專利名稱：照明電力的控制方法、照明裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及對通過太陽能電池板發出的電力以及/或者通過用該電力充電的二次電池所放電的電力來驅動的光源所提供的電力進行控制的照明電力的控制方法和執行該控制方法的照明裝置。
背景技術：
近年來，二次電池的能量密度以及可充放電的循環次數增大，各種特性不斷改善，與此相伴的是，活用二次電池的場合得到了擴展。由于二次電池即使放電結束也能不用廢棄地充電而反復利用，因此，特別是在重視節約資源和降低運行成本的情況下，期待與利用自然能源的太陽能電池(太陽能電池板)進行并用而得到的組合效應。 例如，在專利文獻I以及2中，公開了具備對內置的二次電池充電的太陽能電池、和用被充電的二次電池點亮的LED的照明裝置。這種照明裝置在白天通過來自太陽能電池的電力專門對二次電池進行充電，夜間(或周圍的照度降低的情況)通過來自二次電池的電力來照明，但無法利用來自太陽能電池的電力一邊對二次電池進行充電還一邊對LED提供電力。在專利文獻I以及2所公開的照明裝置中，除了使用鎳鎘電池這樣的耐過充電特性優秀的二次電池的情況以外，在二次電池成為滿充電的情況下，為了防止過充電而停止充電。另一方面，例如關于作為白天的輔助光源而使用的照明裝置，白天在用來自太陽能電池的電力對二次電池充電的同時進行照明，夜間專門用來自二次電池的電力進行照明。如此，在能同時進行通過來自太陽能電池的電力對二次電池的充電、對照亮周圍的光源的電力提供的裝置中，太陽能電池、二次電池以及光源經由開關而并聯連接。專利文獻專利文獻I JP特開2004-259521號公報專利文獻2 JP特開2010-55789號公報但是，在對二次電池充電過程中進行照明的情況下，太陽能電池所發出的電力中的相當的比例被提供給光源，不管白天是否有充足的光量，存在不能有效率地進行對二次電池的充電這樣的問題。
發明內容
本發明鑒于如此的狀況而提出，目的在于，提供在通過太陽能電池發出的電力來進行二次電池的充電以及周圍的照明的情況下，能夠避免周圍的照度降低并能有效率地進行二次電池的充電的照明電力的控制方法以及照明裝置。本發明所涉及的照明電力的控制方法，在具備用太陽能電池板所發出的電力來充電的二次電池、和通過該二次電池放電的電力以及/或者所述太陽能電池板所發出的電力的提供而被驅動的光源的照明裝置中，對提供給所述光源的電力進行控制，所述照明電力的控制方法的特征在于，檢測所述太陽能電池板的發電電壓或輸出電流、和所述二次電池的充電電流，基于檢測出的發電電壓或輸出電流、和充電電流中的任一者或兩者來限制提供給所述光源的電力。 本發明所涉及的照明電力的控制方法的特征在于，檢測出的發電電壓或輸出電流的大小大于規定的大小、且檢測到充電電流的情況下，限制提供給所述光源的電力。本發明所涉及的照明電力的控制方法的特征在于，所述照明裝置具備PWM控制部，其對所述太陽能電池板所發出的電力進行PWM控制后提供給所述二次電池以及所述光源，所述照明電力的控制方法中，檢測所述二次電池的電池電壓，基于檢測出的發電電壓以及電池電壓的差分來決定占空比，進行PWM控制。本發明所涉及的照明電力的控制方法的特征在于，在從所述太陽能電池板到所述二次電池以及光源的電力的提供路徑上插裝有開關，所述照明電力的控制方法中，基于檢測出的充電電流來檢測所述二次電池是否處于滿充電狀態，在檢測出處于滿充電狀態的情況下，關斷所述開關。
本發明所涉及的照明裝置具備用太陽能電池板所發出的電力來充電的二次電池、和通過該二次電池放電的電力以及/或者所述太陽能電池板所發出的電力的提供而被驅動的光源，所述照明裝置的特征在于，具備發電檢測部，其檢測所述太陽能電池板的發電電壓或輸出電流；和電流檢測部，其檢測所述二次電池的充電電流，所述照明裝置基于所述發電檢測部檢測出的發電電壓或輸出電流、和所述電流檢測部檢測出的充電電流中的任一者或兩者，來限制提供給所述光源的電力。本發明所涉及的照明裝置的特征在于，在所述發電檢測部檢測出的發電電壓或輸出電流的大小大于規定的大小、且所述電流檢測部檢測到充電電流的情況下，限制提供給所述光源的電力。本發明所涉及的照明裝置的特征在于，所述照明裝置具備PWM控制部，其對所述太陽能電池板所發出的電力進行PWM控制后提供給所述二次電池以及所述光源；和電壓檢測部，其檢測所述二次電池的電池電壓，所述PWM控制部基于所述發電檢測部檢測出的發電電壓以及所述電壓檢測部檢測出的電池電壓的差分來決定占空比，進行PWM控制。