独立电源系统的制作方法

专利名称：独立电源系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将利用太阳光或风力等自然能源发出的电力充电到蓄电池，并向 摄像机或传感器等各种外部负载(external load)供给电力的独立电源系统。
背景技术：
—直以来，利用太阳光或风力等自然能源进行蓄电的独立电源系统，无需从电力 公司接受电力供给便能够独立地供给电力。因此，此种独立电源系统不需要由电力公司管 理的电线的铺设工事，被用作能够容易地设置在室外的电源装置。此种独立电源系统在利 用太阳能电池或风车等基于自然能源进行发电，因此发电量会因天气、季节、或者独立电源 系统所设置的地域的气候等各种自然环境的变化而变动。 为此，通过将发出的电力储存在蓄电池中，以利用蓄电池的充放电来弥补发电量 的过与不足。作为此种蓄电池，例如使用铅蓄电池、镍氢二次电池、锂离子二次电池等各种 二次电池。而且，此种蓄电池当被放电至端子电压达到指定的放电禁止电压以下时，会处于 所谓的过放电状态而劣化，从而寿命縮短。 另一方面，因上述的独立电源系统的发电量因自然环境的变化而变动，所以会存 在发电量长期不足的情况。并且，如果发电量长期不足，则蓄电池在未被充电的情况下持续 放电，因此会处于过放电状态而劣化。对此，已知有具备监视蓄电池的电压、周围温度等， 并在这些状态达到指定的条件时禁止从蓄电池放电的控制电路，从而防止处于过放电状态 (例如，参考日本专利公开公报特开2006-25480号)的技术。 然而，在上述的独立电源系统中，由于无法从外部接受电源供给，因此如上所述的 用于防止过放电的控制电路也必然要从独立电源系统的蓄电池接受其工作用电力的供给。 因此，当为了防止蓄电池的过放电而禁止放电时，控制电路的工作用电力的供给也会中断， 从而控制电路会停止工作。并且，如果控制电路停止工作，则无法监视蓄电池的电压或发电 量。这样一来，即便因自然环境的变化而发电量再次增加，控制电路也无法检测到发电量的 增加，结果保持禁止蓄电池的放电的状态，存在无法向负载供给电力的问题。

发明内容
本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种独立电源系统，能够让伴随蓄电池的 放电禁止而工作用电力的供给被中断从而处于停止状态的电源控制部，随着基于自然能源 的发电量的增大重新启动。 本发明所涉及的独立电源系统包括发电部，基于自然能源进行发电；蓄电池，储 存由所述发电部发出的电力；连接端子，用于连接负载；电源控制部，控制所述蓄电池向所 述连接端子的放电；第一工作用电力供给部，将由所述发电部发出的电力作为所述电源控 制部的工作用电力而供给；第二工作用电力供给部，将储存在所述蓄电池中的电力作为所 述电源控制部的工作用电力而供给；电压检测部，检测所述蓄电池的端子电压；以及蓄电 电力供给禁止部，当由所述电压检测部检测出的端子电压低于预先设定的工作电压阈值时，禁止所述第二工作用电力供给部向所述电源控制部供给工作用电力，其中，所述电源控 制部，在由于通过所述蓄电电力供给禁止部来自所述第二工作用电力供给部的工作用电力 的供给被禁止而停止工作的期间，当通过所述第一工作用电力供给部供给由所述发电部发 出的电力时，则启动并解除基于所述工作用电力供给禁止部(应为蓄电电力供给禁止部) 的工作用电力的供给的禁止。 根据该结构，由发电部基于自然能源发出的电力由蓄电池进行蓄电。而且，通过电 源控制部控制从蓄电池向连接有负载的连接端子的放电。并且，通过第一工作用电力供给 部，将由发电部发出的电力作为电源控制部的工作用电力而供给，通过第二工作用电力供 给部，将储存在蓄电池中的电力作为电源控制部的工作用电力而供给。进一步，当由电压检 测部检测出的蓄电池的端子电压低于预先设定的工作电压阈值时，通过蓄电电力供给禁止 部禁止第二工作用电力供给部向电源控制部供给工作用电力。由此，向电源控制部的工作 用电力的供给被中断而电源控制部处于停止状态，从而不能再从蓄电池供给电源控制部的 工作用电力，因此蓄电池处于过放电状态的可能性降低。而且，电源控制部在由于通过蓄电 电力供给禁止部来自第二工作用电力供给部的工作用电力的供给被禁止而停止工作的期 间，当通过第一工作用电力供给部供给由发电部发出的电力时，则启动并解除基于工作用 电力供给禁止部(应为蓄电电力供给禁止部)的工作用电力的供给的禁止。由此，能够让 伴随蓄电池的放电禁止而工作用电力的供给被中断而处于停止状态的电源控制部，随着基 于自然能源的发电量的增大重新启动。


图1是表示本发明的第一实施例所涉及的独立电源系统的结构的一例的方框图。
图2是表示图1所示的控制部、第一电力供给部及第二电力供给部的结构的一例 的方框图。 图3是表示图2所示的电源控制部的动作的一例的流程图。
图4是表示图2所示的电源控制部的动作的一例的流程图。 图5是用于说明本发明的第二实施例所涉及的独立电源系统的控制部、第一电力 供给部、第二电力供给部及自然电力供给禁止部的结构的一例的方框图。
具体实施例方式以下，根据

本发明所涉及的实施方式。另外，各图中附上相同符号的结构
表示的是相同结构，并省略其说明。(第一实施例) 图1是表示本发明的第一实施例所涉及的独立电源系统的结构的一例的方框图。 图1所示的独立电源系统1包括太阳能电池2(发电部)、充放电电路3、蓄电池4、控制部 5、第一 电力供给部6 (第一工作用电力供给部)、第二电力供给部7 (第二工作用电力供给 部)、电压检测部8及连接端子9。而且，在连接端子9连接有负载10。独立电源系统l也 可包含负载IO，也可作为包含负载10的独立的装置。 太阳能电池2是基于自然能源的一例的太阳光进行发电的发电部。太阳能电池2 将其发电电力供给至充放电电路3、第一电力供给部6及连接于连接端子9的负载10。另外，发电部并不限于太阳能电池，例如，可采用风力发电、水力发电、地热发电、潮汐发电、海水温差发电、太阳热发电等基于各种自然能源进行发电的发电装置。 作为蓄电池4，例如使用铅蓄电池、镍氢二次电池、锂离子二次电池等各种二次电池。 充放电电路3是根据来自控制部5的控制信号进行蓄电池4的充放电的电路。充放电电路3采用例如将太阳能电池2的输出电压转换为适合于蓄电池4的充电的电压，或调节充电电流的DC-DC转换器等充电电路；接通和断开从太阳能电池2到蓄电池4的充电路径及从蓄电池4到连接端子9的放电路径的开关元件等。另外，充放电电路3也可不包括上述的充电电路，而是将太阳能电池2的输出电压直接施加于蓄电池4来进行充电。
电压检测部8例如采用AD转换器。电压检测部8检测蓄电池4的端子电压，并将该电压值输出至控制部5。 连接端子9是用于将太阳能电池2或蓄电池4的输出电力供给至负载10的连接端子。连接端子9只要可连接负载10即可，例如可以是端子台(terminal board)或连接器(connector)，也可以是面(land)或垫(pad)等布线图案。 负载10是基于由太阳能电池2发出的电力被驱动的负载电路。负载10并不特别限定，可适合采用例如定点观测用网络摄像机(Web camera)、温度传感器、湿度传感器、街灯、道路标识等。 控制部5向充放电电路3输出控制信号来控制充放电电路3的动作，由此控制蓄电池4的充放电。第一电力供给部6将由蓄电池4(应为太阳能电池2)发出的电力作为控制部5的工作用电力而供给。第二电力供给部7将储存在蓄电池4中的电力作为控制部5的工作用电力而供给。 图2是表示图1所示的控制部5、第一电力供给部6及第二电力供给部7的结构的一例的方框图。图2所示的控制部5包括电源控制部51及调节器(regulator) 52 (工作用电源部)。图2所示的第一电力供给部6采用二极管61。而且，太阳能电池2的输出电压经由二极管61施加于调节器52。 二极管61防止从蓄电池4输出的电流经由第一电力供给部6向太阳能电池2或负载10逆流。 图2所示的第二电力供给部7包括开关元件71、开关元件72 (蓄电电力供给禁止部)及二极管73。开关元件71例如为双极晶体管(bipolar transistor)。开关元件72例如为FET (Field Effect Transistor)。并且，蓄电池4的输出电压经由二极管73及开关元件72施加于调节器52。 而且，开关元件72的栅极经由开关元件71接地，开关元件71的基极连接于电源控制部51 。由此，例如当依据来自电源控制部51的控制信号使开关元件71导通时，开关元件72的栅极处于低电平(low level)从而开关元件72导通。二极管73防止从太阳能电池2输出的电流经由二极管61与开关元件72向蓄电池4逆流。 调节器52基于由第一 电力供给部6及第二电力供给部7供给的电力，生成适合于电源控制部51的工作用电源电压，并供给至该电源控制部51。 电源控制部51例如包括执行指定的运算处理的CPU(Central ProcessingUnit,中央处理器)、存储指定的控制程序的非易失性ROM (Read Only Memory,只读存储器)，暂时存储数据的RAM (Random Access Memory,随机存取存储器)，及其周边电路等。
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而且，电源控制部51例如通过执行存储在ROM中的控制程序，监视由电压检测部8检测出的蓄电池4的端子电压、或例如由省略图示的温度传感器检测出的蓄电池4的温度及外部环境温度等，当蓄电池4即将被过充电时，利用充放电电路3禁止充电，而当蓄电池4即将被过放电时，利用充放电电路3禁止放电，由此防止蓄电池4的过充电及过放电。
而且，电源控制部51当由电压检测部8检测出的蓄电池4的端子电压Vb低于预先设定的工作电压阈值Vth时，通过使开关元件71截止从而让开关元件72截止。这样，例如在夜间太阳能电池2的发电量为0的情况下，当蓄电池4的放电深入而端子电压Vb低于工作电压阈值Vth时，通过电源控制部51让开关元件72截止，从而来自调节器52的电源控制部51的工作用电力的供给中断，电源控制部51停止。由此，蓄电池4向电源控制部51的工作用电力的放电被禁止，从而电源控制部51(应为蓄电池4)处于过放电状态的危险降低。 图3、图4是表示图2所示的电源控制部51的动作的一例的流程图。首先，通过电源控制部51对由电压检测部8检测出的蓄电池4的端子电压Vb和为了防止蓄电池4的过放电而作为应停止放电的电压而被预先设定的负载遮断电压Voff进行比较(步骤Sl)。
并且，当端子电压Vb在负载遮断电压Voff以下(在步骤S1中为"是")时，电源控制部51通过向充放电电路3输出指示禁止向连接端子9 (及连接于连接端子9的负载10)放电的控制信号，从而禁止从蓄电池4向连接端子9 (及连接于连接端子9的负载10)供给电力(步骤S2)。由此，通过充放电电路3，执行例如遮断从蓄电池4到连接端子9的放电路径等操作，从而蓄电池4向负载10的放电被禁止，蓄电池4处于过放电状态的危险降低。
接着，通过电源控制部51对由电压检测部8检测出的蓄电池4的端子电压Vb和被预先设定为低于负载遮断电压Voff的电压的工作电压阈值Vth进行比较(步骤S3)。接着，当端子电压Vb在工作电压阈值Vth以上(在步骤S3中为"否")时，进一步通过电源控制部51对由电压检测部8检测出的蓄电池4的端子电压Vb和被预先设定为高于负载遮断电压Voff的电压的放电允许电压Von进行比较(步骤S4)。作为放电允许电压Von，例如被设定为适合于蓄电池4的使用的电压范围的下限电压。 而且，当端子电压Vb低于放电允许电压Von(在步骤S4中为"否")时，蓄电池4接近过放电处于不适于使用的低充电深度状态，因此返回到步骤S2继续禁止蓄电池4向负载10放电。另一方面，当例如太阳光照射于太阳能电池2等由太阳能电池2发出的电力通过充放电电路3被充入蓄电池4中从而端子电压Vb上升，端子电压Vb在放电允许电压Von以上(在步骤S4中为"是")时，可认为即便蓄电池4放电也不会立即处于过放电状态。
对此，当端子电压Vb在放电允许电压Von以上时(在步骤S4中为"是")，电源控制部51向充放电电路3输出允许从蓄电池4向连接端子9(及连接于连接端子9的负载10)放电的控制信号。这样，通过充放电电路3，例如遮断从蓄电池4到连接端子9的放电路径的开关元件被导通等，从而开始从蓄电池4向负载10的电力供给(步骤S5)，再次重复进行步骤S1至S5的处理。 例如在夜间等太阳能电池2的发电量大致为O，或者低于使电源控制部51工作所需的电力的情况下，电源控制部51基于由蓄电池4、第二电力供给部7及调节器52所供给的电力进行工作。因此，即便通过充放电电路3禁止蓄电池4向负载10的放电，蓄电池4也会为了供给电源控制部51的工作用电力而少量地放电。并且，蓄电池4的端子电压Vb会随着蓄电池4的放电而逐渐下降。 接着，步骤S3中，当蓄电池4的放电深入端子电压Vb低于工作电压阈值Vth时 (在步骤S3中为"是")，通过电源控制部51让开关元件72截止(步骤S6)。这样，来自调 节器52的电源控制部51的工作用电力的供给被中断，电源控制部51停止(步骤S7)。由 此，蓄电池4向电源控制部51的工作用电力的放电被禁止，从而电源控制部51(应为蓄电 池4)处于过放电状态的危险降低。 如上所述，当在电源控制部51停止的状态下(步骤S7)，例如通过太阳光照射于太 阳能电池2等太阳能电池2进行发电时，由于独立电源系统1中设置有第一电力供给部6， 所以太阳能电池2的发电电力会经由二极管61供给至调节器52。并且，当由太阳能电池2 供给的电量达到电源控制部51的可工作的电量时，通过调节器52太阳能电池2的输出电 压被升降至适合于电源控制部51的工作的电压，从而生成工作用电源电压Vop。接着，以此 方式生成的工作用电源电压Vop被供给至电源控制部51 。 电源控制部51当被供给工作用电源电压Vop时，例如通过省略图示的重置电路 (resetcircuit)解除重置而启动(步骤Sll)。如上，独立电源系统l由于具备第一电力供 给部6，所以能够自动地让伴随蓄电池4的放电禁止而工作用电力的供给被中断而处于停 止状态的电源控制部51，随着基于自然能源的发电量的增大重新启动。
当电源控制部51启动后，通过电源控制部51对由电压检测部8检测出的蓄电池 4的端子电压Vb和工作电压阈值Vth进行比较(步骤S12)。而且，当端子电压Vb在工作 电压阈值Vth以上(在步骤S12中为"是")时，通过电源控制部51开关元件71被导通，从 而开关元件72导通(步骤S13)。当开关元件72导通后，蓄电池4的输出电力可供给至调 节器52。这样，可基于蓄电池4的输出电力使电源控制部51工作。此后，重复进行步骤S1 至S13的处理。 由此，即便在根据例如太阳光被云遮住等自然环境的变化而太阳能电池2的发电
量下降的情况下，也可基于蓄电池4的输出电力使电源控制部51稳定工作。 如上所述，能够自动地让伴随蓄电池4的放电禁止而工作用电力的供给被中断而
处于停止状态的电源控制部51，随着基于自然能源的发电量的增大重新启动，因此能够在
保护蓄电池4免过充电或过放电的情况下，可持续使用独立电源系统1。 另外，如果假设不执行步骤S12，而在启动电源控制部51之后无条件地使开关元
件72导通，则在端子电压Vb低于工作电压阈值Vth的情况下，再次从步骤S3转移到步骤
S6而让开关元件72截止，之后又立即在步骤S13中使开关元件72导通，以此方式反复进行
开关元件72的导通、截止。这样一来，随着开关元件72的导通、截止，输入至调节器52的
电压会变动，从调节器52向电源控制部51供给的工作用电源电压Vop会附有噪声，从而电
源控制部51的动作有可能变得不稳定。 然而，在图l所示的独立电源系统l中，通过步骤S12的处理，由于开关元件71在 端子电压Vb达到工作电压阈值Vth以上为止是不会导通的，因此可避免不必要的开关元件 71的导通、断开动作，从而能够降低电源控制部51的工作的稳定性受到破坏的危险。
在本实施例中利用太阳能电池进行了蓄电，但利用风力发电或地热发电等其它自 然能源进行蓄电也能够获得相同的效果。并且，作为蓄电池可使用镍氢电池或锂离子电池 等各种电池，无论电池的种类如何均可获得相同的效果。作为负载，有摄像机或温度传感
8器、湿度传感器等，而无论负载的种类如何均可获得相同的效果。
(第二实施例) 接着，说明本发明的第二实施例所涉及的独立电源系统。图5是用于说明本发明 的第二实施例所涉及的独立电源系统la的控制部5、第一电力供给部6、第二电力供给部7 及自然电力供给禁止部11的结构的一例的方框图。本发明的第二实施例所涉及的独立电 源系统la与独立电源系统1的不同点在于还包括自然电力供给禁止部11。
如图5所示，独立电源系统la中的自然电力供给禁止部11设置在太阳能电池2 与第一电力供给部6之间。图5所示的自然电力供给禁止部11包括稳压二极管12及电容 (capacitor) 13 (蓄电元件)。另外，也可代替电容13而配备二次电池作为蓄电元件。稳压 二极管12的负极(cathode)连接于太阳能电池2，正极(anode)连接于二极管61的正极。 而且，稳压二极管12的负极经由电容13接地。 —般而言，调节器52为了生成预先设定的工作用电源电压Vop，需要被输入根据
调节器52的规格而规定的规定电压以上的电压。当输入电压低于调节器52的规定电压
时，即便为升压型的开关调节器(switching regulator)，也无法生成规定的工作用电源电
压Vop，从而有可能向电源控制部51供给低于工作用电源电压Vop的低电压。 并且，当向电源控制部51供给此种低于工作用电源电压Vop的低电压作为电源电
压时，构成电源控制部51的CPU或R0M、RAM等无法正常工作，从而存在电源控制部51误工
作的危险。 另一方面，太阳能电池或风力发电机等基于自然能源的发电装置的发电量，会根 据自然环境的变化而频繁地变动，无法避免发电量降低为非常低的水平的情况。因此，在图 1、图2所示的独立电源系统1中，当太阳能电池2的发电量基于自然环境的变化而降低时， 存在电源控制部51误工作的危险。 如果是不包括调节器52而从第一电力供给部6直接向电源控制部51供给工作用 电源电压的结构，则随着太阳能电池2的发电量的降低电源控制部51误工作的危险进一步 增大。 对此，在图5所示的自然电力供给禁止部11中，作为可由调节器52生成工作用电 源电压Vop的电压(或者电源控制部51可正常工作的电压)的设定电压，被作为稳压二极 管12的稳压电压而设定。这样，在太阳能电池2的输出电压低于上述设定电压的情况下， 稳压二极管12截止从而太阳能电池2的输出电力不会被供给至第一电力供给部6，其结果， 第一电力供给部6向调节器52的工作用电力的供给被禁止。由此，即便在太阳能电池2的 发电量根据自然环境的变化而降低时，电源控制部51误工作的危险也会降低。
而且，基于自然能源的发电装置的发电量会根据自然环境的变化而频繁地变动。 尤其是对于太阳光发电或风力发电，恶劣天气情况下的发电量的变动明显。随着此种临时 的发电量的变动，电源控制部51频繁地反复启动和停止，从而有可能破坏工作的稳定性。
另一方面，在图5所示的自然电力供给禁止部11中，利用电容13对太阳能电池2 的输出电压进行平滑，将临时的电压变动被吸收后的电压施加于稳压二极管12的负极，因 此能够降低因临时的电压变动稳压二极管12被导通的危险。其结果，随着临时的发电量的 变动而电源控制部51频繁地反复启动与停止的危险降低，从而工作的稳定性受损的危险 降低。
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而且，在图5所示的自然电力供给禁止部11中，稳压二极管12的负极电压与电容 13的充电电压相等。因此，太阳能电池2的电力供给会持续根据电容13的容量所设定的指 定的设定时间以上，从而电容13被充电，稳压二极管12的负极电压变为稳压电压以上，其 结果稳压二极管12导通。而且，当稳压二极管12导通时，太阳能电池2的发电电力经由第 一电力供给部6被供给至调节器52，即向调节器52的工作用电力的供给禁止被解除。
由此，在太阳能电池2的电力供给持续了指定的设定时间以上的情况下，也就是 认为自然环境稳定的情况下，稳压二极管12导通，太阳能电池2的发电电力经由第一电力 供给部6被供给至调节器52，从调节器52输出工作用电源电压Vop，由此电源控制部51被 启动，其结果，电源控制部51频繁地反复启动和停止的危险降低，从而电源控制部51的工 作的稳定性受损的危险降低。 也就是，本发明所涉及的独立电源系统包括基于自然能源进行发电的发电部； 储存由所述发电部发出的电力的蓄电池；用于连接负载的连接端子；控制所述蓄电池向所 述连接端子的放电的电源控制部；将由所述发电部发出的电力作为所述电源控制部的工作 用电力而供给的第一工作用电力供给部；将储存在所述蓄电池中的电力作为所述电源控制 部的工作用电力而供给的第二工作用电力供给部；检测所述蓄电池的端子电压的电压检 测部；以及当由所述电压检测部检测出的端子电压低于预先设定的工作电压阈值时，禁止 所述第二工作用电力供给部向所述电源控制部供给工作用电力的蓄电电力供给禁止部，其 中，所述电源控制部，在由于通过所述蓄电电力供给禁止部来自所述第二工作用电力供给 部的工作用电力的供给被禁止而停止工作的期间，当通过所述第一工作用电力供给部供给 由所述发电部发出的电力时，则启动并解除基于所述工作用电力供给禁止部(应为蓄电电 力供给禁止部)的工作用电力的供给的禁止。 根据该结构，由发电部基于自然能源发出的电力由蓄电池进行蓄电。而且，通过电 源控制部控制从蓄电池向连接有负载的连接端子的放电。并且，通过第一工作用电力供给 部，将由发电部发出的电力作为电源控制部的工作用电力而供给，通过第二工作用电力供 给部，将储存在蓄电池中的电力作为电源控制部的工作用电力而供给。进一步，当由电压检 测部检测出的蓄电池的端子电压低于预先设定的工作电压阈值时，通过蓄电电力供给禁止 部禁止第二工作用电力供给部向电源控制部供给工作用电力。由此，向电源控制部的工作 用电力的供给中断而电源控制部处于停止状态，从而不会再从蓄电池供给电源控制部的工 作用电力，因此蓄电池处于过放电状态的可能性降低。而且，电源控制部在由于通过蓄电电 力供给禁止部来自第二工作用电力供给部的工作用电力的供给被禁止而停止工作的期间， 当通过第一工作用电力供给部供给由发电部发出的电力时，则启动并解除基于工作用电力 供给禁止部(应为蓄电电力供给禁止部)的工作用电力的供给的禁止。由此，能够让伴随 蓄电池的放电禁止而工作用电力的供给被中断而处于停止状态的电源控制部，随着基于自 然能源的发电量的增大重新启动。 而且，较为理想的是，所述独立电源系统还包括当所述发电部的输出电压低于预 先设定的设定电压时，禁止所述第一工作用电力供给部向所述电源控制部供给工作用电力 的自然电力供给禁止部。 因为基于自然能源的发电量会根据自然环境的变化而变动，所以来自发电部的电 力供给量有时会处于低水平。当此种低水平的电力作为工作用电力从第一工作用电力供给部供给至电源控制部时，因工作用电力不足，电源控制部的工作有可能变得不稳定。
然而根据该结构，当发电部的发电量根据自然环境的变化而减少，发电部的输出 电压下降至低于预先设定的设定电压时，则通过自然电力供给禁止部禁止第一工作用电力 供给部向电源控制部的工作用电力的供给，其结果，电源控制部停止工作。由此，因工作用 电力的供给不足而导致电源控制部进行不稳定工作的危险得以降低。 而且，较为理想的是，所述自然电力供给禁止部，在来自所述第一工作用电力供给 部的工作用电力的供给被禁止的状态下，当所述发电部的电力供给持续了指定的设定时间 以上时，允许来自该第一工作用电力供给部的工作用电力的供给。 基于自然能源的发电装置会根据自然环境的变化而频繁地变动。尤其在太阳光发 电或风力发电中，恶劣天气情况下的发电量的变动明显。如果伴随此种临时的发电量的变 动电源控制部频繁地反复启动和停止，有可能破坏工作的稳定性。 然而根据该结构，在第一工作用电力供给部的基于自然能源的工作用电力的供给 被禁止的状态下，当发电部的电力供给持续了指定的设定时间以上时，也就是认为自然环 境在一定程度上稳定时，通过自然电力供给禁止部允许来自该第一工作用电力供给部的工 作用电力的供给。由此，因随着自然环境的变化而引起的临时的发电量的变动，电源控制部 频繁地反复启动和停止的危险得以降低，从而电源控制部的工作的稳定性受损的危险得以 降低。 而且，较为理想的是，所述自然电力供给禁止部具有平滑所述发电部的输出电压 的蓄电元件，当通过所述蓄电元件平滑后的电压超过所述设定电压时，认为所述发电部的 电力供给持续了所述设定时间以上，允许来自该第一工作用电力供给部的工作用电力的供 给。 根据该结构，有可能基于自然环境的变化而频繁变动的发电部的输出电压被蓄电 元件平滑，从而临时的电压变动被吸收。并且，当以此方式平滑的电压超过设定电压时，认 为发电部的电力供给持续了用于将蓄电元件充电至设定电压所需的设定时间以上，因此认 为自然环境一定程度上稳定。因此，此种结构的自然电力供给禁止部易于在被认为吸收临 时的电压变动并且自然环境一定程度上稳定的情况下，允许来自该第一工作用电力供给部 的工作用电力的供给。 而且，较为理想的是，所述自然电力供给禁止部具有设置在从所述发电部向所述 第一工作用电力供给部的电力供给路径中的稳压二极管，其中，所述蓄电元件的端子电压 被施加于该稳压二极管的负极，所述设定电压为该稳压二极管的稳压电压；当所述蓄电元 件的端子电压低于所述设定电压时，所述稳压二极管截止，禁止所述工作用电力的供给；当 所述蓄电元件的端子电压超过所述设定电压时，所述稳压二极管导通，允许所述工作用电 力的供给。 根据该结构，有可能基于自然环境的变化而频繁变动的发电部的输出电压被蓄电 元件平滑后，被施加于稳压二极管的负极。这样，当蓄电元件的端子电压、也就是被由蓄电 元件平滑后的电压低于设定电压时，稳压二极管截止，从而禁止从第一工作用电力供给部 向电源控制部供给工作用电力。另一方面，当蓄电元件的端子电压、也就是被由蓄电元件平 滑后的电压超过设定电压时，稳压二极管导通，由此允许从第一工作用电力供给部向电源 控制部供给工作用电力。据此，能够以简单结构实现可在认为临时的电压变动被吸收，且自
11然环境一定程度上稳定的情况下允许来自该第一工作用电力供给部的工作用电力的供给的自然电力供给禁止部。 而且，较为理想的是，所述独立电源系统还包括基于从所述第一工作用电力供给部供给的工作用电力和从所述第二工作用电力供给部供给的工作用电力，生成适合于所述电源控制部的工作用电源电压，并供给至该电源控制部的工作用电源部，所述设定电压被设定为，当该设定电压作为所述工作用电力而被供给至所述工作用电源部时所述工作用电源部可生成所述工作用电源电压的电压。 由第一工作用电力供给部所供给的基于自然能源的工作用电力会根据自然环境的变化而变动，因此电压会变得不稳定。而且，由第二工作用电力供给部作为工作用电力供给的蓄电池的放电电力的电压值会根据蓄电池的充电深度而变动。为此，由第一及第二工作用电力供给部所供给的工作用电力均有可能无法达到适合于电源控制部的工作的电压值，从而电源控制部的工作有可能变得不稳定。 然而根据该结构，通过工作用电源部，基于由第一工作用电力供给部供给的工作用电力及由第二工作用电力供给部供给的工作用电力，生成适合于电源控制部的工作用电源电压，并供给至该电源控制部，因此能够稳定地将作为适合于电源控制部的电压的工作用电源电压供给至电源控制部，从而能够稳定电源控制部的工作。 而且，较为理想的是，所述电源控制部，当来自所述第二工作用电力供给部的工作用电力供给被禁止而停止工作的期间又启动并且由所述电压检测部检测出的端子电压为所述工作电压阈值以上的情况下，解除基于所述工作用电力供给禁止部(应为蓄电电力供给禁止部)的工作用电力的供给的禁止。 当电源控制部在第二工作用电力供给部的工作用电力供给被禁止而停止工作的期间又启动时，如果无条件地解除工作用电力供给禁止部(应为蓄电电力供给禁止部)对工作用电力的供给的禁止，则有可能因蓄电池的端子电压低于工作电压阈值而再次通过蓄电电力供给禁止部禁止工作用电力的供给。这样一来，向电源控制部的电力供给的禁止与解除反复进行，从而电源控制部的工作有可能变得不稳定。 然而根据该结构，电源控制部在第二工作用电力供给部的工作用电力供给被禁止而停止工作的期间又启动并且蓄电池的端子电压未达到工作电压阈值以上时，工作用电力供给禁止部(应为蓄电电力供给禁止部)对工作用电力的供给的禁止不会被解除，因此向电源控制部的电力供给的禁止与解除反复进行而使电源控制部的工作变得不稳定的危险得以降低。 而且，较为理想的是，所述电源控制部，当由所述电压检测部检测出的端子电压处于被设定为高于所述工作电压阈值的电压的负载遮断电压以下时，禁止所述蓄电池向所述连接端子的放电；在禁止向该连接端子的放电的期间内，当由所述电压检测部检测出的端子电压处于被设定为高于所述负载遮断电压的电压的放电允许电压以上时，允许所述蓄电池向所述连接端子的放电。 根据该结构，当由电压检测部检测出的端子电压为被设定为高于工作电压阈值的电压的负载遮断电压以下时，通过电源控制部禁止蓄电池向连接端子的放电。此时，在由电压检测部检测出的端子电压为高于工作电压阈值的电压的情况下，也就是不存在第二工作用电力供给部的工作用电力供给被禁止而使电源控制部停止的危险时，通过电源控制部禁止蓄电池向连接端子的放电，因此能够提高禁止蓄电池放电的可靠性。而且，在禁止向该连接端子的放电的期间内，当蓄电池的端子电压为被设定为高于负载遮断电压的电压的放电允许电压以上时，通过电源控制部允许蓄电池向连接端子的放电。此时，当蓄电池被充电而端子电压达到放电允许电压以上时，能够向负载供给电力。
产业上的可利用性 本发明所涉及的利用自然能源的独立电源系统，可适宜地用作为将太阳光发电、风力发电、水力发电、地热发电、潮汐发电、海水温差发电、太阳热发电等各种基于自然能源发出的电力，并供给至定点观测用网络摄像机、温度传感器、湿度传感器、街灯、道路标识等各种负载的独立电源系统。
权利要求
