JPH09261861A - Reverse current preventing apparatus, rectifier apparatus and solar beam power generating system - Google Patents
Reverse current preventing apparatus, rectifier apparatus and solar beam power generating systemInfo
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- JPH09261861A JPH09261861A JP8065979A JP6597996A JPH09261861A JP H09261861 A JPH09261861 A JP H09261861A JP 8065979 A JP8065979 A JP 8065979A JP 6597996 A JP6597996 A JP 6597996A JP H09261861 A JPH09261861 A JP H09261861A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば太陽電池を
電源とし、そこで発生する電力を負荷に供給するように
構成されている太陽光発電システム、あるいは、ＲＶ
車、電気自動車など単一の電源から複数のバッテリへ電
力を供給するように構成されている複数バッテリシステ
ムなどにおいて、電源からの出力電圧の低下に伴って太
陽電池などの電源側に電流が逆流するのを防止するため
に、電源と負荷（バッテリ）との間に逆流防止用ダイオ
ードを直列に介在させてなる逆流防止装置およびこの逆
流防止装置を有効に利用することが可能な整流装置およ
び太陽光発電システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar power generation system or an RV system, which is configured to use, for example, a solar cell as a power source and supply the electric power generated therein to a load.
In a multiple battery system such as a car or electric vehicle that is configured to supply power to multiple batteries from a single power source, a reverse current flows to the power source side such as a solar cell as the output voltage from the power source decreases. In order to prevent this, a backflow prevention device in which a backflow prevention diode is interposed in series between a power source and a load (battery), and a rectification device and a sun which can effectively use this backflow prevention device Regarding photovoltaic system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上述のような逆流防止用ダイオードを介
在させてなるシステムとして、例えば図１０に示される
太陽光発電システムがある。2. Description of the Related Art A solar power generation system shown in FIG. 10 is an example of a system in which the above-described backflow preventing diode is interposed.
【０００３】この太陽光発電システムにおいては、日中
のように日照量が多くて電源である太陽電池５０からの
出力電圧が大きく、負荷５１側に順方向の電流Ｉが流れ
ているとき、その電流Ｉがダイオード５２を通過するた
めに、約１Ｖ程度の電圧降下によって電力損失が発生
し、発電効率の低下の要因となる。In this solar power generation system, when the amount of sunlight is large and the output voltage from the solar cell 50, which is a power source, is large and the forward current I is flowing to the load 51 side, Since the current I passes through the diode 52, a power drop occurs due to a voltage drop of about 1 V, which causes a decrease in power generation efficiency.
【０００４】これを解決する手段として、従来、特開平
２ー１６８８１９号公報に開示されているように、順方
向に電流が流れているときの電力損失の発生を可及的に
抑制することを可能とした電源装置が開発されている。
ここに、提案されている電源装置を太陽光発電システム
に置き換えて示すと、概略的に図１１のような構成とな
る。As a means for solving this, conventionally, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-168819, it is necessary to suppress the occurrence of power loss when a current flows in the forward direction as much as possible. An enabling power supply has been developed.
If the proposed power supply device is replaced with a solar power generation system, the configuration is schematically shown in FIG.
【０００５】図１１において、５０は太陽電池であり、
この太陽電池５０と負荷５１との間に直列に介在されて
いる逆流防止用ダイオード５２に対して並列にリレー接
点５３を接続し、通常、つまり太陽電池５０の出力電圧
が大きいときは、ダイオード５２をバイパスさせてオン
状態にあるこのリレー接点５３を通じて電力を負荷５１
側へ供給する一方、太陽電池５０の出力電圧が所定値以
下になったときは、電圧検出回路５４を介してリレー接
点５３をオフ状態にして太陽電池５０側への逆流を防止
するように構成したものである。In FIG. 11, 50 is a solar cell,
The relay contact 53 is connected in parallel to the backflow prevention diode 52 interposed in series between the solar cell 50 and the load 51. Normally, that is, when the output voltage of the solar cell 50 is large, the diode 52 Power is supplied to the load 51 through the relay contact 53 that is in the ON state by bypassing the
On the other hand, when the output voltage of the solar cell 50 falls below a predetermined value, the relay contact 53 is turned off via the voltage detection circuit 54 to prevent backflow to the solar cell 50 side. It was done.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
おいては、太陽電池５０などの電源の出力電圧の低下を
検出してリレー接点５３をオフ状態にするものであるか
ら、例えば電源の出力電圧が所定値を越えている状態
で、バッテリ側の端子電圧以下になったような条件下で
は、バッテリ側から電源側に逆向きの電流が流れようと
する逆流現象が発生し、このような逆流現象を電圧検出
回路５４で検出することができない。In the above-mentioned conventional technique, the relay contact 53 is turned off by detecting a decrease in the output voltage of the power source such as the solar cell 50. Therefore, for example, the output voltage of the power source is Under a condition where the voltage drops below the terminal voltage on the battery side when the voltage exceeds the specified value, a reverse current phenomenon occurs in which a reverse current tries to flow from the battery side to the power supply side. The phenomenon cannot be detected by the voltage detection circuit 54.
【０００７】したがって、従来の逆流防止装置において
は、逆流防止用ダイオード５２の使用による本来の逆流
防止機能を達成できない場合があるとともに、新たな損
失電力が発生するという課題があった。Therefore, in the conventional backflow prevention device, there is a problem that the original backflow prevention function due to the use of the backflow prevention diode 52 may not be achieved and a new power loss is generated.
【０００８】また、このような課題を解決するために、
本件出願人が、平成７年１１月３０日に、「逆流防止装
置、整流装置並びに太陽光発電システム」（特願平７−
３３７７４７号）として提案した逆流防止装置がある。Further, in order to solve such a problem,
The applicant of the present application, on November 30, 1995, "Reflow prevention device, rectifying device and solar power generation system" (Japanese Patent Application No. 7-
There is a backflow prevention device proposed as No. 337747).
【０００９】この提案に係る逆流防止装置においては、
太陽電池と、この太陽電池からの電力を蓄積および放出
するバッテリとを、逆流防止用ダイオードを介して接続
し、このダイオードに、このダイオードよりもオン時の
損失電力の小さいスイッチング手段を並列に接続し、こ
のスイッチング手段をオンオフする電流検出手段とし
て、太陽電池とバッテリとの間に電流検出抵抗等の電流
検出素子を接続し、太陽電池からの発電電流の大きさ
を、この電流検出素子で検出し、この検出出力でコンパ
レータの出力を制御し、このコンパレータ出力でもって
スイッチング手段をオンオフさせるようにしたものであ
るが、この逆流防止装置においても電流検出素子でやは
り電力損失が発生するという課題があった。In the backflow prevention device according to this proposal,
A solar cell and a battery that stores and discharges the power from this solar cell are connected via a backflow prevention diode, and this diode is connected in parallel with a switching means that has a smaller power loss when it is on than this diode. As a current detection means for turning on / off this switching means, a current detection element such as a current detection resistor is connected between the solar cell and the battery, and the magnitude of the generated current from the solar cell is detected by this current detection element. Then, the output of the comparator is controlled by this detection output, and the switching means is turned on and off by the output of this comparator.However, even in this backflow prevention device, there is still a problem that power loss also occurs in the current detection element. there were.
【００１０】さらに、電源として太陽電池を用い、この
太陽電池とＤＣ／ＡＣソーラインバータとの間に逆流防
止装置を設けた太陽光発電システムがあるが、このよう
なシステムにおいては、逆流防止装置による電力損失に
よってその発電効率が低下しているとともに、その電力
損失による発熱構造が必要でその小型化の促進が図れな
いという課題もあった。Further, there is a solar power generation system in which a solar cell is used as a power source and a backflow prevention device is provided between the solar cell and a DC / AC solar inverter. In such a system, the backflow prevention device is used. There is also a problem that the power generation efficiency is reduced due to the power loss, and a heat generating structure is required due to the power loss, and the miniaturization cannot be promoted.
