JPH02250667A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料電池等の直流電源の電圧を直流直流変換
回路で昇圧又は降圧し、この直流電圧を直流−交流変換
回路で交流に変換して負荷に供給するようにした電力変
換装置ｔこ関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種電力変換装置としては、例えば第２図に示
すものがよく知られている。

同図ｆこおいて、（１）は燃料電池等の直流電源、（２
）は直流電源（１）の電源電圧を昇圧する直流−直流変
換回路としてのチョッパ回路であり、直流リアクトル（
３）、スイッチング用トランジスタ（４）、整流用ダイ
オード（５）及び電解コンデンサ（６）からなる。

（７）はチョッパ回路（２）の出力電圧（以下この出力
電圧を特に中間回路電圧という）を交流に変換する直流
−交流変換回路としてのインバータ回路であり、スイッ
チング素子９例えばトランジスタのブリッジ回路により
構成されている。

（８）及び（９）はフィルタ回路を構成する交流リアク
トル及び交流コンデンサ、叫は負荷である。

αυはチョッパ回路（２）におけるトランジスタ（４）
のオンオフ比を制御するチョッパ用パルス幅制御回路、
叫はチョッパ回路（２）の中間回路電圧、すなわち電解
コンデンサ（６）の電圧を検出する電圧検出器、（ハ）
は中間回路電圧の目標値（中間回路基準電圧）を設定す
る基準電圧発生器であり、供給電圧Ｖｒｅｆを抵抗分圧
して出力する構成である。α４は発生器側からの基準電
圧と検出器（２）からの中間回路電圧とを比較する誤差
増幅器であり、この誤差信号が制御回路Ｑ漫に入力され
る。

ここで、中間回路電圧Ｖｏｔｒｒは、直流電源（１）の
電源電圧をｖＩＮ、トランジスタ（４）のオンオフの１
周期時間及びオフ時間をそれぞれＴ　、　Ｔｏｆｆとす
ると、Ｖｏｔｒｒ　＝ＶＩＮ　−Ｔ　／　Ｔｏｆｆで決
定され、前記誤差信号に応じてトランジスタ（４）のオ
ンオフ比を調整することにより、中間回路電圧が予め設
定された基準電圧になるよう制御される。

α９はインバータ回路（７）におけるトランジスタをパ
ルス幅制御するインバータ用パルス幅制御回路、Ｑｌは
インバータ回路（７）の出力電圧を設定する出力電圧設
定器、αηは交流周波数（例えば６０　Ｈｚ　）の交流
基準信号を出力する交流基準信号発生器、（至）は発生
器αηからの交流基準信号と設定器αＱからの設定値と
を演算する乗算器、Ｑｌはコンデンサ電流検出器、（１
）は乗算器α榎の演算出力と電流検出器０１からの検出
信号とを比較する誤差増幅器であり、この誤差信号が制
御回路α９（こ入力される。

そして、制御回路α９では、入力された誤差信号を電流
指令値としてインバータ回路（７）の各トランジスタを
パルス幅制御し、インバータ回路（７）より所定周波数
の交流電力が得られることになる。

ところで、前述したような電力変換装置では、インバー
タ回路（７）の出力電圧の最大値が中間回路電圧、すな
わちインバータ回路（７）の入力電圧によって制限され
るため、前記基準電圧発生器αＪの目標値は、インバー
タ回路（７）より最大出力電圧が出力可能な中間回路電
圧に予め設定されている。

尚、前述と同様に、インバータの入力電圧を検出してイ
ンバータへの入力を制御するものとして、特公昭６３−
４４３０号公報（ＨＯ２Ｍ　７１５２１）に示されたも
のがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の電力変換装置ｆこあっては、チョッパ回路（２）
の中間回路電圧が、インバータ回路（７）から最大出力
電圧を出力できる値に設定されているため、例えばイン
バータ出力電圧がＡＣＩＩＯ（Ｖ〕±１０％の設定範囲
であれば、中間回路電圧の目標値は、ηＸ（１１０［Ｖ
：］Ｘ１．ｌ）＋８［Ｖ：ＩＮ；１８０［Ｖ］必要にな
る。

尚、８てＶ〕はトランジスタ（４）のオン時の電圧降下
とその余裕分との和である。

つまり、インバータ出力電圧がＡＣｌｌＯ［Ｖｌ）の場
合、このときの中間回路電圧としては約１６４（Ｖ：）
でよいにも拘わらず、実際には約１８０〔ｖ〕まで昇圧
することになる。

