JPH10243574A - 電力供給部および該電力供給部を備えた光発電装置ならびに該光発電装置を用いた光発電応用システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力損失の少ない制御機能部を有する電力供
給部を提供し、この電力供給部を有する光発電装置を提
供することによって、電力損失の低減を実現する。 【解決手段】 光電変換機能部と制御機能部とからなる
電力供給部要素で構成される電力供給部およびこの電力
供給部、電力被供給部さらには過電圧保護機能部を有す
る光発電装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池などの光
電変換素子を用いた光発電装置に関するもので、特に、
電力損失の少ない光発電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の技術について説明する。

【０００３】〔光電変換素子〕まず，光電変換について
説明する。

【０００４】光電変換とは、半導体などにおける電子や
正孔の密度や状態の変化を介して起こる光と電気との間
の変換のことであり、具体的には、次のような量子力学
的な光電効果がその例である。

【０００５】（1-1）光起電力効果 これは、光の照射によって生じた電子や正孔の作用によ
って、電位差が生じる現象である。

【０００６】（1-2）光導電効果、光導電接合効果 これらは、光の照射によって生じた電子の作用によっ
て、電気伝導度が増す現象である。

【０００７】その他、光放出効果などもその例である。

【０００８】このような光電変換を利用した素子を光電
変換素子という。特に、光起電力効果、光導電効果ある
いは光導電接合効果を利用した素子を一括して光電池と
呼んでいる。具体的には、フォトダイオード、フォトト
ランジスタそして太陽電池などがそれにあたる。

【０００９】つまり、光電変換素子は、光エネルギーを
電気エネルギーに変換する素子である。そのため、照射
される光の量によって、変換されて得られる電気エネル
ギーの量も変化する。

【００１０】〔光の照射量と変換されて得られる電気エ
ネルギーの関係〕ここで、光の照射量と変換されて得ら
れる電気エネルギーの関係について、太陽電池の場合を
例として説明する。

【００１１】太陽電池の場合、通常、変換された電気エ
ネルギーは電力として評価される。そして、この電力の
出力は、光の照射量によって変化する。その理由は、光
の照射量の変化によって、太陽電池から得られる電力と
なる電流あるいは起電力が変化するためである。

【００１２】太陽電池の起電力に着目して、前記の内容
を具体的に述べれば、光の照射量が増加すれば起電力も
増加し、逆に光の照射量が減少すれば起電力も減少する
ということである。つまり、太陽電池の電力は、昼夜あ
るいは天候によって変化することがある。

【００１３】〔光発電装置〕ところで、太陽電池などの
光電変換素子を用いた発電装置を、光発電装置と呼んで
いる。

【００１４】光発電装置の最も基本的な構成要素は、光
電変換機能部を含む電力供給部とその電力の供給を受け
る電力被供給部の2つである。

【００１５】電力被供給部の具体的な例は、光発電装置
自体の用途によって多様であるが、例えば、次のような
ものがある。

【００１６】（2-1）2次電池 この場合のように、光発電装置を2次電池に接続して用
いれば、電力供給部は充電器として機能する。ここで、
2次電池としては、リチウム・イオン電池などがある。

【００１７】（2-2）上記2次電池以外の負荷 この場合のように、光発電装置を負荷に接続して用いれ
ば、電力供給部はひとつの動力源として機能する。ここ
で、負荷とは、供給される電力を動力源とする各部であ
る。但し、ここでいう各部とは、接続される回路、素
子、あるいは装置などを示している。具体的には、イン
バーター回路などがあり、場合によっては、DC-DCコン
バーターのような電力変換手段もこれに該当する。

【００１８】このような光発電装置のうち大規模なもの
は、家庭用の自家発電装置への利用も考えられている。

【００１９】〔従来の光発電装置〕以下、従来の光発電
装置について図13（a）を用いて説明する。

【００２０】図13（a）は、従来の光発電装置の構成を
簡略的に示した回路図であり、図13（a）において、1は
電力供給部を、101は光電変換機能部を、103は整流素子
を、2は電力被供給部をそれぞれ表している。また、Iは
順方向の電流を、Jは逆方向の電流をそれぞれ表してい
る。なお、電力供給部1は光電変換素子からなる光電変
換機能部101と整流素子103によって構成されており、電
力被供給部2は、上記のような2次電池、負荷あるいはこ
れらの双方が相当する。

【００２１】図13（a）からわかる通り、従来の光発電
装置では、光電変換機能部101からの電力を担う電流I
が、整流素子103を介して、電力被供給部2へと流れてい
る。ここで、整流素子103としては、ダイオードが用い
られている。

【００２２】このような例は、特開平5-284654や実公平
6-46197に示されている。

【００２３】〔整流処理の必要性〕次に、上記のような
従来の光発電装置において、整流素子を用いた整流処理
を行う必要があった理由について説明する。

【００２４】光発電装置における電流の流れる方向とし
ては、次の2通りが考えられる。

【００２５】（3-1）順方向、すなわち、電力供給部1か
ら電力被供給部2へと流れる場合 これは、図13（a）の電流Iの実線で示された矢印方向に
相当する。

【００２６】（3-2）逆方向、すなわち、電力被供給部2
から電力供給部1へと流れる場合 これは、図13（a）の電流Jの点線で示された矢印方向に
相当する。

【００２７】さて、光電変換機能部101の光電変換素子
が十分に機能し、起電力が十分な場合には、通常、電力
供給部1の電圧が電力被供給部2の電圧より高くなる。こ
の場合には、電流Iは電力被供給部2へと流れる。このよ
うな状態が、上記（3-1）の順方向の状態である。

【００２８】しかしながら、上記〔光の照射量と変換さ
れて得られる電気エネルギーの関係〕において述べたよ
うな理由から、光電変換機能部101の光電変換素子の起
電力が下がり、発生する電力が十分でない場合には、電
力供給部1の電圧が電力被供給部2の電圧より低くなって
しまう。そのため、電力被供給部2に蓄えられた電力
が、電力供給部1へ逆流しようとし、場合によっては、
逆方向の電流Jが電力供給部1へと流れる。このような状
態が、上記（3-2）の逆方向の状態である。

【００２９】ところで、電力供給部1に整流素子103が設
けられていない場合には、逆方向の電流Jは、光電変換
機能部101へと流入する。このような光電変換機能部101
への電流の流入は、光電変換機能部101を構成する光電
変換素子の特性劣化や破損を引き起こす原因となる。そ
のため、電流の方向を一方向に整流しておく必要がある
のである。

【００３０】〔ダイオードの機能と動作〕そのため、従
来の光発電装置においては、上記のような逆方向の電流
を除去する目的で、整流素子であるダイオードを用いて
いた。ここで、ダイオードの動作について説明する。

【００３１】（4-1）光電変換機能部101の起電力が電力
被供給部2の電圧より高い場合 ダイオードは導通し、順方向の電流Iが流れ、電流被供
給部2に電力が供給される。