【００１１】本発明は、上述のような課題に鑑みて為さ
れたものであって、逆流防止を確実に行えるとともに、
電流検出素子を不要として電力損失を可及的に低減した
逆流防止装置を提供し、また、この逆流防止装置による
電力損失の低減効果を活用して、整流効率の向上を図っ
た整流装置および発電効率の向上並びにシステムの小型
化を図った太陽光発電システムを提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can surely prevent backflow, and
We provide a backflow prevention device that does not require a current detection element to reduce power loss as much as possible, and by utilizing the effect of reducing power loss by this backflow prevention device, a rectification device and a power generation system that improve rectification efficiency. It is an object of the present invention to provide a photovoltaic power generation system with improved efficiency and a smaller system.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured as follows.
【００１３】すなわち、本発明の逆流防止装置は、電源
と負荷との間に接続された逆流防止用ダイオードと、こ
のダイオードに並列に接続されるとともに、前記ダイオ
ードよりもオン時の損失電力が小さいスイッチング手段
とを備える逆流防止装置であって、前記逆流防止用ダイ
オードの両端間電圧差に応じて前記スイッチング手段を
オンオフ制御する制御手段を備えるものである。That is, in the backflow prevention device of the present invention, the backflow prevention diode is connected between the power source and the load, and is connected in parallel to this diode, and the power loss at the time of ON is smaller than that of the diode. A backflow prevention device comprising a switching means, and a control means for controlling ON / OFF of the switching means according to a voltage difference between both ends of the backflow prevention diode.
【００１４】また、前記制御手段は、前記逆流防止用ダ
イオードの両端間電圧差を検出する検出手段と、検出さ
れた両端間電圧差が既定値以下のときは、前記スイッチ
ング手段をオフして負荷から電源への電力の逆流を逆流
防止用ダイオードで防止させる一方、既定値を超えたと
きは、前記スイッチング手段をオンして電源の電力を該
スイッチング手段を介して負荷に供給させるオンオフ手
段とを有する構成としてもよい。Further, the control means detects the voltage difference between both ends of the backflow prevention diode, and when the detected voltage difference between both ends is less than a predetermined value, turns off the switching means. The backflow of power from the power source to the power source is prevented by the backflow prevention diode, and when the predetermined value is exceeded, the switching means is turned on to turn on / off means for supplying the power of the power source to the load through the switching means. It may be configured to have.
【００１５】前記制御手段は、前記スイッチング手段を
オフからオンに動作させる際の既定値と、オンからオフ
に動作させる際の既定値とを異ならせたヒステリシス特
性を有するものとするのが好ましい。It is preferable that the control means has a hysteresis characteristic in which a predetermined value when the switching means is operated from off to on is different from a predetermined value when the switching means is operated from on to off.
【００１６】また、本発明の逆流防止装置は、電源と、
この電源から供給される電力を蓄積および放出するバッ
テリとを逆流防止用ダイオードを介して接続するととも
に、前記逆流防止用ダイオードに、このダイオードより
もオン時の損失電力が小さい第１スイッチング手段を並
列に接続してなる逆流防止装置であって、前記逆流防止
用ダイオードの両端間電圧差を検出する検出手段と、検
出された両端間電圧差が既定値以下のときは、前記第１
スイッチング手段をオフしてバッテリから電源への電力
の逆流を逆流防止用ダイオードで防止させる一方、既定
値を超えたときは、前記第１スイッチング手段をオンし
て電源の電力を該第１スイッチング手段を介してバッテ
リに供給させるオンオフ手段と、前記バッテリの過充電
を防止する過充電防止回路とを備え、前記過充電防止回
路は、前記電源に並列に接続された第２スイッチング手
段を有し、該第２スイッチング手段は、前記バッテリの
端子間電圧が所定値以上のときにオンされるものであ
る。The backflow prevention device of the present invention comprises a power source,
A battery that stores and discharges the power supplied from the power source is connected through a backflow prevention diode, and the backflow prevention diode is connected in parallel with a first switching unit that has a smaller power loss when turned on than the diode. A backflow prevention device connected to the detecting means for detecting a voltage difference between both ends of the backflow prevention diode; and when the detected voltage difference between both ends is equal to or less than a predetermined value, the first
The switching means is turned off to prevent the backflow of the electric power from the battery to the power source by the backflow prevention diode, and when the predetermined value is exceeded, the first switching means is turned on and the electric power of the power source is supplied to the first switching means. An on / off means for supplying the battery to the battery via an overcharge prevention circuit and an overcharge prevention circuit for preventing overcharge of the battery, the overcharge prevention circuit having a second switching means connected in parallel to the power source, The second switching means is turned on when the terminal voltage of the battery is equal to or higher than a predetermined value.
【００１７】本発明の太陽光発電システムは、太陽電池
とソーラインバータとの間に、本発明の逆流防止装置を
接続してなるものである。The solar power generation system of the present invention comprises the backflow prevention device of the present invention connected between a solar cell and a solar inverter.
【００１８】また、本発明の逆流防止装置を、単一の電
源から車両における複数のバッテリへの電力供給系のう
ち少なくともエンジン用バッテリへの電力供給系に介在
されている逆流防止ダイオードに代えて用いてもよい。Further, the backflow prevention device of the present invention is replaced with a backflow prevention diode interposed in at least the power supply system for the engine battery among the power supply systems for the plurality of batteries in the vehicle from the single power source. You may use.
【００１９】本発明の整流装置は、電源と、この電源で
発生する電力が供給される負荷との間に介在される整流
回路を構成する複数の整流用ダイオードに代えて、本発
明の逆流防止装置を用いたものである。The rectifying device of the present invention replaces the plurality of rectifying diodes forming a rectifying circuit interposed between the power source and the load to which the power generated by the power source is supplied, instead of the backflow prevention of the present invention. It uses a device.
【００２０】本発明の逆流防止装置によれば、電源の出
力電流が大きくなって逆流防止用ダイオードの両端間電
圧差が、既定値を超えたときには、電源側から負荷側へ
の順方向の電流は、逆流防止用ダイオードに対して並列
に接続されてオン状態にある損失電力の小さいスイッチ
ング手段を介して負荷側に流れることになるために、逆
流防止用ダイオードを通じて流れる場合に比べて電圧降
下による電力損失が非常に小さくなる。また、電源の出
力電流が小さくなって逆流防止用ダイオードの両端間電
圧差が、既定値以下となったとき、すなわち、電源の出
力電圧が低下したり、あるいは、負荷がバッテリである
ときに、そのバッテリの端子電圧が、電源の出力電圧を
超えるようになると、スイッチング手段がオフされるた
めに、負荷側から電源側への逆方向の電流が、逆流防止
用ダイオードによって阻止されて逆流が確実に防止され
る。According to the backflow prevention device of the present invention, when the output current of the power supply becomes large and the voltage difference across the backflow prevention diode exceeds the predetermined value, the forward current from the power supply side to the load side is increased. Is connected in parallel to the backflow prevention diode and flows to the load side via the switching means with a small loss power that is in the ON state. Power loss is very small. Also, when the output current of the power supply decreases and the voltage difference across the backflow prevention diode falls below a specified value, that is, when the output voltage of the power supply drops or the load is a battery, When the terminal voltage of the battery exceeds the output voltage of the power supply, the switching means is turned off, so the reverse current from the load side to the power supply side is blocked by the backflow prevention diode and the reverse flow is ensured. To be prevented.
