專利名稱：用于發(fā)電系統的充電控制方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)電系統的充電控制方法和裝置，更具體地說涉及一種與一具有不穩(wěn)定輸出的直流電源及用于穩(wěn)定該不穩(wěn)定直流電源的蓄電池結合使用的發(fā)電系統的充電控制方法和裝置。
圖9表示用于發(fā)電系統的充電控制裝置的電路配置。參閱圖9，該裝置包括一作為不穩(wěn)定電源的太陽能電池41、一防反向電流的二極管42、一控制單元43、一蓄電池44、負載連接開關45(或元件)、負載46、一防過充短路開關(或元件)47，其由控制單元43控制開閉，以及一檢測單元48，用于檢測蓄電池44的輸出電壓。一短路控制信號49由控制單元43輸出。根據該利用檢測單元48檢測的一蓄電池44的端電壓的檢測信號輸入到控制單元43。


圖10A、10B、10C是表示圖9所示的裝置工作的時間關系圖。圖10A表示太陽能電池的輸出電流；圖10B表示一蓄電池的端電壓；以及圖10C表示負載的連接狀態(tài)。在這些圖中，電壓e是一預定電壓，在該電壓下禁止充電，電壓f是一預定電壓，在該電壓下允許充電。在各時間關系圖中，在時間t41時，該端電壓達到預定電壓e，即在該時間，開始禁止充電；在時間t42開始連通負載；在時間t43該端電壓達到預定電壓f，即在時間禁止充電被取消；在時間t44，負載連通被取消。
參閱圖9，太陽能電池41接收陽光并產生電動勢，以便輸出電流。由太陽能電池41輸出的電流經過防反向電流二極管42注入一蓄電池44。假設在這種情況下，由于來自控制單元43的短路控制信號49作用使該防過充短路開關(或元件)47斷開。假設這一狀態(tài)對應于如在圖10A到圖10C所示的起始時間t40下的狀態(tài)。在這種情況下，該蓄電池44處于充電狀態(tài)，并且該蓄電池44的端電壓隨時間推移而升高。這種狀態(tài)對應于圖10B中的曲線b41。
利用檢測單元48對這—電壓進行檢測，并將形成的檢測信號提供到控制單元43。在時間t41，由于充電作用使蓄電池44的電壓b上升到預定電壓e，在該電壓下充電過程必須終止，為了防止過充，由控制單元43輸出一短路控制信號49，以便閉合短路開關(或元件)47。當短路開關(或元件)47閉合時，太陽能電池41的輸出接地，太陽能電池41的輸出電流泄放到地中。因此，蓄電池44的充電被終止。
圖10B中的曲線b42表示由于自放電產生—電壓降，曲線b43表示由于向負載46放電產生一電壓降。在這種背景技術中，使得能夠再次進行充電的條件是該蓄電池44的端電壓要下降到預定電壓f。這個預定電壓f其設定低于上述預定電壓e，該電壓對應于所用的一蓄電池44的特性等。此外，考慮防止該用于防止過充的控制電路的振蕩，以可供選擇的方式設定預定電壓值f。因此，當已被禁止充電的一蓄電池44的端電壓設定在預定電壓e和預定電壓f之間，即使當負載46連通時，太陽能電池41的所有輸出電流經過防過充短路開關(或元件)47被泄放到地中。上述背景技術具有如下的問題。
(1)當充電過程被禁止時，即使太陽能電池41產生過多的電流，所有這樣的過多電流被泄放到地中，由太陽能電池41所產生的能量沒有被有效地利用。
(2)當蓄電池44的充電被禁止以及將負載46連通時，由于僅由該蓄電池44向負載提供電能，進行了不必要的放電。這種不必要的放電降低了在系統使用天數內的應保證的非充電時間，縮短了該蓄電池44的使用壽命。
本發(fā)明的一個目的是提供一種充電控制方法和裝置，它們可以改善發(fā)電系統的運行效率和延長蓄電池的使用壽命。
