュ光Ｆの照度を表し、横軸はフラッシュ光Ｆの発光開始からの時間を表す。

図３（Ｂ）は、上記各々の照度波形例（Ａ〜Ｄ）を実現するための各々の制御パターン例（Ａ〜Ｄ）を示す。縦軸は、パワースイッチング素子２０に出力されるべきパルス波のデューティー比（すなわち、ＦＦ制御部４５が出力すべき制御値）を表す。また、横軸は、フラッシュ光Ｆの発光開始からの時間を表し、上記図３（Ａ）の横軸と対応する。

この図３（Ａ）に示すように、照度波形（Ｎ）では、フラッシュ光Ｆの照度が発光開始から急激に立ち上がり、最大照度に到達した後、指数関数的に減衰していく。このため、照度波形（Ｎ）は平坦な部分を有さない。

これに対し、各々の照度波形例（Ａ〜Ｄ）では、図３（Ａ）に示される矢印と矢印に挟まれた期間、フラッシュ光Ｆの照度が維持されている。この照度が維持される期間において、図３（Ｂ）に示す各々の制御パターン例（Ａ〜Ｄ）は、デューティー比を指数関数的に漸増させている。

すなわち、図３（Ｂ）に示す各々の制御パターン例（Ａ〜Ｄ）は、フラッシュ光Ｆの照度が最大照度に到達した後に目標照度まで降下するタイミングから、デューティー比を指数関数的に漸増させることで、キセノンランプ１４を流れる電流の量を指数関数的に漸増させる。このため、各々の制御パターン例（Ａ〜Ｄ）は、デューティー比の増加を開始するタイミングが目標照度によって異なる。このような電流制御により、フラッシュ光Ｆの照度の減衰を目標照度で食い止め、フラッシュ光Ｆの照度が目標照度に留まる時間を引き延ばすことができる。このような制御パターン例（Ａ〜Ｄ）は、例えば実験的に求めることができる。

また、各々の制御パターン例（Ａ〜Ｄ）は、デューティー比を最大値まで増加させた後は、デューティー比を最大値のまま暫く保つことで、キセノンランプ１４の放電を完了させる。

ＦＦ制御部４５は、以上のような制御パターン例（Ａ〜Ｄ）に基づいてフィードフォワード制御を行うことで、フラッシュ光Ｆを目標照度で一定時間維持することができる。このようなフィードフォワード制御は、応答性が早いことから、フラッシュ光Ｆを目標照度に維持することが容易である。

なお、ＦＦ制御部４５は、上述したように照度センサ１８が検出するフラッシュ光Ｆの照度が閾値を越えた時点で（すなわち、最大照度に到達する前に）動作状態に移るが、各々の制御パターン例（Ａ〜Ｄ）に基づき、フラッシュ光Ｆの照度が目標照度に到達するタイミングまではデューティー比を０としたまま待機する。

ＦＢ制御部４３は、ＦＦ制御部４５がデューティー比を漸増させる期間（図３に示される矢印と矢印に挟まれた期間）、フラッシュ光Ｆが目標照度で維持されるようにフィードバック制御を行う。このようなフィードバック制御により、フラッシュ光Ｆの照度を目標照度で安定させることができる。

このようにして、太陽電池の特性計測時間を確保することができる。ＰＣ１０は、フラッシュ光Ｆが目標照度で維持されている間に、計測ユニット２を動作させて太陽電池の電流電圧特性を計測する。

なお、上述したように、蓄電器２６は、コンデンサ３１の他にコンデンサ群３３を含み、蓄電容量が切り替えられるようになっている。このため、コンデンサ３１にコンデンサ群３３を接続して蓄電容量を増加させることで、コンデンサ３１単独の場合よりも、制御パターンにおいてデューティー比を漸増させる期間を長くして、フラッシュ光Ｆの照度が維持される時間をより長くすることができる。

次に、フラッシュ光Ｆの照度波形および制御パターンの変形例を、図４に示す。図４（Ａ）は、本変形例において目標とする照度波形例を示す。図４（Ｂ）は、この照度波形例を実現するための制御パターン例を示す。

この図４（Ａ）に示す照度波形例では、同図に示される矢印と矢印に挟まれた複数の期間（１），（２）で、フラッシュ光Ｆの照度が維持されている。すなわち、この照度波形例では、フラッシュ光Ｆの照度が最大照度に到達した後、第１の照度で一定期間維持され、その後、第１の照度よりも低い第２の照度で一定期間維持される。