【００２１】しかも、逆流防止用ダイオードの両端間電
圧差を検出してスイッチング手段のオンオフの制御を行
うので、本件出願人が先に提案した逆流防止装置のよう
な電流検出素子等が不要となり、そこで発生していた電
力損失を無くすことが可能となる。Moreover, since the voltage difference between both ends of the backflow prevention diode is detected to control ON / OFF of the switching means, a current detection element or the like such as the backflow prevention device previously proposed by the applicant of the present application becomes unnecessary, It is possible to eliminate the power loss that has occurred there.
【００２２】さらに、前記スイッチング手段をオフから
オンに動作させる際の既定値と、オンからオフに動作さ
せる際の既定値とを異ならせたヒステリシス特性を有し
ているので、電源の出力電流の変動によってスイッチン
グ手段のオンオフが繰り返されることがなく、電力損失
を一層小さくすることができる。Further, since there is a hysteresis characteristic in which the default value when operating the switching means from off to on and the default value when operating from on to off are different, the output current of the power supply Since the switching means is not repeatedly turned on and off due to fluctuations, power loss can be further reduced.
【００２３】さらに、本発明の逆流防止装置によれば、
バッテリの端子電圧が所定値以上であるときには、電源
に並列の第２スイッチング手段をオンする過充電防止回
路を備えているので、バッテリの過充電を防止すること
ができる。しかも、先行技術としての過充電防止回路で
は、電源とバッテリとの間にＦＥＴなどのスイッチング
手段を直列に接続し、バッテリが過充電の状態では、こ
のスイッチング手段をオフして過充電を防止する一方、
非過充電のときは、スイッチング手段をオンにしておく
ように構成しているので、スイッチング手段であるＦＥ
Ｔが非過充電状態でオンしていて、電力損失が発生する
けれども、本発明の逆流防止装置では、かかる電力損失
が生じない。Further, according to the backflow prevention device of the present invention,
When the terminal voltage of the battery is equal to or higher than the predetermined value, the battery is provided with the overcharge prevention circuit that turns on the second switching means in parallel with the power supply, so that the battery can be prevented from being overcharged. Moreover, in the overcharge prevention circuit as the prior art, switching means such as FET is connected in series between the power source and the battery, and when the battery is overcharged, this switching means is turned off to prevent overcharge. on the other hand,
Since the switching means is turned on during non-overcharge, the FE which is the switching means is used.
Although T is turned on in the non-overcharged state and power loss occurs, the backflow prevention device of the present invention does not cause such power loss.
【００２４】また、本発明の太陽光発電システムによれ
ば、電力損失を低減した本発明の逆流防止装置を用いて
いるので、太陽光発電システムの発電効率の向上が図れ
るとともに、システム全体の小型化が図れる。Further, according to the photovoltaic power generation system of the present invention, since the backflow prevention device of the present invention with reduced power loss is used, the power generation efficiency of the photovoltaic power generation system can be improved and the entire system can be made compact. Can be realized.
【００２５】また、本発明の車両用バッテリの逆流防止
装置によれば、ＲＶ車や電気自動車などの車両における
エンジン用バッテリが常に満充電状態にあるようにする
ために、電源からのエンジン用バッテリに至る電力供給
系に介在されている逆流防止用ダイオードに代えて、本
発明の逆流防止装置を使用することで、充電時における
電力損失を非常に少なくすることが可能であるととも
に、エンジン停止時における放電を防止することが可能
である。According to the vehicle battery backflow prevention device of the present invention, in order to ensure that the engine battery in a vehicle such as an RV vehicle or an electric vehicle is always fully charged, the engine battery from the power source is used. By using the backflow prevention device of the present invention in place of the backflow prevention diode interposed in the power supply system up to, it is possible to significantly reduce power loss during charging, and at the time of engine stop. Discharge can be prevented.
【００２６】本発明の整流装置によれば、整流用ダイオ
ードに代えて、本発明の逆流防止装置を使用すること
で、整流回路全体としての電力損失の低減が図れる。According to the rectifying device of the present invention, the backflow prevention device of the present invention is used instead of the rectifying diode, so that the power loss of the entire rectifying circuit can be reduced.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００２８】実施の形態１ 図１は、本発明の実施の形態１に係る逆流防止装置を太
陽光発電システムに適用した場合の基本構成を示すブロ
ック回路図である。 Embodiment 1 FIG. 1 is a block circuit diagram showing a basic configuration when a backflow prevention device according to Embodiment 1 of the present invention is applied to a photovoltaic power generation system.
【００２９】同図において、１は電源となる太陽電池、
２は太陽電池１で発生する電力を蓄積しかつ放出するバ
ッテリ、７はこのバッテリ２に並列に接続された負荷で
あり、この並列接続の負荷７およびバッテリ２と太陽電
池１とが逆流防止装置３を介して接続されている。In the figure, 1 is a solar cell as a power source,
Reference numeral 2 denotes a battery that stores and discharges electric power generated in the solar cell 1, 7 denotes a load connected in parallel to the battery 2, and the load 7 in parallel connection and the backflow prevention device between the battery 2 and the solar cell 1 3 are connected.
【００３０】逆流防止装置３は、逆流防止用ダイオード
４と、このダイオード４よりもオン時の損失電力が小さ
くて逆流防止用ダイオード４に対して並列に接続された
スイッチング手段５と、逆流防止用ダイオード４の両端
間電圧差が既定値以上か否かに応じて、後述のように前
記スイッチング手段５をオンオフ制御する制御手段６と
から構成されている。The backflow prevention device 3 includes a backflow prevention diode 4, a switching means 5 which has a smaller power loss than the diode 4 when turned on and is connected in parallel to the backflow prevention diode 4, and a backflow prevention diode. It comprises a control means 6 for ON / OFF controlling the switching means 5 as will be described later, depending on whether the voltage difference across the diode 4 is a predetermined value or more.
【００３１】図２は図１に示す基本構成をベースにした
逆流防止装置３の内部回路を具体的に示す図である。FIG. 2 is a diagram specifically showing the internal circuit of the backflow prevention device 3 based on the basic configuration shown in FIG.
【００３２】この逆流防止装置３では、逆流防止用ダイ
オード４およびスイッチング手段５を、Ｎチャンネル形
のパワーＭＯＳＦＥＴで兼用するものであり、逆流防止
用ダイオード４として、パワーＭＯＳＦＥＴの寄生（内
蔵）ダイオードを用いている。なお、Ｎチャンネル形の
パワーＭＯＳＦＥＴの方が、後述のＰチャンネル形のパ
ワーＭＯＳＦＥＴに比べて、抵抗値が小さいので好まし
い。In this backflow prevention device 3, the backflow prevention diode 4 and the switching means 5 are also used as an N-channel type power MOSFET. As the backflow prevention diode 4, a parasitic (built-in) diode of the power MOSFET is used. I am using. An N-channel type power MOSFET is preferable because it has a smaller resistance value than a P-channel type power MOSFET described later.
【００３３】制御手段６は、逆流防止用ダイオード４の
両端間電圧差を検出する検出手段としての抵抗Ｒ１〜Ｒ
６と、検出された両端間電圧差が既定値以下のときはス
イッチング手段５をオフし、既定値を超えたときは前記
スイッチング手段５をオンするオンオフ手段としてのコ
ンパレータＩＣ１と、バッファアンプＩＣ２とを備えて
いる。The control means 6 includes resistors R1 to R as detection means for detecting a voltage difference between both ends of the backflow prevention diode 4.
6, a comparator IC1 as an on / off means for turning off the switching means 5 when the detected voltage difference between both ends is equal to or less than a predetermined value, and turning on the switching means 5 when the voltage difference exceeds the predetermined value, and a buffer amplifier IC2. Is equipped with.
【００３４】この実施の形態では、逆流防止用ダイオー
ド４およびスイッチング手段５を、Ｎチャンネル形のパ
ワーＭＯＳＦＥＴで兼用した構成であり、逆流防止用ダ
イオード４の両端間電圧差として、パワーＭＯＳＦＥＴ
の両端間電圧差を用いている。In this embodiment, the backflow preventing diode 4 and the switching means 5 are also used as an N-channel type power MOSFET, and the power MOSFET is used as the voltage difference across the backflow preventing diode 4.
The voltage difference between both ends of is used.
【００３５】なお、図３にこのパワーＭＯＳＦＥＴのＩ
（電流）−Ｖ（電圧）特性を示しており、同図におい
て、実線は逆流防止用ダイオードとしての寄生ダイオー
ドの特性を、破線はパワーＭＯＳＦＥＴのオン時の特性
をそれぞれ示している。FIG. 3 shows the I of this power MOSFET.
The (current) -V (voltage) characteristics are shown. In the figure, the solid line shows the characteristics of the parasitic diode as the backflow prevention diode, and the broken line shows the characteristics when the power MOSFET is on.
【００３６】制御手段６を構成するコンパレータＩＣ１
の一方の入力部である−入力には、図２に示されるよう
に、抵抗Ｒ１の接続点の電圧Ｖ１を基準電圧として逆流
防止用ダイオード４のカソード側である抵抗Ｒ２の接続
点の電圧Ｖ２を、抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧が与え
られ、他方の入力部である＋入力には、同じく電圧Ｖ１
を基準電圧として逆流防止用ダイオード４のアノード側
である抵抗Ｒ４の接続点の電圧Ｖ３を、抵抗Ｒ３，Ｒ４
で分圧した電圧が与えられる。抵抗Ｒ５，Ｒ６は、後述
のように、ヒステリシス特性を持たせるための抵抗であ
る。また、バッファアンプＩＣ２は、抵抗Ｒ３，Ｒ４で
分圧された電圧が、ヒステリシス回路の影響を受けない
ようにするためのものであるが、このバッファアンプＩ
Ｃ２は、省略してもよい。これらの構成によって、制御
手段６は、図４に示す回路特性を呈するように設定され
ている。Comparator IC1 constituting the control means 6
As shown in FIG. 2, a voltage V1 at the connection point of the resistor R2, which is the cathode side of the backflow prevention diode 4, is used as the reference voltage at the −input, which is one of the input sections. Is divided by resistors R1 and R2, and the same voltage V1 is applied to the other input, the + input.
Is a reference voltage, the voltage V3 at the connection point of the resistor R4 on the anode side of the backflow prevention diode 4 is
The voltage divided by is given. The resistors R5 and R6 are resistors for giving a hysteresis characteristic as described later. The buffer amplifier IC2 is provided to prevent the voltage divided by the resistors R3 and R4 from being affected by the hysteresis circuit.
C2 may be omitted. With these configurations, the control means 6 is set so as to exhibit the circuit characteristics shown in FIG.
【００３７】具体的には、図４（Ａ）で示すように太陽
電池１の発電電流Ｉが動作電流値Ｉｏｎ以下で小さく
て、コンパレータＩＣ１の両入力部の電圧の差が、つま
り、図４（Ｂ）に示されるパワーＭＯＳＦＥＴの両端間
電圧差（電圧降下）が第１の既定値以下のときに、図４
（Ｃ）に示されるコンパレータＩＣ１の出力がＬＯＷと
なるように、かつ、太陽電池１の発電電流Ｉが動作電流
値Ｉｏｎ以上で大きくてコンパレータＩＣ１の両入力部
の電圧の差が第１の既定値以上になると、コンパレータ
ＩＣ１の出力がＨＩＧＨとなるように、かつ太陽電池１
の発電電流Ｉが動作電流値Ｉｏｎよりも低い復帰電流値
Ｉｏｆｆ以下に低下してコンパレータＩＣ１の両入力部
の電圧の差が第２の既定値以下のときに、初めてコンパ
レータＩＣ１の出力がＨＩＧＨからＬＯＷになるよう
に、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と抵抗Ｒ５，Ｒ６の抵抗値関係が設
定されているとともに、これら抵抗値は、ここを流れる
電流を小さくしてそこでの電力損失を低減されるよう大
きな抵抗値とされているのである。Specifically, as shown in FIG. 4A, the generated current I of the solar cell 1 is small at the operating current value Ion or less, and the difference between the voltages at both input parts of the comparator IC1, that is, FIG. When the voltage difference (voltage drop) across the power MOSFET shown in FIG.
The output of the comparator IC1 shown in (C) is LOW, and the generated current I of the solar cell 1 is larger than the operating current value Ion so that the voltage difference between both input parts of the comparator IC1 is the first predetermined value. When the value exceeds the value, the output of the comparator IC1 becomes HIGH and the solar cell 1
When the generated current I of the comparator IC1 drops below the return current value Ioff, which is lower than the operating current value Ion, and the difference between the voltages at the two input parts of the comparator IC1 is less than or equal to the second preset value, the output of the comparator IC1 changes from HIGH to HIGH The resistance values of the resistors R1 to R4 and the resistors R5 and R6 are set so as to be LOW, and these resistance values are large enough to reduce the current flowing therethrough and reduce the power loss there. It is regarded as a value.
【００３８】抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、原理的には、Ｒ１／Ｒ
２＝Ｒ３／Ｒ４でよいけれども、ノイズ等による誤動作
を防止するために、Ｒ４をＲ２よりも若干小さく設定す
るのが好ましい。In principle, the resistors R1 to R4 are R1 / R.
Although 2 = R3 / R4 is acceptable, it is preferable to set R4 to be slightly smaller than R2 in order to prevent malfunction due to noise or the like.
【００３９】また、抵抗Ｒ５，Ｒ６によるヒステリシス
の大きさΔＶｉは、オン時のコンパレータＩＣ１の出力
電圧をＶｏｎ、オフ時のコンパレータＩＣ１の出力電圧
をＶｏｆｆとすると、 ΔＶｉ＝（Ｖｏｎ−Ｖｏｆｆ）・Ｒ６／Ｒ５ となる。The magnitude ΔVi of the hysteresis due to the resistors R5 and R6 is ΔVi = (Von-Voff) R6, where Von is the output voltage of the comparator IC1 when it is on and Voff is the output voltage of the comparator IC1 when it is off. / R5.
【００４０】具体的な数値例としては、例えば、Ｒ１＝
２０ｋΩ、Ｒ２＝１０ｋΩ、Ｒ３＝２０ｋΩ、Ｒ４＝９
ｋΩであり、また、例えば、ヒステリシスΔＶｉ＝０.
５０５（Ｖ）、Ｖｏｎ＝０（Ｖ）、Ｖｏｆｆ＝−１.５
（Ｖ）とすると、Ｒ５＝３００ｋΩ、Ｒ６＝１０.１ｋ
Ωとなる。As a concrete numerical example, for example, R1 =
20 kΩ, R2 = 10 kΩ, R3 = 20 kΩ, R4 = 9
kΩ, and, for example, hysteresis ΔVi = 0.
505 (V), Von = 0 (V), Voff = -1.5
(V), R5 = 300kΩ, R6 = 10.1k
Ω.
【００４１】このとき、パワーＭＯＳＦＥＴのＯＮ抵抗
Ｒｏｎ＝５０ｍΩとすると、動作電流Ｉｏｎ＝約３２０
ｍＡ、復帰電流Ｉｏｆｆ＝約２２０ｍＡとなる。At this time, assuming that the ON resistance Ron of the power MOSFET is 50 mΩ, the operating current Ion is about 320.
mA, return current Ioff = about 220 mA.
【００４２】次に、この実施の形態１の動作を図４に基
づいて説明する。Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG.
【００４３】先ず、図４の期間Ｔ１においては、図４
（Ａ）に示されるように、例えば朝とか曇天などで日照
量が少なくて太陽電池１の発電電流Ｉが小さく、図４
（Ｂ）に示されるパワーＭＯＳＦＥＴの両端間電圧差が
第１の既定値以下であるから、図３（Ｃ）に示されるよ
うに、コンパレータＩＣ１の出力がＬＯＷとなって、Ｎ
チャンネル形のパワーＭＯＳＦＥＴであるスイッチング
手段５はオフに維持され、その結果、バッテリ２から太
陽電池１への逆流は防止される。First, in the period T1 of FIG.
As shown in (A), the amount of sunshine is small and the power generation current I of the solar cell 1 is small, for example, in the morning or cloudy weather.
Since the voltage difference across the power MOSFET shown in (B) is less than or equal to the first predetermined value, the output of the comparator IC1 becomes LOW and N
The switching means 5, which is a channel-type power MOSFET, is kept off, so that backflow from the battery 2 to the solar cell 1 is prevented.
【００４４】そして、図４の期間Ｔ２においては、図４
（Ａ）に示されるように、例えば晴天時の日中のように
日照量が多くて太陽電池１の発電電流Ｉが大きくなって
動作電流値Ｉｏｎを越えると、パワーＭＯＳＦＥＴの両
端間電圧差が第１の既定値を超えるからコンパレータＩ
Ｃ１の出力が図３（Ｃ）に示されるようにＨＩＧＨとな
ってＮチャンネル形のパワーＭＯＳＦＥＴであるスイッ
チング手段５はオンされることになる結果、太陽電池１
からの発電電流Ｉはダイオード４を流れず、それをバイ
パスしてオン時の抵抗の小さいＦＥＴであるスイッチン
グ手段５を通じてバッテリ２側に流れることになり、図
４（Ｂ）に示されるように、ダイオード４による電力損
失が低減される。なお、図４（Ｂ）には、スイッチング
手段５をオンしなかった場合の電圧降下を破線で示して
いる。In the period T2 shown in FIG.
As shown in (A), when the amount of sunlight is large and the generated current I of the solar cell 1 is large and exceeds the operating current value Ion, for example, in the daytime during fine weather, the voltage difference between both ends of the power MOSFET is increased. Comparator I because the first predetermined value is exceeded
As shown in FIG. 3 (C), the output of C1 becomes HIGH, and the switching means 5 which is an N-channel type power MOSFET is turned on. As a result, the solar cell 1
The generated current I from does not flow through the diode 4, bypasses it, and flows to the battery 2 side through the switching means 5 which is an FET having a small resistance when turned on, and as shown in FIG. The power loss due to the diode 4 is reduced. In addition, in FIG. 4B, the voltage drop when the switching means 5 is not turned on is shown by a broken line.
【００４５】次に、図４の期間Ｔ３においては、例え
ば、曇天になるとか日中から夜間になって日照量が少な
くなると、図４（Ａ）に示されるように、太陽電池１の
発電電流Ｉは動作電流値Ｉｏｎ以下に低下してくるが、
コンパレータＩＣ１には、ヒステリシス用の抵抗Ｒ５，
Ｒ６が接続されているために、パワーＭＯＳＦＥＴの両
端間電圧差が第１の既定値以下になってもコンパレータ
ＩＣ１の出力は直ちにＬＯＷにはならず、したがって、
その両端間電圧差が第１の既定値よりもさらに小さい第
２の既定値以下のときに、図３（Ｃ）に示されるよう
に、コンパレータＩＣ１の出力がＬＯＷになってスイッ
チング手段５がオフしバッテリ２からの逆流の防止状態
になる。Next, during the period T3 in FIG. 4, for example, when the amount of sunshine decreases as it becomes cloudy or becomes dark from daytime to nighttime, as shown in FIG. I decreases below the operating current value Ion,
The comparator IC1 has a resistor R5 for hysteresis.
Since R6 is connected, the output of the comparator IC1 does not immediately become LOW even when the voltage difference across the power MOSFET becomes less than or equal to the first predetermined value, and therefore,
When the voltage difference between both ends is equal to or smaller than the second preset value which is smaller than the first preset value, as shown in FIG. 3C, the output of the comparator IC1 becomes LOW and the switching means 5 is turned off. Then, the backflow from the battery 2 is prevented.
【００４６】この実施の形態１によれば、太陽電池１の
発電電流Ｉが増加してパワーＭＯＳＦＥＴの両端間電位
差が、第１の既定値を超えたときには、太陽電池１の発
電電流が、損失電力の小さいパワーＭＯＳＦＥＴを介し
てバッテリ側に流れることになるために、逆流防止用ダ
イオード４を通じて流れる場合に比べて電圧降下による
電力損失が非常に小さくなる。また、太陽電池１の発電
電流が低下してパワーＭＯＳＦＥＴの両端間電圧差が、
第２の既定値以下となったときには、パワーＭＯＳＦＥ
Ｔがオフされるために、バッテリ側から太陽電池側への
逆方向の電流が、逆流防止用ダイオード４によって阻止
されて逆流が確実に防止される。According to the first embodiment, when the generated current I of the solar cell 1 increases and the potential difference across the power MOSFET exceeds the first predetermined value, the generated current of the solar cell 1 is lost. Since the current flows to the battery side through the power MOSFET of low power, the power loss due to the voltage drop becomes extremely small compared with the case where the current flows through the backflow prevention diode 4. In addition, the generated current of the solar cell 1 decreases and the voltage difference across the power MOSFET is
When it becomes less than the second predetermined value, the power MOSFE
Since T is turned off, the reverse current from the battery side to the solar cell side is blocked by the backflow prevention diode 4, and the backflow is reliably prevented.
【００４７】しかも、パワーＭＯＳＦＥＴの両端間電位
差を検出してスイッチング手段５のオンオフの制御を行
うので、本件出願人が先に提案した逆流防止装置のよう
な電流検出素子が不要となり、そこで発生していた電力
損失を無くすことが可能となる。Moreover, since the on / off control of the switching means 5 is performed by detecting the potential difference between both ends of the power MOSFET, the current detection element such as the backflow prevention device previously proposed by the applicant of the present application becomes unnecessary and occurs. It is possible to eliminate the power loss that had been present.
【００４８】さらに、第１の既定値と第２の既定値とを
異ならせてヒステリシス特性を持たせているので、太陽
電池１の発電電流の変動によって、スイッチング手段５
がオンオフを繰り返すのを防止することができ、電力損
失を一層小さくすることができる。Furthermore, since the first preset value and the second preset value are made different from each other so as to have the hysteresis characteristic, the switching means 5 is changed by the fluctuation of the generated current of the solar cell 1.
Can be prevented from being repeatedly turned on and off, and power loss can be further reduced.
【００４９】なお、この実施の形態１では、逆流防止用
ダイオード４の両端電圧を、分圧して直接コンパレータ
ＩＣ１に入力したけれども、本発明の他の実施の形態と
して、コンパレータＩＣ１の前段で増幅するようにして
もよい。In the first embodiment, the voltage across the backflow preventing diode 4 is divided and directly input to the comparator IC1, but as another embodiment of the present invention, the voltage is amplified before the comparator IC1. You may do it.
【００５０】実施の形態２ 図５は、上述した逆流防止装置３におけるＮチャンネル
形のパワーＭＯＳＦＥＴに代えて、Ｐチャンネル形のパ
ワーＭＯＳＦＥＴを使用したものであり、実施の形態１
の回路の正負極を入れ換えて逆流防止を行うようにした
ものである。なお、この実施の形態２では、バッファア
ンプＩＣ２は、省略している。 Second Embodiment FIG. 5 shows a structure in which a P-channel type power MOSFET is used in place of the N-channel type power MOSFET in the backflow prevention device 3 described above.
