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TWI470902B - Power control device - Google Patents

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Publication number
TWI470902B
TWI470902B TW100106065A TW100106065A TWI470902B TW I470902 B TWI470902 B TW I470902B TW 100106065 A TW100106065 A TW 100106065A TW 100106065 A TW100106065 A TW 100106065A TW I470902 B TWI470902 B TW I470902B
Authority
TW
Taiwan
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power
voltage
power generating
unit
generating elements
Prior art date
Application number
TW100106065A
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English (en)
Other versions
TW201206019A (en
Inventor
橫山正幸
大澤尚學
山崎由美子
齋藤正太郎
Original Assignee
新力股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 新力股份有限公司 filed Critical 新力股份有限公司
Publication of TW201206019A publication Critical patent/TW201206019A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI470902B publication Critical patent/TWI470902B/zh

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for DC mains or DC distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of DC sources
    • H02J1/108—Parallel operation of DC sources using diodes blocking reverse current flow
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H02J7/663—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

電力控制裝置
本發明係關於一種控制由發電元件所生成之電力之供給的電力控制裝置、電力控制方法及給電系統。
作為環境保護對策，要求開發一種不排出二氧化碳或污染物質之清潔之能源。尤其，近年來，太陽光發電或風力發電之普及正擴大。
尤其，關於太陽光發電元件，可配置於住宅之屋頂等之太陽電池(太陽電池板)之低價格化或高發電效率化得到發展，於一般家庭中亦逐漸普及。
又，太陽光發電元件之小型化亦得到發展，亦開始銷售搭載有太陽電池之行動電話等。
太陽電池之性質與乾電池等恆定電壓源不同，其具備作為依存於端子間之電壓之電流源的性質。
因此，為了自太陽電池獲得最大輸出，必需使與太陽電池連接之負載之電壓與太陽電池之最大動作點電壓一致。
又，於太陽電池之電流電壓特性中，電力達到最大之最大動作點(MPP：Maximum Power Point，最大功率點)僅存在一點。
但是，由於太陽電池之電流電壓特性依存於照度或溫度等環境而變化，因此必需於太陽電池連接機器之動作時進行獲得最大動作點電壓之控制。
此種用以於機器動作時獲得最大動作點之控制被稱為MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率點追蹤)控制。
業界已提出有多種執行MPPT控制之方法，但直流路徑中之方法可大致分成以下兩種。
第1種方法係切換複數個太陽電池之串聯或並聯之連接的方法(例如，參照專利文獻1)。
第2種方法係控制開關型DC-DC轉換器來獲得最大動作點之方法(例如，參照專利文獻2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2001-218365號公報
[專利文獻2]日本專利特開平7-336910號公報
根據為了執行MPPT控制而切換複數個太陽電池之串聯或並聯之連接的第1種方法，能夠以接近最大動作點之方式進行控制。
然而，該方法存在如下之制約，即為了將太陽電池彼此並聯連接，必需使用各太陽電池之最大動作點電壓相同者。
又，根據太陽電池之數量而可採取之串聯或並聯之連接形態不同，例如，於太陽電池為2塊之情形時為全串聯與全並聯之2點，於太陽電池為6塊之情形時自4點之最大動作點中選擇。
於此情形時，存在如下之不利情況，即由於各點間之電壓差並不均等，因此存在許多無法使端子間電壓與最大動作點一致之電壓之區間。
又，根據控制DC-DC轉換器來獲得最大動作點之第2種方法，能夠以使朝向蓄電池之充電電流成為最大之方式控制針對開關的控制信號。
然而，存在產生DC-DC轉換器中之電力損耗、或者電流測定電路等控制電路中之電力損耗的不利情況。
本發明之目的在於提供一種能夠以維持太陽電池等發電元件之最大動作點之方式進行控制，並可避免電力損耗之電力控制裝置、電力控制方法及給電系統。
本發明之第1觀點之電力控制裝置包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件；以及電壓轉換部，其對經由上述電力路徑切換部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；上述電力路徑切換部包含：第1連接切換功能，其切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接；以及第2連接切換功能，其切換將經上述串聯連接或並聯連接之上述發電元件連接或不連接於上述電壓轉換部之輸入側。
本發明之第1觀點之電力控制方法係於複數個發電元件之輸出電壓處於第1電壓範圍內之情形時，利用第1連接切換功能將上述複數個發電元件並聯連接，且利用第2連接切換功能，以上述複數個發電元件之輸出電壓均不藉由電壓轉換部轉換電壓位準的方式，向不連接狀態進行連接切換；於上述發電元件之輸出電壓處於較上述第1電壓範圍更低之第2電壓範圍內之情形時，利用第1連接切換功能將上述複數個發電元件並聯連接，且利用上述第2連接切換功能，以使上述複數個發電元件之最終段之輸出電壓藉由上述電壓轉換部轉換電壓位準的方式，向連接狀態進行連接切換；於上述發電元件之輸出電壓處於較上述第2電壓範圍更低之第3電壓範圍內之情形時，利用第1連接切換功能將上述複數個發電元件串聯連接，且利用上述第2連接切換功能，以上述複數個發電元件之輸出電壓均不藉由上述電壓轉換部轉換電壓位準的方式，向不連接狀態進行連接切換。
本發明之第2觀點之給電系統包括：複數個發電元件，其發出電力；以及電力控制裝置，其將上述發電元件之電力供給至負載側；上述電力控制裝置包含：電力路徑切換部，其可連接上述複數個發電元件；以及電壓轉換部，其對經由上述電力路徑切換部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；上述電力路徑切換部包含：第1連接切換功能，其切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接；以及第2連接切換功能，其切換將經上述串聯連接或並聯連接之上述發電元件連接或不連接於上述電壓轉換部之輸入側。
本發明之第3觀點之電力控制裝置包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件，且包含切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接之功能；特性測定電路，其測定上述複數個發電元件之輸出特性；以及控制部，其對應於上述特性測定電路之測定結果進行上述電力路徑切換部之電力路徑之切換控制。
本發明之第4觀點之給電系統包括：複數個發電元件，其發出電力；以及電力控制裝置，其將上述發電元件之電力供給至負載側；上述電力控制裝置包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件，且包含切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接之功能；特性測定電路，其測定上述複數個發電元件之輸出特性；以及控制部，其對應於上述特性測定電路之測定結果進行上述電力路徑切換部之電力路徑之切換控制。
本發明之第5觀點之電力控制裝置包括：電壓轉換部，其對由至少一個發電元件所發電之電壓位準進行轉換；特性測定電路，其測定上述發電元件之輸出特性；以及控制部，其對應於上述特性測定電路之測定結果，進行藉由上述電壓轉換部追蹤上述發電元件之最大電力動作點之MPPT控制；上述電壓轉換部對可變參考電壓與由上述發電元件所發電之電壓位準進行比較，並以對應於比較結果追蹤上述發電元件之最大電力動作點之方式進行充電、放電；上述控制部根據上述特性測定電路之測定結果供給上述可變參考電壓，並進行藉由上述電壓轉換部追蹤上述發電元件之最大電力動作點之MPPT控制。
本發明之第6觀點之給電系統包括：至少一個發電元件，其發出電力；以及電力控制裝置，其將上述發電元件之電力供給至負載側；上述電力控制裝置包括：電壓轉換部，其對由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；特性測定電路，其測定上述發電元件之輸出特性；以及控制部，其對應於上述特性測定電路之測定結果，進行藉由上述電壓轉換部追蹤上述發電元件之最大電力動作點之MPPT控制；上述電壓轉換部對可變參考電壓與由上述發電元件所發電之電壓位準進行比較，並以對應於比較結果追蹤上述發電元件之最大電力動作點之方式進行充電、放電；上述控制部根據上述特性測定電路之測定結果供給上述可變參考電壓，並進行藉由上述電壓轉換部追蹤上述發電元件之最大電力動作點之MPPT控制。
本發明之第7觀點之電力控制裝置包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件，且包含切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接之功能；以及逆流防止電路，其配置於將上述電力路徑切換部之輸出電力供給至負載側之電力供給線，且包含於上述負載側之電位高於上述電力供給線之電位之情形時，防止來自負載側之逆流之功能。
本發明之第8觀點之給電系統包括：複數個發電元件，其發出電力；以及電力控制裝置，其將上述發電元件之電力供給至負載側；上述電力控制裝置包含：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件，且包含切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接之功能；以及逆流防止電路，其配置於將上述電力路徑切換部之輸出電力供給至負載側之電力供給線，且包含於上述負載側之電位高於上述電力供給線之電位之情形時，防止來自負載側之逆流之功能。
本發明之第9觀點之電力控制裝置包括：逆流防止電路，其包含於負載側之電位高於電力供給線之電位之情形時，防止來自上述負載側之逆流之功能；限制電路，其係將發電元件之電力供給至負載側之蓄電元件而進行充電且可限制該供給電力者，且限制電力供給以使對上述蓄電元件之供給電壓成為低於滿充電電壓之電壓；以及控制部，其於上述限制電路限制電力供給時，使上述逆流防止電路之逆流防止功能停止。
本發明之第10觀點之給電系統包括：至少一個發電元件，其發出電力；以及電力控制裝置，其將上述發電元件之電力供給至負載側；上述電力控制裝置包含：逆流防止電路，其包含於負載側之電位高於電力供給線之電位之情形時，防止來自上述負載側之逆流之功能；限制電路，其係將上述發電元件之電力供給至負載側之蓄電元件而進行充電且可限制該供給電力者，且限制電力供給以使對上述蓄電元件之供給電壓成為低於滿充電電壓之電壓；以及控制部，其於上述限制電路限制電力供給時，使上述逆流防止電路之逆流防止功能停止。
本發明之第11觀點之電力控制裝置包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件，且包含切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接之功能；以及限制電路，其將上述發電元件之電力供給至負載側之蓄電元件而進行充電，且可限制該供給電力；且上述限制電路係限制電力供給以使對上述蓄電元件之供給電壓成為低於滿充電電壓之電壓。
本發明之第12觀點之給電系統包括：複數個發電元件，其發出電力；以及電力控制裝置，其將上述發電元件之電力供給至負載側；上述電力控制裝置包含：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件，且包含切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接之功能；限制電路，其將上述發電元件之電力供給至負載側之蓄電元件而進行充電，且可限制該供給電壓；且上述限制電路係限制電壓供給以使對上述蓄電元件之供給電壓成為低於滿充電電壓之電壓。
本發明之第13觀點之電力控制裝置包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件，且包含切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接之功能；電壓轉換部，其對經由上述電力路徑切換部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；以及控制部，其進行上述電力路徑切換部之切換控制，將上述發電元件之電力供給至負載側之蓄電元件並進行充電控制；上述控制部係以下述方式進行切換：於上述蓄電元件之電壓為一定程度以下之情形時，將電力自上述發電元件直接供給至上述蓄電元件，且於上述蓄電元件之電壓為一定程度以上之情形時，自上述蓄電元件獲得上述電力路徑切換部、上述電壓轉換部及上述控制部之動作電壓。