本發明所涉及的照明裝置的特征在于，在從所述太陽能電池板到所述二次電池以及光源的電力的提供路徑上插裝有開關，所述照明裝置具備檢測單元，其基于所述電流檢測部檢測出的充電電流來檢測所述二次電池是否處于滿充電狀態，在該檢測單元檢測出處于滿充電狀態的情況下，關斷所述開關。在本發明中，基于太陽能電池板(太陽能電池)的發電電壓或輸出電流、和二次電池的充電電流中的任一者或兩者來限制提供給光源的電力。在此，適當地檢測出太陽能電池板的發電電壓或輸出電流的情況假設為通過太陽光將周圍適當地照亮的情況，將二次電池的充放電電流轉向充電側的情況為太陽光以能將太陽能電池板所發出的電力的剩余部分轉向充電程度的照度進行入射的情況。在上述任一者的情況下或它們的組合的情況下，在太陽光所入射的室內，即使光源的照度下降，對用戶的便利性造成損害的可能性也較小，因此通過限制提供給光源的電力，使得轉向二次電池的充電的電力增加，能將照明不足而引起的周圍光量的降低的影響抑制得較小。并且，能在夜間進行長時間的照明。另外，根據在照明裝置的安裝形態，若在太陽能電池的發電中不點亮光源，則即使接通開關也不點亮，存在讓用戶當作故障的風險。為了防止這種情況，在白天的太陽能電池的發電中，即使周圍明亮到不需要光源的點亮的程度的情況下，也需要使光源點亮。在本發明中，在太陽能電池板的發電電壓或輸出電流的大小大于規定的大小且檢測到二次電池的充電電流的情況下，限制提供給光源的電力。因此，在太陽能電池板的發電電壓高于一定的電壓的狀態下或在來自太陽能電池板的輸出電流大于一定的電流的狀態下、且來自太陽能電池板的輸出電流中的至少一部分的電流轉向二次電池的充電的情況下，由于通過太陽光而將周圍照亮，因此能限制對光源提供的電力而轉向二次電池的充電。在本發明中，在對太陽能電池板所發出的電力進行PWM控制后提供給二次電池以 及光源時，基于太陽能電池板所發出的發電電壓以及二次電池的電池電壓的差分來決定PWM控制的占空比。由此，在按照與發電電壓和二次電池的電池電壓的差分的大/小相應地，占空比成為小/大的方式來進行控制的情況下，能防止二次電池成為過充電狀態。另外，在向二次電池以及光源的電力提供路徑上，例如能抑制恒流電路或降壓器電路的發熱。在本發明中，在通過太陽能電池板所發出的電力而充電的二次電池成為滿充電狀態的情況下，為了防止二次電池成為過充電，阻斷從太陽能電池板向二次電池以及光源提供的電力。發明的效果根據本發明，在與太陽能電池板(太陽能電池)的發電電壓較高或輸出電流較大的情況下，或在二次電池的充放電電流轉向充電側的情況下的任一者或兩者相應的情況下，通過限制提供給光源的電力，轉向二次電池的充電的電力增大，并且，能將照明不足引起的周圍光量的降低的影響抑制得較小。因此，在通過太陽能電池所發出的電力來進行二次電池的充電以及周圍的照明的情況下，能避免周圍的照度降低，并能高效率地進行二次電池的充電。
圖I是概略表示本發明所涉及的照明裝置的外觀的立體圖。圖2是概略表示照明裝置的連接構成的電路圖。圖3A是表示太陽能電池板的發電電壓的時間變化的說明圖，圖3B是表示二次電池的充放電電流的時間變化的說明圖，圖3C是表示太陽能電池板處于發電中的期間的說明圖，圖3D是表示限制LED的驅動電流的期間的說明圖。圖4是表示對從恒流電路輸出的電流進行PWM控制的CPU處理順序的流程圖。圖5是表示算出二次電池的剩余量的CPU的處理順序的流程圖。圖6是表示監視二次電池的放電終止狀態的CPU的處理順序的流程圖。圖7是表示限制LED的驅動電流的CPU的處理順序的流程圖。符號的說明2太陽能電池板6 二次電池61、62 單電池
82、86LED (光源)34,35電阻器(發電檢測部的一部分)50M0SFET (開關)63電阻器(電流檢測部的一部分)64,65電阻器(電壓檢測部的一部分)91CPU
92R0M93RAM95PWM控制電路(PWM控制部)961/0 端口97A/D變換電路(發電檢測部、電流檢測部以及電壓檢測部的一部分)
具體實施例方式
下面，基于表示實施方式的附圖來詳述本發明。圖I是概略表示本發明所涉及的照明裝置的外觀的立體圖。圖中，外殼I是由合成樹脂構成的，外殼I在主視觀察下成為大致矩形，在側視觀察下成為L字形狀。在外殼I的正面，由8個太陽能電池21、22……28構成的太陽能電池板2排列成圍棋盤的棋盤格狀的格子模樣。在外殼I的背面，在高度方向的中央部并列設置有照明周圍的LED82、86(參照圖2)，在一側方向的上部設有用于切換該LED 82,86的點亮以及熄滅的按鈕開關961 (參照圖2)。太陽能電池板2發出的電力對后述的二次電池6進行充電，LED82、86通過該二次電池6放出的電力以及/或者太陽能電池板2發出的電力而發光，由此，周圍被照亮。