| 【発明の名称】 |
太陽電池方式自動点滅装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小川 勝美
【氏名】吉岡 幸介
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| 【要約】 |
【課題】外光照度に応じ、街路灯等の点灯・消灯を行い、誤動作少なく、任意の照度に調整可能、かつ、動作の安定した自動点滅装置を提供する。
【解決手段】太陽電池１２を光センサとして使用し、太陽電池が発生する電流を、電圧に変換する電流電圧変換回路１３と、動作反応時間を調整する時定数回路１９と、予め設定した基準電圧と比較する電圧比較回路２２と、それから出た信号を受ける、電界効果型トランジスタ２３を持つドライブ回路２４と、その出力側に接続した双方向３端子サイリスタ３１で、負荷を導通・不通にするスイッチ回路３０を備え、各回路、電流電圧変換回路、時定数回路、電圧比較回路、ドライブ回路、スイッチ回路を安定動作させる為に、交流の一般商用電源を直流電源に変換する電源回路を備える。又電圧比較回路はヒステリシス特性を持ち、抵抗の値の選定と品質の安定化によりスイッチ回路の動作安定化が構築可能である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 外光による照度に従って、発生電流が変化する太陽電池を、光センサーとして使用し、オペアンプにより発生電流に比例した電圧に出力させ、その電圧を、あらかじめ設定した基準電圧と比較する、電圧比較回路を備え、電圧比較回路の出力電圧を、電界効果型トランジスタによって受け、そのトランジスタの出力側に接続した、双方向３端子サイリスタで、負荷を導通・不通に制御するスイッチ回路を備え、前記電圧比較回路は、負帰還抵抗によるヒステリシス特性を有し、各抵抗の値を選定することにより、基準電圧を容易変更することが可能で、各部品に固有抵抗値の安定したものを使用することにより、動作の安定したスイッチ回路が得られる、前記回路を安定して動作させる為に、交流の一般商用電源を直流に変換する、半波整流回路の電源装置を備えた、太陽電池方式自動点滅装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、外光による照度の低下に従って負荷を点灯させ、又、照度の上昇によって負荷を消灯させる自動点滅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】街灯や、ネオンサインを含む照光式看板、建築物のライトアップ用の照明装置等のランプ（以下単に負荷という）の多くは、外光による照度の低下が起こると点灯し、且つ、照度の上昇によって消灯する自動点滅装置を介して点滅制御する事が多い。
【０００３】従来の自動点滅装置の多くは、照度を検出する部分にＣｄＳセルが使用されている。ＣｄＳセルは、湿度の影響を受けやすく、特性変化があり、自動点滅装置の誤動作が発生し、負荷のランプが点灯時に点灯しない、又は、消灯時消灯しない等の問題が発生し安全上及び省エネルギー上問題になることもあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術では、ＣｄＳセルの動作特性を安定させる為、コンデンサーや抵抗を複数用いた、回路構成となっており、安定した点滅動作をさせるため、各抵抗値の調整に多くの時間を費やしており、又、ＣｄＳセルの品質によって、反応照度にばらつきが発生しており、複数個並んだ街路灯が、点灯したり消灯したりしている。
【０００５】そこで、この発明の目的は、照度を検出する部分に太陽電池を使用することによって、従来技術の抱えている、点滅動作の誤動作を無くし、安定した点滅動作を行う自動点滅器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】かかる目的を達成するためにこの発明の構成は、外光による照度に従って、発生電流が変化する太陽電池を、光センサーとして使用し、オペアンプにより発生電流に比例した電圧に出力させ、その電圧を、あらかじめ設定した基準電圧と比較する、電圧比較回路を備え、電圧比較回路の出力電圧を、増幅した出力を、電界効果型トランジスタによって受け、そのトランジスタの出力側に接続した、双方向３端子サイリスタで、負荷を導通・不通に制御するスイッチ回路を備え、前記電圧比較回路は、負帰還抵抗によるヒステリシス特性を有し、各抵抗の値を選定することにより、基準電圧を容易に変更することが可能で、且つ、各部品に固有抵抗値の安定したものを使用することにより、動作の安定したスイッチ回路が得れると同時に、太陽電池個々の持っている固有抵抗値に容易に対応することが可能となった構造であり、前記回路を安定して動作させる為に、交流の一般商用電源を直流に変換する、半波整流回路の電源装置を備えることを要旨とする。
【０００７】
【実施の形態】この発明の太陽電池方式自動点滅装置は、上記の通り、太陽電池を光センサーとして使用し、太陽電池が発生する電流を電圧に変換する電流電圧変換回路を有し、動作反応時間を調整する時定数回路を有し、その電圧を基準電圧と比較する電圧比較回路を有し、その信号を受ける電界効果型トランジスタを有するドライブ回路と、その出力側に接続した双方向３端子サイリスタで負荷を導通・不通にするスイッチ回路を有し、前記回路を安定して動作させる為に、交流の一般商用電源を直流に変換する、半波整流回路の電源装置、あるいは、バッテリー等の直流電源装置を備えていることを特徴としているが、このような発明の自動点滅装置としては、例えば、図１に示すような構造を有するものとすることが出来る。すなわち、太陽電池（１）が発生する電流を電圧に変換する電流電圧変換回路（２）を接続し、その電流電圧変換回路（２）の動作反応時間を調整する、時定数回路（３）を接続し、あらかじめ設定した基準電圧と比較する電圧比較回路（４）と接続する。電圧比較回路（４）の出力信号をドライブ回路（５）に接続し、その出力側に負荷を導通・不通にするスイッチ回路（６）を備えている。各回路の電源となる、交流の一般商用電源を直流に変換する電源回路（７）を有している。
