電気機器
【課題】設置場所の給電手段に応じて交流電力と直流電力とのいずれをも簡単に利用することができる電気機器を提供する。
【解決手段】電気機器１００は、筐体１に取付けられた差込プラグ３およびコンセント４と、整流回路７と、平滑コンデンサ８とを含む。差込プラグ３を介して受けた商用交流電圧は、整流回路７によって整流される。平滑コンデンサ８は、整流回路７の出力電圧を平滑化する。コンセント４を介して受けた直流電圧は、逆流防止用のダイオード５を介して平滑コンデンサ８に供給される。
【解決手段】電気機器１００は、筐体１に取付けられた差込プラグ３およびコンセント４と、整流回路７と、平滑コンデンサ８とを含む。差込プラグ３を介して受けた商用交流電圧は、整流回路７によって整流される。平滑コンデンサ８は、整流回路７の出力電圧を平滑化する。コンセント４を介して受けた直流電圧は、逆流防止用のダイオード５を介して平滑コンデンサ８に供給される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電力と直流電力との双方が利用できる電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化対策が世界的な課題として取り上げられている。具体的には、地球温暖化の要因の一つとされる二酸化炭素の排出量低減のため、化石燃料の使用量を低減する取り組みが進められている。
【０００３】
このような背景の下、一般家庭で使用される空調機器、冷蔵庫、および照明機器を始めとした家庭用の電気機器（家電機器とも称する）においては、基本性能を維持しながらエネルギー使用量を低減すること、すなわち省エネ化が求められ、現在そのための技術開発が進められている。
【０００４】
家電機器においては、さらに、太陽電池などの自然エネルギーの利用も進められている。たとえば、特開平５−１１８７１号公報（特許文献１）には、商用交流電力と太陽電池によって発電された直流電力との両方が入力される複合入力インバータ装置が開示されている。この文献に示されたインバータ装置は、商用交流系統に整流回路を介して接続された直流負荷と、この整流回路の出力端にＤＣ−ＤＣコンバ−タを介して接続された太陽電池とを含む。この構成において、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの入力電圧は太陽電池の最大電力に対応した最適動作電圧値に常時調整されるとともに、太陽電池の余剰電力の発生を抑制するために太陽電池の最大電力が前記直流負荷の最大消費電力以下に設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１１８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、最近の空気調和機（エアコン）、冷蔵庫、洗濯機などの家電機器は、インバータを搭載しているのが普通である。これらの家電機器を商用交流系統に接続する場合には、商用交流を一度直流に変換し、その後、インバータによって高周波の交流に変換するというように電力変換を繰返す必要があるので、変換のたびに損失が生じる。したがって、上記の文献に記載の複合入力インバータ装置を用いて、商用交流電力以外に太陽電池や直流配電系統などの直流電力を利用できるようにすることは、省エネルギーの観点から有用である。
【０００７】
しかしながら、太陽電池や直流配電系統は普及の途上であるので、住宅環境に応じて利用できる電力は異なる。このため、家電機器の設置場所の電力供給手段に応じて家電機器の改造ないしは買い替えが必要となるのが現状であり、不便かつ不経済である。
【０００８】
この発明は上記の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、設置場所の給電手段に応じて交流電力と直流電力とのいずれをも簡単に利用することができる電気機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は要約すれば電気機器であって、第１の接続部と、整流回路と、平滑コンデンサと、負荷と、第２の接続部とを備える。第１の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から商用交流電圧を受けるために設けられる。整流回路は、第１の接続部を介して受けた商用交流電圧を整流する。平滑コンデンサは、整流回路の出力電圧を受ける。負荷は、平滑コンデンサの両端間の電圧によって駆動される。第２の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第１の直流電圧を受け、第１の直流電圧を平滑コンデンサに供給するために設けられる。
【００１０】
好ましい実施の一形態において、電気機器は、第２の接続部と平滑コンデンサとの間の第１の直流電圧の供給経路に設けられ、平滑コンデンサに蓄積された電荷が第２の接続部の方向に逆流するのを阻止する第１の逆流阻止部をさらに備える。
【００１１】
好ましくは、第１の直流電圧は太陽電池から供給される。この場合、太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は商用交流電圧のピーク値に略等しい。
【００１２】
好ましい実施の他の形態において、電気機器は、上記の実施の一形態の構成に加えて、第２の接続部と第１の逆流阻止部との間の第１の直流電圧の供給経路に設けられ、第１の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第１の変換器をさらに備える。
【００１３】
好ましくは、第１の直流電圧は太陽電池から供給される。この場合、第１の変換器は、第１の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第１の変換器の入力電圧を太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する。
【００１４】
もしくは、第１の直流電圧が太陽電池から供給される場合において、好ましくは、第１の変換器は、第１の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第１の変換器の入力電力が最大になるように制御する。
【００１５】
上記の実施の一形態において好ましくは、電気機器は、第３の接続部と、第２の逆流阻止部とをさらに備える。第３の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第２の直流電圧を受け、第２の直流電圧を平滑コンデンサに供給するために設けられる。第２の逆流阻止部は、第３の接続部と平滑コンデンサとの間の第２の直流電圧の供給経路に設けられ、平滑コンデンサに蓄積された電荷が第３の接続部の方向に逆流するのを阻止する。ここで、第１の直流電圧は直流配電系統から供給され、第１の直流電圧の大きさは商用交流電圧のピーク値に略等しい。第２の直流電圧は太陽電池から供給され、太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は商用交流電圧のピーク値に略等しい。
【００１６】
上記の実施の他の形態において好ましくは、電気機器は、第３の接続部と、第２の逆流阻止部と、第２の変換器とをさらに備える。第３の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第２の直流電圧を受け、第２の直流電圧を平滑コンデンサに供給するために設けられる。第２の逆流阻止部は、第３の接続部と平滑コンデンサとの間の第２の直流電圧の供給経路に設けられ、平滑コンデンサに蓄積された電荷が第３の接続部の方向に逆流するのを阻止する。第２の変換器は、第３の接続部と第２の逆流阻止部との間の第２の直流電圧の供給経路に設けられ、第２の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する。ここで、第１の直流電圧は直流配電系統から供給され、第１の直流電圧の大きさは商用交流電圧のピーク値に略等しい。第２の直流電圧は太陽電池から供給される。第２の変換器は、第２の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第２の変換器の入力電圧を太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する。
【００１７】
もしくは、第２の直流電圧が太陽電池から供給される場合において、好ましくは、第２の変換器は、第２の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第２の変換器の入力電力が最大になるように制御する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、電気機器の外郭部に外部から商用交流電圧を受けるための第１の接続部と、外部から直流電圧を受けるための第２の接続部とが設けられるので、設置場所の給電手段に応じて交流電力と直流電力とのいずれをも簡単に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１による冷蔵庫１００の正面側の外観を示す斜視図である。
【図２】図１の冷蔵庫１００の背面側の外観を示す斜視図である。
【図３】図１、図２のコンセント４の使用例を説明するための図である。
【図４】図１、図２の冷蔵庫１００の構成および使用例を説明するための図である（商用交流電源２８に接続された場合）。
【図５】図１、図２の冷蔵庫１００の他の使用例を説明するための図である（直流配電系統の電源２３に接続された場合）。
【図６】図１、図２の冷蔵庫１００のさらに他の使用例を説明するための図である（商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図７】太陽電池の電流電圧特性を説明するための図である。
【図８】図６で商用交流電源２８から出力される電圧が増加した場合の太陽電池３５の動作を説明するための図である。
【図９】実施の形態１の変形例としての冷蔵庫１０１の背面側の外観を示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による冷蔵庫１０２の構成および使用例を説明するための図である（商用交流電源２８に接続された場合）。
【図１１】図１０の冷蔵庫１０２の他の使用例を説明するための図である（直流配電系統の電源２３に接続された場合）。
【図１２】この発明の実施の形態３による冷蔵庫１０３の構成および使用例を説明するための図である（商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図１３】図１２のＤＣ−ＤＣコンバータ３４の構成の一例を示す回路図である。
【図１４】図１３のＤＣ−ＤＣコンバータ３４の機能ブロック図である。
【図１５】図１４のマイクロコンピュータ５４の入出力関係を示す図である。
【図１６】図１４の制御回路ＩＣ２の入出力関係を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態４による冷蔵庫１０４の背面側の外観を示す斜視図である。
【図１８】図１７の冷蔵庫１０４の構成および使用例を説明するための図である（商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図１９】図１８の冷蔵庫１０４の他の使用例を説明するための図である（直流配電系統の電源２３と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図２０】この発明の実施の形態５による冷蔵庫１０５の構成および使用例を説明するための図である（商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図２１】図５の冷蔵庫１０５の他の使用例を説明するための図である（直流配電系統の電源２３と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図２２】この発明の実施の形態６による冷蔵庫１０６の構成および使用例を説明するための図である（２台の太陽電池３５，３７に接続された場合）。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。以下では、インバータを用いた冷蔵庫を例に挙げて説明するが、空気調和機や洗濯機などの他の家電機器にもこの発明を同様に適用することができる。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図１は、この発明の実施の形態１による冷蔵庫１００の正面側の外観を示す斜視図である。
【００２２】
図２は、図１の冷蔵庫１００の背面側の外観を示す斜視図である。冷蔵庫１００は、外観上は、筐体１（外郭部）と、筐体１にＡＣコード２を介して取付けられた差込プラグ３と、筐体１に取付けられたコンセント４と、コンセント４の保護カバー１１とを含む。差込プラグ３は商用交流系統と接続するための第１の接続部として用いられ、コンセント４は直流配電系統や太陽電池などの直流電源と接続するための第２の接続部として用いられる。保護カバー１１は、コンセント４への接触による感電や漏電を避けるために設けられている。
【００２３】
図３は、図１、図２のコンセント４の使用例を説明するための図である。コンセント４は、住宅などの建物の壁面２１に取付けられたコンセント２２と、両端に差込プラグ２５，２６が取付けられたＤＣコード２４を介して接続される。コンセント２２は、直流配電システムの電源２３から直流電圧の供給を受けるために設置されている。
【００２４】
図４は、図１、図２の冷蔵庫１００の構成および使用例を説明するための図である。図４では、冷蔵庫１００のコンセント３が住宅の壁面に設けられた商用交流電源２８用のコンセント２７に接続された場合が示される。冷蔵庫１００は、筐体１の内部に設けられた、整流回路７、平滑コンデンサ８、インバータ９、同期モータ１０、および逆流阻止部１８を含む。同期モータ１０は、冷蔵庫１００のコンプレッサに内蔵されたモータである。
【００２５】
整流回路７は、商用交流電源２８からコンセント２７および差込プラグ３を介して受けた商用交流電圧を直流電圧に変換する。整流回路７は、ノードＮＤ３，ＮＤ４間に逆バイアス方向に直列に接続されたダイオードＤ１，Ｄ２と、同じくノードＮＤ３，ＮＤ４間に逆バイアス方向に直列に接続されたダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ１，Ｄ２の接続ノードＮＤ１と、ダイオードＤ３，Ｄ４の接続ノードＮＤ２との間に商用交流電圧が入力される。