【００３２】（4-2）光電変換機能部101の起電力が電力
被供給部2の電圧より低い場合 蓄えられた電力被供給部2の電力が、光電変換機能部101
へ逆流しようとするため、ダイオードは逆バイアスさ
れ、電流の逆流を防ぐ。

【００３３】〔従来の光発電装置が有する問題点1〕し
かしながら、従来の光発電装置には、主に次のような問
題点があった。

【００３４】まず、ダイオード自体が有する問題とし
て、次のようなものがある。

【００３５】（問題点1）ダイオードを用いることによ
る電力損失の低減が難しい。

【００３６】ここで、ダイオードを用いることによる電
力損失とは、ある抵抗値rを有するダイオードに電流Iが
流れる際に生じる電圧降下Irに起因した電力の損失のこ
とである。

【００３７】したがって、この電力損失は、基本的に、
回路中にダイオードが存在する限り必ず生じる損失なの
である。

【００３８】また、この電力損失は、ある既定値までし
か低減できない。その理由は、ダイオードの順方向電圧
降下値が、最低値で0.6 V程度と決まっているからであ
る。

【００３９】さらに、実際の光発電装置では、図13
（b）に示したように、複数の光電変換機能部101を接続
して用いる場合が普通である。ここで、図13（b）は、
従来の光発電装置の複数の電力供給部1によって構成さ
れた形態を簡略的に示した回路図である。ここで、図13
（b）における符号は、図13（a）のそれと同様である。
なお、nは接続している電力供給部1の個数を表してい
る。

【００４０】この場合、整流素子103であるダイオード
は各電力供給部1ごとに接続されることになり、全体と
しては、並列接続数nに比例した電力損失を受けること
になる。すなわち、例えば、1個の電力供給部1の電力損
失がPであれば、それをn個（n≧2）並列に接続した場合
には、nPの損失を受けるということである。

【００４１】〔電力損失の低減が必要な理由〕ここで、
前記の電力損失を低減する必要がある理由について、太
陽電池を例として説明する。

【００４２】太陽電池は、そのエネルギー変換効率がも
ともと小さい。具体的には、多結晶Si太陽電池のそれ
で、10 %〜13 %程度である。したがって、得られる電力
は、太陽光照射面積1 m²あたり100 W〜130 W程度であ
る。

【００４３】そのため、太陽電池から得られた電力を有
効に活用するためには、それを供給する回路として、可
能な限り電力損失の少ないものを用いる必要がある。ま
た、このような回路をさらに小型化しようとする場合に
も、電力損失の低減は必要とされるのである。

【００４４】〔従来の光発電装置が有する問題点2〕さ
らに、従来の光発電装置には、次のような問題があっ
た。

【００４５】（問題点2）過剰な電力の供給を防止でき
ない。

【００４６】上記の通り、従来の光発電装置は、光電変
換機能部101と整流素子103とからなる電力供給部1およ
び電力被供給部2によって構成されている。そのため、
従来の光発電装置において行うことができたのは、整流
処理、すなわち、電流の流れる方向に対する制御であっ
て、電流あるいは電圧の量を制御することはできなかっ
た。

【００４７】つまり、電力被供給部2に供給される電力
を制御できなかったのである。したがって、従来の光発
電装置では、電力被供給部2に特性劣化などを与えるよ
うな過剰な電力が供給されることがあった。

【００４８】この過剰な電力の供給について、電力被供
給部2に加わる電圧を例にとって具体的に説明すると、
次のようになる。

【００４９】従来の光発電装置では、電力被供給部2に
加わる電圧は、光電変換素子の起電力の増加に伴って単
に増加するという状態であった。そのため、この電圧の
増加の度合いによっては、電力被供給部2に特性劣化を
引き起こす可能性があった。ここで、電力被供給部2に
特性劣化を引き起こし得る過剰な電圧を、以下、過電圧
と呼ぶ。特に、この過電圧が電力被供給部2の絶対最大
定格値をこえるような場合、特性劣化に止まらず破損を
招くことにもなる。但し、絶対最大定格値とは、素子や
装置などの各部分に特性劣化または破損をきたすことの
ない電圧の上限値のことである。

【００５０】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決しようとする課題は、次の4点である。

【００５１】（課題1）電力損失の少ない制御機能部を
有する電力供給部を提供すること。

【００５２】（課題2）（課題1）を解決することによっ
て、電力損失の少ない光発電装置を提供すること。

【００５３】（課題3）（課題2）を解決し、かつ、電力
被供給部への過剰な電力の供給を防止する機能を有する
光発電装置を提供すること。

【００５４】（課題4）（課題2）および（課題3）を解
決した光発電装置を利用し、高効率で安全動作の確保さ
れた光発電応用システムを提供すること。

【００５５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、基本的に次のような手段をとる。

【００５６】（5-1）電力損失を低減するために、従来
の光発電装置に用いられていた整流素子を、スイッチン
グ素子および制御回路からなる制御機能部で置き換え
る。

【００５７】（5-2）電力被供給部への過剰な電力の供
給を防止するために、電力被供給部に過電圧保護機能部
を接続する。

【００５８】すなわち、本発明は、電力供給部を構成す
る電力供給部要素であって、光電変換機能部と制御機能
部とからなることを特徴とする電力供給部要素である。

【００５９】前記光電変換機能部が、1個または2個以上
の光電変換素子からなることを特徴とする電力供給部要
素である。

【００６０】前記2個以上の光電変換素子が、直列、並
列または直並列に接続されていることを特徴とする電力
供給部要素である。

【００６１】前記光電変換素子が、太陽電池であること
を特徴とする電力供給部要素である。

【００６２】前記制御機能部が、少なくともスイッチン
グ素子および制御回路からなることを特徴とする電力供
給部要素である。

【００６３】前記制御機能部が、1個のスイッチング素
子および1個の制御回路、並列に接続された2個以上のス
イッチング素子および1個の制御回路、または、並列に
接続された2個以上のスイッチング素子および該2個以上
のスイッチング素子の各々に個別に接続された制御回路
からなることを特徴とする電力供給部要素である。

【００６４】1個または2個以上の電力供給部要素からな
る電力供給部であって、該電力供給部要素が、前記の電
力供給部要素であることを特徴とする電力供給部であ
る。

【００６５】前記2個以上の電力供給部要素が、直列、
並列または直並列に接続されていることを特徴とする電
力供給部である。

【００６６】前記の電力供給部および電力被供給部、ま
たは、前記の電力供給部、電力被供給部および過電圧保
護機能部からなることを特徴とする光発電装置である。

【００６７】前記過電圧保護機能部が、1個あるいは2個
以上の前記電力被供給部に対して、少なくとも1個備え
られていることを特徴とする光発電装置である。

【００６８】前記過電圧保護機能部が、電流遮断回路ま
たは定電圧保持回路であることを特徴とする光発電装置
である。

【００６９】前記電力被供給部が、2次電池あるいは負
荷の少なくともいずれか1つであることを特徴とする光
発電装置である。

【００７０】前記の光発電装置を用いたことを特徴とす
る光発電応用システムである。

【００７１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。

【００７２】〔本発明の光発電装置の構成1〕本発明の
光発電装置の基本的な構成を、図1（a）、（b）を用い
て説明する。

【００７３】ここで、図1は、本発明の光発電装置の基
本的な構成を示した回路図である。特に（a）は本発明
の光発電装置の基本的な構成をブロックを用いて簡略に
示したものであり、（b）は（a）のひとつの形態を示し
ている。図1（a）、（b）において、1は電力供給部を、
10は電力供給部要素を、101は光電変換機能部を、1010
は光電変換素子を、102は制御機能部を、1021はスイッ
チング素子を、1022は制御回路を、2は電力被供給部を
それぞれ表す。また、Iは順方向の電流を、Jは順方向の
電流をそれぞれ表している。

