專利名稱：電力控制裝置、電力控制方法和饋電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種用于控制發(fā)電元件中生成的電力的供應(yīng)的電力控制裝置、電力控制方法和饋電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對不引起二氧化碳和污染物排放的清潔能源的開發(fā)已被視為用于保護環(huán)境的措施。首先，近些年光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電已廣泛普及。具體地，隨著低價格和高效率發(fā)電已在可安裝在屋頂上的太陽能電池(太陽能面板)等中有所進步，發(fā)電元件也已逐漸普及到一般家庭。此外，在該光伏元件中，其尺寸已小型化且安裝有太陽能電池的移動電話等也開始銷售。太陽能電池的性質(zhì)不同于諸如電池等的恒定電壓源的性質(zhì)，且太陽能電池具有電流源依賴于端子之間的電壓的特性。因此，為從太陽能電池獲得最大輸出，必須使連接至太陽能電池的負載的電壓與太陽能電池的最大功率點電壓相符合。此外，在太陽能電池的電流-電壓特性中僅有一個功率最大化的最大功率點(MPP)0然而，由于太陽能電池的電流-電壓特性根據(jù)諸如光照、溫度等的環(huán)境而改變，所以在太陽能電池連接的裝置的操作期間必須進行控制以獲得最大功率點電壓。這種用于在裝置操作期間獲得最大功率點的控制被稱為MPPT (最大功率點追蹤)控制。已提出了用于使用這種太陽能電池對作為負載的蓄電池充電的各種充電控制方法。一般地，已知通過將蓄電值的端開路電壓與閾值的端開路電壓相比較來進行充滿檢測的充電控制方法(例如，參見專利文獻I)。在專利文獻I的充電控制方法中，在第一步驟，以一定時間間隔重復(fù)充電和開路。在第二步驟，當(dāng)開路電壓等于或高于一定電壓時，停止充電。隨后，在第三步驟，當(dāng)電壓低于或等于充電恢復(fù)電壓時，過程再次回到第一步驟并恢復(fù)充電。此外，已提出了執(zhí)行MPPT控制的多種技術(shù)，但作為一種直流(DC)路徑中的技術(shù)，已知有以下技術(shù)(例如，參見專利文獻2)。該技術(shù)是一種應(yīng)用了使用負載通過使從太陽能電池產(chǎn)生的DC電壓升壓或降壓而對蓄電池充電的DC-DC轉(zhuǎn)換器的充電控制方法。在該充電控制方法中，將輸入電壓與輸出電壓相比較，并且若它們的比值在一定范圍內(nèi)，則DC-DC轉(zhuǎn)換器從負載側(cè)斷開，且太陽能電池與蓄電池直接連接(直接耦接)。引用表專利文獻
專利文獻1: 日本專利第3795370號專利文獻2: JP1987-154122A

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，在專利文獻I中公開的充電控制方法具有以下缺陷。在太陽能電池的情況下，由于在開路時產(chǎn)生的電力被舍棄，所以若開路時間的比例較高，則直到達到充滿電之前的時間被延長。若從一次開路到下一次開路的時間間隔較長，則由于對充滿電的檢測被延遲而存在對過度充電的擔(dān)憂。由于甚至當(dāng)充電量不足時也進行開路，所以充電時間被延長。此外，在專利文獻2公開的充電控制方法中，比較輸入電壓與輸出電壓，且當(dāng)它們的比值在一定范圍內(nèi)時進行升壓以切換至直接耦接，但當(dāng)獲得向直接耦接的切換時，根據(jù)它們的比值的閾值，存在在最大功率點處的電力變小或不能產(chǎn)生電力的情況。本公開旨在提供一種能夠控制諸如太陽能電池的發(fā)電元件保持最大功率點并避免電力損失的電力控制裝置、電力控制方法和饋電系統(tǒng)。問題的解決方案根據(jù)本公開的第一實施方式，提供了一種電力控制裝置，包括:電力路徑切換單元，能連接至發(fā)電元件并根據(jù)路徑切換信號將電力路徑切換至在負載側(cè)的蓄電元件；電壓轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的并通過所述電力路徑切換單元提供的電力的電壓電平，以使所述電力的電壓電平能被提供至在所述負載側(cè)的所述蓄電元件；特性測量電路，具有測量所述發(fā)電元件的開路電壓的功能，并基于所測量的開路電壓來獲得所述發(fā)電元件的最大功率點電壓；以及控制單元，根據(jù)在所述負載側(cè)的所述蓄電元件與切換閾值之間的比較結(jié)果向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號，所述切換閾值根據(jù)至少在所述負載側(cè)的所述蓄電元件的電壓與所述發(fā)電元件的所述開路電壓和所述最大功率點電壓中的所述最大功率點電壓之間的大小關(guān)系來產(chǎn)生。所述電力路徑切換單元根據(jù)所述路徑切換信號形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑，或者將所述發(fā)電元件直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。根據(jù)本公開的第一實施方式，提供了一種當(dāng)通過轉(zhuǎn)換在發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力的電壓電平來切換電力路徑時的電力控制方法，在所述切換中，所述發(fā)電元件被連接至能向在負載側(cè)的蓄電元件提供電壓的電壓轉(zhuǎn)換單元或者直接被連接至在所述負載側(cè)的所述蓄電元件，所述方法包括:測量所述發(fā)電元件的開路電壓；基于所測量的開路電壓來獲取所述發(fā)電元件的最大功率點電壓；根據(jù)至少在所述負載側(cè)的所述蓄電元件的電壓與所述發(fā)電元件的所述開路電壓和所述最大功率點電壓中的所述最大功率點電壓之間的大小關(guān)系來設(shè)定切換閾值；以及根據(jù)在所述負載側(cè)的所述蓄電元件與所述切換閾值的比較結(jié)果來形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑或者將所述發(fā)電元件直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。根據(jù)本公開的第二實施方式，提供了一種饋電系統(tǒng)，包括:發(fā)電元件，產(chǎn)生電力；蓄電元件，存儲在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力；以及電力控制裝置，將所述發(fā)電元件的電力提供至在負載側(cè)的所述蓄電元件。所述電力控制裝置包括電力路徑切換單元，能連接至發(fā)電元件并根據(jù)路徑切換信號將電力路徑切換至在負載側(cè)的蓄電元件；電壓轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的并通過所述電力路徑切換單元提供的電力的電壓電平，以使所述電力的電壓電平能被提供至在所述負載側(cè)的所述蓄電元件；特性測量電路，具有測量所述發(fā)電元件的開路電壓的功能，并基于所測量的開路電壓來獲得所述發(fā)電元件的最大功率點電壓；以及控制單元，根據(jù)在所述負載側(cè)的所述蓄電元件與切換閾值之間的比較結(jié)果向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號，所述切換閾值根據(jù)至少在所述負載側(cè)的所述蓄電元件的電壓與所述發(fā)電元件的所述開路電壓和所述最大功率點電壓中的所述最大功率點電壓之間的大小關(guān)系來產(chǎn)生。所述電力路徑切換單元根據(jù)所述路徑切換信號形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑，或者將所述發(fā)電元件直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。根據(jù)本公開的第三實施方式，提供了一種電力控制裝置，包括:控制單元，進行控制以將在發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力充入在負載側(cè)的蓄電元件中。所述控制單元監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電，并根據(jù)所述蓄電元件或所述發(fā)電元件的電壓或電流來改變所述蓄電元件的端子開路時間間隔。此外，根據(jù)本公開的第三實施方式，提供了一種電力控制裝置，包括:控制單元，進行控制以將在發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力充入在負載側(cè)的蓄電元件中。所述控制單元監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電，并進行控制使得直到所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之前不檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。此外，根據(jù)本公開的第三實施方式，提供了一種當(dāng)對在負載側(cè)的蓄電元件執(zhí)行從發(fā)電元件產(chǎn)生的電力的充電控制時的電力控制方法，包括:監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電；以及根據(jù)所述蓄電元件或所述發(fā)電元件的電壓或電流來改變所述蓄電元件的端子開路時間間隔。此外，根據(jù)本公開的第三實施方式，提供了一種當(dāng)對在負載側(cè)的蓄電元件執(zhí)行從發(fā)電元件產(chǎn)生的電力的充電控制時的電力控制方法，包括:監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電；以及進行控制使得直到所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之前不檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。根據(jù)本公開的第四實施方式，提供了一種饋電系統(tǒng)，包括:發(fā)電元件，產(chǎn)生電力；蓄電元件，存儲在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力；以及電力控制裝置，將所述發(fā)電元件的電力提供至所述蓄電元件，其中，所述電力控制裝置包括控制單元，所述控制單元對在負載側(cè)的所述蓄電元件執(zhí)行在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力的充電控制，以及其中，所述控制單元監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電；并進行控制使得直到所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之前不檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本公開，可控制諸如太陽能電池的發(fā)電元件來維持最大功率點，并可避免電力損失。


圖1是示出根據(jù)本公開實施方式的饋電系統(tǒng)的整體配置的實例的示意圖。圖2是示出根據(jù)本公開實施方式的作為發(fā)電元件的光伏面板的等效電路的示意圖。圖3是示出常規(guī)太陽能電池的電流-電壓特性的曲線圖。圖4是示出根據(jù)本公開實施方式的蓄電元件的配置實例的示意圖。圖5是示出根據(jù)本公開實施方式的電力切換電路的配置實例的示意圖。圖6是示出根據(jù)本公開實施方式的特性測量電路的第一配置實例的電路圖。圖7是示出根據(jù)本公開實施方式的用于描述升壓直接耦接切換控制的概念的太陽能電池的功率-電壓特性的曲線圖。圖8是示出根據(jù)本公開實施方式的在升壓系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的情況下的發(fā)電元件的最大功率點電壓的檢測系統(tǒng)的電路圖。圖9是更詳細示出根據(jù)本公開實施方式的升壓直接耦接切換控制的概念的曲線圖。圖10是示出根據(jù)本公開實施方式的用于確定發(fā)電元件(太陽能電池)是連接至升壓系統(tǒng)還是直接與蓄電元件耦接的狀態(tài)確定過程的第一實例的流程圖。圖11是進一步簡要示出根據(jù)本公開實施方式的升壓直接耦接切換控制的概念的曲線圖。圖12是示出根據(jù)本公開實施方式的用于確定發(fā)電元件(太陽能電池)是連接至升壓系統(tǒng)還是直接與蓄電元件耦接的狀態(tài)確定過程的第二實例的流程圖。圖13是示出根據(jù)本公開實施方式的用于描述降壓直接耦接切換控制的概念的太陽能電池的功率-電壓特性的曲線圖。圖14是示出根據(jù)本公開實施方式的在降壓系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的情況下的發(fā)電元件的最大功率點電壓的檢測系統(tǒng)的電路圖。圖15是更詳細示出根據(jù)本公開實施方式的降壓直接耦接切換控制的概念的曲線圖。圖16是示出根據(jù)本公開實施方式的用于確定發(fā)電元件(太陽能電池)是連接至降壓系統(tǒng)還是直接與蓄電元件耦接的狀態(tài)確定過程的一個實例的流程圖。圖17是示出根據(jù)本公開實施方式的作為電壓轉(zhuǎn)換單元的升壓切換調(diào)節(jié)器的基本配置實例的電路圖。圖18是用于描述升壓切換調(diào)節(jié)器的基本操作的示意圖。圖19是用于描述圖17的升壓切換調(diào)節(jié)器的操作的示意圖。圖20是示出包括檢測圖17的PFM控制單元中的操作頻率的變化的檢測系統(tǒng)的升壓切換調(diào)節(jié)器的配置實例的電路圖。圖21是示出發(fā)電元件(太陽能電池)的1-V特性根據(jù)溫度變化而改變的狀態(tài)的曲線圖。圖22是示出根據(jù)本公開實施方式的作為電壓轉(zhuǎn)換單元的降壓切換調(diào)節(jié)器的基本配置實例的電路圖。圖23是示出根據(jù)本公開實施方式的防回流電路的配置實例的電路圖。圖24是用于描述根據(jù)本公開實施方式的對蓄電兀件(蓄電池)的第一充電控制的曲線圖。圖25是用于描述根據(jù)本公開實施方式的對蓄電兀件(蓄電池)的第二充電控制的曲線圖。圖26是示出根據(jù)本公開實施方式的電流電壓限制電路的配置實例的電路圖。圖27是用于描述根據(jù)本公開實施方式的電力控制裝置的整體充電控制的流程圖。圖28是示出根據(jù)本公開實施方式的電流-電壓限制電路不僅被置于電力控制裝置的輸出級而且被置于電力控制裝置的輸入級的一個實例的示意圖。圖29是示出電壓(開路電壓或最大功率點電壓)對照度的變化率根據(jù)太陽能電池的類型而不同的曲線圖。