【００２６】
平滑コンデンサ８は、出力ノードＮＤ３，ＮＤ４間に接続され、整流回路７の出力電圧を平滑化する。商用交流電源２８の電圧の実効値が１００Ｖの場合、平滑コンデンサ８の両端の電圧は、およそそのルート２倍の１４１Ｖ（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値）に等しい。
【００２７】
逆流阻止部１８は、平滑コンデンサ８に蓄積された電荷がコンセント４の方向に逆流するのを阻止するために設けられる。図４の場合、逆流阻止部１８として、コンセント４の高電圧側の端子４Ｐと平滑コンデンサ８の高電圧側のノードＮＤ３との間に、ノードＮＤ３の側がカソードとなるようにダイオード５が接続される。図４の場合とは逆に、コンセント４の低電圧側の端子４Ｎと平滑コンデンサ８の低電圧側のノードＮＤ４との間に、ノードＮＤ４の側がアノードとなるようにダイオードを設けてもよい。
【００２８】
インバータ９は、平滑コンデンサ８の両端間の直流電圧を高周波の三相交流電圧に変換して同期モータ１０に供給する。すなわち、平滑コンデンサ８の両端間の電圧によって、負荷としてのインバータ９および同期モータ１０が駆動される。このように、電力供給源として商用交流電源２８が用いられる場合は、冷蔵庫１００の動作は従来の冷蔵庫と変わらない。
【００２９】
図５は、図１、図２の冷蔵庫１００の他の使用例を説明するための図である。図５では、冷蔵庫１００のコンセント４が図３で示した直流配電系統の電源２３に接続された場合を示す。直流配電系統の電源２３と図４の商用交流電源２８とは同時に使用されることはない。ただし、インバータ９の部品の耐圧などの観点から、直流配電系統の電源２３から供給される直流電圧は商用交流電源２８の電圧の実効値のルート２倍（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値）に等しいことが望ましい。
【００３０】
図５において、直流配電系統の電源２３から供給された直流電圧は、逆流阻止部１８を介して平滑コンデンサ８に供給される。インバータ９は、図４の商用交流電源２８の場合と同様に、平滑コンデンサ８の両端間の電圧を受けて、高周波の三相交流電圧に変換して同期モータ１０に出力する。
【００３１】
このように、冷蔵庫１００の筐体１に直流配電系統の電源２３用のコンセント４を取付けることによって、電力供給源が商用交流系統および直流配電系統のいずれの場合に対しても容易に使用することができる。
【００３２】
図６は、図１、図２の冷蔵庫１００のさらに他の使用例を説明するための図である。図６では、冷蔵庫１００が商用交流電源２８と太陽電池３５との両方に接続された場合が示される。まず、太陽電池３５の特性について説明する。
【００３３】
図７は、太陽電池の電流電圧特性を説明するための図である。図６、図７を参照して、太陽電池の動作点は、電流電圧曲線上の開放電圧Ｖｏに対応する動作点Ｐｏから短絡電流Ｉｓに対応する動作点Ｐｓまでの間で変化し、動作点Ｐｍで最大出力電力が得られる。この最大出力電力時の電圧を最適動作電圧Ｖｍと称し、電流を最適動作電流Ｉｍと称する。最大出力電力は図７でハッチングを付した部分の面積（Ｖｍ×Ｉｍ）に相当する。一般に、太陽電池は、最大出力電力が得られる動作点付近で使用することが望ましい。
【００３４】
図６の太陽電池３５として、最適動作電圧Ｖｍが商用交流電源２８の電圧の実効値のルート２倍（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値）付近であるものが選択される。この場合、太陽電池３５の出力電力が負荷としてのインバータ９および同期モータ１０が必要とする電力を超えているときには、負荷の消費電力に見合った出力電力になるように図７の電流電圧曲線上を点Ｐｍから点Ｐｏの方向へ動作点がシフトし、太陽電池３５から供給される電力によって平滑コンデンサ８の両端間の電圧は商用交流電圧のピーク値より大きな値に維持される。このため、整流回路７のダイオードＤ１，Ｄ３がオフ状態になるので、商用交流電力は冷蔵庫１００に供給されない。すなわち、冷蔵庫１００は太陽電池３５の出力電力のみによって動作する。
【００３５】
一方、太陽電池３５の出力電力が負荷の必要とする電力に満たない場合は、太陽電池３５の出力電力のみによって、平滑コンデンサ８の電圧を商用交流電圧のピーク値以上に維持することができない。このため、不足分が商用交流電源２８から家電機器に供給される。太陽光が不十分な早朝および夕方や夜間などには、太陽電池３５の出力電圧は商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値に達しない。この場合、太陽電池３５は冷蔵庫１００への電力供給に寄与せず、冷蔵庫１００は商用交流電源２８から供給された電力のみによって動作する。
【００３６】
図８は、図６で商用交流電源２８から出力される電圧が増加した場合の太陽電池３５の動作を説明するための図である。図６、図８を参照して、たとえば、商用交流電圧の実効値が１００Ｖから１１０Ｖに増加した場合について説明する。この場合、商用交流電圧のピーク値は１４１Ｖから１５５Ｖに増加する。これに伴って、図８に示すように、太陽電池３５の動作点は、電圧Ｖｍ（１４１Ｖ）に対応した動作点Ｐｍから電圧Ｖ１（１５５Ｖ）に対応した動作点Ｐ１にシフトする。すなわち、太陽電池３５は、商用交流電圧の変動に追随した動作をする。したがって、新しい動作点Ｐ１における太陽電池３５の出力電力が負荷で必要とする電力を超えている場合には、冷蔵庫１００は専ら太陽電池３５から供給される電力によって動作する。新しい動作点Ｐ１における太陽電池３５の出力電力が負荷で必要とする電力に不足している場合には、不足分が商用交流電源２８から供給される。
【００３７】
このように、図８に示す回路構成では、平滑コンデンサ８には太陽電池３５で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ９および同期モータ１０が動作する。不足分の電力のみが商用交流電源２８から供給されるので、商用交流電力の使用量を削減することができ、冷蔵庫１００の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。
【００３８】
図９は、実施の形態１の変形例としての冷蔵庫１０１の背面側の外観を示す斜視図である。図９の冷蔵庫１０１の筐体１には、図２のコンセント４に代えて差込プラグ３２がＤＣコード３１を介して取付けられる。差込プラグ３２は、直流配電系統の電源２３または太陽電池３５と接続するための第２の接続部として用いられる。
【００３９】
＜実施の形態２＞
図１０は、この発明の実施の形態２による冷蔵庫１０２の構成を示すブロック図である。さらに、図１０、図１１によって冷蔵庫１０２の使用例が示される。図１０は冷蔵庫１０２のコンセント３が住宅の壁面に設けられた商用交流電源２８用のコンセント２７に接続された場合を示し、図１１は冷蔵庫１０２のコンセント４が直流配電系統の電源２３に接続された場合を示す。
【００４０】
図１０、図１１を参照して、冷蔵庫１０２は、コンセント４と逆流阻止部１８との間の直流電圧の供給経路に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータ１４をさらに含む点で、図４の冷蔵庫１００と異なる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４の高電圧側の出力ノードＮＤ５はダイオード５のアノードに接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４の低電圧側の出力ノードＮＤ６は平滑コンデンサ８の低電圧側のノードＮＤ４に接続される。図１０、図１１のその他の点は図４の冷蔵庫１００と共通するので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００４１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、図１１に示すように、コンセント４が直流配電系統の電源２３に接続された場合に、電源２３から出力される直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する。たとえば、直流配電系統の定格電圧が４００Ｖであるとすると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、４００Ｖの直流電圧を商用交流電圧の実効値のルート２倍（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値に等しい、たとえば１４１Ｖ）に変換する。したがって、直流配電系統の定格電圧に応じてＤＣ−ＤＣコンバータ１４による電圧変換率を調整すれば、どのような定格電圧の直流配電系統に対しても冷蔵庫１０２を接続することができる。
【００４２】
一方、図１０に示すように、冷蔵庫１０２がコンセント２７を介して商用交流電源２８に接続された場合は、実施の形態１の図４で説明した場合と同様であるので、説明を繰返さない。
【００４３】
＜実施の形態３＞
図１２は、この発明の実施の形態３による冷蔵庫１０３の構成および使用例を説明するための図である。図１２では、冷蔵庫１０３が商用交流電源２８と太陽電池３５との両方に接続された場合が示される。
【００４４】
図１２の冷蔵庫１０３は、図１０、図１１のＤＣ−ＤＣコンバータ１４と異なる動作のＤＣ−ＤＣコンバータ３４が設けられている点で図１０、図１１の冷蔵庫１０２と異なる。図１２のＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、その出力電圧が基準電圧を超えないように制御するとともに、その入力電圧および入力電流がそれぞれ、太陽電池３５の最大出力電力に対応した最適動作電圧および最適動作電流になるように制御する（ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御と称する）。この場合の基準電圧は、商用交流電圧の実効値のルート２倍であるピーク電圧より大きい値に設定される。以下、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の構成についてさらに詳しく説明する。図１２のその他の点は図１０、図１１の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００４５】
図１３は、図１２のＤＣ−ＤＣコンバータ３４の構成の一例を示す回路図である。
図１３において、太陽電池３５の高電圧側の出力ノードＮＤ１１を電源ノードＶＣＣ１とも記載し、低電圧側の出力ノードＮＤ１２を接地ノードＧＮＤ１とも記載する。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の高電圧側の出力ノードＮＤ７を電源ノードＶＣＣ２とも記載する。電源ノードＶＣＣ１の電圧はたとえば２０Ｖであり、電源ノードＶＣＣ２の電圧はたとえば１５０Ｖである。
【００４６】
図１３の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、絶縁型のフライバックコンバータである。フライバックコンバータに代えて、他の種類のＤＣ−ＤＣコンバータ、たとえば、フォワードコンバータや非絶縁型の昇降圧チョッパを用いることもできる。図１３に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、変換回路６５と、平滑コンデンサ４５と、制御回路ＩＣ１，ＩＣ２と、マイクロコンピュータ（ＭＣＵ：Micro Computer Unit）５４と、演算増幅器５５と、ダイオード５６と、抵抗素子４６〜５０と、フォトカプラ６０とを含む。
【００４７】
変換回路６５は、トランス４１と、ＮチャネルのＭＯＳ（Metal-Oxide Semiconductor）トランジスタ４２（ＮＭＯＳトランジスタ４２とも称する）と、ダイオード４３と、平滑コンデンサ４４とを含む。トランス４１の一次巻線４１ＡとＭＯＳトランジスタ４２と抵抗素子４６とはノードＮＤ１１，ＮＤ１２間に直列に接続される。トランス４１の二次巻線４１Ｂとダイオード４３とは出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間に直列に接続される。ここで、ダイオード４３は、ＭＯＳトランジスタ４２がオン状態のときに、トランス４１の二次巻線４１Ｂに電流が流れないような極性で接続される。平滑コンデンサ４４は、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧を平滑化する。
【００４８】
平滑コンデンサ４５は、ノードＮＤ１１と、ＮＭＯＳトランジスタ４２と抵抗素子４６との接続ノードＮＤ１３との間に接続される。平滑コンデンサ４５は、太陽電池３５から出力される直流電圧を平滑化する。
【００４９】
制御回路ＩＣ１は、ＭＯＳトランジスタ４２のスイッチングをＰＷＭ（Pulse-Width Modulation）方式で制御するための集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）である（ＰＷＭ−ＩＣとも称する）。制御回路ＩＣ１は、コンパレータ５１と、キャリア周波数で発振する三角波発振器５２と、抵抗素子５３とを含む。
【００５０】
コンパレータ５１の反転（−）入力端子は、三角波発振器５２を介して接地ノードＧＮＤ１と接続される。コンパレータ５１の非反転（＋）入力端子は、ノードＮＤ１６に接続される。ノードＮＤ１６は、抵抗素子５３を介して電源ノードＶＣＣ１と接続される。後述するように、ノードＮＤ１６には、制御回路ＩＣ２およびマイクロコンピュータ５４から出力されたフィードバック電圧が与えられる。コンパレータ５１の出力端子は、ＭＯＳトランジスタ４２のゲートに接続される。このような制御回路ＩＣ１の構成によって、非反転（＋）入力端子に入力された電圧が三角波発振器５２の出力電圧を超えている間、ＭＯＳトランジスタ４２はオン状態になる。
【００５１】
