JP2000270564A - 連系装置 - Google Patents

連系装置

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JP2000270564A
JP2000270564A JP6823999A JP6823999A JP2000270564A JP 2000270564 A JP2000270564 A JP 2000270564A JP 6823999 A JP6823999 A JP 6823999A JP 6823999 A JP6823999 A JP 6823999A JP 2000270564 A JP2000270564 A JP 2000270564A
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switch
half cycle
chopper circuit
frequency
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Hideo Iwamoto
英雄 岩本
Takahiko Iida
隆彦 飯田
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Mitsubishi Electric Corp
Kake Educational Institution
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Mitsubishi Electric Corp
Kake Educational Institution
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トランスを用いずに直流側及び交流側を接地
可能で、かつ、トランジスタやダイオードの数が多くな
い構造の直流−交流連系装置を実現する。 【解決手段】 逆変換器IV1,IV2にバックブース
ト形またはバック形チョッパ回路を採用し、電源同期ス
イッチSW1,SW2にトランジスタを採用する。チョ
ッパ回路のトランジスタにPWM信号を与えて、太陽電
池DC1,DC2の発生した直流電圧を交流電源AC1
の交流電圧の正側または負側の半波分に変換し、半周期
ごとに交互にそれぞれの逆変換器IV1,IV2の交流
出力端から出力して電力を逆潮流させる。なお、電源同
期スイッチSW1,SW2はそれぞれ、交流電源AC1
の交流周期に同期して逆変換器IV1,IV2が発生し
た半波分の交流電圧を交流電源AC1へと伝える役割を
担うと共に、一方の逆変換器が動作している場合には、
他方の逆変換器を交流電源AC1から絶縁する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電力を逆変換
器により交流電力に変換し、その交流電力を交流電源ま
たは交流負荷に供給する連系装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、太陽電池や燃料電池等の代替エネ
ルギーによる発電装置の開発が進み、これらの直流電力
発生装置を既存の商用周波の電力系統に接続し、発生し
た直流電力を既存の電力系統に逆潮流させる装置の必要
性が高まっている。例えば太陽電池の場合、直流電力を
発生させるのでそのままでは交流電源や交流負荷に接続
することはできない。そこで、逆変換器を用いて直流電
力を交流電力に変換し、変換された交流電力を交流電源
に逆潮流または交流負荷に供給する連系装置が種々考え
出されている。
【0003】図13は、太陽電池を用いた従来の連系装
置SC5について示した図である。この連系装置SC5
は、太陽電池DC1及び商用周波の交流電源AC1及び
逆変換器IV5を備えており、太陽電池DC1の正極側
及び負極側のノードN1,N2が逆変換器IV5の入力
側に接続され、交流電源AC1の両端のノードN6,N
7が逆変換器IV5の出力側に接続されている。また、
交流電源AC1の一端のノードN7は、安全・保安上の
観点から接地され、固定電位、例えば接地電位GNDが
与えられている。
【0004】図14は、逆変換器IV5の構成の一例を
示した図である。この逆変換器IV5は、4つの絶縁ゲ
ートバイポーラ(IGBT)型のトランジスタIT1〜
IT4及びダイオードID1〜ID4から成り立ってい
る。トランジスタIT1,IT2のコレクタは共にノー
ドN1に接続され、トランジスタIT3,IT4のエミ
ッタは共にノードN2に接続されている。そして、トラ
ンジスタIT1のエミッタとトランジスタIT3のコレ
クタは共にノードN7に接続され、トランジスタIT2
のエミッタとトランジスタIT4のコレクタは共にノー
ドN6に接続されている。また、ダイオードID1〜I
D4のアノードは、それぞれトランジスタIT1〜IT
4のエミッタに接続され、ダイオードID1〜ID4の
カソードは、それぞれトランジスタIT1〜IT4のコ
レクタに接続されている。また、各トランジスタのゲー
トには制御信号発生回路(図示せず)が接続され、そこ
からの逆変換動作用の制御信号(例えば第1の半周期に
トランジスタIT1,IT4のみが同期してオンし、第
2の半周期にトランジスタIT2,IT3のみが同期し
てオンするような制御信号)が与えられる。このような
タイプの逆変換器は、一般に単相ブリッジインバータと
呼ばれている。
【0005】次に、逆変換器IV5の動作について説明
する。まず、トランジスタIT1,IT4のゲートに制
御信号を与えて両トランジスタを導通させる。その場
合、太陽電池DC1の正極の電位(ノードN1での電
位)は、トランジスタIT1及びノードN7を介して接
地されるので接地電位GNDとなる。また、太陽電池D
C1の負極の電位(ノードN2での電位)は、接地電位
GNDとなった正極の電位より太陽電池DC1の発電し
た電位分だけ低いので、トランジスタIT4を介して導
通した交流電源AC1のノードN6の電位を接地電位G
NDよりも低くする。
【0006】その後、トランジスタIT1,IT4への
制御信号の印加を停止し、今度はトランジスタIT2,
IT3のゲートに制御信号を与えて両トランジスタを導
通させる。この場合には、太陽電池DC1の負極におけ
る電位が、トランジスタIT3及びノードN7を介して
接地されて接地電位GNDとなる。また、太陽電池DC
1の正極の電位は、接地電位GNDとなった負極の電位
より太陽電池DC1の発電した電位分だけ高いので、ト
ランジスタIT2を介して導通した交流電源AC1のノ
ードN6の電位を接地電位GNDよりも高くする。
【0007】このような制御信号によるスイッチング動
作を所定の周期で繰り返すことにより、直流電力を交流
電力へと変換することが可能となる。なおダイオードI
D1〜ID4は、スイッチングの過渡期において負荷の
電流が各トランジスタのコレクタからエミッタの方向へ
と流れない場合に電流の帰還路を確保する目的で設けら
れている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】さて、図13に示した
連系装置SC5の場合、交流電源AC1には接地がなさ
れているが、一方、太陽電池DC1については接地がな
されていない。太陽電池DC1についても、安全・保安
面での理由から同様に、そのどちらかの極のノードを接
地して電位を固定しておく方がよい(以下では、接地す
べきノードを例えばノードN2とする)。さらに、接地
されない場合に生じていた浮遊電位と接地電位との間の
静電容量に充放電電流を流すことがないので、装置の電
力効率が増大するという効果もある。
【0009】ところがノードN2を接地すると、トラン
ジスタIT1,IT4を導通させた場合にノードN6,
N7がともに接地された状態となるため、交流電源AC
1にとって危険であり、また、太陽電池DC1で発生し
た直流電力を交流電源AC1に交流電力として正しく伝
えることができなくなる。そのため図13に示したよう
な連系装置SC5は、ノードN2での接地が不要で、出
力電力がごく僅かな簡単な装置以外には使用できなかっ
た。
【0010】そこで、ノードN2,N7を共に接地でき
るような装置構成が考えられている。図15は、そのよ
うな連系装置SC6を示すものである。この連系装置S
C6は、図13に示した連系装置SC5と同様の太陽電
池DC1、交流電源AC1及び逆変換器IV5以外に、
更にトランスTR2を備えている。このトランスTR2
を逆変換器IV5と交流電源AC1との間に介挿するこ
とにより、太陽電池DC1と交流電源AC1とが電気的
に絶縁され、両者が共に接地可能となる。
【0011】なお図15においては、更に直流定電圧回
路DS1及びコンデンサC4を、太陽電池DC1と逆変
換器IV5との間に配置している。直流定電圧回路DS
1は太陽電池DC1の発電電圧の出力が日照条件により
変動したときにも一定の電圧を出力する役割を有し、コ
ンデンサC4は直流定電圧回路DS1の出力を平滑化す
る働きを有している。逆変換器IV5のような、電圧源
に接続される電圧型逆変換器は、直流電圧と交流電圧と
の変換比に最適値があり、その値以外では逆変換器の出
力特性が悪くなったり、逆変換器に用いられる半導体デ
バイスの電流容量が大きくなって不経済となるので、逆
変換器IV5を効率よく動作させるために、一定の直流
電圧を与えるようにするのが望ましいからである。
【0012】直流定電圧回路DS1は、その入力側にお
いてノードN1,N2を介して太陽電池DC1の正極と
接続され、出力側においてノードN4,N2を介して逆
変換器IV5の入力端に接続される。また、コンデンサ
C4の一端は逆変換器IV5の入力側の一端となるノー
ドN4に接続され、他端はノードN2に接続される。
【0013】なお直流定電圧回路DS1には、例えばチ
ョッパ回路が用いられる。チョッパ回路には、バック
(降圧)形、ブースト(昇圧)形、バックブースト(昇
降圧)形の三種があるが、例えば図16に示すようなブ
ースト形チョッパ回路が直流定電圧回路DS1として採
用される。このブースト形チョッパ回路は、リアクトル
L1c、絶縁ゲートバイポーラ型のトランジスタCT1
c及びダイオードD1cを備えており、リアクトルL1
cの一端、トランジスタCT1cのエミッタ、ダイオー
ドD1cのカソードがそれぞれノードN1,N2,N4
に接続され、リアクトルL1cの他端がノードN8にお
いてトランジスタCT1cのコレクタ及びダイオードD
1cのアノードに接続されている。また、トランジスタ
CT1cのゲートには制御信号発生回路(図示せず)が
接続され、そこからの直流定電圧生成用の制御信号(例
えば周期及び位相が一定のパルス信号等)が与えられ
る。
【0014】このブースト形チョッパ回路においては、
トランジスタCT1cをオンしたときにノードN1から
ノードN2へと電流が流れ、リアクトルL1cに電磁エ
ネルギーが蓄積される。逆に、トランジスタCT1cを
オフしたときにはリアクトルL1cに蓄積された電磁エ
ネルギーがノードN4へと流出し、ノードN4に接続さ
れたコンデンサC4に静電エネルギーとして蓄積され
る。よって、トランジスタCT1cのゲートに与える制
御信号を制御することにより、トランジスタCT1cの
オン・オフを繰り返しながらオン期間の長さを調節し
て、所定の直流定電圧を逆変換器IV5に供給すること
が可能となる。
【0015】ところがこのような連系装置SC6では、
太陽電池DC1及び交流電源AC1が共に接地可能であ
るものの、重量があり占有体積の大きなトランスTR2
が必要となる。また、逆変換器IV5が存在するため素
子数が多く、また、これを効率よく作動させるために直
流定電圧回路DS1も必要となる。よって、これらの課
題を解決した構造の連系装置が望まれる。
【0016】トランスを有しない連系装置についてはい
くつか発表されており、その例として例えば、特開平1
0−14244号公報に開示された技術や特開平7−2
13072号公報に開示された技術がある。しかし、前
者の技術は交流電源側が接地できない構造であるという
点で、後者の技術は単相三線式交流電源に対応した構造
であるという点で、図15に示した回路の課題を解決し
ているわけではない。また、いずれの技術も単相ブリッ
ジインバータを用いているのでトランジスタやダイオー
ドの数が多いという課題も残る(単相ブリッジインバー
タでは、少なくともトランジスタ4つにダイオード4つ
が必要となる。また通常ではブリッジの入力部にはブー
スト形チョッパ回路等の回路が接続され、ブリッジの出
力部にはリアクトルが通常一つずつ設けられるので、素
子数はもっと多くなる)。
【0017】本発明は、以上の課題を解決するためにな
されたもので、直流電力を交流電力に変換して交流電源
または交流負荷に供給する連系装置であって、トランス
を用いることなく直流側及び交流側を接地することが可
能で、かつ、トランジスタやダイオードの数が多くない
構造のものを提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項1
にかかるものは、いずれも正極及び負極を有する第1直
流電源及び第2直流電源と、第1端と、前記第1直流電
源の前記正極及び前記第2直流電源の前記負極と共通し
て接続されて固定電位が与えられる第2端とを有し、自
身の前記第1端及び第2端の間に第1周波数の交流電圧
を与える交流電源と、前記第1直流電源の前記負極に流
れる電流を、前記交流電圧が前記固定電位よりも高い第
1半周期において、前記第1周波数よりも高い第2周波
数でチョッパリングして出力する第1チョッパ回路と、
前記第1チョッパ回路の出力を、前記第1半周期におい
て少なくとも前記第1チョッパ回路が前記第1直流電源
の前記負極に流れる電流を遮断している期間において前
記交流電源の前記第1端に供給し、前記交流電圧が前記
固定電位よりも低い第2半周期において供給しない第1
スイッチと、前記第2直流電源の前記正極に流れる電流
を、前記第2半周期において、前記第1周波数よりも高
い第3周波数でチョッパリングして出力する第2チョッ
パ回路と、前記第2チョッパ回路の出力を、前記第2半
周期において少なくとも前記第2チョッパ回路が前記第
2直流電源の前記正極に流れる電流を遮断している期間
において前記交流電源の前記第1端に供給し、前記交流
電圧が前記第1半周期において供給しない第2スイッチ
とを備える連系装置である。
【0019】この発明のうち請求項2にかかるものは、
請求項1記載の連系装置であって、前記第1チョッパ回
路は、前記第1直流電源の前記負極に接続された第1端
と、第2端とを含み、前記第2周波数でオン・オフする
第3スイッチと、前記第3スイッチの前記第2端に接続
された第1端と、前記第1直流電源の前記正極に接続さ
れた第2端とを含む第1インダクタと、前記第3スイッ
チの前記第2端に接続されたアノードと、前記第1スイ
ッチに接続されたカソードとを含む第1ダイオードとを
有し、前記第2チョッパ回路は、前記第2直流電源の前
記正極に接続された第1端と、第2端とを含み、前記第
3周波数でオン・オフする第4スイッチと、前記第4ス
イッチの前記第2端に接続された第1端と、前記第2直
流電源の前記負極に接続された第2端とを含む第2イン
ダクタと、前記第4スイッチの前記第2端に接続された
カソードと、前記第2スイッチに接続されたアノードと
を含む第2ダイオードとを有する。
【0020】この発明のうち請求項3にかかるものは、
請求項2記載の連系装置であって、前記第3スイッチは
前記第1半周期において前記第1スイッチと、前記第4
スイッチは前記第2半周期において前記第2スイッチ
と、それぞれ排他的にオン・オフする。
【0021】この発明のうち請求項4にかかるものは、
請求項1記載の連系装置であって、前記第1スイッチは
前記第1半周期においてオン、前記第2半周期において
オフし、前記第2スイッチは前記第1半周期においてオ
フ、前記第2半周期においてオンする。
【0022】この発明のうち請求項5にかかるものは、
いずれも正極及び負極を有する第1直流電源及び第2直
流電源と、第1端と、前記第1直流電源の前記正極及び
前記第2直流電源の前記負極と共通して接続されて固定
電位が与えられる第2端とを有し、自身の前記第1端及
び第2端の間に第1周波数の交流電圧を与える交流電源
と、前記第1直流電源の前記負極に流れる電流を、前記
交流電圧が前記固定電位よりも低い第1半周期におい
て、前記第1周波数よりも高い第2周波数でチョッパリ
ングして出力する第1チョッパ回路と、前記第1チョッ
パ回路の出力を、前記第1半周期において少なくとも前
記第1チョッパ回路が前記第1直流電源の前記負極に流
れる電流を遮断している期間において前記交流電源の前
記第1端に供給し、前記交流電圧が前記固定電位よりも
高い第2半周期において供給しない第1スイッチと、前
記第2直流電源の前記正極に流れる電流を、前記第2半
周期において、前記第1周波数よりも高い第3周波数で
チョッパリングして出力する第2チョッパ回路と、前記
第2チョッパ回路の出力を、前記第2半周期において少
なくとも前記第2チョッパ回路が前記第2直流電源の前
記正極に流れる電流を遮断している期間において前記交
流電源の前記第1端に供給し、前記交流電圧が前記第1
半周期において供給しない第2スイッチとを備える連系
装置である。
【0023】この発明のうち請求項6にかかるものは、
請求項5記載の連系装置であって、前記第1チョッパ回
路は、前記第1直流電源の前記負極に接続された第1端
と、第2端とを含み、前記第2周波数でオン・オフする
第3スイッチと、前記第3スイッチの前記第2端に接続
された第1端と、前記第1スイッチに接続された第2端
とを含む第1インダクタと、前記第3スイッチの前記第
2端に接続されたアノードと、前記第1直流電源の前記
正極に接続されたカソードとを含む第1ダイオードとを
有し、前記第2チョッパ回路は、前記第2直流電源の前
記正極に接続された第1端と、第2端とを含み、前記第
3周波数でオン・オフする第4スイッチと、前記第4ス
イッチの前記第2端に接続された第1端と、前記第2ス
イッチに接続された第2端とを含む第2インダクタと、
前記第4スイッチの前記第2端に接続されたカソード
と、前記第2直流電源の前記負極に接続されたアノード
とを含む第2ダイオードとを有する。
【0024】この発明のうち請求項7にかかるものは、
請求項5記載の連系装置であって、前記第1スイッチは
前記第1半周期においてオン、前記第2半周期において
オフし、前記第2スイッチは前記第1半周期においてオ
フ、前記第2半周期においてオンする。
【0025】この発明のうち請求項8にかかるものは、
正極及び負極を有する直流電源と、第1端と、前記直流
電源の前記負極と共通して接続されて固定電位が与えら
れる第2端とを有し、自身の前記第1端及び第2端の間
に第1周波数の交流電圧を与える交流電源と、前記直流
電源の前記正極に流れる電流を、前記交流電圧が前記固
定電位よりも高い第1半周期において、前記第1周波数
よりも高い第2周波数でチョッパリングして出力する第
1チョッパ回路と、前記第1チョッパ回路の出力を、前
記第1半周期において少なくとも前記第1チョッパ回路
が前記直流電源の前記正極に流れる電流を遮断している
期間において前記交流電源の前記第1端に供給し、前記
交流電圧が前記固定電位よりも低い第2半周期において
供給しない第1スイッチと、前記直流電源の前記正極に
流れる電流を、前記第2半周期において、前記第1周波
数よりも高い第3周波数でチョッパリングして出力する
第2チョッパ回路と、前記第2チョッパ回路の出力を、
前記第2半周期において少なくとも前記第2チョッパ回
路が前記直流電源の前記正極に流れる電流を遮断してい
る期間において前記交流電源の前記第1端に供給し、前
記交流電圧が前記第1半周期において供給しない第2ス
イッチとを備える連系装置である。
【0026】この発明のうち請求項9にかかるものは、
請求項8記載の連系装置であって、前記第1チョッパ回
路は、前記直流電源の前記正極に接続された第1端と、
第2端とを含み、前記第2周波数でオン・オフする第3
スイッチと、前記第3スイッチの前記第2端に接続され
た第1端と、前記第1スイッチに接続された第2端とを
含む第1インダクタと、前記第3スイッチの前記第2端
に接続されたカソードと、前記直流電源の前記負極に接
続されたアノードとを含む第1ダイオードとを有し、前
記第2チョッパ回路は、前記直流電源の前記正極に接続
された第1端と、第2端とを含み、前記第3周波数でオ
ン・オフする第4スイッチと、前記第4スイッチの前記
第2端に接続された第1端と、前記第2直流電源の前記
負極に接続された第2端とを含む第2インダクタと、前
記第4スイッチの前記第2端に接続されたカソードと、
前記第2スイッチに接続されたアノードとを含む第2ダ
イオードとを有する。
【0027】この発明のうち請求項10にかかるもの
は、請求項8記載の連系装置であって、前記第1チョッ
パ回路は、前記直流電源の前記正極に接続された第1端
と、第2端とを含み、前記第2周波数でオン・オフする
第3スイッチと、アノードと前記第1スイッチに接続さ
れたカソードとを含む第1ダイオードと、前記第3スイ
ッチの前記第2端に接続された第1端と前記直流電源の
前記負極に接続された第2端とを持つ一次巻線と、前記
第1ダイオードの前記アノードに接続された第1端と前
記直流電源の前記負極に接続された第2端とを持つ二次
巻線とを含むトランスとを有し、前記第2チョッパ回路
は、前記直流電源の前記正極に接続された第1端と、第
2端とを含み、前記第3周波数でオン・オフする第4ス
イッチと、前記第4スイッチの前記第2端に接続された
第1端と、前記第2直流電源の前記負極に接続された第
2端とを含む第2インダクタと、前記第4スイッチの前
記第2端に接続されたカソードと、前記第2スイッチに
接続されたアノードとを含む第2ダイオードとを有す
る。
【0028】この発明のうち請求項11にかかるもの
は、請求項10記載の連系装置であって、前記第3スイ
ッチは前記第1半周期において前記第1スイッチと、前
記第4スイッチは前記第2半周期において前記第2スイ
ッチと、それぞれ排他的にオン・オフする。
【0029】この発明のうち請求項12にかかるもの
は、請求項8記載の連系装置であって、前記第1スイッ
チは前記第1半周期においてオン、前記第2半周期にお
いてオフし、前記第2スイッチは前記第1半周期におい
てオフ、前記第2半周期においてオンする。
【0030】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本実施の形
態にかかる連系装置SC1を示すものである。この連系
装置SC1は、二つの太陽電池DC1,DC2と一つの
交流電源AC1とを備えており、各々の太陽電池DC
1,DC2で発生した直流電力を、交流電源AC1の交
流周期の半周期分ごとに交互に交流電源AC1へと供給
する役割を有する。このような動作を行うために、更に
この連系装置SC1はコンデンサC1〜C3及び逆変換
器IV1,IV2及び電源同期スイッチSW1,SW2
を備えている。
【0031】太陽電池DC1の正極と、太陽電池DC2
の負極とは、ノードN2を介して共に接地されて接地電
位GNDが与えられる。また、太陽電池DC1の負極は
ノードN1を介してコンデンサC1の一端に、太陽電池
DC2の正極はノードN3を介してコンデンサC2の一
端にそれぞれ接続されている。またコンデンサC1,C
2の他端は共にノードN2に接続されている。
【0032】逆変換器IV1,IV2は、それぞれ正及
び負の二端子の直流入力端と二端子の交流出力端とを有
している。逆変換器IV1については、その負の直流入
力端がノードN1に、正の直流入力端がノードN2にそ
れぞれ接続され、その交流出力端の一方はノードN4を
介して電源同期スイッチSW1の一端に、交流出力端の
他方はノードN2にそれぞれ接続されている。また逆変
換器IV2については、その正の直流入力端がノードN
3に、負の直流入力端がノードN2にそれぞれ接続さ
れ、その交流出力端の一方はノードN5を介して電源同
期スイッチSW2の一端に、交流出力端の他方はノード
N2にそれぞれ接続されている。
【0033】電源同期スイッチSW1,SW2の他端
は、共にノードN6を介して交流電源AC1の一端に接
続されている。交流電源AC1の他端はノードN7を介
して接地されている。また、コンデンサC3が交流電源
AC1と並列に接続されている。
【0034】逆変換器IV1,IV2は、それぞれ太陽
電池DC1,DC2の発生した直流電圧を交流電圧に変
換する役割を担っている。つまり逆変換器IV1,IV
2は、太陽電池DC1,DC2の発生した直流電圧を、
交流電源AC1の交流電圧の正側または負側の半波分に
変換して、半周期ごとに交互に、それぞれの交流出力端
に出力する。また、電源同期スイッチSW1,SW2は
それぞれ、交流電源AC1の交流周期に同期して逆変換
器IV1,IV2が発生した半波分の交流電圧を交流電
源AC1へと伝える役割を担うと共に、一方の逆変換器
が動作している場合には、他方の逆変換器を交流電源A
C1から絶縁する働きを有する。
【0035】そこで図2に示すように、逆変換器IV1
及び電源同期スイッチSW1には、例えばバックブース
ト形チョッパ回路CP1a、絶縁ゲートバイポーラ型の
トランジスタST1aをそれぞれ採用すればよい。逆変
換器IV1として機能するバックブースト形チョッパ回
路CP1aは、絶縁ゲートバイポーラ型のトランジスタ
CT1a及びリアクトルL1a及びダイオードD1aを
備えている。トランジスタCT1aのコレクタは、ノー
ドN8を介してリアクトルL1aの一端及びダイオード
D1aのアノードに接続される。また、トランジスタC
T1aのエミッタはノードN1に、ダイオードD1aの
カソードはノードN4にそれぞれ接続される。またリア
クトルL1aの他端は、逆変換器IV1の正の直流入力
端及び一つの交流出力端の両者を兼ねており、ノードN
2に接続される。電源同期スイッチSW1として機能す
るトランジスタST1aについては、そのコレクタがノ
ードN4に、そのエミッタがノードN6にそれぞれ接続
される。なお、トランジスタCT1a及びトランジスタ
ST1aのそれぞれのゲートには、制御信号発生回路C
NTからの交流電圧生成用の制御信号S1(例えばPW
M信号),S2(例えば制御信号S1と排他的関係にあ
る信号)がそれぞれ与えられる。
【0036】逆変換器IV2及び電源同期スイッチSW
2にも同様に、図3に示すように例えばバックブースト
形チョッパ回路CP2a及び絶縁ゲートバイポーラ型の
トランジスタST2aをそれぞれ採用すればよい。つま
り、逆変換器IV2として機能するバックブースト形チ
ョッパ回路CP2aも、逆変換器IV1の場合と同様
に、絶縁ゲートバイポーラ型のトランジスタCT2a及
びリアクトルL2a及びダイオードD2aを備えてい
る。ただし、接続される太陽電池の極性がバックブース
ト形チョッパ回路CP1a及びトランジスタST1aの
場合とは逆になることから、各素子の接続の仕方は上記
の場合とは異なる。すなわち、トランジスタCT2aの
エミッタは、ノードN9を介してリアクトルL2aの一
端及びダイオードD2aのカソードに接続される。そし
て、トランジスタCT2aのコレクタはノードN3に、
ダイオードD2aのアノードはノードN5にそれぞれ接
続される。リアクトルL2aの他端は、逆変換器IV2
の負の直流入力端及び一つの交流出力端の両者を兼ねて
おり、ノードN2に接続される。電源同期スイッチSW
2として機能するトランジスタST2aについては、そ
のエミッタがノードN5に、そのコレクタがノードN6
にそれぞれ接続される。なお、逆変換器IV1及び電源
同期スイッチSW1と同様に、トランジスタCT2a及
びトランジスタST2aのそれぞれのゲートには、制御
信号発生回路CNTからの交流電圧生成用の制御信号S
3(例えばPWM信号),S4(例えば制御信号S3と
排他的関係にある信号)がそれぞれ与えられる。
【0037】この連系装置SC1の動作について次に説
明する。交流電源AC1に対し、例えば図4に示すよう
な正弦波状の商用周波交流電圧VACを供給したい場合に
は、以下のように制御信号S1〜S4を与えればよい。
すなわち、制御信号発生回路CNTは、商用周波交流電
圧VACの正の半周期tpを検出し、制御信号S1を商用
周波交流電圧に対応したPWM信号として発生させ、ま
た、制御信号S2を制御信号S1と排他的な関係となる
ように発生させて、トランジスタCT1a,ST1aの
それぞれに与える。制御信号S1は、出力すべき商用周
波数の例えば10倍以上の周波数でオン・オフを繰り返
し、デューティファクタが徐々に変化する。一方、制御
信号発生回路CNTは、負の半周期tnを検出し、制御
信号S3を商用周波交流電圧に対応したPWM信号とし
て発生させ、また、制御信号S4を制御信号S3と排他
的な関係となるように発生させて、トランジスタCT2
a,ST2aのそれぞれに与える。そうすれば逆変換器
IV1,IV2から、それぞれ半周期ごとに交互に、正
または負の半波分の正弦波状電圧が出力され、交流電源
AC1に対し正弦波状の商用周波交流電圧VACを供給で
きる。また、コンデンサC3は、逆変換器IV1または
IV2から流出したエネルギーを静電エネルギーの形で
蓄え、さらに交流電圧VACから不要な高調波を除去して
電圧VACの波形をより正弦波に近付ける役割をも有す
る。なおバックブースト形チョッパは入力信号を正負反
転させて出力するので、ここでは、図1に示した電圧V
ACの矢印の向きを正とした。
【0038】上記の動作の場合、制御信号S1〜S4は
同時に二つ以上与えられることはない。制御信号S1〜
S4のうちどれがオンとなるかによって、回路の動作は
以下の4つの動作モードを示す。
【0039】モードI(制御信号S1がオン):トラン
ジスタCT1aがオンすると、入力電源である太陽電池
DC1及びコンデンサC1が、リアクトルL1cに電磁
エネルギーを蓄える。また、負荷側のコンデンサC3に
蓄積されたエネルギーは、ダイオードD1aが存在する
ためバックブースト形チョッパ回路の方には流れず、負
荷である交流電源AC1へと流れる。
【0040】モードII(制御信号S2がオン):トラン
ジスタCT1aがオフし、トランジスタST1aがオン
すると、リアクトルL1aに蓄積されていた電磁エネル
ギーが、負荷側のコンデンサC3および交流電源AC1
へと流れる。
【0041】モードIII(制御信号S3がオン):トラ
ンジスタCT1aをトランジスタCT2aに、トランジ
スタST1aをトランジスタST2aに、リアクトルL
1aをリアクトルL2aにそれぞれ読み替えれば、動作
はモードIと同様である。
【0042】モードIV(制御信号S4がオン):これも
モードIIIと同様に、トランジスタCT1aをトランジ
スタCT2aに、トランジスタST1aをトランジスタ
ST2aに、リアクトルL1aをリアクトルL2aにそ
れぞれ読み替えれば、動作はモードIIと同様である。
【0043】なおコンデンサC1は、太陽電池DC1の
出力電圧を平滑化する役割の他に、モードIII及びIVの
場合に逆変換器IV1と絶縁された太陽電池DC1から
の電流を受け入れて充電し、負の半波期間中も太陽電池
DC1が出力するエネルギーを静電エネルギーとして蓄
積する役割をも有する。コンデンサC2についても同様
であり、太陽電池DC2の出力電圧を平滑化し、正の半
波期間中に太陽電池DC2が出力するエネルギーを静電
エネルギーとして蓄積する。これらのコンデンサが存在
することで、太陽電池DC1,DC2の利用効率が半減
するようなことはない。
【0044】本実施の形態にかかる連系装置を用いれ
ば、直流電源たる太陽電池DC1,DC2と交流電源A
C1とに共通して接地電位GNDを供給することができ
るので、連系装置全体の安定性や安全性を向上させるこ
とができる。さらに、接地電位GNDが与えられるべき
ノードN2が接地されない場合に生じていた、ノードN
2での浮遊電位と接地電位GNDとの間の静電容量に充
放電電流を流すことがないので連系装置の電力効率が増
大する。またトランスを用いないので、連系装置全体の
重量及び占有体積を増大させない。また、単相ブリッジ
インバータを用いないので、必要なトランジスタやダイ
オードの個数を少なくすることができる。
【0045】なお本実施の形態においては、装置を構成
する全てのトランジスタに絶縁ゲートバイポーラ型を挙
げたが、もちろんFETや通常のバイポーラトランジス
タ等、同等の機能を有する半導体デバイスを用いても構
わない。
【0046】また、本実施の形態においては、負荷とし
て交流電源AC1を用いて電力を逆潮流させる場合につ
いて示したが、図5に示す連系装置SC2のように交流
電源AC1と並列に交流負荷Z1を追加接続して、逆潮
流動作を行いつつ逆変換駆動源として動作させることも
可能である。また、図1において交流電源AC1の代わ
りに交流負荷Z1のみを負荷としてもよい。
【0047】また、本実施の形態においては、直流電源
として太陽電池DC1,DC2を用いる場合について示
したが、図6に示す連系装置SC3のように、通常の電
池等の直流定電圧源DC3,DC4を用いてもよい。
【0048】実施の形態2.本実施の形態は、実施の形
態1と全く同じ構成の連系装置SC1であるが、ただ、
トランジスタST1a,ST2aに与えられる制御信号
S2,S4のみが異なっている場合について示すもので
ある。
【0049】図7に示すように、制御信号S2,S4と
してそれぞれ、制御信号S1,S3のPWM信号と排他
的関係にある信号ではなく、交流電源AC1の交流周期
の正または負の半周期の間ずっとオンの状態を保つ信号
を採用する。このようにしても、実施の形態1にかかる
連系装置SC1の動作と変わるところがない。むしろ、
スイッチング回数が少なくなるので電力損失が少なく、
かつ、制御信号S2,S4の発生が行いやすくなる。
【0050】本実施の形態にかかる連系装置を用いれ
ば、制御信号S2,S4のオン・オフの回数を実施の形
態1に比べて少なくできるので、スイッチングによる電
力損失が少なく、かつ、トランジスタST1a,ST2
aの制御が行いやすくなる。
【0051】実施の形態3.本実施の形態は図1と同じ
構成の連系装置SC1であるが、ただ、逆変換器IV
1,IV2として、図2,3に示したバックブースト形
チョッパ回路CP1a,CP2aではなく、図8,9に
示すバック形チョッパ回路CP1b,CP2bを採用す
る場合について示すものである。なおバック形チョッパ
回路は、バックブースト形チョッパ回路と異なり入力信
号を正負反転させずに出力するので、電源同期スイッチ
SW1,SW2に用いられるトランジスタの向きも実施
の形態1及び2とは異なる。
【0052】図8に示すように、逆変換器IV1として
機能するバック形チョッパ回路CP1bは、絶縁ゲート
バイポーラ型のトランジスタCT1b及びリアクトルL
1b及びダイオードD1bを備えている。トランジスタ
CT1bのコレクタは、ノードN8を介してリアクトル
L1bの一端及びダイオードD1bのアノードに接続さ
れる。また、トランジスタCT1bのエミッタはノード
N1に、リアクトルL1bの他端はノードN4にそれぞ
れ接続される。またダイオードD1bのカソードは、逆
変換器IV1の正の直流入力端及び一つの交流出力端の
両者を兼ねており、ノードN2に接続される。電源同期
スイッチSW1として機能するトランジスタST1bに
ついては、そのコレクタがノードN6に、そのエミッタ
がノードN4にそれぞれ接続される。なお、トランジス
タCT1b及びトランジスタST1bのそれぞれのゲー
トには、制御信号発生回路CNTから制御信号S1,S
2がそれぞれ与えられる。
【0053】また逆変換器IV1の場合と同様に、図9
に示すように、逆変換器IV2として機能するバック形
チョッパ回路CP2bは、絶縁ゲートバイポーラ型のト
ランジスタCT2b及びリアクトルL2b及びダイオー
ドD2bを備えている。ただし、接続される太陽電池の
極性が逆変換器IV1及び電源同期スイッチSW1の場
合とは逆になることから、各素子の接続の仕方は上記の
場合とは異なる。すなわち、トランジスタCT2bのエ
ミッタは、ノードN9を介してリアクトルL2bの一端
及びダイオードD2bのカソードに接続される。そし
て、トランジスタCT2bのコレクタはノードN3に、
リアクトルL2bの他端はノードN5にそれぞれ接続さ
れる。ダイオードD2bのアノードは、逆変換器IV2
の負の直流入力端及び一つの交流出力端の両者を兼ねて
おり、ノードN2に接続される。電源同期スイッチSW
2として機能するトランジスタST2bについては、そ
のエミッタがノードN6に、そのコレクタがノードN5
にそれぞれ接続される。なお、逆変換器IV1及び電源
同期スイッチSW1と同様に、トランジスタCT2b及
びトランジスタST2bのそれぞれのゲートには、制御
信号発生回路CNTから制御信号S3,S4がそれぞれ
与えられる。
【0054】本実施の形態での連系装置SC1の動作に
ついて、次に説明する。交流電源AC1に対し、例えば
図10に示すような正弦波状の商用周波交流電圧V
AC(実施の形態1と同様、図1中の矢印の向きを正とす
る)を供給したい場合には、以下のように制御信号を与
えればよい。すなわち、商用周波交流電圧VACの負の半
周期tnにおいて制御信号発生回路CNTが、制御信号
S1を商用周波交流電圧に対応したPWM信号として発
生させ、また、制御信号S2を交流電源AC1の交流周
期の負の半周期の間ずっとオンの状態を保つように発生
させて、トランジスタCT1b,ST1bのそれぞれに
与える。一方、正の半周期tpにおいては、制御信号発
生回路CNTが、制御信号S3を商用周波交流電圧に対
応したPWM信号として発生させ、また、制御信号S4
を交流電源AC1の交流周期の正の半周期の間ずっとオ
ンの状態を保つように発生させて、トランジスタCT2
b,ST2bのそれぞれに与える。そうすれば逆変換器
IV1,IV2から、それぞれ半周期ごとに交互に、負
または正の半波分の正弦波状電圧が出力され、交流電源
AC1に対し正弦波状の商用周波電圧VACを供給でき
る。
【0055】つまり実施の形態2と同様、制御信号S2
及びS4に、制御信号S1,S3のPWM信号と排他的
関係にある信号ではなく、交流電源AC1の交流周期の
負または正の半周期の間ずっとオンの状態を保つ信号を
採用する。バック形チョッパ回路を用いる場合は、トラ
ンジスタST1bまたはST2bがオフの状態ではリア
クトルL1bまたはL2bに電磁エネルギーを蓄積させ
ることも放出させることもできず、チョッパ回路として
の働きをなさない。よって、実施の形態1のように制御
信号S2及びS4に、制御信号S1,S3のPWM信号
と排他的関係にある信号を採用することはできないから
である。
【0056】本実施の形態にかかる連系装置を用いれ
ば、直流電源たる太陽電池DC1,DC2と交流電源A
C1とに共通して接地電位GNDを供給することができ
るので、連系装置全体の安定性や安全性を向上させるこ
とができる。さらに、接地電位GNDが与えられるべき
ノードN2が接地されない場合に生じていた、ノードN
2での浮遊電位と接地電位GNDとの間の静電容量に充
放電電流を流すことがないので連系装置の電力効率が増