【００７４】図1（a）からわかるように、本発明の光発
電装置は、基本的に、電力供給部1および電力被供給部2
から構成されている。また、図1（b）からわかるよう
に、本発明の光発電装置の電力供給部1は、光電変換機
能部101と制御機能部102から構成されている。図1は、
本発明の光発電装置の構成の最も簡単な形態である。

【００７５】ところで、本発明に係る電力供給部1は、
基本的に、次のように構成されている。

【００７６】（6-1）1個または2個以上の光電変換素子
によって、光電変換機能部を構成する。

【００７７】（6-2）1個または2個以上の光電変換機能
部と1個の制御機能部とによって、電力供給部要素を構
成する。

【００７８】（6-3）1個または2個以上の電力供給部要
素によって、電力供給部を構成する。

【００７９】以下、これらの基本的な構成要素のそれぞ
れについて、その構成や種類あるいは機能などについて
説明する。

【００８０】〔光電変換機能部の構成〕光電変換機能部
の構成について、図2を用いて説明する。

【００８１】ここで、図2は、本発明に係る光電変換機
能部の基本的な構成を簡略的に示した回路図であり、図
2において101は光電変換機能部を、1010は光電変換素子
をそれぞれ表している。

【００８２】光電変換機能部101の基本的な構成は、次
の通りである。

【００８３】（構成1-1）1個の光電変換素子1010から1
個の光電変換機能部101を構成する。

【００８４】それを図2（a）に示した。

【００８５】（構成1-2）2個以上の光電変換素子1010を
直列に接続して、1個の光電変換機能部101を構成する。

【００８６】それを図2（b）に示した。

【００８７】（構成1-3）2個以上の光電変換素子1010を
並列に接続して、1個の光電変換機能部101を構成する。

【００８８】それを図2（c）に示した。

【００８９】（構成1-4）2個以上の光電変換素子1010を
直並列に接続して、1個の光電変換機能部101を構成す
る。

【００９０】それを図2（d）に示した。

【００９１】したがって、本発明に係る光電変換機能部
101は、前記基本的な構成（構成1-1）〜（構成1-4）の
うちの少なくとも1つで構成することが可能である。

【００９２】〔光電変換素子の種類〕光電変換素子とし
ては、太陽電池を用いることが好ましいが、これに限定
されるものではなく、光電変換機能を有する素子であれ
ばよい。勿論、従来より用いられていた他の光電変換素
子を流用することもできる。

【００９３】〔制御機能部の構成1〕制御機能部の構成
について、図3を用いて説明する。

【００９４】ここで、図3は、本発明に係る制御機能部
の基本的な構成を簡略的に示した回路図であり、図3に
おいて、102は制御機能部を、1021はスイッチング素子
を、1022は制御回路をそれぞれ表す。

【００９５】図3からわかる通り、本発明に係る制御機
能部102は、基本的に、スイッチング素子1021と制御回
路1022とからなり、制御回路1022がスイッチング素子10
21の両端の電圧を検出するように接続されている。この
ような制御機能部102の基本的な構成は、次の通りであ
る。

【００９６】（構成2-1）1個のスイッチング素子1021お
よび1個の制御回路1022から、1個の制御機能部102を構
成する。

【００９７】それを図3（a）に示した。

【００９８】（構成2-2）並列に接続した2個以上のスイ
ッチング素子1021および1個の制御回路1022から、1個の
制御機能部102を構成する。

【００９９】それを図3（b）に示した。

【０１００】（構成2-3）並列に接続した2個以上のスイ
ッチング素子1021および2個以上のスイッチング素子の
個々に接続された1個の制御回路1022から、1個の制御機
能部102を構成する。

【０１０１】それを図3（c）に示した。

【０１０２】したがって、本発明に係る制御機能部102
は、前記基本的な構成（構成2-1）〜（構成2-3）のいず
れかで構成することが可能である。

【０１０３】〔制御機能部の構成2〕制御機能部の別の
構成について、図4を用いて説明する。

【０１０４】ここで、図4は、本発明に係る制御機能部
の異なる構成を簡略的に示した回路図であり、図4にお
いて、1023は回路素子を表し、それ以外の符号は図3に
おけるそれと同じである。

【０１０５】上記〔制御機能部の構成1〕では、本発明
に係る制御機能部102の基本的な構成を示したが、本発
明に係る制御機能部102としてはこれとは異なる構成も
可能である。そのような構成とは、上記のスイッチング
素子1021と制御回路1022の他に、別の回路素子1023を含
めるものである。そのひとつの形態としては、制御回路
1022をスイッチング素子1021とは異なる回路素子1023に
接続し、その回路素子1023の両端の電圧を検出するとい
うものがある。それを図4（a）に示した。

【０１０６】そのため、この異なる構成についても、上
記基本的な構成（構成2-1）〜（構成2-3）と同様な構成
を考えることができる。それを次に示す。

【０１０７】（構成2-4）1個のスイッチング素子1021、
1個の制御回路1022および1個の回路素子1023から、1個
の制御機能部102を構成する。

【０１０８】（構成2-5）並列に接続した2個以上のスイ
ッチング素子1021、1個の制御回路1022および1個の回路
素子1023から、1個の制御機能部102を構成する。

【０１０９】（構成2-6）並列に接続した2個以上のスイ
ッチング素子1021および2個以上のスイッチング素子の
個々に接続された1個の制御回路1022および1個の回路素
子1023から、1個の制御機能部102を構成する。

【０１１０】したがって、本発明に係る制御機能部102
は、前記異なる構成（構成2-4）〜（構成2-6）のいずれ
かでも構成することが可能である。

【０１１１】〔回路素子の種類〕回路素子1023として
は、図4（b）に示したように、抵抗Rが一般的に用いら
れるが、これに限られるものではない。

【０１１２】〔スイッチング素子の種類〕制御機能部10
2に用いるスイッチング素子1021としては、スイッチン
グ機能を有する手段であって、導通時に、従来用いられ
ていたダイオードの順方向電圧降下値よりも小さい電圧
降下値を得られるものであればよい。

【０１１３】そのようなスイッチング素子の一例として
は、pチャンネルMOSFETやnチャンネルMOSFETがある。こ
れ以外には、トランジスタ、IGBT、サイリスターなどを
用いることもできる。