制御回路ＩＣ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電圧が一定になるように、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧を制御回路ＩＣ１にフィードバックするための集積回路である（シャントレギュレータとも称する）。制御回路ＩＣ２は、差動増幅器５７と、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ５８と、直流電源５９とを含む。
【００５２】
差動増幅器５７の非反転（＋）入力端子は、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間に直列接続された抵抗素子４９，５０の接続ノードＮＤ１５に接続される。差動増幅器５７の反転（−）入力端子は、直流電源５９を介して低電圧側の出力ノードＮＤ８と接続される。差動増幅器５７の出力端子は、バイポーラトランジスタ５８のベースと接続される。抵抗素子６１、フォトカプラ６０を構成する発光ダイオード６０Ａ、およびバイポーラトランジスタ５８は、この順で出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間に直列に接続される。なお、トランス４１の２次側に補助巻線と、補助巻線の出力電圧を整流するダイオードおよび平滑コンデンサとをさらに設け、この平滑コンデンサの高電圧側ノードと低電圧側の出力ノードＮＤ８との間に、抵抗素子６１、発光ダイオード６０Ａ、およびバイポーラトランジスタ５８を接続してもよい。
【００５３】
上記の制御回路ＩＣ２の構成によれば、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧が増加すると、差動増幅器５７の非反転（＋）入力端子の電圧が増加するので、バイポーラトランジスタ５８のベース電圧が増加する。この結果、発光ダイオード６０Ａを通ってバイポーラトランジスタ５８を流れる電流量が増加するので、フォトカプラ６０を構成するフォトトランジスタ６０Ｂの電流量も増加する。そして、フォトトランジスタ６０Ｂの電流量が増加すると、ノードＮＤ１６の電圧が減少するので、ＭＯＳトランジスタ４２のデューティ比が減少し、これによって出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧の増加が抑制される。逆に、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧が減少すると、フォトトランジスタ６０Ｂを流れる電流量が減少するので、ノードＮＤ１６の電圧が増加する。この結果、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧の減少が抑制される。直流電源５９の出力電圧は、上記のフィードバック制御によって、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧が所定の設定電圧値になるような大きさに設定される。この場合の出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の設定電圧値は、商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値よりも若干高めの値（たとえば、１５０Ｖ）である。
【００５４】
マイクロコンピュータ５４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の入力電力が最大になるように、太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間の電圧および太陽電池３５の出力電流を制御回路ＩＣ１にフィードバックするために設けられる。マイクロコンピュータ５４は、アナログ入力端子ＡＤ１，ＡＤ２と、アナログ出力端子ＤＡ１とを有する。アナログ入力端子ＡＤ１，ＡＤ２はマイクロコンピュータ５４に内蔵されたＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器（図示省略）と接続され、アナログ出力端子ＤＡ１はマイクロコンピュータ５４に内蔵されたＤ／Ａ（Digital-to-Analog）変換器（図示省略）と接続される。
【００５５】
太陽電池３５の出力電流（ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の入力電流Ｉｉｎ）を検出するために、アナログ入力端子ＡＤ１には抵抗素子４６の両端間にかかる電圧が入力される。太陽電池３５の出力電圧（ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の入力電圧Ｖｉｎ）を検出するために、アナログ入力端子ＡＤ２が太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間に直列に接続された抵抗素子４７，４８の接続ノードＮＤ１４と接続される。マイクロコンピュータ５４は、検出された太陽電池３５の出力電圧および出力電流を乗算した出力電力Ｐｉｎと所定の最大出力電力との偏差ができるだけ小さくなるように制御するための制御信号をアナログ出力端子ＤＡ１から出力する。
【００５６】
演算増幅器５５は電圧フォロアとして用いられる。演算増幅器５５の非反転（＋）入力端子はマイクロコンピュータ５４のアナログ出力端子ＤＡ１に接続され、出力端子は反転（−）入力端子に接続されるとともにダイオード５６のカソードに接続される。ダイオード５６のアノードはノードＮＤ１６に接続される。
【００５７】
上記の構成によれば、たとえば日射強度が変化することによって太陽電池３５の電流電圧特性が変化し、太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間の現時点の出力電圧よりも最大出力電力に対応した最適動作電圧が高くなった場合には、マイクロコンピュータ５４はアナログ出力端子ＤＡ１から出力する電圧を減少させる。この結果、ノードＮＤ１６の電圧が低下するので、ＭＯＳトランジスタ４２のデューティ比が減少し、太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間の電圧が増加し、太陽電池の最大出力電力からのずれが抑制される。逆に、太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間の現時点の出力電圧よりも最大出力電力に対応した最適動作電圧が低くなった場合には、マイクロコンピュータ５４は、アナログ出力端子ＤＡ１から出力する電圧を増加させる。この結果、ノードＮＤ１６の電圧が上昇するので、太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間の電圧が低下し、太陽電池の最大出力電力からのずれが抑制される。
【００５８】
図１４は、図１３に示すＤＣ−ＤＣコンバータ３４の機能ブロック図である。図１４において、ＯＲ回路６６は、図１３のノードＮＤ１６を抵抗素子５３でプルアップすることによって実現される負論理のＯＲ回路（ワイヤードＯＲ）を示す。
【００５９】
図１５は、図１４のマイクロコンピュータ５４の入出力関係を示す図である。図１３で説明したように、マイクロコンピュータ５４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の入力電圧Ｖｉｎおよび入力電流Ｉｉｎをモニターし、その積Ｐｉｎが所定の最大出力電力Ｐｍとなるように制御するためのフィードバック電圧Ｖｆｂ１を生成して図１４のＯＲ回路６６に出力する。
【００６０】
図１６は、図１４の制御回路ＩＣ２の入出力関係を示す図である。図１３で説明したように制御回路ＩＣ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電圧Ｖｏｕｔをモニターして、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の基準電圧（図１６では１５０Ｖ）を超えないように制御するためのフィードバック電圧Ｖｆｂ２を生成して図１４のＯＲ回路６６に出力する。
【００６１】
したがって、太陽電池３５の発電電力が負荷で必要とされる電力より大きい場合（軽負荷時）には、制御回路ＩＣ２からＯＲ回路６６に出力されるフィードバック電圧Ｖｆｂ２が減少することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電圧が設定値（たとえば、１５０Ｖ）を超えないようにＭＯＳトランジスタ４２のオン時間が抑制される。一方、朝夕や曇天時のように日照量が少ない場合（重負荷時）には、太陽電池３５の発電電力は負荷９，１０で必要とされる電力よりも小さい。この場合には、マイクロコンピュータ５４からＯＲ回路６６に出力されるフィードバック電圧Ｖｆｂ１が減少することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の入力電力が最大出力電力を維持するようにＭＯＳトランジスタ４２のオン時間が抑制される。
【００６２】
以上の構成によって、平滑コンデンサ８には太陽電池３５で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ９および同期モータ１０が動作する。不足分の電力のみが商用交流電源２８から供給されるので、商用交流電力の使用量を削減することができ、冷蔵庫１００の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４を設けることによって、太陽電池３５の最適動作電圧が商用交流電圧のピーク値付近に限られないというメリットがある。
【００６３】
なお、上記のＭＰＰＴ制御と異なり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、入力電圧のみをモニターして、入力電圧が太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御を行なってもよい。
【００６４】
＜実施の形態４＞
図１７は、この発明の実施の形態４による冷蔵庫１０４の背面側の外観を示す斜視図である。図１７の冷蔵庫１０４は、太陽電池と接続するためのコンセント１５（接続部）とその保護カバー１７をさらに含む点で図２の冷蔵庫１００と異なる。
【００６５】
図１８は、図１８の冷蔵庫１０４の構成を示すブロック図である。さらに、図１８、図１９には冷蔵庫１０４の使用例が示される。図１８は冷蔵庫１０４が商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合を示し、図１９は冷蔵庫１０４が直流配電系統の電源２３と太陽電池３５とに接続された場合を示す。太陽電池３５は、その最大出力電力に対応する最適動作電圧が商用交流電圧の実効値のルート２倍（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値）に略等しいものが選択される。直流配電系統の定格電圧も、商用交流電圧の実効値のルート２倍（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値）に略等しく設定される。
【００６６】
図１８、図１９を参照して、冷蔵庫１０４は、コンセント１５と平滑コンデンサ８との間の直流電力の経路に設けられた逆流阻止部１９をさらに含む点で図４の冷蔵庫１００と異なる。逆流阻止部１９は、平滑コンデンサ８に蓄積された電荷がコンセント１５の方向に逆流するのを阻止するために設けられる。図１８、図１９の場合、逆流阻止部１９として、コンセント１５の高電圧側の端子１５Ｐと平滑コンデンサ８の高電圧側のノードＮＤ３との間に、ノードＮＤ３の側がカソードとなるようにダイオード１６が設けられる。図１８、図１９の場合とは逆に、コンセント１５の低電圧側の端子１５Ｎと平滑コンデンサ８の低電圧側のノードＮＤ４との間に、ノードＮＤ４の側がアノードとなるようにダイオードを設けてもよい。
【００６７】
図１８の使用例では、冷蔵庫１０４の差込プラグ３が商用交流電源２８用のコンセント２７と接続されるとともに、冷蔵庫１０４のコンセント１５が太陽電池３５に接続される。この場合の動作は、実施の形態１の図６の場合と同様であるので説明を繰返さない。
【００６８】
図１９の使用例では、冷蔵庫１０４のコンセント４が直流配電系統の電源２３に接続されるとともに、コンセント１５が太陽電池３５に接続される。この場合には、太陽電池３５の出力電圧は、図７に示す電流電圧曲線に従って動作し、図１８に示した商用交流電源２８の場合の動作と基本的には変わらない。
【００６９】
具体的に説明すると、太陽電池３５の出力電力が負荷としてのインバータ９および同期モータ１０が必要とする電力を超えているときには、負荷の消費電力に見合った出力電力になるように図７の電流電圧曲線上を点Ｐｍから点Ｐｏの方向へ動作点がシフトする。この場合、平滑コンデンサ８の両端間の電圧は、直流配電系統の定格電圧を超えているので、冷蔵庫１０４は太陽電池３５の出力電力のみによって動作する。
【００７０】
一方、太陽電池３５の出力電力が負荷が必要とする電力に満たない場合は、太陽電池３５の出力電力のみによって、平滑コンデンサ８の電圧を直流配電系統の定格電圧に等しい値に維持することができない。このため、不足分が直流配電系統の電源２３から冷蔵庫１０４に供給される。太陽光が不十分な早朝および夕方や夜間などには、太陽電池３５の出力電圧が直流配電系統の電源２３の定格電圧に達しない。この場合、太陽電池３５は冷蔵庫１００への電力供給に寄与せず、冷蔵庫１００は直流配電系統の電源２３から供給された電力のみによって動作する。
【００７１】
さらに、図８のように直流配電系統の電源２３の電圧がＶｍからＶ１に増加した場合には、太陽電池３５の動作点は直流配電系統の電源２３の電圧の増加に伴って、ＰｍからＰ１にシフトする。したがって、新しい動作点Ｐ１における太陽電池３５の出力電力が負荷で必要とする電力を超えている場合には、冷蔵庫１００は専ら太陽電池３５から供給される電力によって動作する。新しい動作点Ｐ１における太陽電池３５の出力電力が負荷で必要とする電力に不足している場合には、不足分が直流配電系統の電源２３から供給される。
【００７２】