The positive and negative electrodes of the circuit are replaced to prevent backflow. The buffer amplifier IC2 is omitted in the second embodiment.
【００５１】この実施の形態２によれば、太陽電池１の
発電電流Ｉが小さくて動作電流値Ｉｏｎ以下でパワーＭ
ＯＳＦＥＴの両端間電圧差が第１の既定値以下のとき
に、コンパレータＩＣ１の出力がＨＩＧＨとなって、Ｐ
チャンネル形のパワーＭＯＳＦＥＴであるスイッチング
手段５がオフされており、バッテリ２からの逆流が防止
される。According to the second embodiment, the power generation current I of the solar cell 1 is small and the power M
When the voltage difference between both ends of the OSFET is less than or equal to the first predetermined value, the output of the comparator IC1 becomes HIGH and P
Since the switching means 5 which is a channel type power MOSFET is turned off, the backflow from the battery 2 is prevented.
【００５２】また、太陽電池１の発電電流Ｉが大きくな
って動作電流値Ｉｏｎを越えると、パワーＭＯＳＦＥＴ
の両端間電圧差が第１の既定値を超えてコンパレータＩ
Ｃ１の出力がＬＯＷとなって、Ｐチャンネル形のパワー
ＭＯＳＦＥＴであるスイッチング手段５がオンとなっ
て、逆流防止用ダイオード４による電力損失が低減され
る。When the generated current I of the solar cell 1 becomes large and exceeds the operating current value Ion, the power MOSFET
The voltage difference between both ends of the comparator exceeds the first predetermined value and the comparator I
The output of C1 becomes LOW, the switching means 5 which is a P-channel type power MOSFET is turned on, and the power loss due to the backflow prevention diode 4 is reduced.
【００５３】そして、太陽電池１の発電電流Ｉが動作電
流値Ｉｏｎよりも低い復帰電流値Ｉｏｆｆに低下し、パ
ワーＭＯＳＦＥＴの両端間電圧差が第２の既定値以下に
なると、コンパレータＩＣ１の出力がＬＯＷからＨＩＧ
ＨになってＰチャンネル形のパワーＭＯＳＦＥＴである
スイッチング手段５がオフになって、バッテリ２からの
逆流が防止される。When the generated current I of the solar cell 1 drops to the return current value Ioff which is lower than the operating current value Ion and the voltage difference between both ends of the power MOSFET becomes the second predetermined value or less, the output of the comparator IC1 changes. LOW to HIG
When it becomes H, the switching means 5 which is a P-channel type power MOSFET is turned off, and the backflow from the battery 2 is prevented.
【００５４】実施の形態３ 図６は、本発明の実施の形態３に係る逆流防止装置の具
体的回路構成を示す図であり、上述の実施の形態１に対
応する部分には、同一の参照符号を付す。 Third Embodiment FIG. 6 is a diagram showing a specific circuit configuration of a backflow prevention device according to a third embodiment of the present invention, and the same reference is made to the portions corresponding to the first embodiment. Add a sign.
【００５５】この実施の形態３の逆流防止装置３1は、
上述の実施の形態１の構成に加えて、太陽電池１で発生
され供給される電力を蓄積および放出するバッテリ２の
過充電を防止する過充電防止回路８を備えている。[0055] backflow prevention device 3 1 of the third embodiment,
In addition to the configuration of the first embodiment described above, an overcharge prevention circuit 8 for preventing overcharge of the battery 2 that stores and releases the electric power generated and supplied by the solar cell 1 is provided.
【００５６】この過充電防止回路８は、太陽電池１に並
列に接続された第２スイッチング手段としてのＮチャン
ネル形のパワーＭＯＳＦＥＴ９を、バッテリ２の端子間
電圧が所定値以上のときにオンすることにより、バッテ
リ２の過充電を防止するものである。This overcharge prevention circuit 8 turns on the N-channel type power MOSFET 9 as the second switching means connected in parallel to the solar cell 1 when the terminal voltage of the battery 2 is equal to or higher than a predetermined value. Therefore, the overcharge of the battery 2 is prevented.
【００５７】具体的には、この過充電防止回路８は、抵
抗Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９、ツェナーダイオードＺＤ１、コン
パレータＩＣ３、およびＮチャンネル形のパワーＭＯＳ
ＦＥＴ９とから構成されている。Specifically, the overcharge prevention circuit 8 includes resistors R7, R8, R9, a Zener diode ZD1, a comparator IC3, and an N-channel type power MOS.
It is composed of a FET 9.
【００５８】動作を説明すると、バッテリ２の端子電圧
が所定値以上になると、コンパレータＩＣ３の出力がＨ
ＩＧＨになってＦＥＴ９がオンし、これにより太陽電池
１からの発電電流Ｉはバッテリ２には供給されなくなっ
てバッテリ２の過充電が防止される。そして、過充電で
無い状態、すなわち、バッテリ２の端子電圧が所定値未
満であるときには、コンパレータＩＣ３の出力がＬＯＷ
となってＦＥＴ９はオフしているので、非過充電状態で
の無駄な電力損失が無い。To explain the operation, when the terminal voltage of the battery 2 exceeds a predetermined value, the output of the comparator IC3 becomes H level.
When it becomes IGH and the FET 9 is turned on, the generated current I from the solar cell 1 is not supplied to the battery 2 and the overcharge of the battery 2 is prevented. When the battery 2 is not overcharged, that is, when the terminal voltage of the battery 2 is less than the predetermined value, the output of the comparator IC3 is LOW.
Therefore, since the FET 9 is off, there is no useless power loss in the non-overcharged state.
【００５９】従来の過充電防止回路では、ＦＥＴを太陽
電池１とバッテリ２との間に直列に設け、過充電のとき
はこのＦＥＴをオフしているが、非過充電ではこのＦＥ
Ｔがオンしているように構成されているから、非過充電
状態ではこのＦＥＴによる電力損失が有った。この実施
の形態では非過充電状態での電力損失が無い。In the conventional overcharge prevention circuit, an FET is provided in series between the solar cell 1 and the battery 2 and this FET is turned off during overcharge, but this FE is not applied during non-overcharge.
Since T is configured to be on, there was power loss due to this FET in the non-overcharged state. In this embodiment, there is no power loss in the non-overcharged state.
【００６０】なお、実施の形態１と同様の構成（逆流防
止用ダイオード４、第１スイッチング手段としてのスイ
ッチング手段５および制御手段６）とその作用とは上述
したので、その説明は省略する。Since the same configuration as that of the first embodiment (the backflow preventing diode 4, the switching means 5 as the first switching means and the control means 6) and the operation thereof have been described above, the description thereof will be omitted.
【００６１】また、この実施の形態３では、実施の形態
１を使用したけれども、実施の形態１の構成に代えて、
実施の形態２の構成を使用してもよく、この場合には、
過充電防止回路８のＦＥＴ９はＰチャンネル形のパワー
ＭＯＳＦＥＴを使用する。In the third embodiment, the first embodiment is used, but instead of the configuration of the first embodiment,
The configuration of the second embodiment may be used, and in this case,
The FET 9 of the overcharge prevention circuit 8 uses a P-channel type power MOSFET.