大する。またトランスを用いないので、連系装置全体の
重量及び占有体積を増大させない。また、単相ブリッジ
インバータを用いないので、必要なトランジスタやダイ
オードの個数を少なくすることができる。また、制御信
号S2,S4のオン・オフの回数を実施の形態1に比べ
て少なくできるので、スイッチングによる電力損失が少
なく、かつ、制御信号S2,S4の発生が行いやすくな
る。
【0057】なお本実施の形態においても、実施の形態
1と同様、装置を構成する全てのトランジスタにFET
や通常のバイポーラトランジスタ等、同等の機能を有す
る半導体デバイスを用いても構わない。
【0058】さらに実施の形態1と同様、図5に示した
連系装置SC2のように交流電源AC1と並列に交流負
荷Z1を追加接続して、逆潮流動作を行いつつ逆変換駆
動源として動作させてもよい。また、交流電源AC1の
代わりに交流負荷Z1のみを負荷としてもよい。また、
図6に示す連系装置SC3のように直流定電圧源DC
3,DC4を用いてもよい。
【0059】実施の形態4.本実施の形態は、図1に示
した連系装置SC1の変形例である。図11は、本実施
の形態にかかる連系装置SC4を示したものである。こ
の連系装置SC4は、連系装置SC1と異なり、太陽電
池及びコンデンサをそれぞれ一つずつしか有しない。つ
まり、連系装置SC4は、一つの太陽電池DC2と一つ
の交流電源AC1とを備えており、太陽電池DC2で発
生した直流電力を、交流電源AC1の交流周期の全周期
にわたって交流電源AC1へと供給する役割を有する。
このような動作を行うために、更にこの連系装置SC4
はコンデンサC2,C3及び逆変換器IV3,IV4及
び電源同期スイッチSW3,SW4を備えている。
【0060】太陽電池DC2の負極は、ノードN2を介
して接地されて接地電位GNDが与えられる。また、太
陽電池DC2の正極はノードN3を介してコンデンサC
2の一端に接続されている。またコンデンサC2の他端
はノードN2に接続されている。逆変換器IV3,IV
4は、それぞれ正及び負の二端子の直流入力端と二端子
の交流出力端とを有している。逆変換器IV3について
は、その負の直流入力端がノードN2に、正の直流入力
端がノードN3にそれぞれ接続され、その交流出力端の
一方はノードN5aを介して電源同期スイッチSW3の
一端に、交流出力端の他方はノードN2にそれぞれ接続
されている。また逆変換器IV4については、その正の
直流入力端がノードN3に、負の直流入力端がノードN
2にそれぞれ接続され、その交流出力端の一方はノード
N5bを介して電源同期スイッチSW4の一端に、交流
出力端の他方はノードN2にそれぞれ接続されている。
電源同期スイッチSW3,SW4の他端は、共にノード
N6を介して交流電源AC1の一端に接続されている。
交流電源AC1の他端はノードN7を介して接地されて
いる。また、コンデンサC3が交流電源AC1と並列接
続されている。
【0061】逆変換器IV3,IV4は、共に太陽電池
DC2の発生した直流電圧を交流電圧に変換する役割を
担っている。つまり逆変換器IV3,IV4は、太陽電
池DC2の発生した直流電圧を、交流電源AC1の交流
電圧の正側または負側の半波分に変換して、半周期ごと
に交互に、それぞれの交流出力端に出力する。また、電
源同期スイッチSW3,SW4はそれぞれ、交流電源A
C1の交流周期に同期して逆変換器IV3,IV4が発
生した半波分の交流電圧を交流電源AC1へと伝える役
割を担うと共に、一方の逆変換器が動作している場合に
は、他方の逆変換器を交流電源AC1から絶縁する働き
を有する。
【0062】そこで、逆変換器IV3には、例えば図9
に示したバック形チョッパ回路CP2bを採用し、電源
同期スイッチSW3には、同じく図9に示したトランジ
スタST2bを採用すればよい(ただし、図9において
示したノードN5をN5aに、制御信号S3,S4をS
1,S2に、それぞれ読み替える)。
【0063】逆変換器IV4及び電源同期スイッチSW
4についても同様に、例えば図3に示したバックブース
ト形チョッパ回路CP2a及びトランジスタST2aを
それぞれ採用すればよい(ただし、図3において示した
ノードN5をN5bに読み替える)。
【0064】このようにすれば、交流電源AC1に対
し、例えば図7に示したような正弦波状の商用周波交流
電圧VACを供給したい場合、以下のように制御信号を与
えればよい。すなわち、商用周波交流電圧VACの正の半
周期tpにおいて制御信号発生回路CNTから、制御信
号S1を商用周波交流電圧VACに対応したPWM信号と
して発生させ、制御信号S2を交流電源AC1の交流周
期の正の半周期の間ずっとオンの状態を保つ信号として
発生させて、トランジスタCT2b,ST2bのそれぞ
れに与える。一方、負の半周期tnにおいては、制御信
号発生回路CNTから、制御信号S3を商用周波交流電
圧に対応したPWM信号として発生させ、また、制御信
号S4を交流電源AC1の交流周期の負の半周期の間ず
っとオンの状態を保つ信号として発生させて、トランジ
スタCT2a,ST2aのそれぞれに与える。そうすれ
ば逆変換器IV3,IV4から、それぞれ半周期ごとに
交互に、正または負の半波分の正弦波状電圧が出力さ
れ、交流電源AC1に対し正弦波状の商用周波交流電圧
ACを供給できる。なおここでは、図11に示した電圧
ACの矢印の向きを正とした。
【0065】また逆変換器IV3には、バック形チョッ
パ回路CP2bの代わりに、例えば図12に示すリンギ
ングチョーク形コンバータCP2cを採用してもよい。
リンギングチョーク形チョッパ回路CP2cは、絶縁ゲ
ートバイポーラ型のトランジスタCT2c及びトランス
TR1及びダイオードD2cを備えている。リンギング
チョーク形コンバータはトランスTR1を備えているも
のの、電源電流のリップルが小さくなる利点があるとさ
れているので、重量及び占有体積の面で支障がなければ
これを用いてもよい。トランジスタCT2cのエミッタ
は、ノードN9aを介してトランスTR1の一次巻線の
一端に接続される。トランスTR1の一次巻線の他端
は、逆変換器IV3の負の直流入力端及び一つの交流出
力端の両者を兼ねつつ、ノードN2を介してトランスT
R1の二次巻線の一端に接続される。トランスTR1の
二次巻線の他端は、ノードN9bを介してダイオードD
2cのアノードに接続される。このときのトランスTR
1の一次巻線と二次巻線との極性は、一次巻線側のノー
ドN9a−N2間に正の電圧を与えたときに二次巻線側
のノードN2−N9b間に正の電圧が現れるようにして
おく。また、トランジスタCT2cのコレクタはノード
N3に、ダイオードD2cのカソードはノードN5aに
それぞれ接続される。電源同期スイッチSW3として機
能するトランジスタST2bについては、バック形チョ
ッパ回路CP2bを用いた場合と同様、そのコレクタが
ノードN5aに、そのエミッタがノードN6にそれぞれ
接続される。なお、トランジスタCT2c及びトランジ
スタST2bのそれぞれのゲートには、先述と同様、制
御信号発生回路CNTからの交流電圧生成用の制御信号
S1,S2がそれぞれ与えられる。リンギングチョーク
形コンバータCP2cを用いた場合は、バック形チョッ
パ回路CP2bを用いる場合と異なり、図4に示した制
御信号の動作も、図7に示した制御信号の動作も可能と
なる。
【0066】本実施の形態にかかる連系装置を用いれ
ば、実施の形態1にかかる連系装置に比べ、太陽電池及
びコンデンサが共に一つでよいので素子数が少なくな
り、連系装置がより小型化する。
【0067】なお本実施の形態においても、実施の形態
1と同様、装置を構成する全てのトランジスタにFET
や通常のバイポーラトランジスタ等、同等の機能を有す
る半導体デバイスを用いても構わない。
【0068】さらに実施の形態1と同様、図5に示した
連系装置SC2のように交流電源AC1と並列に交流負
