控制系统、控制装置以及控制方法制造方法及图纸

本公开涉及控制系统、控制装置以及控制方法，其中，控制系统包括：第一装置，被配置为调节其输出电压，使得输出电压响应于从发电部至第一装置的输入电压的变动可包括在预先确定的范围内；第二装置，被配置为响应于从第一装置所供给的输入电压的变动而改变对蓄电池的充电率，其中，当来自第一装置的输出电压接近其预先确定的范围内的下限的状态持续的时间比预先设定的时间长时，根据发电部的输入电流属于预先设定的哪一部分而选择预先准备的两个以上的下限中的一个作为下限值。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及。更具体地说，本公开涉及用于从端子电压呈现出波动的发电机(诸如太阳能电池)中有效地提取电力的。
技术介绍
近年来，在发电的时候没有排放大气污染物的天然能量(也称清洁能源)受到了关注。所述天然能量为例如通过光伏发电、太阳热发电、风力发电等所获得的电力。同样，虽然人体运动所产生的动能与光伏发电等相比较所产生的电力低，但也积极尝试从人体运动所产生的动能中提取电能。顺带地说，太阳能电池具有的特性是，从中提取的电压和电流取决于连接至其中的负载所需的功耗。例如，如果太阳能电池用于向蓄电池充电，那么从太阳能电池提取的电流取决于该蓄电池所需的电压。因此，如果由连接至太阳能电池的负载所接受的电力不恰当，那么从太阳能电池所获得的发电电力会受到一些损耗。因为提取的电压和电流取决于连接至太阳能电池的负载所需的功耗，通过发电所获得的电力是不固定的，所以该特性也常常应用到使用风力的发电机。此外，例如，在光伏发电的情况下，通过在太阳能电池上的光照强度的变动或太阳能电池的温度变动，通过发电所获得的电力有时会突然地波动。因此，为了高效稳定地从太阳能电池提取功率，通常，在太阳能电池和负载之间介入具有最大功率点跟踪(MPPT)的控制功能的功率调节器。根据MPPT控制，通过计算依次确定具有从太阳能电池所提取的电流和电压的结果为最大的电压值。然后，改变太阳能电池的端子电压，以便从太阳能电池发电所获得的发电电力可以被最大化。尽管MPPT控制在从太阳能电池高效地提取电力方面是优秀的，但是因为该计算包括乘法，所以该计算的负担也大。而且，因为计算需要时间，所以MPPT控制不易处理在太阳能电池上等的光照强度的突然变动。因此，相比通过MPPT控制，有时应用由简单电路能够实现电压跟踪方法的控制。应注意的是，日本专利公开第2009-017686号公开了用于锂蓄电池的充电控制IC (集成电路)的输出电流被反馈至控制程序端子，以控制太阳能电池的最大电压为固定电压。
技术实现思路
在使用天然能量的领域，需要增强和稳定从发电机提取的电力。根据本公开的第一实施方式，提供了一种控制系统，其包括第一装置，被配置为调节其输出电压，使得输出电压响应从发电部至该处的输入电压的变动可包括在预先确定的范围之内，以及包括第二装置，被配置为响应从第一装置所供给的输入电压的变动从而改变对蓄电池的充电率(chargerate)。在该控制系统中，当来自第一装置的输出电压接近其预先确定的范围内的下限的状态持续的时段(period，时间)比预先设定的时间段长的时候，根据发电部的输入电流属于预先设定部分中的哪一部分(section)而选择预先准备的两个以上的下限中的一个作为下限的值。根据本公开的第二实施方式，提供了一种控制装置，其中，控制装置调节输出电压，使得输出电压响应从发电部至该处的输入电压的变动可包括在预先确定的范围之内，当输出电压接近其预先所确定的范围内的下限的状态持续的时段比预先设定的时间段长的时候，根据发电部的输入电流属于预先设定部分中的哪一部分而选择预先准备的两个以上的下限中的一个作为下限的值。根据本公开的第三实施方式，提供了一种控制方法，其包括调节来自第一装置的输出电压，使得输出电压响应从发电部的输入电压的变动包括在预先确定的范围之内，响应从第一装置向第二装置供给的输入电压的变动而改变对蓄电池的充电率，并当来自第一装置的输出电压接近其下限的状态持续的时段比预先设定的时间段长的时候，根据发电部的输入电流属于预先设定部分中的哪一部分而选择预先准备的两个以上的下限中的一个作为下限的值。使用至少一种实施方式，能够从发电部高效稳定地提取电力。从下面的描述及所附权利要求并结合附图，本专利技术的以上特征以及优点将变得显而易见，在附图中，相同的参考符号表示相同的部分或元件。附图说明图1示出了系统配置实例的框图；图2示出了控制单元的配置实例的框图；图3示出了控制单元的电源系统配置实例的框图；图4示出了控制单元的高电压输入电源电路的具体配置实例的电路图；图5示出了蓄电池单元配置实例的框图；图6示出了蓄电池单元的电源系统配置实例的框图；图7示出了蓄电池单元的充电器电路的具体配置实例的电路图；图8A示出了太阳能电池的电压-电流特性的曲线图，以及图SB为曲线图，具体地讲是P-V曲线，表示在由某一曲线表示太阳能电池的电压-电流特性的情况下，太阳能电池的端子电压和太阳能电池的发电电力之间的关系；图9A示出了与表示太阳能电池的电压-电流特性的曲线的变化相关的操作点变动的曲线图，以及图9B示出了控制系统的配置实例框图，其中，协调控制是通过控制单元和多个蓄电池单元来实现；图1OA示出了在太阳能电池上的光照强度降低的情况下来实施协调控制时操作点变动的曲线图，以及图1OB示出了从太阳能电池来看的负载增加的情况下实施协调控制时操作点变动的曲线图；图1lA示出了在太阳能电池上的光照强度以及从太阳能电池来看的负载两者都发生变化的情况下，实施协调控制时操作点变化的曲线图，以及图1lB示出了当执行MPPT控制时的操作点和通过执行协调控制的充电率调节时的操作点之间比较的曲线图12A示出了根据本公开实施方式的电力控制装置的配置实例框图，以及图12B示出了是否正在通过协调控制执行充电率调节的判断方法的曲线图；以及图13到图16示出了根据本公开实施方式的控制实例的流程图。具体实施例方式在下文中，参照附图来描述本公开的实施方式。应注意的是，以下列顺序进行描述。〈1.实施方式〉<2.修改〉应注意的是，以下所述的实施方式和修改是本公开具体的优选实例，而本公开不局限于这些实施方式和修改。〈1.实施方式〉[系统配置]图1示出了根据本公开的控制系统的配置实例。控制系统由一个或多个控制单元⑶以及一个或多个蓄电池单元BU配置而成。如图1中作为实例所示的控制系统I包括一个控制单元⑶以及三个蓄电池单元BUa、BUb和BUc。在没有必要区分单独的蓄电池单元时，各个蓄电池单元适当地称为蓄电池单元BU。在控制系统I中，可以互相独立地控制蓄电池单元BU。此外，蓄电池单元BU能够在控制系统I中互相独立地连接。例如,在蓄电池单元BUa和蓄电池单元BUb在控制系统I中连接的状态下，蓄电池单元BUc能够在控制系统I中新近连接或另外连接。或，在蓄电池单元BUa到BUc在控制系统I中连接的状态下，可以从控制系统I中仅移除蓄电池单元BUb。控制单元⑶和蓄电池单元BU通过电源线分别连接至彼此。例如，该电源线包括从控制单元CU向蓄电池单元BU提供电力的电源线LI以及从蓄电池单元BU向控制单元CU提供电力的电源线L2。因此，经由控制单元CU和蓄电池单元BU之间的信号线SL来实现双向通信。例如，该通信可依照诸如SMBus (系统管理总线)或UART (通用异步收发器)的规范来实现。信号线SL由一条或多条配线配置而成，并依照其目标来规定要使用的配线。该信号线SL被普遍使用，并且蓄电池单元BU连接至该信号线SL。每个蓄电池单元BU分析经由信号线SL发送至其控制信号的头部分，以决定该控制信号是否指定用于蓄电池单元BU自身。通过适当地设置控制信号的电平等，能够向蓄电池单元BU发送命令。蓄电池单元BU对控制单元⑶的响应也被发送至其他蓄电池单元BU。然而，其他蓄电池单元BU不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统，包括：第一装置，被配置为调节其输出电压，使得所述输出电压响应于从发电部至所述第一装置的输入电压的变动而包括在预先确定的范围内；以及第二装置，被配置为响应于从所述第一装置供给的所述输入电压的变动而改变对蓄电池的充电率，其中，当来自所述第一装置的所述输出电压接近其预先确定的范围内的下限的状态持续的时段比预先设定的时间段长时，根据来自所述发电部的输入电流属于预先设定部分中的哪一部分而选择预先准备的两个以上的下限中的一个作为所述下限的值。