具體實施例方式在下文中，將結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的實施方式。1.饋電系統(tǒng)的整體配置，2.發(fā)電元件的配置實例，3.蓄電元件的配置實例，4.電力控制裝置的配置實例，以及5.使用不同類型的太陽能電池的場合?！?.饋電系統(tǒng)的整體配置〉圖1是示出根據(jù)本公開實施方式的饋電系統(tǒng)的整體配置的實例的示意圖。本饋電系統(tǒng)10包括作為主要組成元件的發(fā)電元件20、電力控制裝置30和蓄電元件40。此外，饋電系統(tǒng)10包括連接至電力控制裝置30的熱敏電阻器50。本饋電系統(tǒng)10被配置為不僅在日光下而且在普通環(huán)境下(包括在陰影區(qū)中、在間接光下、在明亮的室內(nèi)等)能夠?qū)碜蕴柲茈姵氐鹊陌l(fā)電元件20的電力充入(存儲在)作為二次電池的蓄電元件(電池)40中。具體地，電力控制裝置30被形成為無浪費地使用從發(fā)電元件20產(chǎn)生的電力來充電的充電控制LSI。電力控制裝置30可連接至作為蓄電元件40的Li型二次電池(包括聚合體)以便能進行充電。電力控制裝置30可連接至一個或多個發(fā)電元件20。在本實施方式中，示出了一個發(fā)電元件20連接至該電力控制裝置30的實例。在本實施方式中，電力控制裝置30可使用包括單個單元的以任意數(shù)量串聯(lián)連接的單元。電力控制裝置30可使用各種類型的發(fā)電元件20，且可被控制為在不依賴于發(fā)電元件20的功率-電流特性的情況下獲得最大效率。電力控制裝置30可通過進行MPPT控制來跟蹤發(fā)電元件(太陽能電池)20的最大功率點從而以高效率進行充電。電力控制裝置30還能實現(xiàn)單個單元的發(fā)電元件20中的MPPT控制。電力控制裝置30能實現(xiàn)蓄電元件40的充電控制和太陽能電池的電力控制。電力控制裝置30采用可通過將蓄電元件的端開路電壓與閾值電壓相比較來檢測充滿電的太陽能電池的充電控制。此外，電力控制裝置30監(jiān)測蓄電元件40的電壓，電力控制裝置30可在蓄電池的端開路時的電壓達到或超過充滿電電壓時進行充電控制以停止充電，以及電力控制裝置30進行控制，使得蓄電元件的端開路時間間隔隨著蓄電池的電壓變高而縮短。此外，在從太陽能電池等的發(fā)電元件20的輸出出現(xiàn)波動的電源向蓄電元件40充電的情況下，電力控制裝置30進行控制，使得開路時間間隔隨著電源的輸出變得更大而縮短。此外，當(dāng)在蓄電元件的端開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓并進行充電控制以停止充電時，電力控制裝置30進行控制以在電池的端子開路的情況下不檢測充滿電，直到在蓄電池的端子不開路的情況下充電時的電壓達到或超過充滿電電壓為止。因此，電力控制裝置30可減少在檢測充滿電時的充電損耗并防止在蓄電元件40的充電期間的過度充電。電力控制裝置30能實現(xiàn)切換控制以通過向諸如升壓或降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器等的電壓轉(zhuǎn)換單元給予輸入來進行升壓或降壓，或者在斷開后直接與電壓轉(zhuǎn)換單元耦接。當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換單元被形成為升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器時，電力控制裝置30對發(fā)電元件20的輸出進行切換控制，以通過電壓轉(zhuǎn)換單元(升壓電路)對蓄電池充電，或者不通過電壓轉(zhuǎn)換單元或在不激活電壓轉(zhuǎn)換單元的情況下對蓄電元件充電。此時，電力控制裝置30獲得太陽能電池等的發(fā)電元件20的開路電壓Voc和最大功率點電壓Vpm，并將它們之間的電壓設(shè)定為切換點。當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換單元被形成為降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器時，電力控制裝置30進行對發(fā)電元件20的輸出的切換控制以通過電壓轉(zhuǎn)換單元(降壓電路)對蓄電池充電，或者不通過電壓轉(zhuǎn)換單元或在不激活電壓轉(zhuǎn)換單元的情況下對蓄電元件充電。此時，電力控制裝置30獲得太陽能電池等的發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm，并將低于或等于最大功率點電壓Vpm的電壓設(shè)定為切換點。因此，電力控制裝置30在從太陽能電池等的發(fā)電元件20充電期間以簡單的電路配置來獲得具有高發(fā)電效率的充電。電力控制裝置30可控制蓄電元件40的充電的開始和結(jié)束(充滿電)。電力控制裝置30具有當(dāng)例如達到一定或可變的充電結(jié)束電壓時停止充電的功倉泛。電力控制裝置30具有在停止充電之后當(dāng)例如達到一定或可變的充電開啟電壓時開始充電的功能。例如在高光照度時，電力控制裝置30可使用外部電流控制電阻器來控制最大充電電流。在該情況下的電流控制的閾值可通過外部附接測量在蓄電元件40中流動的充電電流的電阻器來設(shè)定。電力控制裝置30具有在使用防回流二極管的旁路控制來防止從蓄電元件40到發(fā)電元件20的回流的同時減少正向電壓VF的損耗的功能。電力控制裝置30具有在檢測到充滿電(其中，檢測到蓄電元件40的開路電壓已達到給定值的事實)之后從負載驅(qū)動端輸出發(fā)電元件20的電力的功能。當(dāng)蓄電元件40的電壓處于過度放電狀態(tài)時，電力控制裝置30可進行初步充電，直到蓄電元件40的電壓返回至小于或等于預(yù)定電壓(例如，小于或等于2.7V等)為止。在該情況下，電力控制裝置30可通過使用例如外部限流電阻器來降低(限制)電流而進行充電。電力控制裝置30具有使用例如外部連接的熱敏電阻器在低于或等于0° C或者等于或高于60° C的溫度下防止充電的功能。電力控制裝置30可使用例如外部使能端子來控制充電的停止并轉(zhuǎn)換至睡眠模式。此外，電力控制裝置30還可被配置為輸出電力信息。在下文中，將描述各個單元的具體配置和功能的實例。在下文中，在描述了發(fā)電元件20和蓄電元件40的配置和功能之后，將詳細描述電力控制裝置30的具體配置和功能。〈2.發(fā)電元件的配置實例〉發(fā)電元件20具有從諸如日光和風(fēng)的自然能源產(chǎn)生電力并將產(chǎn)生的電力提供給電力控制裝置30的功能。在本實施方式中，作為發(fā)電元件20，采用例如使用日光的光電轉(zhuǎn)換的太陽能電池的光伏面板。圖2是示出根據(jù)實施方式的作為發(fā)電元件的光伏面板的等效電路的示意圖。光伏面板(太陽能電池)21利用如圖2的等效電路中所示的光輸入來產(chǎn)生電流。圖2表現(xiàn)出通過以電動勢(Iph)代替光輸入OPT而獲得的電流Ish。此外，在圖2中，太陽能電池21的基板、感光層和電極單元的電阻之和由串聯(lián)電阻Rs表不,且太陽能電池21的損耗電阻由Rsh表不。在圖2中，太陽能電池21的輸出電流由Id表不,且其輸出電壓由V表不。在太陽能電池21中，當(dāng)入射光的量很大(亮)時電流增加，以及當(dāng)入射光的量很小(暗)時電流減小。在圖2的等效電路中，光的亮度由電流源的大小來表示。當(dāng)電壓變高時，電流緩慢減小。該等效電路被配置為并聯(lián)連接電流源22、二極管23和電阻器24且還串聯(lián)連接電阻器25。電流源22提供光電流Iph，且二極管23是理想二極管。當(dāng)太陽能電池21的端子之間的電壓V增加時，電流Iph從電流源22流向二極管23，且因此在端子側(cè)流動的電流I隨著電壓V的增加而減小。圖3是示出常規(guī)太陽能電池的電流-電壓特性的曲線圖。
當(dāng)在太陽能電池21中確定端子之間的電壓值時，輸出電流值被一致性確定。當(dāng)電流值為0時的端子之間的電壓被稱作開路電壓(Voc)，且當(dāng)端子之間的電壓值為0時的輸出電流值被稱作短路電流(Is。)。如上所述，在示出太陽能電池的電流-電壓特性的曲線中，僅有一個使功率(=電壓X電流)最大化的最大功率點。在最大功率點處的電流被稱為最大功率點電流(Ipm)，以及在最大功率點處的電壓被稱為最大功率點電壓(Vpm)。由于上述太陽能電池的特性，當(dāng)要從太陽能電池獲得最大輸出時，必須使連接至太陽能電池的負載的電壓與太陽能電池的最大功率點電壓一致。由于太陽能電池的電流-電壓特性根據(jù)諸如光照度、溫度等的環(huán)境因素而改變，所以必須在操作太陽能電池連接的裝置時進行控制以獲得最大功率點電壓。在本實施方式中，在電力控制裝置30中，執(zhí)行對發(fā)電元件20的輸出的切換控制，以便通過作為DC-DC轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換單元對蓄電元件充電，或者不通過電壓轉(zhuǎn)換單元或在不激活電壓轉(zhuǎn)換單元的情況下對蓄電元件充電。此時，在升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器的情況下，電力控制裝置30獲得太陽能電池等的發(fā)電元件20的開路電壓Voc和最大功率點電壓Vpm，并將它們之間的電壓設(shè)定為切換點。在降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器的情況下，電力控制裝置獲得太陽能電池等的發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm，并將低于或等于最大功率點電壓Vpm的電壓設(shè)定為切換點。此外，本實施方式中，在電力控制裝置30中監(jiān)測蓄電元件40的電壓，且當(dāng)在蓄電池的端子開路時的電壓達到或超過充滿電電壓時進行充電控制以停止充電，并將蓄電元件的端子開路時間間隔控制為隨著蓄電元件的電壓變高而縮短。此外，在從太陽能電池等的發(fā)電元件20的輸出發(fā)生波動的電源向蓄電元件40充電的情況下，開路時間間隔被控制為隨著電源輸出變高而縮短。此外，在電力控制裝置30中，當(dāng)進行充電控制時，將其控制為在電池的端子開路的情況下不檢測充滿電，直到在蓄電池的端子不開路的情況下充電時的電壓達到或超過充滿電的電壓為止。在太陽能電池21中獲得的電力是直流電，且該直流電(DC電)被提供至電力控制裝置30。〈3.蓄電元件的配置實例〉蓄電元件40存儲從電力控制裝置30提供的電力。蓄電元件40可采用例如電氣雙層電容器、鋰離子二次電池等的充電電壓改變的元件。圖4是示出根據(jù)實施方式的蓄電元件的配置實例的示意圖。圖4的蓄電元件40包括組裝電池41、充電控制場效應(yīng)晶體管(FET:場效應(yīng)晶體管)42、放電控制FET43、二極管44和電流檢測電阻器45。在蓄電元件40中，正極端Tl和負極端T2連接至作為負載的電子裝置的正極端和負極端。在蓄電元件40中，經(jīng)由在電力控制裝置30的控制下的充電控制FET42、放電控制FET43、二極管44和電流檢測電阻器45來對組裝電池41進行充電和放電。