LED82、86的發光強度能通過按鈕開關961進行切換，每當按下按鈕開關961，就循環地切換LED82、86使得成為點亮“亮度弱”、點亮“亮度強”、以及熄滅。圖2是概略表示照明裝置的連接構成的電路圖。在圖2中，未對用于適當降低電路的主要部分中的噪聲的電阻以及電容器進行圖示而予以省略。關于適當所使用的上拉電阻，省略其圖示以及說明。圖中示出的MOSFET全部是P溝道型，基極接地的晶體管全部是NPN型。另外，在NPN型的各晶體管的基極以及接地電位之間連接的電阻器是用于確實地進行各個晶體管的接通以及關斷的構成，省略其說明。照明裝置具備將太陽能電池21、22……28串聯連接而成的太陽能電池板2。太陽能電池板2所發出的電壓經由電阻器31而提供給基極接地的晶體管32的基極，并經由防倒流用的晶體管33提供給恒流電路4的輸入端子、和一端連接在接地電位的電阻器34、35的串聯電路的另一端。另外，在圖2所示的電路中，雖然未包含檢測太陽能電池板2的發電電流的電路，但由于其作為太陽能電池板2發出的電力的指標，因此例如也可以檢測流過二極管33而在正向流動的電流。恒流電路4具有一端與輸入端子連接的電阻器41、和集電極與輸出端子連接的PNP型的晶體管42，控制端子40與晶體管42的基極連接。晶體管42的發射極與電阻器41的另一端連接。在電阻器41的兩端，按照在電阻器41產生的電壓降成為正向的方式連接有PNP型的晶體管43的發射極以及基極。晶體管43的集電極經由正向的二極管44而與晶體管42的基極連接。恒流電路4的控制端子40經由電阻器45而與基極接地的晶體管46的集電極連接。恒流電路4的輸出端子經由電阻器48與充電用的MS0FET50的源極以及電阻器51的一端連接。電阻器51的另一端與M0SFET50的柵極、和一端連接在基極接地的晶體管53的集電極的電阻器52的另一端連接。充電用的M0SFET50的漏極與串聯連接由鎳氫電池構成的單電池61、62而成的二次電池6的正端子、和一端連接在接地電位的電阻器64、65的串聯電路的另一端進行連接。二次電池6的負端子經由電阻器63而與接地電位連接。單電池61、62的連接點與一端連接在接地電位的電阻器66、67的串聯電路的另一端連接。充電用的M0SFET50的漏極以及二次電池6的正端子與放電用的M0SFET55的源極 以及電阻器56的一端連接。電阻器56的另一端與M0SFET55的柵極、以及一端連接在基極接地的晶體管58的集電極的電阻器57的另一端連接。放電用的M0SFET55的漏極與開關電源部7的輸入端子連接。開關電源部7是輸出Vcc(+5V)的構成，輸出端子分別經由電阻器81、85而與LED82、86的陽極連接。LED82、86的各自的陰極與基極接地的晶體管83、87的集電極連接。照明裝置還具有由微型計算機構成的控制部9。控制部9具有CPU91，CPU91與用于存儲程序等的R0M92、用于暫時存儲所產生的信息的RAM93、并行地對各種時間進行計時的計時器94、以及對照明裝置內的各部進行輸入輸出的I/O端口 96彼此通過總線連接。在I/O端口 96的輸入端子連接有晶體管32的集電極、和一端連接在接地電位的按鈕開關961的另一端。I/O端口 96的輸出端子分別經由電阻器54、59而與晶體管53、58的基極連接。在CPU91還通過總線連接有將模擬電壓變換成數字電壓的A/D變換電路97、任意地控制進行輸出的信號的占空比的PWM控制電路95、98。在A/D變換電路97連接有電阻器34,35的連接點、電阻器64、65的連接點以及電阻器66、67的連接點、和電阻器63的兩端。PWM控制電路95經由電阻器47與晶體管46的基極連接。PWM控制電路98分別經由電阻器84、88而與晶體管83、87的基極連接。R0M92 是由 EEPROM(ElectricalIy Erasable Programmable ROM,電可擦除編程只讀存儲器)或閃速存儲器構成的非易失性存儲器。在R0M92中除了存儲程序以外，還存儲二次電池6的剩余量的初始值等的固定數據。CPU91按照預先容納在R0M92中的控制程序，執行用于實現作為本發明所涉及的照明裝置的功能的各種處理。下面，說明圖2的電路的動作以及CPU91的處理內容的概要。在太陽能電池板2被照射到太陽光而開始發電的情況下，基極電流經由電阻器31而流向晶體管32，晶體管32接通，且集電極成為L(Low)電平。CPU91通過經由I/O端口 96取入晶體管32的集電極的L電平而檢測出太陽能電池板2處于發電中。太陽能電池板2所發出的電壓被電阻器34、35的串聯電路分壓，分壓的電壓被取入A/D變換電路97后，被變換成數字的電壓值。