本發明之第14觀點之給電系統包括：複數個發電元件，其發出電力；以及電力控制裝置，其將上述發電元件之電力供給至負載側；上述電力控制裝置包含：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件，且包含切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接之功能；電壓轉換部，其對經由上述電力路徑切換部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；以及控制部，其進行上述電力路徑切換部之切換控制，將上述發電元件之電力供給至負載側並進行充電控制；上述控制部係於由上述發電元件所產生之輸入電壓與上述負載之充電電壓相比而輸入電壓更高時，進行將由上述發電元件所產生之電壓供給至上述負載側之初始充電；若藉由初始充電而使得上述充電電壓高於輸入電壓，則至少將上述電力路徑切換部、上述電壓轉換部及上述控制部之動作電壓自由上述發電元件所產生之電壓切換成上述負載側之初始充電。
本發明之第15觀點之電力控制裝置包括：電力路徑部，其可連接相對於照度或溫度之電壓變化率不同之複數個發電元件；以及電壓轉換部，其對經由上述電力路徑部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；上述電力路徑部係將上述電壓之變化率較大之發電元件連接於上述電壓轉換部，且將上述電壓之變化率較小之發電元件設為不連接於上述電壓轉換部之狀態。
本發明之第16觀點之給電系統包括：複數個發電元件，其相對於照度或溫度之電壓變化率不同；以及電力控制裝置，其將上述發電元件之電力供給至負載側；上述電力控制裝置包含：電力路徑部，其可連接相對於上述照度或溫度之電壓變化率不同之複數個發電元件；以及電壓轉換部，其對經由上述電力路徑部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；上述電力路徑部係將上述電壓之變化率較大之發電元件連接於上述電壓轉換部，且將上述電壓之變化率較小之發電元件設為不連接於上述電壓轉換部之狀態。
根據本發明，能夠以維持太陽電池等發電元件之最大動作點之方式進行控制，並可避免電力損耗。
以下，結合圖式對本發明之實施形態進行說明。
1.給電系統之整體構成 2.發電元件之構成例 3.蓄電元件之構成例 4.電力控制裝置之構成例 4-1.電源開關電路(電力路徑切換部)之構成例 4-2.特性測定電路之構成例及根據其結果之電力路徑之控制 4-3.特性測定電路之具體之構成例 4-4.電壓轉換部之具體之構成例 4-5.逆流防止電路之構成例 4-6.充電控制 4-7.整體之充電控制 5.使用不同種類之太陽電池之情形 <1.給電系統之整體構成>
圖1係表示本發明之實施形態之給電系統之整體構成之一例的圖。
本給電系統10具有複數個發電元件20-n(本實施形態中，n=2)、電力控制裝置30、以及蓄電元件40作為主構成要素。
又，給電系統10具有連接於電力控制裝置30之熱阻器50。
本給電系統10係以下述方式構成，即不僅可於日光下進行自太陽電池等發電元件20-1(SC1)、20-1(SC2)向作為二次電池之蓄電元件(電池)40之充電(蓄電)，而且亦可於背陰或間接光、明亮之室內等日常之環境下進行自太陽電池等發電元件20-1(SC1)、20-1(SC2)向作為二次電池之蓄電元件(電池)40之充電(蓄電)。
尤其，電力控制裝置30係形成為不浪費由發電元件20所發電之電力而將其有效地運用於充電之充電控制LSI(Large Scale Integration，大型積體電路)。
電力控制裝置30將Li+型(包含聚合物)二次電池作為蓄電元件40而加以連接，並可進行充電。
電力控制裝置30可連接一個或複數個發電元件，於本實施形態中，可連接一個或兩個發電元件20-1、20-2。
於本實施形態中，電力控制裝置30可利用包含單電池之任意之串聯數之電池。
電力控制裝置30可對應於發電元件之輸出電壓值，進行複數個發電元件之連接形態，即，串聯連接或並聯連接等之連接切換控制，或者進行輸入至DC-DC轉換器等電壓轉換部後是否進行升壓、降壓之切換控制。
電力控制裝置30可利用各種發電元件20，且能夠以不依存於發電元件20之電力-電壓特性而獲得最大效率之方式進行控制。
電力控制裝置30進行追蹤發電元件(太陽電池)20之最大電力動作點之MPPT控制，藉此可高效率地充電。電力控制裝置30對於單電池之發電元件20亦可進行MPPT控制。
電力控制裝置30可控制針對蓄電元件40之充電開始及結束(滿充電)。
電力控制裝置30具有於到達例如固定或可變之充電結束電壓之時間點停止充電的功能。
電力控制裝置30具有於例如充電停止後，到達固定或可變之充電開始電壓之時間點開始充電的功能。
電力控制裝置30可藉由例如外部安裝之電流控制電阻而控制高照度時之最大充電電流。此時之電流控制閾值可藉由在外部安裝測定流入至蓄電元件40中之充電電流之電阻而設定。
電力控制裝置30具有藉由自蓄電元件40朝向發電元件20之逆流防止二極體之旁路控制而防止逆流，並降低順向電壓VF之損耗的功能。
電力控制裝置30具有包含發電元件20-1、20-2間之逆流防止而降低由兩個發電元件20-1、20-2間之照度之不同所引起的損耗之功能。
電力控制裝置30具有於檢測出蓄電元件40之開放電壓已達到一定值之滿充電檢測後，自負載驅動用端子輸出發電元件20之電力的功能。
電力控制裝置30可於蓄電元件40處於電壓為特定電壓以下，例如2.7 V以下等之過放電狀態時，進行初始充電直至電壓恢復為止。於此情形時，電力控制裝置30可使用例如外部安裝之電流限制電阻，使電流變小(縮小)而進行充電。
電力控制裝置30具有使用例如外部連接之熱阻器，防止0℃以下或60℃以上之充電之功能。
電力控制裝置30可藉由例如外部賦能端子，控制充電之停止及向休眠模式之轉變。
又，電力控制裝置30亦能夠以可將輸出電力資訊輸出之方式構成。
以下，對各部之具體之構成及功能之一例進行說明。
以下，於說明發電元件20、蓄電元件40之構成及功能後，對電力控制裝置30之具體之構成及功能進行詳述。
<2.發電元件之構成例>
發電元件20-1、20-2具有藉由太陽光或風力等自然能源而發電之功能，並將所發電之電力供給至電力控制裝置30。
於本實施形態中，作為發電元件20-1、20-2，採用利用了太陽光之光電轉換之太陽光發電面板，例如太陽電池。
圖2係表示作為本實施形態之發電元件之太陽光發電面板之等效電路的圖。
太陽光發電面板(太陽電池)21如圖2之等效電路所示，藉由光輸入而產生電流。
於圖2中，將光輸入OPT轉換成電動勢(Iph)來表現電流Ish。
進而，於圖2中，以串聯電阻Rs表示太陽電池21之基板、受光層、電極部之電阻的總和，以Rsh表示太陽電池21之損耗電阻。
於圖2中，以Id表示太陽電池21之輸出電流，以V表示輸出電壓。
對於太陽電池21而言，若光入射量較多，則電流增多，若較暗，則電流減少。於圖2之等效電路中，以電流源之大小表示光之明亮度。若電壓變高，則電流緩慢下降。
該等效電路之構成係將電流源22、二極體23、以及電阻24並聯連接，進而串聯連接電阻25。
電流源22供給光電流Iph ，二極體23係理想二極體。若使太陽電池21之端子間之電壓V上升，則來自電流源22之電流Iph 流入至二極體23中，因此流入至端子側之電流I伴隨電壓V之上升而減少。
圖3係表示一般之太陽電池之電流電壓特性的圖。
對於太陽電池21而言，若決定端子間之電壓值，則同樣地決定輸出電流值。
將電流值為0時之端子間之電壓稱為開放電壓(Voc)，將端子間之電壓值為0時之輸出電流值稱為短路電流(Isc)。
如上所述，於太陽電池之電流電壓特性之曲線中，電力(=電流×電壓)達到最大之最大動作點僅存在一點。
將該最大動作點處之電流稱為最大動作點電流(Ipm)，將最大動作點處之電壓稱為最大動作點電壓(Vpm)。
因上述之太陽電池之特性，故於自太陽電池獲得最大輸出時，必需使與太陽電池連接之負載之電壓與太陽電池之最大動作點電壓一致。
由於太陽電池之電流電壓特性依存於照度或溫度等環境而變化，因此必需於太陽電池連接機器之動作時進行獲得最大動作點電壓之控制。
本實施形態中，於電力控制裝置30中，對應於各發電元件20-1、20-2之輸出電壓值，進行複數個發電元件之串聯、並聯之連接形態，以及輸入至DC-DC轉換器等電壓轉換部後是否進行升壓、降壓之切換控制等各控制。
由太陽電池21所獲得之電力係直流，該直流電力(DC電力)被供給至電力控制裝置30。
<3.蓄電元件之構成例>
蓄電元件40對由電力控制裝置30所供給之電力進行蓄電。
蓄電元件40可採用例如電雙層電容器或鋰離子型二次電池等般充電電壓會變化者。
圖4係表示本實施形態之蓄電元件之構成例的圖。
圖4之蓄電元件40包括：電池組41、充電控制場效電晶體(FET：Field Effect Transistor)42、放電控制FET43、二極體44、以及電流檢測電阻45。
蓄電元件40之正極端子T1及負極端子T2係連接於作為負載之電子機器之正極端子及負極端子。
於蓄電元件40中，在電力控制裝置30之控制下，經由充電控制FET42、放電控制FET43、二極體44、以及電流檢測電阻45進行對於電池組41之充放電。
電池組41係鋰離子二次電池等二次電池，且為將複數個電池單元串聯及/或並聯連接而成之電池組。
於圖4之例中，表示串聯連接有3個電池單元之情形。
於本實施形態中，電力控制裝置30進行用於防止蓄電元件40之過充電或過放電之控制、或者以於充電時可安全地充電之方式進行控制。
於蓄電元件40中，每隔特定時間測定電池組41及電池組41內之各個電池單元之電壓，且每隔特定時間測定於電流檢測電阻45中流動之電流之大小及方向。
於蓄電元件40中，根據所測定之電壓值及電流值，當電池組41之任一電池單元之電壓成為過充電檢測電壓時，將充電控制FET42控制成OFF。
於蓄電元件40中，當電池組41之電壓成為過放電檢測電壓以下時，將放電控制FET43控制成OFF，防止過充電或過放電。
此處，於鋰離子電池之情形時，將過充電檢測電壓規定為例如4.2 V±0.5 V，將過放電檢測電壓規定為2.4 V±0.1 V。
作為對於電池組41之充電方式，一般使用CCCV(Constant Current Constant Voltage；恆流恆壓)充電方式。
CCCV充電方式係直至電池組41之電壓達到特定之電壓為止以恆定電流進行充電(CC充電)，於電池組41之電壓達到特定之電壓之後以恆定電壓進行充電(CV充電)。而且，於充電電流收斂於大致0[A]之時間點，充電結束。
<4.電力控制裝置之構成例>
電力控制裝置30如圖1所示，包括電壓轉換部31、以及作為電力路徑部中所包含之電力路徑切換部之電源開關電路32。
電力控制裝置30具有特性測定電路33、第1控制部34、第2控制部35、逆流防止電路36、電流電壓限制電路37、以及啟動電路38作為主構成要素。
電壓轉換部31具有使由發電元件20-1、20-2所發電、且藉由電源開關電路32選擇性地供給之電壓升壓或降壓之功能。
電壓轉換部31將進行升壓或降壓所獲得之電壓通過例如電源開關電路32、逆流防止電路36而供給至蓄電元件40。
電壓轉換部31係由例如DC-DC轉換器構成。
關於該電壓轉換部31之具體之構成，其後將詳述。
<4-1.電源開關電路之構成例>
電源開關電路32具有根據第1控制部34或第2控制部35之控制，決定兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2，電壓轉換部(升壓及降壓電路)31，以及蓄電元件(二次電池)40間之連接關係之功能。
電源開關電路32係以可進行對應於發電元件20-1、20-2之輸出狀態之電力路徑之切換控制的方式構成。
即，電源開關電路32係作為電力路徑切換部而發揮功能。
本實施形態之電源開關電路32具有根據第1控制部34或第2控制部35之控制，對將兩個發電元件20-1、20-2串聯連接或並聯連接進行切換之第1連接切換功能。
進而，電源開關電路32具有對連接於電壓轉換部31之輸入側之發電元件20-1、20-2進行切換之第2連接切換功能。
基本上，本實施形態之電源開關電路32係以可藉由第1連接切換功能及第2連接切換功能至少進行以下之連接切換之方式構成。
[串聯、並聯及升壓、並聯、串聯及升壓、並聯及降壓之切換控制]
電源開關電路32將發電元件20-1、20-2串聯連接並將其輸出電壓直接輸出，而不輸入至電壓轉換部31中。
或者，電源開關電路32將發電元件20-1、20-2並聯或串聯連接並將其輸出電壓輸入至電壓轉換部31中，使該輸出電壓升壓或降壓後將其輸出。
或者，將發電元件20-1、20-2並聯連接並將其輸出電壓直接輸出，而不輸入至電壓轉換部31中。
(並聯)
電源開關電路32於發電元件20-1、20-2之輸出電壓處於第1電壓範圍V1內之情形時，利用第1連接切換功能將發電元件20-1、20-2並聯連接。
於此情形時，電源開關電路32利用第2連接切換功能，以下述方式進行連接切換：發電元件20-1、20-2之輸出電壓之電壓位準均不藉由電壓轉換部31進行轉換，且所發電之電力不被輸入至電壓轉換部31中。
(並聯及升壓)
電源開關電路32於發電元件20-1、20-2之輸出電壓處於第2電壓範圍V2(<V1)內之情形時，利用第1連接切換功能將發電元件20-1、20-2並聯連接。
於此情形時，電源開關電路32利用第2連接切換功能，以下述方式進行連接切換：發電元件20-1、20-2之最終段之輸出電壓之電壓位準藉由電壓轉換部31進行轉換，且所發電之電力被輸入至電壓轉換部31中。
(串聯)
電源開關電路32於發電元件20-1、20-2之輸出電壓處於第3電壓範圍V3(<V2<V1)內之情形時，利用第1連接切換功能將發電元件20-1、20-2串聯連接。
於此情形時，電源開關電路32利用第2連接切換功能，以下述方式進行連接切換：發電元件20-1、20-2之輸出電壓之電壓位準均不藉由電壓轉換部31進行轉換，且所發電之電力不被輸入至電壓轉換部31中。
