電源切替方法及び電源切替装置
【課題】二次電池の充放電回数を減らし、充放電による二次電池の劣化を抑制することができる電源切替方法及び電源切替装置を提供することを課題とする。
【解決手段】電源切替装置は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池（１）と、前記太陽電池の電気エネルギーを充電する二次電池（３）と、前記太陽電池又は前記二次電池に接続され、指定された処理を行う処理ブロック（４５ａ〜４５ｅ）と、前記太陽電池の出力可能な電力を検出する電力検出手段（４４）と、前記電力検出手段により検出された電力が前記指定された処理の最大消費電力より大きいときには前記太陽電池を前記処理ブロックに接続し、前記電力検出手段により検出された電力が前記指定された処理の最大消費電力より小さいときには前記二次電池を前記処理ブロックに接続する電源切替手段（４１）とを有する。
【解決手段】電源切替装置は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池（１）と、前記太陽電池の電気エネルギーを充電する二次電池（３）と、前記太陽電池又は前記二次電池に接続され、指定された処理を行う処理ブロック（４５ａ〜４５ｅ）と、前記太陽電池の出力可能な電力を検出する電力検出手段（４４）と、前記電力検出手段により検出された電力が前記指定された処理の最大消費電力より大きいときには前記太陽電池を前記処理ブロックに接続し、前記電力検出手段により検出された電力が前記指定された処理の最大消費電力より小さいときには前記二次電池を前記処理ブロックに接続する電源切替手段（４１）とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源切替方法及び電源切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、太陽電池と組み合わされ、電源システムとして利用されている。例えば、太陽電池の余剰電力を二次電池に充電させ、日照センサ若しくはタイマーの信号により二次電池と太陽電池とからの電源供給を切り替える電源切替制御回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池と、太陽電池の出力により浮動充電される二次電池とを設け、太陽電池の出力あるいは二次電池の出力により、電力供給を行うデータ収集装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、太陽電池パネルの余剰発電電力が電源部に設置された二次電池に蓄積され、負荷の電力不足時に二次電池から電力が供給されるシステムが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
また、太陽電池パネルで発生された電力が、所定値以下になり、電力が不足した場合でも、予備電源として備えられた二次電池より電源回路へ電力が供給される電子機器が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】登録実用新案第３０１５０４７号公報
【特許文献２】特開平１０−６２２０７号公報
【特許文献３】特開２０００−１２１６２９号公報
【特許文献４】特開２００４−３６１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、二次電池の充放電回数を減らし、充放電による二次電池の劣化を抑制することができる電源切替方法及び電源切替装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
電源切替方法は、処理ブロックに太陽電池又は二次電池を接続する電源切替方法であって、電力検出手段により前記太陽電池の出力可能な電力を検出し、電源切替手段により、前記検出された電力が指定された処理の最大消費電力より大きいときには前記太陽電池を前記処理ブロックに接続し、前記検出された電力が指定された処理の最大消費電力より小さいときには前記二次電池を前記処理ブロックに接続する。
【発明の効果】
【０００９】
指定された処理の実行中に二次電池から太陽電池への接続の切り替えがなくなるので、二次電池の充放電回数が減り、充放電による二次電池の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】参考技術による電源切替装置の構成例を示す図である。
【図２】第１の機能ブロック〜第５の機能ブロックの消費電力の例を示す図である。
【図３】図２の測定Ｂの処理例を示す図である。
【図４】第１の実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示す図である。
【図５】第１の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。
【図６】第１の実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。
【図８】第２の実施形態によるマイコンの処理例を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。
【図１１】第３の実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（参考技術）
図１は、参考技術による電源切替装置の構成例を示す図である。太陽電池１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換し、出力電圧Ｓ１を出力する。二次電池３は、充電制御回路２を介して太陽電池１の電気エネルギーを充電し、充電制御回路２を介して出力電圧Ｓ２を出力する。出力電圧Ｓ２を使用すると、充電制御回路２は充電を停止する。機器制御基板４は、電源切替回路４１、基準電圧生成回路４２、コンパレータ４３、マイコン４４、第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅ、及び第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを有する。
【００１２】
基準電圧生成回路４２は、基準電圧Ｖｒを生成する。コンパレータ４３は、太陽電池１の出力電圧Ｓ１と基準電圧Ｖｒを比較し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより高いときにはローレベルの切替信号Ｓ３を出力し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより低いときにはハイレベルの切替信号Ｓ３を出力する。電源切替回路４１は、切替信号Ｓ３に応じて、出力ノードＯＵＴを太陽電池１及び二次電池３のいずれかに接続する。具体的には、電源切替回路４１は、切替信号Ｓ３がローレベルのときには太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続し、切替信号Ｓ３がハイレベルのときには二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続する。第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅは、それぞれ第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを介して出力ノードＯＵＴに接続される。マイコン４４は、指定された処理に応じて、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅをオン／オフ制御する。第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅは、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを介して出力ノードＯＵＴから電圧が供給されると、所定の機能処理を行う。
【００１３】
図２は、第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅの消費電力の例を示す図である。第１の機能ブロック４５ａが行う機能処理の消費電力は２０Ｗである。第２の機能ブロック４５ｂが行う機能処理の消費電力は２０Ｗである。第３の機能ブロック４５ｃが行う機能処理の消費電力は３０Ｗである。第４の機能ブロック４５ｄが行う機能処理の消費電力は４０Ｗである。第５の機能ブロック４５ｅが行う機能処理の消費電力は５Ｗである。各消費電力は、例えばデータシートの値を用いることができる。
【００１４】
マイコン４４は、指定された処理を行う。処理の種類は、例えば、測定Ａ、測定Ｂ及び待機である。
【００１５】
マイコン４４は、測定Ａの処理が指定されると、機能Ｎ、機能Ｙ及び機能Ｚの処理をシリアルに行う。機能Ｎは、第２のスイッチ１１ｂがオンし、第２の機能ブロック４５ｂにより行われる機能処理であり、２０Ｗの消費電力を有する。機能Ｙは、第４のスイッチ１１ｄがオンし、第４の機能ブロック４５ｄにより行われる機能処理であり、４０Ｗの消費電力を有する。機能Ｚは、第５のスイッチ１１ｅがオンし、第５の機能ブロック４５ｅにより行われる機能処理であり、５Ｗの消費電力を有する。
【００１６】
マイコン４４は、測定Ｂの処理が指定されると、機能Ｍ、機能Ｎ、機能Ｘ、機能Ｙ及び機能Ｚの処理をシリアルに行う。機能Ｍは、第１のスイッチ１１ａ及び第４のスイッチ１１ｄがオンし、第１の機能ブロック４５ａ及び第４の機能ブロック４５ｄの組み合わせにより行われる機能処理であり、２０Ｗ＋４０Ｗ＝６０Ｗの消費電力を有する。機能Ｎは、第２のスイッチ１１ｂがオンし、第２の機能ブロック４５ｂにより行われる機能処理であり、２０Ｗの消費電力を有する。機能Ｘは、第３のスイッチ１１ｃ及び第４のスイッチ１１ｄがオンし、第３の機能ブロック４５ｃ及び第４の機能ブロック４５ｄの組み合わせにより行われる機能処理であり、３０Ｗ＋４０Ｗ＝７０Ｗの消費電力を有する。機能Ｙは、第４のスイッチ１１ｄがオンし、第４の機能ブロック４５ｄにより行われる機能処理であり、４０Ｗの消費電力を有する。機能Ｚは、第５のスイッチ１１ｅがオンし、第５の機能ブロック４５ｅにより行われる機能処理であり、５Ｗの消費電力を有する。
【００１７】
マイコン４４は、待機の処理が指定されると、機能Ｚの処理を行う。機能Ｚは、第５のスイッチ１１ｅがオンし、第５の機能ブロック４５ｅにより行われる機能処理であり、５Ｗの消費電力を有する。
【００１８】
測定Ａ及び測定Ｂの処理は、一定時間間隔で行われる処理である。待機の処理は、測定Ａ及び測定Ｂの処理が行われていない期間で行われる待機状態の処理である。
