JPWO2011158278A1 - 直流安定化電源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)直列型定電圧回路では、電力損失が大きく、回路の発熱対策が必要であり、電流値が多い場合には大きな放熱装置が必要である。
(ii)太陽電池パネルで発電された電力を最小限にして使用することが必要である。
(iii)日の出および日没の前後では、太陽電池の発電電圧が小さく、不安定であり利用できない。
(iv)300V〜1000Vの電圧をスイッチング型安定化電源で降圧させるにはスイッチング素子と周辺回路を含め1000V以上の耐圧性能を必要とする。このような耐圧性能を持つ部品は高価である。
(1)太陽電池より得られた直流の入力電圧を降圧し、計測設備等の負荷へ出力する直流安定化電源装置において、前記太陽電池に接続され、かつ定電流制限回路を備えた、直列型で降電圧させる第一の定電圧電源回路と、前記第一の定電圧電源回路に接続されたスイッチ回路と、前記スイッチ回路に接続された、スイッチング型の第二の定電圧電源回路と、前記第一の定電圧電源回路の出力電圧を検出する電圧検出回路とを備え、前記第一の定電圧電源回路の出力電圧を検出し、検出された電圧が第一の判定電圧以上である場合に前記スイッチ回路を閉の状態にして前記第二の定電圧電源回路より負荷に電力を供給し、前記第一の判定電圧より低い第二の判定電圧以下である場合に前記スイッチ回路を開の状態にして前記第二の定電圧電源回路より負荷に供給されている電力を停止することを特徴とする直流安定化電源装置。
(2)前記第一の判定電圧が、前記第一の定電圧電源回路の出力電圧が安定する定格電圧の4/5以下であり、前記第二の判定電圧が、前記第二の定電圧電源回路の出力電圧が安定する最小入力電圧の6/5以上であることを特徴とする(1)に記載の直流安定化電源装置。
(3)太陽電池より得られた直流の入力電力を降圧し、計測設備等の負荷へ出力する直流安定化電源装置において、前記太陽電池に接続され、かつ定電流制限回路を備えた、直列型で降電圧させる第一の定電圧電源回路と、前記第一の定電圧電源回路に接続されたスイッチ回路と、前記スイッチ回路に接続された、スイッチング型の第二の定電圧電源回路と、前記太陽電池の発電電圧を検出する電圧検出回路とを備え、前記太陽電池の発電電圧を検出し、検出された電圧が第一の判定電圧以上である場合に前記第二の定電圧電源回路より負荷に電力を供給し、前記第一の判定電圧より低い前記第二の判定電圧以下である場合に前記第二の定電圧電源回路より負荷に供給されている電力を停止するように前記スイッチ回路が作動することを特徴とする直流安定化電源装置。
(4)前記第一の判定電圧が、太陽電池が安定発電している電圧値である定格電圧の2/3〜4/5の範囲にあり、前記第二の判定電圧が前記定格電圧の1/3以下であることを特徴とする(3)に記載の直流安定化電源装置。
(5)前記第一の定電圧電源回路によって制限を受ける最大供給電流値が、前記第二の定電圧電源回路によって制限を受ける最大供給電流値の1〜1.5倍であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
(6)前記第一の定電圧電源回路が、ツェナーダイオードとN−MOS型FETにより定電流制限回路で構成されていることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
(7)前記第一の定電圧電源回路が、第一の定電流制御回路と、前記第一の定電圧電源回路の出力電圧を帰還制御する機能を有する第二の定電流制御回路とからなり、前記第一の定電圧電源回路の入力端子と出力端子の間に印加される高電圧が均等に分圧されていることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
図1は、本発明の直流安定化電源装置の第一実施形態の構成図である。図1において、太陽光発電モジュール142、143、144を直列に接続させた太陽電池141は、日射光の強さに応じて直流電力を出力し、通常、家庭などで使用する商用の交流に変換するインバータ140の入力に供給する。直流安定化電源装置101は、定電流制御を持ち直列型で電圧を降下させる第一の定電圧電源回路110と、電圧検出回路126と電圧値V1以上で閉の状態となり電圧値V2以下で開の状態となるシュミットトリガ回路127とを持つスイッチ回路129と、スイッチング素子131を備えたスイッチング型の第二の定電圧電源回路130とからなる。