【技术特征摘要】
2011.11.02 JP 2011-2411361.一种控制系统，包括: 第一装置，被配置为调节其输出电压，使得所述输出电压响应于从发电部至所述第一装置的输入电压的变动而包括在预先确定的范围内；以及 第二装置，被配置为响应于从所述第一装置供给的所述输入电压的变动而改变对蓄电池的充电率， 其中，当来自所述第一装置的所述输出电压接近其预先确定的范围内的下限的状态持续的时段比预先设定的时间段长时，根据来自所述发电部的输入电流属于预先设定部分中的哪一部分而选择预先准备的两个以上的下限中的一个作为所述下限的值。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，响应于当假定执行最大功率点跟踪控制时的操作点与当执行通过所述第一装置进行的所述输出电压的调节和所述第二装置进行的所述充电率的改变的联锁的控制时的操作点之间的偏离大小而设定所述部分。3.根据权利要求1所述的控制系统，其中，当在涉及所述发电部的相同电压-电流特性曲线上、假定执行最大功率点跟踪控制时的操作点的电压值高于执行通过所述第一装置进行的所述输出电压的调节与所述第二装置进行的所述充电率的改变的联锁的控制时的另一操作点的电压值时，升高所述下限。4.根据权利要求1所述的控制系统，其中，当在涉及所述发电部的相同电压-电流特性曲线上、假定执行最大功率点跟踪控制时的操作点的电压值低于执行通...

【专利技术属性】
技术研发人员：石桥义人，泽田淳一，鎌田塁，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：