CPU91取入經變換后的數字的電壓值，逆運算出電阻器34、35進行分壓的分壓比，從而檢測出太陽能電池板2的發電電壓。恒流電路4是使在輸入端子以及輸出端子間流動的晶體管42的集電極電流成為恒定的電路。在因流過電阻器41的晶體管42的集電極電流而在電阻器41上產生的電壓降上升到晶體管43的集電極/基極間的接通電壓的情況下，晶體管43開始導通。之后，在將晶體管43的發射極/集電極間電壓以及晶體管44的接通電壓相加得到的電壓、和將晶體管43的發射極/基極間電壓以及晶體管42的發射極/基極間電壓相加得到的電壓成為相等的狀態下，晶體管42、43的各自中的集電極電流平衡。這種狀態下，在電阻器41產生的電壓降與晶體管43的發射極/基極間的接通電壓大致相等，因此晶體管42的集電極電流保持為恒定(在本實施方式中為250mA)。但是，為了使在晶體管42流過集電極電流，需要晶體管42的基極電流經由控制端子40、電阻器45以及晶體管46而流向接地電位。在此，晶體管46接通的情況是從PWM控制電路95經由電阻器45而賦予晶體管46的基極的控制信號成為有效的情況。因此，CPU91以與使PWM控制電路95輸出的控制信號相應的占空比，來使恒流流過恒流電路4的輸入端子以及輸出端子。即，以與上述控制信號相應的占空比，來降低流過恒流電路4的恒流。CPU91按照與太陽能電池板2的發電電壓和二次電池的電池電壓的差分的大/小相應地使上述控制信號的占空比成為小/大的方式來進行控制。由此，能防止二次電池6的過 充電。另外，在對二次電池以及光源的電力提供路徑中，例如抑制了在恒流電路或降壓器電路的發熱。通過從I/O端口 96的輸出端子經由電阻器54而在源極被賦予了有效信號的晶體管53變為接通，進而充電用M0SFET50的柵極成為L電平，源極/漏極間導通。如此，M0SFTE50通常接通，利用太陽能電池板2發電的期間從恒流電路4經由電阻器48而提供的電流中的除了被LED82、86的點亮而消耗的電流以外的剩余電流來對二次電池6充電。二次電池6的兩端電壓被電阻器64、65的串聯電路分壓，分壓的電壓被取入到A/D變換電路97中而被變換成數字的電壓值。同樣地，二次電池6中的接地電位側的單電池62的兩端電壓被電阻器66、67的串聯電路分壓，分壓的電壓被取入到A/D變換電路97中而被變換成數字的電壓值。CPU91取入變換后的這些電壓值，逆運算出電阻器64、65以及電阻器66、67的各自的分壓比，由此檢測出二次電池6以及單電池62的電池電壓。單電池61的電池電壓通過從二次電池6的電池電壓中減去單電池62的電池電壓而算出。因二次電池6的充放電電流(設充電電力為正的電流，是發電電流為負的電流)而在電阻器63上產生的電壓降被取入到A/D變換器97而變換成數字的電流值。CPU91取入經變換的數字的電流值，從而檢測出二次電池6的充放電電流。CPU91以250ms周期檢測二次電池6的充放電電流，算出I分鐘期間的平均值，對算出的充放電電流進行累計而算出二次電池6的剩余量。在算出的剩余量為2000mAh以上的情況下，CPU91通過使從I/O端口 96的輸出端子經由電阻器54而賦予晶體管53的基極的有效信號成為無效，從而關斷充電用的M0SFET50來停止二次電池6的充電。在算出剩余量過程中，在單電池61或62的電池電壓成為I. 45V以上的情況下，CPU91強制將二次電池6的剩余量補正為1500mAH( = 75% )0另外，算出剩余量過程中，在單電池61或62的電池電壓成為不足I. 15V的情況下，CPU91強制將二次電池6的剩余量補正為IOOmAh ( = 5% )0通過從I/O端口 96的輸出端子經由電阻器59而在基極被賦予了有效信號的晶體管58接通，放電用的M0SFET55的柵極成為L電平，源極/漏極間導通。如此處于接通狀態的M0SFET55使太陽能電池板2為發電中的期間從恒流電路4經由充電用M0SFET50而提供的電流、以及/或者從二次電池6放電的電流導通到開關電源部7的輸入端子。在二次電池6的放電過程中，在以250ms周期而檢測出的二次電池6的電池電壓(例如8次)連續不足2V(=不足IV/單電池61、62)的情況下，CPU91為了防止二次電池6的過放電，通過使從I/O端口 96的輸出端子經由電阻器59而賦予晶體管58的基極的有效信號成為無效，來關斷放電用的M0SFET55。這種情況下，CPU91進一步地將二次電池6的剩余量強制補正為OmAh，并強制熄滅LED82、86。LED82、86在晶體管83、87接通時，通過從Vcc (+5V)經由電阻器81、85而流動的電流被驅動進而發光。晶體管83、87接通的情況是從PWM控制電路98經由電阻器84、88而賦予晶體管83、87的基極的控制信號為有效的情況。因此，CPU91以與使PWM控制電路98輸出的控制信號相應的占空比來對LED82、86進行PWM調光。在晶體管83、87為接通的期間，由于提供給LED82、86的電流以及電力恒定，因此，對驅動LED82、86的電流進行PWM控制與對提供給LED82、86的電力進行PWM控制意義相同。
