太阳能电池用供电器和太阳能电池系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及太阳能电池用供电器和太阳能电池系统。
【背景技术】
[0002]专利文献I中，记载了设置有二次电池(114)、用于从外部直流电源(12)对二次电池充电的充电电路(113)、升压型DC/DC转换器(115)、用于从二次电池向DC/DC转换器供电的第I输入电路(I 11)、用于从外部直流电源向升压型DC/DC转换器供电的第2输入电路
(112)的充电器主体(11)。此外，具有用于对内置二次电池进行充电的太阳能电池面板的产品也在市场销售。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2013-46563号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在使用由太阳能电池产生的电力对便携终端装置等的被充电设备的二次电池进行充电时，将电力调整为适合充电的规定范围的电压，而输出USB充电输入等的充电用电压。例如，关于太阳能电池的发电电力，存在使用作为DC/DC转换器或电压调节器的电压调整部将充电用电压调整为规定电压以下后输出至被充电设备的情况。但是，担心在电压调整部发生电力的损失，导致不能够有效利用太阳能电池的发电电力。
[0008]本发明的目的是提供一种太阳能电池用供电器和太阳能电池系统，其能够将充电用电压调整至规定电压以下，而且能够有效利用太阳能电池的发电电力来输出充电用电力。
[0009]用于解决课题的方法
[0010]本发明提供一种太阳能电池用供电器，其将从太阳能电池输入的输入电压调整为规定电压以下，将调整后的电压作为二次电池的充电用输出电压输出，太阳能电池用供电器的特征在于，包括:对输入电压进行电压调整，输出调整为预先设定的电压以下的电压的电压调整部；设置在不经由电压调整部地连接在电力输入端子与电力输出端子之间的旁通线中的、切换旁通线的连接和切断的切换部；和控制部，其进行控制以使得在输入电压为规定电压以下时，利用切换部连接旁通线，将输入电压从电力输出端子输出。
[0011]本发明的太阳能电池系统的特征在于，包括本发明的太阳能电池用供电器和与太阳能电池用供电器连接的太阳能电池。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明的太阳能电池用供电器和太阳能电池系统，能够将充电用电压调整为规定电压以下，而且能够有效利用太阳能电池的发电电力而输出充电用电力。
【附图说明】
[0014]图1是在实施方式的太阳能电池系统上连接有便携终端装置时的电路图。
[0015]图2是表示实施方式中的太阳能电池组件的I例的图。
[0016]图3是表示图1的控制部的输入信号和输出信号的关系的图。
[0017]图4是表示控制实施方式的向便携终端装置16的充电执行和充电停止的方法的流程图。
[0018]图5是表不实施方式的在供电器的电力输出端子输出的输出电压和输出电流与太阳能电池组件的输出电力的关系的图。
[0019]图6是表示实施方式的太阳能电池组件的另一例子的图。
[0020]图7是实施方式中在供电器连接有图6的太阳能电池组件时的与图5对应的图。
[0021]图8是实施方式的另一例子的与图1对应的图。
[0022]图9是实施方式的另一例子的与图1对应的图。
[0023]图10是实施方式的另一例子与图1对应的图。
[0024]图11是表示实施方式的另一例子中的向便携终端装置的电流输出的执行和停止的切换方法的流程图。
[0025]图12是表示图11的流程图中一部分处理的详细内容的流程图。
[0026]图13是表示实施方式的另一例子中作为切换部的旁通SW的导通断开状态的切换方法的流程图。
[0027]图14A是表示用于说明实施方式的另一例子的效果的太阳能电池组件的2个电流电压特性的图。
[0028]图14B是表示用于说明实施方式的另一例子的效果的太阳能电池组件的2个电流电压特性的图。
【具体实施方式】
[0029][第I实施方式]
[0030]在具体说明实施方式的太阳能电池系统之前，首先说明本实施方式的概念。在本实施方式中，太阳能电池系统具有太阳能电池和与其连接的供电器，供电器包括电压调整部、切换部、控制部。电压调整部对从太阳能电池向供电器输入的输入电压进行电压调整，将被调整为规定电压以下的电压输出。切换部设置在不经过电压调整部地连接于电力输入端子与电力输出端子之间的旁通线中，切换旁通线的连接和切断。控制部以在输入电压为规定电压以下时，利用切换部连接旁通线而将输入电压从电力输出端子输出的方式进行控制。由此，能够有效利用太阳能电池的发电电力而输出二次电池的充电用输出。
[0031]接着，使用【附图说明】实施方式的太阳能电池系统。如图1所示，太阳能电池系统10具有太阳能电池组件12和与太阳能电池组件12连接的供电器14。供电器14与使用时作为被充电设备的便携终端装置16连接。供电器14将从太阳能电池组件12通过电力输入端子18输入的输入电压Vcell调整为规定电压以下，将调整后的充电用输出电压从电力输出端子20输出。在被充电设备的充电规格基于USB规格时，供电器14例如将调整为5.25V以下的电力从电力输出端子20输出。
[0032]便携终端装置16在内部具有设备侧二次电池22和系统控制电路24，由从电力输出端子20输出的充电用电力充电。便携终端装置16例如是平板型计算机、PDA (PersonalDigital Assistant，个人数字助理)等便携型的信息终端装置或便携电话。系统控制电路24接受来自设备侧二次电池22的电力，控制便携终端装置16。例如便携终端装置16具有未图示的显示部和操作部，系统控制电路24根据操作部的操作在显示部中显示信息。设备侧二次电池22例如是锂离子电池(LiB)或镍氢电池(NiMH)。