為了實現上述目的，根據本發(fā)明提供一種用于發(fā)電系統的充電控制裝置，其控制一連接在電能發(fā)生裝置和它的一輸出端之間的，用于儲存由該輸出端輸出的電能的儲能裝置以及控制儲能裝置的充電，該充電控制裝置包含第一檢測裝置，其用于檢測儲能裝置的端電壓和輸出第一檢測信號；第二檢測裝置，其用于檢測該輸示端和負載之間的連通/非連通狀態(tài)并輸出第二檢測信號；連接裝置，用于將來自電能發(fā)生裝置的電能一輸出到儲能裝置和負載；以及控制裝置，用于接收至少第一和第二檢測信號以及以ON/OFF方式控制該連接裝置，借此控制利用電能發(fā)生裝置的電能對儲能裝置進行的充電。
此外，控制裝置檢測儲能裝置的端電壓和在負載與第一檢測信號的輸出端之間的連通/非連通狀態(tài)，并在不同條件下根據負載的連通/非連通狀態(tài)，控制利用電能發(fā)生裝置的電能對儲能裝置進行的充電，借此改進系統的整體效率。
此外，電能發(fā)生裝置最好是一個太陽能電池，它們安裝位置可以相對自由地進行選擇。
另外，用于發(fā)電系統的充電控制裝置包括第三檢測裝置，用于檢測由電能發(fā)生裝置產生的電能的電流值，以及第四檢測裝置，用于檢測流到負載中的負載電流的數值，并且利用電能的電流值和負載電流值的大小作為對儲能裝置進行充電控制的標準。
因此，在根據本發(fā)明的，用于發(fā)電系統的充電控制裝置中，對儲能裝置的端電壓以及在輸出端和負載之間的連通/非連通狀態(tài)進行檢測，并且控制裝置根據得到的檢測信號，控制利用電能發(fā)生裝置的電能對儲能裝置進行的充電。因此，控制裝置不僅可以檢測儲能裝置的端電壓而且還可以檢測負載的連通/非連通狀態(tài)，并且能夠將檢測信號用于儲能裝置的充電控制。
此外，可以在不同的條件下，根據負載的連通/非連通狀態(tài)，控制利用電能發(fā)生裝置的電能對儲能裝置進行的充電。
圖1是表示根據本發(fā)明的，用于發(fā)電系統的充電控制裝置的電路配置的示意圖。
圖2A、2B和2C是用于解釋圖1中的充電控制裝置工作的時間關系圖；圖3是表示根據本發(fā)明的，用于發(fā)電系統的另一充電控制裝置的電路配置的示意圖；圖4A、4B、4C是用于解釋圖3中的充電控制裝置工作的時間關系圖；圖5是表示根據本發(fā)明的，用于發(fā)電系統的再一充電控制裝置的電路配置的示意圖；圖6A、6B、6C是用于解釋圖5中的充電控制裝置工作的時間關系圖；圖7A、7B、7C是用于解釋抖動工況的時間關系圖；圖8A、8B、8C是用于解釋本發(fā)明進行防止抖動的工況的時間關系圖；圖9是表示用于與本發(fā)明相比較的充電控制裝置的電路配置的示意圖；圖10A、10B、10C是用于解釋圖9中的充電控制裝置工作的時間關系圖。
下面將參照各附圖詳細介紹本發(fā)明。
遍及各附圖，對具有相同功能的相同裝置標注相同的參照數碼。
發(fā)電單元1作為一個發(fā)電單元，最好使用可以相對自由地選擇安裝位置的太陽能電池。然而，本發(fā)明可以適用于各種發(fā)電裝置，例如采用太陽熱，地熱，風力，潮汐(力)或水力。此外，本發(fā)明可以適用于燃料電池之類，以改進可靠性。由于如下的原因，在太陽能電池之中，特別是采用非晶硅(包括在這種情況下有小的晶粒)或者非單晶半導體例如多晶半導體的電池是優(yōu)先采用的。通過采用這樣一種材料，太陽能電池可以有助于改進發(fā)電系統的整體效率，這是由于采用太陽能電池使得在增加面積方面比利用多晶半導體的電池更容易，雖然它具有低的轉換效率。
防反向電流單元2使用二極管作為防反向電流單元。然而，假如需要，可以采用一二極管和其它元件的組合，只要能夠防止反向電流即可。
控制單元3控制單元用于接收從檢測單元來的信號并輸出一控制信號?？刂茊卧梢杂梢粏纹瑱C之類構成。
儲能單元4作為一個儲能單元，優(yōu)先采用一用于儲存由發(fā)電單元輸出的電能的器件。例如，鉛蓄電池、鎳—氫電池、鋰電池或鋰離子電池都可以采用。
