JP7420121B2 - 電力変換装置、電力変換システム - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置および電力変換システムについて、図を参照して説明する。なお、以下では、電力変換システムとして、太陽光発電システムを例に示す。例えば、電力変換装置への入力は、太陽電池モジュールに限らず、他の直流発電源であっても本願発明の電力変換装置の構成を適用でき、本願発明の作用効果を奏することができる。
複数の太陽電池モジュール81-84は、それぞれに、太陽電池(太陽光発電パネル)、太陽電池から電流と取り出す電子回路によって構成される。複数の太陽電池モジュール81-84は、同じ個数の太陽電池で構成されていてもよく、異なる個数の太陽電池で構成されていてもよい。
図1に示すように、電力変換装置10は、複数のダイオードD21-D24(ダイオードD21、ダイオードD22、ダイオードD23、および、ダイオードD24)、コンバータ30、インバータ40、および、電力管理制御回路100を備える。複数のダイオードD21-D24のそれぞれが本発明の「統合用整流素子」に対応する。電力管理制御回路100が本発明の「電力管理制御回路」に対応する。
図2(A)は、第1の実施形態に係る電力変換装置の電力変換用整流素子の温度特性を示す図であり、図2(B)は、第1の実施形態に係る電力変換装置の統合用整流素子の温度特性を示す図である。
図4は、太陽電池モジュールの出力特性の一例を示すグラフである。図4に示すように、太陽電池モジュールは、出力電圧に応じて出力電力が非線形に変化し、所定の出力電圧において電流の極大点を有する。
本発明の第2の実施形態に係る太陽光発電システムについて、図を参照して説明する。図5は、第2の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。
本発明の第3の実施形態に係る太陽光発電システムについて、図を参照して説明する。図6は、第3の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。
本発明の第4の実施形態に係る太陽光発電システムについて、図を参照して説明する。図7は、第4の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。
10、10A、10B、10C:電力変換装置
21、22、23、24:入力配線
30、30C:コンバータ
40:インバータ
51、52、53、54:ノイズフィルタ
81、82、83、84:太陽電池モジュール
90:出力制御スイッチ
91:負荷
92:電力系統
100:電力管理制御回路
191:回路基板
192:放熱器
193:絶縁シート
194:挟持部材
211:本体
212:放熱用金属端子
213:外部接続端子
811、821、831、841:出力端子
BAT:二次電池
Ci30:入力キャパシタ
Ci40:入力キャパシタ
Co30:出力キャパシタ
Co40:出力キャパシタ
D21-D24:ダイオード
D32:ダイオード
L30:インダクタ
L41、L42:インダクタ
Q31、Q32:MOSFET
Q41、Q42、Q43、Q44:MOSFET
Claims (6)
- 複数の発電源にそれぞれに接続する複数の入力配線と、
前記複数の入力配線のそれぞれに直列に接続された複数の統合用整流素子と、
前記複数の統合用整流素子が接続された前記複数の入力配線の一端が共通に接続されるノードと、
前記ノードに接続される入力キャパシタと、
前記入力キャパシタに接続し、前記入力キャパシタの電圧を所定電圧に変換して出力する電力変換回路と、
を備え、
前記電力変換回路は、発熱性回路素子であるインダクタとスイッチング素子と電力変換用整流素子と出力キャパシタと、を含んで構成され、
前記統合用整流素子は、順方向電圧特性において負の温度係数を有し、
少なくとも1つの前記発熱性回路素子と前記複数の統合用整流素子とは、共通の放熱器に直接または間接的に接続され、
前記統合用整流素子と前記電力変換用整流素子とは、前記共通の放熱器に直接的または間接的に接続され、
前記電力変換用整流素子は、順方向電圧特性において正の温度係数を有する、
電力変換装置。 - 前記放熱器は、金属板であり、
前記複数の統合用整流素子および前記電力変換用整流素子は、前記金属板の一面に絶縁シートを挟んで並んで配置される、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記金属板に物理的に接触する部分を有し、前記複数の統合用整流素子および前記電力変換用整流素子と前記絶縁シートとを前記金属板とともに挟みこむ挟持部材を備える、
請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記複数の統合用整流素子および前記電力変換用整流素子は、回路基板の同一面に実装される、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記複数の入力配線にそれぞれ接続される複数のノイズフィルタを備え、
前記複数の統合用整流素子は、前記複数のノイズフィルタよりも前記電力変換回路側に配置される、
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電力変換装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の電力変換装置と、
前記複数の発電源である複数の太陽電池と、
を備え、
前記電力変換装置は、
前記電力変換回路の動作を制御する電力管理制御回路と、
前記入力キャパシタの電圧を計測する電圧計測部と、
前記太陽電池の電流を計測する電流計測部と、
を備え、
前記電力管理制御回路は、
前記電圧計測部で計測する電圧と前記電流計測部で計測する電流から発電電力を算出し、所定の電圧範囲において、前記電圧計測部で計測する電圧が前記複数の太陽電池の発電電力が最大値となる電圧になるように、前記電力変換回路を制御する、
電力変換システム。
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