【０１１４】〔スイッチング素子の設置位置〕スイッチ
ング素子1021の設置位置には、特に限定はなく、電流の
経路中であればよい。

【０１１５】〔制御回路の種類〕制御機能部102に用い
る制御回路1022としては、電圧の違いを検出し、スイッ
チング素子の動作を制御する機能を有する手段であれば
よい。

【０１１６】具体的には、電圧比較器がその一例であ
る。また、電圧比較器は、その種類に特に限定はなく、
ヒステリシスコンパレーターなどでもよい。あるいは、
電圧比較器と同等の機能を有する回路を、トランジスタ
ーなどの能動素子とLCRなどの受動素子とから構成し、
それを用いてもよい。

【０１１７】〔制御機能部の種類〕制御機能部102とし
ては、基本的に、スイッチング素子1021と制御回路1022
とからなる構成であればよく、他の付加的な構成要素に
ついては特に限定はない。

【０１１８】〔電力供給部要素の構成〕電力供給部要素
の構成について、図5を用いて説明する。

【０１１９】図5は、本発明に係る電力供給部要素の構
成を簡略的に示した回路図であり、図5において、10は
電力供給部要素を、101は光電変換機能部を、102は制御
機能部をそれぞれ表す。但し、光電変換機能部101とし
ては、上記〔光電変換機能部の構成〕において示した構
成のいずれでもよく、制御機能部102としては、上記
〔制御機能部の構成〕において示した構成のいずれでも
よい。

【０１２０】図5からわかる通り、電力供給部要素10は
光電変換機能部101と制御機能部102とからなり、その基
本的な構成は、次の通りである。但し、GNDは、接地gro
undを意味する。

【０１２１】（構成3-1）光電変換機能部101をGND側に
接続する。

【０１２２】それを図5（a）に示した。

【０１２３】（構成3-2）制御機能部102をGND側に接続
する。

【０１２４】それを図5（b）に示した。

【０１２５】したがって、本発明に係る電力供給部要素
10は、前記基本的な構成（構成3-1）あるいは（構成3-
2）のいずれかいずれかのうち、必要に応じた適当な構
成をとることが可能である。

【０１２６】〔電力供給部の構成〕電力供給部の構成に
ついて、図6を用いて説明する。

【０１２７】ここで、図6は、本発明の電力供給部の基
本的な構成を簡略的に示した回路図であり、図6におい
て、1は電力供給部を、10は電力供給部要素をそれぞれ
表す。但し、電力供給部要素10としては、上記〔制御機
能部要素の構成〕において示した構成のいずれでもよ
い。

【０１２８】電力供給部1の基本的な構成は、次の通り
である。

【０１２９】（構成4-1）1個の電力供給部要素10から1
個の電力供給部1を構成する。

【０１３０】それを図6（a）に示した。

【０１３１】（構成4-2）2個以上の電力供給部要素10を
直列に接続して、1個の電力供給部1を構成する。

【０１３２】それを図6（b）に示した。

【０１３３】（構成4-3）2個以上の電力供給部要素10を
並列に接続して、1個の電力供給部1を構成する。

【０１３４】それを図6（c）に示した。

【０１３５】（構成4-4）2個以上の電力供給部要素10を
直並列に接続して、1個の電力供給部1を構成する。

【０１３６】それを図6（d）に示した。

【０１３７】したがって、電力供給部1は、前記基本的
な構成（構成4-1）〜（構成4-4）のうちの少なくとも1
つで構成することが可能である。

【０１３８】〔電力被供給部〕電力被供給部2として
は、特に限定はなく、電力供給部1から供給される電力
を消費する手段であればよい。すなわち、素子、回路、
装置などのいずれでも構わない。

【０１３９】具体的には、2次電池、これ以外の負荷あ
るいはこれらの双方が、その一例である。

【０１４０】〔本発明の光発電装置の構成2〕本発明の
光発電装置の別の構成を、図7および図9を用いて説明す
る。

【０１４１】ここで、図7および図9はいずれも、本発明
の光発電装置の別の構成を簡略的に示した回路図であ
り、これらの図において、311は保護回路を、312は検出
回路を、32は定電圧保持回路を、3は過電圧保護機能部
を、それぞれ表し、それ以外の符号は図1のそれを同様
である。

【０１４２】図7および図9に示した本発明の光発電装置
の異なる形態では、上記〔本発明の光発電装置の構成
1〕において示した基本的な構成要素の他に、過電圧保
護機能部3を設けた構成となっている。

【０１４３】過電圧保護機能部3は、1個あるいは2個以
上の電力被供給部に対して少なくとも1個設ければよ
い。したがって、過電圧保護機能部3は電力被供給部2に
次のように接続される。

【０１４４】（構成5-1）1個あるいは2個以上の電力被
供給部2に対して、それぞれ個別に1個の過電圧保護機能
部3を設置する。

【０１４５】（構成5-2）2個以上の電力被供給部2に対
して、1個の過電圧保護機能部3を設置する。

【０１４６】〔過電圧保護機能部の構成1〕過電圧保護
機能部3のひとつの構成例について、図7および図8を用
いて説明する。

【０１４７】図7からわかるように、本発明に係る過電
圧保護機能部3のひとつの形態は、保護回路311と検出回
路312とから構成される電流遮断回路31である。

【０１４８】〔保護回路の種類〕MOSFETなど、上記〔ス
イッチング素子の種類〕においてあげたような素子を用
いることができる。

【０１４９】〔保護回路の設置位置〕上記〔スイッチン
グ素子の設置位置〕と同様、保護回路311の設置位置に
は、特に限定はなく、電流Iの経路中であればよい。

【０１５０】その一例として、図8を示した。ここで、
図8は、図7と全く同じ構成で、保護回路311を電力被供
給部2に対してGND側に設置した形態を表している。

【０１５１】〔検出回路〕抵抗などを用いることができ
る。

【０１５２】〔過電圧保護機能部の構成2〕過電圧保護
機能部3の別の構成例について、図9を用いて説明する。

【０１５３】図9からわかるように、本発明に係る過電
圧保護機能部3は、抵抗321と定電圧ダイオード322から
なる定電圧保持回路32で構成することもできる。

【０１５４】〔過電圧保護機能部の種類〕過電圧保護機
能部3としては、上記の2つの形態に限定されるものでは
なく、電力被供給部2への過剰な電力の供給を防止する
手段であればよい。すなわち、そのような機能を有する
ものであれば、素子、回路、装置などのいずれでも構わ
ない。

【０１５５】以下に、各部の機能について説明する。

【０１５６】〔制御回路の機能と動作〕制御回路1022の
機能と動作について説明する。

【０１５７】制御回路1022は、逆方向の電流を電圧の違
いとして次のように検出する。

【０１５８】逆方向の電流が流れようとする場合には、
スイッチング素子1021あるいはその他の回路素子1023の
両端に、順方向時とは逆の電圧が加わる。制御回路1022
は、そのような電圧に違いを検出し、スイッチング素子
1021に次のような制御信号を送る。