以上の構成によって、平滑コンデンサ８には太陽電池３５で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ９および同期モータ１０が動作する。不足分の電力のみが直流配電系統の電源２３から供給されるので、直流配電系統からの電力使用量を削減することができ、冷蔵庫１００の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。
【００７３】
＜実施の形態５＞
図２０は、この発明の実施の形態５による冷蔵庫１０５の構成を示すブロック図である。さらに、図２０、図２１には冷蔵庫１０５の使用例が示される。図２０は冷蔵庫１０５が商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合を示し、図２１は冷蔵庫１０５が直流配電系統の電源２３と太陽電池３５とに接続された場合を示す。
【００７４】
図２０、図２１を参照して、冷蔵庫１０５は、太陽電池３５に接続するためのコンセント１５と、コンセント１５と平滑コンデンサ８との間の直流電力の供給経路に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータ３４および逆流阻止部１９とをさらに含む点で、図１１の冷蔵庫１０２と異なる。冷蔵庫の１０５の外観は実施の形態４の図１７と同じである。
【００７５】
図２０、図２１のＤＣ−ＤＣコンバータ３４の構成は、図１２、図１３に示すものと同じであるので説明を繰返さない。図２０、図２１の逆流阻止部１９として、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の高電圧側の出力ノードＮＤ７と平滑コンデンサ８の高電圧側のノードＮＤ３との間に、ノードＮＤ３の側がカソードとなるようにダイオード１６が設けられる。図２０、図２１の場合とは逆に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の低電圧側の出力ノードＮＤ８と平滑コンデンサ８の低電圧側のノードＮＤ４との間に、ノードＮＤ４の側がアノードとなるようにダイオードを設けてもよい。
【００７６】
図２０の使用例では、冷蔵庫１０５の差込プラグ３が商用交流電源２８用のコンセント２７に接続されるとともに、冷蔵庫１０５のコンセント１５が太陽電池３５に接続される。この場合の動作は、実施の形態３の図１２の場合と同じであるので詳しい説明を繰返さない。ＤＣ−ＤＣコンバータ３４を設けることによって、太陽電池３５の最適動作電圧が、商用交流電圧のピーク値付近に限られないというメリットがある。
【００７７】
図２１の使用例では、冷蔵庫１０５のコンセント４が直流配電系統の電源２３に接続されるとともに、コンセント１５が太陽電池３５に接続される。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、その出力電圧を商用交流電圧のピーク値（商用交流電圧の実効値のルート２倍に等しい）に等しくなるように制御する。ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、その出力電圧が基準電圧を超えないように制御するとともに、その入力電圧および入力電流がそれぞれ太陽電池３５の最大出力電力に対応した最適動作電圧および最適動作電流になるように制御する（ＭＰＰＴ制御）。このときの基準電圧は、商用交流電圧のピーク値より大きい値に設定される。
【００７８】
したがって、図２１において、太陽電池３５の出力電力が負荷としてのインバータ９および同期モータ１０が必要とする電力を超えているときには、平滑コンデンサ８の両端間の電圧は商用交流電圧のピーク値を超えるので、冷蔵庫１０５はＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電力のみによって動作する。一方、太陽電池３５の出力電力が負荷の必要とする電力に満たない場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電力のみによって平滑コンデンサ８の電圧を一定値に維持することができない。このため、不足分が直流配電系統の電源２３からＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して冷蔵庫１０５に供給される。太陽光が不十分な早朝および夕方や夜間などには、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電圧は商用交流電圧のピーク値に達しない。この場合、太陽電池３５は冷蔵庫１００への電力供給に寄与せず、冷蔵庫１００は直流配電系統の電源２３からＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して供給された電力のみによって動作する。
【００７９】
以上の構成によって、平滑コンデンサ８には太陽電池３５で発電した電力がＤＣ−ＤＣコンバータ３４を介して優先的に供給され、この電力によってインバータ９および同期モータ１０が動作する。不足分の電力のみが直流配電系統の電源２３からＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して平滑コンデンサ８に供給されるので、直流配電系統からの電力使用量を削減することができ、冷蔵庫１００の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４を設けることによって、直流配電系統の電源２３から供給される直流電圧の大きさを商用交流電圧のピーク値に等しくする必要がないというメリットがある。
【００８０】
＜実施の形態６＞
図２２は、この発明の実施の形態６による冷蔵庫１０６の構成および使用例を説明するための図である。図２２には、２台の太陽電池に接続された場合が示される。
【００８１】
図２２の冷蔵庫１０６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４に代えてＤＣ−ＤＣコンバータ３６が設けられる点で図２１の冷蔵庫と異なる。ＤＣ−ＤＣコンバータ３６の構成は図１２、図１３に示すＤＣ−ＤＣコンバータ３４と同じである。さらに、冷蔵庫１０６のコンセント４には、直流配電系統の電源２３に代えて太陽電池３７が接続される点で、図２１の場合と異なる。図２２のその他の点は図２１の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００８２】
以上の構成によって、平滑コンデンサ８には２台の太陽電池３５，３７で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ９および同期モータ１０が動作する。不足分の電力のみが商用交流電源２８から整流回路７を介して平滑コンデンサ８に供給されるので、商用交流電力の使用量を削減することができ、冷蔵庫１００の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。さらに、冷蔵庫１０６では、２つの太陽電池３５，３７の少なくとも一方のみを接続することができ、太陽電池３５，３７のいずれも接続しない場合であっても商用交流電源２８さえ接続されていれば、従来の冷蔵庫と同様に使用できる。したがって、後から太陽電池３５，３７を順々に追加したり、使用環境によって接続する太陽電池３５，３７の個数を変更したりすることができ、汎用性に富んだ家電機器になっている。
【００８３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８４】
１ 筐体（外郭部）、３ 差込プラグ（第１の接続部）、４ コンセント（第２の接続部）、５，１６ ダイオード、７ 整流回路、８ 平滑コンデンサ、９ インバータ、１０ 同期モータ、１４ ＤＣ−ＤＣコンバータ、１５ コンセント（第３の接続部）、１８，１９ 逆流阻止部、２３ 直流配電系統の電源、２８ 商用交流電源、３２ 差込プラグ（第２の接続部）、３４，３６ ＤＣ−ＤＣコンバータ、３５，３７ 太陽電池、１００〜１０６ 冷蔵庫。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電力と直流電力との双方が利用できる電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化対策が世界的な課題として取り上げられている。具体的には、地球温暖化の要因の一つとされる二酸化炭素の排出量低減のため、化石燃料の使用量を低減する取り組みが進められている。
【０００３】
このような背景の下、一般家庭で使用される空調機器、冷蔵庫、および照明機器を始めとした家庭用の電気機器（家電機器とも称する）においては、基本性能を維持しながらエネルギー使用量を低減すること、すなわち省エネ化が求められ、現在そのための技術開発が進められている。
【０００４】
家電機器においては、さらに、太陽電池などの自然エネルギーの利用も進められている。たとえば、特開平５−１１８７１号公報（特許文献１）には、商用交流電力と太陽電池によって発電された直流電力との両方が入力される複合入力インバータ装置が開示されている。この文献に示されたインバータ装置は、商用交流系統に整流回路を介して接続された直流負荷と、この整流回路の出力端にＤＣ−ＤＣコンバ−タを介して接続された太陽電池とを含む。この構成において、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの入力電圧は太陽電池の最大電力に対応した最適動作電圧値に常時調整されるとともに、太陽電池の余剰電力の発生を抑制するために太陽電池の最大電力が前記直流負荷の最大消費電力以下に設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１１８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、最近の空気調和機（エアコン）、冷蔵庫、洗濯機などの家電機器は、インバータを搭載しているのが普通である。これらの家電機器を商用交流系統に接続する場合には、商用交流を一度直流に変換し、その後、インバータによって高周波の交流に変換するというように電力変換を繰返す必要があるので、変換のたびに損失が生じる。したがって、上記の文献に記載の複合入力インバータ装置を用いて、商用交流電力以外に太陽電池や直流配電系統などの直流電力を利用できるようにすることは、省エネルギーの観点から有用である。
【０００７】
しかしながら、太陽電池や直流配電系統は普及の途上であるので、住宅環境に応じて利用できる電力は異なる。このため、家電機器の設置場所の電力供給手段に応じて家電機器の改造ないしは買い替えが必要となるのが現状であり、不便かつ不経済である。
【０００８】
この発明は上記の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、設置場所の給電手段に応じて交流電力と直流電力とのいずれをも簡単に利用することができる電気機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は要約すれば電気機器であって、第１の接続部と、整流回路と、平滑コンデンサと、負荷と、第２の接続部とを備える。第１の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から商用交流電圧を受けるために設けられる。整流回路は、第１の接続部を介して受けた商用交流電圧を整流する。平滑コンデンサは、整流回路の出力電圧を受ける。負荷は、平滑コンデンサの両端間の電圧によって駆動される。第２の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第１の直流電圧を受け、第１の直流電圧を平滑コンデンサに供給するために設けられる。
【００１０】
好ましい実施の一形態において、電気機器は、第２の接続部と平滑コンデンサとの間の第１の直流電圧の供給経路に設けられ、平滑コンデンサに蓄積された電荷が第２の接続部の方向に逆流するのを阻止する第１の逆流阻止部をさらに備える。
【００１１】
好ましくは、第１の直流電圧は太陽電池から供給される。この場合、太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は商用交流電圧のピーク値に略等しい。
【００１２】
好ましい実施の他の形態において、電気機器は、上記の実施の一形態の構成に加えて、第２の接続部と第１の逆流阻止部との間の第１の直流電圧の供給経路に設けられ、第１の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第１の変換器をさらに備える。
【００１３】
好ましくは、第１の直流電圧は太陽電池から供給される。この場合、第１の変換器は、第１の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第１の変換器の入力電圧を太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する。
【００１４】
もしくは、第１の直流電圧が太陽電池から供給される場合において、好ましくは、第１の変換器は、第１の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第１の変換器の入力電力が最大になるように制御する。
【００１５】
上記の実施の一形態において好ましくは、電気機器は、第３の接続部と、第２の逆流阻止部とをさらに備える。第３の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第２の直流電圧を受け、第２の直流電圧を平滑コンデンサに供給するために設けられる。第２の逆流阻止部は、第３の接続部と平滑コンデンサとの間の第２の直流電圧の供給経路に設けられ、平滑コンデンサに蓄積された電荷が第３の接続部の方向に逆流するのを阻止する。ここで、第１の直流電圧は直流配電系統から供給され、第１の直流電圧の大きさは商用交流電圧のピーク値に略等しい。第２の直流電圧は太陽電池から供給され、太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は商用交流電圧のピーク値に略等しい。
【００１６】