連接單元5
作為一個連接單元，機械式開關、半導體元件之類都可作為連接開關使用。
負載6按照使用目的，適當地選擇負載。例如，可以采用與儲能單元4不同的儲能單元或商用系統。
短路開關7短路開關作為一個連接單元，用于控制在發(fā)電單元、儲能單元和負載之間的連接，最好由半導體元件構成。
檢測單元8、10、11、13、15和16作為檢測單元，任何能夠檢測由發(fā)電單元產生的電能數量、注入到儲能器件中的電流量、負載的連通/非連通狀態(tài)、短路開關的斷開/閉合狀態(tài)及其它狀態(tài)并向控制單元輸出檢測信號的單元都可以采用。可以采用電流表、電壓表等。
第一實施例圖1表示本發(fā)明的示意電路配置。參閱圖1，電能發(fā)生單元1是一太陽能電池或類似裝置，作為一個電能發(fā)生單元，它的輸出電能(功率)是不穩(wěn)定的。二極管2用以防止電能發(fā)生單元1的輸出回路電流反向流動?？刂茊卧?控制整個發(fā)電系統，進行平穩(wěn)、安全和有效的充電操作?？刂茊卧?具有一運算元件(未詳細表示)，例如—CPU?？刂茊卧?接收來自檢測單元8的電壓檢測信號、來自檢測單元10的短路電流信號、來自檢測單元11的負載電流信號，并輸出一根據預定的程序進行運算處理得到的短路控制信號9。
儲能單元4是一個二次電池或類似單元，用于充/放電能使來自電能發(fā)生裝置的不穩(wěn)定的供電穩(wěn)定并改進發(fā)電系統的效率。連接開關(或例如一半導體元件)5用于向/從負載6連接/斷開發(fā)電系統。防過充開關7是一短路開關，用于將儲能單元與電能發(fā)生單元斷開。參閱圖1，短路開關7配置在電能發(fā)生單元的電能輸出端和地之間。作為短路開關7，可使用開關(或例如半導體元件)。這個防過充開關7的斷開/閉合操作的實行是根據來自控制單元3的短路控制信號9。
端電壓檢測單元(為了簡化、在下文的某些情況下稱為檢測單元)8檢測儲能單元4的端電壓并輸出檢測信號。短路檢測單元(為了簡化在下文的某些情況下稱為檢測單元)10檢測來自太陽能電池11的短路電流。當防過充短路開關7閉合時，短路檢測單元10檢測由太陽能電池11向地泄放的電流的幅值，并輸出形成的檢測信號。
電流檢測單元(為了簡化在下文的某些情況下稱為檢測單元)11檢測輸出到負載6的電流。來自檢測單元11、8和10的所有輸出信號輸入到控制單元3。
參閱圖2A、2B和2C所示的時間關系圖，介紹用于該具有上述電路配置的發(fā)電系統的充電控制裝置的工作。
圖2A、2B和2C分別表示來自作為電能發(fā)生單元的太陽能電池1的輸出電流，來自儲能單元的輸出電壓和負載6的連接狀態(tài)。圖10A、10B和10C表示以相同的時基，以橫座標表示時間、縱座標分別表示電流、電壓和連接狀態(tài)的時間關系圖。
參閱圖10A、10B和10C，電壓e是一預定的電壓，在該電壓下禁止儲能單元4的充電，電壓f是一預定的電壓，在該電壓下允許進行儲能單元4的充電。在這些時間關系圖上，在時間t11時，輸出電壓達到預定電壓e，在該電壓下禁止充電；在時間t12時，開始連通負載6；在時間t13，取消負載6的連通。
參閱圖1，當太陽能電池1接收例如來自日光的光能時，在太陽能電池11中產生電動勢，以便輸出電流。該輸出電流經過作為防反向電流單元的二極管2注入到作為儲能單元的儲能單元4。這時，來自作為控制裝置的控制單元3的短路控制信號9用以閉合防過充短路開關7。
假如這種狀態(tài)對應于在圖2A、2B、2C中的起始時間t10。在這種情況下，儲能單元4的端電壓b11處于充電狀態(tài)，隨時間推移而升高。利用該用于檢測蓄電池電壓的檢測單元8檢測端電壓b11，并將檢測信號提供到控制單元3。當儲能單元4的端電壓b11上升到預定電壓e時，在該電壓下充電操作必須終止，在時間t11處，控制單元3輸出一短路控制信號9，以便閉合短路開關7。