【０００８】
【実施例】図２は、この発明の一実施例である交流電源を使用した場合の太陽電池式自動点滅器の構成を例示したものである。この図２に例示されるように、交流の一般商用電源を直流に変換する電源回路（８）は、半波整流用ダイオード（９）、定電圧ダイオード（１０）、電源平滑用コンデンサ（１１）より構成する。
【０００９】図２において、太陽電池（１２）によって発生した電流は、電流電圧変換回路（１３）によって発生電流に応じた電圧に変換される。電流電圧変換回路（１３）は、単電源ＯＰアンプ（１４）コンデンサ（１５）、抵抗（１６）、（１７）、（１８）、（３５）、（３６）より構成さ共、動作反応時間を調整する時定数回路（１９）は、抵抗（２０）、タイムラグ用コンデンサ（２１）より構成される。
【００１０】図２において、電流電圧変換回路（１３）によって出た電圧は、電圧比較回路（２２）によってあらかじめ設定した基準電圧と比較される。電圧比較回路（２２）出力は、電界効果型トランジスタ（２３）を有するドライブ回路（２４）と接続する。なお、電圧比較回路（２２）は、抵抗（２５）、（２６）、（２７）、（２８）単電源ＯＰアンプ（２９）より構成される。
【００１１】図２において、ドライブ回路（２４）の出力はスイッチング回路（３０）と接続する。スイッチング回路（３０）は、双方向３端子サイリスタ（３１）、抵抗（３２）、（３３）コンデンサ（３４）より構成される。スイッチング回路（３０）の出力側に負荷を接続する。
【００１２】図３を基に、動作の説明を行う。すなわち、日没時、太陽電池（１２）の出力電流１０が少なくなると電流電圧変換回路（２）の単電源ＯＰアンプ（１４）の出力電圧Ｖ２も低下する。電圧比較回路（４）の単電源ＯＰアンプ（１４）の基準電位Ｖｒｅｆ（＋端子側）より出力電圧Ｖ２（−端子側）が低くなると単電源ＯＰアンプ（１４）の出力電圧Ｖ１がハイレベルなり電界効果型トランジスタ（２３）が導通してスイッチング回路（３０）の双方向３端子サイリスタのゲート（３１）に電流が流れ負荷は点灯する。
【００１３】又、日出時、太陽電池（１２）の出力電流１０が多くなると電流電圧変換回路（２）の単電源ＯＰアンプ（１４）の出力電圧Ｖ２は上昇する。電圧比較回路（４）の単電源ＯＰアンプ（２９）の基準電位Ｖｒｅｆ（＋端子側）より出力電圧Ｖ２（−端子側）が高くなると単電源ＯＰアンプ（２９）の出力電圧Ｖ１がローレベルとなり電界効果型トランジスタ（２３）が不通になりスイッチング回路（３０）の双方向３端子サイリスタのゲート（３１）に電流が流れなくなり負荷は消灯する。
【００１４】図４を基に照度と負荷の動作の関係を説明すると、照度が小さくなると太陽電池出力電流１０が小さくなり、電流電圧変換回路の出力電圧Ｖ２も比例して小さくなる。あらかじめ設定した電圧比較回路の基準電圧Ｌと比較し、出力電圧Ｖ２が小さいと電圧比較回路の出力電圧Ｖ１がハイレベルとなり負荷は点灯する。
【００１５】又、照度が大きくなると、太陽電池出力電流Ｉ０が大きくなり、電流電圧変換回路の出力電圧Ｖ２も比例して大きくなる。あらかじめ設定した電圧比較回路の基準電圧Ｈと比較し、出力電圧Ｖ２が大きいと電圧比較回路の出力電圧Ｖ１がローレベルとなり負荷は消灯する。
【００１６】図５は、この発明を構成してる電圧比較回路（４）の等価回路を例示したものであり、負荷点灯時の基準電圧ＶＬは次の式で表される。
ＶＬ＝（Ｒ９×Ｒ１０×Ｖｚｄ＋Ｒ９×Ｒ８×ＶｏＬ）／（Ｒ９×Ｒ８＋Ｒ９×Ｒ１０＋Ｒ８×Ｒ１０）
負荷消灯時の基準電圧ＶＨは次の式で表せられる。
ＶＨ＝（Ｒ９×Ｒ１０×Ｖｚｄ＋Ｒ９×Ｒ８×ＶｏＨ）／（Ｒ９×Ｒ８＋Ｒ９×Ｒ１０＋Ｒ８×Ｒ１０）
で表される。
又、負荷点灯時と消灯時のヒステリシスは、ＶＨ−ＶＬ＝（Ｒ９×Ｒ８×ＶｏＨ−Ｒ９×Ｒ８×ＶｏＬ）／（Ｒ９×Ｒ８＋Ｒ９×Ｒ１０＋Ｒ８×Ｒ１０）
となる。又、装置の点滅感度比は、電圧比較回路（４）の出力に帰還することで基準電位を可変できるので、抵抗Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０値を設定することにより、適切な動作特性が得られる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の太陽電池方式自動点滅器は上述のような構成であるから、請求項１の発明にあっては、動作の安定した自動点滅器が提供できると同時に、電圧感度比の調整も容易であるので、適切な照度によって動作する自動点滅器が提供できると言う効果を奏する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９２０５９３２３
【氏名又は名称】光洋電器工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月３１日（１９９９．５．３１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３４８５１０（Ｐ２０００−３４８５１０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１８９４５５ |
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