組裝電池41是諸如鋰離子二次電池的二次電池，并且是多個電池單元串聯(lián)連接和/或并聯(lián)連接的組裝電池。在圖4的實例中，示出了三個電池單元串聯(lián)連接的情況。在本實施方式中，電力控制裝置30進行控制以防止蓄電元件40的過度充電或過度放電，或者進行控制以在充電期間實現(xiàn)安全充電。在蓄電元件40中，在每個預(yù)定時間測量組裝電池41和組裝電池41中的各個電池單元的電壓，并在每個預(yù)定時間測量在電流檢測電阻器45中流動的電流的大小和方向。在蓄電元件40中，當(dāng)基于測量的電壓值和電流值，組裝電池41的任何單元的電壓達到過度充電檢測電壓時，控制充電控制FET42關(guān)閉。在蓄電元件40中，當(dāng)組裝電池41的電壓變?yōu)檫^度放電檢測電壓或更低時，控制放電控制FET43關(guān)閉，從而防止了過度充電或過度放電。本文中，在鋰離子電池的情況下，過度充電檢測電壓被設(shè)定為例如4.2V±0.5V，以及過度放電檢測電壓被設(shè)定為2.4V±0.1V。作為用于組裝電池41的充電方案，通常使用CCCV (恒定電流恒定電壓)充電方案。在CCCV充電方案中，以恒定電流進行充電(CC充電)，直到組裝電池41的電壓達到預(yù)定電壓為止，且在組裝電池41的電壓達到預(yù)定電壓之后以恒定電壓進行充電(CV充電)。隨后，在充電電流基本收斂至0[A]的時間點完成充電。<4.電力控制裝置的配置實例>如圖1中所示，電力控制裝置30包括電壓轉(zhuǎn)換單元31和作為在電力路徑單元中包括的電力路徑切換單元的電力切換電路32。電力控制裝置30包括作為主要組成元件的特性測量電路33、第一控制單元34、第二控制單元35、防回流電路36、電流電壓限制電路37和啟動電路38。電壓轉(zhuǎn)換單元31具有使用發(fā)電元件20來產(chǎn)生電力并以選擇性方式將從電力切換電路32提供的電壓升壓或降壓的功能。電壓轉(zhuǎn)換單元31經(jīng)由例如電力切換電路32和防回流電路36將從升壓或降壓獲得的電壓提供給蓄電元件40。電壓轉(zhuǎn)換單元31被配置為例如DC-DC轉(zhuǎn)換器。以下將詳細描述該電壓轉(zhuǎn)換單元31的具體配置。[電力切換電路的配置實例]電力切換電路32具有根據(jù)第一控制單元34或第二控制單元35來確定發(fā)電元件(太陽能電池)20、電壓轉(zhuǎn)換單元(升壓或降壓電路)31和蓄電元件(二次電池)40之間的連接關(guān)系的功能。換言之，電力切換電路32用作電力路徑切換單元。根據(jù)本實施方式的電力切換電路32根據(jù)第一控制單元34或第二控制單元35來進行切換控制以將發(fā)電元件20連接至電壓轉(zhuǎn)換單元31使得發(fā)電元件20的輸出連接至蓄電元件40側(cè)，或者將發(fā)電元件20的輸出直接連接至蓄電元件40側(cè)。圖5是示出根據(jù)本公開實施方式的電力切換電路32的配置實例的示意圖。圖5的電力切換電路32被配置為包括開關(guān)SWl和SW2。開關(guān)SWl使端子a連接至發(fā)電元件(太陽能電池)20的電壓輸出線、使端子b連接至電壓轉(zhuǎn)換單元31的輸入端子，以及使端子c連接至開關(guān)SW2的另一端子C。開關(guān)SW2使另一端子a連接至蓄電元件(蓄電池)40的電壓輸入線，以及使另一端子b連接至電壓轉(zhuǎn)換單元31的轉(zhuǎn)換后的電壓的輸出線。開關(guān)SWl和SW2在例如接收到第一控制單元34的路徑切換信號PATH的高電平時使端子a連接至端子b，并在接收到該信號的低電平時使端子a連接至端子C。以此方式，當(dāng)接收到路徑切換信號PATH的高電平時，電力切換電路32將發(fā)電元件20連接至電壓轉(zhuǎn)換單元31以形成發(fā)電元件20的輸出連接至蓄電元件40側(cè)的路徑。當(dāng)接收到路徑切換信號PATH的低電平時，電力切換電路32使電壓轉(zhuǎn)換單元31從作為負載的蓄電元件40斷開以形成發(fā)電元件20直接連接至(直接耦接至)蓄電元件40側(cè)的路徑。接下來，將描述電力控制電路的特性測量電路33和由第一控制單元34根據(jù)測量結(jié)果對電力路徑和電壓轉(zhuǎn)換單元31的控制。[特性測量電路的配置實例]特性測量電路33具有測量發(fā)電元件(SCl) 20的短路電流Ish和開路電壓Voc的功能。當(dāng)選擇包括電壓轉(zhuǎn)換單元31 (包括升壓電路和降壓電路)的電力路徑時，特性測量電路33測量用于在電壓轉(zhuǎn)換單元31中進行MPPT控制的電流-電壓(1-V)。第一控制單元34基于特性測量電路33的測量結(jié)果來進行對電力切換電路32的電力路徑的選擇控制。當(dāng)電路根據(jù)所選擇的電力路徑來操作且選擇了包括電壓轉(zhuǎn)換單元31(包括升壓電路和降壓電路)的電力路徑時，第一控制單元34基于例如1-V測量結(jié)果來進行在電壓轉(zhuǎn)換單元31中的MPPT控制。[特性測量電路的控制方法]一般地，當(dāng)在使用發(fā)電元件(太陽能電池)的充電中進行具有較高能量效率的充電時，使用進行MPPT控制從而使用升壓電路的方法。在本實施方式中，為了以高能量效率來充電，進行控制使得可通過根據(jù)確定結(jié)果而改變一個或多個發(fā)電元件(太陽能電池)或電壓轉(zhuǎn)換單元的(升壓或降壓)電路的連接來優(yōu)化太陽能電池充電電路的電路配置。為實現(xiàn)對于電力切換電路32為最佳的電路配置，基于特性測量電路33的測量結(jié)果來進行對電力切換電路32的最佳控制。為獲得用于選擇電力路徑的信息，特性測量電路33測量發(fā)電元件(SC1)20的開路電壓Voc和短路電流Ish。特性測量電路33將測量結(jié)果提供給第一控制單元34。特性測量電路33測量用于MPPT控制的發(fā)電元件(SCl) 20的電壓VCl。特性測量電路33將測量結(jié)果提供至第一控制單元34和第二控制單元35。在該情況下，包括電阻值R的信息?；赩/R來獲得操作時的電流I。注意，當(dāng)被告知由第二控制單元35來停止充電過程的意圖時，第一控制單元34進行控制，使得電力切換電路32的所有開關(guān)均開路且在發(fā)電元件20的輸出與電壓供應(yīng)線LVl之間的連接被阻斷。
[特性測量電路的具體配置實例]圖6是示出根據(jù)實施方式的特性測量電路的配置實例的電路圖。必須測量電流和電壓的微小變化來確定發(fā)電元件(太陽能電池)20根據(jù)各時間的光的狀態(tài)來產(chǎn)生多少電流和電壓的發(fā)電元件的操作特性。至今，通過連接放大器等來放大電流和電壓的變化的方法是常用的。在本實例中，作為用于檢查發(fā)電元件(太陽能電池)20產(chǎn)生了多少電流和電壓的方法，執(zhí)行使用電容器Cl的測量。在本實例中，如圖6所示，電容器Cl串聯(lián)連接至發(fā)電元件(太陽能電池)20。此外，在圖6的特性測量電路33A中，在連接節(jié)點NDl與基準(zhǔn)電位VSS之間連接開關(guān)晶體管Ql以重置電容器Cl。開關(guān)晶體管Ql由NM0SFET形成，且重置信號RST被選擇性提供至柵極。通過以一定時間間隔測量到電容器Cl的充電電壓，可測量出當(dāng)前環(huán)境下的1-V特性。[數(shù)學(xué)式I]V=Q/C, Q= f i(t)dt在該特性測量電路33A中，可找到MPP而不使用簡單的凸形P-V特性，并可使用電壓調(diào)節(jié)方法來進行控制，而不進行所謂的登山處理(mountain-climbing process)。特別地，這在使用開路電壓的MPP估計不充分時有效。此外，若可利用電壓轉(zhuǎn)換單元31的升壓電路的電容器，則可在沒有額外組件的情況下進行測量。[利用第一控制單元34的電力切換電路32的切換控制]本文中，將描述當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換單元31是升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器時利用第一控制單元34的電力切換電路32的直接耦接切換控制。[升壓直接耦接切換控制]首先，將描述當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換單元31是升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器時利用第一控制單元34的升壓直接耦接切換控制。如結(jié)合圖5所述，本實施方式的電力控制裝置30配置有蓄電元件(蓄電池)40基本從饋電元件(太陽能電池)20通過升壓系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換單元31來充電的電路。此外，第一控制單元34和電力切換電路32進行切換控制，使得發(fā)電元件20連接至電壓轉(zhuǎn)換單元31以便將發(fā)電元件20的輸出連接至蓄電元件40側(cè),或者發(fā)電元件20的輸出被直接連接至蓄電元件40偵U。圖7是示出根據(jù)實施方式的用于描述升壓直接耦接切換控制的概念的太陽能電池的功率-電壓特性的曲線圖。第一控制單元34將蓄電元件(蓄電池)40的電壓Vbat與發(fā)電元件(太陽能電池)20的最大功率點電壓Vpm以及發(fā)電元件(太陽能電池)20的開路電壓Voc相比較，并將滿足Vpm ( Vbat ( Voc的電壓設(shè)定為升壓直接耦接切換控制的切換閾值。換言之，第一控制單元34將等于或高于發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm且低于或等于發(fā)電元件20的開路電壓Voc的蓄電元件40的電壓Vbat設(shè)定為切換閾值。例如,第一控制單兀34將VBAT> (Vpm+Voc)/2設(shè)定為閾值。
換言之，例如，第一控制單元34將用于確定蓄電元件40的電壓Vbat是否大于發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm與發(fā)電元件20的開路電壓Voc的平均值的電壓Vddc_start設(shè)定為切換閾值。當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat低于或等于發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm時，第一控制單元34確定不需要升壓。此外，當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat等于或高于發(fā)電元件20的開路電壓Voc時，第一控制單元34確定需要升壓。因此，通過將切換閾值設(shè)定在它們之間的部分中，可避免發(fā)電效率的顯著降低。本實施方式中，在特性測量電路33中，周期性測量開路電壓Voc以確定發(fā)電元件20是連接至降壓系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換單元31還是直接耦接至蓄電元件40。在該確定中使用的最大功率點電壓Vpm可通過將測得的開路電壓乘以預(yù)定系數(shù)Coef (例如,0.8)的電阻分割(resistor division)來獲得。圖8是示出根據(jù)本實施方式的在升壓系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的情況下的發(fā)電元件的最大功率點電壓的檢測系統(tǒng)的電路圖。圖8的最大功率點電壓的檢測系統(tǒng)MVDTB被配置為包括電阻分割單元RDVBlO和RDVB20,以及比較器CMPB10。在檢測系統(tǒng)MVDTB中，例如，電阻分割單元RDVBlO和RDVB20被置于特性測量電路33中，且比較器CMPBlO被置于第一控制單元34中?？蛇x地，其也可被配置為將整個檢測系統(tǒng)MVDTB置于特性測量電路33中以將比較器CMPBlO的確定結(jié)果告知給第一控制單元34。電阻分割單元RDVBlO被配置為使得電阻元件RBll和RB12在發(fā)電元件20的電壓輸出線與基準(zhǔn)電位(本文中為地電位)GND之間串聯(lián)連接，且使得在RBl I和RB12的連接節(jié)點NDBll中已經(jīng)歷電阻分割的電壓被表示為最大功率點電壓Vpm。電阻分割單元RDVB20被配置為使得電阻元件RB21和RB22在所測量的開路電壓Voc的供電線與最大功率點電壓Vpm的供電線之間串聯(lián)連接，并被表示為在電阻元件RB21和RB22的連接節(jié)點NDB21中已經(jīng)歷電阻分割的閾值電壓{(Vpm+Voc)/2}。比較器CMPBlO比較蓄電元件40的電壓Vbat與閾值電壓{(Vpm+Voc)/2}。當(dāng)電壓Vbat高于閾值電壓{(Vpm+Voc)/2}時，比較器CMPB10例如需要升壓地向電力切換電路32輸出高電平的路徑切換信號PATH。當(dāng)接收到高電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使發(fā)電元件20連接至電壓轉(zhuǎn)換單元31以形成發(fā)電元件20的輸出被連接至蓄電元件40側(cè)的路徑。當(dāng)電壓Vbat低于或等于閾值電壓{(Vpm+Voc)/2}時，比較器CMPB10例如不需要升壓地向電力切換電路32輸出低電平的路徑切換信號PATH。當(dāng)接收到低電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使電壓轉(zhuǎn)換單元31從作為負載的蓄電元件40斷開以形成發(fā)電元件20被直接連接至(直接耦接至)蓄電元件40側(cè)的路徑。圖9是更詳細示出根據(jù)實施方式的升壓直接耦接切換控制的概念的曲線圖。如上所述，第一控制單元34將滿足Vpm ( Vbat ( Voc的電壓設(shè)定為升壓直接耦接切換控制的切換閾值。
