JP5696110B2

JP5696110B2 - 電源システム、電源制御装置およびプログラム

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Publication number: JP5696110B2
Application number: JP2012205829A
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Inventors: 章博柴田; 金井　達徳; 達徳金井; 藤崎　浩一; 浩一藤崎; 信男渋谷
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Description

本発明の実施形態は、電源システム、電源制御装置およびプログラムに関する。

従来、電気以外のエネルギーを電力に変換するエネルギー変換部とキャパシタとを備える電源システムが知られている。このような電源システムの一例として、太陽電池とキャパシタとが並列に接続された太陽電池システムが挙げられる。

"山本重雄，太陽電池応用技術蓄電池を用いた実用システムの構築，日刊工業新聞社，2009，p.53．"

しかしながら、太陽電池とキャパシタとが並列に接続されると、電力供給能力に関係なく、出力電圧の高い方からの電力が負荷に供給されることになる。つまり、従来技術では、負荷への電力供給源（太陽電池、キャパシタ）を明示的に選択することができない（言い換えれば、電力供給源を適切に選択することができない）。このため、電源システムに接続される負荷は、最大消費電力が太陽電池の最大発電電力以下のものに限られる。

実施形態の電源システムは、発電部と蓄電部と切替部と第１測定部と第２測定部と制御部とを備える。発電部は、発電する手段である。詳細には、発電部（実施形態のエネルギー変換部に対応）は、電気以外のエネルギーを電力に変換することによって、発電する。発電部は、例えば光エネルギー、熱エネルギー、振動エネルギー、電波エネルギーなどのエネルギーを直流の電力に変換する。蓄電部は、発電部で発電された電力を蓄える。切替部は、発電部と負荷が接続されて、発電部で発電された電力が負荷に供給される第１状態と、エネルギー変換部と負荷が接続されずに蓄電部と負荷が接続されて、蓄電部に蓄えられた電力が負荷に供給される第２状態とを切り替える。第１測定部は、負荷に供給される電力を測定する。第２測定部は、発電部から供給される電力を測定する。制御部は、第２測定部で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１測定部で測定された電力の値以上の場合は、第１状態に切り替える制御を行う一方、第２測定部で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１測定部で測定された電力の値を下回る場合は、第２状態に切り替える制御を行う。

実施形態の電源システムは、発電部と蓄電部と切替部と第１測定部と制御部とを備える。上記と同様、発電部は発電する手段である。蓄電部は、発電部で変換された電力を蓄える。切替部は、発電部と負荷が接続されて、発電部で発電された電力が負荷に供給される第１状態と、発電部と負荷が接続されずに蓄電部と負荷が接続されて、蓄電部に蓄えられた電力が負荷に供給される第２状態とを切り替える。第１測定部は、負荷に供給される電力を測定する。制御部は、第１測定部で測定された電力の値が第２閾値を下回る場合は、第１状態に切り替える制御を行う一方、第１測定部で測定された電力の値が第２閾値以上の場合は、第２状態に切り替える制御を行う。

第１実施形態の電源システムの構成例を示す図。第１実施形態の第１測定部の構成例を示す図。変形例の第１測定部の構成例を示す図。変形例の第１測定部の構成例を示す図。変形例の第１測定部の構成例を示す図。変形例の第１測定部の構成例を示す図。変形例の第１測定部の構成例を示す図。変形例の第１測定部の構成例を示す図。第１実施形態の第３測定部の構成例を示す図。変形例の第３測定部の構成例を示す図。第１実施形態の制御部の構成例を示す図。第１実施形態の切替処理の一例を示すフローチャート。第１実施形態の切替処理の一例を示すフローチャート。第２実施形態の電源システムの構成例を示す図。第２実施形態の制御部の構成例を示す図。第２実施形態の切替処理の一例を示すフローチャート。変形例の電源システムの構成例を示す図。変形例の電源システムの構成例を示す図。変形例の電源システムの構成例を示す図。変形例の電源システムの構成例を示す図。変形例の電源システムの構成例を示す図。変形例の電源システムの構成例を示す図。変形例の電源システムの構成例を示す図。第１実施形態の電源システムの変形例を示す図。第２実施形態の電源システムの変形例を示す図。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る電源システム、電源制御装置およびプログラムの実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、負荷２００に電力を供給する電源システム１００の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、電源システム１００は、エネルギー変換部１０と、蓄電部２０と、切替部３０と、第１変圧部４０と、第２変圧部５０と、第１測定部６０と、第２測定部７０と、第３測定部１１０と、制御部８０と、を含む。

エネルギー変換部１０は、電源システム１００の外部から受け付けた電気以外のエネルギーを電力（電気エネルギー）に変換する。エネルギー変換部１０は、例えば太陽電池（太陽光パネル）などを含むがこれには限られない。この例では、エネルギー変換部１０は、請求項の「発電部」に対応する。

蓄電部２０は、エネルギー変換部１０で変換された電力を蓄える。本実施形態では、蓄電部２０はキャパシタで構成される。キャパシタの一方の電極は、後述の第２スイッチＳＷ２および第３スイッチＳＷ３に接続され、他方の電極は、接地電位（基準電位）ＧＮＤに接続される電源線１０１に接続される。キャパシタは、電荷（電気エネルギー）を蓄えたり、放出したりする受動素子である。本実施形態で使用されるキャパシタとしては、例えば電気二重層キャパシタ、レドックス・キャパシタ、二つの電極のうち一方で電気二重層を使用し、もう一方の電極でレドックス反応（酸化還元反応）を使用したハイブリッド・キャパシタ（例えばリチウムイオンキャパシタ）などがあり、何れのキャパシタを採用してもよい。なお、蓄電部２０は、電荷の充放電が可能であればよく、キャパシタに限られるものではない。例えば蓄電部２０として、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、などを採用することもできる。

切替部３０は、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されて、エネルギー変換部１０で変換された電力が負荷２００に供給される第１状態と、エネルギー変換部１０と負荷が接続されずに蓄電部２０と負荷２００が接続されて、蓄電部２０に蓄えられた電力が負荷２００に供給される第２状態とを切り替え可能な手段である。本実施形態では、切替部３０は、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第３スイッチＳＷ３とを含む。

第１スイッチＳＷ１は、エネルギー変換部１０および負荷２００と直列に接続される。第１スイッチＳＷ１がオンに遷移すると、エネルギー変換部１０から負荷２００へ至る電流経路が形成され（エネルギー変換部１０と負荷２００が接続され）、エネルギー変換部１０で変換された電力が負荷２００に供給される。第２スイッチＳＷ２および第３スイッチＳＷ３は、蓄電部２０と負荷２００との間に配置される。本実施形態では、第２スイッチＳＷ２の一方の端部は、蓄電部２０であるキャパシタの一方の電極に接続され、第２スイッチＳＷ２の他方の端部は、第１スイッチＳＷ１から負荷２００に至るまでの電流経路上のノードＮＤ１に接続される。また、第３スイッチＳＷ３の一方の端部は、キャパシタの一方の電極に接続され、第３スイッチＳＷ３の他方の端部は、ノードＮＤ１と負荷２００との間に介在するノードＮＤ２に接続される。

第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２および第３スイッチＳＷ３の各々は、制御部８０によりオンオフが制御され、例えばバイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、トレンチＭＯＳ構造アシストバイポーラ動作ＦＥＴ、フォトトランジスタ、静電誘導型トランジスタ、パワーバイポーラトランスタ、逆導通サイリスタ、ゲート補助ターンオフサイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ、ゲート転流型ターンオフサイリスタ、光トリガサイリスタ、双方向サイリスタ、などで構成され得る。

第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２および第３スイッチＳＷ３の各々のオンオフは、制御部８０により制御される。本実施形態では、制御部８０は、上述の「第１状態」に設定する場合、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の各々をオン、第３スイッチＳＷ３をオフに制御する。これにより、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されて、エネルギー変換部１０で変換された電力が負荷２００に供給される状態（第１状態）となる。また、制御部８０は、上述の「第２状態」に設定する場合、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の各々をオフ、第３スイッチＳＷ３をオンに制御する。これにより、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されずに蓄電部２０と負荷２００が接続されて、蓄電部２０に蓄えられた電力が負荷２００に供給される状態（第２状態）となる。