(串聯及升壓)
電源開關電路32於發電元件20-1、20-2之輸出電壓處於第4電壓範圍V4(<V3<V2<V1)內之情形時，利用第1連接切換功能將發電元件20-1、20-2串聯連接。
於此情形時，電源開關電路32利用第2連接切換功能，以下述方式進行連接切換：發電元件20-1、20-2之最終段之輸出電壓之電壓位準藉由電壓轉換部31進行轉換，且所發電之電力被輸入至電壓轉換部31中。
(並聯及降壓)
電源開關電路32於發電元件20-1、20-2之輸出電壓處於第5電壓範圍V5(>V1>V2>V3>V4)內之情形時，利用第1連接切換功能將發電元件20-1、20-2並聯連接。
於此情形時，電源開關電路32利用第2連接切換功能，以下述方式進行連接切換：發電元件20-1、20-2之最終段之輸出電壓之電壓位準藉由電壓轉換部31進行轉換，且所發電之電力被輸入至電壓轉換部31中。
於以上之切換控制中，[(串聯及升壓時之發電元件之輸出電壓)<(串聯時之輸出電壓)<(並聯及升壓時之輸出電壓)<(並聯時之輸出電壓)<(並聯及降壓時之輸出電壓)]之關係成立。
[串聯、串聯及降壓、並聯、串聯及升壓、並聯及降壓之切換控制]
電源開關電路32將發電元件20-1、20-2串聯連接並將其輸出電壓直接輸出，而不輸入至電壓轉換部31中。
或者，電源開關電路32將發電元件20-1、20-2並聯或串聯連接並將其輸出電壓輸入至電壓轉換部31中，使該輸出電壓升壓或降壓後將其輸出。
或者，將發電元件20-1、20-2並聯連接並將其輸出電壓直接輸出，而不輸入至電壓轉換部31中。
(並聯)
電源開關電路32於發電元件20-1、20-2之輸出電壓處於第6電壓範圍V6內之情形時，利用第1連接切換功能將發電元件20-1、20-2並聯連接。
於此情形時，電源開關電路32利用第2連接切換功能，以下述方式進行連接切換：發電元件20-1、20-2之輸出電壓之電壓位準均不藉由電壓轉換部31進行轉換，且所發電之電力不被輸入至電壓轉換部31中。
(串聯及降壓)
電源開關電路32於發電元件20-1、20-2之輸出電壓處於第7電壓範圍V7(<V6)內之情形時，利用第1連接切換功能將發電元件20-1、20-2串聯連接。
於此情形時，電源開關電路32利用第2連接切換功能，以下述方式進行連接切換：發電元件20-1、20-2之最終段之輸出電壓之電壓位準藉由電壓轉換部31進行轉換，且所發電之電力被輸入至電壓轉換部31中。
(串聯)
電源開關電路32於發電元件20-1、20-2之輸出電壓處於第8電壓範圍V8(<V7<V6)內之情形時，利用第1連接切換功能將發電元件20-1、20-2串聯連接。
於此情形時，電源開關電路32利用第2連接切換功能，以下述方式進行連接切換：發電元件20-1、20-2之輸出電壓之電壓位準均不藉由電壓轉換部31進行轉換，且所發電之電力不被輸入至電壓轉換部31中。
(串聯及升壓)
電源開關電路32於發電元件20-1、20-2之輸出電壓處於第9電壓範圍V9(<V8<V7<V6)內之情形時，利用第1連接切換功能將發電元件20-1、20-2串聯連接。
於此情形時，電源開關電路32利用第2連接切換功能，以下述方式進行連接切換：發電元件20-1、20-2之最終段之輸出電壓之電壓位準藉由電壓轉換部31進行轉換，且所發電之電力被輸入至電壓轉換部31中。
(並聯及降壓)
電源開關電路32於發電元件20-1、20-2之輸出電壓處於第10電壓範圍V10(>V6>V7>V8>V9)內之情形時，利用第1連接切換功能將發電元件20-1、20-2並聯連接。
於此情形時，電源開關電路32利用第2連接切換功能，以下述方式進行連接切換：發電元件20-1、20-2之最終段之輸出電壓之電壓位準藉由電壓轉換部31進行轉換，且所發電之電力被輸入至電壓轉換部31中。
於以上之切換控制中，[(串聯及升壓時之發電元件之輸出電壓)<(串聯時之輸出電壓)<(串聯及降壓時之輸出電壓)<(並聯時之輸出電壓)<(並聯及降壓時之輸出電壓)]之關係成立。
<4-1-1電源開關電路之具體之構成例>
圖5係表示本實施形態之電源開關電路之構成例之圖。
圖5之電源開關電路32包含6個開關SW1~SW6與兩個二極體D1、D2而構成。
各開關SW1~SW6係由絕緣閘極型場效電晶體(FET)構成，更具體而言，係由MOSFET(Metal-Oxide-Seconductor Field Emission Transistor，金氧半導體場效電晶體)構成。
電源開關電路32係藉由控制朝向各開關SW1~SW6之閘極電壓，而決定最多兩個發電元件(太陽電池SC1、SC2)20-1、20-2與電壓轉換部(升壓及降壓電路)31、作為二次電池之蓄電元件(BAT)40之連接關係。
圖5之電源開關電路32所形成之自發電元件20-1、20-2朝向蓄電元件40之電力路徑中，存在圖6及圖7所示之類型。
路徑PTA係作為如下之路徑而形成：將發電元件(SC2)20-2與作為二次電池之蓄電元件40直接連接。
路徑PTB係作為如下之路徑而形成：將發電元件(SC2)20-2之輸出電力通過電壓轉換部(升壓及降壓電路)31而供給至作為二次電池之蓄電元件40。
路徑PTC係作為如下之路徑而形成：將發電元件(SC1)20-1與作為二次電池之蓄電元件40直接連接。
路徑PTD係作為如下之路徑而形成：將發電元件(SC1)20-1之輸出電力通過電壓轉換部(升壓及降壓電路)31而供給至作為二次電池之蓄電元件40。
路徑PTE係作為如下之路徑而形成：將發電元件(SC1)20-1與發電元件(SC2)20-2串聯連接，並與作為二次電池之蓄電元件40直接連接。
路徑PTF係作為如下之路徑而形成：將使發電元件(SC1)20-1與發電元件(SC2)20-2串聯連接而成之輸出電壓通過電壓轉換部(升壓及降壓電路)31而供給至作為二次電池之蓄電元件40。
路徑PTG係作為如下之路徑而形成：將使發電元件(SC1)20-1與發電元件(SC2)20-2並聯連接而成之輸出電壓不通過電壓轉換部31，而直接供給至作為二次電池之蓄電元件40。
路徑PTH係作為如下之路徑而形成：將使發電元件(SC1)20-1與發電元件(SC2)20-2並聯連接而成之輸出電壓通過電壓轉換部(升壓及降壓電路)31而供給至作為二次電池之蓄電元件40。
路徑PTI係作為如下之路徑而形成：將發電元件(SC1)之輸出通過電壓轉換部(升壓及降壓電路)31而與發電元件(SC2)20-2之輸出並聯連接，並將其輸出電力供給至作為二次電池之蓄電元件40。
路徑PTJ係作為如下之路徑而形成：將發電元件(SC2)20-2之輸出通過電壓轉換部(升壓及降壓電路)31而與發電元件(SC1)20-1之輸出並聯連接，並將其輸出電力供給至作為二次電池之蓄電元件40。
路徑PTK係作為如下之路徑而形成：使發電元件(SC1)20-1、發電元件(SC2)20-2、蓄電元件40全部開放。此時，發電元件(SC2)20-2之負側接地。該路徑PTK係用作發電元件(太陽電池)之開放電壓測定用之路徑。
路徑PTL係作為如下之路徑而形成：使發電元件(SC1)20-1、發電元件(SC2)20-2、蓄電元件40全部開放。此時，所有開關SW1~SW6成為斷開狀態。將發電元件(SC2)之負側設定為開放狀態。
於圖8中，將用於控制本實施形態之電源開關電路之電力路徑之各開關的閘極電壓以真值表之形式表示。
圖9~圖20係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTA~PTL之電力之流動的圖。
(路徑PTA)
圖9係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTA之電力的流動。
於選擇了路徑PTA之情形時，以使開關SW1及SW6導通，使開關SW2~SW5斷開之方式進行控制，並將發電元件(SC2)2之電動勢(電流I2)輸出至朝向作為二次電池之蓄電元件40側之輸出端子VOUT。
(路徑PTB)
圖10係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTB之電力的流動。
於選擇了路徑PTB之情形時，以使開關SW1及SW5導通，使開關SW2~SW4、SW6斷開之方式進行控制，並將發電元件(SC2)之電動勢(電流I2)輸出至朝向電壓轉換部(升壓及降壓電路)31側之輸出端子DDO。
(路徑PTC)
圖11係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTC之電力的流動。
於選擇了路徑PTC之情形時，以使開關SW2導通，使開關SW1、SW3~SW6斷開之方式進行控制，並將發電元件(SC1)20-1之電動勢(電流11)輸出至朝向作為二次電池之蓄電元件40側之輸出端子VOUT。
(路徑PTD)
圖12係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTD之電力的流動。
於選擇了路徑PTD之情形時，以使開關SW4導通，使開關SW1~SW3、SW5、SW6斷開之方式進行控制，並將發電元件(SC1)20-1之電動勢(電流I1)輸出至朝向電壓轉換部(升壓及降壓電路)31側之輸出端子DDO。
(路徑PTE)
圖13係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTE之電力的流動。
於選擇了路徑PTE之情形時，以使開關SW3及SW6導通，使開關SW1、SW2、SW4、SW5斷開之方式進行控制。
藉此，將發電元件(SC1)20-1之電動勢(電流I1)與發電元件(SC2)20-2之電動勢(電流I2)串聯地輸出至朝向作為二次電池之蓄電元件40側的輸出端子VOUT。
由於將兩個發電元件20-1、20-2串聯連接，因此I1=I2=Iout(朝向VOUT之輸出電流)。
(路徑PTF)
圖14係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTF之電力的流動。
於選擇了路徑PRF之情形時，以使開關SW3及SW5導通，使開關SW1、SW2、SW4、SW6斷開之方式進行控制。
藉此，將發電元件(SC1)20-1之電動勢(電流I1)與發電元件(SC2)20-2之電動勢(電流I2)串聯地輸出至朝向電壓轉換部(升壓及降壓電路)31側的輸出端子DDO。
由於將兩個發電元件20-1、20-2串聯連接，因此I1=I2=Iddo(朝向DDO之輸出電流)。
(路徑PTG)
圖15係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTG之電力的流動。
於選擇了路徑PTG之情形時，以使開關SW1、SW2、SW6導通，使開關SW3~SW5斷開之方式進行控制。
藉此，將發電元件(SC1)20-1之電動勢(電流I1)與發電元件(SC2)20-2之電動勢(電流I2)並聯地輸出至朝向作為二次 電池之蓄電元件40側的輸出端子VOUT。
由於將兩個發電元件20-1、20-2並聯連接，因此I1+I2=Iout(朝向VOUT之輸出電流)。
(路徑PTH)
圖16係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTH之電力的流動。
於選擇了路徑PTH之情形時，以使開關SW1、SW4、SW5導通，使開關SW2~SW3、SW6斷開之方式進行控制。
藉此，將發電元件(SC1)20-1之電動勢(電流I1)與發電元件(SC2)20-2之電動勢(電流I2)並聯地輸出至朝向電壓轉換部(升壓及降壓電路)31側的輸出端子DDO。
由於將兩個發電元件20-1、20-2並聯連接，因此I1+I2=Iddo(朝向DDO之輸出電流)。
(路徑PTI)
圖17係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTI之電力的流動。
於選擇了路徑PTI之情形時，以使開關SW1、SW4、SW6導通，使開關SW2~SW3、SW5斷開之方式進行控制。
藉此，將發電元件(SC1)20-1之電動勢(電流I1)輸出至朝向電壓轉換部(升壓及降壓電路)31側之輸出端子DDO。又，將發電元件(SC2)20-2之電動勢(電流I2)輸出至朝向作為二次電池之蓄電元件40側之輸出端子VOUT。
(路徑PTJ)
圖18係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTJ之電力的流動。
於選擇了路徑PTJ之情形時，以使開關SW1、SW2、SW5導通，使開關SW3、SW4、SW6斷開之方式進行控制。
藉此，將發電元件(SC1)20-1之電動勢(電流I1)輸出至朝向作為二次電池之蓄電元件40側之輸出端子VOUT。又，將發電元件(SC2)20-2之電動勢(電流I2)輸出至朝向電壓轉換部(升壓及降壓電路)31側之輸出端子DDO。
(路徑PTK)
圖19係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTK之電力的流動。
於路徑PTK中，以使開關SW1導通，使開關SW2~SW6斷開之方式進行控制。
藉此，使發電元件(SC1)20-1及發電元件(SC2)20-2之正極側開放，且電流不於電源開關電路32之電力路徑上流動。
其中，設定為僅使開關SW1導通，且可測定發電元件(SC1)20-1及發電元件(SC2)20-2之開放電壓Vop。
(路徑PTL)
圖20係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTL之電力的流動。
於路徑PTL中，所有開關SW1~SW6為斷開狀態，且電流不於電源開關電路32之電力路徑上流動。
於本實施形態中，藉由第1控制部34或第2控制部35之控制，並對應於照度或溫度等環境選擇例如圖21中所示之電力路徑之任一者，藉此可不論照度或溫度而始終自發電元件(太陽電池)20獲得最大電力。
例如，於根據照度切換電力路徑之情形時，按各個照度將電力路徑如圖22般切換。再者，根據發電元件(太陽電池)20之特性或電路構成，亦存在無需切換之路徑。
於照度最低之情形時，發電元件(太陽電池)20-1、20-2之最大動作點電壓極低。因此，將發電元件(太陽電池)20-1、20-2串聯連接來提高電壓，進而通過電壓轉換部31將電力供給至作為二次電池之蓄電元件40。
若發電元件(太陽電池)20-1、20-2之輸出電流過低，則升壓電路之電力效率變差。
