JP5864962B2 - 熱電変換素子出力制御装置 - Google Patents
熱電変換素子出力制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5864962B2 JP5864962B2 JP2011191655A JP2011191655A JP5864962B2 JP 5864962 B2 JP5864962 B2 JP 5864962B2 JP 2011191655 A JP2011191655 A JP 2011191655A JP 2011191655 A JP2011191655 A JP 2011191655A JP 5864962 B2 JP5864962 B2 JP 5864962B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- output
- thermoelectric
- current
- fet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 40
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 11
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 10
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
(1)昇圧コンバータICを利用し、制御用の入力にMPPT用の信号を入力する。
(2)FET(電界効果トランジスタ:Field effect transistor)及びFETを駆動する回路を個別部品で構成し、PIC(Peripheral Interface Controller:マイクロチップ・テクノロジー社が製造している制御用マイクロコントローラIC)で制御する。
そしてこのコンバート手段は、金属酸化膜半導体FETとダイオードとを有し、前記金属酸化膜半導体FETのON時の電圧降下値をV FET とし、前記ダイオードの順方向の電圧をVdとしたとき、これら金属酸化膜半導体FETやダイオードでの電圧降下を考慮した判定値=V−RI−DV FET −(1−D)Vd、或いはV A =DV FET +(1−D)Vdとしたときの判定値=Vin−RI−V A が正のとき前記パルス幅変調手段(PWM)で前記金属酸化膜半導体FETによるスイッチONの時間を長くし、同判定値が負のとき同パルス幅変調手段(PWM)で同金属酸化膜半導体FETによるスイッチONの時間を短くするものである。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例をあげて詳細に説明する。
判定値1=VI−RI2
ここで、Vは熱電素子からの出力電圧、Rは熱電素子の内部抵抗、Iは熱電素子から流れ出る電流を表わす。これは、出力電力VIと熱電素子の内部損失RI2とを比較するもので、両者から電流Iを括ると、次の判定値2となる。
判定値2=V−RI
これは、出力電圧Vと熱電素子の内部損失電圧RIとを比較することになり、この関数を用いて、コンバータの電流スイッチを制御するPWMの周期Dを変更する。
判定式には、従来用いられていたコンダクタンスあるいは抵抗値を計算するのではなく、電力を最大に取り出すために、出力電力と内部損失を比較して、その差が小さくなるように制御している。判定値が正であれば、PWMのスイッチONの時間を長くし、パルス幅を広くする。逆に、負であれば、PWMのスイッチのONの時間を短くし、パルス幅を狭くする。
熱電素子から電力を取り出す場合に、コンバータ内のMOSFET(金属酸化膜半導体FET:Metal Oxide Semiconductor FET)およびダイオードに加わる電圧降下が影響する。従って、その電圧降下を考慮して、厳密に出力の最大電力を求める必要が有る。その電圧降下分を考慮したときの出力電圧Voutは次の数式1のように表わせる。
判定値3=Vin−RI−DVFET−(1−D)Vd
判定値が正であれば、PWMのスイッチONの時間を長くする。逆に、負であれば、PWMのスイッチのONの時間を短くする。これは、低い電圧から最大電力を取り出す場合に重要なことである。
判定値4=Vin−RI−VA
判定値3は、FETの電圧降下、ダイオードの電圧降下を考慮した制御が行えることになるので、素子の出力電圧が変動する場合に安定した制御が行える。一方の判定値4は、FETの電圧降下、ダイオードの電圧降下が相殺すること見込んでおり、変動をあらかじめ抑えたロバストな判定とすることができる。ここでは、VFET、Vd、VAとして、定数として与える例を示したが、回路の温度を測定し、あらかじめ温度毎に各電圧VFET、Vd、VAをメモリ等に設定しておき、回路の温度変化に対して、温度毎の設定値を読みだして判定に利用するのが好例である。
Claims (3)
- 熱電素子から出力される起電力を制御する熱電変換素子出力制御装置において、熱電素子から出力される起電力の電流Iを検出、測定する手段と、電圧Vを検出、測定する手段と、前記電圧V、電流I及び熱電素子の内部抵抗Rの測定値を比較演算する手段と、この比較演算された判定値により、パルス幅変調手段(PWM)による出力パルスのパルス波の幅W或いはデューティ値Dを変更するコンバート手段とを有し、このコンバート手段は、金属酸化膜半導体FETとダイオードとを有し、前記金属酸化膜半導体FETのON時の電圧降下値をV FET とし、前記ダイオードの順方向の電圧をVdとしたとき、これら金属酸化膜半導体FETやダイオードでの電圧降下を考慮した判定値=V−RI−DV FET −(1−D)Vd、又はV A =DV FET +(1−D)Vdとしたときの判定値=Vin−RI−V A が正のとき前記パルス幅変調手段(PWM)で前記金属酸化膜半導体FETによるスイッチONの時間を長くし、同判定値が負のとき同パルス幅変調手段(PWM)で同金属酸化膜半導体FETによるスイッチONの時間を短くすることを特徴とする熱電変換素子出力制御装置。
- 熱電素子から出力される起電力の電圧V、電流I及び熱電素子の内部抵抗Rとから出力電力VIと熱電素子の内部損失RI2とを比較演算する手段を有し、その比較値により出力電力と内部損失の差が小さくなるようパルス幅を長短加減することを特徴とする請求項1に記載の熱電変換素子出力制御装置。
- 熱電素子から出力される起電力の電圧V、電流I、熱電素子の内部抵抗Rとからとから出力電圧Vと熱電素子の内部損失電圧RIとを比較演算する手段を有し、その比較値により出力電圧と内部損失電圧の差が小さくなるようパルス幅を長短加減することを特徴とする請求項1に記載の熱電変換素子出力制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011191655A JP5864962B2 (ja) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | 熱電変換素子出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011191655A JP5864962B2 (ja) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | 熱電変換素子出力制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013055769A JP2013055769A (ja) | 2013-03-21 |
JP5864962B2 true JP5864962B2 (ja) | 2016-02-17 |
Family