第１変圧部４０は、エネルギー変換部１０の出力電圧を、予め定められた電圧値に変圧する手段である。本実施形態では、第１変圧部４０は、エネルギー変換部１０の出力電圧を、負荷２００が必要とする電圧（予め定められている）に変圧する。第１変圧部４０は、例えばリニアレギュレータやスイッチングレギュレータなどで構成され得る。レギュレータには入力電圧を任意の電圧に降圧させる降圧型と、入力電圧を任意の電圧に昇圧させる昇圧型と、この二つを組み合わせた昇降圧型があり、どのタイプでもよい。例えば太陽電池（エネルギー変換部１０の一例）から電力を取り出す場合は、太陽電池の出力電圧よりも負荷２００が必要とする電圧の方が低いので、第１変圧部４０として降圧型のレギュレータを用いることが多い。

第２変圧部５０は、蓄電部２０の出力電圧を、予め定められた電圧値に変圧する手段である。本実施形態では、第２変圧部５０は、エネルギー変換部１０の出力電圧を、負荷２００が必要とする電圧（予め定められている）に変圧する。キャパシタは、放電に伴い出力電圧が低下するので、第２変圧部５０としては、昇圧型のレギュレータを用いることが好ましい。昇圧型のレギュレータを蓄電部２０と負荷２００との間に設置することで、蓄電部２０であるキャパシタの放電に伴う電圧降下によって、キャパシタに蓄えられた電力が出力されずに多くの電荷がキャパシタに残存してしまうという問題を解決することができる。

第１測定部６０は、負荷２００に供給される電力の値を測定する。図１の例では、第１測定部６０は、切替部３０（ノードＮＤ２）と負荷２００との間に配置される。

図２は、第１測定部６０の構成例を示す図である。図２に示すように、第１測定部６０は、シャント抵抗６１と、アナログ／デジタル変換器（以下、「ＡＤＣ」と呼ぶ）６２と、ＡＤＣ６３と、計算部６４とを含む。シャント抵抗６１は、不図示の第２ノードＮＤ２から負荷２００へ至る電流経路上に配置される。ＡＤＣ６２は、シャント抵抗６１の一方の端子（第２ノードＮＤ２に近い方の端子）の電圧のアナログ値をデジタルデータに変換する。ＡＤＣ６３は、シャント抵抗６１の他方の端子（負荷２００に近い方の端子）の電圧のアナログ値をデジタルデータに変換する。計算部６４は、制御部８０からの要求に応じて、負荷２００に供給される電力を測定し、測定結果を制御部８０へ通知する。例えば制御部８０は、計算部６４に対して、定期的に電力の測定を要求する形態であってもよいし、何か変化が起きたときに（例えば負荷２００の使用状況が変化したとき）電力の測定を要求する形態であってもよい。また、何か変化が起きたときに（例えば負荷２００の使用状況が変化して、第１測定部６０による電力の測定値が所定のしきい値を超えたときに）、第１測定部６０から制御部８０へ通知する形態であってもよい。また、この第１測定部６０からの通知を契機として（第１測定部６０からの通知がトリガーとなって）、後述の切替処理が開始されてもよい。

第１測定部６０による測定方法について詳しく説明する。計算部６４は、ＡＤＣ６２により変換されたデジタルデータと、ＡＤＣ６３により変換されたデジタルデータとを取得し、取得したデジタルデータの差分から、シャント抵抗６１の端子間の電圧差を取得する。そして、計算部６４は、シャント抵抗６１の端子間の電圧差を、予め定められたシャント抵抗６１の抵抗値で除算することにより、シャント抵抗６１を流れる電流値を求める。計算部６４は、ＡＤＣ６２またはＡＤＣ６３から取得した値を出力電圧とし、出力電圧と、算出した電流値とを乗算することで、負荷２００に供給される電力の値を求める。

また、例えば図３に示すように、第１測定部６０は、計算部６４による計算結果（測定結果）を保持するための保持部６５を有していてもよい。この場合、例えば計算部６４は、負荷２００に供給される電力を定期的に計算し、計算結果を保持部６５に書き込む形態であってもよい。この形態では、保持部６５に保持される計算結果は、計算部６４による計算が行われるたびに更新され、制御部８０は、必要に応じて、保持部６５に保持された値を読み出すことができる。例えば制御部８０は、定期的に保持部６５に保持された値を読み出すこともできるし、何か変化が起きたときに、保持部６５に保持された値を読み出すこともできる。

また、例えば図４に示すように、第１測定部６０は、シャント抵抗６１の両端間の電圧差を増幅するためのアンプ６６を備える構成であってもよい。シャント抵抗６１は抵抗値が小さいため、必然的にシャント抵抗６１で発生する電圧差（シャント抵抗６１の両端間の電圧差）は非常に小さくなる。ＡＤＣの分解能は有限であるため、量子化誤差により値が丸められて電圧差が０と見なされてしまう可能性が考えられる。そこで、シャント抵抗６１の両端間の電圧差の値をアンプ７６で増幅することでこの懸念を回避している。図４の例では、第１測定部６０は、アンプ６６で増幅された電圧差のアナログ値をデジタルデータに変換するＡＤＣ６７と、シャント抵抗６１の他方の端子（負荷２００に近い方の端子）の電圧のアナログ値をデジタルデータに変換するＡＤＣ６８とを有している。計算部６４は、制御部８０からの要求に応じて、ＡＤＣ６７により変換されたデジタルデータを取得し、取得したデジタルデータを、予め定められたシャント抵抗６１の抵抗値で除算することにより、シャント抵抗６１を流れる電流値を求める。また、計算部６４は、ＡＤＣ６８により変換されたデジタルデータを出力電圧として取得し、取得した出力電圧と、算出した電流値とを乗算することで、負荷２００に供給される電力の値を求める。なお、図４の例のようにアンプ６６が挿入される場合、ＡＤ変換後の値はアンプ６６によって増幅された値となるので、正しい電流値はアンプ６６のゲインで除算した値となる。このため、シャント抵抗６１を流れる電流値を求める際、または、負荷２００に供給される電力の値を求める際、計算部６４は、アンプ６６のゲインによる除算を行う。アンプを用いる他の例においても同様に、正しい測定値を得るためには、アンプ６６のゲインによる除算を行う必要がある。また、図３の例のように、計算部６４による計算結果を保持する保持部６５を設けてもよい。

なお、図４の例では、シャント抵抗６１の他方の端子（負荷２００に近い方の端子）の電圧を、電力を計算する際の出力電圧として用いているが、例えば図５に示すように、シャント抵抗６１の一方の端子（第２ノードＮＤ２に近い方の端子）の電圧を、電力を計算する際の出力電圧として用いる形態であってもよい。図５の例では、図４のＡＤＣ６８の代わりに、シャント抵抗６１の一方の端子の電圧のアナログ値をデジタルデータに変換するＡＤＣ６９が設けられている。その他は図４の構成と同様である。

また、例えば図６に示すように、第１測定部６０は、シャント抵抗６１の代わりにホール素子９０が採用される構成であってもよい。ホール素子９０はホール効果を原理としており、素子を流れる電流値に比例した電圧が出力されるので、電流値と電圧値との関係を示す特性表から、ホール素子９０を流れる電流値を計算することができる。図６の例では、第１測定部６０は、ホール素子９０の出力電圧のアナログ値をデジタルデータに変換するＡＤＣ９１と、ホール素子９０から負荷２００に至る電流経路上に介在するノードＮＤ３の電圧のアナログ値をデジタルデータに変換するＡＤＣ９２とを備える。計算部６４は、制御部８０からの要求に応じて、ＡＤＣ９１により変換されたデジタルデータを取得し、予め用意された特性表（例えば不図示のメモリに格納されていてもよい）から、取得したデジタルデータが示す電圧値に対応する電流値（ホール素子９０を流れる電流値）を求める。また、計算部６４は、ＡＤＣ９２により変換されたデジタルデータを出力電圧として取得し、取得した出力電圧と、算出した電流値とを乗算することで、負荷２００に供給される電力の値を求める。