【００１９】
図３は、図２の測定Ｂの処理例を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸は電力を示す。電力１３は、太陽電池１の出力可能な電力である。電力１４は、測定Ｂの処理を行った場合の消費電力であり、期間１２Ｍは機能Ｍの処理期間、期間１２Ｎは機能Ｎの処理期間、期間１２Ｘは機能Ｘの処理期間、期間１２Ｙは機能Ｙの処理期間である。各期間１２Ｍ、１２Ｎ、１２Ｘ及び１２Ｙの間では、機能Ｚの処理が行われ、５Ｗの電力が消費される。消費電力１４は、測定Ｂの処理中は大幅に変化し得る。期間１５は、消費電力１４が太陽電池１の出力可能な電力１３より大きくなる期間である。期間１５では、消費電力１４が電力１３より大きくなるため、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより低くなり、コンパレータ４３はハイレベルの切替信号Ｓ３を出力する。その結果、期間１５では出力ノードＯＵＴが二次電池３に接続され、期間１５以外の期間では出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続される。すると、図３の場合、例えば１０回の接続の切り替えが行われる。接続の切り替え回数が多くなると、二次電池３の充放電回数が多くなり、二次電池３の劣化により寿命が短くなる。そこで、以下、二次電池３の充放電回数を減らし、充放電による二次電池３の劣化を抑制することができる第１〜第３の実施形態を説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図５は、第１の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。図５の電源切替装置は、図１の電源切替装置に対して、基準電圧生成回路４２及びコンパレータ４３を削除し、照度センサ５及び記憶部４６を追加したものである。太陽電池１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換し、出力電圧Ｓ１を出力する。二次電池３は、充電制御回路２を介して太陽電池１の電気エネルギーを充電し、充電制御回路２を介して出力電圧Ｓ２を出力する。機器制御基板４は、電源切替回路（電源切替手段）４１、マイコン４４、第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅ、記憶部４６、及び第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを有する。処理ブロックは、第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅを有し、太陽電池１又は二次電池３に接続され、マイコン４４により指定された処理を行う。処理の種類は、例えば、図２に示す測定Ａ、測定Ｂ及び待機の処理である。第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅは、それぞれ第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを介して出力ノードＯＵＴに接続される。
【００２１】
本実施形態の電源切替装置は図２の消費電力を有し、図２の説明は上記と同様である。記憶部４６は、図２の対応関係の消費電力を記憶する。具体的には、記憶部４６は、複数の機能Ｍ、機能Ｎ、機能Ｘ、機能Ｙ、機能Ｚの処理の各々の消費電力を記憶する。照度センサ５は、照度を検出し、検出した照度をマイコン４４に出力する。マイコン（電力検出手段）４４は、照度センサ５により検出された照度を基に現在の太陽電池１の出力可能な電力を検出する。具体的には、マイコン４４は、照度を基に計算式により電力を演算する。また、マイコン４４は、図２に示す測定Ａ、測定Ｂ及び待機の処理の中の指定された処理の実行を制御する。マイコン４４は、マイコン４４により検出された電力と、記憶部４６に記憶されている処理の中の指定された処理の最大消費電力とを比較する。そして、マイコン４４は、マイコン４４により検出された電力が指定された処理の最大消費電力より大きいときにはローレベルの切替信号Ｓ４を出力し、マイコン４４により検出された電力が指定された処理の最大消費電力より小さいときにはハイレベルの切替信号Ｓ４を出力する。電源切替回路４１は、切替信号Ｓ４に応じて、出力ノードＯＵＴを太陽電池１及び二次電池３のいずれかに接続する。具体的には、電源切替回路４１は、切替信号Ｓ４がローレベルのときには太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続し、切替信号Ｓ４がハイレベルのときには二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続する。次に、マイコン４４は、指定された処理に応じて、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅをオン／オフ制御する。次に、第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅは、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを介して出力ノードＯＵＴから電圧が供給されると、所定の機能処理を行う。指定された処理の実行中は、電源切替回路４１は接続の切り替えを行わない。
【００２２】
図４は、本実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示す図であり、図２の測定Ｂの処理例を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸は電力を示す。電力１３は、マイコン４４が照度センサ５を用いて検出した太陽電池１の出力可能な電力である。電力１４は、測定Ｂの処理を行った場合の消費電力であり、期間１２Ｍは機能Ｍの処理期間、期間１２Ｎは機能Ｎの処理期間、期間１２Ｘは機能Ｘの処理期間、期間１２Ｙは機能Ｙの処理期間である。各期間１２Ｍ、１２Ｎ、１２Ｘ及び１２Ｙの間では、機能Ｚの処理が行われ、５Ｗの電力が消費される。
【００２３】
マイコン４４は、測定Ｂの処理開始が指示されると、まず、記憶部４６を参照し、指定された測定Ｂの処理の最大消費電力１７を求める。例えば、測定Ｂの処理は、期間１２Ｍの機能Ｍ、期間１２Ｎの機能Ｎ、期間１２Ｘの機能Ｘ、期間１２Ｙの機能Ｙ、及び機能Ｚの処理を有し、その中の最大消費電力は期間１２Ｘの機能Ｘの７０Ｗの消費電力１７である。次に、マイコン４４は、照度センサ５を用いて太陽電池１の出力可能な電力１３を検出する。次に、マイコン４４は、太陽電池１の出力可能な電力１３と、指定された測定Ｂの処理の最大消費電力１７を比較する。この場合、太陽電池１の出力可能な電力１３は、測定Ｂの処理の最大消費電力１７より小さいので、マイコン４４はハイレベルの切替信号Ｓ４を出力する。次に、電源切替回路４１は、ハイレベルの切替信号Ｓ４を入力すると、出力ノードＯＵＴへの接続を太陽電池１から二次電池３に切り替える。次に、マイコン４４は、指定された測定Ｂの処理に応じて、スイッチ１１ａ〜１１ｅを制御する。機能ブロック４５ａ〜４５ｅは、それぞれスイッチ１１ａ〜１１ｅを介して電圧が供給されると、期間１２Ｍの機能Ｍ、期間１２Ｎの機能Ｎ、期間１２Ｘの機能Ｘ、及び期間１２Ｙの機能Ｙの処理をシリアルに行う。指定された測定Ｂの処理の実行中は、電源切替回路４１は接続の切り替えを行わない。期間１６は、二次電池３が出力ノードＯＵＴに接続されている期間であり、測定Ｂの処理実行期間を含む。期間１６では出力ノードＯＵＴが二次電池３に接続され、期間１６以外の期間では出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続される。測定Ｂの処理実行中は、出力ノードＯＵＴが二次電池３に接続される。これに対し、測定Ｂの処理の期間１６の前後の期間は、待機の処理のため、最大消費電力（５Ｗ）が小さく、出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続される。その結果、測定Ｂの処理実行中、電源切替回路４１は接続の切り替えを行わないので、本実施形態は、図３の場合に比べ、接続の切り替え回数が少なくなり、二次電池３の充放電回数が少なくなり、二次電池３の寿命を長くすることができる。また、期間１６では、二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続することにより、太陽電池１の出力電力不足による測定Ｂの処理エラーを防止することができる。
【００２４】
図６は、本実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートである。マイコン４４は、測定Ａ及び測定Ｂの処理を所定時間間隔で定期的に行い、測定Ａ及び測定Ｂの処理期間以外の期間では待機の処理を行う。処理の種類は、例えば、測定Ａ、測定Ｂ及び待機の処理である。これらの処理の中のいずれかの処理の開始が指示されると、マイコン４４は、図６の処理を開始する。
【００２５】
まず、ステップ１００では、マイコン４４は、記憶部４６から各機能ブロック４５ａ〜４５ｅの消費電力（図２）を読み込む。
【００２６】
次に、ステップ１０１では、マイコン４４は、指定された処理に関し、記憶部４６から同時に使用する機能ブロック４５ａ〜４５ｅの組み合わせ情報を読み込む。例えば、図２に示すように、測定Ｂは、機能Ｍ、機能Ｎ、機能Ｘ、機能Ｙ及び機能Ｚを有する。マイコン４４は、機能Ｍが第１の機能ブロック４５ａ及び第４の機能ブロック４５ｄの組み合わせである旨の情報、並びに機能Ｘが第３の機能ブロック４５ｃ及び第４の機能ブロック４５ｄの組み合わせである旨の情報を記憶部４６から読み込む。
【００２７】
次に、ステップ１０２では、マイコン４４は、指定された処理に関し、各機能ブロック４５ａ〜４５ｅの組み合わせ毎の消費電力の比較を行い、最大消費電力を求める。すなわち、マイコン４４は、指定された処理に含まれる機能Ｍ〜機能Ｚの消費電力の比較を行い、最大消費電力を求める。例えば、図２に示すように、マイコン４４は、測定Ｂの処理に含まれる機能Ｍの消費電力６０Ｗ、機能Ｎの消費電力２０Ｗ、機能Ｘの消費電力７０Ｗ、機能Ｙの消費電力４０Ｗ及び機能Ｚの消費電力５Ｗを比較し、その中の最大消費電力７０Ｗを求める。
【００２８】
次に、ステップ１０３では、マイコン４４は、照度センサ５から照度データを取得する。
【００２９】