若照度提高至某種程度，則與電力路徑PTF相比，PTE之電力效率更加提高。
其原因在於：不通過電壓轉換部31而將發電元件(太陽電池)20-1、20-2串聯連接時之最大動作點電壓接近作為二次電池之蓄電元件40之充電電壓。
於照度更高之情形時，選擇將發電元件(太陽電池)20-1、20-2並聯連接並通過升壓電路之路徑PTH、或者選擇將太陽電池串聯連接並通過降壓電路之路徑PTM(與PTH相同之等效電路)。
於照度進而更高之情形時，將發電元件(太陽電池)20-1、20-2並聯連接且不通過電壓轉換部31而將電力供給至作為二次電池之蓄電元件40。
於照度最高之情形時，將發電元件(太陽電池)20-1、20-2並聯連接且通過降壓電路而將電力供給至二次電池。
再者，於照度之測定中，可採用例如定期地測定發電元件(太陽電池)20-1、20-2之開放電壓或短路電流之方法。
根據具有以上之構成之電源開關電路的本實施形態，可取得如下之優異之效果，即能夠以維持太陽電池等發電元件之最大動作點之方式進行控制，且可避免電力損耗。
再者，於具有以上之構成之電源開關電路32中，由於在每個開關SW1~SW6中源極、汲極之電位不同，因此個別地設計各開關之電路。
於電源開關電路32中，源極電位根據開關而取0 V、Vbat(二次電池之充電電壓)、Voc(太陽電池之開放電壓)、或任一者之中間值。
於MOSFET中，若基板-源極間之電位差Vbs變大，則閾值電壓增加，而成為導通斷開動作變得不穩定或導通電阻變高等之原因。
因此，電源開關電路32係以下述方式構成：於NMOS(N-type Metal Oxide Semiconductor，N型金氧半導體)、PMOS(P-type Metal Oxide Semiconductor，P型金氧半導體)中均使源極與基板短路，且使基板-源極間之電位差Vbs變成0 V。
又，開關SW1係由NMOS構成。又，開關SW2、SW6係由PMOS構成。
電源開關電路32係由第1控制部34或第2控制部35驅動，但因控制部係由邏輯用MOSFET設計，故驅動能力較低，若直接驅動電源開關電路32之MOSFET，則存在開關之切換花費時間之可能性。
因此，較理想的是由控制部通過低閘極電容之NMOS(MCN)、PMOS(MCP)進行驅動之構成。
因開關SW3、SW4、SW5之源極電位取較大之值，故用於使開關導通所必需之閘極-源極間電壓有時不充分地變大。
因此，較理想的是採用如下之電路構成，即於一部分之開關SW3、SW4、SW5中設定成將NMOS與CMOS組合之傳輸閘極構成，藉此即便於源極電位較大之情形時，NMOS、PMOS之至少一者亦導通。
於電源開關電路32中，由於將各MOSFET之基板電位固定為源極電位，因此即便於MOSFET斷開之情形時，亦可能於pn接合部分產生寄生二極體，且寄生二極體導通。
於NMOS之情形時，當於斷開時源極電位Vs較汲極電位Vd更高時，在p型基板與n型擴散層之間導通。又，於PMOS之情形時，當於斷開時汲極電位Vd較源極電位Vs更高時，在p型擴散層與n型基板之間導通。
因此，於電源開關電路32中，例如在開關SW2~SW5中，較理想的是以使寄生二極體朝向相反方向之方式連接兩個相同種類之MOSFET。藉此，可形成即便輸入輸出端子之任一者之電位變高亦不導通的構成。
例如，當於某一開關之一端子上連接有太陽電池，於另一端子上連接有二次電池時，於開關斷開時，太陽電池側之電壓(開放電壓)根據照度而較二次電池之電壓更高或更低。因此，存在需要寄生二極體對策之情形。
繼而，對電力控制電路之特性測定電路33、以及對應於其測定結果之利用第1控制部34之電力路徑或電壓轉換部31等的控制進行說明。
<4-2.特性測定電路之構成例及根據其結果之電力路徑之控制>
特性測定電路33具有測定發電元件(SC1、SC2)20-1、20-2之短路電流，開放電壓之功能。
特性測定電路33進行電流-電壓(I-V)測定，該電流-電壓(I-V)測定係用以於電路在所選擇之電力路徑中動作時，選擇了包括包含升壓電路及降壓電路之電壓轉換部31之電力路徑之情形時，進行藉由電壓轉換部31之MPPT控制之電流-電壓(I-V)測定。
第1控制部34根據特性測定電路33之測定結果，進行電源開關電路32之電力路徑之選擇控制。
第1控制部34於電路在所選擇之電力路徑中動作時，選擇了具備包含升壓電路及降壓電路之電壓轉換部31之電力路徑之情形時，根據I-V測定結果進行藉由電壓轉換部31之MPPT控制。
[特性測定電路之控制法]
一般使用如下之方法：當欲藉由利用發電元件(太陽電池)之充電而能量效率較佳地進行充電時，進行MPPT控 制，並使用升壓電路。
於本實施形態中，為了進行能量效率較佳之充電，而進行如自由地變更一個或複數個發電元件(太陽電池)之連接或電壓轉換部(升壓及降壓)電路之連接，可使太陽電池充電電路之電路構成最佳化之控制。
具體而言，為了於電源開關電路32中實現最佳之電路構成，根據特性測定電路33之測定結果，對電源開關電路32進行最佳之控制。
圖23係用於說明本實施形態之特性測定電路之第1功能例的圖。
圖24係用於說明本實施形態之特性測定電路之第2功能例的圖。
圖23之特性測定電路33a為了獲得用於選擇電力路徑之資訊，而測定發電元件(SC1)20-1之開放電壓Vop1及短路電流Ish1，並測定發電元件(SC2)20-2之開放電壓Vop2及短路電流Ish2。
特性測定電路33a將測定結果作為數位信號供給至第1控制部34。
圖24之特性測定電路33b為了進行用於MPPT控制之I-V測定動作，而測定發電元件(SC1)20-1之電壓VC1，並測定發電元件(SC2)20-2之電壓VC2。
特性測定電路33b求出幾個電阻值R下之I、V，並將該等作為I-V曲線之近似曲線之基礎。
特性測定電路33b將測定結果作為數位信號供給至第1控 制部34。於此情形時，包含電阻值R之資訊。藉由V/R而決定動作時之電流I。
[關於電力路徑之選擇之研究]
當如本實施形態般具有兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2時，可能有以下之第1狀態及第2狀態。
第1狀態係兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2之中，至少一個動作之狀態。
第2狀態係兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2兩者均未動作之狀態。
基本上，於本實施形態中，第1控制部34測定串聯連接時之負載側之電壓下的電流、以及並聯連接時之負載側之電壓下的電流，且以成為電力較高之路徑之方式選擇電力路徑。
選擇電力路徑PTA之條件如下。
Vpm2<Vddc_min...(A-1)
Ipm2<Iddc_min...(A-2)
Vpm2*Ipm2*Eff_ddc(Vpm2,Ipm2)<I2(Vbat)*& Vbat...(A-3)
(A-1)∥(A-2)∥(A-3)
於選擇了電力路徑PTB之情形時，設定為Vref=Vpm2。
其中，Eff_ddc(I)表示電流值I下之電壓轉換部31之升壓電路之電力效率(0-1.0)，設計時可進行固定係數化。
Vpm1表示開放電壓為Vop1時所預計之發電元件(SC1)20-1之MPPT控制時的電壓。
Vpm2表示開放電壓為Vop2時所預計之發電元件 (SC2)20-2之MPPT控制時的電壓。
Vddc_min表示成為進行發電元件(太陽電池)20-1、20-2之連接切換之閾值的最小開放電壓。
Iddc_min表示成為進行發電元件(太陽電池)20-1、20-2之連接切換之閾值的短路電流。
Vbat表示作為二次電池之蓄電元件40之充電電壓。
Vref表示MPPT控制中第1控制部34提供給電壓轉換部31之參考電壓。
選擇電力路徑PTC之條件如下。
Vpm1<Vddc_min...(C-1)
Ipm1<Iddc_min...(C-2)
Vpm1*Ipm1*Eff_ddc(Vpm1,Ipm1)<I1(Vbat)*Vbat...(C-3)
(C-1)∥(C-2)∥(C-3)
於選擇了電力路徑PTD之情形時，設定為Vref=Vpm1。
[路徑PTE、PTF、PTG、PTH、PTI、PTJ之電力之比較(其1)]
選擇以下之(E-1)~(J-1)成為最大值之路徑。
Vbat*Iseries(Vbat)...(E-1)
Vpm_series*Ipm_series*Eff_ddc(Vpm_series,Ipm_series)...(F-1)
其中，於不滿足以下之升壓電路之動作條件之任一者之情形時，自候補中排除。
Vpm_series>Vddc_min
Ipm_series>Iddc_min
於選擇了電力路徑PTF之情形時，設定為Vref=Vpm_series。
Vbat*{I1(Vbat)+I2(Vbat)}...(G-1)
Vpm_parallel*Ipm_parallel*Eff_ddc(Vpm_parallel,Ipm_parallel)...(H-1)
其中，於不滿足以下之升壓電路之動作條件之任一者之情形時，自候補中排除。
Vpm_parallel>Vddc_min
Ipm_parallel>Iddc_min
於選擇了電力路徑PTH之情形時，設定為Vref=Vpm_parallel。
[路徑PTE、PTF、PTG、PTH、PTI、PTJ之電力之比較(其2)]
Vpm1 Ipm1*Eff_ddc(Vpm1,Ipm1)+Vbat*I2(Vbat)...(I-1)
其中，於不滿足以下之升壓電路之動作條件之任一者之情形時，自候補中排除。
Vpm1>Vddc_min
Ipm1>Iddc_min
於選擇了電力路徑PTI之情形時，設定為Vref=Vpm1。
Vpm2*Ipm2*Eff_ddc(Vpm2,Ipm2)+Vbat*I1(Vbat)...(J-1)
其中，於不滿足以下之升壓電路之動作條件之任一者之情形時，自候補中排除。
Vpm2>Vddc_min
Ipm2>Iddc_min
於選擇了電力路徑PTJ之情形時，設定為Vref=Vpm2。
繼而，對其他方法進行說明。
於具有兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2，且至少一個動作之情形時，動作狀態存在以下之類型。
(1)使兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2均連接。
(2)兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2均處於發電動作狀態。
(3)兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2均以大致相同之狀態進行發電動作。
(4)兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2之各自之發電動作狀態因陰影等之影響而不同。
(5)一者進行發電動作，另一者因陰影等之影響而幾乎未進行發電動作。
(6)僅使兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2中之一個連接。
[對於發電元件(太陽電池)是否處於發電動作狀態之判定]
對於發電元件(太陽電池)20-1、20-2是否處於發電動作狀態之判定係藉由針對短路電流之以下之條件判定而進行。
[數1]
Ish≧Ish_min
其中，Ish_min表示太陽電池進行發電動作，所獲得之電力被認為有意義之最小短路電流。
[兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2均處於發電狀態]
當兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2均處於發電狀態時，考慮以下之7個狀態。
狀態(1)：Vop_min≦Vpm1_f+Vpm2_f<Vddc_sepath　E
狀態(2)：Vddc_se≦Vpm1_f+Vpm2_f<VBAT　F
狀態(3)：BAT≦Vpm1_f+Vpm2_f<Vddc_pa　E
狀態(4)：Vddc_pa<Vpm1_f+Vpm2_f,Vop1<VAT,Vop2<VBAT　H
狀態(5)：Vop1>VBAT,Vop2<VBAT　I
狀態(6)：Vop1<VBAT,Vop2>VBAT　J
狀態(7)：Vop1>VBAT,Vop2>VBAT　G
此處，Vpm1_f表示開放電壓為Vop1時所預計之發電元件(SC1)20-1之MPPT控制時的電壓。
Vpm2_f表示開放電壓為Vop2時所預計之發電元件(SC2)20-2之MPPT控制時的電壓。
又，Vop_min表示發電元件太陽電池進行發電動作，所獲得之電力被認為有意義之最小開放電壓。
Vddc_se表示成為進行發電元件(太陽電池)20-1、20-2之連接切換之閾值的開放電壓<1>。而且，其表示成為如下之閾值之電壓：即便對發電元件(太陽電池)20-1、20-2之串聯連接使用電壓轉換部31，發電元件之發電部分亦不會變負之閾值。
Vddc_pa表示成為進行發電元件(太陽電池)20-1、20-2之連接切換之閾值的開放電壓<2>。而且，其表示成為如下之閾值之電壓：對發電元件(太陽電池)20-1、20-2之並聯連接進行使用了電壓轉換部31之升壓控制可獲得較將發電元件20-1、20-2串聯連接而使用之情形更大之電力的閾值。
當發電元件(太陽電池)20-1、20-2均處於發電狀態時，於對發電元件(太陽電池)20-1、20-2之串聯連接使用電壓轉換部(DDC)31，而可實現Vmp1_f、Vmp2_f時，將理論上可獲得之電力設定為Pse(DDC)。
考慮到該電壓轉換部(DDC)31之效率，將使實際上可獲得之電力(即Pse(DDC)與電力效率相乘所得者設定為f(Pse(DDC))。
又，若將於Vmp1_f時發電元件(SC1)20-1所發電之電流設定為Imp1_f，將於Vmp_f2時發電元件(SC2)20-2所發電之電流設定為Imp2_f，並將Imp1_f與Imp2_f中之較大者之值設定為Ib(Imp1_f,Imp2_f)，則成為如下者。
[數2]
Vddc_se=f(Pse(DDC))/Ib(Imp1_f,Imp2_f)
Pse(DDC)=(Vmp1_f+Vmp_f2)×Ib(Imp1_f,Imp2_f)