図5は、本発明の直流安定化電源装置の第二実施形態の構成図である。図5において、図1および図8と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
12 三端子レギュレータ
43 太陽電池電源
45 計測設備
71 定電流制限回路
72 定電流制限回路
101 直流安定化電源装置
102 直流安定化電源装置
110 定電圧電源回路
111 バイアス抵抗
112 バイアス抵抗
113 N−MOS型FET
114 N−MOS型FET
115 ツェナーダイオード
116 ツェナーダイオード
117 電流制限抵抗
118 電流制限抵抗
119 コンデンサ
120 フォトトランジスタ
121 ツェナーダイオード
125 スイッチ
126 電圧検出回路
127 シュミットトリガ回路
129 スイッチ回路
130 定電圧電源回路
131 スイッチング素子
132 三角波発生回路
133 比較器
134 ダイオード
135 インダクタ
138 コンデンサ
136 抵抗
137 抵抗
140 インバータ
141 太陽電池
142 太陽光発電モジュール
143 太陽光発電モジュール
144 太陽光発電モジュール
152 出力端
153 出力端
160 スイッチ回路
161 電圧検出回路
162 シュミットトリガ回路
163 スイッチ素子
Claims (7)
- 太陽電池より得られた直流の入力電圧を降圧し、計測設備等の負荷へ出力する直流安定化電源装置において、前記太陽電池に接続され、かつ定電流制限回路を備えた、直列型で降電圧させる第一の定電圧電源回路と、前記第一の定電圧電源回路に接続されたスイッチ回路と、前記スイッチ回路に接続された、スイッチング型の第二の定電圧電源回路と、前記第一の定電圧電源回路の出力電圧を検出する電圧検出回路とを備え、前記第一の定電圧電源回路の出力電圧を検出し、検出された電圧が第一の判定電圧以上である場合に前記スイッチ回路を閉の状態にして前記第二の定電圧電源回路より負荷に電力を供給し、前記第一の判定電圧より低い第二の判定電圧以下である場合に前記スイッチ回路を開の状態にして前記第二の定電圧電源回路より負荷に供給されている電力を停止することを特徴とする直流安定化電源装置。
- 前記第一の判定電圧が、前記第一の定電圧電源回路の出力電圧が安定する定格電圧の4/5以下であり、前記第二の判定電圧が、前記第二の定電圧電源回路の出力電圧が安定する最小入力電圧の6/5以上であることを特徴とする請求項1に記載の直流安定化電源装置。
- 太陽電池より得られた直流の入力電力を降圧し、計測設備等の負荷へ出力する直流安定化電源装置において、前記太陽電池に接続され、かつ定電流制限回路を備えた、直列型で降電圧させる第一の定電圧電源回路と、前記第一の定電圧電源回路に接続されたスイッチ回路と、前記スイッチ回路に接続された、スイッチング型の第二の定電圧電源回路と、前記太陽電池の発電電圧を検出する電圧検出回路とを備え、前記太陽電池の発電電圧を検出し、検出された電圧が第一の判定電圧以上である場合に前記第二の定電圧電源回路より負荷に電力を供給し、前記第一の判定電圧より低い前記第二の判定電圧以下である場合に前記第二の定電圧電源回路より負荷に供給されている電力を停止するように前記スイッチ回路が作動することを特徴とする直流安定化電源装置。
- 前記第一の判定電圧が、太陽電池が安定発電している電圧値である定格電圧の2/3〜4/5の範囲にあり、前記第二の判定電圧が前記定格電圧の1/3以下であることを特徴とする請求項3に記載の直流安定化電源装置。
- 前記第一の定電圧電源回路によって制限を受ける最大供給電流値が、前記第二の定電圧電源回路によって制限を受ける最大供給電流値の1〜1.5倍であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
- 前記第一の定電圧電源回路が、ツェナーダイオードとN−MOS型FETにより定電流制限回路で構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
- 前記第一の定電圧電源回路が、第一の定電流制御回路と、前記第一の定電圧電源回路の出力電圧を帰還制御する機能を有する第二の定電流制御回路とからなり、前記第一の定電圧電源回路の入力端子と出力端子の間に印加される高電圧が均等に分圧されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の直流安定化電源装置。
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