例如，第一控制單元34將用于確定蓄電元件40的電壓Vbat是否高于發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm與發(fā)電元件20的開路電壓Voc的平均值的電壓Vddc_start設(shè)定為切換閾值。在圖9中，PWRL表示在升壓情況下由轉(zhuǎn)換損耗引起的產(chǎn)生功率的減少量。PWRB表示在升壓情況下的功率，以及PWRD表示在直接耦接(直接鏈接)的情況下的功率。在圖9中，由符號X表示的區(qū)域是蓄電元件40的電壓Vbat低于或等于切換閾值電壓Vddc_start的區(qū)域。在區(qū)域X中，由于在MPP附近包括最大功率點電壓Vpm，且升壓量的損耗很大。因此，在區(qū)域X中直接鏈接而不升壓是有利的。在該情況下，路徑切換信號PATH被設(shè)定為低電平。由符號Y表示的區(qū)域是蓄電元件40的電壓Vbat等于或高于切換閾值電壓Vddc_start且低于或等于開路電壓Voc的區(qū)域。在該區(qū)域中，升壓基本是有利的。在本文中，由于存在當(dāng)電壓低于或等于特定電壓電平時發(fā)電兀件20的發(fā)電輸出電壓會影響操作的情況,所以在本實施方式中，為發(fā)電輸出電壓設(shè)定最小補償閾值電壓Vddc_min。

此外，當(dāng)最大功率點電壓Vpm低于最小補償閾值電壓Vddc_min (Vpm<Vddc_min)時實施直接鏈接。這是因為由于在最大功率點電壓很小時執(zhí)行升壓，所以即使在進行升壓時損耗也很大。在該情況下，路徑切換信號PATH被設(shè)定為低電平。另一方面，當(dāng)Vpm彡Vddc_min時執(zhí)行升壓。在該情況下,路徑切換信號PATH被設(shè)定為聞電平。由符號Z表示的區(qū)域是若不進行升壓則基本不可能發(fā)電的區(qū)域。然而，在Vpm〈Vddc_min的情況下電路開路，且在Vpm彡Vddcjnin的情況下進行升壓。當(dāng)進行升壓時，路徑切換信號PATH被設(shè)定為高電平。圖10是示出根據(jù)實施方式的用于確定發(fā)電元件(太陽能電池)是連接至升壓系統(tǒng)還是直接與蓄電元件耦接的狀態(tài)確定過程的第一實例的流程圖。首先，第一控制單元34確定蓄電元件40的電壓Vbat是否高于切換閾值電壓Vddc_start (STl)0在步驟STl中，當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat被確定為低于或等于切換閾值電壓Vddc_start時，第一控制單元34向電力切換電路32輸出低電平的路徑切換信號PATH。當(dāng)接收到低電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使電壓轉(zhuǎn)換單元31從作為負載的蓄電元件40斷開以形成發(fā)電元件20被直接連接至(直接耦接至)蓄電元件40側(cè)的路徑。在步驟STl中，當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat高于切換閾值電壓Vddc_start時,第一控制單元34確定最大功率點電壓Vpm是否等于或高于最小補償閾值電壓Vddc_min(ST2)。在步驟ST2中，當(dāng)最大功率點電壓Vpm被確定為等于或高于最小補償閾值電壓Vddcjnin時，第一控制單元34向電力切換電路32輸出低電平的路徑切換信號PATH。當(dāng)接收到高電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使發(fā)電元件20連接至電壓轉(zhuǎn)換單元31以形成發(fā)電元件20的輸出被連接至蓄電元件40側(cè)的路徑。在步驟ST2中，當(dāng)最大功率點電壓Vpm被確定為低于最小補償閾值電壓Vddcjnin時，第一控制單元34確定蓄電元件40的電壓Vbat是否低于開路電壓Voc (ST3)。
在步驟ST3中，當(dāng)最大功率點電壓Vpm被確定為低于最小補償閾值電壓Vddcjnin時，低電平的路徑切換信號PATH被輸出至電力切換電路32。當(dāng)接收到低電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使電壓轉(zhuǎn)換單元31從蓄電元件40斷開以形成發(fā)電元件20被直接連接至(直接耦接至)蓄電元件40側(cè)的路徑。在步驟ST3中，當(dāng)最大功率點電壓Vpm被確定為等于或高于最小補償閾值電壓Vddcjnin時，端子開路。要開路的端子的位置例如是圖1中的電力切換電路33的端Vout。圖11是進一步簡要示出根據(jù)實施方式的升壓直接耦接切換控制的概念的曲線圖。圖11的實例進一步簡要示出了圖9的具體實例。在該情況下，第一控制單元34也將滿足Vpm ( Vbat ( Voc的電壓設(shè)定為升壓直接耦接切換控制的切換閾值。例如，第一控制單元34將用于確定蓄電元件40的電壓Vbat是否大于發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm與發(fā)電元件20的開路電壓Voc的平均值的電壓Vddc_start設(shè)定為切換閾值。在圖11的實例中，僅通過劃分電壓低于切換閾值電壓Vddc_start的區(qū)域X和電壓高于切換閾值電壓VddC_start的區(qū)域Y來進行升壓直接耦接的切換控制。在圖11中，由符號X2表示的區(qū)域是蓄電元件40的電壓Vbat低于或等于切換閾值電壓Vddc_start的區(qū)域。在該區(qū)域X2中，由于在MPP附近包括最大功率點電壓VpmJjfW升壓量的損耗很大。因此，在該區(qū)域X中直接鏈接而不升壓是有利的。在該情況下，路徑切換信號PATH被設(shè)定為低電平。由符號Y2表示的區(qū)域是蓄電元件40的電壓Vbat等于或高于切換閾值電壓Vddc_start的區(qū)域。在該區(qū)域中，基本需要升壓。然而，當(dāng)Vpm〈Vddc_min時電路開路,且當(dāng)Vpm彡Vddc_min時進行開路。當(dāng)進行升壓時，路徑切換信號PATH被設(shè)定為高電平。圖12是示出根據(jù)實施方式的用于確定發(fā)電元件(太陽能電池)是連接至升壓系統(tǒng)還是直接與蓄電元件耦接的狀態(tài)確定過程的第二實例的流程圖。首先，第一控制單元34確定蓄電元件40的電壓Vbat是否高于切換閾值電壓Vddc_start (STlA)0在步驟STlA中，當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat被確定為低于或等于切換閾值電壓Vddc_start時，第一控制單元34向電力切換電路32輸出低電平的路徑切換信號PATH。當(dāng)接收到低電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使電壓轉(zhuǎn)換單元31從作為負載的蓄電元件40斷開以形成發(fā)電元件20被直接連接至(直接耦接至)蓄電元件40側(cè)的路徑。在步驟STlA中，當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat高于切換閾值電壓Vddc_start時,第一控制單元34確定最大功率點電壓Vpm是否等于或高于最小補償閾值電壓Vddc_min(ST2A)。在步驟ST2中，當(dāng)最大功率點電壓Vpm等于或高于最小補償閾值電壓Vddc_min時，第一控制單元34向電力切換電路32輸 出低電平的路徑切換信號PATH。當(dāng)接收到高電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使發(fā)電元件20連接至電壓轉(zhuǎn)換單元31以形成發(fā)電元件20的輸出被連接至蓄電元件40側(cè)的路徑。在步驟ST2A中，當(dāng)最大功率點電壓Vpm低于最小補償閾值電壓Vddcjnin時，第一控制單元34使端子開路。要開路的端子的位置例如是圖1中的電力切換電路33的端Vout。如上所述，在本實施方式中，可使用簡單電路高精度地達到對是否進行升壓(太陽能電池是否直接耦接至蓄電池)的確定。[降壓直接耦接切換控制]接下來，將描述當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換單元31是降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器時利用第一控制單元34的升壓直接耦接切換控制。如結(jié)合圖5所述，本實施方式的電力控制裝置30配置有蓄電元件(蓄電池)40基本從饋電元件(太陽能電池)20通過降壓系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換單元31來充電的電路。此外，以與升壓系統(tǒng)中的相同的方式，第一控制單元34和電力切換電路32進行切換控制，使得發(fā)電元件20連接至電力轉(zhuǎn)換單元31以便將發(fā)電元件20的輸出連接至蓄電元件40側(cè)，或者發(fā)電元件20的輸出被直接連接至蓄電元件40側(cè)。圖13是示出根據(jù)實施方式的用于描述降壓直接耦接切換控制的概念的太陽能電池的功率-電壓特性的曲線圖。第一控制單元34比較蓄電元件(蓄電池)40的電壓Vbat與發(fā)電元件(太陽能電池)20的最大功率點電壓Vpm，且滿足Vbat ( Vpm的電壓將作為降壓直接耦接切換控制的切換閾值。換言之，第一控制單元34將低于或等于發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm的蓄電元件40的電壓Vbat設(shè)定為切換閾值。例如，第一控制單元34將Vbat ( VpmX0.9設(shè)定為閾值。換言之，例如，第一控制單元34將用于確定蓄電元件40的電壓Vbat是否低于或等于發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm的90%的電壓的電壓Vddc_start設(shè)定為切換閾值。當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat等于或高于發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm時(Vbat彡Vpm),第一控制單元34確定不需要降壓。因此，通過將切換閾值設(shè)定在其他區(qū)域中，可避免發(fā)電效率的顯著下降。本實施方式中，在特性測量電路33中，周期性測量開路電壓Voc以確定發(fā)電元件20是連接至降壓系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換單元31還是直接耦接至蓄電元件40。在該確定中使用的最大功率點電壓Vpm可通過將測得的開路電壓乘以預(yù)定系數(shù)Coef (例如，0.8)的電阻分割來獲得。圖14是示出根據(jù)實施方式的在降壓系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換單元的情況下的發(fā)電元件的最大功率點電壓的檢測系統(tǒng)的電路圖。圖14的最大功率點電壓的檢測系統(tǒng)MVDD被配置為包括電阻分割單元RDVDlO和RDVD20以及比較器CMPD10。在檢測系統(tǒng)MVDD中，例如，電阻分割單元RDVDlO和RDVD20被置于特性測量電路33中，且比較器CMPDlO被置于 第一控制單元34中?？蛇x地，其也可被配置為將整個檢測系統(tǒng)MVDTD置于特性測量電路33中以將比較器CMPDlO的確定結(jié)果告知給第一控制單元34。電阻分割單元RDVDlO被配置為使得電阻元件RDll和RD12在發(fā)電元件20的電壓輸出線與基準(zhǔn)電位(本文中為地電位)GND之間串聯(lián)連接，且使得在RDll和RD12的連接節(jié)點NDDll中已經(jīng)歷電阻分割的電壓被表示為最大功率點電壓Vpm。電阻分割單元RDVD20被配置為使得電阻元件RD21和RD22在最大功率點電壓Vpm的供電線與基準(zhǔn)電位之間串聯(lián)連接，且被表示為在電阻元件RD21和RD22的連接節(jié)點NDD21中已經(jīng)歷電阻分割的閾值電壓Vddc_start。比較器CMPDlO比較蓄電元件40的電壓Vbat與閾值電壓Vddc_start。當(dāng)電壓Vbat低于閾值電壓Vddc_start時，比較器CMPDlO例如需要降壓地向電力切換電路32輸出高電平的路徑切換信號PATH。當(dāng)接收到高電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使發(fā)電元件20連接至電壓轉(zhuǎn)換單元31以形成發(fā)電元件20的輸出被連接至蓄電元件40側(cè)的路徑。