[发明专利]独立电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用发电元件向电子设备供给电力的独立电源系统。

背景技术

在电力供给困难的被隔离的场所设置电子设备时，通过搭载具有太阳能电池等发电元件的独立电源系统，能够不从外部接受商用电源的供给而进行无人运转，因此是有用的。作为这样的电源系统，在专利文献1中记载了即使在阴天时的日照时间变动较多的情况下也能够效率良好地从太阳能电池取出电力的电源装置。因此，在专利文献1中记载了根据日照量的变动向构成蓄电部的蓄电池以及多个电容器(电容器模块)中的某一方充电由太阳能电池产生的电力，或者，根据从太阳能电池取出的充电电流计算电容器的充电时间，依次切换多个电容器的技术。

在所述专利文献1中，为了从太阳能电池效率良好地取出电力，具备被称为MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)充电部的发电控制电路。在独立电源系统中，该发电控制电路当然也采用被供给太阳能电池的发电电力的一部分而动作的结构。然而，为了使发电控制电路正常地动作，需要供给最低限的电压(以下，称为控制开始电压)。当太阳能电池的发电量较小时，供给电压达到控制开始电压为止需要较长时间，在到此为止的期间，发电控制电路不启动，不得不在效率较低的状态下使用太阳能电池。因此，存在向电子设备(负载装置)的电力供给相应地延迟的课题。在专利文献1中没有考虑这一课题。以下，使用附图对这一课题进行说明。

图5是表示作为现有的具备一般的独立电源系统的电子设备，在后述的实施例中采用的无线传感器终端的结构的图。无线传感器终端200作为独立电源系统，具有发电元件2、发电控制电路4、蓄电元件C0、电压监视电路11以及电源输出部9，向负载装置10供给电力。负载装置10为了实现传感器功能，具有传感器10a、AD转换器10b、CPU10c、无线部10d。

发电元件2发生的电力通过发电控制电路4对蓄电元件C0充电。发电控制电路4进行MPPT控制或升压等，控制成使发电元件2能够高效率地进行发电。电压监视电路11监视对蓄电元件C0充电的电压V0，若检测到达到了驱动负载装置10所需的足够的电压，则操作开关S0，经由电源输出部9向负载装置10供给电力。在此，独立电源系统也通过由发电元件2发电且对蓄电元件C0充电的电力使发电控制电路4动作。然而，想要发电控制电路4正常动作，需要施加预定的电压(控制开始电压)。发电元件2开始发电，蓄电元件C0的电压V0达到控制开始电压为止需要预定的时间，向负载装置10的电力供给定时相应地延迟。

图6是表示图5中的蓄电元件C0的蓄电电压V0的时间变化的图。将用于启动发电控制电路4的控制开始电压设成Vc。在时间t0开始发电，将蓄电电压V0达到控制开始电压Vc的时间设成t1。在t0～t1的期间发电控制电路4没有启动，所以发电元件2的发电效率(每单位时间的发电量)较低。时间t1后发电控制电路4启动，所以发电元件2的发电效率变高。由发电元件2的发电量和蓄电元件C0的电容值决定蓄电电压V0达到Vc的时间t1。

在发电元件2收集环境能量(例如环境光)来进行发电的方式中，发电量本来就微小，因此到t1为止的期间不得不延长。另一方面，将蓄电元件C0作为负载装置10的电源使用，因此需要配合负载装置10的消耗电力以足够的电容值构成蓄电元件C0。当使蓄电元件C0的电容变大时，时间t1与其成比例地增加到t1’。即，不论考虑哪个因素，都存在向负载装置10供给必要的电力为止的待机时间延长的问题。

专利文献1：日本特开2010-104117号公报

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种即使在发电元件的发电量较小的情况下，也能在短时间内启动发电控制电路，能够在短时间内向负载装置供给电力的独立电源系统。

在本发明的一种将通过发电元件发生的电力供给到负载装置的独立电源系统中，具备：发电控制电路，其控制发电元件的发电效率；蓄电元件群，其充电通过发电元件发生的电力；以及充电控制电路，其控制蓄电元件群的充电动作和放电动作，蓄电元件群具有向发电控制电路和充电控制电路供给电力的一次蓄电元件和向负载装置供给电力的二次蓄电元件，在通过发电元件发生的电力优先向一次蓄电元件充电后，从一次蓄电元件向二次蓄电元件充电。在此，一次蓄电元件的电容值小于二次蓄电元件的电容值。

根据本发明，能够提供一种即使在发电元件的发电量较小的情况下，也能在短时间内启动发电控制电路，能够在短时间内向负载装置供给电力的独立电源系统。

附图说明