上記の実施の他の形態において好ましくは、電気機器は、第３の接続部と、第２の逆流阻止部と、第２の変換器とをさらに備える。第３の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第２の直流電圧を受け、第２の直流電圧を平滑コンデンサに供給するために設けられる。第２の逆流阻止部は、第３の接続部と平滑コンデンサとの間の第２の直流電圧の供給経路に設けられ、平滑コンデンサに蓄積された電荷が第３の接続部の方向に逆流するのを阻止する。第２の変換器は、第３の接続部と第２の逆流阻止部との間の第２の直流電圧の供給経路に設けられ、第２の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する。ここで、第１の直流電圧は直流配電系統から供給され、第１の直流電圧の大きさは商用交流電圧のピーク値に略等しい。第２の直流電圧は太陽電池から供給される。第２の変換器は、第２の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第２の変換器の入力電圧を太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する。
【００１７】
もしくは、第２の直流電圧が太陽電池から供給される場合において、好ましくは、第２の変換器は、第２の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第２の変換器の入力電力が最大になるように制御する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、電気機器の外郭部に外部から商用交流電圧を受けるための第１の接続部と、外部から直流電圧を受けるための第２の接続部とが設けられるので、設置場所の給電手段に応じて交流電力と直流電力とのいずれをも簡単に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１による冷蔵庫１００の正面側の外観を示す斜視図である。
【図２】図１の冷蔵庫１００の背面側の外観を示す斜視図である。
【図３】図１、図２のコンセント４の使用例を説明するための図である。
【図４】図１、図２の冷蔵庫１００の構成および使用例を説明するための図である（商用交流電源２８に接続された場合）。
【図５】図１、図２の冷蔵庫１００の他の使用例を説明するための図である（直流配電系統の電源２３に接続された場合）。
【図６】図１、図２の冷蔵庫１００のさらに他の使用例を説明するための図である（商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図７】太陽電池の電流電圧特性を説明するための図である。
【図８】図６で商用交流電源２８から出力される電圧が増加した場合の太陽電池３５の動作を説明するための図である。
【図９】実施の形態１の変形例としての冷蔵庫１０１の背面側の外観を示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による冷蔵庫１０２の構成および使用例を説明するための図である（商用交流電源２８に接続された場合）。
【図１１】図１０の冷蔵庫１０２の他の使用例を説明するための図である（直流配電系統の電源２３に接続された場合）。
【図１２】この発明の実施の形態３による冷蔵庫１０３の構成および使用例を説明するための図である（商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図１３】図１２のＤＣ−ＤＣコンバータ３４の構成の一例を示す回路図である。
【図１４】図１３のＤＣ−ＤＣコンバータ３４の機能ブロック図である。
【図１５】図１４のマイクロコンピュータ５４の入出力関係を示す図である。
【図１６】図１４の制御回路ＩＣ２の入出力関係を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態４による冷蔵庫１０４の背面側の外観を示す斜視図である。
【図１８】図１７の冷蔵庫１０４の構成および使用例を説明するための図である（商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図１９】図１８の冷蔵庫１０４の他の使用例を説明するための図である（直流配電系統の電源２３と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図２０】この発明の実施の形態５による冷蔵庫１０５の構成および使用例を説明するための図である（商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図２１】図５の冷蔵庫１０５の他の使用例を説明するための図である（直流配電系統の電源２３と太陽電池３５とに接続された場合）。
【図２２】この発明の実施の形態６による冷蔵庫１０６の構成および使用例を説明するための図である（２台の太陽電池３５，３７に接続された場合）。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。以下では、インバータを用いた冷蔵庫を例に挙げて説明するが、空気調和機や洗濯機などの他の家電機器にもこの発明を同様に適用することができる。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図１は、この発明の実施の形態１による冷蔵庫１００の正面側の外観を示す斜視図である。
【００２２】
図２は、図１の冷蔵庫１００の背面側の外観を示す斜視図である。冷蔵庫１００は、外観上は、筐体１（外郭部）と、筐体１にＡＣコード２を介して取付けられた差込プラグ３と、筐体１に取付けられたコンセント４と、コンセント４の保護カバー１１とを含む。差込プラグ３は商用交流系統と接続するための第１の接続部として用いられ、コンセント４は直流配電系統や太陽電池などの直流電源と接続するための第２の接続部として用いられる。保護カバー１１は、コンセント４への接触による感電や漏電を避けるために設けられている。
【００２３】
図３は、図１、図２のコンセント４の使用例を説明するための図である。コンセント４は、住宅などの建物の壁面２１に取付けられたコンセント２２と、両端に差込プラグ２５，２６が取付けられたＤＣコード２４を介して接続される。コンセント２２は、直流配電システムの電源２３から直流電圧の供給を受けるために設置されている。
【００２４】
図４は、図１、図２の冷蔵庫１００の構成および使用例を説明するための図である。図４では、冷蔵庫１００のコンセント３が住宅の壁面に設けられた商用交流電源２８用のコンセント２７に接続された場合が示される。冷蔵庫１００は、筐体１の内部に設けられた、整流回路７、平滑コンデンサ８、インバータ９、同期モータ１０、および逆流阻止部１８を含む。同期モータ１０は、冷蔵庫１００のコンプレッサに内蔵されたモータである。
【００２５】
整流回路７は、商用交流電源２８からコンセント２７および差込プラグ３を介して受けた商用交流電圧を直流電圧に変換する。整流回路７は、ノードＮＤ３，ＮＤ４間に逆バイアス方向に直列に接続されたダイオードＤ１，Ｄ２と、同じくノードＮＤ３，ＮＤ４間に逆バイアス方向に直列に接続されたダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ１，Ｄ２の接続ノードＮＤ１と、ダイオードＤ３，Ｄ４の接続ノードＮＤ２との間に商用交流電圧が入力される。
【００２６】
平滑コンデンサ８は、出力ノードＮＤ３，ＮＤ４間に接続され、整流回路７の出力電圧を平滑化する。商用交流電源２８の電圧の実効値が１００Ｖの場合、平滑コンデンサ８の両端の電圧は、およそそのルート２倍の１４１Ｖ（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値）に等しい。
【００２７】
逆流阻止部１８は、平滑コンデンサ８に蓄積された電荷がコンセント４の方向に逆流するのを阻止するために設けられる。図４の場合、逆流阻止部１８として、コンセント４の高電圧側の端子４Ｐと平滑コンデンサ８の高電圧側のノードＮＤ３との間に、ノードＮＤ３の側がカソードとなるようにダイオード５が接続される。図４の場合とは逆に、コンセント４の低電圧側の端子４Ｎと平滑コンデンサ８の低電圧側のノードＮＤ４との間に、ノードＮＤ４の側がアノードとなるようにダイオードを設けてもよい。
【００２８】
インバータ９は、平滑コンデンサ８の両端間の直流電圧を高周波の三相交流電圧に変換して同期モータ１０に供給する。すなわち、平滑コンデンサ８の両端間の電圧によって、負荷としてのインバータ９および同期モータ１０が駆動される。このように、電力供給源として商用交流電源２８が用いられる場合は、冷蔵庫１００の動作は従来の冷蔵庫と変わらない。
【００２９】
図５は、図１、図２の冷蔵庫１００の他の使用例を説明するための図である。図５では、冷蔵庫１００のコンセント４が図３で示した直流配電系統の電源２３に接続された場合を示す。直流配電系統の電源２３と図４の商用交流電源２８とは同時に使用されることはない。ただし、インバータ９の部品の耐圧などの観点から、直流配電系統の電源２３から供給される直流電圧は商用交流電源２８の電圧の実効値のルート２倍（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値）に等しいことが望ましい。
【００３０】
図５において、直流配電系統の電源２３から供給された直流電圧は、逆流阻止部１８を介して平滑コンデンサ８に供給される。インバータ９は、図４の商用交流電源２８の場合と同様に、平滑コンデンサ８の両端間の電圧を受けて、高周波の三相交流電圧に変換して同期モータ１０に出力する。
【００３１】
このように、冷蔵庫１００の筐体１に直流配電系統の電源２３用のコンセント４を取付けることによって、電力供給源が商用交流系統および直流配電系統のいずれの場合に対しても容易に使用することができる。
【００３２】
図６は、図１、図２の冷蔵庫１００のさらに他の使用例を説明するための図である。図６では、冷蔵庫１００が商用交流電源２８と太陽電池３５との両方に接続された場合が示される。まず、太陽電池３５の特性について説明する。
【００３３】
図７は、太陽電池の電流電圧特性を説明するための図である。図６、図７を参照して、太陽電池の動作点は、電流電圧曲線上の開放電圧Ｖｏに対応する動作点Ｐｏから短絡電流Ｉｓに対応する動作点Ｐｓまでの間で変化し、動作点Ｐｍで最大出力電力が得られる。この最大出力電力時の電圧を最適動作電圧Ｖｍと称し、電流を最適動作電流Ｉｍと称する。最大出力電力は図７でハッチングを付した部分の面積（Ｖｍ×Ｉｍ）に相当する。一般に、太陽電池は、最大出力電力が得られる動作点付近で使用することが望ましい。
【００３４】
図６の太陽電池３５として、最適動作電圧Ｖｍが商用交流電源２８の電圧の実効値のルート２倍（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値）付近であるものが選択される。この場合、太陽電池３５の出力電力が負荷としてのインバータ９および同期モータ１０が必要とする電力を超えているときには、負荷の消費電力に見合った出力電力になるように図７の電流電圧曲線上を点Ｐｍから点Ｐｏの方向へ動作点がシフトし、太陽電池３５から供給される電力によって平滑コンデンサ８の両端間の電圧は商用交流電圧のピーク値より大きな値に維持される。このため、整流回路７のダイオードＤ１，Ｄ３がオフ状態になるので、商用交流電力は冷蔵庫１００に供給されない。すなわち、冷蔵庫１００は太陽電池３５の出力電力のみによって動作する。
【００３５】
一方、太陽電池３５の出力電力が負荷の必要とする電力に満たない場合は、太陽電池３５の出力電力のみによって、平滑コンデンサ８の電圧を商用交流電圧のピーク値以上に維持することができない。このため、不足分が商用交流電源２８から家電機器に供給される。太陽光が不十分な早朝および夕方や夜間などには、太陽電池３５の出力電圧は商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値に達しない。この場合、太陽電池３５は冷蔵庫１００への電力供給に寄与せず、冷蔵庫１００は商用交流電源２８から供給された電力のみによって動作する。
【００３６】
図８は、図６で商用交流電源２８から出力される電圧が増加した場合の太陽電池３５の動作を説明するための図である。図６、図８を参照して、たとえば、商用交流電圧の実効値が１００Ｖから１１０Ｖに増加した場合について説明する。この場合、商用交流電圧のピーク値は１４１Ｖから１５５Ｖに増加する。これに伴って、図８に示すように、太陽電池３５の動作点は、電圧Ｖｍ（１４１Ｖ）に対応した動作点Ｐｍから電圧Ｖ１（１５５Ｖ）に対応した動作点Ｐ１にシフトする。すなわち、太陽電池３５は、商用交流電圧の変動に追随した動作をする。したがって、新しい動作点Ｐ１における太陽電池３５の出力電力が負荷で必要とする電力を超えている場合には、冷蔵庫１００は専ら太陽電池３５から供給される電力によって動作する。新しい動作点Ｐ１における太陽電池３５の出力電力が負荷で必要とする電力に不足している場合には、不足分が商用交流電源２８から供給される。
【００３７】
このように、図８に示す回路構成では、平滑コンデンサ８には太陽電池３５で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ９および同期モータ１０が動作する。不足分の電力のみが商用交流電源２８から供給されるので、商用交流電力の使用量を削減することができ、冷蔵庫１００の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。
【００３８】
図９は、実施の形態１の変形例としての冷蔵庫１０１の背面側の外観を示す斜視図である。図９の冷蔵庫１０１の筐体１には、図２のコンセント４に代えて差込プラグ３２がＤＣコード３１を介して取付けられる。差込プラグ３２は、直流配電系統の電源２３または太陽電池３５と接続するための第２の接続部として用いられる。
【００３９】
＜実施の形態２＞
図１０は、この発明の実施の形態２による冷蔵庫１０２の構成を示すブロック図である。さらに、図１０、図１１によって冷蔵庫１０２の使用例が示される。図１０は冷蔵庫１０２のコンセント３が住宅の壁面に設けられた商用交流電源２８用のコンセント２７に接続された場合を示し、図１１は冷蔵庫１０２のコンセント４が直流配電系統の電源２３に接続された場合を示す。
【００４０】