當(dāng)電壓Vbat等于或高于閾值電壓Vddc_start時，比較器CMPDlO例如不需要降壓地向電力切換電路32輸出低電平的路徑切換信號PATH。當(dāng)接收到低電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使電壓轉(zhuǎn)換單元31從作為負載的蓄電元件40斷開以形成發(fā)電元件20被直接連接至(直接耦接至)蓄電元件40側(cè)的路徑。圖15是更詳細示出根據(jù)實施方式的降壓直接耦接切換控制的概念的曲線圖。如上所述，第一控制單元34將滿足Vbat ( Vpm的電壓設(shè)定為升壓直接耦接切換控制的切換閾值。例如，第一控制單元34將用于確定蓄電元件40的電壓Vbat是否低于發(fā)電元件20的最大功率點電壓Vpm的電壓Vddc_start設(shè)定為切換閾值。在圖15中，PWRL表示在升壓情況下由轉(zhuǎn)換損耗引起的產(chǎn)生功率的減少量。在圖15中，由符號X表示的區(qū)域是蓄電元件40的電壓Vbat低于或等于切換閾值電壓VddC_start的區(qū)域。在該區(qū)域X中，進行降壓。在該情況下，路徑切換信號PATH被設(shè)定為聞電平。由符號Y表示的區(qū)域是蓄電元件40的電壓Vbat等于或高于切換閾值電壓Vddc_start的區(qū)域。在該區(qū)域中，直接耦接(直接鏈接)而不降壓基本是有利的。在該區(qū)域X中，不可以降壓，否則來自MPP附近的降壓量的損耗很大。因此，在該區(qū)域X中直接鏈接而不降壓是有利的。在該情況下，路徑切換信號PATH被設(shè)定為低電平。在本文中，由于存在當(dāng)電壓等于或高于特定電壓電平時發(fā)電元件20的發(fā)電輸出電壓會影響操作的情況，所以在本實施方式中，為發(fā)電輸出電壓設(shè)定了最大補償閾值電壓Vddc—max。圖16是示出根據(jù)實施方式的用于確定發(fā)電元件(太陽能電池)是連接至降壓系統(tǒng)還是直接與蓄電元件耦接的狀態(tài)確定過程的一個實例的流程圖。首先，第一控制單元34確定蓄電元件40的電壓Vbat是否低于切換閾值電壓Vddc_start (STll)0在步驟STll中，當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat被確定為等于或高于切換閾值電壓Vddc_start時，第一控制單元34向電力切換電路32輸出低電平的路徑切換信號PATH。當(dāng)接收到低電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使電壓轉(zhuǎn)換單元31從作為負載的蓄電元件40斷開以形成發(fā)電元件20被直接連接至(直接耦接至)蓄電元件40側(cè)的路徑。在步驟STll中，當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat被確定為低于切換閾值電壓Vddc_start時,第一控制單元34確定最大功率點電壓Vpm是否低于或等于最大補償閾值電壓Vddc_max (ST12)。在步驟ST2中，當(dāng)最大功率點電壓Vpm低于或等于最大補償閾值電壓Vddc_max時，第一控制單元34向電力切換電路32輸出低電平的路徑切換信號PATH。當(dāng)接收到高電平的路徑切換信號PATH時，電力切換電路32使發(fā)電元件20連接至電壓轉(zhuǎn)換單元31以形成發(fā)電元件20的輸出被連接至蓄電元件40側(cè)的路徑。如上所述，在本實施方式中，可使用簡單電路高精度地達到對是否進行降壓(太陽能電池是否直接耦接至蓄電池)的確定。[電壓轉(zhuǎn)換單元31的具體配置實例]圖17是示出根據(jù)實施方式的作為電壓轉(zhuǎn)換單元的升壓切換調(diào)節(jié)器的基本配置實例的電路圖。該切換調(diào)節(jié)器31A包括作為主要組成元件的發(fā)電元件側(cè)電容器C31、電感器L31、二極管D31、二次電池側(cè)電容器C32以及操作電壓控制單元310。切換調(diào)節(jié)器被配置為DC-DC
轉(zhuǎn)換器。操作電壓控制單元310具有開關(guān)晶體管(SW) Q31、作為輸入電壓檢測單元的比較器311以及PFM (脈沖頻率調(diào)制)控制單元312。比較器311將由第一控制單元34提供的可變基準(zhǔn)電壓Vref與作為在發(fā)電元件(太陽能電池)20中產(chǎn)生的電壓的輸入電壓VI相比較。當(dāng)輸入電壓VI超過基準(zhǔn)電壓Vref時，比較器310使輸出切換至高電平。PFM控制單元312根據(jù)比較器311的輸出產(chǎn)生具有固定寬度的脈沖，并使開關(guān)晶體管Q31在預(yù)定時間內(nèi)開啟。PFM控制單元312根據(jù)使能信號EN來進入使能狀態(tài)，且被配置為可被重置信號RST重置。圖18是用于描述升壓切換調(diào)節(jié)器的基本操作的示意圖。升壓切換調(diào)節(jié)器使用自振蕩來進行切換操作?？刂七B接至輸入的發(fā)電元件(太陽能電池)20的功率點(操作電壓)。輸入是由發(fā)電兀件20產(chǎn)生的電壓,輸出是蓄電兀件40 (二次電池(Li+電池)),并使用發(fā)電元件(太陽能電池)20的功率點控制來進行MPPT?；旧?，如圖18所示，當(dāng)開關(guān)晶體管Q31開啟時，升壓切換調(diào)節(jié)器使用流入其中的電流來聚集電感器L31中的能量。當(dāng)開關(guān)晶體管Q31關(guān)閉時，電感器L31釋放所聚集的能量。因此，電感器L31的能量被增加至輸入電壓VI。因此，輸入電壓被升壓。接下來，基于上述基本操作，將描述根據(jù)本實施方式的圖17的升壓切換調(diào)節(jié)器的操作。圖19是用于描述圖17的升壓切換調(diào)節(jié)器的操作的示意圖。<1>當(dāng)輸入電壓VI超過基準(zhǔn)電壓Vref時，比較器311的輸出變?yōu)楦唠娖健?br> 〈2>響應(yīng)比較器311的輸出，PFM控制單元312產(chǎn)生具有固定寬度(SW=開啟(ON))的脈沖。因此,釋放電感器L31的能量。<3>當(dāng)輸入電壓VI低于基準(zhǔn)電壓Vref時，比較器311的輸出變?yōu)榈碗娖?，且開關(guān)晶體管Q313關(guān)閉。因此，從電感器31中聚集的能量的釋放起進行對電感器L31充入能量的操作。重復(fù)上述操作。在該情況下，使用在基準(zhǔn)電壓Vref附近的電壓來操作發(fā)電元件(太陽能電池)20。利用由第一控制單元34對該基準(zhǔn)電壓Vref的改變，可控制發(fā)電元件(太陽能電池)20的功率點(操作電壓)。注意，在本實施方式中，可獲得在不進行升壓時關(guān)閉比較器和PFM控制電路所實現(xiàn)的關(guān)閉功能。此外，如上所述，可獲得在由于任何原因而停止自振蕩時進行重置所實現(xiàn)的重置功能。此外，由于電感器L31的峰值電流受開關(guān)晶體管Q31開啟的時間的影響，所以開啟的時間也可被配置為根據(jù)輸入電流和所連接的發(fā)電元件(太陽能電池)而改變。PFM脈沖寬度(開啟時間)應(yīng)被調(diào)整為使得電感器L31的峰值電流在一定范圍內(nèi)收斂。在額定、噪聲、效率等方面，期望能根據(jù)情況從針對各個范圍的多個類型中選擇寬度。此外，電壓轉(zhuǎn)換單元可如下配置。根據(jù)切換頻率的變化來檢測周圍環(huán)境的變化。在該情況下，在每個A t時間計算切換次數(shù)并獲得與上一時間之差。測量切換頻率的變化，且若頻率很高，則認為發(fā)電量增加，并因此改變基準(zhǔn)電壓Vref和切換路徑。若頻率很低，則認為發(fā)電量減少，并響應(yīng)此而改變基準(zhǔn)電壓Vref，切換路徑以及停止升壓操作。此外，根據(jù)切換頻率測量電流。若基準(zhǔn)電壓Vref和開啟開關(guān)晶體管Q31的時間固定，則切換頻率取決于輸入電流。因此，可根據(jù)切換頻率來計算電流。在本文中，將描述根據(jù)切換頻率的增加或減少而改變基準(zhǔn)電壓Vref的具體配置實例。圖20是示出包括檢測圖17的PFM控制單元中的操作頻率的變化的檢測系統(tǒng)的升壓切換調(diào)節(jié)器的配置實例的電路圖。在圖20中，為容易理解，相同附圖標(biāo)記被給予與圖17的那些相同的組成部分。圖20的切換調(diào)節(jié)器31B除圖17的配置之外還包括關(guān)閉(OFF)時間檢測單元313、充電結(jié)束檢測單元314、計數(shù)器315、調(diào)節(jié)器316和減法器317。關(guān)閉時間檢測單元313和充電結(jié)束檢測單元314可被配置為比較器。電阻R31連接在開關(guān)晶體管Q31的源極與基準(zhǔn)電位VSS之間，且節(jié)點ND31由連接點形成。關(guān)閉時間檢測單元313將閾值Vrefl與節(jié)點ND31的電位相比較以檢測開關(guān)晶體管Q31的關(guān)閉時間，并向PFM控制單元312輸出檢測結(jié)果。充電結(jié)束檢測單元314將輸出電壓(在二極管的陰極側(cè)的電位)與閾值Vref2相比較以檢測充電結(jié)束，并向PFM控制單元312輸出檢測結(jié)果。利用作為太陽能電池的發(fā)電元件20的電流的變化(照度變化)，作為變換電路的PFM控制單元312的操作頻率發(fā)生改變。由于發(fā)電元件20的電流的變化(照度變化)，電感器L31的充電時間發(fā)生改變。在該情況下，充電時間隨著電流量的增加而縮短。當(dāng)使用變換電路(PFM)時，可基于切換頻率的變化來測量照度的變化。相比通過周期性停止作為變換電路的PFM控制單元312來測量開路電壓的技術(shù)，在本技術(shù)中，由于不使用ADC，所以可將低電力頻率的變化用作觸發(fā)來進行控制。在圖20的實例中，可通過用計數(shù)器315對開關(guān)晶體管Q31的柵極控制信號計數(shù)來
測量頻率。當(dāng)作為太陽能電池的發(fā)電元件20的電流很高時，可將頻率確定為較高。當(dāng)作為太陽能電池的發(fā)電元件20的電流很低時，可確定頻率較低或切換處于停止?fàn)顟B(tài)。此外，在第一控制單元34的控制單元之下，當(dāng)頻率的變化等于或高于預(yù)設(shè)值時，再次測量1-V特性(或短路電流)，并重新進行MPPT控制。此外，當(dāng)變化變得很大時，其可被配置為使得再次進行測量。在頻率的測量中，作為變換電路的PFM控制單元312的切換脈沖信號由計數(shù)器315來計數(shù)。隨后，對計數(shù)值進行M周期地輪詢，并可由減法器317獲得差。通過將以下觸發(fā)設(shè)定為頻率的變化，可降低測量到MPPT的偏離的次數(shù)，且隨后可減少控制電力。此外，在MPPT控制中，也可進行根據(jù)溫度變化的控制。圖21是示出發(fā)電元件(太陽能電池)的1-V特性根據(jù)溫度的變化而改變的狀態(tài)的曲線圖。如圖21所示，由于發(fā)電元件(太陽能電池)的1-V特性根據(jù)溫度的變化而改變，所以由第二控制單元35來監(jiān)測熱敏電阻器50并將檢測到的溫度信息提供給第一控制單元34。第一控制單元34根據(jù)溫度信息來預(yù)先選擇對應(yīng)于溫度的系數(shù)，并通過例如將該系數(shù)乘以MTTP控制的基準(zhǔn)電壓Vref來進行跟隨溫度轉(zhuǎn)換的MTTP控制。在該情況下，在距離常溫25。C約± 10到15的一般溫度范圍內(nèi)進行一般的MTTP控制，并可使用高于一般溫度范圍的溫度范圍內(nèi)的第一系數(shù)、使用低于一般溫度范圍的溫度范圍內(nèi)的第二系數(shù)等來進行各種形式的MTTP控制。本文中的MTTP控制不僅可被應(yīng)用于控制電壓轉(zhuǎn)換單元31而且可應(yīng)用于電力切換電路32的電力路徑的連接切換。注意，在以上描述中，電壓轉(zhuǎn)換單元31被設(shè)定為升壓切換調(diào)節(jié)器，但也可應(yīng)用如圖22所示的降壓切換調(diào)節(jié)器31C。