【０１５９】（動作1-1）順方向、すなわち、電力供給
部から電力被供給部へ流れている場合 スイッチング素子がオンするように、信号レベルがロー
の制御信号を送る。

【０１６０】（動作1-2）逆方向、すなわち、電力被供
給部から電力供給部へ流れようとする場合 スイッチング素子がオフするように、信号レベルがハイ
の制御信号となるを送る。

【０１６１】なお、スイッチング素子を動作させるため
の信号レベルのハイあるいはローの設定は、前記の逆で
もよい。

【０１６２】〔スイッチング素子の機能と動作〕スイッ
チング素子1021の機能と動作について説明する。

【０１６３】前記の制御回路1022からの制御信号をうけ
て、スイッチング素子1021は次のように動作する。

【０１６４】（動作2-1）順方向、すなわち、電力供給
部から電力被供給部へ流れている場合 スイッチング素子はオンし、導通状態にする。

【０１６５】（動作2-2）逆方向、すなわち、電力被供
給部から電力供給部へ流れようとする場合 スイッチング素子はオフし、非導通状態あるいはハイイ
ンピーダンス状態にする。

【０１６６】これによって、逆方向の電流を防止でき
る。

【０１６７】〔導通時のスイッチング素子のインピーダ
ンスの設定〕ここで、導通時のスイッチング素子のイン
ピーダンスの設定について説明する。

【０１６８】スイッチング素子の導通インピーダンス
は、制御回路からの信号レベルにより設定できる。した
がって、基本的に、スイッチング素子の導通インピーダ
ンスを、従来用いられていたダイオードの順方向導通イ
ンピーダンスより小さくなるように設定すればよい。具
体的には次のようにする。但し、次におけるダイオード
とは従来用いられていたダイオードを意味する。

【０１６９】（設定1）1個のダイオードを1個のスイッ
チング素子で置き換える場合 1個のスイッチング素子の導通インピーダンスが、1個の
ダイオードの順方向導通インピーダンスより小さくなる
ように設定する。

【０１７０】（設定2）1個のダイオードを2個以上のス
イッチング素子で置き換える場合 2個以上のスイッチング素子の導通インピーダンスの合
成値が、1個のダイオードの順方向導通インピーダンス
より小さくなるように設定する。

【０１７１】（設定3）2個以上のダイオードを1個のス
イッチング素子で置き換える場合 1個のスイッチング素子の導通インピーダンスが、2個以
上のダイオードの順方向導通インピーダンスの合成値よ
り小さくなるように設定する。

【０１７２】（設定4）2個以上のダイオードを2個以上
のスイッチング素子で置き換える場合 2個以上のスイッチング素子の導通インピーダンスの合
成値が、2個以上のダイオードの順方向導通インピーダ
ンスの合成値より小さくなるように設定する。

【０１７３】このようにスイッチング素子の導通インピ
ーダンスを設定することによって、電力損失を従来用い
られていたダイオードの場合に比べて、低減することが
可能になる。

【０１７４】〔過電圧保護機能部の機能〕過電圧保護機
能部の機能について説明する。

【０１７５】上記のように、電力の供給は、基本的に、
電力供給部の電圧が電力被供給部の電圧よりも高ければ
継続され、電力被供給部2に加わる電圧は、光電変換素
子の起電力の増加に伴って増加する。したがって、回路
中に過剰な電力の供給を防止するような機能を有した手
段を設けない限り、加わる電圧の増加の度合いによって
は、電力被供給部に特性劣化を引き起こす可能性があっ
た。

【０１７６】このような過電圧から電力被供給部を保護
するために、本発明の光発電装置では、次のような過電
圧保護機能部を設けた。

【０１７７】（8-1）電流遮断回路 （8-2）定電圧保持回路 〔電流遮断回路〕これは、電力被供給部に過電圧が加わ
った場合、電流供給部からの電流の流入を遮断する機能
をもつ。つまり、電力被供給部に加わる電圧を常時検出
し、電力被供給部に過電圧が加わると、非接続状態ある
いはハイインピーダンス状態にする機能をもつ。

【０１７８】〔定電圧保持回路〕定電圧保持回路は、電
圧の上昇を抑制し、ある一定値に電圧に保つ機能を有す
る。用いられている定電圧ダイオードは、電圧がある一
定値をこえると導通する機能を有する。そのため、電力
被供給部に加わる電圧は、定電圧ダイオードの電圧以上
に上昇することがない。

【０１７９】〔本発明の光発電装置の形態1〕本発明の
光発電装置のひとつの形態について、図1（b）を用いて
説明する。

【０１８０】図1（b）は、本発明の光発電装置の最も簡
単な形態を表している。

【０１８１】そこで、まず、図1（b）に示した本発明の
光発電装置の構成について説明する。

【０１８２】図1（b）に示した本発明の光発電装置は、
1個の電力供給部要素10からなる電力供給部1および電力
被供給部2から構成されている。ここで、この電力供給
部要素10は、1個の光電変換機能部101と1個の制御機能
部102から構成されている。さらに、光電変換機能部101
は1個の光電変換素子1010から、制御機能部は、1個のス
イッチング素子1023と1個の制御回路1022から、それぞ
れ構成されている。

【０１８３】次に、制御機能部102の動作について説明
する。

【０１８４】制御回路1022は、スイッチング素子1021の
両端の電圧の差を検知し、次のような動作をするように
制御信号をスイッチング素子1021に送る。

【０１８５】（9-1）順方向、すなわち、電力供給部1か
ら電力被供給部2へと流れる場合 これは、図1（b）の電流Iの実線で示された矢印方向に
相当する。この場合、制御回路1022からの信号レベルは
ローである。そして、このローの時に、スイッチング素
子1021がオンし、導通状態になる。

【０１８６】（9-2）逆方向、すなわち、電力被供給部2
から電力供給部1へと流れる場合 これは、図1（b）の電流Jの点線で示された矢印方向に
相当する。この場合、制御回路1022からの信号レベルは
ハイである。そして、このハイの時に、スイッチング素
子1021がオフし、非導通状態あるいはハイインピーダン
ス状態になる。

【０１８７】ここで、前記の信号レベルのハイとロー
は、適当に設定できる。したがって、スイッチング素子
1021の導通インピーダンスをこの信号レベルを変えるこ
とによって、従来用いられていたダイオードの順方向導
通インピーダンスよりも小さくなるように設定すればよ
い。そのため、スイッチング素子1021での電圧降下を低
減できるので、電力損失を容易に低減できる。

【０１８８】ところで、スイッチング素子での電力損失
は次のようになる。スイッチング素子1021の導通インピ
ーダンスをrとする。このとき、電流Iがスイッチング素
子を流れた際の電圧降下はIrであるから、電流損失Pは
次式（＊1）であたえられる。