ID=48132290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011191655A Active JP5864962B2 (ja) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | 熱電変換素子出力制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5864962B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101484956B1 (ko) | 2013-04-24 | 2015-01-22 | (주)트리비스 | 열전소자의 시험장치 및 그 시험방법 |
JP6267562B2 (ja) | 2014-03-26 | 2018-01-24 | 株式会社Kelk | 熱電発電装置及び熱電発電方法 |
JP6094567B2 (ja) * | 2014-11-25 | 2017-03-15 | マツダ株式会社 | 自動車の高圧蓄圧器及び回生システム |
KR102011095B1 (ko) * | 2017-07-06 | 2019-08-16 | 리빙케어소재기술(주) | 열전소자의 파라미터 측정 시스템 |
JP7065687B2 (ja) * | 2018-05-21 | 2022-05-12 | 三菱電機株式会社 | 熱電変換装置 |
JP6952937B1 (ja) * | 2020-12-14 | 2021-10-27 | 三菱電機株式会社 | 電力制御装置、熱電発電システム、および、電力制御方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4715340B2 (ja) * | 2005-06-29 | 2011-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | 熱電発電装置 |
JP2011166990A (ja) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Toyota Motor Corp | 電源システム |
-
2011
- 2011-09-02 JP JP2011191655A patent/JP5864962B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013055769A (ja) | 2013-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5864962B2 (ja) | 熱電変換素子出力制御装置 | |
JP5276349B2 (ja) | 光起電性電源から電力を取り出すためのシステム、方法及び装置 | |
JP6346955B2 (ja) | ピークインダクタ電流制御を備えたブーストコンバータ | |
US9444258B2 (en) | Photovoltaic system having power-increment-aided incremental-conductance maximum power point tracking controller using constant-frequency and variable-duty control and method thereof | |
JP5412575B2 (ja) | 太陽光発電システムおよび制御システム | |
JP2008166690A (ja) | アナログ光発電回路 | |
US20120139504A1 (en) | Apparatus for obtaining information enabling the determination of the maximum power point of a power source | |
WO2012105197A1 (ja) | 太陽電池の特性演算方法及び太陽光発電システム | |
Wang et al. | A single-inductor dual-path three-switch converter with energy-recycling technique for light energy harvesting | |
US8933676B2 (en) | Output power control circuit for a thermoelectric generator | |
US9065298B2 (en) | Photovoltaic system having power-increment-aided incremental-conductance maximum power point tracking controller using variable-frequency and constant-duty control and method thereof | |
JP2011228598A (ja) | 太陽光発電システムおよび太陽光発電制御装置 | |
US10126792B2 (en) | Power converter load current control | |
KR101755793B1 (ko) | 차량의 컨버터 정션 온도 추정 방법 | |
US8749218B2 (en) | Control circuit for a DC-DC converter using a reference signal that is half a voltage level of a voltage of a battery to be charged | |
JP2009207239A (ja) | 太陽電池用充電制御装置 | |
US10090760B2 (en) | DC-DC voltage conversion device | |
JPWO2014054271A1 (ja) | 出力装置、太陽光発電装置および太陽光発電出力方法 | |
JP2007012768A (ja) | 熱電発電装置 | |
JP3949350B2 (ja) | 連系装置 | |
JP6754382B2 (ja) | 熱電発電装置 | |
JP4662862B2 (ja) | 太陽電池によるコンデンサ充電回路 | |
JP2006278711A (ja) | 太陽電池用制御装置 | |
Nakayama et al. | A simple MPPT control method for thermoelectric energy harvesting | |
Gogolou et al. | A wide range current sensing technique for integrated DC-DC converters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140822 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150624 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150624 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150803 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151218 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5864962 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |