[发明专利]直流稳定电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及直流稳定电源装置，该直流稳定电源装置降低来自输出功率不稳定的太阳能电池的电源的电压，并向测量设备等等供应必需的稳定电压。

背景技术

近年来，为了对付全球变暖问题，太阳能电池的发电系统已经快速地广泛发展。此外，该发电系统的效率已经被增强，而其工作设备已经改进成稳定的。因此，在发电设备的规模是大的情形中，与之关联的测量设备成为必需的，且还要求节省功率和允许稳定工作的性能，以便向测量设备供应电源。

到目前为止，在操作测量设备的供应侧的电源电压和测量设备等所必需电源电压彼此不同的情形中，电源电压值已经用串联型恒定电压电路或包含有良好功率转换效率的开关元件的恒定电压电路降低。

例如，在专利文献1中，公开一种直流稳定电源装置，其中串联型恒定电压电路与包含开关元件的稳定处理电路被相互组合。图8是专利文献1中描述的直流稳定电源装置的示意图。

在图8中，整流器电路10对AC 100V整流，并作为开关电源电路11的输入电压向之供应电流。开关电源电路11通过比较器133，把三角波产生电路132产生的三角波与电感器135的输出电压及三端调整器12的输出电压比较。按此方式，开关电源电路11建立必需的开关控制信号，并驱动开关元件131。具体地说，开关电源电路11中一旦被降低的电压，进一步被三端调整器12转换成电源负载RL所必需的低电压，其后向之供应电流。

然而，从专利文献1中看到的这种常用配置中，在光电池发电的电压超过500V的情形下，对开关元件没有所要求的高的耐压性能余量，而且，在如此高电压的时间上，开关元件的控制电路需要大的功率，导致电路的复杂性和电路元件性能的要求，从而要实现这种配置是困难的。

此外，在专利文献2中公开了在诸如多云天气的不稳定状态中，一种使用太阳能电池输出的电源装置与电池的组合。然而，在这种配置中，电池的寿命受充电/放电次数的限制，不能被用在期待长寿命的光电池发电装置使用的测量装置中。

再有，在专利文献3中公开了在从太阳能电池向电源供应的功率短路的情形下，由与之并联的商用电源供应功率。然而，在这种配置中，使用了商用电源，从而，尤其是大规模光电池发电设备中，布设电源线路的费用巨大，并消耗额外的功率。

还有，在专利文献4中公开了一种电源装置，它通过开关元件向低电压负载供应高电压的功率。然而，在这种配置中，与专利文献1类似的问题仍然存在。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公布(JP-A)No.245492/94

专利文献2：日本专利申请公布(JP-A)No.2000-23369

专利文献3：日本专利申请公布(JP-A)No.2006-280177

专利文献4：日本专利申请公布(JP-A)No.2003-209968

发明内容

本发明要解决的问题

在光电池发电中，在早晨时间电压从0V上升，并且在白天期间，发电条件不同，依赖于天气不仅诸如晴朗的天气，而且还有多云天气及下雨天气，此外还有晴朗和阳光充足的天气。另外，由于太阳光方向和作为太阳能电池模块的板的方向之间差异，发电效率随白天的时间而不同，因此，发电的电压随太阳辐射量而猛烈地和巨大地变化。当如上所描述，被输入串联型恒定电压电路的电压起伏很大时，输入电压与输出电压之间的差同样起伏很大，且功率损耗也起伏很大。因此，对光电池发电，在制备部件时不得不选择假定功率损耗的最坏情形条件，并且大的散热板已经不得不被用于控制FET。

在如图9所示太阳能电池的大规模发电中，多个太阳能电池模块41被相互串联，从而形成每个串42。而且，多个串42被相互并联，从而形成太阳能电池电源43。太阳能电池电源43被允许通过使功率转化为商用交流电源的逆变器140供应功率。在诸如以上所述的发电系统中，安装有测量设备45，它在发电环境中监控电压、电流等等。从外部向测量设备45供应功率。就其电源来说，如果能够从太阳能电池向其供应功率，则不需要额外的布线。然而，串42中由多个太阳能电池模块41产生的电压，被设计成300V到1000V，因此，为了降低电压到测量设备45需要的约3V到5V的范围，存在下面这样的困难。

(i)在串联型恒定电压电路中，功率损耗是大的，所以必须采取克服电路发热的措施，而在其中电流值大的情形中，大的散热装置是必需的。

(ii)必需使用太阳能电池板产生的功率，同时使有关的功率降至最小。