在時間t11以后，由于太陽能電池1的輸出端經過防過充短路開關7接地，來自太陽能電池1的輸出電流泄放到地中，儲能單元4的充電被終止。在這種狀態(tài)下，即使負載6被斷開，由于自放電使儲能單元4的電壓b12下降，如圖2B所示。
在上述自放電開始的時間t11之后的時間t12處，發(fā)電系統和負載6經過連接開關5彼此連通。利用檢測單元11檢測它的連通/非連通狀態(tài)，并將得到的檢測信號輸出到控制單元3。
控制單元3接收該作為電流檢測單元的電流檢測單元11的輸出信號，以判別負載6處于被連通的狀態(tài)。此外，控制單元3根據由作為短路電流檢測單元的短路檢測單元10來的輸出信號判別短路開關7處于閉合狀態(tài)，并輸出短路控制信號9以便將短路開關7轉換到斷開狀態(tài)。利用短路開關7的這一轉換，該已持續(xù)到時間t12的太陽能電池1的輸出電流對地泄放被終止。
在時間t12處，來自太陽能電池1的輸出電流經過二極管2輸出到儲能單元4和負載6。因此，太陽能電池1以和儲能單元4以并聯的方式向負載6進行放電。在這種情況下，儲能單元4的放電操作被終止，儲能單元4的端電壓b13的下降被終止或被抑制，雖然這種下降取決于負載6的消耗功率。
在時間t13處，連接開關5被打開，負載6被斷開。由于充電過程繼續(xù)，儲能單元4的端電壓b14上升。利用檢測單元8檢測儲能單元4的端電壓b14，并且充電過程繼續(xù)直到端電壓達到預定電壓e為止，在該電壓下充電被禁止。
為了恢復充電操作須有兩個條件(a)連接負載6，以及(b)儲能單元4的端電壓下降到預定的電壓f。雖然在圖2中未予表示，由于因為負載6處于斷開狀態(tài)而產生的自放電及其原因，當檢測單元8檢測到儲能單元4的端電壓已經達到電壓f時，短路開關7斷開，以便將儲能單元4置于充電狀態(tài)。
第二實施例圖3是作為本發(fā)明的第二實施例的另一種電路配置。與圖1所示的相同部分在圖3中使用相同的參照數碼來標注。該第二實施例包含太陽能電池1、二極管2、控制單元3、儲能單元4，連接開關5、負載6、短路開關7和檢測單元8、10和11。這一實施例也使用一個短路控制信號9。
放電電流檢測單元12是一個用于檢測放電電流的電阻。電阻12用以檢測由太陽能電池1經過短路開關7接地泄放的輸出電流。電壓檢測單元(為了簡化在下文的某些情況下稱為檢測單元)13檢測由電阻12產生的電壓。來自檢測單元13的檢測信號輸出到控制單元3。電阻14用于將提供到負載6上的電流變換成電壓并檢測該電壓。檢測單元15檢測加到負載6上的電壓，并將得到的檢測信號輸入到控制單元3。
在上述配置中，電阻12的電阻和由檢測單元13檢測的電壓對應于在第一實施例中利用檢測單元10得到的電流檢測信號。電阻14的電阻和由檢測單元8和15檢測的電阻14上的電壓值對應于在第一實施例中利用檢測單元11得到的電流檢測信號。要注意，通過使用電阻測量的電流值符合歐姆定律。
利用圖4A、4B和4C所示的時間關系圖，可明了具有上述配置的，用于發(fā)電系統的充電控制裝置的操作。
圖4A、4B和4C分別表示用于檢測來自太陽能電池1的短路電流的電阻12上的電壓、蓄電池的電壓，以及用于檢測輸出電流的電阻14上的電壓(不同于電池電壓)。根據這些信號的工況基本上與第一實施例的工況相同。時間t10到t13分別對應于時間t20到t23。
在第一實施例中用作電流表計的裝置或元件直接測量電流一般費用比較高。使用這種電流表計不適合于設計價廉的充電控制裝置。第二實施例的目的是實現價廉的充電控制裝置。