この照度が維持される各期間（１），（２）において、図４（Ｂ）に示す制御パターン例は、デューティー比を指数関数的に漸増させている。すなわち、図４（Ｂ）に示す制御パターン例は、フラッシュ光Ｆの照度が最大照度に到達した後、第１の照度まで到達した時点からデューティー比を指数関数的に漸増させることで、フラッシュ光Ｆの照度を第１の照度で維持させる。第１の照度で維持させた後は、デューティー比を０に戻し、フラッシュ光Ｆの照度を再び降下させる。そして、フラッシュ光Ｆの照度が第２の照度まで降下した時点からデューティー比を指数関数的に漸増させることで、フラッシュ光Ｆの照度を第２の照度で維持させる。

ＦＦ制御部４５は、このような制御パターン例に基づいてフィードフォワード制御を行うことで、フラッシュ光Ｆを第１の照度で一定時間維持した後、この第１の照度よりも低い第２の照度で一定時間維持することができる。

ＦＢ制御部４３は、ＦＦ制御部４５がデューティー比を漸増させる各期間（１），（２）において、フィードバック制御を行う。すなわち、ＦＢ制御部４３は、期間（１）でフラッシュ光Ｆが第１の照度で維持されるようにフィードバック制御を行い、期間（２）でフラッシュ光Ｆが第２の照度で維持されるようにフィードバック制御を行う。

ＰＣ１０は、フラッシュ光Ｆが目標照度で維持されている各々の期間（１），（２）に、計測ユニット２を動作させて太陽電池の電流電圧特性を計測する。すなわち、ＰＣ１０は、期間（１）で計測ユニット２を動作させて太陽電池の電流電圧特性を計測し、その後、期間（２）でも計測ユニット２を動作させて太陽電池の電流電圧特性を計測する。このようにして、照度条件を変えた複数回の特性計測が可能となる。

次に、制御パターンの補正例について説明する。補正部３は、コントローラ１２の過去の制御内容に基づいて、コントローラ１２に設定する制御パターンを補正する。

コントローラ１２の過去の制御内容としては、コントローラ１２が実際にパワースイッチング素子２０を駆動した駆動パターン（実駆動パターン）を用いる。この実駆動パターンは、上記図２に示したＦＢ制御部４３が出力する制御信号と、ＦＦ制御部４５が出力する制御信号とを第２加算部４７により加算して得られる制御信号のパターンである。

すなわち、制御パターンに従ってフィードフォワード制御を行うＦＦ制御部４５の制御信号に対し、検出された照度に応じてフィードバック制御を行うＦＢ制御部４３の制御信号が加算された実駆動パターンは、目標とする照度波形を得るのに有用であることから、本実施形態では、この実駆動パターンを制御パターンの補正に用いる。

コントローラ１２は、フラッシュ光Ｆの照度制御（キセノンランプ１４の電流制御）を行う都度、この実駆動パターンを補正部３に出力する。補正部３は、コントローラ１２から入力された実駆動パターンに基づいて制御パターンを補正し、この補正された制御パターンをコントローラ１２に設定する。制御パターンの補正は、基礎となる制御パターンと、過去の制御から得られた実駆動パターンとを所定の割合で合わせることにより行うことができる。

具体的には、補正部３は、下記数式１に示す計算により、コントローラ１２に設定する新たな制御パターンＵ(ｔ)_{_new}を決定する。

ここで、Ｕ(ｔ)_{_old}は、コントローラ１２に過去に設定された制御パターンである。本実施形態では、コントローラ１２に前回設定された制御パターンとする。W(ｔ)_{_old}は、コントローラ１２の過去の制御内容を表す実駆動パターンである。本実施形態では、コントローラ１２の前回の制御における実駆動パターンとする。

また、τは、０から１までの何れかの値をとる係数であり、コントローラ１２に過去に設定された制御パターンＵ(ｔ)_{_old}と、コントローラ１２の過去の制御内容を表す実駆動パターンW(ｔ)_{_old}との比率を定める。なお、このτは、過去の制御で得られた照度波形の平坦度を評価して定めるようにしてもよい。照度波形の平坦度は、例えば目標照度と現在照度との差分の二乗和をとることで求めることができる。