なお、図６の例では、ホール素子９０から負荷２００に至る電流経路上に介在するノードＮＤ３の電圧を、電力を計算する際の出力電圧として用いているが、例えば図７に示すように、第２ノードＮＤ２（不図示）からホール素子９０に至る電流経路上に介在するノードＮＤ４の電圧を、電力を計算する際の出力電圧として用いる形態であってもよい。図７の例では、図６のＡＤＣ９２の代わりに、ノードＮＤ４の電圧のアナログ値をデジタルデータに変換するＡＤＣ９３が設けられている。その他は図６の構成と同様である。

また、ホール素子９０から出力される電圧は微小であるため、図８に例示するように、ホール素子９０とＡＤＣ９１との間に、ホール素子９０の出力電圧を増幅するアンプ９４が設けられる形態であってもよい。

図１に戻って説明を続ける。第２測定部７０は、エネルギー変換部１０から供給される電力の値を測定する。図１の例では、第２測定部７０は、第１変圧部４０と切替部３０との間に配置される。第２測定部７０の構成は、第１測定部６０の構成と同様である。

第３測定部１１０は、蓄電部２０に蓄えられた電荷量（蓄電量）を測定する。図９は、第３測定部１１０の構成例を示す図である。図９に示すように、第３測定部１１０は、ＡＤＣ１１１と、計算部１１３とを含む。ＡＤＣ１１１は、蓄電部２０であるキャパシタの一方の電極の電圧のアナログ値をデジタルデータに変換する。図９の例では、キャパシタの他方の電極は、接地電位ＧＮＤに接続される電源線１０１に接続されるので、ＡＤＣ１１１により変換されたデジタルデータは、キャパシタの両電極間の電圧（キャパシタに印加される電圧）を示すことになる。計算部１１３は、制御部８０からの要求に応じて、蓄電部２０の蓄電量を測定し、測定結果を制御部８０へ通知する。例えば制御部８０は、計算部１１３に対して、定期的に蓄電量の測定を要求する形態であってもよいし、何か変化が起きたときに（例えば負荷２００の使用状況が変化したときに）蓄電量の測定を要求する形態であってもよい。

第３測定部１１０による測定方法について説明する。図９の例では、計算部１１３は、ＡＤＣ１１１により変換されたデジタルデータを取得し、取得したデジタルデータから、キャパシタに印加されている電圧値を特定する。そして、計算部１１３は、特定した電圧値と、予め定められたキャパシタの静電容量の値とを乗算することで、キャパシタの蓄電量を求める（Ｑ＝Ｃ×Ｖ）。

また、例えば図１０に示すように、第３測定部１１０は、計算部１１３による計算結果（測定結果）を保持するための保持部１１５を有していてもよい。この場合、例えば計算部１１３は、定期的に蓄電部２０の蓄電量を計算し、計算結果を保持部１１５に書き込む形態であってもよい。この形態では、保持部１１５に保持される計算結果（測定された蓄電量）は、計算部１１３による計算が行われるたびに更新され、制御部８０は、必要に応じて、保持部１１５に保持された値を読み出すことができる。例えば制御部８０は、定期的に保持部１１５に保持された値を読み出すこともできるし、何か変化が起きたときに、保持部１１５に保持された値を読み出すこともできる。なお、第３測定部１１０の構成は、以上の形態に限られるものではなく、蓄電部２０の蓄電量を測定可能な装置であればよい。例えばクーロンカウンタ、ガスゲージなどを用いることもできる。

再び図１に戻って説明を続ける。制御部８０は、第２測定部７０で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１測定部６０で測定された電力の値以上の場合は、上述の第１状態に切り替える制御を行う一方、第２測定部７０で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１測定部６０で測定された電力の値を下回る場合は、上述の第２状態に切り替える制御を行う。本実施形態では、第３測定部１１０で測定された蓄電量が第１閾値を下回り、かつ、第２測定部７０で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１測定部６０で測定された電力の値以上であることが条件として設定され、制御部８０は、上述の条件を満たす場合は、第１状態に切り替える制御を行う一方、上述の条件を満たさない場合は、第２状態に切り替える制御を行う。以下、制御部８０の具体的な内容を説明する。

図１１は、制御部８０の機能構成例を示すブロック図である。図１１に示すように、制御部８０は、第１取得部８１と、第２取得部８２と、第３取得部８３と、切替制御部８４とを有する。

第１取得部８１は、第１測定部６０で測定された蓄電量を取得する。例えば第１取得部８１は、第１測定部６０に対して、負荷２００に供給される電力の測定結果を要求する信号を送信し、その応答として、電力の測定結果を受信することができる。また、例えば第１測定部６０による測定結果が保持部に保持される形態の場合は、第１取得部８１は、保持部にアクセスして、保持部に保持された値を取得することもできる。

第２取得部８２は、第２測定部７０で測定された電力の値を取得する。例えば第２取得部８２は、第２測定部７０に対して、エネルギー変換部１０から供給される電力の測定結果を要求する信号を送信し、その応答として、エネルギー変換部１０から供給される電力の測定結果を受信することができる。また、例えば第２測定部７０による測定結果が保持部に保持される形態の場合は、第２取得部８２は、保持部にアクセスして、保持部に保持された値を取得することもできる。

第３取得部８３は、第３測定部１１０で測定された電力の値を取得する。例えば第３取得部８３は、第３測定部１１０に対して、蓄電量の測定結果を要求する信号を送信し、その応答として、蓄電量の測定結果を受信することができる。また、例えば第３測定部１１０による測定結果が保持部に保持される形態の場合は、第３取得部８３は、保持部にアクセスして、保持部に保持された値を取得することもできる。

切替制御部８４は、切替部３０の動作を制御する。本実施形態では、切替制御部８４は、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値以上であるか否かを判断し、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値以上の場合は、上述の条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う。なお、ここでは、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値未満の場合のみ、第２取得部８２で取得された電力の値を、エネルギー変換部１０の変換により得られた電力（発電電力）とみなすことができる。以下に詳しい理由を説明する。蓄電部２０が満充電（あるいは満充電に近い状態、例えば蓄電量が第１閾値以上）でないときは、エネルギー変換部１０で発電した電力が負荷２００へ供給されるだけでなく、第１変圧部４０からの出力電圧と蓄電部２０の電圧との間に電圧差があるため、エネルギー変換部１０で発電した電力から負荷２００へ供給した電力を差し引いた電力（余剰電力）が蓄電部２０へ供給される。一方、蓄電部２０が満充電のときは、負荷２００が必要とする電力のみがエネルギー変換部１０から負荷２００へ供給される。つまり、蓄電部２０が満充電のときは、エネルギー変換部１０の発電量を測定できず、蓄電部２０が満充電でないときは第２測定部７０による測定結果を、エネルギー変換部１０の発電量と見なすことができる。したがって、エネルギー変換部１０から供給される電力を測定するだけではエネルギー変換部１０の発電電力（エネルギー変換部１０の変換により得られる電力）を正しく測定することができないという問題は次のように解決できる。制御部８０は、第３取得部８３で取得される蓄電量を用いて蓄電部２０の状態を監視し、蓄電量が第１閾値未満の場合のみ第２取得部８２で取得された電力の値（第２測定部７０で測定された電力の値）をエネルギー変換部１０の発電電力と見なし、蓄電量が第１閾値以上の場合はエネルギー変換部１０の発電電力が分からないため、エネルギー変換部１０よりも多くの電力が供給可能である蓄電部２０を電力供給源として選択する制御を行う。

一方、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値未満の場合は、切替制御部８４は、第２取得部７０で取得された電力の値が、第１取得部８１で取得された電力の値（つまり、負荷２００に供給される電力の値）を賄うことができる値であるか否かを判断する。ここで、蓄電部２０の蓄電量が第１閾値未満の場合（蓄電部２０の蓄電量に余裕がある場合）、第１状態において、エネルギー変換部１０から供給される電力は、蓄電部２０および負荷２００の各々に分配される。本実施形態では、切替制御部８４は、第２取得部７０で取得された電力の値から、第１の値を差し引いた値と、第１取得部８１で取得された電力の値とを比較し、第２取得部７０で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１取得部８１で取得された電力の値以上の場合は、第２取得部８２で取得された電力の値が、第１取得部８１で取得された電力の値を賄うことができる値であると判断する。なお、本実施形態では、第１の値は例えば固定値として説明するが、これに限らず、第１の値は、動的に変化する値であってもよい。例えばエネルギー変換部１０から供給される電力の値に応じて、第１の値が可変に設定される形態であってもよい。

切替制御部８４は、第２取得部８２で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１取得部８１で取得された電力の値以上の場合は、条件を満たすと判断して第１状態に切り替える制御を行う。さらに詳述すれば、切替制御部８４は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の各々をオンに設定し、第３スイッチＳＷ３をオフに設定する制御を行う。一方、切替制御部８４は、第２取得部８２で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１取得部８１で取得された電力の値を下回る場合は、条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う。さらに詳述すれば、切替制御部８４は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の各々をオフに設定し、第３スイッチＳＷ３をオンに設定する制御を行う。

なお、例えば第２取得部８２で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１取得部８１で取得された電力の値以上であることのみが条件であってもよい。この場合、切替制御部８４は、第２取得部８２で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１取得部８１で取得された電力の値以上であると判断した場合は、蓄電部２０の蓄電量に関わらず、第１状態に切り替える制御を行う一方、第２取得部８２で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１取得部８１で取得された電力の値を下回ると判断した場合は、蓄電部２０の蓄電量に関わらず、第２状態に切り替える制御を行う形態であってもよい。

本実施形態では、制御部８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するコンピュータ装置として構成され、前述の第１取得部８１、第２取得部８２、第３取得部８３、切替制御部８４の各々の機能は、ＣＰＵがＲＯＭなどに格納されたプログラムをＲＡＭ上に展開して実行することにより実現される。なお、これに限らず、例えば前述の第１取得部８１、第２取得部８２、第３取得部８３、切替制御部８４の機能のうちの少なくとも一部を専用のハードウェア回路で実現することもできる。

次に、制御部８０が実行する切替処理について説明する。図１２は、制御部８０が実行する１回目の切替処理の一例を示すフローチャートである。この例では、電源システム１００の初期状態（デフォルトの状態）は第１状態に設定されることを前提とする。図１２に示すように、まず、第３取得部８３は、第３測定部１１０により測定された蓄電量を取得する（ステップＳ１１）。次に、切替制御部８４は、ステップＳ１１で取得された蓄電量が第１閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１で取得された蓄電量が第１閾値以上であると判断した場合（ステップＳ１２の結果：ＹＥＳの場合）、切替制御部８４は、上述の条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う（ステップＳ１３）。

一方、ステップＳ１１で取得された蓄電量が第１閾値未満であると判断した場合（ステップＳ１２の結果：ＮＯの場合）、切替制御部８４は、第２取得部８２に対して、第２測定部７０による測定結果の取得を依頼する。この依頼を受けて、第２取得部８２は、第２測定部７０により測定された電力の値（エネルギー変換部１０から供給される電力の測定値）を取得する（ステップＳ１４）。次に、切替制御部８４は、第１取得部８１に対して、第１測定部６０による測定結果の取得を依頼する。この依頼を受けて、第１取得部８１は、第１測定部６０により測定された電力（負荷２００に供給される電力の測定値）を取得する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１４とステップＳ１５の順序は反対であってもよい。

次に、切替制御部８４は、ステップＳ１４で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、ステップＳ１５で取得された電力の値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。ステップＳ１４で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、ステップＳ１５で取得された電力の値以上の場合（ステップＳ１６の結果：ＹＥＳの場合）、切替制御部８４は、条件を満たすと判断して第１状態に切り替える制御を行う（ステップＳ１７）。一方、ステップＳ１４で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、ステップＳ１５で取得された電力の値を下回る場合（ステップＳ１６の結果：ＮＯの場合）、切替制御部８４は、条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う（ステップＳ１８）。以上が、制御部８００が実行する１回目の切替処理（起動後の最初の切替処理）の具体的な内容である。

図１３は、制御部８０が実行する２回目以降の切替処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、まず、第３取得部８３は、第３測定部１１０により測定された蓄電量を取得する（ステップＳ２１）。次に、切替制御部８４は、ステップＳ２１で取得された蓄電量が第１閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。ステップＳ２１で取得された蓄電量が第１閾値以上であると判断した場合（ステップＳ２２の結果：ＹＥＳの場合）、切替制御部８４は、上述の条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う（ステップＳ２３）。

上述のステップＳ２２において、ステップＳ２１で取得された蓄電量が第１閾値未満であると判断した場合（ステップＳ２２の結果：ＮＯの場合）、切替制御部８４は、現在の電源システム１００の状態が第１状態であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。現在の電源システム１００の状態が第１状態であると判断した場合（ステップＳ２４の結果：ＹＥＳの場合）、切替制御部８４は、第２取得部８２に対して、第２測定部７０による測定結果の取得を依頼する。この依頼を受けて、第２取得部８２は、第２測定部７０により測定された電力の値を取得する（ステップＳ２５）。次に、切替制御部８４は、第１取得部８１に対して、第１測定部６０による測定結果の取得を依頼する。この依頼を受けて、第１取得部８１は、第１測定部６０により測定された電力の値を取得する（ステップＳ２６）。次に、切替制御部８４は、ステップＳ２５で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、ステップＳ２６で取得された電力の値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２７）。この内容は、図１２のステップＳ１６の内容と同様である。

上述のステップＳ２７において、ステップＳ２５で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、ステップＳ２６で取得された電力の値以上の場合（ステップＳ２７の結果：ＹＥＳの場合）、切替制御部８４は、条件を満たすと判断して第１状態に切り替える制御を行う（ステップＳ２８）。一方、上述のステップＳ２７において、ステップＳ２５で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、ステップＳ２６で取得された電力の値を下回る場合（ステップＳ２７の結果：ＮＯの場合）、切替制御部８４は、条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う（ステップＳ２９）。

一方、上述のステップＳ２４において、現在の電源システム１００の状態が第１状態ではない、つまり、第２状態であると判断した場合（ステップＳ２４の結果：ＮＯの場合）、切替制御部８４は、第１取得部８１に対して、第１測定部６０による測定結果の取得を依頼する。この依頼を受けて、第１取得部８１は、第１測定部６０により測定された電力の値（負荷２００に供給される電力の測定値）を取得する（ステップＳ３０）。次に、切替制御部８４は、ステップＳ３０で取得された電力の値が第２閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。詳細な内容については、後述の第２実施形態で説明するが、ステップＳ３０で取得された電力の値が第２閾値以上であると判断した場合（ステップＳ３１の結果：ＹＥＳの場合）、切替制御部８４は、条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う（ステップＳ２９）。一方、ステップＳ３０で取得された電力の値が第２閾値未満であると判断した場合（ステップＳ３１の結果：ＮＯの場合）、切替制御部８４は、条件を満たすと判断して第１状態に切り替える制御を行う（ステップＳ２８）。以上が、制御部８０が実行する２回目以降の切替処理の具体的な内容である。

なお、本実施形態では、電源システム１００の初期状態（デフォルトの状態）は第１状態に設定されているが、これに限られるものではない。例えば停止直前における電源システム１００の状態が、その後の起動時における電源システム１００の初期状態として設定される形態であってもよい。この場合の切替処理は、１回目であるか２回目以降であるかに関わらず、図１３に示すフローとすることができる。

以上に説明したように、本実施形態の電源システム１００は、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されて、エネルギー変換部１０で変換された電力が負荷２００に供給される第１状態と、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されずに蓄電部２０と負荷２００が接続されて、蓄電部２０に蓄えられた電力が負荷２００に供給される第２状態とを切り替える切替部３０と、切替部３０の動作を制御する制御部８０とを備える。そして、制御部８０は、蓄電部２０の蓄電量（第３測定部１１０で測定された電力の値）が第１閾値未満であり、かつ、エネルギー変換部１０から供給される電力の値（第２測定部７０で測定された電力の値）から第１の値を差し引いた値が、負荷２００に供給される電力の値（第１測定部６０で測定された電力の値）以上であることを示す条件が成立する場合は、第１状態に切り替える制御を行う一方、当該条件が成立しない場合は、第２状態に切り替える制御を行う。