次に、ステップ１０４では、マイコン４４は、照度センサ５から取得した照度データを基に、太陽電池１の出力可能な電力（発電電力）を計算する。
【００３０】
次に、ステップ１０５では、マイコン４４は、ステップ１０４で計算した太陽電池１の出力可能な電力を変数ＯｕｔＡに設定し、ステップ１０２で求めた最大消費電力を変数ＩｎＡに設定する。
【００３１】
次に、ステップ１０６では、マイコン４４は、太陽電池１の出力可能な電力ＯｕｔＡが最大消費電力ＩｎＡ以下であるか否かを判断する。太陽電池１の出力可能な電力ＯｕｔＡが最大消費電力ＩｎＡ以下であるときにはステップ１０７に進み、最大消費電力ＩｎＡより大きいときにはステップ１０８に進む。
【００３２】
ステップ１０８では、太陽電池１の出力可能な電力で処理可能であるため、マイコン４４は、ローレベルの切替信号Ｓ４を電源切替回路４１に出力する。すると、電源切替回路４１は、太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続する。その後、ステップ１０９に進む。
【００３３】
ステップ１０７では、太陽電池１の出力可能な電力で処理できないため、マイコン４４は、ハイレベルの切替信号Ｓ４を電源切替回路４１に出力する。すると、電源切替回路４１は、充電制御回路２を介して二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続する。その後、ステップ１０９に進む。
【００３４】
ステップ１０９では、マイコン４４は、指定された処理を開始する。具体的には、マイコン４４は、指定された処理に応じてスイッチ１１ａ〜１１ｅをオン／オフ制御する。例えば、測定Ｂの処理が指定された場合、まず、マイコン４４は、機能Ｍを実行するため、第１のスイッチ１１ａ及び第４のスイッチ１１ｄをオンにし、その他のスイッチ１１ｂ、１１ｃ、１１ｅをオフにする。すると、第１の機能ブロック４５ａ及び第４の機能ブロック４５ｄは、第１のスイッチ１１ａ及び第４のスイッチ１１ｄを介して電圧の供給を受け、機能Ｍの処理を実行する。次に、マイコン４４は、機能Ｎを実行するため、第２のスイッチ１１ｂをオンにし、その他のスイッチ１１ａ、１１ｃ〜１１ｅをオフにする。すると、第２の機能ブロック４５ｂは、第２のスイッチ１１ｂを介して電圧の供給を受け、機能Ｎの処理を実行する。次に、マイコン４４は、機能Ｘを実行するため、第３のスイッチ１１ｃ及び第４のスイッチ１１ｄをオンにし、その他のスイッチ１１ａ、１１ｂ、１１ｅをオフにする。すると、第３の機能ブロック４５ｃ及び第４の機能ブロック４５ｄは、第３のスイッチ１１ｃ及び第４のスイッチ１１ｄを介して電圧の供給を受け、機能Ｘの処理を実行する。次に、マイコン４４は、機能Ｙを実行するため、第４のスイッチ１１ｄをオンにし、その他のスイッチ１１ａ〜１１ｃ、１１ｅをオフにする。すると、第４の機能ブロック４５ｄは、第４のスイッチ１１ｄを介して電圧の供給を受け、機能Ｙの処理を実行する。以上で、指定された処理が終了する。
【００３５】
なお、測定Ｂの処理の指定後は、通常、待機の処理が指定される。待機の処理が指定された場合も、図６の処理を行う。待機の処理が指定されたときには、図２に示すように、最大消費電力が５Ｗと小さいため、晴天時であれば照度センサ５の照度が大きいので、太陽電池１が出力ノードＯＵＴに接続され、第５の機能ブロック４５ｅにより機能Ｚの処理が行われる。
【００３６】
本実施形態によれば、二次電池３の充放電回数を減らすことができ、二次電池３の劣化を抑制することができる。また、二次電池３を削除した場合には、太陽電池１は、発電電力が消費電力より小さくならないように十分大きな電力を供給する太陽電池を使用する必要がある。これに対し、本実施形態によれば、十分大きな電力を供給できない太陽電池１の使用が可能となる。そのため、環境によって変化する太陽電池１の出力電力を有効利用し、低コスト化ができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。図７の電源切替装置は、図５の電源切替装置に対して、基準電圧生成回路４２、コンパレータ４３、ラッチ回路４７及び論理和（ＯＲ）回路４８を追加したものである。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００３８】
基準電圧生成回路４２は、基準電圧Ｖｒを生成する。コンパレータ４３は、太陽電池１の出力電圧Ｓ１と基準電圧Ｖｒを比較し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより高いときにはローレベルの切替信号Ｓ３を出力し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより低いときにはハイレベルの切替信号Ｓ３を出力する。ラッチ回路４７は、コンパレータ４３の出力端子に接続され、切替信号Ｓ３がローレベルからハイレベルに変化するタイミングでハイレベルの切替信号Ｓ５をラッチして保持する。すなわち、ラッチ回路４７は、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒに対して高い値から低い値に変化するタイミングで太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより低くなった情報をラッチし、ラッチした情報を保持する。切替信号Ｓ３がローレベルからハイレベルに変化すると、切替信号Ｓ５もローレベルからハイレベルに変化する。その後、切替信号Ｓ３がハイレベルからローレベルに変化したとしても、切替信号Ｓ５はハイレベルを維持する。マイコン４４は、切替信号Ｓ５を読み出し、ラッチ回路４７をリセット可能である。論理和回路４８は、マイコン４４が出力する切替信号Ｓ４及びラッチ回路４７が出力する切替信号Ｓ５の論理和信号を切替信号Ｓ６として電源切替回路４１に出力する。ここで、ハイレベルを１とし、ローレベルを０とし、論理和信号が出力される。すなわち、切替信号Ｓ４及びＳ５の両方がローレベルのときに切替信号Ｓ６はローレベルとなり、それ以外の場合では切替信号Ｓ６はハイレベルになる。電源切替回路４１は、切替信号Ｓ６に応じて、出力ノードＯＵＴを太陽電池１及び二次電池３のいずれかに接続する。具体的には、電源切替回路４１は、切替信号Ｓ６がローレベルのときには太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続し、切替信号Ｓ６がハイレベルのときには二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続する。マイコン４４は、指定された処理に応じて、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅをオン／オフ制御する。第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅは、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを介して出力ノードＯＵＴから電圧が供給されると、所定の機能処理を行う。
【００３９】
第１の実施形態で説明したように、マイコン４４は、図６において、ステップ１０９の測定Ｂ等の処理の前に、ステップ１０６で太陽電池１の出力可能な電力ＯｕｔＡと最大消費電力ＩｎＡとを比較する。これに対し、コンパレータ４３は、常時、太陽電池１の出力電圧Ｓ１と基準電圧Ｖｒとを比較する。これにより、論理和回路４８の出力信号Ｓ６がローレベルであり、太陽電池１が出力ノードＯＵＴに接続され、測定Ｂ等の処理が開始された場合でも、測定Ｂの処理の実行中に、ラッチ回路４７が出力する切替信号Ｓ５がローレベルからハイレベルに変化すると、出力ノードＯＵＴへの接続は太陽電池１から二次電池３に切り替わる。例えば、測定Ｂ等の処理開始時には、晴天であるために出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続された場合でも、その後の測定Ｂ等の処理の実行中に、雨天になると、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒよりも低くなり、出力ノードＯＵＴは二次電池３に接続される。このように、出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続中に、天候の急変化等により瞬間的に太陽電池１の出力電圧Ｓ１が低下した場合、出力ノードＯＵＴを二次電池３に接続することにより、測定Ｂ等の処理を継続させることができる。
【００４０】
図８は、本実施形態によるマイコン４４の処理例を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、図６のフローチャートに対して、ステップ１０７〜１０９の代わりにステップ５０１〜５０５を設けたものである。以下、図８が図６と異なる点を説明する。ステップ１００〜１０６は、図６の説明と同じである。
【００４１】
ステップ１０６では、マイコン４４は、太陽電池１の出力可能な電力ＯｕｔＡが最大消費電力ＩｎＡ以下であるか否かを判断する。最大消費電力ＩｎＡ以下であるときにはステップ５０５に進み、最大消費電力ＩｎＡより大きいときにはステップ５０１に進む。
【００４２】
ステップ５０１では、マイコン４４は、ラッチ回路４７が出力している切替信号Ｓ５を読み出し、リード値ＲＤとして設定する。
【００４３】
次に、ステップ５０２では、マイコン４４は、リード値ＲＤがハイレベルか否かを判断する。リード値ＲＤがハイレベルであるときにはステップ５０３に進み、リード値ＲＤがローレベルであるときにはステップ５０４へ進む。
【００４４】
ステップ５０３では、マイコン４４は、ラッチ回路４７をローレベルにクリアする。これにより、ラッチ回路４７が出力する切替信号Ｓ５は、ローレベルになる。その後、ステップ５０４へ進む。
【００４５】
ステップ５０４では、太陽電池１の出力可能な電力で処理可能であるため、マイコン４４は、ローレベルの切替信号Ｓ４を論理和回路４８に出力する。その後、マイコン４４の処理は終了し、後述の図９の処理に移る。
【００４６】
ステップ５０５では、太陽電池１の出力可能な電力で処理できないため、マイコン４４は、ハイレベルの切替信号Ｓ４を論理和回路４８に出力する。その後、マイコン４４の処理は終了し、後述の図９の処理に移る。
【００４７】
図９は、本実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートであり、図８のマイコン４４の処理以外の処理を示す。図９の処理は、常時、繰り返しのループ処理として実行される。
【００４８】