このように、コントローラ１２の過去の制御内容を表す実駆動パターンに基づき、コントローラ１２に新たに設定する制御パターンを補正することで、キセノンランプ１４が経年変化などの変化を起こしても、フラッシュ光Ｆの照度制御（キセノンランプ１４の電流制御）を行う都度、コントローラ１２に適切な制御パターンを提供することができる。

なお、上記実施形態に限らず、コントローラ１２の過去の制御結果に基づいて、コントローラ１２に設定する制御パターンを補正してもよい。コントローラ１２の過去の制御結果としては、コントローラ１２が実際にパワースイッチング素子２０を駆動することで、照度センサ１８から得られるフラッシュ光Ｆの照度波形を用いる。この場合、コントローラ１２は、フラッシュ光Ｆの照度制御を行う都度、照度センサ１８から得られるフラッシュ光Ｆの照度波形を補正部３へ出力する。補正部３は、コントローラ１２から入力された照度波形に基づいて制御パターンを補正し、この補正された制御パターンをコントローラ１２に設定する。

次に、ソーラシミュレータ１に含まれるＰＣ１０およびコントローラ１２の動作例を図５に示す。

ＰＣ１０は、補正部３の機能により、コントローラ１２の過去の制御内容を表す実駆動パターンに基づいて、コントローラ１２に設定する制御パターンを補正する（Ｓ１１）。

また、ＰＣ１０は、補正した制御パターンをコントローラ１２へ出力する（Ｓ１２）。他方、コントローラ１２は、ＰＣ１０から入力された制御パターンを、ＦＦ制御部４５のフィードフォワード制御に用いる制御パターンとして、メモリ（図示せず）に格納する（Ｓ２１）。

また、ＰＣ１０は、制御パターンの目標照度と同じ目標照度、およびこの目標照度に応じた感度関数をコントローラ１２へ出力する（Ｓ１３）。他方、コントローラ１２は、ＰＣ１０から入力された目標照度および感度関数を、ＦＢ制御部４３のフィードバック制御に用いる目標照度および感度関数として、メモリ（図示せず）に格納する（Ｓ２２）。

そして、ＰＣ１０は、高電圧電源２４へチャージ指令を出力する。このチャージ指令を受けた高電圧電源２４は、蓄電器２６に蓄電する（Ｓ１４）。

また、ＰＣ１０は、トリガ回路１６へトリガ指令を出力する。このトリガ指令を受けたトリガ回路１６は、キセノンランプ１４に巻かれた巻線６４へトリガ信号を出力する（Ｓ１５）。

トリガ回路１６から巻線６４へトリガ信号が出力されると、キセノンランプ１４は、放電を開始してフラッシュ光Ｆを発する。また、照度センサ１８は、フラッシュ光Ｆの照度を表す検出信号をコントローラ１２へ出力する。

コントローラ１２は、フラッシュ光Ｆの照度が閾値を越えると動作状態に移り（Ｓ２３：ＹＥＳ）、フィードフォワード制御（Ｓ２４）およびフィードバック制御（Ｓ２５）を行う。

具体的には、コントローラ１２は、ＦＦ制御部４５の機能により、メモリ（図示せず）に格納された制御パターンに従って、フラッシュ光Ｆが目標照度で一定時間維持されるようにフィードフォワード制御を行う。

また、コントローラ１２は、ＦＢ制御部４３の機能により、メモリ（図示せず）に格納された目標値および感度関数を用い、フラッシュ光Ｆが上記目標照度で維持されるようにフィードバック制御を行う。

他方、ＰＣ１０は、所定のタイミングで、計測ユニット２を動作させて太陽電池の電流電圧特性を計測する（Ｓ１６，Ｓ１７）。このタイミングは、フラッシュ光Ｆの照度が目標照度で維持されている間に、太陽電池の電流電圧特性が計測されるよう設定される。

なお、フラッシュ光Ｆの照度が目標照度で維持された時点でコントローラ１２からＰＣ１０へ測定可能状態を通知させ、この通知を受けた場合にＰＣ１０が計測ユニット２を動作させるようにしてもよい。

ここで、コントローラ１２に、上記図４に示したような、複数の期間（１），（２）でフラッシュ光Ｆの照度を維持させる制御パターンが設定された場合、コントローラ１２は、ＦＦ制御部４５の機能により、各期間（１），（２）においてフラッシュ光Ｆの各照度を一定期間維持するようにフィードフォワード制御を行う。