於對發電元件(太陽電池)20-1、20-2之並聯連接使用電壓轉換部(DDC)31，而可實現Vmp1_f、Vmp_f2時，將理論上可獲得之電力設定為Ppa(DDC)。
考慮到該電壓轉換部(DDC)31之效率，將使實際上可獲得之電力，即Ppa(DDC)與電力效率相乘所得者設定為f(Ppa(DDC))。
又，若將使發電元件(SC1)20-1與發電元件(SC2)並聯連接時所獲得之電壓設定為V(Vmp1_f||Vmp_f2)，則成為如下者。
[數3]
Vddc_pa=f(Ppa(DDC))/(Imp1_f+Imp2_f)
Ppa(DDC)=V(Vmp1_f||Vmp_f2)×(Imp1_f+Imp2_f)
當兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2均大致無陰影地進行發電動作時，進行以下之確認。
再者，圖25之(A)~(E)係表示兩個發電元件均大致無陰影地進行發電動作時之由利用開放電壓Vop之動作狀態判定所選擇之電力路徑的圖。
(1)藉由利用短路電流Ish之太陽電池發電動作狀態之判定(Ish1≧Ish_min and Ish2≧Ish_min)，而確認發電元件(太陽電池)20-1、20-2均處於發電動作狀態。
(2)進行利用開放電壓Vop之動作狀態判定來決定電力路徑。
於發電元件20-1、20-2之電動勢較小，若維持電壓轉換部(DDC)31之消耗電力則所獲得之電力變負之情形時，第1控制部34選擇如圖25之(A)所示之電力路徑PTE。
於即便將發電元件20-1、20-2串聯連接，亦小於蓄電元件(BAT)40之電壓，但藉由利用電壓轉換部(DDC)31進行升壓，所獲得之電力增加之情形時，第1控制部34選擇如圖25之(B)所示之電力路徑PTF。
於發電元件20-1、20-2各自單獨之電壓小於蓄電元件(BAT)40之電壓，但若進行串聯連接則可達到蓄電元件40之電壓，而且與設定成並聯連接並使用電壓轉換部(DDC)31進行升壓之情形相比，所獲得之電力更大之情形時，成為如下者。
於此情形時，第1控制部34選擇如圖25之(C)所示之電力路徑PTE。
於發電元件20-1、20-2各自單獨之電壓小於蓄電元件(BAT)40之電壓，但若進行串聯連接則可達到蓄電元件40之電壓，而且設定成並聯連接並使用電壓轉換部(DDC)31進行升壓時所獲得之電力更大之情形時，成為如下者。
於此情形時，第1控制部34選擇如圖25之(D)所示之電力路徑PTH。
於發電元件20-1、20-2各自單獨之電壓可達到蓄電元件(BAT)40之電壓之情形時，第1控制部34選擇如圖25之(E)所示之電力路徑PTG。
當兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2均有陰影，但仍進行發電動作時，如下般進行處理。
再者，圖26之(A)~(C)係用於說明發電元件(太陽電池)20-1、20-2均有陰影，但仍進行發電動作時之處理之圖。
如圖26之(A)所示，即便將電位不同之太陽電池並聯連接，只要各個發電元件(太陽電池)20-1、20-2之電壓高於蓄電元件(BAT)40之電壓，則不會產生朝向發電元件20-1、20-2之逆流，而可正常地進行充電。
又，當發電元件之一者之開放電壓Vop大於蓄電元件40之電壓時，該發電元件不需要升壓，另一者需要升壓，因此必然成為如圖26之(B)所示之構成。
如圖26之(C)所示，於串聯(+DDC)連接之情形時，兩個發電元件20-1、20-2之差分之電流流入至電位更低之發電元件之旁路二極體中，藉此可防止電流於電位更低之發電元件中受到限制之現象。
當兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2之一者有陰影，但兩者處於發電動作狀態，且於各個發電元件中發電動作狀態不同時，進行以下之確認。
再者，圖27之(A)~(D)係表示於兩個發電元件中發電動作狀態不同時之由利用開放電壓Vop之動作狀態判定所選擇之電力路徑的圖。
(1)藉由利用短路電流Ish之太陽電池發電動作狀態之判定(Ish1≧Ish_min and Ish2≧Ish_min)，而確認發電元件(太陽電池)20-1、20-2均處於發電動作狀態。
(2)進行利用開放電壓Vop之動作狀態判定來決定電力路徑。
於發電元件(太陽電池)20-1、20-2各自單獨之電壓小於蓄電元件(BAT)40之電壓，且即便進行串聯連接亦小於蓄電元件40之電壓，但藉由利用電壓轉換部(DDC)31進行升壓，所獲得之電力增加之情形時，成為如下者。
於此情形時，第1控制部34選擇如圖27之(A)所示之電力路徑PTF。
於發電元件(太陽電池)20-1、20-2各自單獨之電壓小於蓄電元件(BAT)40之電壓，但若進行串聯連接則可達到蓄電元件40之電壓之情形時，第1控制部34選擇如圖27之(B)所示之電力路徑PTE。
於發電元件20-1、20-2中之一個發電元件單獨之電壓可達到蓄電元件(BAT)40之電壓，另一個發電元件單獨之電壓無法達到蓄電元件(BAT)40之電壓之情形時，成為如下者。
於此情形時，第1控制部34選擇如圖27之(C)所示之電力路徑PTI或PTJ。
於發電元件20-1、20-2各自單獨之電壓可達到蓄電元件(BAT)40之電壓之情形時，第1控制部34選擇如圖27之(D)所示之電力路徑PTG。
當兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2之一者有陰影，且其不處於發電動作狀態，另一者處於發電動作狀態時，進行以下之確認。
再者，圖28之(A)~(C)係表示兩個發電元件中之一者不處於發電動作狀態，另一者處於發電動作狀態時之由利用開放電壓Vop之動作狀態判定所選擇之電力路徑的圖。
(1)藉由利用短路電流Ish之太陽電池發電動作狀態之判定(Ish1≧Ish_min and Ish2≧Ish_min)，而確認發電元件(太陽電池)20-1、20-2之中，僅一個發電元件處於發電動作狀態。
(2)進行利用開放電壓Vop之動作狀態判定來決定電力路徑。
於發電元件之電動勢較小，若維持電壓轉換部(DDC)31之消耗電力則所獲得之電力變負之情形時，第1控制部34選擇如圖28之(A)所示之電力路徑PTA或PTC。
於發電元件單獨之電壓小於蓄電元件(BAT)40之電壓，但藉由利用電壓轉換部(DDC)31進行升壓，所獲得之電力增加之情形時，第1控制部34選擇如圖28之(B)所示之電力路徑PTB或PTD。
於發電元件單獨之電壓可達到蓄電元件(BAT)40之電壓之情形時，第1控制部34選擇如圖28之(C)所示之電力路徑PTA或PTC。
於僅連接有兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2中之一個時，進行以下之確認。
再者，圖29之(A)~(C)係表示僅連接有兩個發電元件中之一個時之由利用開放電壓Vop之動作狀態判定所選擇之電力路徑的圖。
(1)藉由利用短路電流Ish之太陽電池發電動作狀態之判定(Ish1[or Ish2]≧Ishmin)，而確認一個發電元件(太陽電池)處於發電動作狀態。
(2)進行利用開放電壓Vop之動作狀態判定來決定電力路徑。
於發電元件之電動勢較小，若維持電壓轉換部(DDC)31之消耗電力則所獲得之電力變負之情形時，第1控制部34選擇如圖29之(A)所示之電力路徑PTA或PTC。
於發電元件單獨之電壓小於蓄電元件(BAT)40之電壓，但藉由利用電壓轉換部(DDC)31進行升壓，所獲得之電力增加之情形時，第1控制部34選擇如圖29之(B)所示之電力路徑PTB或PTD。
於發電元件單獨之電壓可達到蓄電元件(BAT)40之電壓之情形時，第1控制部34選擇如圖29之(C)所示之電力路徑PTA或PTC。
當兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2中之任一者均未動作時，如下般進行處理。
作為於電源開關電路32上任何一個發電元件均未動作之情形，可考慮如下之類型。
(1)連接兩個發電元件(太陽電池)20-1、20-2，兩個發電元件均未動作。
(2)連接一個發電元件，該一個發電元件未動作(未被連接之發電元件動作、或者未動作)。
(3)未連接任何發電元件(未被連接之兩個發電元件(太陽電池)分別動作、或者未動作)。
於所連接之發電元件(太陽電池)未動作之情形時、以及未被連接之發電元件(太陽電池)未動作之情形時，電源開關電路32均同樣地不動作(無影響)。
又，即便假設未被連接之發電元件(太陽電池)動作，電源開關電路32亦同樣地不動作，作為發電元件亦不會產生問題。
作為「電源開關電路不動作之狀態」，可統一成「任何一個均未動作」之一種狀態。
圖30係各發電元件是否處於發電動作狀態之判定中之狀態轉變圖。
於圖30中，狀態S0係任何一個發電元件均不處於動作狀態之情形，狀態S1係發電元件(SC1)20-1及發電元件(SC2)20-2兩者均處於動作狀態之情形。
狀態S2係僅發電元件(SC1)20-1處於動作狀態之情形，狀態S3係僅發電元件(SC2)處於動作狀態之情形。
於各狀態間之轉變時，進行發電元件(SC1)20-1及發電元件(SC2)20-2之ON、OFF。
圖31係狀態S1之兩個發電元件均處於發電動作狀態時，哪一個電力路徑動作之判定中之狀態轉變圖。
於圖31之例中，表示電力路徑PTE、PTF、PTG、PTH、PTI、PTJ間之狀態轉變。
圖32係狀態S2之一個發電元件(SC1)處於發電動作狀態時，哪一個電力路徑動作之判定中之狀態轉變圖。
於圖32之例中，表示電力路徑PTA、PTB間中之狀態轉變。
圖33係狀態S3之一個發電元件(SC2)處於發電動作狀態時，哪一個電力路徑動作之判定中之狀態轉變圖。
於圖33之例中，表示電力路徑PTC、PTD間之狀態轉變。
圖34係將根據測定短路電流及開放電壓所得之結果選擇電力路徑之處理簡單化表示的流程圖。
測定短路電流Ish及開放電壓Vop(ST1)，並根據其結果選擇電力路徑PTA~PTJ。
於選擇電力路徑PTA、PTC、PTE、PTG之情形時，不通過電壓轉換部(DDC)31而直接將電力供給至蓄電元件40。
於電力路徑PTB、PTD、PTF、PTH、PTI、PTJ之情形時，將通過電壓轉換部(DDC)31而升壓(或降壓)之電壓供給至蓄電元件40。
圖35係具體地表示根據測定短路電流及開放電壓所得之結果選擇電力路徑之處理的第1流程圖。
圖36係具體地表示根據測定短路電流及開放電壓所得之結果選擇電力路徑之處理的第2流程圖。
圖37係具體地表示根據測定短路電流及開放電壓所得之結果選擇電力路徑之處理的第3流程圖。
圖38係具體地表示根據測定短路電流及開放電壓所得之結果選擇電力路徑之處理的第4流程圖。
於圖35中，首先，判定發電元件(SC1)20-1之短路電流Ish1是否大於最小短路電流Ish_min(Ish1>Ish_min)，並判定發電元件20-1是否處於發電動作狀態(SC1 alive ?)(ST11)。
若於步驟ST11中判定發電元件(SC1)20-1處於發電動作狀態，則判定發電元件(SC1)20-2之短路電流Ish2是否大於最小短路電流Ish_min(Ish2>Ish_min)。而且，判定發電元件20-2是否處於發電動作狀態(SC2 alive ?)(ST12)。
若於步驟ST12中判定發電元件(SC1)20-2處於發電動作狀態，則進行以下之判定處理。
即，判定發電元件(SC1)20-1之開放電壓Iop1是否大於最小開放電壓Iop_min(Iop1>Iop_min)，並判定發電元件20-1是否處於發電動作狀態(ST13)。
若於步驟ST13中判定發電元件(SC1)20-1處於發電動作狀態，則判定發電元件(SC1)20-2之開放電壓Iop2是否大於最小開放電壓Iop_min(Iop2>Iop_min)。而且，判定發電元件20-2是否處於發電動作狀態(ST14)。
若於步驟ST14中獲得肯定之判定結果，則認為兩個發電元件(SC1、SC2)20-1、20-2處於動作狀態而轉移至圖38之處理。
若於步驟ST14中獲得否定之判定結果，則認為發電元件(SC1)處於動作狀態而轉移至圖36之處理。
若於步驟ST12中獲得否定之判定結果，則判定發電元件(SC1)20-1之開放電壓Iop1是否大於最小開放電壓Iop_min(Iop1>Iop_min)，並判定發電元件20-1是否處於發電動作狀態(ST15)。
若於步驟ST15中獲得肯定之判定結果，則認為發電元件(SC1)處於動作狀態而轉移至圖36之處理。
若於步驟ST15中獲得否定之判定結果，則認為兩個發電元件(SC1、SC2)20-1、20-2處於非動作狀態，而轉移至啟動電路圖38之啟動處理。
若於步驟ST13中獲得否定之判定結果，則判定發電元件(SC2)20-2之開放電壓Iop2是否大於最小開放電壓Iop_min(Iop2>Iop_min)，並判定發電元件20-2是否處於發電動作狀態(ST16)。
若於步驟ST16中獲得肯定之判定結果，則認為發電元件(SC2)處於動作狀態而轉移至圖37之處理。
若於步驟ST16中獲得否定之判定結果，則認為兩個發電元件(SC1、SC2)20-1、20-2處於非動作狀態，而轉移至啟動電路圖38之啟動處理。
若於步驟ST11中獲得否定之判定結果，則判定發電元件(SC2)20-2之短路電流Ish2是否大於最小短路電流Ish_min(Ish2>Ish_min)，並判定發電元件20-21是否處於發電動作狀態(SC2 alive？)(ST17)。
若於步驟ST17中判定發電元件(SC2)20-2處於發電動作狀態，則判定發電元件(SC1)20-2之開放電壓Iop2是否大於最小開放電壓Iop_min(Iop2>Iop_min)(ST18)。
若於步驟ST18中獲得肯定之判定結果，則認為發電元件(SC2)處於動作狀態而轉移至圖37之處理。
若於步驟ST17、ST18中獲得否定之判定結果，則認為兩個發電元件(SC1、SC2)20-1、20-2處於非動作狀態，而轉移至啟動電路圖38之啟動處理。
於圖36中，進行以下之處理。
首先，判定開放電壓為Vopl時所預計之發電元件(SC1)20-1之MPPT控制時的電壓Vpml_f是否大於最小開放電壓Vop_min，並小於成為進行連接切換之閾值之開放電壓Vddc_se(ST21)。
若於步驟ST21中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTA。