一种独立电源系统，其特征在于包括发电部，基于自然能源进行发电；蓄电池，储存由所述发电部发出的电力；连接端子，用于连接负载；电源控制部，控制所述蓄电池向所述连接端子的放电；第一工作用电力供给部，将由所述发电部发出的电力作为所述电源控制部的工作用电力而供给；第二工作用电力供给部，将储存在所述蓄电池的电力作为所述电源控制部的工作用电力而供给；电压检测部，检测所述蓄电池的端子电压；以及蓄电电力供给禁止部，当由所述电压检测部检测出的端子电压低于预先设定的工作电压阈值时，禁止所述第二工作用电力供给部向所述电源控制部供给工作用电力，其中，所述电源控制部，在由于通过所述蓄电电力供给禁止部来自所述第二工作用电力供给部的工作用电力的供给被禁止而停止工作的期间，当通过所述第一工作用电力供给部供给由所述发电部发出的电力时，启动并解除基于所述工作用电力供给禁止部的工作用电力的供给的禁止。
2. 根据权利要求1所述的独立电源系统，其特征在于还包括自然电力供给禁止部，当所述发电部的输出电压低于预先设定的设定电压时，禁止所 述第一工作用电力供给部向所述电源控制部供给工作用电力。
3. 根据权利要求2所述的独立电源系统，其特征在于所述自然电力供给禁止部，在来自所述第一工作用电力供给部的工作用电力的供给被 禁止的状态下，当所述发电部的电力供给持续了指定的设定时间以上时，允许来自该第一 工作用电力供给部的工作用电力的供给。
4. 根据权利要求3所述的独立电源系统，其特征在于所述自然电力供给禁止部，具备平滑所述发电部的输出电压的蓄电元件，当通过所述 蓄电元件平滑后的电压超过所述设定电压时，认为所述发电部的电力供给持续了所述设定 时间以上，允许来自该第一工作用电力供给部的工作用电力的供给。
5. 根据权利要求4所述的独立电源系统，其特征在于所述自然电力供给禁止部具备设置在从所述发电部向所述第一工作用电力供给部的 电力供给路径中的稳压二极管，其中，所述蓄电元件的端子电压被施加于该稳压二极管的 负极，所述设定电压为该稳压二极管的稳压电压，当所述蓄电元件的端子电压低于所述设定电压时，所述稳压二极管截止，从而禁止所 述工作用电力的供给；当所述蓄电元件的端子电压超过所述设定电压时，所述稳压二极管导通，从而允许所 述工作用电力的供给。
6. 根据权利要求2至5中任一项所述的独立电源系统，其特征在于还包括工作用电源部，基于从所述第一工作用电力供给部供给的工作用电力和从所述第二工 作用电力供给部供给的工作用电力，生成适合于所述电源控制部的工作用电源电压，并供 给至该电源控制部，所述设定电压被设定为，当该设定电压作为所述工作用电力而被供给至所述工作用电 源部时所述工作用电源部可生成所述工作用电源电压的电压。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的独立电源系统，其特征在于所述电源控制部，在来自所述第二工作用电力供给部的工作用电力供给被禁止而停止 工作的期间又启动并且由所述电压检测部检测出的端子电压为所述工作电压阈值以上的 情况下，解除基于所述工作用电力供给禁止部的工作用电力的供给的禁止。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的独立电源系统，其特征在于所述电源控制部，当由所述电压检测部检测出的端子电压处于被设定为高于所述工 作电压阈值的电压的负载遮断电压以下时，禁止所述蓄电池向所述连接端子的放电；在禁 止向该连接端子的放电的期间内，当由所述电压检测部检测出的端子电压处于被设定为高 于所述负载遮断电压的电压的放电允许电压以上时，允许所述蓄电池向所述连接端子的放 电。
全文摘要
本发明提供一种独立电源系统，包括控制蓄电池(4)向连接端子(9)的放电的电源控制部(51)；将由太阳能电池(2)发出的电力作为电源控制部(51)的工作用电力而供给的第一电力供给部(6)；将储存在蓄电池(4)中的电力作为电源控制部(51)的工作用电力而供给的第二电力供给部(7)；以及当蓄电池(4)的端子电压低于工作电压阈值时，禁止第二电力供给部(7)向电源控制部(51)供给工作用电力的开关元件(72)，其中，电源控制部(51)在开关元件(72)截止而停止工作的期间内，当通过第一电力供给部(6)供给由太阳能电池(2)发出的电力时启动，并让开关元件(72)导通。
文档编号H02J7/35GK101765956SQ20088010049
公开日2010年6月30日 申请日期2008年6月3日 优先权日2007年7月27日
发明者前川和也 申请人:松下电器产业株式会社