JP2018038224A - 太陽電池を電源とした充電回路およびそれを備える意匠パネル - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の一形態に係る充電回路1の電気的構成を示すブロック図である。この充電回路1は、太陽電池2を電源として、その出力電力を、DC−DCコンバータ3が、蓄電装置である二次電池4に予め定められる充電電圧および充電電流に変換して、該二次電池4を充電する。本実施の形態では、太陽電池2は、低照度での発電が可能で、室内などでも使用可能な色素増感太陽電池(DSC)としており、二次電池4としては、ニッケル水素電池としている。二次電池4は、単4サイズを2個直列に接続するものとしている。したがって、定格電圧は、1.2V×2=2.4Vである。
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の他の形態に係る充電回路1aの電気的構成を示すブロック図である。この充電回路1aは、前述の充電回路1に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。先ず、この充電回路1aでは、蓄電装置として、電気二重層キャパシタ(EDLC)4aが用いられる。これによって、該蓄電装置の劣化が抑えられ、メンテナンスフリー化が図られている。しかしながら、電気二重層キャパシタ(EDLC)4aは、単純にコンデンサの放電曲線で放電するので、負荷との間には、定電圧回路10が介在されている。
(実施の形態3)
図5は、上述のように構成される充電回路1または1aを用いる意匠パネル101の一形態を示す斜視図である。この意匠パネル101は、太陽電池を用いた自照式の意匠パネルであるパネルブロック102が、支持部材103によって、略鉛直に起立するように支持されて構成されている。たとえば、この意匠パネル101は、机上や窓際になどに載置されて、表彰、褒彰、顕彰の楯などとして用いることができる。そして、この意匠パネル101は、そのような楯において、後述するように、特定のマークや冠の意匠部分104だけを光らせたり、全面を光らせたりできるようになっている。その光らせる内部照明(LED基板106(図6))の電源として、背面側に太陽電池2のパネル部121(図7)が設けられる。下部の支持部材103には、上述の充電回路1,1aおよび2次電池4または電気二重層キャパシタ(EDLC)4a、ならびに前記LED基板106やその制御回路107(図6)などが収納されている。
2 太陽電池
3,3a DC−DCコンバータ
31 コンバータIC
4 二次電池
4a 電気二重層キャパシタ(EDLC)
51 スイッチ素子
52 切換えスイッチ
6 蓄電素子
7 制御回路
71 電圧監視回路
72 ON/OFF制御回路
8 バイパスライン
9 照度センサ
10 定電圧回路
101 意匠パネル
102 パネルブロック
103 支持部材
104 意匠部分
106 LED基板
107 制御回路
111 意匠パネル部
112 加飾パネル
113 散光板
114 導光板
115 反射板
116 樹脂板
117 凹凸
121 太陽電池パネル部
122,123 基板
131 フレーム
C1〜C7 コンデンサ
D1,D2 ダイオード
IC2 コンパレータ
L1 インダクタ
Q1〜Q4 スイッチ素子
R1〜R19,R21,R22 抵抗
Claims (9)
- 太陽電池を電源として、その出力電力で二次電池を充電する充電回路において、
前記太陽電池の出力電力を前記二次電池に予め定められる充電電圧および充電電流に変換して与えるDC−DCコンバータと、
前記DC−DCコンバータの前段に介在され、前記太陽電池の出力電力で充電される蓄電素子と、
前記蓄電素子と前記DC−DCコンバータとの間に介在されるスイッチ素子と、
前記蓄電素子の充電電圧を監視し、前記充電電圧が予め定める電圧となると、前記スイッチ素子をONさせて、前記蓄電素子の充電電力を前記DC−DCコンバータに給電することで、該DC−DCコンバータを動作させる制御回路とを含むことを特徴とする太陽電池を電源とした充電回路。 - 前記太陽電池が共通接点に接続され、前記蓄電素子が一方の個別接点に接続される切換えスイッチと、
前記切換えスイッチの他方の個別接点と前記DC−DCコンバータとを接続するバイパスラインと、
照度を監視し、該照度が予め定める閾値以上の高照度であれば前記切換えスイッチを他方の個別接点に接続し、前記閾値未満の低照度であれば前記切換えスイッチを一方の個別接点に接続する照度センサをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の太陽電池を電源とした充電回路。 - 太陽電池を電源として、その出力電力で電気二重層キャパシタを充電する充電回路において、
前記太陽電池の出力電力を前記電気二重層キャパシタの定格電圧以下の充電電流に変換して注入する電荷注入手段と、
前記電荷注入手段の前段に介在され、前記太陽電池の出力電力で充電される蓄電素子と、
前記蓄電素子と前記電荷注入手段との間に介在されるスイッチ素子と、
前記蓄電素子の充電電圧を監視し、前記充電電圧が予め定める電圧となると、前記スイッチ素子をONさせて、前記蓄電素子の充電電力を前記電荷注入手段に給電することで、該電荷注入手段を動作させる制御回路とを含み、
前記電荷注入手段は、前記定格電圧以下で、前記蓄電素子の充電電荷量から可能な大電流で電荷を注入することを特徴とする太陽電池を電源とした充電回路。 - 前記太陽電池が共通接点に接続され、前記蓄電素子が一方の個別接点に接続される切換えスイッチと、
前記切換えスイッチの他方の個別接点と前記電荷注入手段とを接続するバイパスラインと、
照度を監視し、該照度が予め定める閾値以上の高照度であれば前記切換えスイッチを他方の個別接点に接続し、前記閾値未満の低照度であれば前記切換えスイッチを一方の個別接点に接続する照度センサをさらに備えることを特徴とする請求項3記載の太陽電池を電源とした充電回路。 - 前記蓄電素子は、電気二重層キャパシタであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の太陽電池を電源とした充電回路。
- 前記太陽電池は、色素増感太陽電池から成ることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の太陽電池を電源とした充電回路。
- 前記太陽電池には、その受光面に色素および/または発電層の厚みの違いによる意匠が形成されていることを特徴とする請求項6記載の太陽電池を電源とした充電回路。
- 前記太陽電池による太陽電池パネル部と、
所望の意匠に合せた発光素子を内部に有する自照式の意匠パネル部と、
前記意匠パネル部および太陽電池パネル部を表裏で一体化し、略鉛直に立てた状態で下方から支持するとともに、前記発光素子を点灯させる点灯回路、前記点灯回路を電力付勢する前記二次電池または電気二重層キャパシタおよび前記請求項6または7記載の充電回路を収容する支持部材とを備えることを特徴とする意匠パネル。 - 前記表裏で一体化される前記太陽電池パネル部および意匠パネル部の基板は透光性を有し、前記意匠パネル部での背面方向への発光光を前記色素増感太陽電池で回生発電することを特徴とする請求項8記載の意匠パネル。
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