例えば蓄電部２０の蓄電量が第１閾値以上の場合は、本実施形態の条件が成立しないので、制御部８０は、第２状態に切り替える制御を行う。ここでは、蓄電部２０の蓄電量が第１閾値以上であれば、蓄電部２０は、エネルギー変換部１０で変換され得る最大の電力よりも大きい電力を負荷２００に供給することができる。そして、第２状態においては、エネルギー変換部１０と負荷２００は接続されずに、蓄電部２０と負荷２００が接続されるので、例えば蓄電部２０の出力電圧がエネルギー変換部１０の出力電圧よりも低い場合であっても、蓄電部２０に蓄電された電力を負荷２００に供給することができる。つまり、エネルギー変換部１０および蓄電部２０の各々の出力電圧に依存せずに、電力供給源として蓄電部２０を選択することができるので、最大消費電力がエネルギー変換部（例えば太陽電池）１０で変換され得る最大の電力を超える負荷２００を動作させることもできる。

また、例えばエネルギー変換部１０から供給される電力の値から第１の値を差し引いた値が、負荷２００に供給される電力の値を下回る場合は、本実施形態の条件が成立しないので、制御部８０は、第２状態に切り替える制御を行う。つまり、この場合は、エネルギー変換部１０からの電力では負荷２００の消費電力を賄うことができないと判断し、エネルギー変換部１０からの電力よりも大きい電力を供給可能な蓄電部２０を電力供給源として選択する。さらに、例えば蓄電部２０の蓄電量が第１閾値未満であり、かつ、エネルギー変換部１０から供給される電力の値から第１の値を差し引いた値が、負荷２００に供給される電力の値以上の場合は、本実施形態の条件が成立するので、制御部８０は、第１状態に切り替える制御を行う。つまり、この場合は、エネルギー変換部１０からの電力で負荷２００の消費電力を賄えると判断し、エネルギー変換部１０を電力供給源として選択する。以上より、本実施形態によれば、エネルギー変換部１０および蓄電部２０の各々の出力電圧に依存せずに、適切な電力供給源（エネルギー変換部１０、蓄電部２０）を選択することができるので、例えば最大消費電力がエネルギー変換部（例えば太陽電池）１０で変換され得る最大の電力を超える負荷２００を動作させることもできる。

（第２実施形態）
図１４は、第２実施形態の電源システム１０００の構成例を示す図である。第２実施形態の電源システム１０００においては、上述の第２測定部７０が設けられず、制御部８００は、第１測定部６０で測定された電力の値が第２閾値を下回る場合は、第１状態に切り替える制御を行う一方、第１測定部６０で測定された電力の値が第２閾値以上の場合は、第２状態に切り替える制御を行う。以下、具体的に説明する。

図１５は、制御部８００の機能構成例を示すブロック図である。図１５に示すように、制御部８００は、第１取得部８１と、第３取得部８３と、切替制御部８４とを有する。切替制御部８４は、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値以上であるか否かを判断し、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値以上の場合は、条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う。一方、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値未満の場合は、切替制御部８４は、第１取得部８１で取得された電力の値が第２閾値以上であるか否かを判断する。そして、切替制御部８４は、第１取得部８１で取得された電力の値が第２閾値以上の場合は、条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う。一方、第１取得部８１で取得された電力の値が第２閾値を下回る場合は、切替制御部８４は、条件を満たすと判断して第１状態に切り替える制御を行う。

なお、例えば第１取得部８１で取得された電力の値が、第２閾値を下回ることのみが条件であってもよい。この場合、切替制御部８４は、第１取得部８１で取得された電力の値が、第２閾値を下回ると判断した場合は、蓄電部２０の蓄電量に関わらず、第１状態に切り替える制御を行う一方、第１取得部８１で取得された電力の値が、第２閾値以上であると判断した場合は、蓄電部２０の蓄電量に関わらず、第２状態に切り替える制御を行う形態であってもよい。

次に、図１６を参照しながら、制御部８００が実行する切替処理について説明する。図１６は、切替処理の一例を示すフローチャートである。図１６に示すように、まず、第３取得部８３は、第３測定部１１０により測定された蓄電量を取得する（ステップＳ３１）。次に、切替制御部８４は、ステップＳ３１で取得された蓄電量が第１閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３２）。ステップＳ３１で取得された蓄電量が第１閾値以上であると判断した場合（ステップＳ３２の結果：ＹＥＳの場合）、切替制御部８４は、条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う（ステップＳ３３）。より具体的には、切替制御部８４は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の各々をオフに設定し、第３スイッチＳＷ３をオンに設定する制御を行う。これにより、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されずに蓄電部２０と負荷２００が接続されて、蓄電部２０に蓄えられた電力が負荷２００に供給される状態（第２状態）となる。

一方、ステップＳ３１で取得された蓄電量が第１閾値未満であると判断した場合（ステップＳ３２の結果：ＮＯの場合）、切替制御部８４は、第１取得部８１に対して、第１測定部６０による測定結果の取得を依頼する。この依頼を受けて、第１取得部８１は、第１測定部６０により測定された電力の値（負荷２００に供給される電力の測定値）を取得する（ステップＳ３４）。次に、切替制御部８４は、ステップＳ３４で取得された電力の値が第２閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３５）。ステップＳ３４で取得された電力の値が第２閾値以上であると判断した場合（ステップＳ３５の結果：ＹＥＳの場合）、切替制御部８４は、条件を満たさないと判断して第２状態に切り替える制御を行う（ステップＳ３６）。

上述のステップＳ３５において、ステップＳ３４で取得された電力の値が第２閾値未満であると判断した場合（ステップＳ３５の結果：ＮＯの場合）、切替制御部８４は、条件を満たすと判断して第１状態に切り替える制御を行う（ステップＳ３７）。より具体的には、切替制御部８４は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の各々をオンに設定し、第３スイッチＳＷ３をオフに設定する制御を行う。これにより、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されて、エネルギー変換部１０で変換された電力が負荷２００に供給される状態（第１状態）となる。

制御部８００は、以上の切替処理を繰り返し実行する。切替処理の繰り返しのトリガー（契機）として、タイマーによる一定間隔の割り込み、負荷２００の状態の変化を検知したことなどが挙げられる。

以上に説明したように、本実施形態の制御部８００は、蓄電部２０の蓄電量が第１閾値未満であり、かつ、負荷２００に供給される電力の値（第１測定部６０で測定された電力の値、つまり、第１取得部８１で取得された電力の値）が第２閾値未満であることを示す条件が成立する場合は、第１状態に切り替える制御を行う一方、当該条件が成立しない場合は、第２状態に切り替える制御を行う。

例えば蓄電部２０の蓄電量が第１閾値以上の場合は、本実施形態の条件が成立しないので、制御部８００は、第２状態に切り替える制御を行う。ここでは、蓄電部２０の蓄電量が第１閾値以上であれば、蓄電部２０は、エネルギー変換部１０で変換され得る最大の電力よりも大きい電力を負荷２００に供給することができる。そして、第２状態においては、エネルギー変換部１０と負荷２００は接続されずに、蓄電部２０と負荷２００が接続されるので、例えば蓄電部２０の出力電圧がエネルギー変換部１０の出力電圧よりも低い場合であっても、蓄電部２０に蓄電された電力を負荷２００に供給することができる。つまり、エネルギー変換部１０および蓄電部２０の各々の出力電圧に依存せずに、電力供給源として蓄電部２０を選択することができるので、最大消費電力がエネルギー変換部（例えば太陽電池）１０で変換され得る最大の電力を超える負荷２００を動作させることもできる。