若於步驟ST21中獲得否定之判定結果，則判定電壓Vpml_f是否大於成為進行連接切換之閾值之開放電壓Vddc_se，並小於蓄電元件40之電壓BAT(ST22)。
若於步驟ST22中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTB。
若於步驟ST22中獲得否定之判定結果，則判定電壓Vpm1_f是否大於蓄電元件40之電壓BAT(ST23)。
若於步驟ST23中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTA。
於圖37中，進行以下之處理。
首先，判定開放電壓為Vop2時所預計之發電元件(SC2)20-2之MPPT控制時的電壓Vpm2_f是否大於最小開放電壓Vop_min，並小於成為進行連接切換之閾值之開放電壓Vddc_se(ST31)。
若於步驟ST31中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTC。
若於步驟ST31中獲得否定之判定結果，則判定電壓Vpm2_f是否大於成為進行連接切換之閾值之開放電壓Vddc_se，並小於蓄電元件40之電壓BAT(ST32)。
若於步驟ST32中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTD。
若於步驟ST32中獲得否定之判定結果，則判定電壓Vpm2_f是否大於蓄電元件40之電壓BAT(ST33)。
若於步驟ST33中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTC。
於圖38中，進行以下之處理。
首先，判定電壓Vpm1_f與電壓Vpm2_f之相加電壓是否大於最小開放電壓Vop_min，並小於成為進行連接切換之閾值之開放電壓Vddc_se(ST41)。
若於步驟ST41中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTE。
若於步驟ST41中獲得否定之判定結果，則判定電壓Vpm1_f與電壓Vpm2_f之相加電壓是否大於成為進行連接切換之閾值之開放電壓Vddc_se，並小於蓄電元件40之電壓BAT(ST42)。
若於步驟ST42中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTF。
若於步驟ST42中獲得否定之判定結果，則判定電壓Vpm1_f與電壓Vpm2_f之相加電壓是否大於蓄電元件40之電壓BAT，並小於成為進行連接切換之閾值之開放電壓Vddc_pa(ST43)。
若於步驟ST43中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTE。
若於步驟ST43中獲得否定之判定結果，則判定電壓Vpm1_f與電壓Vpm2_f之相加電壓是否小於成為進行連接切換之閾值之開放電壓Vddc_pa(ST44)。於步驟ST44中，進而判定開放電壓Vop1、Vop2是否小於蓄電元件40之電壓BAT(ST44)。
若於步驟ST44中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTH。
若於步驟ST44中獲得否定之判定結果，則判定開放電壓Vop1是否大於蓄電元件40之電壓BAT，開放電壓Vop2是否小於蓄電元件40之電壓BAT(ST45)。
若於步驟ST45中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTI。
若於步驟ST45中獲得否定之判定結果，則判定開放電壓Vop1是否大於蓄電元件40之電壓BAT，開放電壓Vop2是否小於蓄電元件40之電壓BAT(ST46)。
若於步驟ST46中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTJ。
若於步驟ST46中獲得否定之判定結果，則判定開放電壓Vop1是否大於蓄電元件40之電壓BAT，開放電壓Vop2是否小於蓄電元件40之電壓BAT(ST47)。
若於步驟ST47中獲得肯定之判定結果，則選擇電力路徑PTG。
再者，第1控制部34若自第2控制部35被告知停止充電處理，則以下述方式進行控制：使電源開關電路32之所有開關開放，阻斷發電元件20-1、20-2之輸出與電壓供給線LV1之連接。
又，第1控制部34於以藉由電源開關電路32將發電元件20-1、20-2並聯連接之方式進行控制之情形時，使逆流防止電路36之逆流防止功能關閉。
<4-3.特性測定電路之具體之構成例> [特性測定電路之第1構成例]
圖39係表示本實施形態之特性測定電路之第1構成例之電路圖。
為了觀察發電元件之動作特性，即，發電元件(太陽電池)對應於當時之光之狀況產生了多少電流及電壓，必需測定電流及電壓之微小變化部分。
迄今為止，一般採用連接放大器等來放大電流、電壓之變化部分之方法。
於本例中，作為調查發電元件(太陽電池)20-1、20-2產生了多少電流及電壓之方法，進行使用了電容器C1之測定。
於本例中，如圖39所示，將電容器C1串聯連接於發電元件(太陽電池)20-1、20-2上。
又，於圖39之特性測定電路33A中，在連接節點ND1與基準電位VSS之間連接有用於重置電容器C1之開關電晶體Q1。
開關電晶體Q1係由NMOSFET形成，且重置信號RST被選擇性地供給至其閘極。
藉由以某一固定之時間間隔測定朝向電容器C1之充電電壓，而可測定當前環境下之I-V特性。
[數1]
V=Q/C,Q=∫i(t)dt
於該特性測定電路33A中，即便並非單純之凸型之P-V特性，亦可搜尋MPP，且可不進行所謂之登山處理而利用電壓限制法來控制。
尤其，於藉由根據開放電壓之MPP推定並不足夠之情形時有效。
又，若可挪用電壓轉換部31之升壓電路之電容器，則可不追加零件而進行測定。
圖40係表示於本實施形態之特性測定電路中，挪用升壓電路之電容器並藉由模擬所取得之I-V特性的圖。
於圖40中，橫軸表示電壓，縱軸表示電流。
於圖40中，由X所示之曲線表示利用第1樣品數之第1實測值，由Y所示之曲線表示理想特性，由Z所示之曲線表示利用第2樣品數之第2實測值。
如圖40所示，能夠以於模擬方面較現實之取樣間隔取得I-V特性。
[特性測定電路之第2構成例]
圖41係表示本實施形態之特性測定電路之第2構成例的電路圖。
本例亦與圖39之例相同，如圖41所示，將電容器C1串聯連接於發電元件(太陽電池)20-1、20-2上。
圖41之特性測定電路33B進而具有比較器331、控制器332、計時器333、可變記憶體部334、電阻R1、可變電阻VR1。
電阻R1與可變電阻VR1係串聯連接於電源電位VDD與基準電位VSS(例如GND)之間。
於該特性測定電路33B中，不連接電壓轉換部31之升壓電路、或者預先使升壓用MOSFET斷開。
將開關電晶體Q1設定為導通狀態而使發電元件(太陽電池)側之電容器C1與地面GND短路，並進行放電而變成0V。
使開關電晶體Q1斷開，將最初之比較電壓值輸入至比較器331之非反相輸入端子(+)。
利用控制器332之自由計數器計數直至比較器331之輸出成為高位準(Hi)為止之時間。
藉由時間與比較電壓值對中間值進行線性插補。
於此情形時，單純地對電壓進行線性插補。
電流係由上述數4求出。
而且，於比較電壓值中加上△V。
反覆進行比較器331之輸出，直至維持低位準(=比較電壓值超過開放電壓)為止。
根據圖41之特性測定電路33B，由於挪用DAC與比較器進行AD轉換，因此不再需要ADC(Analog to Digital Converter，類比-數位轉換器)，故可謀求削減面積。
又，由於可粗略地設定比較電壓值，因此可降低特性取得電力。
[特性測定電路之第3構成例]
圖42係表示本實施形態之特性測定電路之第3構成例的電路圖。
於本例中，作為調查發電元件(太陽電池)20-1、20-2產生了多少電流及電壓之方法，進行使用了電阻R11之測定。
根據圖42之特性測定電路33C，可不追加放大器等而進行測定。
由於僅追加電阻R11，因此可抑制電路規模之增加。
與使用了電容器之方法相比，測定所花費之時間更少，因此適合於實際之發電元件(太陽電池)之充電動作時所進行的測定。
[特性測定電路之第4構成例]
圖43係表示本實施形態之特性測定電路之第4構成例的電路圖。
於圖43之特性測定電路33D中，對於發電元件(太陽電池)20-1、20-2之輸出，並不單純地連接電阻，而經由傳輸閘極TMG11將其連接於電阻梯R12。
藉由控制信號CNTL1而控制傳輸閘極TMG11之導通、斷開。
該特性測定電路33D係以在與電源開關電路32電性分離之狀態下進行測定之方式構成。
圖44係表示圖43之特性測定電路33D之傳輸閘極之具體之構成例的電路圖。
該傳輸閘極TMG11包括：NMOSFET NT11、NT12、NT13、NT14、PMOSFET PT11、PT12、以及電阻R13、R14。
於傳輸閘極TMG11中，在其與發電元件之連接節點ND11與特性測定電路33D側之節點ND12之間，串聯連接有NMOSFET NT11、NT12。
同樣地，於傳輸閘極TMG11中，在其與發電元件之連接節點ND11與特性測定電路33D側之節點ND12之間，串聯連接有PMOSFET PT11、PT12。
於PMOSFET PT11之閘極與基準電位VSS之間連接有NMOSFET NT13，於PMOSFET PT12之閘極與基準電位VSS之間連接有NMOSFET NT14。
又，節點ND11與PMOSFET PT11之閘極係經由電阻R13而連接。同樣地，節點ND12與PMOSFET PT12之閘極係經由電阻R14而連接。
而且，NMOSFET NT11、NT12、NT13、NT14之閘極係連接於控制信號CNTL1之供給線。
於具有此種構成之傳輸閘極TMG11中，電流因二極體之對向之構造而無法流動。
又，當汲極-源極間之電壓VDS較大時，PMOSFET側導通，當汲極-源極間之電壓VDS較小時，NMOSFET側導通。
於該例中，藉由電源開關電路32內之開關SW32之控制，而切斷發電元件(太陽電池)20-1、20-2與電源開關電路32。
於該狀態下，藉由控制信號CNTL1而使傳輸閘極TMG11導通，將發電元件(太陽電池)20-1、20-2與特性測定電路33D加以連接。
而且，測定可變電阻(梯形電阻)R12上所受到之電壓V(n002)。
根據I(R2)=V(n002)/R12而求出I-V。
圖45係表示使用了圖43之特性測定電路之模擬結果之圖。
如圖45所示，根據圖43之特性測定電路，可獲得良好之模擬結果。
<4-4.電壓轉換部之具體之構成例> [電壓轉換部之第1構成例]
圖46係表示作為本實施形態之電壓轉換部之升壓型開關調節器之基本之構成例的電路圖。
該開關調節器31A係將發電元件側電容器C31、電感器L31、二極體D31、二次電池側電容器C32、以及動作電壓控制部310作為主構成要素而構成。
動作電壓控制部310包括：開關電晶體(SW)Q31、作為輸入電壓檢測部之比較器311、以及PFM(Pulse Frequency Modulation，脈波頻率調變)控制部312。
比較器311對由第1控制部34所供給之可變參考電壓Vref與由發電元件(太陽電池)20所發電之電壓即輸入電壓VI進行比較。
若輸入電壓VI超過參考電壓Vref，則將比較器311之輸出切換成高位準。
PFM控制部312藉由比較器311之輸出而產生固定寬度之脈衝，並使開關電晶體Q31導通特定時間。
PFM控制部312係構成為藉由賦能信號EN而成為賦能狀態，且藉由重置信號RST而可進行重置。
圖47係用於說明升壓型開關調節器之基本動作之圖。
升壓型開關調節器係進行利用自激振盪之開關動作。
對連接於輸入之發電元件(太陽電池)20之動作點(動作電壓)進行控制。
輸入係由發電元件20所發電之電壓，輸出係蓄電元件40(二次電池(Li+電池)，藉由發電元件(太陽電池)20-1、20-2之動作點控制而進行MPPT。
升壓型開關調節器基本上如圖47所示，若開關電晶體W31導通，則藉由流入之電流而將能量儲存於電感器L31中。
若開關電晶體Q31斷開，則釋放電感器L31所儲存之能量。
藉此，於輸入電壓VI中添加電感器L31之能量。其結果，輸入電壓上升。
繼而，依據上述基本動作，說明本實施形態之圖46之升壓型開關調節器的動作。
圖48係用於說明圖46之升壓型開關調節器之動作的圖。
<1>若輸入電壓VI超過參考電壓Vref，則比較器311之輸出成為高位準。
<2>對應於比較器311之輸出，PFM控制部312產生固定寬度之脈衝(SW=ON)。藉此，電感器L31之能量被釋放。
<3>若輸入電壓VI低於參考電壓Vref，則比較器311之輸出成為低位準，開關電晶體Q313斷開。
藉此，成為自電感器31中所儲存之能量之釋放朝向電感器L31之能量的充電動作。
重複以上之動作。
於此情形時，發電元件(太陽電池)20-1、20-2係以參考電壓Vref附近之電壓動作。
藉由第1控制部34改變該參考電壓Vref，可控制發電元件(太陽電池)20-1、20-2之動作點(動作電壓)。
再者，於本實施形態中，亦可具有於不進行升壓時使比較器、PFM控制電路停機之停機功能。
又，如上所述，亦可具有於自激振盪因某種原因而停止時進行重置之重置功能。
又，由於開關電晶體Q31之導通時間對電感器L31之峰值電流產生影響，因此亦可構成為藉由輸入電流、連接之發電元件(太陽電池)來改變導通時間。
PFM脈衝寬度(開關ON時間)必需以使電感器L31之峰值電流處於固定範圍以內之方式進行調整。
就額定、雜訊、效率等之觀點而言，較理想的是設定為視情況可於各範圍內自數種之中選擇。
又，亦可如下般構成電壓轉換部。
根據開關頻率之變化探測周圍環境變化。
於此情形時，於各△t下清點切換次數，且取與前一次之差分。
測定開關頻率之變化，若頻率變高，則相當於發電量增大，因此變更參考電壓Vref，並切換路徑。
若頻率變低，則相當於發電量減少，對應於此而變更參考電壓Vref，切換路徑，並停止升壓動作。
又，根據開關頻率測定電流。
若使參考電壓Vref、開關電晶體Q31之ON時間固定，則開關頻率依存於輸入電流。
藉此，可根據開關頻率算出電流。
此處，對根據開關頻率之增減而變更參考電壓Vref之具體之構成例進行說明。
圖49係表示具備檢測圖46之PFM控制部中之動作頻率之變化的檢測系統之升壓型開關調節器之構成例的電路圖。
於圖49中，為了易於理解，以相同之符號表示與圖46相同之構成部分。