図１０、図１１を参照して、冷蔵庫１０２は、コンセント４と逆流阻止部１８との間の直流電圧の供給経路に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータ１４をさらに含む点で、図４の冷蔵庫１００と異なる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４の高電圧側の出力ノードＮＤ５はダイオード５のアノードに接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４の低電圧側の出力ノードＮＤ６は平滑コンデンサ８の低電圧側のノードＮＤ４に接続される。図１０、図１１のその他の点は図４の冷蔵庫１００と共通するので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００４１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、図１１に示すように、コンセント４が直流配電系統の電源２３に接続された場合に、電源２３から出力される直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する。たとえば、直流配電系統の定格電圧が４００Ｖであるとすると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、４００Ｖの直流電圧を商用交流電圧の実効値のルート２倍（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値に等しい、たとえば１４１Ｖ）に変換する。したがって、直流配電系統の定格電圧に応じてＤＣ−ＤＣコンバータ１４による電圧変換率を調整すれば、どのような定格電圧の直流配電系統に対しても冷蔵庫１０２を接続することができる。
【００４２】
一方、図１０に示すように、冷蔵庫１０２がコンセント２７を介して商用交流電源２８に接続された場合は、実施の形態１の図４で説明した場合と同様であるので、説明を繰返さない。
【００４３】
＜実施の形態３＞
図１２は、この発明の実施の形態３による冷蔵庫１０３の構成および使用例を説明するための図である。図１２では、冷蔵庫１０３が商用交流電源２８と太陽電池３５との両方に接続された場合が示される。
【００４４】
図１２の冷蔵庫１０３は、図１０、図１１のＤＣ−ＤＣコンバータ１４と異なる動作のＤＣ−ＤＣコンバータ３４が設けられている点で図１０、図１１の冷蔵庫１０２と異なる。図１２のＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、その出力電圧が基準電圧を超えないように制御するとともに、その入力電圧および入力電流がそれぞれ、太陽電池３５の最大出力電力に対応した最適動作電圧および最適動作電流になるように制御する（ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御と称する）。この場合の基準電圧は、商用交流電圧の実効値のルート２倍であるピーク電圧より大きい値に設定される。以下、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の構成についてさらに詳しく説明する。図１２のその他の点は図１０、図１１の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００４５】
図１３は、図１２のＤＣ−ＤＣコンバータ３４の構成の一例を示す回路図である。
図１３において、太陽電池３５の高電圧側の出力ノードＮＤ１１を電源ノードＶＣＣ１とも記載し、低電圧側の出力ノードＮＤ１２を接地ノードＧＮＤ１とも記載する。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の高電圧側の出力ノードＮＤ７を電源ノードＶＣＣ２とも記載する。電源ノードＶＣＣ１の電圧はたとえば２０Ｖであり、電源ノードＶＣＣ２の電圧はたとえば１５０Ｖである。
【００４６】
図１３の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、絶縁型のフライバックコンバータである。フライバックコンバータに代えて、他の種類のＤＣ−ＤＣコンバータ、たとえば、フォワードコンバータや非絶縁型の昇降圧チョッパを用いることもできる。図１３に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、変換回路６５と、平滑コンデンサ４５と、制御回路ＩＣ１，ＩＣ２と、マイクロコンピュータ（ＭＣＵ：Micro Computer Unit）５４と、演算増幅器５５と、ダイオード５６と、抵抗素子４６〜５０と、フォトカプラ６０とを含む。
【００４７】
変換回路６５は、トランス４１と、ＮチャネルのＭＯＳ（Metal-Oxide Semiconductor）トランジスタ４２（ＮＭＯＳトランジスタ４２とも称する）と、ダイオード４３と、平滑コンデンサ４４とを含む。トランス４１の一次巻線４１ＡとＭＯＳトランジスタ４２と抵抗素子４６とはノードＮＤ１１，ＮＤ１２間に直列に接続される。トランス４１の二次巻線４１Ｂとダイオード４３とは出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間に直列に接続される。ここで、ダイオード４３は、ＭＯＳトランジスタ４２がオン状態のときに、トランス４１の二次巻線４１Ｂに電流が流れないような極性で接続される。平滑コンデンサ４４は、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧を平滑化する。
【００４８】
平滑コンデンサ４５は、ノードＮＤ１１と、ＮＭＯＳトランジスタ４２と抵抗素子４６との接続ノードＮＤ１３との間に接続される。平滑コンデンサ４５は、太陽電池３５から出力される直流電圧を平滑化する。
【００４９】
制御回路ＩＣ１は、ＭＯＳトランジスタ４２のスイッチングをＰＷＭ（Pulse-Width Modulation）方式で制御するための集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）である（ＰＷＭ−ＩＣとも称する）。制御回路ＩＣ１は、コンパレータ５１と、キャリア周波数で発振する三角波発振器５２と、抵抗素子５３とを含む。
【００５０】
コンパレータ５１の反転（−）入力端子は、三角波発振器５２を介して接地ノードＧＮＤ１と接続される。コンパレータ５１の非反転（＋）入力端子は、ノードＮＤ１６に接続される。ノードＮＤ１６は、抵抗素子５３を介して電源ノードＶＣＣ１と接続される。後述するように、ノードＮＤ１６には、制御回路ＩＣ２およびマイクロコンピュータ５４から出力されたフィードバック電圧が与えられる。コンパレータ５１の出力端子は、ＭＯＳトランジスタ４２のゲートに接続される。このような制御回路ＩＣ１の構成によって、非反転（＋）入力端子に入力された電圧が三角波発振器５２の出力電圧を超えている間、ＭＯＳトランジスタ４２はオン状態になる。
【００５１】
制御回路ＩＣ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電圧が一定になるように、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧を制御回路ＩＣ１にフィードバックするための集積回路である（シャントレギュレータとも称する）。制御回路ＩＣ２は、差動増幅器５７と、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ５８と、直流電源５９とを含む。
【００５２】
差動増幅器５７の非反転（＋）入力端子は、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間に直列接続された抵抗素子４９，５０の接続ノードＮＤ１５に接続される。差動増幅器５７の反転（−）入力端子は、直流電源５９を介して低電圧側の出力ノードＮＤ８と接続される。差動増幅器５７の出力端子は、バイポーラトランジスタ５８のベースと接続される。抵抗素子６１、フォトカプラ６０を構成する発光ダイオード６０Ａ、およびバイポーラトランジスタ５８は、この順で出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間に直列に接続される。なお、トランス４１の２次側に補助巻線と、補助巻線の出力電圧を整流するダイオードおよび平滑コンデンサとをさらに設け、この平滑コンデンサの高電圧側ノードと低電圧側の出力ノードＮＤ８との間に、抵抗素子６１、発光ダイオード６０Ａ、およびバイポーラトランジスタ５８を接続してもよい。
【００５３】
上記の制御回路ＩＣ２の構成によれば、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧が増加すると、差動増幅器５７の非反転（＋）入力端子の電圧が増加するので、バイポーラトランジスタ５８のベース電圧が増加する。この結果、発光ダイオード６０Ａを通ってバイポーラトランジスタ５８を流れる電流量が増加するので、フォトカプラ６０を構成するフォトトランジスタ６０Ｂの電流量も増加する。そして、フォトトランジスタ６０Ｂの電流量が増加すると、ノードＮＤ１６の電圧が減少するので、ＭＯＳトランジスタ４２のデューティ比が減少し、これによって出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧の増加が抑制される。逆に、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧が減少すると、フォトトランジスタ６０Ｂを流れる電流量が減少するので、ノードＮＤ１６の電圧が増加する。この結果、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧の減少が抑制される。直流電源５９の出力電圧は、上記のフィードバック制御によって、出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の電圧が所定の設定電圧値になるような大きさに設定される。この場合の出力ノードＮＤ７，ＮＤ８間の設定電圧値は、商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値よりも若干高めの値（たとえば、１５０Ｖ）である。
【００５４】
マイクロコンピュータ５４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の入力電力が最大になるように、太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間の電圧および太陽電池３５の出力電流を制御回路ＩＣ１にフィードバックするために設けられる。マイクロコンピュータ５４は、アナログ入力端子ＡＤ１，ＡＤ２と、アナログ出力端子ＤＡ１とを有する。アナログ入力端子ＡＤ１，ＡＤ２はマイクロコンピュータ５４に内蔵されたＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器（図示省略）と接続され、アナログ出力端子ＤＡ１はマイクロコンピュータ５４に内蔵されたＤ／Ａ（Digital-to-Analog）変換器（図示省略）と接続される。
【００５５】
太陽電池３５の出力電流（ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の入力電流Ｉｉｎ）を検出するために、アナログ入力端子ＡＤ１には抵抗素子４６の両端間にかかる電圧が入力される。太陽電池３５の出力電圧（ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の入力電圧Ｖｉｎ）を検出するために、アナログ入力端子ＡＤ２が太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間に直列に接続された抵抗素子４７，４８の接続ノードＮＤ１４と接続される。マイクロコンピュータ５４は、検出された太陽電池３５の出力電圧および出力電流を乗算した出力電力Ｐｉｎと所定の最大出力電力との偏差ができるだけ小さくなるように制御するための制御信号をアナログ出力端子ＤＡ１から出力する。
【００５６】
演算増幅器５５は電圧フォロアとして用いられる。演算増幅器５５の非反転（＋）入力端子はマイクロコンピュータ５４のアナログ出力端子ＤＡ１に接続され、出力端子は反転（−）入力端子に接続されるとともにダイオード５６のカソードに接続される。ダイオード５６のアノードはノードＮＤ１６に接続される。
【００５７】
上記の構成によれば、たとえば日射強度が変化することによって太陽電池３５の電流電圧特性が変化し、太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間の現時点の出力電圧よりも最大出力電力に対応した最適動作電圧が高くなった場合には、マイクロコンピュータ５４はアナログ出力端子ＤＡ１から出力する電圧を減少させる。この結果、ノードＮＤ１６の電圧が低下するので、ＭＯＳトランジスタ４２のデューティ比が減少し、太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間の電圧が増加し、太陽電池の最大出力電力からのずれが抑制される。逆に、太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間の現時点の出力電圧よりも最大出力電力に対応した最適動作電圧が低くなった場合には、マイクロコンピュータ５４は、アナログ出力端子ＤＡ１から出力する電圧を増加させる。この結果、ノードＮＤ１６の電圧が上昇するので、太陽電池３５の出力ノードＮＤ１１，ＮＤ１２間の電圧が低下し、太陽電池の最大出力電力からのずれが抑制される。
【００５８】
図１４は、図１３に示すＤＣ−ＤＣコンバータ３４の機能ブロック図である。図１４において、ＯＲ回路６６は、図１３のノードＮＤ１６を抵抗素子５３でプルアップすることによって実現される負論理のＯＲ回路（ワイヤードＯＲ）を示す。
【００５９】
図１５は、図１４のマイクロコンピュータ５４の入出力関係を示す図である。図１３で説明したように、マイクロコンピュータ５４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の入力電圧Ｖｉｎおよび入力電流Ｉｉｎをモニターし、その積Ｐｉｎが所定の最大出力電力Ｐｍとなるように制御するためのフィードバック電圧Ｖｆｂ１を生成して図１４のＯＲ回路６６に出力する。
【００６０】