第三實施例圖5表示本發(fā)明的再一種電路配置，與圖1相同的部分在圖5中使用相同的參照數碼來標注。第三實施例包含太陽能電池1、二極管2、控制單元3、儲能單元4、連接開關5、負載6、短路開關7和端電壓檢測單元8。這個實施例也采用短路控制信號9。檢測單元16檢測作為電能發(fā)生單元的太陽能電池1的輸出電壓，并將檢測信號輸入到控制單元3。
圖8A、8B和8C是表示圖3所示裝置的工況的時間關系圖。圖8A、8B和8C分別表示作為電能發(fā)生單元的太陽能電池11的輸出電壓、作為儲能裝置的儲能單元4的端電壓，以及負載6的連接狀態(tài)。在這些時間關系圖中，在時間t31處端電壓達到預定電壓e；在時間t32處，負載6開始連通，在時間t34處，負載6的連通被取消。
參閱圖5，當太陽能電池1接收例如陽光的光能時，產生電動勢以便輸出電流。該輸出電流經過防反向電流二極管2注入儲能單元4。這時，由控制單元3輸出的短路控制信號9用以將防過充短路開關7置于斷開狀態(tài)。
假定這種狀態(tài)對應于圖6A、6B和6C中的起始時間t30。在這種情況下，儲能單元4隨著時間推移充電，儲能單元4的端電壓b31上升。利用蓄電池電壓檢測單元8將這一電壓加到控制單元3上。當該電壓上升到預定電壓e時，控制單元3輸出短路控制信號9，以便閉合防過充短路開關7。這一時間值對應于圖6A、6B和6C中的時間t31。
在時間t31后，向儲能單元4的充電終止，儲能單元4的電壓。b32和b33下降，如圖6B所示。在第三實施例中，儲能單元4的端電壓順序地由端電壓檢測單元8加到控制單元3上。根據對相當大的電壓降的檢測，控制單元3檢測負載的連通/非連通狀態(tài)。此外，通過接收用于檢測太陽能電池1的輸出電壓的檢測單元16的輸出信號，控制單元3檢測太陽能電池1的短路狀態(tài)。假設控制單元3檢測太陽能電池1的輸出電流是否被短路。此外，假設負載被連通，太陽能電池1的輸出電流被短路到地中。在這種情況下，充電的禁止立即被取消，恢復利用由太陽能電池1產生的電能向儲能單元4充電。
利用這種簡單的電流檢測電路，可以降低裝置的成本。此外，由于省去電流檢測電阻，流經該電阻的功率損耗可以被抑制。進而，利用帶有如在第三實施例中一樣的用于檢測太陽能電池1的輸出電壓的檢測單元的電路配置，可以確定發(fā)電系統的工作的函數曲線，從而可以更有效地進行控制。假設由于在白天的過程中產生過充，使充電操作被禁止，而在夜間太陽能電池不會產生電能，負載連通。在這種情況下，對充電的禁止自動地被取消。根據這種程序，儲能單元的充電可以在黎明開始。
根據第三實施例，在第二實施例中的電流檢測電阻被省去，以便得到更價廉的充電控制裝置。
(操作的改進)這種操作的改進目的在于防止在充電過程產生的抖動，使得可以進行更有效的充電。
圖7A、7B和7C是用于解釋怎樣引起抖動的時間關系圖。圖7A、7B和7C的時間關系圖分別表示太陽能電池1的輸出電流，儲能單元4的輸出電壓和在輸出端與負載之間的連接狀態(tài)。整體配置和參照符號均與在圖2A、2B和2C中所示的第一實施例相似(然而，這種改進也可以適用于第二實施例，對它的介紹將采用主要與圖2A、2B和2C相比較的方式進行)。
對于在圖7的各時間關系圖沿橫座標的符合t，充電起始時間t50、充電終止時間t51、負載6的連通時間t52、負載6的斷開時間t53分別對應于圖2中的時間t10到t13。
參照圖7中的表示太陽能電池1的輸出電流的時間關系圖，在時間t54和時間t53之間的間隔中產生抖動。在這種情況下，“抖動”意指在很短的間隔內重復進行充電和終止充電的操作。在本發(fā)明中，這樣一種狀態(tài)是由于防過充短路開關7的斷開/閉合操作所引起的。