荷Z1を追加接続して、逆潮流動作を行いつつ逆変換駆
動源として動作させてもよい。また、交流電源AC1の
代わりに交流負荷Z1のみを負荷としてもよい。また、
図6に示す連系装置SC3のように直流定電圧源DC4
を用いてもよい。
【0069】
【発明の効果】この発明のうち請求項1にかかる連系装
置を用いれば、第1及び第2直流電源と交流電源とに共
通して固定電位を供給することができるので、連系装置
全体の安定性や安全性を向上させることができる。また
トランスを用いないので、連系装置全体の重量及び占有
体積も増大させない。さらに、固定電位が与えられない
場合に生じていた、浮遊電位と固定電位との間の静電容
量に充放電電流を流すことがないので連系装置の電力効
率が増大する。
【0070】この発明のうち請求項2にかかる連系装置
を用いれば、スイッチ及びダイオードの個数を少なくし
て、第1直流電源及び第2直流電源の出力を安定して交
流電源に供給することができる。
【0071】この発明のうち請求項3にかかる連系装置
を用いれば、第1及び第2チョッパ回路から、それぞれ
半周期ごとに交互に、正または負の半波分の交流電圧が
出力され、交流電源に対し交流電力を供給できる。
【0072】この発明のうち請求項4にかかる連系装置
を用いれば、請求項3にかかる連系装置の有する効果に
加えて、第1及び第2スイッチのオン・オフの回数を少
なくできるので、スイッチングによる電力損失が少な
く、かつ、第1及び第2スイッチの制御が行いやすくな
る。
【0073】この発明のうち請求項5にかかる連系装置
を用いれば、請求項1記載の連系装置と同様の効果があ
る。
【0074】この発明のうち請求項6にかかる連系装置
を用いれば、請求項2記載の連系装置と同様の効果があ
る。
【0075】この発明のうち請求項7にかかる連系装置
を用いれば、請求項4記載の連系装置と同様の効果があ
る。
【0076】この発明のうち請求項8にかかる連系装置
を用いれば、請求項1記載の連系装置と同様の効果があ
る。さらに直流電源が一つだけであるので請求項1記載
の連系装置よりも小型化が図れる。
【0077】この発明のうち請求項9にかかる連系装置
を用いれば、請求項2記載の連系装置と同様の効果があ
る。
【0078】この発明のうち請求項10にかかる連系装
置を用いれば、請求項2記載の連系装置と同様の効果が
ある。加えて、第1チョッパ回路をリンギングチョーク
形コンバータとするので、電源電流のリップルを小さく
することができる。
【0079】この発明のうち請求項11にかかる連系装
置を用いれば、請求項3記載の連系装置と同様の効果が
ある。
【0080】この発明のうち請求項12にかかる連系装
置を用いれば、請求項4記載の連系装置と同様の効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1にかかる連系装置を示す図であ
る。
【図2】 実施の形態1にかかる連系装置の逆変換機I
V1及び電源同期スイッチSW1の具体的構成を示す図
である。
【図3】 実施の形態1にかかる連系装置の逆変換機I
V2及び電源同期スイッチSW2の具体的構成を示す図
である。
【図4】 実施の形態1にかかる連系装置の動作を示す
図である。
【図5】 実施の形態1にかかる連系装置の変形例を示
す図である。
【図6】 実施の形態1にかかる連系装置の変形例を示
す図である。
【図7】 実施の形態2にかかる連系装置の動作を示す
図である。
【図8】 実施の形態3にかかる連系装置の逆変換機I
V1及び電源同期スイッチSW1の具体的構成を示す図
である。
【図9】 実施の形態3にかかる連系装置の逆変換機I
V2及び電源同期スイッチSW2の具体的構成を示す図
である。
【図10】 実施の形態3にかかる連系装置の動作を示
す図である。
【図11】 実施の形態4にかかる連系装置を示す図で
ある。
【図12】 実施の形態4にかかる連系装置の逆変換機
IV3及び電源同期スイッチSW3の具体的構成を示す
図である。
【図13】 従来の連系装置を示す図である。
【図14】 従来の連系装置の逆変換機IV5の具体的
構成を示す図である。
【図15】 従来の連系装置を示す図である。
【図16】 従来の連系装置の直流定電圧回路DS1の
具体的構成を示す図である。
【符号の説明】
DC1,DC2 太陽電池、DC3,DC4 直流定電
圧源、IV1〜IV5逆変換器、SW1〜SW4 電源
同期スイッチ、AC1 交流電源、CP1a,CP2a
バックブースト形チョッパ回路、CP1b,CP2b
バック形チョッパ回路、CP2c リンギングチョー
ク形コンバータ、CT1a〜CT1c,CT2a〜CT
2c,ST1a,ST2a,ST1b,ST2b トラ
ンジスタ、D1a〜D1c,D2a〜D2c ダイオー
ド、L1a〜L1c,L2a,L2b リアクトル、T
R1 トランス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G066 HA01 HB03 HB06 5H007 AA06 BB07 CA01 CB02 CB04 CC03 CC12 DA03 DA06 DB01 DC05 EA02 5H420 BB12 BB14 CC03 DD03 EA11 EA39 EA42 EA45 EA48 EB04 EB09 EB12 EB15 EB39 FF03 NB04 NB20 NB32 NB37

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 いずれも正極及び負極を有する第1直流
    電源及び第2直流電源と、 第1端と、前記第1直流電源の前記正極及び前記第2直
    流電源の前記負極と共通して接続されて固定電位が与え
    られる第2端とを有し、自身の前記第1端及び第2端の
    間に第1周波数の交流電圧を与える交流電源と、 前記第1直流電源の前記負極に流れる電流を、前記交流
    電圧が前記固定電位よりも高い第1半周期において、前
    記第1周波数よりも高い第2周波数でチョッパリングし
    て出力する第1チョッパ回路と、 前記第1チョッパ回路の出力を、前記第1半周期におい
    て少なくとも前記第1チョッパ回路が前記第1直流電源
    の前記負極に流れる電流を遮断している期間において前
    記交流電源の前記第1端に供給し、前記交流電圧が前記
    固定電位よりも低い第2半周期において供給しない第1
    スイッチと、 前記第2直流電源の前記正極に流れる電流を、前記第2
    半周期において、前記第1周波数よりも高い第3周波数
    でチョッパリングして出力する第2チョッパ回路と、 前記第2チョッパ回路の出力を、前記第2半周期におい
    て少なくとも前記第2チョッパ回路が前記第2直流電源
    の前記正極に流れる電流を遮断している期間において前
    記交流電源の前記第1端に供給し、前記交流電圧が前記
    第1半周期において供給しない第2スイッチとを備える
    連系装置。
  2. 【請求項2】 前記第1チョッパ回路は、 前記第1直流電源の前記負極に接続された第1端と、第
    2端とを含み、前記第2周波数でオン・オフする第3ス
    イッチと、 前記第3スイッチの前記第2端に接続された第1端と、
    前記第1直流電源の前記正極に接続された第2端とを含
    む第1インダクタと、 前記第3スイッチの前記第2端に接続されたアノード
    と、前記第1スイッチに接続されたカソードとを含む第
    1ダイオードとを有し、 前記第2チョッパ回路は、 前記第2直流電源の前記正極に接続された第1端と、第
    2端とを含み、前記第3周波数でオン・オフする第4ス
    イッチと、 前記第4スイッチの前記第2端に接続された第1端と、
    前記第2直流電源の前記負極に接続された第2端とを含