說明在如以上構成的照明裝置中，基于太陽能電池板2的發電電壓以及二次電池6的充放電電流來限制提供給LED82、86的電力的具體例。圖3A是表示太陽能電池板2的發電電壓的時間變化的說明圖，圖3B是表示二次電池6的充放電電流的時間變化的說明圖，圖3C是表示太陽能電池板2的發電中的期間的說明圖，圖3D是表示限制LED82、86的驅動電流的期間的說明圖。圖中橫軸表示時間，圖3A到圖3D的各縱軸分別表示發電電壓、充放電電流、發電中檢測信號以及LED驅動電流。從圖3A到圖3D中，從時刻tl以前到超過時刻t4的時候為止，照射到太陽能電池板2的太陽光的光量增加，從時刻t4到時刻t5的期間，光量從增加轉向減少，之后，直到時刻t8之后為止，光量持續減少。從時刻tl到時刻t8為止的期間，通過晶體管32連續接通，從而檢測出太陽能電池板2處于發電中。在時刻11,太陽能電池板2發出的電力并不貢獻于二次電池6的充電，二次電池6為了驅動LED82、86而放電。在從時刻tl到時刻t2為止的期間，太陽能電池板2發出的電力開始貢獻于二次電池6的充電，在從時刻t2到時刻t7的期間，利用太陽能電池板2發出的電力來提供用于驅動LED82、86的電力，并用剩余電力來對二次電池6充電。在從時刻t3到時刻t6為止的期間，二次電池6的充放電電流超過規定的電流閾值。在太陽光的光量進一步增加的時刻t4到時刻t5為止的期間，太陽能電池板2的發電電壓超過規定的電壓閾值。在本實施方式中，在二次電池6的充放電電流超過規定的電流閾值、且太陽能電池板2的發電電壓超過規定的電壓閾值的期間，即從時刻t4到時刻t5為止的期間，通過太陽光已能明亮地照亮周圍，從而限制LED82、86的驅動電流。下面，使用表示上述的照明裝置的控制部9的動作的流程圖來對其進行說明。CPU91按照預先容納于R0M92中的控制程序來執行以下所示的處理。圖4是表示對從恒流電路4輸出的電流進行PWM控制的CPU91處理順序的流程圖，圖5是表示算出二次電池6的剩余量的CPU91的處理順序的流程圖，圖6是表示監視二次電池6的放電終止狀態的CPU91的處理順序的流程圖。另外，圖7是表示限制LED82、86的驅動電流的CPU91的處理順序的流程圖。圖4的處理在因太陽能電池板2發出的電壓而晶體管32接通，由此發電中檢測信號(參照圖3C)成為有效的期間中，以250ms周期起動，但并不限于此。在圖4的處理的起動的情況下，CPU91經由電阻器34、35的串聯電路以及A/D變換電路97來檢測太陽能電池板2的發電電壓(Sll)，進而，經由電阻器64、65的串聯電路以及A/D變換電路97來檢測串聯連接單電池61、62而形成的二次電池6的電池電壓(S12)。接下來，CPU91算出所檢測出的發電電壓以及電池電壓的差分(S13)，判定算出的差分是否大于6V(S14)。在大于6V的情況下(S14 :是)，CPU91是在PWM控制電路95中設定的占空比為0% (S15)，并結束圖4的處理。在算出的差分不大于6V的情況下(S14 :否)，CPU91判定差分是否小于3V(S16)，在小于3V的情況下(S16 :是)，使在PWM控制電路95中設定的占空比為100% (S17)，并結束圖4的處理。另一方面，在差分為從3V到6V為止的情況下(S16 :否)，CPU91使在PWM控制電路95中設定的占空比成為通過[(6V-差分)/0. 3V]X10而算出的([X]為高斯符 號)百分比(S18)，并結束圖4的處理。如此，在差分從6V降低到3V為止的期間，將占空比控制為每降低O. 3V就增加10%。接下來，圖5的處理每當算出二次電池6的充放電電流的平均值就起動。二次電池6的充放電電流通過與圖5的處理不同的其它處理，以250ms周期進行檢測，每I分鐘算出240次的檢測值的平均值。在圖5的處理中使用的剩余量存儲在RAM93中，在伴隨著電源接通的初始化時、以及二次電池6的裝卸檢測時，對二次電池6或單電池61或單電池62的電池電壓進行檢測，并設定為適當的值。在圖5的處理起動的情況下，CPU91檢測串聯連接單電池61、62而成的二次電池6的電池電壓，判定檢測出的電池電壓是否為被設為放電終止電壓的2V以下(S21)。