【０１８９】（＊1）P=I²R 〔本発明の光発電装置の形態2〕本発明の光発電装置の
別の形態について、図10を用いて説明する。

【０１９０】図10は、本発明の光発電装置の別の構成を
簡略的に示した回路図であり、複数の光電変換素子によ
って構成された形態の一例を表している。

【０１９１】そこで、まず、図10に示した本発明の光発
電装置の構成について説明する。

【０１９２】図10に示した本発明の光発電装置は、並列
に接続されたn個の電力供給部要素10からなる電力供給
部1および電力被供給部2から構成されている。ここで、
この電力供給部要素10の各々は、1個の光電変換機能部1
01と1個の制御機能部102から構成されている。さらに、
光電変換機能部101の各々は直列に接続されたm個の光電
変換素子1010から、制御機能部102は、1個のスイッチン
グ素子1021と1個の制御回路1022から、それぞれ構成さ
れている。

【０１９３】つまり、図10に示した本発明の光発電装置
は、m×n個の光電変換素子を用いて電力の出力が大きく
なるように構成した形態である。

【０１９４】本形態は、制御回路がスイッチング素子の
各々を制御するように個別に接続された形態であり、制
御機能部102の動作は〔本発明の光発電装置の形態1〕に
おいて説明したそれと基本的に同様である。

【０１９５】但し、本形態におけるスイッチング素子で
の電力損失は、並列接続数nに比例する。つまり、1個の
スイッチング素子での電力損失をPとすれば、本形態で
は電力損失はnPとなる。

【０１９６】しかしながら、上記〔導通時のスイッチン
グ素子のインピーダンスの設定〕において述べたよう
に、スイッチング素子の導通インピーダンスは、従来用
いられていたダイオードの順方向導通インピーダンスよ
り小さく設定できる。そのため、本形態は、図13（b）
に示した従来の形態と比較して、電力損失を低減するこ
とが可能である。

【０１９７】つまり、本発明の効果は、光電変換素子の
接続個数が増加し、必要とされる制御機能部の個数が増
加するほど顕著になる。

【０１９８】〔本発明の光発電装置の形態3〕本発明の
光発電装置のまた別の形態について、図11を用いて説明
する。

【０１９９】図11は、本発明の光発電装置の別の構成を
簡略的に示した回路図であり、その制御回路をスイッチ
ング素子以外の部分に設けた形態のひとつを表してい
る。ここで、図11において、1023は回路素子を表し、そ
れ以外の符号は図1のそれと同様である。

【０２００】本形態では、制御回路1022をスイッチング
素子1021とは異なる回路素子1023の両端の電圧を検出
し、スイッチング素子1021を制御している。

【０２０１】〔本発明の光発電装置の形態4〕本発明の
光発電装置のまた別の形態について、図7を用いて説明
する。

【０２０２】図7（a）は、過電圧保護機能部となる電流
遮断回路を設けた形態である。ここで、電力供給部1、
電力被供給部2には上記の各形態を用いることができ
る。

【０２０３】本形態の過電圧保護機能部3である電流遮
断回路31は、電力被供給部への上記のような過剰な電力
の供給があった場合に、それを遮断するもので、保護回
路311と検出回路312によって構成されている。

【０２０４】ここで、検出回路312は電力被供給部2に加
わる電圧を常時検出できるように接続してあり、保護回
路311を次のように動作させる。

【０２０５】（10-1）電力被供給部2に過電圧が加わっ
た場合 この場合、電流を遮断するように、保護回路311に信号
を送り、保護回路311は非接続状態になる。

【０２０６】（10-2）電力被供給部2の電圧が電力供給
部1の電圧より下がった場合 この場合、再び電流を流すように、保護回路311に信号
を送り、保護回路311はもとの接続状態に戻る。

【０２０７】〔本発明の光発電装置の形態5〕本発明の
光発電装置のまた別の形態について、図9を用いて説明
する。

【０２０８】図9は、過電圧保護機能部となる低電圧保
持回路を設けた形態である。したがって、電力供給部
1、電力被供給部2には上記の各形態を用いることができ
る。

【０２０９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。

【０２１０】〔実施例1〕本発明の光発電装置のひとつ
の形態を実施例1として示す。

【０２１１】本実施例は、図1（c）に示した構成であ
り、光電変換素子1010として太陽電池を、スイッチング
素子1021としてpチャンネルMOSFETを、制御回路1022と
して電圧比較器を、電力被供給部2として2次電池を、そ
れぞれ用いている。なお、sはソース端子を、gはゲート
端子を、dはドレイン端子をそれぞれ表している。

【０２１２】ここでスイッチング素子1021として用いた
pチャンネルMOSFETは、ゲート−ソース間電圧V_gs＝−10
Vのときに、導通インピーダンスrを0.04Ωと設定でき
る特性を有している。

【０２１３】また、制御回路1022である電圧比較器は、
ドレイン端子dの電圧よりソース端子sの電圧の方が大き
くなると、信号レベルがハイの制御信号となる電圧をMO
SFETのゲート端子gに加える。

【０２１４】つまり、このMOSFETは、電圧比較器から送
られる制御信号に応じて、次のように動作する。

【０２１５】（11-1）V_gs≦−2 V、すなわち、信号レベ
ルがローの場合 MOSFETはオンし、導通状態となる。したがって、順方向
の電流、すなわち、図1の電流Iの矢印方向の電流が流れ
る。

【０２１６】（11-2）V_gs＞−2 V、すなわち、信号レベ
ルがハイの場合 MOSFETはオフし、非導通状態あるいは非導通状態とな
る。したがって、逆方向の電流、すなわち、図1の電流J
の矢印方向の電流が流れるの防止する。

【０２１７】続いて、本実施例に関する電力損失につい
て説明する。

【０２１８】電流を0.1 Aとした場合、スイッチング素
子1021であるMOSFETの導通時の電力損失P1は、 （本発明）P₁=0.1×0.1×0.04=0.4 mW となる。それに対して、従来用いられていたダイオード
については、通常、その導通時の電圧降下が0.6 V程度
なので、 （従来例）P'₁=0.1×0.6=60 mW となる。上記結果から、本実施例は従来例と比べ、電力
損失の低減効果が伺える。

【０２１９】なお、本発明は、本実施例1に示した形態
に限定されるものではなく、光電変換機能部101、制御
機能部102または電力被供給部2の種類や設置位置など
は、上記のように変えることができる。

【０２２０】〔実施例2〕本発明の光発電装置の別の形
態を実施例2として示す。

【０２２１】本実施例は、図10に示した構成であり、
〔実施例1〕に示した形態に比べて、電力供給部が並列
に接続された複数の電力供給部要素からできている。な
お、光電変換素子1010、スイッチング素子1021、制御回
路1022、電力被供給部2はそれぞれ〔実施例1〕と同じも
のを用いた。したがって、1個のスイッチング素子にお
ける電圧降下は〔実施例1〕に示した値を同じである。

【０２２２】このとき、電力損失を考えると、並列に接
続した電流供給部の個数nを10とした場合には、本発明
の光発電装置では、 （本発明）P₁₀=0.4×10=4 mW となる。それに対して、従来用いられていたダイオード
については、 （従来例）P'₁₀=60×10=600 mW となる。