図１６は、図１４の制御回路ＩＣ２の入出力関係を示す図である。図１３で説明したように制御回路ＩＣ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電圧Ｖｏｕｔをモニターして、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の基準電圧（図１６では１５０Ｖ）を超えないように制御するためのフィードバック電圧Ｖｆｂ２を生成して図１４のＯＲ回路６６に出力する。
【００６１】
したがって、太陽電池３５の発電電力が負荷で必要とされる電力より大きい場合（軽負荷時）には、制御回路ＩＣ２からＯＲ回路６６に出力されるフィードバック電圧Ｖｆｂ２が減少することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電圧が設定値（たとえば、１５０Ｖ）を超えないようにＭＯＳトランジスタ４２のオン時間が抑制される。一方、朝夕や曇天時のように日照量が少ない場合（重負荷時）には、太陽電池３５の発電電力は負荷９，１０で必要とされる電力よりも小さい。この場合には、マイクロコンピュータ５４からＯＲ回路６６に出力されるフィードバック電圧Ｖｆｂ１が減少することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の入力電力が最大出力電力を維持するようにＭＯＳトランジスタ４２のオン時間が抑制される。
【００６２】
以上の構成によって、平滑コンデンサ８には太陽電池３５で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ９および同期モータ１０が動作する。不足分の電力のみが商用交流電源２８から供給されるので、商用交流電力の使用量を削減することができ、冷蔵庫１００の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４を設けることによって、太陽電池３５の最適動作電圧が商用交流電圧のピーク値付近に限られないというメリットがある。
【００６３】
なお、上記のＭＰＰＴ制御と異なり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、入力電圧のみをモニターして、入力電圧が太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御を行なってもよい。
【００６４】
＜実施の形態４＞
図１７は、この発明の実施の形態４による冷蔵庫１０４の背面側の外観を示す斜視図である。図１７の冷蔵庫１０４は、太陽電池と接続するためのコンセント１５（接続部）とその保護カバー１７をさらに含む点で図２の冷蔵庫１００と異なる。
【００６５】
図１８は、図１８の冷蔵庫１０４の構成を示すブロック図である。さらに、図１８、図１９には冷蔵庫１０４の使用例が示される。図１８は冷蔵庫１０４が商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合を示し、図１９は冷蔵庫１０４が直流配電系統の電源２３と太陽電池３５とに接続された場合を示す。太陽電池３５は、その最大出力電力に対応する最適動作電圧が商用交流電圧の実効値のルート２倍（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値）に略等しいものが選択される。直流配電系統の定格電圧も、商用交流電圧の実効値のルート２倍（商用交流電源２８が出力する電圧のピーク値）に略等しく設定される。
【００６６】
図１８、図１９を参照して、冷蔵庫１０４は、コンセント１５と平滑コンデンサ８との間の直流電力の経路に設けられた逆流阻止部１９をさらに含む点で図４の冷蔵庫１００と異なる。逆流阻止部１９は、平滑コンデンサ８に蓄積された電荷がコンセント１５の方向に逆流するのを阻止するために設けられる。図１８、図１９の場合、逆流阻止部１９として、コンセント１５の高電圧側の端子１５Ｐと平滑コンデンサ８の高電圧側のノードＮＤ３との間に、ノードＮＤ３の側がカソードとなるようにダイオード１６が設けられる。図１８、図１９の場合とは逆に、コンセント１５の低電圧側の端子１５Ｎと平滑コンデンサ８の低電圧側のノードＮＤ４との間に、ノードＮＤ４の側がアノードとなるようにダイオードを設けてもよい。
【００６７】
図１８の使用例では、冷蔵庫１０４の差込プラグ３が商用交流電源２８用のコンセント２７と接続されるとともに、冷蔵庫１０４のコンセント１５が太陽電池３５に接続される。この場合の動作は、実施の形態１の図６の場合と同様であるので説明を繰返さない。
【００６８】
図１９の使用例では、冷蔵庫１０４のコンセント４が直流配電系統の電源２３に接続されるとともに、コンセント１５が太陽電池３５に接続される。この場合には、太陽電池３５の出力電圧は、図７に示す電流電圧曲線に従って動作し、図１８に示した商用交流電源２８の場合の動作と基本的には変わらない。
【００６９】
具体的に説明すると、太陽電池３５の出力電力が負荷としてのインバータ９および同期モータ１０が必要とする電力を超えているときには、負荷の消費電力に見合った出力電力になるように図７の電流電圧曲線上を点Ｐｍから点Ｐｏの方向へ動作点がシフトする。この場合、平滑コンデンサ８の両端間の電圧は、直流配電系統の定格電圧を超えているので、冷蔵庫１０４は太陽電池３５の出力電力のみによって動作する。
【００７０】
一方、太陽電池３５の出力電力が負荷が必要とする電力に満たない場合は、太陽電池３５の出力電力のみによって、平滑コンデンサ８の電圧を直流配電系統の定格電圧に等しい値に維持することができない。このため、不足分が直流配電系統の電源２３から冷蔵庫１０４に供給される。太陽光が不十分な早朝および夕方や夜間などには、太陽電池３５の出力電圧が直流配電系統の電源２３の定格電圧に達しない。この場合、太陽電池３５は冷蔵庫１００への電力供給に寄与せず、冷蔵庫１００は直流配電系統の電源２３から供給された電力のみによって動作する。
【００７１】
さらに、図８のように直流配電系統の電源２３の電圧がＶｍからＶ１に増加した場合には、太陽電池３５の動作点は直流配電系統の電源２３の電圧の増加に伴って、ＰｍからＰ１にシフトする。したがって、新しい動作点Ｐ１における太陽電池３５の出力電力が負荷で必要とする電力を超えている場合には、冷蔵庫１００は専ら太陽電池３５から供給される電力によって動作する。新しい動作点Ｐ１における太陽電池３５の出力電力が負荷で必要とする電力に不足している場合には、不足分が直流配電系統の電源２３から供給される。
【００７２】
以上の構成によって、平滑コンデンサ８には太陽電池３５で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ９および同期モータ１０が動作する。不足分の電力のみが直流配電系統の電源２３から供給されるので、直流配電系統からの電力使用量を削減することができ、冷蔵庫１００の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。
【００７３】
＜実施の形態５＞
図２０は、この発明の実施の形態５による冷蔵庫１０５の構成を示すブロック図である。さらに、図２０、図２１には冷蔵庫１０５の使用例が示される。図２０は冷蔵庫１０５が商用交流電源２８と太陽電池３５とに接続された場合を示し、図２１は冷蔵庫１０５が直流配電系統の電源２３と太陽電池３５とに接続された場合を示す。
【００７４】
図２０、図２１を参照して、冷蔵庫１０５は、太陽電池３５に接続するためのコンセント１５と、コンセント１５と平滑コンデンサ８との間の直流電力の供給経路に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータ３４および逆流阻止部１９とをさらに含む点で、図１１の冷蔵庫１０２と異なる。冷蔵庫の１０５の外観は実施の形態４の図１７と同じである。
【００７５】
図２０、図２１のＤＣ−ＤＣコンバータ３４の構成は、図１２、図１３に示すものと同じであるので説明を繰返さない。図２０、図２１の逆流阻止部１９として、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の高電圧側の出力ノードＮＤ７と平滑コンデンサ８の高電圧側のノードＮＤ３との間に、ノードＮＤ３の側がカソードとなるようにダイオード１６が設けられる。図２０、図２１の場合とは逆に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の低電圧側の出力ノードＮＤ８と平滑コンデンサ８の低電圧側のノードＮＤ４との間に、ノードＮＤ４の側がアノードとなるようにダイオードを設けてもよい。
【００７６】
図２０の使用例では、冷蔵庫１０５の差込プラグ３が商用交流電源２８用のコンセント２７に接続されるとともに、冷蔵庫１０５のコンセント１５が太陽電池３５に接続される。この場合の動作は、実施の形態３の図１２の場合と同じであるので詳しい説明を繰返さない。ＤＣ−ＤＣコンバータ３４を設けることによって、太陽電池３５の最適動作電圧が、商用交流電圧のピーク値付近に限られないというメリットがある。
【００７７】
図２１の使用例では、冷蔵庫１０５のコンセント４が直流配電系統の電源２３に接続されるとともに、コンセント１５が太陽電池３５に接続される。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、その出力電圧を商用交流電圧のピーク値（商用交流電圧の実効値のルート２倍に等しい）に等しくなるように制御する。ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、その出力電圧が基準電圧を超えないように制御するとともに、その入力電圧および入力電流がそれぞれ太陽電池３５の最大出力電力に対応した最適動作電圧および最適動作電流になるように制御する（ＭＰＰＴ制御）。このときの基準電圧は、商用交流電圧のピーク値より大きい値に設定される。
【００７８】
したがって、図２１において、太陽電池３５の出力電力が負荷としてのインバータ９および同期モータ１０が必要とする電力を超えているときには、平滑コンデンサ８の両端間の電圧は商用交流電圧のピーク値を超えるので、冷蔵庫１０５はＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電力のみによって動作する。一方、太陽電池３５の出力電力が負荷の必要とする電力に満たない場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電力のみによって平滑コンデンサ８の電圧を一定値に維持することができない。このため、不足分が直流配電系統の電源２３からＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して冷蔵庫１０５に供給される。太陽光が不十分な早朝および夕方や夜間などには、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電圧は商用交流電圧のピーク値に達しない。この場合、太陽電池３５は冷蔵庫１００への電力供給に寄与せず、冷蔵庫１００は直流配電系統の電源２３からＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して供給された電力のみによって動作する。
【００７９】
以上の構成によって、平滑コンデンサ８には太陽電池３５で発電した電力がＤＣ−ＤＣコンバータ３４を介して優先的に供給され、この電力によってインバータ９および同期モータ１０が動作する。不足分の電力のみが直流配電系統の電源２３からＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して平滑コンデンサ８に供給されるので、直流配電系統からの電力使用量を削減することができ、冷蔵庫１００の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４を設けることによって、直流配電系統の電源２３から供給される直流電圧の大きさを商用交流電圧のピーク値に等しくする必要がないというメリットがある。
【００８０】
＜実施の形態６＞
図２２は、この発明の実施の形態６による冷蔵庫１０６の構成および使用例を説明するための図である。図２２には、２台の太陽電池に接続された場合が示される。
【００８１】
図２２の冷蔵庫１０６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４に代えてＤＣ−ＤＣコンバータ３６が設けられる点で図２１の冷蔵庫と異なる。ＤＣ−ＤＣコンバータ３６の構成は図１２、図１３に示すＤＣ−ＤＣコンバータ３４と同じである。さらに、冷蔵庫１０６のコンセント４には、直流配電系統の電源２３に代えて太陽電池３７が接続される点で、図２１の場合と異なる。図２２のその他の点は図２１の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００８２】
以上の構成によって、平滑コンデンサ８には２台の太陽電池３５，３７で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ９および同期モータ１０が動作する。不足分の電力のみが商用交流電源２８から整流回路７を介して平滑コンデンサ８に供給されるので、商用交流電力の使用量を削減することができ、冷蔵庫１００の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。さらに、冷蔵庫１０６では、２つの太陽電池３５，３７の少なくとも一方のみを接続することができ、太陽電池３５，３７のいずれも接続しない場合であっても商用交流電源２８さえ接続されていれば、従来の冷蔵庫と同様に使用できる。したがって、後から太陽電池３５，３７を順々に追加したり、使用環境によって接続する太陽電池３５，３７の個数を変更したりすることができ、汎用性に富んだ家電機器になっている。
【００８３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８４】