在不為2V以下的情況下(S21 :否)，CPU91在存儲于RAM93中的剩余量上加上上述的充放電電流的平均值后更新剩余量(S22)。在電池電壓為2V以下的情況下(S21 :是)，CPU91不更新剩余量而使處理前進到步驟S23。接下來，CPU91判定剩余量是否為2000mAh以上(S23)，在為2000mAh以上的情況下(S23 :是)，通過經由I/O端口 96以及電阻器54賦予晶體管53的基極的無效信號，從而使充電用的M0SFET50關斷(S24)，并結束圖5的處理。之后的處理雖然省略圖示，但在二次電池6的剩余量降低到1800mAh(相當于90% )時，能使M0SFET50接通來進行二次電池6的充電。在剩余量不為2000mAh以上的情況下(S23 :否)，CPU91判定二次電池是否處于充電中(S25)。在此，處于充電中的判定也可以通過判定上述的充放電電流的平均值為正的電流來進行，也可以通過判定經由晶體管32以及I/O端口 96而檢測出的發電中信號為有效來進行。在二次電池6處于充電中的情況下(S25 :是)，CPU91檢測單電池61、62的電池電壓，判斷高的一方的電池電壓是否為I. 45V以上(S26)。在不是I. 45V以上的情況下(S26 否)，CPU91不補正剩余量而結束圖5的處理。在高的一方的電池電壓為I. 45V以上的情況下(S26 :是)，CPU91判斷存儲在RAM93中的剩余量是否不足1500mAh(S27)，在不是不足1500mAh的情況下(S27 :否)，不補正剩余量而結束圖5的處理。另一方面，在剩余量是不足1500mAh的情況下(S27:是)，CPU91將剩余量強制補正為1500mAh(S28)，并結束圖5的處理。
在步驟S25中，在二次電池6不是充電中的情況下(S25 :否)，即在二次電池6為放電中的情況下，CPU91檢測單電池61、62的電池電壓，判定低的一方的電池電壓是否不足
I.15V(S29)。在不是不足I. 15V的情況下(S29 :否),CPU91不補正剩余量而結束圖5的處理。在低的一方的電池電壓不足I. 15V的情況下(S29 :是)，CPU91判定存儲在RAM93的剩余量是否大于IOOmAh (S 30)，在不比IOOmAh大的情況下(S30 :否)，不補正剩余量而結束圖5的處理。另一方面在大于IOOmAh的情況下(S30 :是)，CPU91將剩余量強制地補正為IOOmAh (S31)，并結束圖5的處理。接下來，雖以250ms周期來起動圖6的處理，但并不限于此。在該處理中使用的CNT是用于對次數進行計數的變量，存儲在RAM93中。 在起動圖6的處理的情況下，CPU91檢測串聯連接單電池61、62而成的二次電池6的電池電壓(S41)，判定檢測出的電池電壓是否不足2V (S42)。在電池電壓不是不足2V的情況下(S42 :否)，CPU91對CNT進行清零(S43)，并結束圖6的處理。在電池電壓不足2V的情況下(S42 :是)，CPU91使CNT增I (S44)，判定CNT是否成為8(S45)。在未成為8的情況下(S45:否)，即連續判定為電池電壓為不足2V的次數不足8次的情況下，CPU9直接結束圖6的處理。在CNT成為8的情況下(S45 :是)，即判定為二次電池6成為放電終止狀態的情況下，CPU91通過經由I/O端口 96以及電阻器59而對晶體管58的基極賦予無效信號來關斷放電用M0SFET55 (S46)。之后的處理雖然省略了圖示，但能在通過太陽能電池板2發出的電流對二次電池6充電、按下按鈕開關961來指示電流LED82、86的點亮時，接通M0SFET55來進行二次電池6的放電。接下來，CPU91將存儲在RAM93中的剩余量強制補正為OmAh (S47)，進而，通過將從PWM控制電路98經由電阻器84、88而對晶體管83、87賦予的控制信號的占空比設定為0%，來使LED82、86熄滅(S48)，并結束圖6的處理。最后，雖然圖7的處理例如以I秒周期起動，但并不限于此。在圖7的處理起動的情況下，CPU91判定LED82、86是否點亮(S51)，在未點亮的情況下(S51 :否)，由于LED82、86未被驅動，因此直接結束圖7的處理。LED 82,86是否點亮的判定能基于受理按鈕開關961的按下來使LED82、86點亮時所存儲的狀態信息來判定，也可以基于在PWM控制電路98中設定的占空比來判定。在LED82、86點亮的情況下(S51 :是)，CPU91判定二次電池6是否處于滿充電狀態(S52)，在處于滿充電狀態的情況下(S52 :是)，由于不需要限制LED82、86的驅動電流而轉向二次電池6的充電，因此，直接結束圖7的處理。