また、コントローラ１２は、目標値として第１の照度と第２の照度、およびこれらに対応する感度関数が設定され、ＦＢ制御部４３の機能により、各期間（１），（２）においてフラッシュ光Ｆの各照度が維持されるようフィードバック制御を行う。

この場合、ＰＣ１０は、フラッシュ光Ｆの照度が維持される各期間（１），（２）で、計測ユニット２を動作させて太陽電池の電流電圧特性を計測する。

なお、以上に説明した実施形態は、以下のようにしてもよい。

ＰＣ１０は、フラッシュ光Ｆを太陽電池に複数回照射させて、計測ユニット２に太陽電池の電流電圧特性を計測させるようにしてもよい。例えば、計測ユニット２は、１度目のフラッシュ光Ｆで太陽電池の電流電圧特性の概略値を求めておき（いわゆる予備フラッシュ）、この概略値を利用して２度目のフラッシュ光Ｆで太陽電池の電流電圧特性を本計測することができる。

また、各照度センサ１８には、各々対応するキセノンランプ１４からのフラッシュ光Ｆだけでなく、他のキセノンランプ１４からのフラッシュ光Ｆも入射する。そこで、コントローラ１２は、照度センサ１８が検出する照度のうち、対応するキセノンランプ１４からのフラッシュ光Ｆの寄与分を求めて、対応するキセノンランプ１４の電流制御（フィードバック制御など）に供するようにしてもよい。フラッシュ光Ｆの寄与割合は、例えば事前に実験等により算出しておくことができる。

本発明の一実施形態に係るソーラシミュレータのブロック図である。コントローラの機能構成例を表す図である。フラッシュ光の照度波形および制御パターンを表すグラフである。フラッシュ光の照度波形および制御パターンの変形例を表すグラフである。本発明の一実施形態に係るソーラシミュレータの動作例を表すフローチャートである。

符号の説明

１ソーラシミュレータ、２計測ユニット、３補正部、１０コンピュータ、１２コントローラ（制御器）、１４キセノンランプ、１６トリガ回路、１８照度センサ、２０パワースイッチング素子、２２抵抗、２４高電圧電源、２６蓄電器、３１コンデンサ、３３コンデンサ群、４１第１加算部、４３フィードバック制御部、４５フィードフォワード制御部、４７第２加算部、４９駆動部、６４巻線、Ｆフラッシュ光。

Claims

蓄電器と、
前記蓄電器から放出される電流によりフラッシュ光を発するランプと、
前記フラッシュ光が所定照度で所定時間維持されるように予め定められた制御パターンに従って、前記ランプを流れる電流の量をフィードフォワード制御する制御器と、
を備え、
前記制御パターンは、前記フラッシュ光の照度が最大照度に到達した後に前記所定照度まで降下した時点から、前記ランプを流れる電流の量を時間に応じて増加させるように定められ、
前記制御パターンでは、前記所定照度が低いほど、前記ランプを流れる電流の量の増加を開始するタイミングが遅い、
ことを特徴とするソーラシミュレータ。
請求項１に記載のソーラシミュレータであって、
前記フラッシュ光の照度を検出する検出器を更に備え、
前記制御器は、前記フラッシュ光の照度が前記所定照度で維持されるように、前記ランプを流れる電流の量を前記検出された照度に応じてフィードバック制御する、
ことを特徴とするソーラシミュレータ。
請求項１または請求項２に記載のソーラシミュレータであって、
前記制御器の過去の制御に基づいて前記制御パターンを補正する補正部を更に備える、
ことを特徴とするソーラシミュレータ。
請求項１または請求項２に記載のソーラシミュレータであって、
前記制御パターンは、前記フラッシュ光が第１の照度で所定時間維持された後に、該第１の照度よりも低い第２の照度で所定時間維持されるように定められる、
ことを特徴とするソーラシミュレータ。
請求項１または請求項２に記載のソーラシミュレータであって、
前記制御器は、前記ランプを含む電流経路に設けられたパワースイッチング素子をスイッチング制御する、
ことを特徴とするソーラシミュレータ。
請求項１または請求項２に記載のソーラシミュレータであって、
前記蓄電器は、蓄電容量を切り替え可能とされる、
ことを特徴とするソーラシミュレータ。