圖49之開關調節器31B除圖46之構成以外，亦具備OFF時間點檢測部313、充電結束檢測部314、計數器315、暫存器316、以及減法器317。
OFF時間點檢測部313及充電結束檢測部314可由比較器構成。
於開關電晶體Q31之源極與基準電位VSS之間連接有電阻R31，且藉由其連接點而形成有節點ND31。
OFF時間點檢測部313對閾值Vref1與節點ND31之電位進行比較，檢測開關電晶體Q31之OFF時間點，並將其檢測結果輸出至PFM控制部312。
充電結束檢測部314對輸出電壓(二極體之陰極側電位)與閾值Vref2進行比較，檢測充電結束，並將其檢測結果輸出至PFM控制部312。
作為變壓電路之PFM控制部312之動作頻率根據作為太陽電池之發電元件20-1、20-2之電流之變化(照度之變化)而變化。
電感器L31之充電時間根據發電元件20-1、20-2之電流之變化(照度之變化)而變化。於此情形時，電流越多，充電時間越短。
於使用變壓電路(PFM)之情形時，可藉由開關頻率之變化測定照度之變化。
該方法與定期地斷開作為變壓電路之PFM控制部312來測定開放電壓之方法相比，不使用ADC，因此可將低電力頻率之變化作為觸發來控制。
於圖49之例中，利用計數器315清點開關電晶體Q31之閘極控制信號，藉此可測定頻率。
可作如下之判斷，即作為太陽電池之發電元件20-1、20-2之電流越大，頻率越高。
可作如下之判斷，即作為太陽電池之發電元件20-1、20-2之電流電流越小，頻率越低或切換處於停止狀態。
而且，於在第1控制部34之控制下，頻率之變化成為既定以上之情形時，重新測定I-V特性(或者短路電流)，且重新進行MPPT控制。
又，亦可構成為於變化變大之情形時重新測定。
頻率之測定可藉由下述方式實現：利用計數器315清點作為變壓電路之PFM控制部312之切換脈衝信號，然後定期地查詢計數器值，並利用減法器317求出差分。
將追蹤觸發設定為頻率之變化，藉此可減少測定MPPT之偏差之次數並降低控制電力。
又，於MPPT控制中，亦可進行對應於溫度變化之控制。
圖50係表示發電元件(太陽電池)之I-V特性對應於溫度變化而變化之樣子的圖。
如圖50所示，由於發電元件(太陽電池)之I-V特性對應於溫度變化而變化，因此藉由第2控制部35監視熱阻器50，並將其檢測溫度資訊供給至第1控制部34。
第1控制部34根據溫度資訊而選擇預先與溫度產生對應之係數，例如使MPPT控制之參考電壓Vref與該係數相乘後進行追蹤了溫度轉換之MPPT控制。
於此情形時，在以常溫25℃為中心之±10~15左右之通常溫度範圍內，進行通常之MPPT控制，可實現於較通常溫度範圍更高之溫度範圍內使用第1係數，於較通常溫度範圍更低之溫度範圍內使用第2係數等各種態樣。
此處之MPPT控制不僅為電壓轉換部31之控制，亦可應用於電源開關電路32之電力路徑之連接切換。
再者，於以上之說明中，將電壓轉換部31設定為升壓型開關調節器，但亦可應用如圖51所示之降壓型開關調節器31C。
基本上，該降壓型開關調節器31C除與電感器L31、二極體D31之連接形態不同之以外，具有與升壓型相同之構成。
因此，亦可直接應用圖49之電路構成。
<4-5.逆流防止電路之構成例>
圖52係表示本實施形態之逆流防止電路之構成例的電路圖。
逆流防止電路36係配置於自電源開關電路32之輸出朝向蓄電元件40之電壓供給線LV上。
該逆流防止電路36包括：電阻R41、由PMOSFET所形成之開關電晶體Q41、二極體D41、以及比較器361。
於電壓供給線LV1之發電元件側節點ND41與蓄電元件40側節點ND42之間，串聯連接有電阻R41及開關電晶體Q41，於開關電晶體Q41上並聯連接有逆流防止用二極體D41。
比較器361對節點ND41之電位與節點ND42之電位進行比較，並根據比較之結果使開關電晶體Q41導通、斷開。
逆流防止電路36係進行自蓄電元件40朝向發電元件(太陽電池)之逆流防止二極體之旁路控制。
逆流防止電路36一面防止逆流，一面降低由順向電壓VF所引起之損耗。
於節點ND41之電位高於節點ND42之電位且並非成為逆流之狀態之情形時，設為未檢測出逆流，比較器361之輸出成為低位準。
其結果，開關電晶體Q41導通，且繞過逆流防止用二極體D41。
於節點ND42之電位高於節點ND41之電位且係成為逆流之狀態之情形時，設為檢測出逆流，比較器361之輸出成為高位準。
其結果，開關電晶體Q41斷開，僅形成逆流防止用二極體D41之連接線。
再者，於上述構成中，必需使由逆流防止電路所引起之損耗小於由二極體連接所引起之損耗。
亦可設定為僅藉由MOSFET之導通電阻，便可檢測逆流。
較理想的是儘可能地抑制比較器361之消耗電力。
又，亦可利用二次電池之特性進行逆流防止。
於此情形時，若於充電過程中電池電壓急遽下降，則僅形成逆流防止用二極體D41之連接線(充電電壓>放電電壓)。
<4-6.充電控制>
繼而，對利用電力控制裝置30之電流電壓限制電路37之對於蓄電元件40的充電控制進行說明。
圖53係表示本實施形態之電流電壓限制電路之構成例的電路圖。
電流電壓限制電路37包括：配置於電壓供給線上之MOSFET Q51、Q52，誤差放大器371~373，恆定電流源I51、I52，外部安裝之電阻R51~R55。
於電流電壓限制電路37中，藉由誤差放大器371~373控制MOSFET Q51、Q52之閘極電位。
作為控制電壓，於進行電壓調節之情形時係被供給至誤差放大器371之基準電壓Vref1。
於進行電流調節之情形時，將控制電壓設定為藉由恆定電流源I51、I52自蓄電元件(BAT)40之R55之路徑上抽電流時之電壓下降部分。
又，設置最大限制與初始充電限制之兩種控制。
[設置有負載之情形之充電停止方法(1)]
當於蓄電元件40上連接有負載LD(圖1)時，並非限制成滿充電之4.2V，而係限制成低於其之4.1V等電壓。
於此情形時，可實現不停止充電、或者於△V無限接近4.1V時停止充電等態樣。
存在延長浮動之時間較佳，且以較低之電壓進行充電更佳之情形。
於本例中，設定為不成為滿充電之例如90%左右之電壓。
若使充電時間變長，則逐漸地接近滿充電。
[設置有負載之情形之充電停止方法(2)]
除上述(1)以外，若存在來自控制引腳之信號(未連接負載)，則藉由4.2V regulate/△V檢測方法(4.1xV)來停止充電。
再者，於單一之充電器之情形時，藉由將該引腳設定為固定電位而始終進行蓄電元件40之充電電壓控制。
[△V檢測方法]
於成為CV充電後，以例如5分鐘等之週期開始△V檢測。
將週期設定為5分鐘係取決於發電元件(太陽電池)20-1、20-2之輸出電力性能或蓄電元件40之充電容量等。
於△V檢測中停止充電，並測定蓄電元件40之開放電 壓。
停止充電之時間為2秒、3秒等。停止時間係取決於ADC或蓄電元件40之性能等。
將充電電壓與開放電壓之差分作為△V進行測定，於△V為50mV等值以下之情形時，停止充電。
<4-7.整體之充電控制>
繼而，對利用電力控制裝置30對蓄電元件40之充電控制進行說明。
圖54係用於說明本實施形態之電力控制裝置之整體之充電控制的流程圖。
此處，第2控制部35係進行依據熱阻器50之檢測結果等而對電源開關電路32等之控制。
於以下之說明中，亦包含該第2控制部35、啟動電路38之動作而對整體之充電控制進行說明。
首先，於使MPPT充電為OFF(ST101)，並使初始充電為OFF(ST102)之狀態下，判定由發電元件20-1、20-2所產生之輸入電壓VIN是否高於蓄電元件40之電壓VBAT(ST103)。
若於步驟ST103中判定為輸入電壓VIN高於蓄電元件40之電壓VBAT，則判定較低且主動之充電賦能信號EN_X是否為低位準(ST104)。
若充電賦能信號EN_X為低位準，則於由熱阻器50所檢測之溫度非0°以下(ST105)、且非60°以上之情形時(ST106)，初始充電成為ON(ST107)。
藉此，進行利用由發電元件20-1、20-2所發電之電力對蓄電元件40之初始充電。然後，返回至步驟ST103之處理。
又，於在步驟ST105~ST107中獲得否定之判定結果之情形時，使初始充電維持OFF(ST108)，並返回至步驟ST103之處理。
若於步驟ST103中判定為輸入電壓VIN低於蓄電元件40之電壓VBAT，則初始充電成為OFF(ST109)，且將MPPT充電保持成OFF(ST110)。
繼而，判定蓄電元件40之電壓VBAT是否低於對滿充電時之4.2V加以限制之4.1V(ST111)。
於蓄電元件40之電壓VBAT低於4.1V之情形時，判定由發電元件20-1、20-2所產生之輸入電壓VIN是否高於蓄電元件40之電壓VBAT(ST112)。
於輸入電壓VIN高於蓄電元件40之電壓VBAT之情形時，返回至步驟ST103之處理，於輸入電壓VIN低於蓄電元件40之電壓VBAT之情形時，判定起動電壓VSTART是否低於充電系統電路之起動閾值電壓VSCEN(ST113)。
於起動電壓VSTART高於起動閾值電壓VSCEN之情形時，返回至自步驟ST109起之處理。
於起動電壓VSTART低於起動閾值電壓VSCEN之情形時，成為如下情形。
即，於由熱阻器50所檢測之溫度非0°以下(ST114)、且非60°以上之情形時(ST115)，當充電賦能信號EN_X為低位 準時(ST116)，使MPPT充電成為ON(ST117)。
伴隨於此，例如於以應用電壓轉換部31之方式進行切換之情形時，進行MPPT充電控制(ST118)。
MPPT充電控制後，使MPPT充電成為OFF(ST119)，並判定蓄電元件40之電壓VBAT是否低於滿充電時之4.2V(ST120)。
於蓄電元件40之電壓VBAT低於滿充電時之4.2V之情形時，判定輸入電壓VIN是否高於蓄電元件40之電壓VBAT(ST121)，於輸入電壓VIN高於蓄電元件40之電壓VBAT之情形時，返回至自步驟ST103起之處理。
於輸入電壓VIN低於蓄電元件40之電壓VBAT之情形時，判定發電元件20-1、20-2之輸出電壓VSC1、2是否低於電壓VTHR(ST122)。
而且，於輸出電壓VSC1、2低於電壓VTHR之情形時，返回至自步驟ST103起之處理，於輸出電壓VSC1、2高於電壓VTHR之情形時，返回至自步驟ST114起之處理。
又，若於步驟ST120中判定為蓄電元件40之電壓VBAT高於滿充電時之4.2V，則系統給電功能成為ON(ST123)。
然後，判定蓄電元件40之電壓VBAT是否低於對滿充電時之4.2V加以限制之4.1V(ST124)，於蓄電元件40之電壓VBAT低於4.1V之情形時，使系統給電功能成為OFF(ST125)，返回至自步驟ST103起之處理。
再者，亦能夠以下述方式進行控制：當電流電壓限制電路37限制電力供給時，使逆流防止電路36之逆流防止功能 停止。
該控制能夠以電流電壓限制電路37直接進行之方式構成，又，亦能夠以藉由第1控制部34或第2控制部35進行控制之方式構成。
又，第2控制部35亦能夠以下述方式進行控制：監視作為二次電池之蓄電元件40之電壓VBAT，於滿充電時使電壓轉換部31斷開。
又，如圖55所示，亦能夠以下述方式構成：將電流電壓限制電路37-2、37-3配置於發電元件20-1、20-2之連接部，於發電元件20-1、20-2所發電之電力為一定值以上之情形時限制供給電力。
於此情形時，亦能夠以下述方式進行控制：當電流電壓限制電路37-2、37-3限制電力供給時，使逆流防止電路36之逆流防止功能停止。
於圖55之構成中，例示了於電力控制裝置30之輸入段與輸出段配置有電流電壓限制電路之情形，但亦能夠以配置於任一者上之方式構成。
<5.使用不同種類之太陽電池之情形>
圖56係表示相對於照度之電壓(開放電壓或最大動作點電壓)之變化率根據太陽電池之種類而不同的圖。
於為非晶矽(a-Si)之情形時，相對於照度之電壓之變化率較少。
於為結晶矽(c-Si)之情形時，相對於照度之電壓之變化率較大。
圖57係用於說明使用不同種類之太陽電池之情形之連接形態的圖。
於此情形時，將電壓之變化率較多之太陽電池與電壓之變化率較少之太陽電池並聯連接。
而且，電壓之變化率較多之太陽電池之輸出係以下述方式進行控制：於電壓(開放電壓或最大動作點電壓)為V1以下之情形時，藉由作為電壓轉換部31之DC-DC轉換器進行升壓。
又，以於電壓為V2以上之情形時藉由DC-DC轉換器進行降壓之方式進行控制。於電壓處於V1與V2之間之情形時，不通過DC-DC轉換器而輸出。
再者，於藉由上述電路之構成，太陽電池之電壓不足以對蓄電池進行充電之情形時，將各太陽電池串聯連接。
根據本實施形態之給電系統，不僅可於日光下進行自太陽電池等發電元件20-1(SC1)、20-1(SC2)向作為二次電池之蓄電元件(電池)40之充電(蓄電)，而且於背陰或間接光、明亮之室內等日常之環境下亦可進行自太陽電池等發電元件20-1(SC1)、20-1(SC2)向作為二次電池之蓄電元件(電池)40之充電(蓄電)。
尤其，能夠以維持太陽電池等發電元件之最大動作點之方式進行控制，並可避免電力損耗。
又，本發明之實施形態中所說明之處理程序可作為具有該等一系列之程序之方法來掌握，又，亦可作為用於使電腦執行該等一系列之程序之程式或者儲存該程式之記錄媒體來掌握。作為該記錄媒體，例如可使用：CD(Compact Disc，光碟)，MD(Mini Disc，迷你光碟)、DVD(Digital Versatile Disc，數位化多功能光碟)、記憶卡、藍光光碟(Blu-ray Disc(註冊商標))等。
10．．．給電系統
20-1、20-1、SC1、SC2．．．發電元件
21．．．太陽光發電面板(太陽電池)
22．．．電流源
23、44、D1、D2、D31、D41．．．二極體
24、25、R1~Rn．．．電阻
30．．．電力控制裝置
31．．．電壓轉換部
31A、31B．．．開關調節器
31C．．．降壓型開關調節器
32．．．電源開關電路(電力路徑切換部)
33、33a、33A、33C、33D．．．特性測定電路
34．．．第1控制部
35．．．第2控制部
36．．．逆流防止電路
37、37-2、37-3．．．電流電壓限制電路
38．．．啟動電路
40．．．蓄電元件
41．．．電池組
42．．．充電控制場效電晶體
43．．．放電控制FET
45．．．電流檢測電阻
50．．．熱阻器
310．．．動作電壓控制部
311、331、361．．．比較器
312．．．PFM控制部