除升壓型的連接形式和電感器L31以及二極管D31不同之外，降壓切換調(diào)節(jié)器3IC基本具有與升壓型相同的配置。因此，可在不改變的情況下應(yīng)用圖20的電路配置。[防回流電路的配置實例]圖23是示出根據(jù)實施方式的防回流電路的配置實例的電路圖。防回流電路36被置于從電力切換電路32的輸出到蓄電元件40的電壓供應(yīng)線LV中。該防回流電路36包括電阻器R41、由PM0SFET形成的開關(guān)晶體管Q41、二極管D41和比較器361。在電壓供應(yīng)線LVl的發(fā)電元件側(cè)的節(jié)點ND41與蓄電元件40側(cè)的節(jié)點ND42之間，電阻器R41與開關(guān)晶體管Q41串聯(lián)連接，且用于防止回流的二極管D41與開關(guān)晶體管Q41并聯(lián)連接。比較器361將節(jié)點ND41的電位與節(jié)點ND42的電位相比較以基于結(jié)果來開啟或關(guān)閉開關(guān)晶體管Q41。防回流電路36為防止從蓄電元件40到發(fā)電元件(太陽能電池)20的回流而進行二極管的旁路控制。防回流電路36在防止回流的同時減少由正向電壓VF引起的損耗。當(dāng)由于節(jié)點ND41的電位高于節(jié)點ND42的電位而不處于回流狀態(tài)時，比較器361的輸出由于未檢測到回流而變?yōu)榈碗娖?。因此，開關(guān)晶體管Q41開啟以旁路用于防止回流的二極管D41。當(dāng)由于節(jié)點ND42的電位高于節(jié)點ND41的電位而處于回流狀態(tài)時，比較器361的輸出由于檢測到回流而變?yōu)楦唠娖?。因此，開關(guān)晶體管Q41關(guān)閉以形成僅由用于防止回流的二極管D41形成的連接線。注意，在以上配置中，必須使由防回流電路引起的損耗小于由二極管的連接引起的損耗。還可以能夠僅通過MOSFET的導(dǎo)通電阻來檢測回流。期望盡可能多地抑制比較器361的功耗。此外，還可使用二次電池的特性來進行防回流。在該情況下，在充電期間迅速降低電池電壓之后，僅用于防回流的二極管D41形成連接線(充電電壓 > 放電電壓)。[蓄電元件的充電控制]接下來，將描述集中于第二控制單元35的對蓄電元件(蓄電池)40的充電控制。圖24是用于描述根據(jù)實施方式的對蓄電元件(蓄電池)40的第一充電控制的曲線圖。在圖24中，橫軸表示時間，以及縱軸表示蓄電元件40的電壓VBAT。此外，分別地，在圖24中，F(xiàn)V表示基本被視為充滿電的電壓，F(xiàn)VO表示充滿電開路電壓，以及VCRG表示充電電壓。此外，在圖24中，Pl到PlO (Pn)表示通過使蓄電元件40的端子開路來測量(監(jiān)測)蓄電元件40的電壓Vbat的測量點。
此外，在圖24中，Dl到D9表示在相鄰測量點之間的時間間隔，且關(guān)系為D1>D2>D3>D4>D5>D6>D7>D8>D9。換言之，第二控制單元35進行控制，使得通過使蓄電元件40的端子開路來測量(監(jiān)測)蓄電元件40的電壓Vbat的測量點的間隔根據(jù)蓄電元件40的電壓Vbat動態(tài)變化。在本實施方式中，第二控制單元35進行控制，使得測量點的間隔隨著蓄電元件40的電壓Vbat變高而縮短。如上所述，根據(jù)本實施方式的電力控制裝置30采用對蓄電池的充電控制，在該充電控制中，可通過將蓄電元件40的端子開路電壓與閾值電壓相比較來檢測充滿電。隨后，電力控制裝置30的第二控制單元35監(jiān)測蓄電元件40的電壓，且當(dāng)蓄電元件40在端子開路期間的電壓Vbat達到或超過充滿電電壓FV時進行以下控制。第二控制單元35可進行充電控制，在該充電控制中，由例如控制信號CTL35來停止充電，且由控制信號CTL35來進行控制，使得蓄電元件40的端子開路時間間隔D隨著蓄電元件40的電壓Vbat變高而縮短。此外，在從太陽能電池等的發(fā)電元件20的輸出出現(xiàn)波動的電源向蓄電元件40充電的情況下，電力控制裝置30進行控制，使得開路時間間隔D隨著從特性測量電路33提供的發(fā)電元件(電源)20的輸出電壓VCl而縮短。如上所述,根據(jù)本實施方式的第二控制單兀35具有基于控制信號CTL35來動態(tài)改變蓄電元件40的開路電壓測量時間間隔D的功能。第二控制單元35根據(jù)蓄電元件4的電壓Vbat來改變開路電壓測量時間間隔D。具體地，隨著蓄電元件40的電壓Vbat變高，測量時間間隔D縮短。此外，第二控制單元35根據(jù)發(fā)電元件(太陽能電池)20的輸出電壓VCl而改變。具體地，隨著發(fā)電元件(太陽能電池)20的輸出電壓VCl變高，測量時間間隔D縮短。注意，第二控制單元35還可根據(jù)蓄電元件4的電壓Vbat以及發(fā)電元件(太陽能電池)20的輸出電壓VCl來改變開路電壓測量時間間隔D。即使當(dāng)蓄電元件40的電壓等于或高于充滿電開路電壓時，第二控制單元35也將蓄電元件的端子開路時間間隔控制為根據(jù)蓄電元件40或發(fā)電元件20來變化。通過如上所述的充電控制，可減少在檢測充滿電期間的充電損耗或者可在蓄電元件(蓄電池)的充電期間防止過度充電。圖25是用于描述根據(jù)實施方式的對蓄電元件(蓄電池)40的第二充電控制的曲線圖。圖25的第二充電控制與圖24的充電控制的差別在于直到充電電壓接近充滿電開路電壓FVO之前蓄電元件40的端子不開路。因此，減少了由蓄電元件40的開路引起的充電損耗。換言之，在開路前電壓達到充滿電電壓FV之后，使蓄電元件40的端子開路以開始測量。在該情況下，開路電壓測量時間間隔D可被配置為固定的、或者以與第一充電控制方法中的相同的方式根據(jù)蓄電元件4的電壓Vbat而改變。在第二充電控制方法中，當(dāng)在蓄電元件的端子的開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，電力控制裝置30的第二控制單元35如下進行控制。
當(dāng)進行充電控制以停止充電時，第二控制單元35控制在蓄電元件40的端子開路的情況下不檢測充滿電，直到在蓄電元件40的端子不開路的情況下充電期間的電壓等于或高于充滿電電壓FVO為止。因此，電力控制裝置30可減少在檢測充滿電期間的充電損耗并防止在蓄電元件40的充電中過度充電。[充電控制]接下來，將描述由電力控制裝置30的電流電壓限制電路37對蓄電元件40的充電控制。圖26是示出根據(jù)實施方式的電流電壓限制電路的配置實例的電路圖。電流電壓限制電路37具有被置于供電線上的MOSFET Q51和Q52、誤差放大器371至373、恒定電流源151和152、以及外部電阻器R51至R55。在電流電壓限制電路37中，由誤差放大器371至373控制MOSFET Q51和Q52的柵極電位。在電壓調(diào)節(jié)的情況下，控制電壓是給予誤差放大器371的基準(zhǔn)電壓Vrefl。在電流調(diào)節(jié)的情況下，控制電壓被設(shè)定為當(dāng)使用恒定電流源151和152從蓄電元件(BAT) 40的R55的路徑拉出電流時的電壓降的量。此外，提供了最大限制和初始充電限制的兩種類型的控制。[AV檢測技術(shù)]在CV充電之后，以例如5分鐘等的循環(huán)來開始A V檢測。將循環(huán)設(shè)定為5分鐘的原因是基于發(fā)電元件(太陽能電池)20的輸出電力的性能和蓄電元件40的充電容量等。在A V檢測期間停止充電，并測量蓄電元件40的開路電壓。充電停止的時間是2秒、3秒等。停止的時間基于ADC或蓄電元件40的性能。在本實施方式中，在使蓄電元件40開路之前的充電電壓與在蓄電元件的端子開路時的電壓之間的差被測量為A V，且當(dāng)差A(yù) V小于或等于給定值(例如小于或等于50mV等的值)時停止充電。[整體充電控制]接下來，將描述利用電力控制裝置30的蓄電元件40的充電控制。圖27是用于描述根據(jù)實施方式的電力控制裝置的整體充電控制的流程圖。在本文中，第二控制單元35基于熱敏電阻器50的檢測結(jié)果等來進行對電力切換電路32等的控制。在以下描述中，將描述包括該第二控制單元35和啟動電路38的操作的整體充電控制。首先，在MPPT充電被設(shè)定為關(guān)閉(STlOl)以及初始充電被設(shè)定為關(guān)閉(ST102)的狀態(tài)下，進行對用發(fā)電元件20的輸入電壓VIN是否高于蓄電元件40的電壓Vbat的確定(ST103)。在步驟ST103中，當(dāng)輸入電壓VIN被確定為高于蓄電元件40的電壓Vbat時，確定低電平有效的充電使能信號EN_X是否為低電平(ST104)。當(dāng)充電使能信號EN_X為低電平且熱敏電阻器50上的溫度不低于或等于0°(ST105)以及不等于或高于60° (ST106)時，開啟初始充電(ST107)。因此，通過在發(fā)電元件20中產(chǎn)生的電力來進行對蓄電元件40的初始充電。隨后，過程回到步驟ST103的處理。此外，當(dāng)在步驟ST105到ST107中獲得否定的確定結(jié)果時，過程回到步驟ST103的處理且初始充電關(guān)閉(ST108)。當(dāng)在步驟ST103中輸入電壓VIN被確定為低于蓄電元件40的電壓Vbat時，初始充電關(guān)閉(ST109)且MTTP充電被保持關(guān)閉(ST110)。接下來，確定蓄電元件40的電壓Vbat是否低于通過限定為充滿電時為4.2V而獲得的 4.1V (STlll)0當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat低于4.1V時，確定利用發(fā)電元件20_1和20_2的輸入電壓VIN是否高于蓄電元件40的電壓Vbat (STl 12)。當(dāng)輸入電壓VIN高于蓄電元件40的電壓Vbat時，過程回到步驟ST103的處理，且當(dāng)輸入電壓VIN低于蓄電元件40的電壓Vbat時，確定開啟電壓VSTART是否低于充電系統(tǒng)電路的開啟閾值電壓VSCEN (STl 13)。當(dāng)開啟電壓VSTART高于開啟閾值電壓VSCEN時，過程回到從步驟ST109開始的處理。當(dāng)開啟電壓VSTART低于開啟閾值電壓VSCEN時，進行以下操作。換言之，當(dāng)熱敏電阻器50上的溫度不低于或等于0° (ST114)且不等于或高于60° (ST115)時，以及當(dāng)充電使能信號EN_X為低電平(ST116)時，開啟MTTP充電(ST117)。因此，例如，當(dāng)進行切換使得應(yīng)用電壓轉(zhuǎn)換單元31時，進行MPPT充電控制(ST118)。在MPPT充電控制之后，關(guān)閉MPPT充電(ST119 )，并確定蓄電元件40的電壓Vbat是否低于充滿電時的4.2V (ST120)。當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat低于充滿電時的電壓4.2V時，確定輸入電壓VIN是否高于蓄電元件40的電壓Vbat (ST121)，且當(dāng)輸入電壓VIN高于蓄電元件40的電壓Vbat時，過程回到從步驟ST103開始的處理。當(dāng)輸入電壓VIN低于蓄電兀件40的電壓Vbat時,確定發(fā)電兀件20的輸出電壓VCl是否低于電壓VTHR (ST122)。隨后，當(dāng)輸出電壓VCl低于電壓VTHR時，過程回到從步驟ST103開始的處理，且當(dāng)輸出電壓VCl高于電壓VTHR時，過程回到從步驟STl 14開始的處理。此外，在步驟ST120中，當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat被確定為高于充滿電時的4.2V時，系統(tǒng)饋電功能開啟(ST123)。隨后，確定蓄電元件40的電壓Vbat是否低于通過限定為充滿電時的4.2V而獲得的4.1V(ST124)，且當(dāng)蓄電元件40的電壓Vbat低于4.1V時，系統(tǒng)饋電功能關(guān)閉(ST125)，并且過程回到從步驟ST103開始的處理。注意，當(dāng)電流電壓限制電路37限制饋電時，也可以控制使防回流電路36的防回流
功能停止。該控制可被配置為直接由電流電壓限制電路37進行，或者由第一控制單元34或第二控制單元35進行。
此外，第二控制單元35也可通過監(jiān)測作為二次電池的蓄電元件40的電壓Vbat來進行控制，使得電壓轉(zhuǎn)換單元31在充滿電時關(guān)閉。此外，如圖28所示，當(dāng)電流電壓限制電路37-2被置于發(fā)電元件202的連接單元中且從發(fā)電元件20產(chǎn)生的電力等于或高于給定值時，能限制供電。此外，在該情況下，當(dāng)電流電壓限制電路37-2限制供電時，可控制防回流電路36來停止防回流功能。在圖28的配置中，示例了電流電壓限制電路被置于電力控制裝置30的輸入級和輸出級中的情況，但該電路還可被配置為置于其他級中?！?.使用不同類型的太陽能電池的情況〉圖29是示出電壓(開路電壓或最大功率點電壓)對照度的變化率根據(jù)太陽能電池的類型而不同的曲線圖。非晶硅(a-Si)具有對照度的低變化率。晶體硅(C-Si)具有對照度的高變化率。此外，當(dāng)電壓(開路電壓或最大功率點電壓)低于或等于Vl時，控制具有高電壓變化率的太陽能電池的輸出，使得用DC-DC轉(zhuǎn)換器作為電壓轉(zhuǎn)換單元31來進行升壓。此外，當(dāng)電壓等于或高于恒定電壓V2時，進行控制以采用DC-DC轉(zhuǎn)換器來降壓。當(dāng)電壓在Vl與V2之間時，通過將發(fā)電元件20直接耦接至蓄電元件40側(cè)而不經(jīng)過DC-DC轉(zhuǎn)換器來進行輸出。根據(jù)本實施方式的饋 電系統(tǒng)，在作為二次電池的蓄電元件(電池)40中充入(存儲)來自太陽能電池等的發(fā)電元件20的電力不僅在日光下可行，而且在一般環(huán)境下(包括在陰影區(qū)中、在間接光下、在明亮的室內(nèi)等)也可行。具體地，可進行控制以維持諸如太陽能電池等的發(fā)電元件的最大功率點，并可避免電力損耗。此外，在本公開的實施方式中描述的過程可被理解為包括該一系列過程的方法，或者可被理解為用于使計算機執(zhí)行一系列過程的程序或存儲該程序的記錄介質(zhì)。例如，可將⑶(致密光盤)、MD (迷你光盤)、DVD (數(shù)字通用光盤)、存儲卡、藍光光盤(注冊商標(biāo))等用作記錄介質(zhì)。附圖標(biāo)記列表10…饋電系統(tǒng)，20…發(fā)電元件，30…電力控制裝置，31…電壓轉(zhuǎn)換單元，32…電力切換電路(電力路徑切換電路)，33…特性測量電路，34…第一控制單元，35…第二控制單元，36…防回流電路，37…電流電壓限制電路，38…啟動電路，40…蓄電元件