まず、ステップ３００では、基準電圧生成回路４２は、基準電圧Ｖｒをコンパレータ４３に出力する。
【００４９】
次に、ステップ３０１では、太陽電池１は、出力電圧Ｓ１をコンパレータ４３に出力する。
【００５０】
次に、ステップ３０２では、コンパレータ４３は、太陽電池１の出力電圧Ｓ１と基準電圧Ｖｒとを比較し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより高いときにはローレベルの切替信号Ｓ３をラッチ回路４７に出力し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより低いときにはハイレベルの切替信号Ｓ３をラッチ回路４７に出力する。ラッチ回路４７は、上記のように、切替信号Ｓ３がローレベルからハイレベルに変化するタイミングでハイレベルの切替信号Ｓ５をラッチして保持する。
【００５１】
次に、ステップ３０３では、論理和回路４８は、ラッチ回路４７が出力する切替信号Ｓ５及びマイコン４４が出力する切替信号Ｓ４を入力し、切替信号Ｓ４及びＳ５の論理和信号を切替信号Ｓ６として出力する。なお、切替信号Ｓ４は、図８の処理によりレベルが確定する。
【００５２】
次に、ステップ３０４では、電源切替回路４１は、論理和回路４８が出力する切替信号Ｓ６を入力する。
【００５３】
次に、ステップ３０５では、電源切替回路４１は、切替信号Ｓ６がハイレベルであるときにはステップ３０６へ進み、切替信号Ｓ６がローレベルであるときにはステップ３０７へ進む。
【００５４】
ステップ３０７では、太陽電池１の出力可能な電力で処理可能であるため、電源切替回路４１は、太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続する。その後、ステップ３０８に進む。
【００５５】
ステップ３０６では、太陽電池１の出力可能な電力で処理できないため、電源切替回路４１は、充電制御回路２を介して二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続する。その後、ステップ３０８に進む。
【００５６】
ステップ３０８では、図６のステップ１０９と同様に、マイコン４４は、指定された処理を開始する。具体的には、マイコン４４は、指定された処理に応じてスイッチ１１ａ〜１１ｅをオン／オフ制御する。機能ブロック４５ａ〜４５ｅは、オンしたスイッチ１１ａ〜１１ｅから電圧の供給を受け、所定の機能処理を行う。以上で、指定された処理が終了する。
【００５７】
本実施形態によれば、電源切替回路４１は、検出された太陽電池１の出力可能な電力が指定された処理の最大消費電力より大きくかつ太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより高いときには太陽電池１を所定の機能ブロック４５ａ〜４５ｅに接続し、それ以外のときには二次電池３を所定の機能ブロック４５ａ〜４５ｅに接続する。コンパレータ４３の切替信号Ｓ３に基づく切り替えは、太陽電池１から二次電池３への切り替えのみ行う。コンパレータ４３の比較は常時行われ、太陽電池１の接続中に、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより下がった場合に、太陽電池１の接続から二次電池３の接続に切り替わる。出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続中に、天候の急変化等により瞬間的に太陽電池１の出力電圧Ｓ１が低下した場合、出力ノードＯＵＴを二次電池３に接続することにより、測定Ｂ等の処理を継続させることができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。図１０の電源切替装置は、図５の電源切替装置に対して、照度センサ５の代わりに負荷４９及びスイッチ５０を設けたものである。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。太陽電池１の出力端子は、スイッチ５０を介して負荷４９に接続される。スイッチ５０は、マイコン４４によりオン／オフ制御される。マイコン（電力検出手段）４４は、スイッチ５０をオンにし、太陽電池１の出力端子を負荷４９に接続したときの太陽電池１の出力電圧Ｓ１を測定し、測定した出力電圧Ｓ１を基に太陽電池１の出力可能な電力を検出する。その後、マイコン４４は、第１の実施形態と同様に、太陽電池１の出力可能な電力と最大消費電力を比較し、切替信号Ｓ４を電源切替回路４１に出力する。電源切替回路４１は、切替信号Ｓ４に応じて太陽電池１又は二次電池３の接続の切り替えを行う。
【００５９】
図１１は、本実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは、図６のフローチャートに対して、ステップ１０３及び１０４の代わりにステップ６０１及び６０２を設けたものである。以下、図１１が図６と異なる点を説明する。ステップ１００〜１０２は、図６の説明と同じである。
【００６０】
ステップ１０２の後、ステップ６０１では、マイコン４４は、スイッチ５０をオンにし、太陽電池１を負荷４９に接続し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１を計測する。負荷４９を接続すると、太陽電池１の出力可能な電力が小さい時は出力電圧Ｓ１が一気に下がり、出力可能な電力が大きい時には太陽電池１の出力電圧Ｓ１は解放電圧とほぼ同等の電圧となる。マイコン４４は、太陽電池１の出力電圧Ｓ１を計測後、スイッチ５０をオフにする。
【００６１】
次に、ステップ６０２では、マイコン４４は、計測した太陽電池１の出力電圧Ｓ１を基に太陽電池１の出力可能な電力を計算する。
【００６２】
次に、ステップ１０５では、マイコン４４は、ステップ６０２で計算した太陽電池１の出力可能な電力を変数ＯｕｔＡに設定し、ステップ１０２で求めた最大消費電力を変数ＩｎＡに設定する。
【００６３】
その後、ステップ１０６〜１０９の処理を行う。ステップ１０６〜１０９は、図６の説明と同じである。
【００６４】
以上のように、第１の実施形態では、照度センサ５を基に太陽電池１の出力可能な電力を計算した。これに対し、第３の実施形態では、負荷４９を太陽電池１に接続し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１を計測し、太陽電池１の出力可能な電力を計算する。
【００６５】
なお、太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続中に、負荷４９を太陽電池１に接続する場合もあるため、負荷４９の抵抗値は大きいことが望ましい。負荷４９は、例えば１００Ω〜１ｋΩである。また、本実施形態は、第２の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００６６】
以上のように、第１〜第３の実施形態によれば、指定された処理に応じて、図２の機能Ｍ〜機能Ｚの中の使用する機能の消費電力を計算し、その中の最大消費電力を求めることにより、出力ノードＯＵＴに対して太陽電池１又は二次電池３を適切に接続することができる。マイコン（電力検出手段）４４は、照度センサ５により検出された照度を基に太陽電池１の出力可能な電力を検出、又は太陽電池１の出力端子を負荷４９に接続したときの太陽電池１の出力電圧Ｓ１を基に太陽電池１の出力可能な電力を検出する。電源切替回路４１は、検出された太陽電池１の出力可能な電力が指定された処理の最大消費電力より大きいときには太陽電池１を所定の機能ブロック４５ａ〜４５ｅに接続し、検出された太陽電池１の出力可能な電力が指定された処理の最大消費電力より小さいときには二次電池３を所定の機能ブロック４５ａ〜４５ｅに接続する。これにより、太陽電池１のコストを抑え、太陽電池１の出力可能な電力を有効に活用することができる。また、二次電池１の充放電の回数を減らし、充放電による二次電池３の劣化を抑えることができる。具体的には、指定された処理の実行中に二次電池３から太陽電池１への接続の切り替えがなくなるので、二次電池３の充放電回数が減り、充放電による二次電池３の劣化を抑制することができる。
【００６７】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ 太陽電池
２ 充電制御回路
３ 二次電池
４ 機器制御基板
５ 照度センサ
１１ａ〜１１ｅ スイッチ
４１ 電源切替回路
４４ マイコン
４５ａ〜４５ｅ 機能ブロック
４６ 記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源切替方法及び電源切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、太陽電池と組み合わされ、電源システムとして利用されている。例えば、太陽電池の余剰電力を二次電池に充電させ、日照センサ若しくはタイマーの信号により二次電池と太陽電池とからの電源供給を切り替える電源切替制御回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池と、太陽電池の出力により浮動充電される二次電池とを設け、太陽電池の出力あるいは二次電池の出力により、電力供給を行うデータ収集装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、太陽電池パネルの余剰発電電力が電源部に設置された二次電池に蓄積され、負荷の電力不足時に二次電池から電力が供給されるシステムが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
また、太陽電池パネルで発生された電力が、所定値以下になり、電力が不足した場合でも、予備電源として備えられた二次電池より電源回路へ電力が供給される電子機器が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】登録実用新案第３０１５０４７号公報
【特許文献２】特開平１０−６２２０７号公報
【特許文献３】特開２０００−１２１６２９号公報
【特許文献４】特開２００４−３６１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、二次電池の充放電回数を減らし、充放電による二次電池の劣化を抑制することができる電源切替方法及び電源切替装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