    む第2インダクタと、 前記第4スイッチの前記第2端に接続されたカソード
    と、前記第2スイッチに接続されたアノードとを含む第
    2ダイオードとを有する、請求項1記載の連系装置。
  3. 【請求項3】 前記第3スイッチは前記第1半周期にお
    いて前記第1スイッチと、前記第4スイッチは前記第2
    半周期において前記第2スイッチと、それぞれ排他的に
    オン・オフする、請求項2記載の連系装置。
  4. 【請求項4】 前記第1スイッチは前記第1半周期にお
    いてオン、前記第2半周期においてオフし、前記第2ス
    イッチは前記第1半周期においてオフ、前記第2半周期
    においてオンする、請求項1記載の連系装置。
  5. 【請求項5】 いずれも正極及び負極を有する第1直流
    電源及び第2直流電源と、 第1端と、前記第1直流電源の前記正極及び前記第2直
    流電源の前記負極と共通して接続されて固定電位が与え
    られる第2端とを有し、自身の前記第1端及び第2端の
    間に第1周波数の交流電圧を与える交流電源と、 前記第1直流電源の前記負極に流れる電流を、前記交流
    電圧が前記固定電位よりも低い第1半周期において、前
    記第1周波数よりも高い第2周波数でチョッパリングし
    て出力する第1チョッパ回路と、 前記第1チョッパ回路の出力を、前記第1半周期におい
    て少なくとも前記第1チョッパ回路が前記第1直流電源
    の前記負極に流れる電流を遮断している期間において前
    記交流電源の前記第1端に供給し、前記交流電圧が前記
    固定電位よりも高い第2半周期において供給しない第1
    スイッチと、 前記第2直流電源の前記正極に流れる電流を、前記第2
    半周期において、前記第1周波数よりも高い第3周波数
    でチョッパリングして出力する第2チョッパ回路と、 前記第2チョッパ回路の出力を、前記第2半周期におい
    て少なくとも前記第2チョッパ回路が前記第2直流電源
    の前記正極に流れる電流を遮断している期間において前
    記交流電源の前記第1端に供給し、前記交流電圧が前記
    第1半周期において供給しない第2スイッチとを備える
    連系装置。
  6. 【請求項6】 前記第1チョッパ回路は、 前記第1直流電源の前記負極に接続された第1端と、第
    2端とを含み、前記第2周波数でオン・オフする第3ス
    イッチと、 前記第3スイッチの前記第2端に接続された第1端と、
    前記第1スイッチに接続された第2端とを含む第1イン
    ダクタと、 前記第3スイッチの前記第2端に接続されたアノード
    と、前記第1直流電源の前記正極に接続されたカソード
    とを含む第1ダイオードとを有し、 前記第2チョッパ回路は、 前記第2直流電源の前記正極に接続された第1端と、第
    2端とを含み、前記第3周波数でオン・オフする第4ス
    イッチと、 前記第4スイッチの前記第2端に接続された第1端と、
    前記第2スイッチに接続された第2端とを含む第2イン
    ダクタと、 前記第4スイッチの前記第2端に接続されたカソード
    と、前記第2直流電源の前記負極に接続されたアノード
    とを含む第2ダイオードとを有する、請求項5記載の連
    系装置。
  7. 【請求項7】 前記第1スイッチは前記第1半周期にお
    いてオン、前記第2半周期においてオフし、前記第2ス
    イッチは前記第1半周期においてオフ、前記第2半周期
    においてオンする、請求項5記載の連系装置。
  8. 【請求項8】 正極及び負極を有する直流電源と、 第1端と、前記直流電源の前記負極と共通して接続され
    て固定電位が与えられる第2端とを有し、自身の前記第
    1端及び第2端の間に第1周波数の交流電圧を与える交
    流電源と、 前記直流電源の前記正極に流れる電流を、前記交流電圧
    が前記固定電位よりも高い第1半周期において、前記第
    1周波数よりも高い第2周波数でチョッパリングして出
    力する第1チョッパ回路と、 前記第1チョッパ回路の出力を、前記第1半周期におい
    て少なくとも前記第1チョッパ回路が前記直流電源の前
    記正極に流れる電流を遮断している期間において前記交
    流電源の前記第1端に供給し、前記交流電圧が前記固定
    電位よりも低い第2半周期において供給しない第1スイ
    ッチと、 前記直流電源の前記正極に流れる電流を、前記第2半周
    期において、前記第1周波数よりも高い第3周波数でチ
    ョッパリングして出力する第2チョッパ回路と、 前記第2チョッパ回路の出力を、前記第2半周期におい
    て少なくとも前記第2チョッパ回路が前記直流電源の前
    記正極に流れる電流を遮断している期間において前記交
    流電源の前記第1端に供給し、前記交流電圧が前記第1
    半周期において供給しない第2スイッチとを備える連系
    装置。
  9. 【請求項9】 前記第1チョッパ回路は、 前記直流電源の前記正極に接続された第1端と、第2端
    とを含み、前記第2周波数でオン・オフする第3スイッ
    チと、 前記第3スイッチの前記第2端に接続された第1端と、
    前記第1スイッチに接続された第2端とを含む第1イン
    ダクタと、 前記第3スイッチの前記第2端に接続されたカソード
    と、前記直流電源の前記負極に接続されたアノードとを
    含む第1ダイオードとを有し、 前記第2チョッパ回路は、 前記直流電源の前記正極に接続された第1端と、第2端
    とを含み、前記第3周波数でオン・オフする第4スイッ
    チと、 前記第4スイッチの前記第2端に接続された第1端と、
    前記第2直流電源の前記負極に接続された第2端とを含
    む第2インダクタと、 前記第4スイッチの前記第2端に接続されたカソード
    と、前記第2スイッチに接続されたアノードとを含む第
    2ダイオードとを有する、請求項8記載の連系装置。
  10. 【請求項10】 前記第1チョッパ回路は、 前記直流電源の前記正極に接続された第1端と、第2端
    とを含み、前記第2周波数でオン・オフする第3スイッ
    チと、 アノードと前記第1スイッチに接続されたカソードとを
    含む第1ダイオードと、 前記第3スイッチの前記第2端に接続された第1端と前
    記直流電源の前記負極に接続された第2端とを持つ一次
    巻線と、前記第1ダイオードの前記アノードに接続され
    た第1端と前記直流電源の前記負極に接続された第2端
    とを持つ二次巻線とを含むトランスとを有し、 前記第2チョッパ回路は、 前記直流電源の前記正極に接続された第1端と、第2端
    とを含み、前記第3周波数でオン・オフする第4スイッ
    チと、 前記第4スイッチの前記第2端に接続された第1端と、
    前記第2直流電源の前記負極に接続された第2端とを含
    む第2インダクタと、 前記第4スイッチの前記第2端に接続されたカソード
    と、前記第2スイッチに接続されたアノードとを含む第
    2ダイオードとを有する、請求項8記載の連系装置。
  11. 【請求項11】 前記第3スイッチは前記第1半周期に
    おいて前記第1スイッチと、前記第4スイッチは前記第
    2半周期において前記第2スイッチと、それぞれ排他的
    にオン・オフする、請求項10記載の連系装置。
  12. 【請求項12】 前記第1スイッチは前記第1半周期に
    おいてオン、前記第2半周期においてオフし、前記第2
    スイッチは前記第1半周期においてオフ、前記第2半周
    期においてオンする、請求項8記載の連系装置。
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