這種抖動是一種不正常的現象。例如是當儲能單元4過充而內部阻抗增加，以及與所產生的電能的數量相比，儲能單元4的容量很小時所引起的。在這種狀態(tài)下，在從充電狀態(tài)到充電終止狀態(tài)的轉變期間，儲能單元的端電壓短時呈現很大的下降。當這一電壓下降到充電起始電壓f時，充電終止狀態(tài)變?yōu)槌潆娖鹗紶顟B(tài)。在充電狀態(tài)建立以后，電壓達到充電終止電壓e，充電操作立即終止。當這種重復時，產生抖動。假如引起這種抖動現象的開關屬于機械型，在使用壽命的期間內主要使可靠性變差或者可能使相關的裝置產生動作錯誤。
圖8A、8B和8C是用于解釋設計用于抑制抖動現象發(fā)生的本發(fā)明裝置的工況的時間關系圖?？蛰d狀態(tài)下的充電工況與圖2A、2B和2C相同。在負載被連通的時間t62以后，太陽能電池1的輸出電流經過二極管2輸出到儲能單元4和負載6。太陽能電池1和儲能單元4相并聯的同時，在這種情況下，假如負載6的消耗功率是很小的，儲能單元4的端電壓b63上升，正是在這種情況下，其中僅有的儲能單元4的放電被恢復。
當儲能單元4的端電壓上升到預定電壓e時，在該電壓下放電操作必須再次被終止，在時間t64處，由于恢復充電，控制單元3輸出短路控制信號9，以便閉合防過充短路開關7。在這種情況下，控制單元3接收由用于檢測提供到負載6的電流的檢測單元11輸出的信號。通過接收來自檢測單元10的輸出信號，控制單元3檢測經過短路開關7的對地放電電流?？刂茊卧?將這些電流值進行比較。假如負載6的電流值是很小的，由控制單元可輸出的用以閉合短路開關7的信號保持不變，儲能單元4的端電壓b64下降。
當在時間t64和時間t65之間的間隔內負載量增加時，儲能單元4的端電壓b64開始下降。這時，控制單元3接收由電流檢測單元11輸出的信號，以檢測提供到負載6的電流。此外，通過接收來自檢測單元10的輸出信號，控制單元3檢測經過短路開關7的對地放電電流?？刂茊卧?將這些電流值進行比較。假如負載6的電流值大于短路開關7中的電流，控制單元3輸出一短路控制信號9，以便將短路開關7轉換到開路狀態(tài)。通過短路開關7的這一轉換，已經持續(xù)到時間t65的，由太陽能電池1輸出到地的放電過程被終止。
在時間t65之后，太陽能電池1的輸出電流通過二極管2輸出到儲能單元4和負載6。因此，在向負載6進行放電的同時，太陽能電池1和儲能單元4相并聯。在這種情況下，儲能單元4的放電被禁止，儲能單元4的端電壓b65不再降低。
在時間t63，連接開關5被斷開，以便斷開負載6。由于繼續(xù)充電，儲能單元4的端電壓b66繼續(xù)上升。利用檢測單元8檢測儲能單元4的端電壓b66，繼續(xù)進行充電，一直到端電壓達到預定電壓e為止，在該電壓下，充電被禁止。
根據上述過程，用于起動充電操作的條件不僅是根據儲能單元的端電壓而且根據電流的數值。由于不根據視在的電壓值進行充電操作，使得抖動的發(fā)生被抑制。
上述實施例是本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而并不限于這些實施例。在本發(fā)明的構思和保護范圍內可以進行各種變化和改型。例如在上述實施例中，當儲能單元的充電終止時，由太陽能電池產生的電能被泄放到地。然而可以采用另一種處理方法。例如，太陽能電池的輸出電路可以在防反向電流二極管的前方斷開。
用于檢測太陽能電池的輸出電流的短路狀態(tài)的檢測單元和用于檢測負載的連通/非連通狀態(tài)的檢測單元可以和在各個實施例中的不同方法任意結合，這些單元和方法的結合并不限于這些實施例中所述的。
由上述介紹可以明顯看出，在本發(fā)明的用于發(fā)電系統的充電控制方法和裝置中，儲能單元的端電壓和由輸出端向負載的輸出的存在/不存在的檢測，以及儲能單元的充電的控制都是根據所得到的檢測信號。即儲能單元的端電壓和負載的連通/非連通狀態(tài)的檢測，以及儲能單元的充電的控制兩者都利用得到的檢測信號。因此，由電能發(fā)生單元產生的電能可以更有效地利用，儲能單元的充電可以高精度地控制。根據這種配置，儲能單元的放電深度可以降低，從而延長使用壽命。