一方、チョッパ回路（２）では、その昇圧比が大きくな
ると、直流リアクトル、（３）、）ランジスタ（４）及
びダイオード（５）を流れる電流ピーク値が増大し、各
部での損失が増加する。

従って、従来では、インバータ最大出力電圧を得るため
にチョッパ回路（２）の中間回路電圧を過度に昇圧する
ため、チョッパ回路（２）の効率低下を招く結果となっ
ている。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に留意
してなされたものであり、その目的□とするところは、
定格運転時の効率を高めることのできる電力変換装置を
提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明の電力変換装置にお
いては、直流電源電圧を昇圧又は降圧する直流−直流変
換回路の出力電圧が目標値になるよう当該変換回路を制
御する直流変換制御装置と、前記直流−直流変換回路の
出力を交流に変換する直流−交流変換回路の出力電圧設
定手段と、前記直流−交流変換回路の出力電圧が前記設
定手段の設定値になるよう当該変換回路を制御する交流
変換制御装置とを備え、かつ、前記目標値を前記設定値
に連動して変更するようにしたことを特徴とするもので
ある。

〔作用〕

前述のように構成された電力変換装置においては、直流
−交流変換回路の出力電圧を設定する出力電圧設定手段
の設定値Ｃと連動して直流−直流変換回路の出力電圧の
目標値が設定されるため、直流−直流変換回路の出力電
圧が直流−交流変換回路の設定電圧を得るための必要最
低電圧に制御されるよう（こなる。

〔実施例〕

実施例につき第１図を用いて説明する。

同図において、前記と同一記号は同一もしくは対応する
ものを示すものとし、異なる点は、出力電圧設定器αＱ
からの出力電圧をバッファ１２υを通して基準電圧発生
器Ｑ３に入力し、直流−直流変換回路となる昇圧チョッ
パ回路（２）の出力電圧目標値を、直流−交流変換回路
となるインバータ回路（７）の出力電圧設定値に連動し
た値に設定するようＥこした点である。

例えば、出力電圧設定器α０よりインバータ回路（７）
の出力電圧をＡＣｌｌｏ［ＩＡ］に設定するような設定
値を出力した場合、これに連動して基準電圧発生器側よ
りチョッパ回路（２）の出力電圧（中間回路電圧）を約
１６４［：Ｖ〕（＝Ｉ２　Ｘ　ｌｌｏ［Ｖ］　＋８　［
Ｖ］）　Ｅするような目標値が出力される。

そして、直流変換制御装置となるチシソパ用パルス幅制
御回路ａυでは、電圧検出器（６）で検出された中間回
路電圧が基準電圧発生器側からの目標値になるよう、ト
ランジスタ（４）のオンオフ比をパルス幅制御するため
、直流電源（υからの電源電圧を過度に昇圧することな
く目標電圧がチョッパ回路（２）より出力される。

この結果、チョッパ回路（２）の直流リアクトル（３）
やトランジスタ（４）、ダイオード（５）を流れる電流
のピーク値が従来のものより減少し、各部での損失が減
少する。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているため、次
に記載する効果を奏する。

直流電源電圧を昇圧又は降圧する直流−直流変換回路の
出力電圧の目標値を、この出力電圧を交流に変換する直
流−交流変換回路の出力電圧の設定値に連動して変更す
るようにしたので、直流直流変換回路の出力電圧を直流
−交流変換回路の出力電圧を得るための必要最低電圧ｌ
こ制御することができ、直流−直流変換回路において過
度に変圧する必要がなく、効率アップが図れるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面はそれぞれ電力変換装置の回路図を示し、第１図は
本発明の１実施例、第２図は従来例である。 （１し直流電源、（２）・・・チョッパ回路、（７）・
・・インバータ回路、Ｑｌ）・・・チョッパ用パルス幅
制御回路、（２）・・電圧検出器、σ３　中幕準電圧発
生器、ｏ９・・・インバータ用パルス幅制御回路、αＱ
・・出力電圧設定器。 １１！％　１ｆＩ！Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源電圧を直流−直流変換回路により昇圧又
   は降圧した後、直流−交流変換回路により交流に変換す
   る電力変換装置において、 前記直流−直流変換回路の出力電圧が目標値になるよう
   当該変換回路を制御する直流変換制御装置と、前記直流
   −交流変換回路の出力電圧を設定する出力電圧設定手段
   と、前記直流−交流変換回路の出力電圧が前記設定手段
   の設定値になるよう当該変換回路を制御する交流変換制
   御装置とを備え、かつ、前記目標値を前記設定値に連動
   して変更するようにしたことを特徴とする電力変換装置
   。