【０２２３】したがって、本発明による効果は電力供給
部要素10を複数個並列接続した場合に、特に顕著にな
る。

【０２２４】なお、本発明は、本実施例2に示した形態
に限定されるものではなく、光電変換機能部101、制御
機能部102または電力被供給部2の種類や設置位置など
は、上記のように変えることができる。

【０２２５】〔実施例3〕本発明の光発電装置のまた別
の形態を実施例3として示す。

【０２２６】本実施例は、図11（b）に示した構成であ
り、〔実施例1〕に示した形態に比べて、制御回路がス
イッチング素子以外の回路素子に接続されている。な
お、回路素子1023としては抵抗Rを用いた。その他の光
電変換素子1010、スイッチング素子1021、制御回路102
2、電力被供給部2はそれぞれ〔実施例1〕と同じものを
用いた。したがって、1個のスイッチング素子1021にお
ける電圧降下は〔実施例1〕に示した値を同じである。

【０２２７】なお、本発明は、本実施例3に示した形態
に限定されるものではなく、光電変換機能部101、制御
機能部1022または電力被供給部2の種類や設置位置など
は、上記のように変えることができる。

【０２２８】〔実施例4〕本発明の異なる構成の光発電
装置のひとつの形態を実施例4として示す。

【０２２９】本実施例は、図7（b）に示した構成であ
り、〔実施例1〕に示した形態に比べて、過電圧保護機
能部である電流遮断回路が設けられている。なお、保護
回路311としては〔実施例1〕のスイッチング素子1021と
同様のpチャンネルMOSFETを、検出回路312としては抵抗
R₁、R₂をそれぞれ用いた。また、その他の光電変換素子
1010、スイッチング素子1021、制御回路1022、電力被供
給部2はそれぞれ〔実施例1〕と同じものを用いた。した
がって、1個のスイッチング素子1021における電圧降下
は〔実施例1〕に示した値を同じである。

【０２３０】まず、ドレイン端子dの電位をV_dとする。
また、このドレイン端子dは、電力被供給部2である2次
電池と直接接続してあるので、2次電池に加わる電圧もV
_dである。この電圧V_dは、抵抗R₁、R₂で分圧され、この
分圧された電圧が保護回路311であるpチャンネルMOSFET
のゲート端子gに加わる。この電圧をV₂とすると、V₂は
次式（＊2）で与えられる。

【０２３１】（＊2）V₂＝V_d(R₂/(R₁+R₂)) また、MOSFETのゲート−ソース間しきい値電圧をV_gs
^(th)とする。このとき、保護回路311であるMOSFETは次
のように動作する。

【０２３２】（10-1）ソース端子電位V_sがV₂とV_gs ^(th)
の和より小さい場合、すなわち、V_s≦V₂+V_gs ^(th)なる場
合 MOSFETはオンしており、導通状態となっている。

【０２３３】（10-2）ソース端子電位V_sがV₂とV_gs ^(th)
の和より大きい場合、すなわち、V_s>V₂+V_gs ^(th)なる場
合 MOSFETはオフし、非導通状態あるいはハイインピーダン
ス状態となり、電流Ｉを遮断する。そのため、２次電池
への過剰な電力の供給が防止できる。

【０２３４】本実施例に示した形態では、スイッチング
素子1021と保護回路311とに同様のpチャンネルMOSFETを
用いているため、結局2個のMOSFETを直列に接続してい
る。この場合にも、これら2個のMOSFETのインピーダン
スの合成値を、従来用いられていたダイオードの順方向
導通インピーダンスより小さく設定するればよい。した
がって、電力損失は容易に低減できる。

【０２３５】ところで、本実施例に関する電力損失は次
の通りである。

【０２３６】MOSFETの導通インピーダンスを〔実施例
1〕のMOSFETの場合と同様に、電流を0.1Aに対して0.04
Ωと設定した場合には、双方の電流損失の合成値は、 P＝0.1×0.1×(0.04＋0.04)＝0.8 mW となる。したがって、従来より用いられているダイオー
ドと比べて、電力損失がPは充分低減されているといえ
る。

【０２３７】なお、本発明は、本実施例4に示した形態
に限定されるものではなく、光電変換機能部101、制御
機能部102、保護回路31または電力被供給部2の種類や設
置位置などは、上記のように変えることができる。

【０２３８】〔実施例5〕本発明の異なる構成の光発電
装置の別の形態を実施例5として示す。

【０２３９】本実施例は、図9（b）に示した構成であ
り、〔実施例1〕に示した形態に比べて、過電圧保護機
能部である定電圧保持回路が設けられている。なお、定
電圧保持回路32としては抵抗R 321と定電圧ダイオード3
22を用い、その他の光電変換素子1010、スイッチング素
子1021、制御回路1022、電力被供給部2はそれぞれ〔実
施例1〕と同じものを用いた。したがって、1個のスイッ
チング素子における電圧降下は〔実施例1〕に示した値
を同じである。

【０２４０】〔実施例6〕本発明の光発電装置の適用例
のひとつの形態を実施例6として示す。

【０２４１】本実施例は、図12に示した構成であり、本
発明に係る電力被供給部をインバーター回路としたもの
である。図12に示したような光発電装置では、電力損失
が少ないため、電力を有効に供給でき、過電圧保護機能
部3を設けたために、電力被供給部2であるインバーター
回路への過電圧の印加が防止できる。そのため、インバ
ーター回路の安全動作が確保できた。

【０２４２】〔実施例7〕本発明の光発電装置を用いた
光発電応用システムを作製した。本発明の光発電装置を
用いることにより、電力損失が低減され、効率がよくな
った。

【０２４３】

【発明の効果】本発明の効果は、次の通りである。

【０２４４】（効果1）従来用いられていたダイオード
をスイッチング素子と制御回路からなる制御機能部に換
えることによって、電流の逆流を防止し、電力損失を低
減した電力供給部を提供することができた。

【０２４５】（効果2）前記の電力供給部を用いること
によって、光電変換機能部への電流の逆流を防止し、光
電変換素子の特性を劣化させることのない低電力損失の
光発電装置を提供することができた。

【０２４６】（効果3）前記の光発電装置に、過電圧保
護機能部を加えることによって、さらに、電力被供給部
への過剰な電力の供給を防ぎ、その特性を劣化させこと
のない光発電装置を提供することができた。

【０２４７】（効果4）前記の光発電装置を用いること
よって、効率のよい光発電応用システムを提供すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の光発電装置の構成を簡略的に示した回
路図であり、（a）は光発電装置の基本的な構成を表し
ており、（b）は電力供給部のひとつの構成例を表して
いる。また、（c）は（b）の具体的な構成を表してい
る。

【図2】本発明に係る光電変換機能部の基本的な構成を
簡略的に示した回路図であり、（a）は1個の光電変換素
子から1個の光電変換機能部を構成した形態を、（b）は
2個以上の光電変換素子を直列に接続し1個の光電変換機
能部を構成した形態を、（c）は2個以上の光電変換素子
を並列に接続し1個の光電変換機能部を構成した形態
を、（d）は2個以上の光電変換素子を直並列に接続し
て、1個の光電変換機能部を構成した形態を、それぞれ
表している。