此外，取決于向負載的輸出存在/不存在而利用電能發(fā)生單元產生的電能進行的儲能單元的充電可以在不同的條件下進行控制。這就實現了更有效地控制發(fā)電系統，使得可更有效地利用電能發(fā)生單元產生的電能。
權利要求
1. 一種用于發(fā)電系統的充電控制裝置，其控制一連接在電能發(fā)生裝置和其輸出端之間的，用于儲存由該輸出端輸出的電能的儲能裝置以及所述儲能裝置的充電，其包含第一檢測裝置，用于檢測所述儲能裝置的端電壓并輸出第一檢測信號；第二檢測裝置，用于檢測輸出端和負載之間的連通/非連通狀態(tài)，并輸出第二檢測信號；連接裝置，用于將來自所述電能發(fā)生裝置的電能輸出到所述儲能裝置和所述負載；以及控制裝置，用于接收至少第一和第二檢測信號以及按ON/OFF方式控制所述連接裝置，借此，控制該利用來自所述電能發(fā)生器件的電能對所述儲能裝置的充電。
2. 如權利要求1所述的裝置，其中所述的控制裝置檢測所述儲能裝置的端電壓和在所述負載和第一檢測信號的輸出端之間的連通/非連通狀態(tài)，并根據所述負載的連通/非連通狀態(tài)，在不同的條件下，控制利用來自所述電能發(fā)生裝置的電能對所述儲能裝置進行的充電。
3. 如權利要求1所述的裝置，其中所述的電能發(fā)生裝置是太陽能電池。
4. 如權利要求1所述的裝置，還包含第三檢測裝置，用于檢測所述電能發(fā)生裝置產生的電能電流數值以及第四檢測裝置，用于檢測流到所述負載的負載電流值，其中根據電能的電流值和負載電流值的大小控制所述儲能裝置的充電。
5. 一種充電控制方法，用于一包括儲能裝置的發(fā)電系統，該儲能裝置連接在電能發(fā)生裝置和一用于由所述電能發(fā)生裝置輸出電能的輸出端之間，并儲存來自所述電能發(fā)生裝置的電能，以及包括控制裝置，用于控制所述儲能裝置的充電，該方法包含的步驟是輸出一第一檢測信號，其表示在所述儲能裝置中存儲的電能的數量；輸出一第二檢測信號，其表示所述電能發(fā)生裝置和負載之間的連通/非連通狀態(tài)。導引連接裝置，用于控制將來自所述電能發(fā)生裝置的電能提供/不提供到所述儲能裝置和負載；以及根據至少該第一和第二檢測信號控制所述連接裝置以及控制利用來自所述電能發(fā)生裝置的電能對所述儲能裝置進行的充電。
6. 如權利要求5所述的方法，其中來自所述電能發(fā)生裝置的電能根據表示所述負載的連接狀態(tài)的第二檢測信號經過所述連接裝置被提供到所述儲能裝置和所述負載，即使所述儲能裝置處在過充狀態(tài)。
7. 如權利要求5所述的方法，其中所述的電能發(fā)生裝置是一種光電轉換元件。
8. 如權利要求7所述的方法，其中所述的光電轉換元件是太陽能電池。
全文摘要
一種充電控制方法和裝置，它們能使發(fā)電系統的運行效率改進，其中短路開關(7)可被閉合，而在太陽能電池(1)中產生的電流充到儲能單元(4)中。利用檢測單元(8)檢測這一電壓，將其提供到控制單元(3)。當該檢測電壓上升到一預定電壓時，使短路開關(7)閉合。太陽能電池(1)的輸出電流然后對地放電，充電終止。控制單元(3)判別負載(6)的連接狀態(tài)。當判定短路開關(7)處于閉合狀態(tài)時，控制單元(3)將短路開關(7)轉換到斷開狀態(tài)。
文檔編號H02J7/35GK1116784SQ95105179
公開日1996年2月14日 申請日期1995年4月28日 優(yōu)先權日1994年4月28日
發(fā)明者佐藤宏, 深江公俊, 竹原信善 申請人:佳能株式會社