電源切替方法は、処理ブロックに太陽電池又は二次電池を接続する電源切替方法であって、電力検出手段により前記太陽電池の出力可能な電力を検出し、電源切替手段により、前記検出された電力が指定された処理の最大消費電力より大きいときには前記太陽電池を前記処理ブロックに接続し、前記検出された電力が指定された処理の最大消費電力より小さいときには前記二次電池を前記処理ブロックに接続する。
【発明の効果】
【０００９】
指定された処理の実行中に二次電池から太陽電池への接続の切り替えがなくなるので、二次電池の充放電回数が減り、充放電による二次電池の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】参考技術による電源切替装置の構成例を示す図である。
【図２】第１の機能ブロック〜第５の機能ブロックの消費電力の例を示す図である。
【図３】図２の測定Ｂの処理例を示す図である。
【図４】第１の実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示す図である。
【図５】第１の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。
【図６】第１の実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。
【図８】第２の実施形態によるマイコンの処理例を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。
【図１１】第３の実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（参考技術）
図１は、参考技術による電源切替装置の構成例を示す図である。太陽電池１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換し、出力電圧Ｓ１を出力する。二次電池３は、充電制御回路２を介して太陽電池１の電気エネルギーを充電し、充電制御回路２を介して出力電圧Ｓ２を出力する。出力電圧Ｓ２を使用すると、充電制御回路２は充電を停止する。機器制御基板４は、電源切替回路４１、基準電圧生成回路４２、コンパレータ４３、マイコン４４、第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅ、及び第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを有する。
【００１２】
基準電圧生成回路４２は、基準電圧Ｖｒを生成する。コンパレータ４３は、太陽電池１の出力電圧Ｓ１と基準電圧Ｖｒを比較し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより高いときにはローレベルの切替信号Ｓ３を出力し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより低いときにはハイレベルの切替信号Ｓ３を出力する。電源切替回路４１は、切替信号Ｓ３に応じて、出力ノードＯＵＴを太陽電池１及び二次電池３のいずれかに接続する。具体的には、電源切替回路４１は、切替信号Ｓ３がローレベルのときには太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続し、切替信号Ｓ３がハイレベルのときには二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続する。第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅは、それぞれ第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを介して出力ノードＯＵＴに接続される。マイコン４４は、指定された処理に応じて、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅをオン／オフ制御する。第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅは、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを介して出力ノードＯＵＴから電圧が供給されると、所定の機能処理を行う。
【００１３】
図２は、第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅの消費電力の例を示す図である。第１の機能ブロック４５ａが行う機能処理の消費電力は２０Ｗである。第２の機能ブロック４５ｂが行う機能処理の消費電力は２０Ｗである。第３の機能ブロック４５ｃが行う機能処理の消費電力は３０Ｗである。第４の機能ブロック４５ｄが行う機能処理の消費電力は４０Ｗである。第５の機能ブロック４５ｅが行う機能処理の消費電力は５Ｗである。各消費電力は、例えばデータシートの値を用いることができる。
【００１４】
マイコン４４は、指定された処理を行う。処理の種類は、例えば、測定Ａ、測定Ｂ及び待機である。
【００１５】
マイコン４４は、測定Ａの処理が指定されると、機能Ｎ、機能Ｙ及び機能Ｚの処理をシリアルに行う。機能Ｎは、第２のスイッチ１１ｂがオンし、第２の機能ブロック４５ｂにより行われる機能処理であり、２０Ｗの消費電力を有する。機能Ｙは、第４のスイッチ１１ｄがオンし、第４の機能ブロック４５ｄにより行われる機能処理であり、４０Ｗの消費電力を有する。機能Ｚは、第５のスイッチ１１ｅがオンし、第５の機能ブロック４５ｅにより行われる機能処理であり、５Ｗの消費電力を有する。
【００１６】
マイコン４４は、測定Ｂの処理が指定されると、機能Ｍ、機能Ｎ、機能Ｘ、機能Ｙ及び機能Ｚの処理をシリアルに行う。機能Ｍは、第１のスイッチ１１ａ及び第４のスイッチ１１ｄがオンし、第１の機能ブロック４５ａ及び第４の機能ブロック４５ｄの組み合わせにより行われる機能処理であり、２０Ｗ＋４０Ｗ＝６０Ｗの消費電力を有する。機能Ｎは、第２のスイッチ１１ｂがオンし、第２の機能ブロック４５ｂにより行われる機能処理であり、２０Ｗの消費電力を有する。機能Ｘは、第３のスイッチ１１ｃ及び第４のスイッチ１１ｄがオンし、第３の機能ブロック４５ｃ及び第４の機能ブロック４５ｄの組み合わせにより行われる機能処理であり、３０Ｗ＋４０Ｗ＝７０Ｗの消費電力を有する。機能Ｙは、第４のスイッチ１１ｄがオンし、第４の機能ブロック４５ｄにより行われる機能処理であり、４０Ｗの消費電力を有する。機能Ｚは、第５のスイッチ１１ｅがオンし、第５の機能ブロック４５ｅにより行われる機能処理であり、５Ｗの消費電力を有する。
【００１７】
マイコン４４は、待機の処理が指定されると、機能Ｚの処理を行う。機能Ｚは、第５のスイッチ１１ｅがオンし、第５の機能ブロック４５ｅにより行われる機能処理であり、５Ｗの消費電力を有する。
【００１８】
測定Ａ及び測定Ｂの処理は、一定時間間隔で行われる処理である。待機の処理は、測定Ａ及び測定Ｂの処理が行われていない期間で行われる待機状態の処理である。
【００１９】
図３は、図２の測定Ｂの処理例を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸は電力を示す。電力１３は、太陽電池１の出力可能な電力である。電力１４は、測定Ｂの処理を行った場合の消費電力であり、期間１２Ｍは機能Ｍの処理期間、期間１２Ｎは機能Ｎの処理期間、期間１２Ｘは機能Ｘの処理期間、期間１２Ｙは機能Ｙの処理期間である。各期間１２Ｍ、１２Ｎ、１２Ｘ及び１２Ｙの間では、機能Ｚの処理が行われ、５Ｗの電力が消費される。消費電力１４は、測定Ｂの処理中は大幅に変化し得る。期間１５は、消費電力１４が太陽電池１の出力可能な電力１３より大きくなる期間である。期間１５では、消費電力１４が電力１３より大きくなるため、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより低くなり、コンパレータ４３はハイレベルの切替信号Ｓ３を出力する。その結果、期間１５では出力ノードＯＵＴが二次電池３に接続され、期間１５以外の期間では出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続される。すると、図３の場合、例えば１０回の接続の切り替えが行われる。接続の切り替え回数が多くなると、二次電池３の充放電回数が多くなり、二次電池３の劣化により寿命が短くなる。そこで、以下、二次電池３の充放電回数を減らし、充放電による二次電池３の劣化を抑制することができる第１〜第３の実施形態を説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図５は、第１の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。図５の電源切替装置は、図１の電源切替装置に対して、基準電圧生成回路４２及びコンパレータ４３を削除し、照度センサ５及び記憶部４６を追加したものである。太陽電池１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換し、出力電圧Ｓ１を出力する。二次電池３は、充電制御回路２を介して太陽電池１の電気エネルギーを充電し、充電制御回路２を介して出力電圧Ｓ２を出力する。機器制御基板４は、電源切替回路（電源切替手段）４１、マイコン４４、第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅ、記憶部４６、及び第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを有する。処理ブロックは、第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅを有し、太陽電池１又は二次電池３に接続され、マイコン４４により指定された処理を行う。処理の種類は、例えば、図２に示す測定Ａ、測定Ｂ及び待機の処理である。第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅは、それぞれ第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを介して出力ノードＯＵＴに接続される。
【００２１】