【００６２】実施の形態４ この実施の形態４においては、図７で示すように、太陽
電池１とＤＣ／ＡＣ用のソーラインバータ１０との間
に、上述した各実施の形態の逆流防止装置３，３1を配
置してなる太陽光発電システムへの適用例であり、この
実施の形態４によれば、逆流防止装置３，３1によって
発電時の電力損失を低減できることから、発電効率の向
上が図れる上、システム全体の小型化が図れ、かつ日照
量が少ない場合の逆流防止機能も確保できる。Fourth Embodiment In the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, between the solar cell 1 and the DC / AC solar inverter 10, the backflow prevention device 3 of each of the above-described embodiments is provided. , 3 1 are arranged in a solar power generation system, and according to the fourth embodiment, the backflow prevention device 3, 3 1 can reduce the power loss during power generation, thus improving the power generation efficiency. In addition, the overall size of the system can be reduced, and a backflow prevention function can be secured when the amount of sunlight is small.
【００６３】実施の形態５ この実施の形態５においては、図８で示すように走行駆
動用のエンジン１１に発電器１２（電源）から電力を供
給するエンジン用バッテリ１３および車載型電気製品１
４に電力を供給するバッテリ１５を備えたＲＶ車とか電
気自動車などの車両において、エンジン用バッテリ１３
が常に満充電状態にあるようにするために、発電器１２
からエンジン用バッテリ１３に至る電力供給系統に介在
されている逆流防止用ダイオードに代えて、上述した各
実施の形態の逆流防止装置３，３1を使用した応用例で
あり、この実施の形態５によれば、順方向電流が流れて
いる際、つまり、充電時における電力損失を非常に少な
くすることが可能であるとともに、エンジン１１の停止
時にバッテリ１３からの放電を防止することが可能であ
る。さらにまた、従来必要としていたダイオードの放熱
板を無くす、または小さくすることができる。 Fifth Embodiment In the fifth embodiment, as shown in FIG. 8, an engine battery 13 for supplying electric power from a generator 12 (power source) to an engine 11 for driving a vehicle and an on-vehicle electric product 1
In a vehicle such as an RV vehicle or an electric vehicle that includes a battery 15 that supplies electric power to the engine 4, the engine battery 13
Power generator 12 to ensure that the
From instead of backflow prevention diode which is interposed a power supply system leading to the engine battery 13, an application example using the backflow prevention device 3, 3 1 of each embodiment described above, this embodiment 5 According to this, it is possible to significantly reduce the power loss when the forward current is flowing, that is, at the time of charging, and it is possible to prevent the discharge from the battery 13 when the engine 11 is stopped. . Furthermore, it is possible to eliminate or reduce the heat dissipation plate of the diode which is conventionally required.
【００６４】実施の形態６ この実施の形態６においては、図９に示すように、交流
電源２０から入力される交流を直流に変換するために、
４つの整流用ダイオードを菱形に組み、そのうちの一つ
の対角に交流電圧を加えて、他の対角から直流を取り出
すように構成されるブリッジ形全波整流回路２１の各整
流用ダイオードに代えて、上述した各実施の形態の逆流
防止装置３，３1を使用するとともに、この全波整流回
路１３の出力側にトランス２２を介して接続された直流
平滑用ダイオードに代えて、上述した各実施の形態の逆
流防止装置３，３1を使用した応用例であり、この実施
の形態６によれば、整流用および平滑用ダイオードによ
る電力損失を低減することが可能で、整流効率を向上す
ることができる。 Sixth Embodiment In the sixth embodiment, as shown in FIG. 9, in order to convert the alternating current input from the alternating current power source 20 into the direct current,
In place of each rectifying diode of the bridge-type full-wave rectifying circuit 21, which is constructed by assembling four rectifying diodes in a diamond shape, applying an AC voltage to one of the diagonals, and extracting a DC from the other diagonal. Te, along with using the backflow prevention device 3, 3 1 of each embodiment described above, instead of the full-wave rectifier circuit 13 DC smoothing diode which is connected via a transformer 22 to the output side of each above-described is an application example using the backflow prevention device 3,3 1 of the embodiment, according to the sixth embodiment, it can reduce the power loss due to the rectifying and smoothing diodes, to improve the rectification efficiency be able to.
【００６５】その他の実施の形態 上述の各実施の形態では、パワーＭＯＳＦＥＴの寄生ダ
イオードを、逆流防止用ダイオードとしたけれども、本
発明の他の実施の形態として、パワーＭＯＳＦＥＴの寄
生ダイオードに代えて外付けのダイオードを用いてもよ
く、また、スイッチング手段も他のＦＥＴやリレーを用
いてもよい。 Other Embodiments In each of the above-described embodiments, the parasitic diode of the power MOSFET is a backflow prevention diode, but as another embodiment of the present invention, the parasitic diode of the power MOSFET is replaced by an external diode. An additional diode may be used, and the switching means may be another FET or relay.
【００６６】[0066]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、逆流防止
用ダイオードの両端間電圧差が、既定値を超えたときに
は、電源側から負荷側へ流れる順方向電流を、逆流防止
用ダイオードよりも損失電力の小さいスイッチング手段
を介して負荷側へ流すので、逆流防止用ダイオードを通
じて流れる場合に比べて、電圧降下による電力損失を著
しく低減することができる。また、逆流防止用ダイオー
ドの両端間電圧差が、既定値以下となったときには、ス
イッチング手段がオフされるために、負荷側から電源側
への逆方向の電流が、逆流防止用ダイオードによって阻
止されて逆流が確実に防止される。As described above, according to the present invention, when the voltage difference across the backflow prevention diode exceeds a predetermined value, the forward current flowing from the power supply side to the load side is controlled by the backflow prevention diode. Since it also flows to the load side through the switching means with small power loss, the power loss due to the voltage drop can be significantly reduced as compared with the case where it flows through the backflow prevention diode. Also, when the voltage difference across the backflow prevention diode falls below the specified value, the switching means is turned off, so that the reverse current from the load side to the power supply side is blocked by the backflow prevention diode. Backflow is reliably prevented.
【００６７】しかも、逆流防止用ダイオードの両端間電
圧差を検出してスイッチング手段のオンオフの制御を行
うので、本件出願人が先に提案した逆流防止装置のよう
な電流検出素子等が不要となり、そこで発生していた電
力損失を無くすことが可能となる。Moreover, since the switching means is controlled to be turned on and off by detecting the voltage difference across the backflow prevention diode, the current detection element such as the backflow prevention device previously proposed by the applicant of the present application becomes unnecessary, It is possible to eliminate the power loss that has occurred there.
【００６８】さらに、前記スイッチング手段をオフから
オンに動作させる際の既定値と、オンからオフに動作さ
せる際の既定値とを異ならせたヒステリシス特性を有し
ているので、電源の出力電流の変動によってスイッチン
グ手段のオンオフが繰り返されることがなく、電力損失
を一層小さくすることができる。Furthermore, since it has a hysteresis characteristic in which the default value when operating the switching means from off to on and the default value when operating from on to off are different, the output current of the power supply Since the switching means is not repeatedly turned on and off due to fluctuations, power loss can be further reduced.
【００６９】さらに、本発明の逆流防止装置によれば、
バッテリの端子電圧が所定値以上であるときには、電源
に並列の第２スイッチング手段をオンする過充電防止回
路を備えているので、バッテリの過充電を防止すること
ができる。しかも、電源とバッテリとの間にＦＥＴなど
のスイッチング手段を直列に接続し、バッテリが過充電
の状態ではこのスイッチング手段をオフして過充電を防
止する構成の過充電防止回路ように、非過充電状態にお
けるスイッチング手段での電力損失の発生がない。Further, according to the backflow prevention device of the present invention,
When the terminal voltage of the battery is equal to or higher than the predetermined value, the battery is provided with the overcharge prevention circuit that turns on the second switching means in parallel with the power supply, so that the battery can be prevented from being overcharged. Moreover, a switching means such as an FET is connected in series between the power source and the battery, and when the battery is overcharged, the switching means is turned off to prevent overcharging. No power loss occurs in the switching means in the charged state.