また、例えば負荷２００に供給される電力の値が第２閾値以上の場合は、本実施形態の条件が成立しないので、制御部８０は、第２状態に切り替える制御を行う。つまり、この場合は、エネルギー変換部１０からの電力では負荷２００の消費電力を賄うことができないと判断し、エネルギー変換部１０からの電力よりも大きい電力を供給可能な蓄電部２０を電力供給源として選択する。さらに、例えば蓄電部２０の蓄電量が第１閾値未満であり、かつ、負荷２００に供給される電力の値が第２閾値未満の場合は、本実施形態の条件が成立するので、制御部８０は、第１状態に切り替える制御を行う。つまり、この場合は、エネルギー変換部１０からの電力で負荷２００の消費電力を賄えると判断し、エネルギー変換部１０を電力供給源として選択する。以上より、本実施形態によれば、エネルギー変換部１０および蓄電部２０の各々の出力電圧に依存せずに、適切な電力供給源（エネルギー変換部１０、蓄電部２０）を選択することができるので、例えば最大消費電力がエネルギー変換部（例えば太陽電池）１０で変換され得る最大の電力を超える負荷２００を動作させることもできる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に変形例を記載する。上述の各実施形態と以下の変形例は任意に組み合わせることが可能である。

（変形例１）
上述の第２実施形態では、第１測定部６０で測定された電力の値を用いて、負荷２００の電力供給源（エネルギー変換部１０、蓄電部２０）を選択しているが、これに限らず、例えば負荷２００に供給される電流値を用いて、電力供給源を選択する形態であってもよい。この場合、例えば第１測定部６０（計算部６４）は、負荷２００に供給される電力の値の計算を行わずに、シャント抵抗６１の端子間の電圧差を、予め定められたシャント抵抗６１の抵抗値で除算することにより、シャント抵抗６１を流れる電流値のみを算出する形態であってもよい。この場合、第１測定部６０は、負荷２００に供給される電流を測定する電流測定部として機能する。要するに、負荷２００に供給される電流を測定する電流測定部が設けられる形態であればよい。この形態では、制御部８００は、電流測定部で測定された電流値を取得する電流値取得部を備え、切替制御部８４は、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値未満であり、かつ、電流値取得部で取得された電流値が第３閾値未満の場合は、第１状態に切り替える制御を行う一方、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値未満であり、かつ、電流値取得部で取得された電流値が第３閾値未満であるという条件が成立しない場合は、第２状態に切り替える制御を行うこともできる。さらに、例えば切替制御部８４は、電流値取得部で取得された電流値が第３閾値未満の場合は、蓄電部２０の蓄電量に関わらず、第１状態に切り替える制御を行う一方、電流値取得部で取得された電流値が第３閾値以上の場合は、蓄電部２０の蓄電量に関わらず、第２状態に切り替える制御を行うこともできる。

（変形例２）
上述の第１実施形態では、第１測定部６０および第２測定部７０の各々で測定された電力の値を用いて、負荷２００の電力供給源（エネルギー変換部１０、蓄電部２０）を選択しているが、上述の例では、第１変圧部４０および第２変圧部５０の各々の出力電圧は同値であるので、電流値を用いて、電力供給源を選択する形態であってもよい。この場合、第１測定部６０は、負荷２００に供給される電力の値の計算を行わずに、シャント抵抗６１の端子間の電圧差を、予め定められたシャント抵抗６１の抵抗値で除算することにより、シャント抵抗６１を流れる電流値のみを算出する形態であってもよい。この場合、第１測定部６０は、負荷２００に供給される電流を測定する電流測定部として機能する。同様に、第２測定部７０は、エネルギー変換部１０から供給される電力の値の計算を行わずに、エネルギー変換部１０（第１変圧部４０）と切替部３０との間に配置されるシャント抵抗の端子間の電圧差を、予め定められたシャント抵抗の抵抗値で除算することにより、シャント抵抗を流れる電流値のみを算出する形態であってもよい。この場合、第２測定部７０は、エネルギー変換部１０から出力される電流を測定する電流値測定部として機能する。

要するに、エネルギー変換部１０から出力される電流を測定する第１電流測定部と、負荷２００に供給される電流を測定する第２電流測定部とが設けられる形態であればよい。この形態では、制御部は、第１電流測定部で測定された電流値を取得する第１電流値取得部と、第２電流測定部で測定された電流値を取得する第２電流値取得部とを備え、切替制御部は、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値未満であり、かつ、第１電流値取得部で取得された電流値から第２の値（固定値であってもよいし、動的に変化する値でもよい）を差し引いた値が、第２電流値取得部で取得された電流値以上の場合は、第１状態に切り替える制御を行うこともできる。一方、切替制御部８４は、第３取得部８３で取得された蓄電量が第１閾値未満であり、かつ、第１電流値取得部で取得された電流値から所定値を差し引いた値が、第２電流値取得部で取得された電流値を下回る場合は、第２状態に切り替える制御を行うこともできる。さらに、例えば切替制御部８４は、第１電流値取得部で取得された電流値から所定値を差し引いた値が、第２電流値取得部で取得された電流値以上の場合は、蓄電部２０の蓄電量に関わらず、第１状態に切り替える制御を行う一方、第１電流値取得部で取得された電流値から所定値を差し引いた値が、第２電流値取得部で取得された電流値を下回る場合は、蓄電部２０の蓄電量に関わらず、第２状態に切り替える制御を行うこともできる。

（変形例３）
上述の第１実施形態では、第２測定部７０は、第１変圧部４０の後段に配置されているが、これに限らず、例えば図１７に示すように、第２測定部７０は、第１変圧部４０の前段に配置される形態であってもよい。

（変形例４）
例えば図１８に示すように、第１スイッチＳＷ１と並列にダイオードＤ１が設けられ、かつ、第３スイッチＳＷ３と並列にダイオードＤ３が設けられる形態であってもよい。なお、ここでは、第１実施形態の電源システム１００の構成を前提としているが、第２実施形態の電源システム１０００に適用することも可能である。例えば第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の各々がオンになり、第３スイッチＳＷ３がオフになる第１状態において、第２変圧部５０から負荷２００への出力電圧は、第３スイッチＳＷ３と並列に接続されたダイオードＤ３により降圧され、第１変圧部４０から負荷２００への出力電圧はダイオードＤ１を介さないので降圧されない。そのため、第２変圧部５０から負荷２００への出力電圧よりも第１変圧部４０から負荷２００への出力電圧の方が高くなり、エネルギー変換部１０からの電力が負荷２００に供給される。

また、切替制御部８４が、第２状態から第１状態に切り替える制御を行ったとき、負荷２００が必要とする電力を賄えないほどエネルギー変換部１０の発電電力が乏しく、第１変圧部４０の出力電圧が負荷２００の最低動作電圧に達していないとしても、第２変圧部５０の出力電圧が第１変圧部４０の出力電圧を上回るので、蓄電部２０に蓄えられた電力が、第３スイッチＳＷ３と並列に接続されたダイオードＤ３を経由して、負荷２００へ供給されるので、負荷２００への電力供給が瞬断されることを防止できる。また、切替制御部８４が、第２状態から第１状態に切り替える制御を行ったとき、エネルギー変換部１０の発電電力が小さく、さらに蓄電部２０の端子電圧が、負荷２００が必要とする電圧よりも小さい場合は、負荷２００への電力供給が停止してしまうおそれがあるが、図１８の例では、第２変圧部５０によって、蓄電部２０の端子電圧が、負荷２００が必要とする電圧に昇圧されるので、負荷２００への電力供給が瞬断されることを防止できる。

（変形例５）
上述の第１実施形態では、図１に示すように、第２変圧部５０は、第１変圧部４０と並列に接続される形態に限られるものではなく、例えば図１９に示すように、第２変圧部５０が第１変圧部４０と直列に接続される形態であってもよい。図１９の例では、第２変圧部５０は、切替部３０と第１測定部６０との間に配置されている。