本実施形態の電源切替装置は図２の消費電力を有し、図２の説明は上記と同様である。記憶部４６は、図２の対応関係の消費電力を記憶する。具体的には、記憶部４６は、複数の機能Ｍ、機能Ｎ、機能Ｘ、機能Ｙ、機能Ｚの処理の各々の消費電力を記憶する。照度センサ５は、照度を検出し、検出した照度をマイコン４４に出力する。マイコン（電力検出手段）４４は、照度センサ５により検出された照度を基に現在の太陽電池１の出力可能な電力を検出する。具体的には、マイコン４４は、照度を基に計算式により電力を演算する。また、マイコン４４は、図２に示す測定Ａ、測定Ｂ及び待機の処理の中の指定された処理の実行を制御する。マイコン４４は、マイコン４４により検出された電力と、記憶部４６に記憶されている処理の中の指定された処理の最大消費電力とを比較する。そして、マイコン４４は、マイコン４４により検出された電力が指定された処理の最大消費電力より大きいときにはローレベルの切替信号Ｓ４を出力し、マイコン４４により検出された電力が指定された処理の最大消費電力より小さいときにはハイレベルの切替信号Ｓ４を出力する。電源切替回路４１は、切替信号Ｓ４に応じて、出力ノードＯＵＴを太陽電池１及び二次電池３のいずれかに接続する。具体的には、電源切替回路４１は、切替信号Ｓ４がローレベルのときには太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続し、切替信号Ｓ４がハイレベルのときには二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続する。次に、マイコン４４は、指定された処理に応じて、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅをオン／オフ制御する。次に、第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅは、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを介して出力ノードＯＵＴから電圧が供給されると、所定の機能処理を行う。指定された処理の実行中は、電源切替回路４１は接続の切り替えを行わない。
【００２２】
図４は、本実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示す図であり、図２の測定Ｂの処理例を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸は電力を示す。電力１３は、マイコン４４が照度センサ５を用いて検出した太陽電池１の出力可能な電力である。電力１４は、測定Ｂの処理を行った場合の消費電力であり、期間１２Ｍは機能Ｍの処理期間、期間１２Ｎは機能Ｎの処理期間、期間１２Ｘは機能Ｘの処理期間、期間１２Ｙは機能Ｙの処理期間である。各期間１２Ｍ、１２Ｎ、１２Ｘ及び１２Ｙの間では、機能Ｚの処理が行われ、５Ｗの電力が消費される。
【００２３】
マイコン４４は、測定Ｂの処理開始が指示されると、まず、記憶部４６を参照し、指定された測定Ｂの処理の最大消費電力１７を求める。例えば、測定Ｂの処理は、期間１２Ｍの機能Ｍ、期間１２Ｎの機能Ｎ、期間１２Ｘの機能Ｘ、期間１２Ｙの機能Ｙ、及び機能Ｚの処理を有し、その中の最大消費電力は期間１２Ｘの機能Ｘの７０Ｗの消費電力１７である。次に、マイコン４４は、照度センサ５を用いて太陽電池１の出力可能な電力１３を検出する。次に、マイコン４４は、太陽電池１の出力可能な電力１３と、指定された測定Ｂの処理の最大消費電力１７を比較する。この場合、太陽電池１の出力可能な電力１３は、測定Ｂの処理の最大消費電力１７より小さいので、マイコン４４はハイレベルの切替信号Ｓ４を出力する。次に、電源切替回路４１は、ハイレベルの切替信号Ｓ４を入力すると、出力ノードＯＵＴへの接続を太陽電池１から二次電池３に切り替える。次に、マイコン４４は、指定された測定Ｂの処理に応じて、スイッチ１１ａ〜１１ｅを制御する。機能ブロック４５ａ〜４５ｅは、それぞれスイッチ１１ａ〜１１ｅを介して電圧が供給されると、期間１２Ｍの機能Ｍ、期間１２Ｎの機能Ｎ、期間１２Ｘの機能Ｘ、及び期間１２Ｙの機能Ｙの処理をシリアルに行う。指定された測定Ｂの処理の実行中は、電源切替回路４１は接続の切り替えを行わない。期間１６は、二次電池３が出力ノードＯＵＴに接続されている期間であり、測定Ｂの処理実行期間を含む。期間１６では出力ノードＯＵＴが二次電池３に接続され、期間１６以外の期間では出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続される。測定Ｂの処理実行中は、出力ノードＯＵＴが二次電池３に接続される。これに対し、測定Ｂの処理の期間１６の前後の期間は、待機の処理のため、最大消費電力（５Ｗ）が小さく、出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続される。その結果、測定Ｂの処理実行中、電源切替回路４１は接続の切り替えを行わないので、本実施形態は、図３の場合に比べ、接続の切り替え回数が少なくなり、二次電池３の充放電回数が少なくなり、二次電池３の寿命を長くすることができる。また、期間１６では、二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続することにより、太陽電池１の出力電力不足による測定Ｂの処理エラーを防止することができる。
【００２４】
図６は、本実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートである。マイコン４４は、測定Ａ及び測定Ｂの処理を所定時間間隔で定期的に行い、測定Ａ及び測定Ｂの処理期間以外の期間では待機の処理を行う。処理の種類は、例えば、測定Ａ、測定Ｂ及び待機の処理である。これらの処理の中のいずれかの処理の開始が指示されると、マイコン４４は、図６の処理を開始する。
【００２５】
まず、ステップ１００では、マイコン４４は、記憶部４６から各機能ブロック４５ａ〜４５ｅの消費電力（図２）を読み込む。
【００２６】
次に、ステップ１０１では、マイコン４４は、指定された処理に関し、記憶部４６から同時に使用する機能ブロック４５ａ〜４５ｅの組み合わせ情報を読み込む。例えば、図２に示すように、測定Ｂは、機能Ｍ、機能Ｎ、機能Ｘ、機能Ｙ及び機能Ｚを有する。マイコン４４は、機能Ｍが第１の機能ブロック４５ａ及び第４の機能ブロック４５ｄの組み合わせである旨の情報、並びに機能Ｘが第３の機能ブロック４５ｃ及び第４の機能ブロック４５ｄの組み合わせである旨の情報を記憶部４６から読み込む。
【００２７】
次に、ステップ１０２では、マイコン４４は、指定された処理に関し、各機能ブロック４５ａ〜４５ｅの組み合わせ毎の消費電力の比較を行い、最大消費電力を求める。すなわち、マイコン４４は、指定された処理に含まれる機能Ｍ〜機能Ｚの消費電力の比較を行い、最大消費電力を求める。例えば、図２に示すように、マイコン４４は、測定Ｂの処理に含まれる機能Ｍの消費電力６０Ｗ、機能Ｎの消費電力２０Ｗ、機能Ｘの消費電力７０Ｗ、機能Ｙの消費電力４０Ｗ及び機能Ｚの消費電力５Ｗを比較し、その中の最大消費電力７０Ｗを求める。
【００２８】
次に、ステップ１０３では、マイコン４４は、照度センサ５から照度データを取得する。
【００２９】
次に、ステップ１０４では、マイコン４４は、照度センサ５から取得した照度データを基に、太陽電池１の出力可能な電力（発電電力）を計算する。
【００３０】
次に、ステップ１０５では、マイコン４４は、ステップ１０４で計算した太陽電池１の出力可能な電力を変数ＯｕｔＡに設定し、ステップ１０２で求めた最大消費電力を変数ＩｎＡに設定する。
【００３１】
次に、ステップ１０６では、マイコン４４は、太陽電池１の出力可能な電力ＯｕｔＡが最大消費電力ＩｎＡ以下であるか否かを判断する。太陽電池１の出力可能な電力ＯｕｔＡが最大消費電力ＩｎＡ以下であるときにはステップ１０７に進み、最大消費電力ＩｎＡより大きいときにはステップ１０８に進む。
【００３２】
ステップ１０８では、太陽電池１の出力可能な電力で処理可能であるため、マイコン４４は、ローレベルの切替信号Ｓ４を電源切替回路４１に出力する。すると、電源切替回路４１は、太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続する。その後、ステップ１０９に進む。
【００３３】
ステップ１０７では、太陽電池１の出力可能な電力で処理できないため、マイコン４４は、ハイレベルの切替信号Ｓ４を電源切替回路４１に出力する。すると、電源切替回路４１は、充電制御回路２を介して二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続する。その後、ステップ１０９に進む。
【００３４】
ステップ１０９では、マイコン４４は、指定された処理を開始する。具体的には、マイコン４４は、指定された処理に応じてスイッチ１１ａ〜１１ｅをオン／オフ制御する。例えば、測定Ｂの処理が指定された場合、まず、マイコン４４は、機能Ｍを実行するため、第１のスイッチ１１ａ及び第４のスイッチ１１ｄをオンにし、その他のスイッチ１１ｂ、１１ｃ、１１ｅをオフにする。すると、第１の機能ブロック４５ａ及び第４の機能ブロック４５ｄは、第１のスイッチ１１ａ及び第４のスイッチ１１ｄを介して電圧の供給を受け、機能Ｍの処理を実行する。次に、マイコン４４は、機能Ｎを実行するため、第２のスイッチ１１ｂをオンにし、その他のスイッチ１１ａ、１１ｃ〜１１ｅをオフにする。すると、第２の機能ブロック４５ｂは、第２のスイッチ１１ｂを介して電圧の供給を受け、機能Ｎの処理を実行する。次に、マイコン４４は、機能Ｘを実行するため、第３のスイッチ１１ｃ及び第４のスイッチ１１ｄをオンにし、その他のスイッチ１１ａ、１１ｂ、１１ｅをオフにする。すると、第３の機能ブロック４５ｃ及び第４の機能ブロック４５ｄは、第３のスイッチ１１ｃ及び第４のスイッチ１１ｄを介して電圧の供給を受け、機能Ｘの処理を実行する。次に、マイコン４４は、機能Ｙを実行するため、第４のスイッチ１１ｄをオンにし、その他のスイッチ１１ａ〜１１ｃ、１１ｅをオフにする。すると、第４の機能ブロック４５ｄは、第４のスイッチ１１ｄを介して電圧の供給を受け、機能Ｙの処理を実行する。以上で、指定された処理が終了する。
【００３５】
なお、測定Ｂの処理の指定後は、通常、待機の処理が指定される。待機の処理が指定された場合も、図６の処理を行う。待機の処理が指定されたときには、図２に示すように、最大消費電力が５Ｗと小さいため、晴天時であれば照度センサ５の照度が大きいので、太陽電池１が出力ノードＯＵＴに接続され、第５の機能ブロック４５ｅにより機能Ｚの処理が行われる。
【００３６】