【００７０】また、本発明の太陽光発電システムによれ
ば、電力損失を低減した本発明の逆流防止装置を用いて
いるので、太陽光発電システムの発電効率の向上が図れ
るとともに、システム全体の小型化が図れる。Further, according to the solar power generation system of the present invention, since the backflow prevention device of the present invention with reduced power loss is used, the power generation efficiency of the solar power generation system can be improved and the entire system can be made compact. Can be realized.
【００７１】また、本発明の車両用バッテリの逆流防止
装置によれば、エンジン用バッテリの充電時における電
力損失を非常に少なくすることができるとともに、エン
ジン停止時における放電を防止することができ、ＲＶ車
や電気自動車などの車両におけるエンジン用バッテリを
常に満充電状態に維持することができる。Further, according to the backflow prevention device for a vehicle battery of the present invention, it is possible to significantly reduce the power loss when the engine battery is charged and prevent the discharge when the engine is stopped. It is possible to always keep the engine battery in a vehicle such as an RV vehicle or an electric vehicle in a fully charged state.
【００７２】また、本発明の整流装置によれば、整流作
用時における整流用ダイオードによる電力損失を低減す
ることが可能で、整流効率の向上を図ることができる。Further, according to the rectifying device of the present invention, it is possible to reduce the power loss due to the rectifying diode at the time of rectifying action, and it is possible to improve the rectifying efficiency.
【図１】本発明の実施の形態１の逆流防止装置を太陽光
発電システムに応用した場合の基本構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration when a backflow prevention device according to a first embodiment of the present invention is applied to a photovoltaic power generation system.
【図２】図１の具体的構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of FIG.
【図３】図１のパワーＭＯＳＦＥＴのＩ−Ｖ特性を示す
図である。3 is a diagram showing an IV characteristic of the power MOSFET of FIG. 1. FIG.
【図４】動作説明に供するタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart used for explaining the operation.
【図５】本発明の実施の形態２の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施の形態３の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram according to a third embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施の形態４の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施の形態５の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a fifth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の実施の形態６の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a sixth embodiment of the present invention.
【図１０】従来例の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional example.
【図１１】他の従来例の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of another conventional example.
１ 太陽電池 ２ バッテリ ３，３1 逆流防止装置 ４ 逆流防止用ダイオード ５ スイッチング手段 ６ 制御手段 ７ 負荷 ８ 過充電防止回路 ９ パワーＭＯＳＦＥＴ １０ ソーラーインバータDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell 2 Battery 3,3 1 Reverse current prevention device 4 Reverse current prevention diode 5 Switching means 6 Control means 7 Load 8 Overcharge prevention circuit 9 Power MOSFET 10 Solar inverter
Claims (7)
ダイオードと、このダイオードに並列に接続されるとと
もに、前記ダイオードよりもオン時の損失電力が小さい
スイッチング手段とを備える逆流防止装置であって、 前記逆流防止用ダイオードの両端間電圧差に応じて前記
スイッチング手段をオンオフ制御する制御手段を備える
ことを特徴とする逆流防止装置。1. A backflow prevention device comprising a backflow prevention diode connected between a power source and a load, and a switching means connected in parallel with the diode and having a smaller power loss when turned on than the diode. A backflow prevention device comprising: a control unit that controls ON / OFF of the switching unit according to a voltage difference between both ends of the backflow prevention diode.
ドの両端間電圧差を検出する検出手段と、検出された両
端間電圧差が既定値以下のときは、前記スイッチング手
段をオフして負荷から電源への電力の逆流を逆流防止用
ダイオードで防止させる一方、既定値を超えたときは、
前記スイッチング手段をオンして電源の電力を該スイッ
チング手段を介して負荷に供給させるオンオフ手段とを
有する請求項１記載の逆流防止装置。2. The control means detects the voltage difference between both ends of the backflow prevention diode; and when the detected voltage difference between both ends is less than a predetermined value, turns off the switching means. While preventing the reverse flow of power from the power supply to the power supply with the backflow prevention diode, when the specified value is exceeded,
The backflow prevention device according to claim 1, further comprising: an on / off means for turning on the switching means to supply electric power of a power source to a load via the switching means.
オフからオンに動作させる際の既定値と、オンからオフ
に動作させる際の既定値とを異ならせたヒステリシス特
性を有する請求項２記載の逆流防止装置。3. The control device according to claim 2, wherein the control device has a hysteresis characteristic in which a default value when operating the switching device from off to on and a default value when operating the switching device from on to off are different. Backflow prevention device.
積および放出するバッテリとを逆流防止用ダイオードを
介して接続するとともに、前記逆流防止用ダイオード
に、このダイオードよりもオン時の損失電力が小さい第
１スイッチング手段を並列に接続してなる逆流防止装置
であって、 前記逆流防止用ダイオードの両端間電圧差を検出する検
出手段と、検出された両端間電圧差が既定値以下のとき
は、前記第１スイッチング手段をオフしてバッテリから
電源への電力の逆流を逆流防止用ダイオードで防止させ
る一方、既定値を超えたときは、前記第１スイッチング
手段をオンして電源の電力を該第１スイッチング手段を
介してバッテリに供給させるオンオフ手段と、前記バッ
テリの過充電を防止する過充電防止回路とを備え、 前記過充電防止回路は、前記電源に並列に接続された第
２スイッチング手段を有し、該第２スイッチング手段
は、前記バッテリの端子間電圧が所定値以上のときにオ
ンされることを特徴とする逆流防止装置。4. A power supply and a battery that stores and discharges the power supplied from the power supply are connected through a backflow prevention diode, and the backflow prevention diode has a power loss when the diode is on rather than the diode. Is a reverse current prevention device formed by connecting first switching means in parallel to each other in a small size, and detecting means for detecting a voltage difference between both ends of the reverse current prevention diode; and a detected voltage difference between both ends being equal to or less than a predetermined value. Turns off the first switching means to prevent the backflow of electric power from the battery to the power source by the backflow prevention diode, and when the predetermined value is exceeded, turns on the first switching means to turn on the power of the power source. On-off means for supplying the battery to the battery via the first switching means, and an overcharge prevention circuit for preventing overcharge of the battery, The stop circuit has a second switching means connected in parallel to the power source, and the second switching means is turned on when the terminal voltage of the battery is equal to or higher than a predetermined value. apparatus.
求項１ないし４のいずれかに記載の逆流防止装置を接続
してなる太陽光発電システム。5. A photovoltaic power generation system in which the backflow prevention device according to any one of claims 1 to 4 is connected between a solar cell and a solar inverter.
リへの電力供給系のうち少なくともエンジン用バッテリ
への電力供給系に介在されている逆流防止ダイオードに
代えて、請求項１ないし４のいずれかに記載の逆流防止
装置を用いた車両用バッテリの逆流防止装置。6. A backflow prevention diode interposed in at least a power supply system for an engine battery among a power supply system for a plurality of batteries in a vehicle from a single power source, instead of the backflow prevention diode. A backflow prevention device for a vehicle battery using the backflow prevention device according to claim 1.
れる負荷との間に介在される整流回路を構成する複数の
整流用ダイオードに代えて、請求項１ないし４のいずれ
かに記載の逆流防止装置を用いた整流装置。7. The rectifying diode constituting a rectifying circuit interposed between a power supply and a load to which electric power generated by the power supply is supplied, in place of the plurality of rectifying diodes. Rectifier using the backflow prevention device.
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| JP8065979A JPH09261861A (en) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | Reverse current preventing apparatus, rectifier apparatus and solar beam power generating system |
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ID=13302639
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