二次電池6是否處于滿充電狀態也可以基于在關斷充電MS0FET50時所存儲的狀態信息來判定，也可以基于存儲在RAM93中的剩余量是否多于例如1800mAh(相當于90% )來判定。在二次電池6未處于滿充電狀態的情況下(S52 :否)，CPU91判定二次電池6是否處于放電終止狀態，在處于放電終止狀態的情況下(S53 :是)，由于LED82、86未被驅動，因此直接結束圖7的處理。二次電池6是否處于放電終止狀態可以基于關斷放電用的M0SFET55時所存儲的狀態信息來判定，也可以根據其它的信息來適當判定。在二次電池6未處于放電終止狀態的情況下(S53 :否)，CPU91判定經由電阻器34、35的串聯電路以及A/D變換電路97而檢測出的太陽能電池板2的發電電壓是否高于作為閾值電壓的5V(S54)。閾值電壓并不限于5V。在發電電壓不高于5V的情況下(S54 :否)，由于照射到太陽能電池板2的太陽光的光量不能說充分，因此CPU91不限制LED82、86的驅動電流而結束圖7的處理。另外，在步驟S54中，也可以代替基于發電電壓的判定，來判定太陽能電池板2的輸出電流是否大于規定的電流，在不大于規定的電流的情況下，認為不能說照射到太陽能電池板2的太陽光的光量足夠，從而結束圖7的處理。在發電電壓高于5V的情況下(S54 :是)，CPU91判定經由電阻器63以及A/D變換電路97而檢測出的二次電池的充放電電流(在此為充電電流)是否大于作為閾值電流的50mA(S55) ο閾值電流并不限于50mA，也可以判定能否檢測到充電電流。在充電電流不比50mA大的情況下(S55 :否)，由于不能說照射到太陽能電池板2的太陽光的光量充分，因此CPU91不限制LED82、86的驅動電流而結束圖7的處理。 在充電電流大于50mA的情況下(S55 :是)，CPU91判定LED82、86是否是以“亮度強”來點亮(S56)，在是以“亮度強”來點亮的情況下(S56 :是)，通過限制從PWM控制電路98經由電阻器84、88而對晶體管83、87賦予的控制信號的占空比，在例如將LED82、86切換為“亮度弱”下的點亮(S57)之后，結束圖7的處理。通過如此限制占空比，能削減要向LED82、86提供的電力從而將電力轉向二次電池6的充電。另一方面，在LED82、86不是以“強亮度”來點亮的情況下(S56 :否)，即以“弱亮度”來點亮的情況下，CPU91通過使從PWM控制電路98經由電阻器84、88而對晶體管83、87賦予的控制信號的占空比成為0%，例如將LED82、86切換成熄滅(S58)后，結束圖7的處理。在此，只要使控制信號的占空比成為小于LED82、86的“弱亮度”下的點亮時的占空比的值即可，并不限定于0%。即使在如此限制占空比而降低LED82、86的發光強度的情況下，由于已對太陽能電池板2照射充分的光量的太陽光，因此，能抑制周圍的照度降低的比例。另外，在本發明的實施方式中，在圖7所示的處理中，在太陽能電池板2的發電電壓高于閾值電壓或輸出電流大于規定的電流、且充電電流大于閾值電流的情況下，與LED82、86的點亮強度(“強亮度”或“弱亮度”)相應地來限制LED82、86的驅動電流，但在與充電電壓高于閾值電壓或輸出電流大于規定的電流的情況、或者充電電流大于閾值電流的情況中的任一者進行匹配的情況下，也可以不限制LED82、86的驅動電流。如以上那樣，根據本實施方式，基于太陽能電池板(太陽能電池)的發電電壓或輸出電流、和二次電池的充電電流中的任一者或兩者來限制驅動LED的電流。由此，增大了轉向二次電池的充電的電流，并且，能將照明不足引起的周圍的光量降低的影響抑制到較小。因此，在通過太陽能電池發出的電力來進行二次電池的充電以及周圍的照明的情況下，能避免周圍的照度降低并能有效率地進行二次電池的充電。例如，在太陽能電池設置在室外而光源設置在室內的情況下，白天在太陽光入射的室內，由于即使光源的照度下降，對用戶的便利性造成損害的可能性也較小，因此，能用白天降低光源的照度的份的電力進行充分的充電，由此能進行夜間的長時間的照明。另外，在圖I所示的照明裝置中，由于光源設置在背面，因此雖在白天缺乏點亮光源的必要性，但即使不小心使點亮的開關保持接通的狀態，也能限制對光源使用的電力來進行充電。另外，在圖I所示的一體型的照明裝置中，由于若在太陽能電池的發電中點亮光源，則即使接通開關也不點亮，因此存在被用戶當作故障的風險。為了防止這種情況，在白天的太陽能電池的發電中，即使周圍明亮到不需要光源的點亮的程度的情況下，也需要使光源點亮。另外，在太陽能電池板的發電電壓或輸出電流的大小大于規定的閾值、且檢測到二次電池的充電電流的情況下，限制驅動LED的電流。