313．．．OFF時間點檢測部
314．．．充電結束檢測部
315．．．計數器
316．．．暫存器
317．．．減法器
332．．．控制器
333．．．計時器
334．．．可變記憶體部
371~373．．．誤差放大器
ADC．．．類比-數位轉換器
BAT．．．蓄電元件
C1．．．電容器
C31．．．發電元件側電容器
C32．．．二次電池側電容器
CNTL1．．．控制信號
DDC．．．電壓轉換部
DDO、VOUT．．．輸出端子
EN．．．賦能信號
GND．．．地面
I．．．充電電流
I1、I2．．．電流
I51、I52．．．恆定電流源
Iph．．．電動勢
Ipm．．．最大動作點電流
Isc．．．短路電流
Ish、Ish1、Ish2．．．短路電流
L31．．．電感器
LV、LV1．．．電壓供給線
ND1、ND11、ND12、ND41、ND42．．．節點
NT11、NT12、NT13、NT14．．．NMOSFET
OPT．．．光輸入
PT11、PT12．．．PMOSFET
PTA~PTN．．．路徑
Q1、Q31、Q41．．．開關電晶體
Q51、Q52．．．MOSFET
R12．．．電阻梯
Rs．．．串聯電阻
Rsh．．．損耗電阻
RST．．．重置信號
T1．．．正極端子
T2．．．負極端子
TMG11．．．傳輸閘極
Vchg．．．充電電壓
V1~Rn．．．第1電壓範圍~第n電壓範圍
VDD．．．電源電位
VI．．．輸入電壓
Voc、Vop1、Vop2．．．開放電壓
Vref．．．參考電壓
VR1．．．可變電阻
VSS．．．基準電位
Vpm．．．最大動作點電壓
SW1~SW6、SW32．．．開關
#1~#n．．．電池單元
圖1係表示本發明之實施形態之給電系統之整體構成之一例的圖。
圖2係表示作為本實施形態之發電元件之太陽光發電面板之等效電路的圖。
圖3係表示一般之太陽電池之電流電壓特性的圖。
圖4係表示本實施形態之蓄電元件之構成例的圖。
圖5係表示本實施形態之電源開關電路之構成例的圖。
圖6係表示圖5之電源開關電路所形成之電力路徑之類型例的第1圖。
圖7係表示圖5之電源開關電路所形成之電力路徑之類型例的第2圖。
圖8係將用於控制本實施形態之電源開關電路之電力路徑之各開關之閘極電壓以真值表之形式表示的圖。
圖9係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTA之電力的流動的圖。
圖10係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTB之電力的流動的圖。
圖11係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTC之電力的流動的圖。
圖12係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTD之電力的流動的圖。
圖13係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTE之電力的流動的圖。
圖14係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTF之電力的流動的圖。
圖15係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTG之電力的流動的圖。
圖16係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTH之電力的流動的圖。
圖17係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTI之電力的流動的圖。
圖18係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTJ之電力的流動的圖。
圖19係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTK之電力的流動的圖。
圖20係表示藉由本實施形態之電源開關電路選擇性地形成之電力路徑PTL之電力的流動的圖。
圖21係用於說明藉由選擇任一個電力路徑，可不論照度或溫度而自發電元件(太陽電池)獲得最大電力之圖。
圖22係用於對各照度下之電力路徑與電力效率進行說明之圖。
圖23係用於說明本實施形態之特性測定電路之第1功能例之圖。
圖24係用於說明本實施形態之特性測定電路之第2功能例之圖。
圖25係表示兩個發電元件均大致無陰影地進行發電動作時之由利用開放電壓Vop之動作狀態判定所選擇之電力路徑的圖。
圖26係用於說明兩個發電元件均有陰影，但仍進行發電動作時之處理之圖。
圖27係表示當兩個發電元件中發電動作狀態不同時之由利用開放電壓Vop之動作狀態判定所選擇之電力路徑的圖。
圖28係表示兩個發電元件中之一者不處於發電動作狀態，另一者處於發電動作狀態時之由利用開放電壓Vop之動作狀態判定所選擇之電力路徑的圖。
圖29係表示僅連接有兩個發電元件中之一個時之由利用開放電壓Vop之動作狀態判定所選擇之電力路徑的圖。
圖30係各發電元件是否處於發電動作狀態之判定中之狀態轉變圖。
圖31係狀態S1之兩個發電元件均處於發電動作狀態時，哪一個電力路徑動作之判定中之狀態轉變圖。
圖32係狀態S2之一個發電元件(SC1)處於發電動作狀態時，哪一個電力路徑動作之判定中之狀態轉變圖。
圖33係狀態S3之一個發電元件(SC2)處於發電動作狀態時，哪一個電力路徑動作之判定中之狀態轉變圖。
圖34係將根據測定短路電流及開放電壓所得之結果選擇電力路徑之處理簡單化表示的流程圖。
圖35係具體地表示根據測定短路電流及開放電壓所得之結果選擇電力路徑之處理的第1流程圖。
圖36係具體地表示根據測定短路電流及開放電壓所得之結果選擇電力路徑之處理的第2流程圖。
圖37係具體地表示根據測定短路電流及開放電壓所得之結果選擇電力路徑之處理的第3流程圖。
圖38係具體地表示根據測定短路電流及開放電壓所得之結果選擇電力路徑之處理的第4流程圖。
圖39係表示本實施形態之特性測定電路之第1構成例之電路圖。
圖40係表示於本實施形態之特性測定電路中，挪用升壓電路之電容器並藉由模擬所取得之I-V特性的圖。
圖41係表示本實施形態之特性測定電路之第2構成例的電路圖。
圖42係表示本實施形態之特性測定電路之第3構成例的電路圖。
圖43係表示本實施形態之特性測定電路之第4構成例的電路圖。
圖44係表示圖43之特性測定電路之傳輸閘極之具體之構成例的電路圖。
圖45係表示使用了圖43之特性測定電路之模擬結果之圖。
圖46係表示作為本實施形態之電壓轉換部之升壓型開關調節器之基本之構成例的電路圖。
圖47係用於說明升壓型開關調節器之基本動作之圖。
圖48係用於說明圖46之升壓型開關調節器之動作的圖。
圖49係表示具備檢測圖46之PFM控制部中之動作頻率之變化的檢測系統之升壓型開關調節器之構成例的電路圖。
圖50係表示發電元件(太陽電池)之I-V特性對應於溫度變化而變化之樣子的圖。
圖51係表示作為本實施形態之電壓轉換部之降壓型開關調節器之基本之構成例的電路圖。
圖52係表示本實施形態之逆流防止電路之構成例的電路圖。
圖53係表示本實施形態之電流電壓限制電路之構成例的電路圖。
圖54係用於說明本實施形態之電力控制裝置之整體之充電控制的流程圖。
圖55係表示將本實施形態之電流電壓限制電路不僅配置於電力控制裝置之輸出段，亦配置於輸入段之例之圖。
圖56係表示相對於照度之電壓(開放電壓或最大動作點電壓)之變化率根據太陽電池之種類而不同的圖。
圖57係用於說明使用不同種類之太陽電池之情形之連接形態的圖。
32‧‧‧電源開關電路(電力路徑切換部)
D1、D2‧‧‧二極體
SW1~SW6‧‧‧開關

Claims (13)

  1. 一種電力控制裝置，其包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件；以及電壓轉換部，其對經由上述電力路徑切換部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；上述電力路徑切換部包含：第1連接切換功能，其切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接；以及第2連接切換功能，其切換將經上述串聯連接或並聯連接之上述發電元件連接或不連接於上述電壓轉換部之輸入側；且上述電力路徑連接部係：於上述發電元件之輸出電壓處於第1電壓範圍內之情形時，利用第1連接切換功能將上述複數個發電元件並聯連接；且利用第2連接切換功能，以上述複數個發電元件之輸出電壓均不藉由上述電壓轉換部轉換電壓位準的方式，向不連接狀態進行連接切換。
  2. 一種電力控制裝置，其包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件；以及電壓轉換部，其對經由上述電力路徑切換部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；上述電力路徑切換部包含：第1連接切換功能，其切換將上述複數個發電元件 串聯連接或並聯連接；以及第2連接切換功能，其切換將經上述串聯連接或並聯連接之上述發電元件連接或不連接於上述電壓轉換部之輸入側；且上述電力路徑連接部係：於上述發電元件之輸出電壓處於第2電壓範圍內之情形時，利用第1連接切換功能將上述複數個發電元件並聯連接；且利用上述第2連接切換功能，以使上述複數個發電元件之最終段之輸出電壓藉由上述電壓轉換部轉換電壓位準的方式，向連接狀態進行連接切換。
  3. 一種電力控制裝置，其包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件；以及電壓轉換部，其對經由上述電力路徑切換部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；上述電力路徑切換部包含：第1連接切換功能，其切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接；以及第2連接切換功能，其切換將經上述串聯連接或並聯連接之上述發電元件連接或不連接於上述電壓轉換部之輸入側；且上述電力路徑連接部係：於上述發電元件之輸出電壓處於第3電壓範圍內之情形時，利用第1連接切換功能將上述複數個發電元件串聯連接；且 利用上述第2連接切換功能，以上述複數個發電元件之輸出電壓均不藉由上述電壓轉換部轉換電壓位準的方式，向不連接狀態進行連接切換。
  4. 一種電力控制裝置，其包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件；以及電壓轉換部，其對經由上述電力路徑切換部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；上述電力路徑切換部包含：第1連接切換功能，其切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接；以及第2連接切換功能，其切換將經上述串聯連接或並聯連接之上述發電元件連接或不連接於上述電壓轉換部之輸入側；且上述電力路徑連接部係：於上述發電元件之輸出電壓處於第4電壓範圍內之情形時，利用第1連接切換功能將上述複數個發電元件串聯連接；且利用上述第2連接切換功能，以使上述複數個發電元件之最終段之輸出電壓藉由上述電壓轉換部轉換電壓位準的方式，向不連接狀態進行連接切換。
  5. 如請求項4之電力控制裝置，其中上述第1電壓範圍高於上述第2電壓範圍，上述第2電壓範圍高於上述第3電壓範圍，上述第3電壓範圍高於上述第4電壓範圍。
  6. 一種電力控制裝置，其包括：電力路徑切換部，其可連接複數個發電元件；以及電壓轉換部，其對經由上述電力路徑切換部所供給之由上述發電元件所發電之電壓位準進行轉換；上述電力路徑切換部包含：第1連接切換功能，其切換將上述複數個發電元件串聯連接或並聯連接；以及第2連接切換功能，其切換將經上述串聯連接或並聯連接之上述發電元件連接或不連接於上述電壓轉換部之輸入側；且上述電力路徑連接部係：於上述發電元件之輸出電壓處於第5電壓範圍內之情形時，利用第1連接切換功能將上述複數個發電元件並聯連接；且利用上述第2連接切換功能，以使上述複數個發電元件之最終段之輸出電壓藉由上述電壓轉換部轉換電壓位準的方式，向連接狀態進行連接切換。
  7. 如請求項6之電力控制裝置，其中上述第5電壓範圍高於上述第1電壓範圍，上述第1電壓範圍高於上述第2電壓範圍，上述第2電壓範圍高於上述第3電壓範圍，上述第3電壓範圍高於上述第4電壓範圍。
  8. 如請求項1至4及6中任一項之電力控制裝置，其包括：控制部，其係以追蹤上述發電元件之最大電力動作點 之方式，切換上述電力路徑切換部之電力路徑而進行MPPT控制。
  9. 如請求項1至4及6中任一項之電力控制裝置，其包括：控制部，其係於電路在所選擇之電力路徑中動作時選擇了包含上述電壓轉換部之電力路徑之情形時，以藉由上述電壓轉換部追蹤上述發電元件之最大電力動作點之方式，進行對於該電壓轉換部之MPPT控制。
  10. 如請求項8之電力控制裝置，其包括：特性測定電路，其測定上述複數個發電元件之輸出特性；且上述控制部係對應於上述特性測定電路之測定結果而進行上述電力路徑切換部之電力路徑之切換控制。
  11. 如請求項10之電力控制裝置，其中上述特性測定電路包含測定上述複數個發電元件之短路電流及開放電壓之功能；上述控制部係對應於由上述特性測定電路所獲得之短路電流及開放電壓而決定電力路徑，並進行上述電力路徑切換部之電力路徑之切換控制。
  12. 如請求項11之電力控制裝置，其中上述控制部係利用由上述特性測定電路所獲得之短路電流判定上述複數個發電元件是否處於發電動作狀態，且利用上述開放電壓判定動作狀態，藉此決定電力路徑並進行上述電力路徑切換部之電力路徑之切換控 制。
  13. 如請求項10之電力控制裝置，其中上述特性測定電路進行電流-電壓(I-V)測定，該電流-電壓(I-V)測定係用以於電路在所選擇之電力路徑中動作時選擇了包含上述電壓轉換部之電力路徑之情形時，進行藉由上述電壓轉換部追蹤上述發電元件之最大電力動作點之MPPT控制；上述控制部係根據上述I-V測定結果進行藉由上述電壓轉換部之MPPT控制。
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