ここで、例えばレギュレータで電圧を変圧する際には、電力損失が発生するので、図１９に例示されるように、第２変圧部５０として機能するレギュレータを、第１変圧部４０として機能するレギュレータと直列に配置し、太陽電池（エネルギー変換部１０の一例）で発電した電力を直接、負荷２００へ供給する場合（上述の第１状態の場合）、太陽電池から負荷２００へ電力が供給するまでに、第１変圧部４０として機能するレギュレータと、第２変圧部５０として機能するレギュレータで、電力損失が二度発生することになる。これに対して、図１に例示された配置であれば、太陽電池で発電した電力が負荷２００へ供給されるまでに、第１変圧部４０として機能するレギュレータによる電力損失のみが発生する。以上より、図１に例示された配置を採用すれば、図１９に例示された配置を採用する形態に比べて、レギュレータによる電力損失の影響を受けにくいという有利な効果を奏する。

また、図１９の例では、第２変圧部５０は、切替部３０と第２測定部７０との間に配置されているが、これに限らず、例えば図２０に示すように、第２変圧部５０が、第２測定部７０と負荷２００との間に配置される形態であってもよい。また、図２０に示すように、切替部３０が、１つのスイッチＳＷ１１のみで構成される形態であってもよい。図２０の例では、スイッチＳＷ１１は、エネルギー変換部１０および負荷２００と直列に接続され、第２測定部７０と第１測定部６０との間に配置される。また、図２０の例では、蓄電部２０を構成するキャパシタの一方の電極は、スイッチＳＷ１から第１測定部６０に至るまでの電流経路上のノードＮＤ１１に接続される。

この例では、制御部８０は、第１状態に設定する場合、スイッチＳＷ１１をオンに制御する。これにより、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されて、エネルギー変換部１０で変換された電力が負荷２００に供給される状態（第１状態）となる。また、制御部８０は、第２状態に設定する場合、スイッチＳＷ１１をオフに制御する。これにより、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されずに蓄電部２０と負荷２００が接続されて、蓄電部２０に蓄えられた電力が負荷２００に供給される状態（第２状態）となる。図２０の例では、負荷２００への電力供給源の選択を、ひとつのスイッチＳＷ１１で実現できるので、構成が簡素化されるという利点がある。

また、上述の各実施形態では、第２変圧部５０によって、蓄電部２０に蓄えられた電力を使い切ろうとしているが、これに限らず、電力供給源の選択さえできればよいのであれば、図２１に例示されるように、第２変圧部５０が設けられない形態であってもよい。

要するに、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されて、エネルギー変換部１０で変換された電力が負荷２００に供給される第１状態と、エネルギー変換部１０と負荷２００が接続されずに蓄電部２０と負荷２００が接続されて、蓄電部２０に蓄えられた電力が負荷２００に供給される第２状態とを切り替える切替部が設けられ、制御部８０は、条件が成立する場合は、第１状態に切り替える制御を行う一方、条件が成立しない場合は、第２状態に切り換える制御を行う形態であればよい。

（変形例６）
切替部３０を構成する３つのスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３）は図１のように配置される形態に限られず、例えば図２２のように配置される形態であってもよい。図２２の例では、第２スイッチＳＷ２の一方の端部は、蓄電部２０として構成されるキャパシタの一方の電極に接続され、第２スイッチＳＷ２の他方の端部は、第１変圧部４０と第１スイッチＳＷ１との間に介在するノードＮＤ５に接続される。

（変形例７）
例えば図２３に示すように、タイマー１０５が設けられ、制御部８０は、タイマー１０５からの割り込みを受信したときに上述の切替処理を開始する形態であってもよい。タイマー１０５は制御部８０に含まれていてもよいし、制御部８０とは別に設けられていてもよい。また、タイマー１０５に限らず、負荷２００からの割り込みなど、何らかの割り込みを契機として上述の切替処理が開始される形態であってもよい。

（変形例８）
上述の各実施形態では、負荷２００に供給される電力の値を第１測定部６０で測定しているが、これに限らず、例えば上述の第１測定部６０を構成するＡＤＣや計算部６４が制御部８０に含まれ、制御部８０が、電力値を計算して求める形態であってもよい。同様に、上述の第２測定部７０を構成するＡＤＣや計算部が制御部８０に含まれる形態であってもよい。

（変形例９）
上述の実施形態では、蓄電部２０として構成されるキャパシタに蓄えられた電力量（蓄電量）を第３測定部１１０で測定し、その結果を制御部８０が取得しているが、これに限らず、例えば上述の第３測定部１１０を構成するＡＤＣや計算部１１３が制御部８０に含まれ、制御部８０が、蓄電量を計算して求める形態であってもよい。

（変形例１０）
上述のシャント抵抗６１、シャント抵抗６１を流れる電流値と抵抗間の電圧との間には比例関係がある。また、上述のホール素子９０において、ホール素子９０を流れる電流値とホール素子９０から出力される電圧との間にも比例関係がある。そのため、第１測定部６０と第２測定部７０で全く同じ部品を使用していれば、計算部または制御部で電力（もしくは電流）を計算せず、シャント抵抗の端子電圧もしくはホール素子の出力電圧を比較して電力供給源を選択する形態であってもよい。

（変形例１１）
上述の蓄電部２０として構成されるキャパシタに蓄えられている電力量（蓄電量）とキャパシタの端子電圧との間には比例関係がある。そのため、計算部１１３または制御部８０で蓄電量を計算せず、キャパシタの端子電圧を蓄電量とみなす形態であってもよい。

（変形例１２）
上述の第１実施形態において、例えば図２４に示すように、第１変圧部４０および第２変圧部５０が設けられず、エネルギー変換部１０から供給される電力がそのまま第２測定部７０に入力されるとともに、蓄電部２０の出力電圧がそのまま切替部３０に入力される形態であってもよい。また、図２４に示すように、第３測定部１１０が設けられない形態であってもよい。要するに、第１実施形態の電源システム１００は、電気以外のエネルギーを電力に変換するエネルギー変換部１０と、エネルギー変換部１０で変換された電力を蓄える蓄電部２０と、上述の第１状態と第２状態とを切り替える切替部３０と、負荷２００に供給される電力を測定する第１測定部６０と、エネルギー変換部１０から供給される電力を測定する第２測定部７０と、第２測定部７０で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１測定部６０で測定された電力の値以上の場合は、第１状態に切り替える制御を行う一方、第２測定部７０で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、第１測定部６０で測定された電力の値を下回る場合は、第２状態に切り替える制御を行う制御部８０と、を備える形態であればよい。

同様に、上述の第２実施形態においても、例えば図２５に示すように、第１変圧部４０、第２変圧部５０および第３測定部１１０が設けられない形態であってもよい。要するに、第２実施形態の電源システム１０００は、電気以外のエネルギーを電力に変換するエネルギー変換部１０と、エネルギー変換部１０で変換された電力を蓄える蓄電部２０と、上述の第１状態と第２状態とを切り替える切替部３０と、負荷２００に供給される電力を測定する第１測定部６０と、第１測定部６０で測定された電力の値が第２閾値を下回る場合は、第１状態に切り替える制御を行う一方、第１測定部６０で測定された電力の値が第２閾値以上の場合は、第２状態に切り替える制御を行う制御部８００と、を備える形態であればよい。

また、上述の制御部（８０，８００）で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。また、上述の制御部（８０，８００）で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。また、上述の制御部（８０，８００）で実行されるプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するようにしてもよい。

１０エネルギー変換部
２０蓄電部
３０切替部
４０第１変圧部
５０第２変圧部
６０第１測定部
６１シャント抵抗
６２ＡＤＣ
６３ＡＤＣ
６４計算部
６５保持部
７０第２測定部
８０制御部
８１第１取得部
８２第２取得部
８３第３取得部
８４切替制御部
９０ホール素子
１００電源システム
１０１電源線
１０５タイマー
１１０第３測定部
２００負荷