因此，在太陽能電池板的發電電壓高于一定的電壓的狀態下或在來自太陽能電池板的輸出電流大于一定的電流的狀態下、且來自太陽能電池板的輸出電流中的至少一部分的電流也轉向二次電池的充電的情況下，由于已通過太陽光而將周圍照亮，因此能限制對LED提供的電力而使電力轉向對二次電池的充電。進而，在對基于太陽能電池板所發出的電力的電流進行PWM控制來將電力提供給二次電池以及LED時，能夠按照與太陽能電池板所發出的發電電壓以及二次電池的電池電 壓的差分的大/小相應地，使占空比成為小/大的方式來進行控制。因此，能防止二次電池成為過充電狀態。進而，另外，在通過太陽能電池板發出對電力進行充電的二次電池成為滿充電狀態的情況下，阻斷從太陽能電池板向二次電池以及LED的提供的電流，來防止二次電池成為過充電。本次所公開的實施方式全部的點都只是例示，不應認為是限定。本發明的范圍并非上述的意義，還意味著包含通過權利要求所公開、與權利要求的范圍等同的意義以及范圍內的全部的變更。
權利要求
1.一種照明電力的控制方法，在具備用太陽能電池板所發出的電力來充電的二次電池、和通過該二次電池放電的電力以及/或者所述太陽能電池板所發出的電力的提供而被驅動的光源的照明裝置中，對提供給所述光源的電力進行控制，所述照明電力的控制方法的特征在于， 檢測所述太陽能電池板的發電電壓或輸出電流、和所述二次電池的充電電流， 基于檢測出的發電電壓或輸出電流、和充電電流中的任一者或兩者來限制提供給所述光源的電力。
2.根據權利要求I所述的照明電力的控制方法，其特征在于， 在檢測出的發電電壓或輸出電流的大小大于規定的大小且檢測到充電電流的情況下，限制提供給所述光源的電力。
3.根據權利要求I或2所述的照明電力的控制方法，其特征在于， 所述照明裝置具備PWM控制部，其對所述太陽能電池板所發出的電力進行PWM控制后提供給所述二次電池以及所述光源， 檢測所述二次電池的電池電壓， 基于檢測出的發電電壓以及電池電壓的差分來決定占空比，進行PWM控制。
4.根據權利要求I 3中任一項所述的照明電力的控制方法，其特征在于， 在從所述太陽能電池板到所述二次電池以及光源的電力的提供路徑上插裝有開關， 基于檢測出的充電電流來檢測所述二次電池是否處于滿充電狀態， 在檢測出處于滿充電狀態的情況下，關斷所述開關。
5.一種照明裝置，其具備用太陽能電池板所發出的電力來充電的二次電池、和通過該二次電池放電的電力以及/或者所述太陽能電池板所發出的電力的提供而被驅動的光源，所述照明裝置的特征在于，具備 發電檢測部，其檢測所述太陽能電池板的發電電壓或輸出電流；和 電流檢測部，其檢測所述二次電池的充電電流， 所述照明裝置基于所述發電檢測部檢測出的發電電壓或輸出電流、和所述電流檢測部檢測出的充電電流中的任一者或兩者，來限制提供給所述光源的電力。
6.根據權利要求5所述的照明裝置，其特征在于， 在所述發電檢測部檢測出的發電電壓或輸出電流的大小大于規定的大小且所述電流檢測部檢測出充電電流的情況下，限制提供給所述光源的電力。
7.根據權利要求5或6所述的照明裝置，其特征在于， 所述照明裝置具備 PWM控制部，其對所述太陽能電池板所發出的電力進行PWM控制后提供給所述二次電池以及所述光源；和 電壓檢測部，其檢測所述二次電池的電池電壓， 所述PWM控制部基于所述發電檢測部檢測出的發電電壓以及所述電壓檢測部檢測出的電池電壓的差分來決定占空比，進行PWM控制。
8.根據權利要求5 7中任一項所述的照明裝置，其特征在于， 在從所述太陽能電池板到所述二次電池以及光源的電力的提供路徑上插裝有開關， 所述照明裝置具備檢測單元，其基于所述電流檢測部檢測出的充電電流來檢測所述二次電池是否處于滿充電狀態， 在該檢測單元檢測出處于滿充 電狀態的情況下，關斷所述開關。
全文摘要
本發明提供照明電力的控制方法以及照明裝置，在通過太陽能電池所發出的電力進行二次電池的充電以及周圍的照明的情況下，能避免周圍的照度的降低并能有效率地進行二次電池的充電。在太陽能電池板的發電電壓高于規定的電壓閾值的從時刻(t4)到時刻(t5)為止的期間、和二次電池的充電電流比規定的電流閾值大的從時刻(t3)到時刻(t6)為止的期間的公共的期間即從時刻(t4)到時刻(t5)為止的期間，在以“強亮度”或“弱亮度”來點亮LED的情況下，限制LED的驅動電流，將該份量的電流轉向對二次電池的充電。
文檔編號H02J7/00GK102970787SQ20121030593
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月24日 優先權日2011年8月29日
發明者南定男 申請人:三洋電機株式會社