[0033]另外，也可以在供电器14连接内部具有二次电池的其它被充电设备来代替便携终端装置16。在任一情况下，被充电设备具有将二次电池充电用的输入电压限制为规定电压或规定电压范围的功能。被充电设备还具有在由于供电器14侧的供给能力下降而导致充电时的输入电流为规定值以下的情况下，将充电时的输入电流的上限限制为比初始状态低的电流值的功能。例如被充电设备可以是室内固定型的电设备。
[0034]供电器14包括电力输入端子18、电力输出端子20、第I信号生成部26、第2信号生成部28、电压调节器30、旁通线32、继电器34和控制部36。图1中以实线表示电力线，以虚线表示信号线。另外，以下在所有附图中对同样的部件标注相同的附图标记进行说明。
[0035]在电力输入端子18连接有太阳能电池组件12的正极侧端子和负极侧端子。如图2所示，太阳能电池组件12包括电串联连接的多个太阳能电池单元38。图2中太阳能电池单元38串联连接了 8个，但并不限定太阳能电池单元38的数量。
[0036]另外，太阳能电池组件12可以将串联连接的多个太阳能电池单元38作为I组，并联连接多组的太阳能电池单元38。图2中太阳能电池单元38排列成I列，但也可以配置于多列而相互电串联连接。此外，可以使用多个太阳能电池组件12。太阳能电池组件12能够使用例如结晶类硅太阳能电池、薄膜硅太阳能电池、化合物太阳能电池。
[0037]回到图1继续说明，电力输出端子20是使用电压被限制在规定范围中的USB端子，利用USB线缆40能够与设置于便携终端装置16的USB端子42连接。电力输出端子20具有正极和负极的供电端子44a、44b和用于数据的发送接收的信号端子44c、44d。USB规格是5V的，电力输出端子20将例如由供电器14调整到5V±0.25V的规定范围中的输出电压Vout从电力输出端子20输出。在供电器14进行充电时，根据便携终端装置16的规格，供电器14向信号端子44c、44d输出规定的信号。例如，在供电器14进行充电时，使信号端子44c、44d浮游短路。图1中省略与信号端子44c、44d连接的供电器14侧的电路的图示。另外，电力输出端子也可以是USB端子以外的使用电压被限制在规定范围中的端子。
[0038]第I信号生成部26与电力输入端子18的输出侧连接，在输入至电力输入端子18的正极与负极间的输入电压Vcell超过预先设定的规定电压Va时，对后述的控制部36输出高(High)电平的第I信号Sil，在为规定电压Va以下时，输出低(Low)电平的第I信号Sil0
[0039]第2信号生成部28与电力输入端子18的输出侧连接，在输入至电力输入端子18的正极与负极间的输入电压Vcell超过预先设定的第2规定电压Vreset时，对控制部36输出High电平(高电平)的第2信号Si2，在为第2规定电压Vreset以下时输出Low电平(低电平)的第2信号Si2。
[0040]第I信号生成部26和第2信号生成部28例如包含比较器。此外，能够使Low电平为O JiHigh电平为I。Low电平和High电平以下是同样定义的。第2规定电压Vreset在本实施方式中设定为规定电压Va以下的值(Vreset ( Va)。规定电压Va优选根据被充电设备的充电规格进行设定，例如能够使规定电压Va为5.0V，使第2规定电压Vreset为
4.8V。另外，规定电压Va和第2规定电压Vreset可以是彼此相同的值。另外，对规定电压Va和第2规定电压Vreset与输入电压Vcell进行比较的电路并不限定于该结构。例如，也能够使用后述的图9说明的具有电压检测部和控制部36的结构。
[0041]电压调节器30具有:与电力输入端子18的正极侧连接的输入端子46 ;与电力输入端子18和电力输出端子20的负极侧连接的GND端子48 ;和与电力输出端子20的正极侧供电端子44a经由输出线49连接的输出端子50。电压调节器30是对输入电压Vcell进行电压调整，将调整成预先设定的电压以下的电压输出至电力输出端子20的低饱和型的电压调整部。例如，由电压调节器30调整后的电压Vreg大于第2规定电压Vreset，并且与规定电压 Va 相等(Vreset〈Vreg = Va)。
[0042]此外，电压调节器30具有用于控制电压调节器30自身的导通断开动作的控制端子即使能端子EN。从控制部36输入使能(enable)端子EN的使能(enable)信号Si4为High电平时，电压调节器30导通，将电压调整后的电力输出。输入电压Vin超过规定电压时，将从输出端子50输出的电压调整为规定电压以下的限制电压。例如，被充电设备的充电规格基于USB规格时，在输入电压Vin超过5.0V时，电压调节器30将输出电压限制在
5.0V以下。
[0043]另一方面，使能信号Si4为Low电平时，电压调节器30断开，电压调节器30的输出电压Vout为高阻抗。
[0044]旁通线32不经由电压调节器30地连接在电力输入端子18的正极侧端子与电力输出端子20的正极侧的供电端子44a之间。继电器34是机械式的切换部，包括设置于旁通线32的开关主体54，和后述的根据继电器连接信号Si3对开关主体54的开闭进行电磁切换的线圈56。线圈56的一端与控制部36连接，另一端与GND连接。继电器34能够使用闩锁型或常闭(normal close)型的继电器。继电器34切换旁通线32的连接和阻断。另夕卜，本实施方式中旁通线32的连接和阻断的切换使用继电器34进行，但也可以代替继电器34使用MOS晶体管。
[0045]在电力输入端子18与电压调节器30之间(电压调节器30的输入侧)，和电压调节器30与电力输出端子20之间(电压调节器30的输出侧)，连接有电容器Ca、Cb。电容器Ca、Cb防止电压调节器30的振荡。
[0046]控制部36是具有CPU、存储器的微控制器。控