１ 筐体（外郭部）、３ 差込プラグ（第１の接続部）、４ コンセント（第２の接続部）、５，１６ ダイオード、７ 整流回路、８ 平滑コンデンサ、９ インバータ、１０ 同期モータ、１４ ＤＣ−ＤＣコンバータ、１５ コンセント（第３の接続部）、１８，１９ 逆流阻止部、２３ 直流配電系統の電源、２８ 商用交流電源、３２ 差込プラグ（第２の接続部）、３４，３６ ＤＣ−ＤＣコンバータ、３５，３７ 太陽電池、１００〜１０６ 冷蔵庫。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器であって、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から商用交流電圧を受けるための第１の接続部と、
前記第１の接続部を介して受けた前記商用交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力電圧を受ける平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサの両端間の電圧によって駆動される負荷と、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第１の直流電圧を受け、前記第１の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第２の接続部とを備える、電気機器。
【請求項２】
前記電気機器は、前記第２の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第１の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第２の接続部の方向に逆流するのを阻止する第１の逆流阻止部をさらに備える、請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
前記電気機器は、前記第２の接続部と前記第１の逆流阻止部との間の前記第１の直流電圧の供給経路に設けられ、前記第１の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第１の変換器をさらに備える、請求項２に記載の電気機器。
【請求項４】
前記第１の直流電圧は太陽電池から供給され、前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は前記商用交流電圧のピーク値に略等しい、請求項２に記載の電気機器。
【請求項５】
前記第１の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第１の変換器は、前記第１の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第１の変換器の入力電圧を前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する、請求項３に記載の電気機器。
【請求項６】
前記第１の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第１の変換器は、前記第１の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第１の変換器の入力電力が最大になるように制御する、請求項３に記載の電気機器。
【請求項７】
前記電気機器は、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第２の直流電圧を受け、前記第２の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第３の接続部と、
前記第３の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第２の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第３の接続部の方向に逆流するのを阻止する第２の逆流阻止部とをさらに備え、
前記第１の直流電圧は直流配電系統から供給され、前記第１の直流電圧の大きさは前記商用交流電圧のピーク値に略等しく、
前記第２の直流電圧は太陽電池から供給され、前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は前記商用交流電圧のピーク値に略等しい、請求項２に記載の電気機器。
【請求項８】
前記電気機器は、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第２の直流電圧を受け、前記第２の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第３の接続部と、
前記第３の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第２の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第３の接続部の方向に逆流するのを阻止する第２の逆流阻止部と、
前記第３の接続部と前記第２の逆流阻止部との間の前記第２の直流電圧の供給経路に設けられ、前記第２の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第２の変換器とを備え、
前記第１の直流電圧は直流配電系統から供給され、前記第１の変換器の出力電圧の大きさは前記商用交流電圧のピーク値に略等しく、
前記第２の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第２の変換器は、前記第２の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第２の変換器の入力電圧を前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する、請求項３に記載の電気機器。
【請求項９】
前記電気機器は、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第２の直流電圧を受け、前記第２の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第３の接続部と、
前記第３の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第２の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第３の接続部の方向に逆流するのを阻止する第２の逆流阻止部と、
前記第３の接続部と前記第２の逆流阻止部との間の前記第２の直流電圧の供給経路に設けられ、前記第２の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第２の変換器とを備え、
前記第１の直流電圧は直流配電系統から供給され、前記第１の変換器の出力電圧の大きさは前記商用交流電圧のピーク値に略等しく、
前記第２の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第２の変換器は、前記第２の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第２の変換器の入力電力が最大になるように制御する、請求項３に記載の電気機器。
【請求項１】
電気機器であって、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から商用交流電圧を受けるための第１の接続部と、
前記第１の接続部を介して受けた前記商用交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力電圧を受ける平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサの両端間の電圧によって駆動される負荷と、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第１の直流電圧を受け、前記第１の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第２の接続部とを備える、電気機器。
【請求項２】
前記電気機器は、前記第２の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第１の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第２の接続部の方向に逆流するのを阻止する第１の逆流阻止部をさらに備える、請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
前記電気機器は、前記第２の接続部と前記第１の逆流阻止部との間の前記第１の直流電圧の供給経路に設けられ、前記第１の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第１の変換器をさらに備える、請求項２に記載の電気機器。
【請求項４】
前記第１の直流電圧は太陽電池から供給され、前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は前記商用交流電圧のピーク値に略等しい、請求項２に記載の電気機器。
【請求項５】
前記第１の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第１の変換器は、前記第１の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第１の変換器の入力電圧を前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する、請求項３に記載の電気機器。
【請求項６】
前記第１の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第１の変換器は、前記第１の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第１の変換器の入力電力が最大になるように制御する、請求項３に記載の電気機器。
【請求項７】
前記電気機器は、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第２の直流電圧を受け、前記第２の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第３の接続部と、
前記第３の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第２の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第３の接続部の方向に逆流するのを阻止する第２の逆流阻止部とをさらに備え、
前記第１の直流電圧は直流配電系統から供給され、前記第１の直流電圧の大きさは前記商用交流電圧のピーク値に略等しく、
前記第２の直流電圧は太陽電池から供給され、前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は前記商用交流電圧のピーク値に略等しい、請求項２に記載の電気機器。
【請求項８】
前記電気機器は、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第２の直流電圧を受け、前記第２の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第３の接続部と、
前記第３の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第２の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第３の接続部の方向に逆流するのを阻止する第２の逆流阻止部と、
前記第３の接続部と前記第２の逆流阻止部との間の前記第２の直流電圧の供給経路に設けられ、前記第２の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第２の変換器とを備え、
前記第１の直流電圧は直流配電系統から供給され、前記第１の変換器の出力電圧の大きさは前記商用交流電圧のピーク値に略等しく、
前記第２の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第２の変換器は、前記第２の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第２の変換器の入力電圧を前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する、請求項３に記載の電気機器。
【請求項９】
前記電気機器は、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第２の直流電圧を受け、前記第２の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第３の接続部と、
前記第３の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第２の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第３の接続部の方向に逆流するのを阻止する第２の逆流阻止部と、
前記第３の接続部と前記第２の逆流阻止部との間の前記第２の直流電圧の供給経路に設けられ、前記第２の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第２の変換器とを備え、
前記第１の直流電圧は直流配電系統から供給され、前記第１の変換器の出力電圧の大きさは前記商用交流電圧のピーク値に略等しく、
前記第２の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第２の変換器は、前記第２の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第２の変換器の入力電力が最大になるように制御する、請求項３に記載の電気機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−１４５８４９（Ｐ２０１１−１４５８４９Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５６１８（Ｐ２０１０−５６１８）
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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