Claims

発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と、
前記発電部と負荷が接続されて、前記発電部で発電された電力が負荷に供給される第１状態と、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部と前記負荷が接続されて、前記蓄電部に蓄えられた電力が前記負荷に供給される第２状態とを切り替える切替部と、
前記負荷に供給される電力を測定する第１測定部と、
前記発電部から供給される電力を測定する第２測定部と、
前記第２測定部で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、前記第１測定部で測定された電力の値以上の場合は、前記第１状態に切り替える制御を行う一方、前記第２測定部で測定された電力の値から前記第１の値を差し引いた値が、前記第１測定部で測定された電力の値を下回る場合は、前記第２状態に切り替える制御を行う制御部と、を備える、
電源システム。
発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と、
前記発電部と負荷が接続されて、前記発電部で発電された電力が負荷に供給される第１状態と、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部と前記負荷が接続されて、前記蓄電部に蓄えられた電力が前記負荷に供給される第２状態とを切り替える切替部と、
前記負荷に供給される電力を測定する第１測定部と、
前記発電部から供給される電力を測定する第２測定部と、
前記蓄電部の蓄電量を測定する第３測定部と、
前記第３測定部で測定された蓄電量が第１閾値を下回り、かつ、前記第２測定部で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、前記第１測定部で測定された電力の値以上であることを示す条件を満たす場合は、前記第１状態に切り替える制御を行う一方、前記条件を満たさない場合は、前記第２状態に切り替える制御を行う制御部と、を備える、
電源システム。
前記蓄電部と前記負荷との間に配置され、前記蓄電部の出力電圧を、予め定められた電圧に昇圧する変圧部をさらに備える、
請求項１または２の電源システム。
負荷に供給される電力の値を取得する第１取得部と、
発電部から供給される電力の値を取得する第２取得部と、
前記発電部と前記負荷が接続されて、前記発電部で発電された電力が前記負荷に供給される第１状態と、前記発電部と前記負荷が接続されずに、前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と前記負荷が接続されて、前記蓄電部に蓄えられた電力が前記負荷に供給される第２状態とを切り替える切替部を制御し、前記第２取得部で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、前記第１取得部で取得された電力の値以上の場合は、前記第１状態に切り替える制御を行う一方、前記第２取得部で取得された電力の値から前記第１の値を差し引いた値が、前記第１取得部で取得された電力の値を下回る場合は、前記第２状態に切り替える制御を行う切替制御部と、を備える、
電源制御装置。
負荷に供給される電力の値を取得する第１取得部と、
発電部から供給される電力の値を取得する第２取得部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部の蓄電量を取得する第３取得部と、
前記発電部と前記負荷が接続されて、前記発電部で発電された電力が前記負荷に供給される第１状態と、前記発電部と前記負荷が接続されずに、前記蓄電部と前記負荷が接続されて、前記蓄電部に蓄えられた電力が前記負荷に供給される第２状態とを切り替える切替部を制御し、前記第３取得部で取得された蓄電量が第１閾値を下回り、かつ、前記第２取得部で取得された電力の値から第１の値を差し引いた値が、前記第１取得部で取得された電力の値以上であることを示す条件を満たす場合は、前記第１状態に切り替える制御を行う一方、前記条件を満たさない場合は、前記第２状態に切り替える制御を行う切替制御部と、を備える、
電源制御装置。
発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と、
前記発電部と負荷が接続されて、前記発電部で発電された電力が負荷に供給される第１状態と、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部と前記負荷が接続されて、前記蓄電部に蓄えられた電力が前記負荷に供給される第２状態とを切り替える切替部と、
前記負荷に供給される電力を測定する第１測定部と、
前記発電部から供給される電力を測定する第２測定部と、
前記第２測定部で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、前記第１測定部で測定された電力の値を下回る場合は、前記第２状態に切り替える制御を行う制御部と、を備える、
電源システム。
発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と、
前記発電部と負荷が接続されて、前記発電部で発電された電力が負荷に供給される第１状態と、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部と前記負荷が接続されて、前記蓄電部に蓄えられた電力が前記負荷に供給される第２状態とを切り替える切替部と、
前記発電部から供給される電力の値から第１の値を差し引いた値が、前記負荷に供給される電力の値を下回る場合は、前記第２状態に切り替える制御を行う制御部と、を備える、
電源システム。
発電部と負荷が接続されて、前記発電部で発電された電力が前記負荷に供給される第１状態と、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と前記負荷が接続されて、前記蓄電部に蓄えられた電力が前記負荷に供給される第２状態とを切り替える切替部と、
前記発電部から供給される電力の値から第１の値を差し引いた値が、前記負荷に供給される電力の値を下回る場合は、前記第２状態に切り替える制御を行う制御部と、を備える、
電源装置。
発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と、
負荷に供給される電力を測定する第１測定部と、
前記発電部から供給される電力を測定する第２測定部と、を備え、
前記第２測定部で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、前記第１測定部で測定された電力の値以上の場合は、前記発電部で発電された電力を前記負荷に供給し、前記第２測定部で測定された電力の値から前記第１の値を差し引いた値が、前記第１測定部で測定された電力の値を下回る場合は、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記負荷に供給する、
電源システム。
発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と、を備え、
前記発電部から供給される電力の値から第１の値を差し引いた値が、負荷に供給される電力の値以上の場合は、前記発電部で発電された電力を前記負荷に供給し、前記発電部から供給される電力の値から前記第１の値を差し引いた値が、前記負荷に供給される電力の値を下回る場合は、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記負荷に供給する、
電源システム。
発電部から供給される電力の値から第１の値を差し引いた値が、負荷に供給される電力の値以上の場合は、前記発電部で発電された電力を前記負荷に供給し、前記発電部から供給される電力の値から前記第１の値を差し引いた値が、前記負荷に供給される電力の値を下回る場合は、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部に蓄えられた電力を前記負荷に供給する、
電源装置。
発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と、
負荷に供給される電力を測定する第１測定部と、
前記発電部から供給される電力を測定する第２測定部と、
前記蓄電部の蓄電量を測定する第３測定部と、を備え、
前記第３測定部で測定された蓄電量が第１閾値を下回り、かつ、前記第２測定部で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、前記第１測定部で測定された電力の値以上であることを示す条件を満たす場合は、前記発電部で発電された電力を前記負荷に供給し、前記条件を満たさない場合は、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記負荷に供給する、
電源システム。
発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と、を備え、
前記蓄電部の蓄電量が第１閾値を下回り、かつ、前記発電部から供給される電力の値から第１の値を差し引いた値が、負荷に供給される電力の値以上であることを示す条件を満たす場合は、前記発電部で発電された電力を前記負荷に供給し、前記条件を満たさない場合は、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記負荷に供給する、
電源システム。
発電部で発電された電力を蓄える蓄電部の蓄電量が第１閾値を下回り、かつ、前記発電部から供給される電力の値から第１の値を差し引いた値が、負荷に供給される電力の値以上であることを示す条件を満たす場合は、前記発電部で発電された電力を前記負荷に供給し、前記条件を満たさない場合は、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記負荷に供給する、
電源装置。
発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と、
負荷に供給される電力を測定する第１測定部と、
前記発電部から供給される電力を測定する第２測定部と、を備え、
前記第２測定部で測定された電力の値から第１の値を差し引いた値が、前記第１測定部で測定された電力の値を下回る場合は、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記負荷に供給する、
電源システム。
発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と、を備え、
前記発電部から供給される電力の値から第１の値を差し引いた値が、負荷に供給される電力の値を下回る場合は、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記負荷に供給する、
電源システム。
発電部から供給される電力の値から第１の値を差し引いた値が、負荷に供給される電力の値を下回る場合は、前記発電部と前記負荷が接続されずに前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部に蓄えられた電力を前記負荷に供給する、
電源装置。
コンピュータを、
負荷に供給される電力の値を取得する第１取得手段と、
発電部と前記負荷が接続されて、前記発電部で発電された電力が前記負荷に供給される第１状態と、前記発電部と前記負荷が接続されずに、前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電部と前記負荷が接続されて、前記蓄電部に蓄えられた電力が前記負荷に供給される第２状態とを切り替える切替部を制御し、前記第１取得手段で取得された電力の値が第２閾値を下回る場合は、前記第１状態に切り替える制御を行う一方、前記第１取得手段で取得された電力の値が前記第２閾値以上の場合は、前記第２状態に切り替える制御を行う切替制御手段として機能させる、
プログラム。