本実施形態によれば、二次電池３の充放電回数を減らすことができ、二次電池３の劣化を抑制することができる。また、二次電池３を削除した場合には、太陽電池１は、発電電力が消費電力より小さくならないように十分大きな電力を供給する太陽電池を使用する必要がある。これに対し、本実施形態によれば、十分大きな電力を供給できない太陽電池１の使用が可能となる。そのため、環境によって変化する太陽電池１の出力電力を有効利用し、低コスト化ができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。図７の電源切替装置は、図５の電源切替装置に対して、基準電圧生成回路４２、コンパレータ４３、ラッチ回路４７及び論理和（ＯＲ）回路４８を追加したものである。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００３８】
基準電圧生成回路４２は、基準電圧Ｖｒを生成する。コンパレータ４３は、太陽電池１の出力電圧Ｓ１と基準電圧Ｖｒを比較し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより高いときにはローレベルの切替信号Ｓ３を出力し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより低いときにはハイレベルの切替信号Ｓ３を出力する。ラッチ回路４７は、コンパレータ４３の出力端子に接続され、切替信号Ｓ３がローレベルからハイレベルに変化するタイミングでハイレベルの切替信号Ｓ５をラッチして保持する。すなわち、ラッチ回路４７は、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒに対して高い値から低い値に変化するタイミングで太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより低くなった情報をラッチし、ラッチした情報を保持する。切替信号Ｓ３がローレベルからハイレベルに変化すると、切替信号Ｓ５もローレベルからハイレベルに変化する。その後、切替信号Ｓ３がハイレベルからローレベルに変化したとしても、切替信号Ｓ５はハイレベルを維持する。マイコン４４は、切替信号Ｓ５を読み出し、ラッチ回路４７をリセット可能である。論理和回路４８は、マイコン４４が出力する切替信号Ｓ４及びラッチ回路４７が出力する切替信号Ｓ５の論理和信号を切替信号Ｓ６として電源切替回路４１に出力する。ここで、ハイレベルを１とし、ローレベルを０とし、論理和信号が出力される。すなわち、切替信号Ｓ４及びＳ５の両方がローレベルのときに切替信号Ｓ６はローレベルとなり、それ以外の場合では切替信号Ｓ６はハイレベルになる。電源切替回路４１は、切替信号Ｓ６に応じて、出力ノードＯＵＴを太陽電池１及び二次電池３のいずれかに接続する。具体的には、電源切替回路４１は、切替信号Ｓ６がローレベルのときには太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続し、切替信号Ｓ６がハイレベルのときには二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続する。マイコン４４は、指定された処理に応じて、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅをオン／オフ制御する。第１の機能ブロック４５ａ〜第５の機能ブロック４５ｅは、第１のスイッチ１１ａ〜第５のスイッチ１１ｅを介して出力ノードＯＵＴから電圧が供給されると、所定の機能処理を行う。
【００３９】
第１の実施形態で説明したように、マイコン４４は、図６において、ステップ１０９の測定Ｂ等の処理の前に、ステップ１０６で太陽電池１の出力可能な電力ＯｕｔＡと最大消費電力ＩｎＡとを比較する。これに対し、コンパレータ４３は、常時、太陽電池１の出力電圧Ｓ１と基準電圧Ｖｒとを比較する。これにより、論理和回路４８の出力信号Ｓ６がローレベルであり、太陽電池１が出力ノードＯＵＴに接続され、測定Ｂ等の処理が開始された場合でも、測定Ｂの処理の実行中に、ラッチ回路４７が出力する切替信号Ｓ５がローレベルからハイレベルに変化すると、出力ノードＯＵＴへの接続は太陽電池１から二次電池３に切り替わる。例えば、測定Ｂ等の処理開始時には、晴天であるために出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続された場合でも、その後の測定Ｂ等の処理の実行中に、雨天になると、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒよりも低くなり、出力ノードＯＵＴは二次電池３に接続される。このように、出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続中に、天候の急変化等により瞬間的に太陽電池１の出力電圧Ｓ１が低下した場合、出力ノードＯＵＴを二次電池３に接続することにより、測定Ｂ等の処理を継続させることができる。
【００４０】
図８は、本実施形態によるマイコン４４の処理例を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、図６のフローチャートに対して、ステップ１０７〜１０９の代わりにステップ５０１〜５０５を設けたものである。以下、図８が図６と異なる点を説明する。ステップ１００〜１０６は、図６の説明と同じである。
【００４１】
ステップ１０６では、マイコン４４は、太陽電池１の出力可能な電力ＯｕｔＡが最大消費電力ＩｎＡ以下であるか否かを判断する。最大消費電力ＩｎＡ以下であるときにはステップ５０５に進み、最大消費電力ＩｎＡより大きいときにはステップ５０１に進む。
【００４２】
ステップ５０１では、マイコン４４は、ラッチ回路４７が出力している切替信号Ｓ５を読み出し、リード値ＲＤとして設定する。
【００４３】
次に、ステップ５０２では、マイコン４４は、リード値ＲＤがハイレベルか否かを判断する。リード値ＲＤがハイレベルであるときにはステップ５０３に進み、リード値ＲＤがローレベルであるときにはステップ５０４へ進む。
【００４４】
ステップ５０３では、マイコン４４は、ラッチ回路４７をローレベルにクリアする。これにより、ラッチ回路４７が出力する切替信号Ｓ５は、ローレベルになる。その後、ステップ５０４へ進む。
【００４５】
ステップ５０４では、太陽電池１の出力可能な電力で処理可能であるため、マイコン４４は、ローレベルの切替信号Ｓ４を論理和回路４８に出力する。その後、マイコン４４の処理は終了し、後述の図９の処理に移る。
【００４６】
ステップ５０５では、太陽電池１の出力可能な電力で処理できないため、マイコン４４は、ハイレベルの切替信号Ｓ４を論理和回路４８に出力する。その後、マイコン４４の処理は終了し、後述の図９の処理に移る。
【００４７】
図９は、本実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートであり、図８のマイコン４４の処理以外の処理を示す。図９の処理は、常時、繰り返しのループ処理として実行される。
【００４８】
まず、ステップ３００では、基準電圧生成回路４２は、基準電圧Ｖｒをコンパレータ４３に出力する。
【００４９】
次に、ステップ３０１では、太陽電池１は、出力電圧Ｓ１をコンパレータ４３に出力する。
【００５０】
次に、ステップ３０２では、コンパレータ４３は、太陽電池１の出力電圧Ｓ１と基準電圧Ｖｒとを比較し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより高いときにはローレベルの切替信号Ｓ３をラッチ回路４７に出力し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより低いときにはハイレベルの切替信号Ｓ３をラッチ回路４７に出力する。ラッチ回路４７は、上記のように、切替信号Ｓ３がローレベルからハイレベルに変化するタイミングでハイレベルの切替信号Ｓ５をラッチして保持する。
【００５１】
次に、ステップ３０３では、論理和回路４８は、ラッチ回路４７が出力する切替信号Ｓ５及びマイコン４４が出力する切替信号Ｓ４を入力し、切替信号Ｓ４及びＳ５の論理和信号を切替信号Ｓ６として出力する。なお、切替信号Ｓ４は、図８の処理によりレベルが確定する。
【００５２】
次に、ステップ３０４では、電源切替回路４１は、論理和回路４８が出力する切替信号Ｓ６を入力する。
【００５３】
次に、ステップ３０５では、電源切替回路４１は、切替信号Ｓ６がハイレベルであるときにはステップ３０６へ進み、切替信号Ｓ６がローレベルであるときにはステップ３０７へ進む。
【００５４】
ステップ３０７では、太陽電池１の出力可能な電力で処理可能であるため、電源切替回路４１は、太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続する。その後、ステップ３０８に進む。
【００５５】
ステップ３０６では、太陽電池１の出力可能な電力で処理できないため、電源切替回路４１は、充電制御回路２を介して二次電池３を出力ノードＯＵＴに接続する。その後、ステップ３０８に進む。
【００５６】
ステップ３０８では、図６のステップ１０９と同様に、マイコン４４は、指定された処理を開始する。具体的には、マイコン４４は、指定された処理に応じてスイッチ１１ａ〜１１ｅをオン／オフ制御する。機能ブロック４５ａ〜４５ｅは、オンしたスイッチ１１ａ〜１１ｅから電圧の供給を受け、所定の機能処理を行う。以上で、指定された処理が終了する。
【００５７】
本実施形態によれば、電源切替回路４１は、検出された太陽電池１の出力可能な電力が指定された処理の最大消費電力より大きくかつ太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより高いときには太陽電池１を所定の機能ブロック４５ａ〜４５ｅに接続し、それ以外のときには二次電池３を所定の機能ブロック４５ａ〜４５ｅに接続する。コンパレータ４３の切替信号Ｓ３に基づく切り替えは、太陽電池１から二次電池３への切り替えのみ行う。コンパレータ４３の比較は常時行われ、太陽電池１の接続中に、太陽電池１の出力電圧Ｓ１が基準電圧Ｖｒより下がった場合に、太陽電池１の接続から二次電池３の接続に切り替わる。出力ノードＯＵＴが太陽電池１に接続中に、天候の急変化等により瞬間的に太陽電池１の出力電圧Ｓ１が低下した場合、出力ノードＯＵＴを二次電池３に接続することにより、測定Ｂ等の処理を継続させることができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態による電源切替装置の構成例を示す図である。図１０の電源切替装置は、図５の電源切替装置に対して、照度センサ５の代わりに負荷４９及びスイッチ５０を設けたものである。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。太陽電池１の出力端子は、スイッチ５０を介して負荷４９に接続される。スイッチ５０は、マイコン４４によりオン／オフ制御される。マイコン（電力検出手段）４４は、スイッチ５０をオンにし、太陽電池１の出力端子を負荷４９に接続したときの太陽電池１の出力電圧Ｓ１を測定し、測定した出力電圧Ｓ１を基に太陽電池１の出力可能な電力を検出する。その後、マイコン４４は、第１の実施形態と同様に、太陽電池１の出力可能な電力と最大消費電力を比較し、切替信号Ｓ４を電源切替回路４１に出力する。電源切替回路４１は、切替信号Ｓ４に応じて太陽電池１又は二次電池３の接続の切り替えを行う。