【図3】本発明に係る制御機能部の基本的な構成を簡略
的に示した回路図であり、（a）は1個のスイッチング素
子および1個の制御回路から1個の制御機能部を構成した
形態を、（b）は並列に接続した2個以上のスイッチング
素子および1個の制御回路から1個の制御機能部を構成し
た形態を、（c）は並列に接続した2個以上のスイッチン
グ素子および2個以上のスイッチング素子の個々に接続
された1個の制御回路から1個の制御機能部を構成した形
態を、それぞれ表している。

【図4】本発明に係る制御機能部の異なる構成を簡略的
に示した回路図であり、（a）は1個のスイッチング素
子、1個の制御回路および1個の回路素子から1個の制御
機能部を構成した形態を表し、（b）は（a）の具体的な
構成を表している。

【図5】本発明に係る電力供給部要素の構成を簡略的に
示した回路図であり、（a）は光電変換機能部をGND側に
接続した形態を、（b）は制御機能部をGND側に接続した
形態を、それぞれ表している。

【図6】本発明の電力供給部の構成を簡略的に示した回
路図であり、（a）は1個の電力供給部要素から1個の電
力供給部を構成した形態を、（b）は2個以上の電力供給
部要素を直列に接続し1個の電力供給部を構成した形態
を、（c）は2個以上の電力供給部要素を並列に接続し1
個の電力供給部を構成した形態を、（d）は2個以上の電
力供給部要素を直並列に接続し1個の電力供給部を構成
した形態を、それぞれ表している。

【図7】本発明の光発電装置の異なる構成を簡略的に示
した回路図であり、（a）は過電圧保護機能部のひとつ
の構成例を表している。また、（b）は（a）の具体的な
構成を表している。

【図8】本発明の光発電装置の異なる構成を簡略的に示
した回路図であり、図7（a）に示した過電圧保護機能部
の異なる接続の形態である。

【図9】本発明の光発電装置の異なる構成を簡略的に示
した回路図であり、（a）は過電圧保護機能部の異なる
構成例を表している。また、（b）は（a）の具体的な構
成を表している。

【図10】本発明の光発電装置の構成のひとつの形態を簡
略的に示した回路図であり、複数の光電変換素子から構
成された形態である。

【図11】本発明の光発電装置の構成のひとつの形態を簡
略的に示した回路図であり、（a）は制御回路の異なる
接続の形態である。なお、（b）は（a）のひとつの具体
的な構成を表している。

【図12】本発明の光発電装置の適用例のひとつの形態を
簡略的に示した回路図であり、本発明に係る電力被供給
部をインバーター回路にした形態である。

【図13】従来の光発電装置の構成を簡略的に示した回路
図であり、（a）は1個の光電変換素子から構成されてい
る形態であり、（b）は複数の光電変換素子から構成さ
れている形態である。

【符号の説明】

1 電力供給部 10 電力供給部要素 101 光電変換機能部 1010 光電変換素子 102 制御機能部 1021 スイッチング素子 1022 制御回路 1023 回路素子 103 整流素子 2 電力被供給部 201 トランジスタ 202 モーター 203 駆動装置 3 過電圧保護機能部 31 電流遮断回路 311 保護回路 312 検出回路 32 定電圧保持回路 321 抵抗 322 定電圧ダイオード I 順方向の電流 J 逆方向の電流 R 抵抗 s ソース端子 g ゲート端子 d ドレイン端子

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力供給部を構成する電力供給部要素で
   あって、光電変換機能部と制御機能部とからなることを
   特徴とする電力供給部要素。
2. 【請求項２】 前記光電変換機能部が、1個の光電変換
   素子からなることを特徴とする請求項1記載の電力供給
   部要素。
3. 【請求項３】 前記光電変換機能部が、2個以上の光電
   変換素子からなることを特徴とする請求項1記載の電力
   供給部要素。
4. 【請求項４】 前記2個以上の光電変換素子が、直列、
   並列または直並列に接続されていることを特徴とする請
   求項3記載の電力供給部要素。
5. 【請求項５】 前記光電変換素子が、太陽電池であるこ
   とを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項記載の電力供
   給部要素。
6. 【請求項６】 前記制御機能部が、少なくともスイッチ
   ング素子および制御回路からなることを特徴とする請求
   項1〜5のいずれか1項記載の電力供給部要素。
7. 【請求項７】 前記制御機能部が、1個のスイッチング
   素子および1個の制御回路からなることを特徴とする請
   求項1〜6のいずれか1項記載の電力供給部要素。
8. 【請求項８】 前記制御機能部が、並列に接続された2
   個以上のスイッチング素子および1個の制御回路からな
   ることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の電
   力供給部要素。
9. 【請求項９】 前記制御機能部が、並列に接続された2
   個以上のスイッチング素子および該2個以上のスイッチ
   ング素子の各々に個別に接続された制御回路からなるこ
   とを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の電力供
   給部要素。
10. 【請求項１０】 1個の電力供給部要素からなる電力供
    給部であって、該電力供給部要素が、請求項1〜9のいず
    れか1項記載の電力供給部要素であることを特徴とする
    電力供給部。
11. 【請求項１１】 2個以上の電力供給部要素からなる電
    力供給部であって、該電力供給部要素が、請求項1〜9の
    いずれか1項記載の電力供給部要素であることを特徴と
    する電力供給部。
12. 【請求項１２】 前記2個以上の電力供給部要素が、直
    列、並列または直並列に接続されていることを特徴とす
    る請求項11記載の電力供給部。
13. 【請求項１３】 電力供給部と該電力供給部から電力の
    供給を受ける電力被供給部とからなる光発電装置であっ
    て、該電力供給部が、請求項10〜12のいずれか1項記載
    の電力供給部であることを特徴とする光発電装置。
14. 【請求項１４】 電力供給部、該電力供給部から電力の
    供給を受ける電力被供給部および過電圧保護機能部から
    なる光発電装置であって、該電力供給部が、請求項10〜
    12のいずれか1項記載の電力供給部であることを特徴と
    する光発電装置。
15. 【請求項１５】 前記過電圧保護機能部が、1個あるい
    は2個以上の前記電力被供給部に対して、少なくとも1個
    備えられていることを特徴とする請求項14記載の光発電
    装置。
16. 【請求項１６】 前記過電圧保護機能部が、電流遮断回
    路であることを特徴とする請求項14または15記載の光発
    電装置。
17. 【請求項１７】 前記過電圧保護機能部が、定電圧保持
    回路であることを特徴とする請求項14または15記載の光
    発電装置。
18. 【請求項１８】 前記電力被供給部が、2次電池あるい
    は負荷の少なくともいずれか1つであることを特徴とす
    る請求項13〜17のいずれか1項記載の光発電装置。
19. 【請求項１９】 前記光発電装置を用いた光発電応用シ
    ステムであって、該光発電装置が、請求項13〜18のいず
    れか1項記載の光発電装置であることを特徴とする光発
    電応用システム。