權(quán)利要求
1.一種電力控制裝置，包括: 電力路徑切換單元，能夠連接至發(fā)電元件并根據(jù)路徑切換信號將電力路徑切換至在負載側(cè)的蓄電元件； 電壓轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的并通過所述電力路徑切換單元提供的電力的電壓電平，以使所述電力的電壓電平能夠被提供至在所述負載側(cè)的所述蓄電元件； 特性測量電路，具有測量所述發(fā)電元件的開路電壓的功能，并基于所測量的開路電壓來獲得所述發(fā)電元件的最大功率點電壓；以及 控制單元，根據(jù)在所述負載側(cè)的所述蓄電元件與切換閾值之間的比較結(jié)果向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號，所述切換閾值根據(jù)至少在所述負載側(cè)的所述蓄電元件的電壓與所述發(fā)電元件的所述開路電壓和所述最大功率點電壓中的所述最大功率點電壓之間的大小關(guān)系來產(chǎn)生， 其中，所述電力路徑切換單元根據(jù)所述路徑切換信號形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑，或者將所述發(fā)電元件直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力控制裝置， 其中，所述電壓轉(zhuǎn)換單元包括使輸入電壓升壓的升壓系統(tǒng)，以及 其中，所述控制單元將等于或高于所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓且低于或等于所述發(fā)電元件的所述開路電壓的電壓設(shè)定為所述切換閾值，當(dāng)所述蓄電元件的電壓低于或等于所述切換閾值時，所述控制單元向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號以形成所述發(fā)電元件被直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑，以及當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于所述切換閾值時，所述控制單元向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號以形成通過將所述發(fā)電元件連接 至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力控制裝置， 其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于所述切換閾值且所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓等于或高于有關(guān)所述發(fā)電元件的預(yù)先設(shè)定的發(fā)電輸出電壓的最小補償閾值電壓時，所述控制單元向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號以形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力控制裝置， 其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于所述切換閾值且低于或等于所述開路電壓以及所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓低于所述發(fā)電元件的預(yù)先設(shè)定的所述發(fā)電輸出電壓的所述最小補償閾值電壓時，所述控制單元向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號以形成所述發(fā)電元件被直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力控制裝置， 其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于所述開路電壓且所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓低于所述發(fā)電元件的預(yù)先設(shè)定的所述發(fā)電輸出電壓的所述最小補償閾值電壓時，所述控制單元使在所述蓄電元件側(cè)的端子開路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力控制裝置， 其中，所述電壓轉(zhuǎn)換單元包括使輸入電壓降壓的降壓系統(tǒng)，以及其中，所述控制單元將低于或等于所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓的電壓設(shè)定為所述切換閾值，當(dāng)所述蓄電元件的電壓低于或等于所述切換閾值時，所述控制單元向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號以形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑，以及當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于所述切換閾值時，所述控制單元向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號以形成所述發(fā)電元件被直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力控制裝置， 其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓低于或等于所述切換閾值且所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓低于或等于所述發(fā)電元件的預(yù)先設(shè)定的發(fā)電輸出電壓的最大補償閾值電壓時，所述控制單元向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號以形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力控制裝置， 其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓低于或等于所述切換閾值且所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓高于所述發(fā)電元件的預(yù)先設(shè)定的所述發(fā)電輸出電壓的所述最大補償閾值電壓時，所述控制單元向所述電 力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號以形成所述發(fā)電元件被直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力控制裝置，還包括: 防回流電路，具有當(dāng)在所述負載側(cè)的電位高于供電線的電位時防止來自所述負載側(cè)的回流的功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力控制裝置，還包括: 限制電路，使用能夠限制供電的限制電路來限制供電，使得將所述發(fā)電元件的電力提供至在所述負載側(cè)的所述蓄電元件以進行充電，并使得至所述蓄電元件的供電電壓變?yōu)榈陀诔錆M電電壓的電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力控制裝置，還包括: 限制電路，限制供電使得至所述蓄電元件的供電電壓變?yōu)榈陀诔錆M電電壓的電壓，所述限制電路作為使在所述負載側(cè)的所述蓄電元件被所述發(fā)電元件向所述蓄電元件提供的電力充電并能限制供電的限制電路， 其中，當(dāng)所述限制電路限制供電時，所述控制單元使所述防回流電路的防止回流的功能停止。
12.—種當(dāng)通過轉(zhuǎn)換在發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力的電壓電平來切換電力路徑時的電力控制方法，在所述切換中，所述發(fā)電元件被連接至能夠向在負載側(cè)的蓄電元件提供電壓的電壓轉(zhuǎn)換單元或者直接被連接至在所述負載側(cè)的所述蓄電元件，所述方法包括: 測量所述發(fā)電元件的開路電壓； 基于所測量的開路電壓來獲取所述發(fā)電元件的最大功率點電壓； 根據(jù)至少在所述負載側(cè)的所述蓄電元件的電壓與所述發(fā)電元件的所述開路電壓和所述最大功率點電壓中的所述最大功率點電壓之間的大小關(guān)系來設(shè)定切換閾值；以及 根據(jù)在所述負載側(cè)的所述蓄電元件與所述切換閾值的比較結(jié)果來形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑或者將所述發(fā)電元件直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電力控制方法， 其中，所述電壓轉(zhuǎn)換單元包括使輸入電壓升壓的升壓系統(tǒng)，將等于或高于所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓且低于或等于所述發(fā)電元件的所述開路電壓的電壓設(shè)定為所述切換閾值，當(dāng)所述蓄電元件的電壓低于或等于所述切換閾值時，形成所述發(fā)電元件被直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑，以及當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于所述切換閾值時，形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電力控制方法，其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于所述切換閾值且所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓等于或高于所述發(fā)電元件的預(yù)先設(shè)定的發(fā)電輸出電壓的最小補償閾值電壓時，形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電力控制方法，其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于所述切換閾值且低于或等于所述開路電壓以及所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓低于所述發(fā)電元件的預(yù)先設(shè)定的所述發(fā)電輸出電壓的所述最小補償閾值電壓時，形成所述發(fā)電元件被直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電力控制方法，其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于所述開路電壓且所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓低于所述發(fā)電元件的預(yù)先設(shè)定的所述發(fā)電輸出電壓的所述最小補償閾值電壓時，在所述蓄電元件側(cè)的端子被開路。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電力控制方法， 其中，所述電壓轉(zhuǎn)換單元包括使輸入電壓降壓的降壓系統(tǒng)，以及 其中，將低于或等于所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓的電壓設(shè)定為所述切換閾值，當(dāng)所述蓄電元件的電壓低于或等于所述切換閾值時，形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑，以及當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于所述切換閾值時，形成所述發(fā)電元件被直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電力控制方法， 其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓低于或等于所述切換閾值且所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓低于或等于所述發(fā)電元件的預(yù)先設(shè)定的發(fā)電輸出電壓的最大補償閾值電壓時，形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電力控制方法， 其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓低于或等于所述切換閾值且所述發(fā)電元件的所述最大功率點電壓高于所述發(fā)電元件的預(yù)先設(shè)定的所述發(fā)電輸出電壓的所述最大補償閾值電壓時，形成所述發(fā)電元件被直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