【００５９】
図１１は、本実施形態による電源切替装置の電源切替方法の処理例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは、図６のフローチャートに対して、ステップ１０３及び１０４の代わりにステップ６０１及び６０２を設けたものである。以下、図１１が図６と異なる点を説明する。ステップ１００〜１０２は、図６の説明と同じである。
【００６０】
ステップ１０２の後、ステップ６０１では、マイコン４４は、スイッチ５０をオンにし、太陽電池１を負荷４９に接続し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１を計測する。負荷４９を接続すると、太陽電池１の出力可能な電力が小さい時は出力電圧Ｓ１が一気に下がり、出力可能な電力が大きい時には太陽電池１の出力電圧Ｓ１は解放電圧とほぼ同等の電圧となる。マイコン４４は、太陽電池１の出力電圧Ｓ１を計測後、スイッチ５０をオフにする。
【００６１】
次に、ステップ６０２では、マイコン４４は、計測した太陽電池１の出力電圧Ｓ１を基に太陽電池１の出力可能な電力を計算する。
【００６２】
次に、ステップ１０５では、マイコン４４は、ステップ６０２で計算した太陽電池１の出力可能な電力を変数ＯｕｔＡに設定し、ステップ１０２で求めた最大消費電力を変数ＩｎＡに設定する。
【００６３】
その後、ステップ１０６〜１０９の処理を行う。ステップ１０６〜１０９は、図６の説明と同じである。
【００６４】
以上のように、第１の実施形態では、照度センサ５を基に太陽電池１の出力可能な電力を計算した。これに対し、第３の実施形態では、負荷４９を太陽電池１に接続し、太陽電池１の出力電圧Ｓ１を計測し、太陽電池１の出力可能な電力を計算する。
【００６５】
なお、太陽電池１を出力ノードＯＵＴに接続中に、負荷４９を太陽電池１に接続する場合もあるため、負荷４９の抵抗値は大きいことが望ましい。負荷４９は、例えば１００Ω〜１ｋΩである。また、本実施形態は、第２の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００６６】
以上のように、第１〜第３の実施形態によれば、指定された処理に応じて、図２の機能Ｍ〜機能Ｚの中の使用する機能の消費電力を計算し、その中の最大消費電力を求めることにより、出力ノードＯＵＴに対して太陽電池１又は二次電池３を適切に接続することができる。マイコン（電力検出手段）４４は、照度センサ５により検出された照度を基に太陽電池１の出力可能な電力を検出、又は太陽電池１の出力端子を負荷４９に接続したときの太陽電池１の出力電圧Ｓ１を基に太陽電池１の出力可能な電力を検出する。電源切替回路４１は、検出された太陽電池１の出力可能な電力が指定された処理の最大消費電力より大きいときには太陽電池１を所定の機能ブロック４５ａ〜４５ｅに接続し、検出された太陽電池１の出力可能な電力が指定された処理の最大消費電力より小さいときには二次電池３を所定の機能ブロック４５ａ〜４５ｅに接続する。これにより、太陽電池１のコストを抑え、太陽電池１の出力可能な電力を有効に活用することができる。また、二次電池１の充放電の回数を減らし、充放電による二次電池３の劣化を抑えることができる。具体的には、指定された処理の実行中に二次電池３から太陽電池１への接続の切り替えがなくなるので、二次電池３の充放電回数が減り、充放電による二次電池３の劣化を抑制することができる。
【００６７】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ 太陽電池
２ 充電制御回路
３ 二次電池
４ 機器制御基板
５ 照度センサ
１１ａ〜１１ｅ スイッチ
４１ 電源切替回路
４４ マイコン
４５ａ〜４５ｅ 機能ブロック
４６ 記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ブロックに太陽電池又は二次電池を接続する電源切替方法であって、
電力検出手段により前記太陽電池の出力可能な電力を検出し、
電源切替手段により、前記検出された電力が指定された処理の最大消費電力より大きいときには前記太陽電池を前記処理ブロックに接続し、前記検出された電力が指定された処理の最大消費電力より小さいときには前記二次電池を前記処理ブロックに接続することを特徴とする電源切替方法。
【請求項２】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池と、
前記太陽電池の電気エネルギーを充電する二次電池と、
前記太陽電池又は前記二次電池に接続され、指定された処理を行う処理ブロックと、
前記太陽電池の出力可能な電力を検出する電力検出手段と、
前記電力検出手段により検出された電力が前記指定された処理の最大消費電力より大きいときには前記太陽電池を前記処理ブロックに接続し、前記電力検出手段により検出された電力が前記指定された処理の最大消費電力より小さいときには前記二次電池を前記処理ブロックに接続する電源切替手段と
を有することを特徴とする電源切替装置。
【請求項３】
前記処理ブロックは、指定された処理に応じて複数の機能処理をシリアルに行い、
前記電源切替手段は、記憶部に記憶されている消費電力を参照し、前記指定された処理に応じた前記複数の機能処理の消費電力の中の最大消費電力と、前記電力検出手段により検出された電力とを比較することを特徴とする請求項２記載の電源切替装置。
【請求項４】
さらに、前記太陽電池の出力電圧及び基準電圧を比較するコンパレータを有し、
前記電源切替手段は、前記電力検出手段により検出された電力が前記指定された処理の最大消費電力より大きくかつ前記太陽電池の出力電圧が前記基準電圧より高いときには前記太陽電池を前記処理ブロックに接続し、それ以外のときには前記二次電池を前記処理ブロックに接続することを特徴とする請求項２又は３記載の電源切替装置。
【請求項５】
さらに、前記コンパレータの出力端子に接続され、前記太陽電池の出力電圧が前記基準電圧に対して高い値から低い値に変化するタイミングで前記太陽電池の出力電圧が前記基準電圧より低くなった情報をラッチし、前記ラッチした情報を保持するラッチ回路を有し、
前記電源切替手段は、前記ラッチ回路に記憶された情報を基に前記太陽電池の出力電圧が前記基準電圧より低いか否かを判断することを特徴とする請求項４記載の電源切替装置。
【請求項６】
前記電力検出手段は、照度センサにより検出された照度を基に前記太陽電池の出力可能な電力を検出、又は前記太陽電池の出力端子を負荷に接続したときの前記太陽電池の出力電圧を基に前記太陽電池の出力可能な電力を検出することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の電源切替装置。
【請求項１】
処理ブロックに太陽電池又は二次電池を接続する電源切替方法であって、
電力検出手段により前記太陽電池の出力可能な電力を検出し、
電源切替手段により、前記検出された電力が指定された処理の最大消費電力より大きいときには前記太陽電池を前記処理ブロックに接続し、前記検出された電力が指定された処理の最大消費電力より小さいときには前記二次電池を前記処理ブロックに接続することを特徴とする電源切替方法。
【請求項２】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池と、
前記太陽電池の電気エネルギーを充電する二次電池と、
前記太陽電池又は前記二次電池に接続され、指定された処理を行う処理ブロックと、
前記太陽電池の出力可能な電力を検出する電力検出手段と、
前記電力検出手段により検出された電力が前記指定された処理の最大消費電力より大きいときには前記太陽電池を前記処理ブロックに接続し、前記電力検出手段により検出された電力が前記指定された処理の最大消費電力より小さいときには前記二次電池を前記処理ブロックに接続する電源切替手段と
を有することを特徴とする電源切替装置。
【請求項３】
前記処理ブロックは、指定された処理に応じて複数の機能処理をシリアルに行い、
前記電源切替手段は、記憶部に記憶されている消費電力を参照し、前記指定された処理に応じた前記複数の機能処理の消費電力の中の最大消費電力と、前記電力検出手段により検出された電力とを比較することを特徴とする請求項２記載の電源切替装置。
【請求項４】
さらに、前記太陽電池の出力電圧及び基準電圧を比較するコンパレータを有し、
前記電源切替手段は、前記電力検出手段により検出された電力が前記指定された処理の最大消費電力より大きくかつ前記太陽電池の出力電圧が前記基準電圧より高いときには前記太陽電池を前記処理ブロックに接続し、それ以外のときには前記二次電池を前記処理ブロックに接続することを特徴とする請求項２又は３記載の電源切替装置。
【請求項５】
さらに、前記コンパレータの出力端子に接続され、前記太陽電池の出力電圧が前記基準電圧に対して高い値から低い値に変化するタイミングで前記太陽電池の出力電圧が前記基準電圧より低くなった情報をラッチし、前記ラッチした情報を保持するラッチ回路を有し、
前記電源切替手段は、前記ラッチ回路に記憶された情報を基に前記太陽電池の出力電圧が前記基準電圧より低いか否かを判断することを特徴とする請求項４記載の電源切替装置。
【請求項６】
前記電力検出手段は、照度センサにより検出された照度を基に前記太陽電池の出力可能な電力を検出、又は前記太陽電池の出力端子を負荷に接続したときの前記太陽電池の出力電圧を基に前記太陽電池の出力可能な電力を検出することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の電源切替装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１２５１１３（Ｐ２０１２−１２５１１３Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６１４５（Ｐ２０１０−２７６１４５）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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