20.一種饋電系統(tǒng)，包括: 發(fā)電元件，產(chǎn)生電力； 蓄電元件，存儲在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力；以及 電力控制裝置，將所述發(fā)電元件的電力提供至在負載側(cè)的所述蓄電元件， 其中，所述電力控制裝置包括電力路徑切換單元，能夠連接至發(fā)電元件并根據(jù)路徑切換信號將電力路徑切換至在負載側(cè)的蓄電元件；電壓轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的并通過所述電力路徑切換單元提供的電力的電壓電平，以使所述電力的電壓電平能夠被提供至在所述負載側(cè)的所述蓄電元件；特性測量電路，具有測量所述發(fā)電元件的開路電壓的功能，并基于所測量的開路電壓來獲得所述發(fā)電元件的最大功率點電壓；以及控制單元，根據(jù)在所述負載側(cè)的所述蓄電元件與切換閾值之間的比較結(jié)果向所述電力路徑切換單元輸出所述路徑切換信號，所述切換閾值根據(jù)至少在所述負載側(cè)的所述蓄電元件的電壓與所述發(fā)電元件的所述開路電壓和所述最大功率點電壓中的所述最大功率點電壓之間的大小關(guān)系來產(chǎn)生， 其中，所述電力路徑切換單元根據(jù)所述路徑切換信號形成通過將所述發(fā)電元件連接至所述電壓轉(zhuǎn)換單元而將所述發(fā)電元件的輸出連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑，或者將所述發(fā)電元件直接連接至所述蓄電元件側(cè)的路徑。
21.一種電力控制裝置，包括: 控制單元，進行控制以將在發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力充入在負載側(cè)的蓄電元件中， 其中，所述控制單元監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電，并根據(jù)所述蓄電元件或所述發(fā)電元件的電壓或電流來改變所述蓄電元件的端子開路時間間隔。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力控制裝置， 其中，所述控制單元監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓達到或超過所述充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的所述充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路時的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電，并進行控制使得所述蓄電元件的所述端子開路時間間隔隨著所述蓄電元件的電壓變高而縮短。`
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力控制裝置， 其中，所述控制單元監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓達到或超過所述充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的所述充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路時的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電，并進行控制使得所述蓄電元件的所述端子開路時間間隔隨著所述發(fā)電元件的輸出電壓變聞而縮短。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力控制裝置， 其中，當(dāng)所述蓄電元件的電壓等于或高于充滿電的開路電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的所述充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差低于或等于給定值時，所述控制單元進行控制以根據(jù)所述蓄電元件或所述發(fā)電元件的電壓或電流來改變所述蓄電元件的所述端子開路時間間隔。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力控制裝置， 其中，所述控制單元進行控制，使得直到所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之前不檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電力控制裝置，其中，所述控制單元進行控制，使得在所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之后檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。
27.一種電力控制裝置，包括: 控制單元，進行控制以將在發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力充入在負載側(cè)的蓄電元件中， 其中，所述控制單元監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電，并進行控制使得直到所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之前不檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電力控制裝置， 其中，所述控制單元進行控制，使得在所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之后檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力控制裝置，還包括: 防回流電路，具有當(dāng)在所述負載側(cè)的電位高于供電線的電位時防止來自所述負載側(cè)的回流的功能。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力控制裝置，還包括: 限制電路，使用能夠限制供電的限制電路來限制供電，使得將所述發(fā)電元件的電力提供至在所述負載側(cè)的所述蓄電元件以進行充電，并使得至所述蓄電元件的供電電壓變?yōu)榈陀诔錆M電電壓的電壓。
31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力控制裝置，還包括: 限制電路，使用能夠限制供電的限制電路來限制供電，使得將所述發(fā)電元件的電力提供至在所述負載側(cè)的所述蓄電元件以進行充電，并使得至所述蓄電元件的供電電壓變?yōu)榈陀诔錆M電電壓的電壓， 其中，當(dāng)所述限制電路限制供電時，所述控制單元使所述防回流電路的防止回流的功能停止。
32.—種當(dāng)對在負載側(cè)的蓄電元件執(zhí)行從發(fā)電元件產(chǎn)生的電力的充電控制時的電力控制方法，包括: 監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電；以及 根據(jù)所述蓄電元件 或所述發(fā)電元件的電壓或電流來改變所述蓄電元件的端子開路時間間隔。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電力控制方法， 其中，所述蓄電元件的所述端子開路時間間隔被控制為隨著所述蓄電元件的電壓變高而縮短。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電力控制方法， 其中，所述蓄電元件的所述端子開路時間間隔被控制為隨著所述發(fā)電元件的輸出電壓變高而縮短。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電力控制方法，其中，直到所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之前不檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。
36.一種當(dāng)對在負載側(cè)的蓄電元件執(zhí)行從發(fā)電元件產(chǎn)生的電力的充電控制時的電力控制方法，包括: 監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電；以及 進行控制使得直到所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之前不檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的電力控制方法， 其中，在所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之后檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。
38.一種饋電系統(tǒng)，包括: 發(fā)電元件，產(chǎn)生電力； 蓄電元件，存儲在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力；以及 電力控制裝置，將所述發(fā)電元件的電力提供至所述蓄電元件， 其中，所述電力控制裝置包括控制單元，所述控制單元對在負載側(cè)的所述蓄電元件執(zhí)行在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力的充電控制，以及 其中，所述控制單元監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電 壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電；并根據(jù)所述蓄電元件或所述發(fā)電元件的電壓或電流來改變所述蓄電元件的端子開路時間間隔。
39.一種饋電系統(tǒng)，包括: 發(fā)電元件，產(chǎn)生電力； 蓄電元件，存儲在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力；以及 電力控制裝置，將所述發(fā)電元件的電力提供至所述蓄電元件， 其中，所述電力控制裝置包括控制單元，所述控制單元對在負載側(cè)的所述蓄電元件執(zhí)行在所述發(fā)電元件中產(chǎn)生的電力的充電控制，以及 其中，所述控制單元監(jiān)測所述蓄電元件的電壓，且當(dāng)所述蓄電元件的端子在開路期間的電壓達到或超過充滿電電壓時，或者當(dāng)所述蓄電元件在開路之前的充電電壓與所述蓄電元件的所述端子在開路期間的電壓之間的差達到或低于給定值時，進行充電控制以停止充電；并進行控制使得直到所述蓄電元件的電壓達到所述充滿電電壓之前不檢測在所述蓄電元件的所述端子開路的情況下的充滿電。
全文摘要
[目的]本發(fā)明提供了一種能進行控制以維持太陽能電池的發(fā)電元件的最大功率點并能避免功率損失的電力控制裝置、電力控制方法和饋電系統(tǒng)。[解決方案]本發(fā)明具有電力路徑切換單元(32)；電壓轉(zhuǎn)換單元(31)，用于轉(zhuǎn)換經(jīng)由電力路徑切換單元提供的和在發(fā)電元件處產(chǎn)生的電壓電平；特性測量電路(33)，用于測量發(fā)電元件的開路電壓以基于測量的開路電壓獲得發(fā)電元件的最大功率點；控制單元(34)，向電力路徑切換單元輸出對應(yīng)于負載側(cè)電力存儲元件的電壓與切換閾值之間的比較結(jié)果的路徑切換信號，該切換閾值根據(jù)負載側(cè)電力存儲元件的電壓與發(fā)電元件的開路電壓和最大功率點電壓兩者的至少最大功率點電壓之間的大小關(guān)系來產(chǎn)生；其中，電力路徑切換單元(32)根據(jù)電力路徑切換信號來形成用于將發(fā)電元件連接至電壓轉(zhuǎn)換單元以便將輸出連接至蓄電元件側(cè)的路徑或者用于將發(fā)電元件直接連接至蓄電元件側(cè)的路徑。
文檔編號H02J7/35GK103154844SQ20118004749
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月7日
發(fā)明者橫山正幸, 宮代具隆 申請人:索尼公司