(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前述したように、前記太陽光インバータにおいて、前記太陽光インバータを太陽光モジュールに設置する作業者が前記太陽光モジュールと前記太陽光インバータ間の+極性と−極性を同じ極性同士となるように接続していない状態、すなわち前記太陽光インバータと前記太陽光モジュール間の極性を誤って接続した状態で前記太陽光インバータを動作すると、瞬間的に大きな電流が流れてスパイクが発生し、前記太陽光インバータに焼損が発生する。
【0006】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、太陽光モジュールに接続する切替装置を備え、接続極性に関係なく前記太陽光モジュールに正常に接続する太陽光インバータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の実施形態による太陽光インバータは、太陽光モジュールの+極性又は−極性をそれぞれ接続する第1端子と第2端子に接続される入力部と、前記入力部に接続された第1端子と第2端子を予め設定されたインバータ部の極性に合わせて制御する切替装置と、前記切替装置により前記入力部から印加される前記太陽光モジュールの電圧を昇圧するブースター部と、前記ブースター部により昇圧された電圧を充電するコンデンサと、前記コンデンサに充電された電圧を交流電圧に変換して系統に供給するインバータ部とを含む。
【0008】
本発明の一態様において、前記インバータ部は、+極性接続端子と、−極性接続端子とを含んでもよい。
【0009】
本発明の他の態様において、前記切替装置は、前記第1端子に前記太陽光モジュールの+極性が接続され、前記第2端子に前記太陽光モジュールの−極性が接続される場合、前記第1端子を前記+極性接続端子に接続し、前記第2端子を前記−極性接続端子に接続するようにしてもよい。
【0010】
本発明のさらに他の態様において、前記切替装置は、前記第1端子に前記太陽光モジュールの−極性が接続され、前記第2端子に前記太陽光モジュールの+極性が接続される場合、前記第1端子を前記−極性接続端子に接続し、前記第2端子を前記+極性接続端子に接続するようにしてもよい。
【0011】
本発明の実施形態による太陽光インバータは、太陽光モジュールの+極性又は−極性をそれぞれ接続する第1端子と第2端子をインバータ部の極性に合わせて自動接続する切替装置を含む太陽光インバータにおいて、前記切替装置は、一端が前記第1端子に接続される第1入力端子と、一端が前記第2端子に接続される第2入力端子と、前記第1入力端子と予め設定された基準電圧を比較し、ハイ信号又はロー信号を含む第1比較結果を出力する第1比較器と、前記第2入力端子と前記基準電圧を比較し、ロー信号又はハイ信号を含む前記第1比較結果と逆になる第2比較結果を出力する第2比較器と、一端が前記第1入力端子に接続され、前記第1比較器の出力に基づいて前記第1入力端子を接続する第1スイッチング部と、一端が前記第2入力端子に接続され、前記第2比較器の出力に基づいて前記第2入力端子を接続する第2スイッチング部と、前記第1比較器の出力がハイ信号であるときに前記第1入力端子を前記インバータ部の+極性接続端子に接続するか、前記第2比較器の出力がハイ信号であるときに前記第2入力端子を前記インバータ部の+極性接続端子に接続する第1出力端子と、前記第1比較器の出力がロー信号であるときに前記第1入力端子を前記インバータ部の−極性接続端子に接続するか、前記第2比較器の出力がロー信号であるときに前記第2入力端子を前記インバータ部の−極性接続端子に接続する第2出力端子とを含む。
【0012】
本発明の一態様において、前記第1入力端子に前記太陽光モジュールの+極性の前記第1端子が接続され、前記第2入力端子に前記太陽光モジュールの−極性の前記第2端子が接続される場合、前記第1比較器はハイ信号を出力し、前記第2比較器はロー信号を出力し、前記第1スイッチング部は、前記第1比較器のハイ信号に基づいて、前記第1入力端子の+極性の電圧を前記第1出力端子に出力し、前記第2スイッチング部は、前記第2比較器のロー信号に基づいて、前記第2入力端子の−極性の電圧を前記第2出力端子に出力するようにしてもよい。
【0013】
本発明の他の態様において、前記第1入力端子に前記太陽光モジュールの−極性の前記第1端子が接続され、前記第2入力端子に前記太陽光モジュールの+極性の前記第2端子が接続される場合、前記第1比較器はロー信号を出力し、前記第2比較器はハイ信号を出力し、前記第1スイッチング部は、前記第1比較器のロー信号に基づいて、前記第1入力端子の−極性の電圧を前記第2出力端子に出力し、前記第2スイッチング部は、前記第2比較器のハイ信号に基づいて、前記第2入力端子の+極性の電圧を前記第1出力端子に出力するようにしてもよい。
【発明の効果】
【0014】
本発明の実施形態による太陽光インバータは、太陽光モジュールに接続する切替装置を備え、接続極性に関係なく前記太陽光モジュールに正常に接続する太陽光インバータであるため、作業者が太陽光モジュールと太陽光インバータの極性を誤結線しても、前記太陽光インバータの焼損を防止することができるので、前記太陽光インバータが正常な機能を行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面番号に関係なく同一又は対応する構成要素には同一符号を付し、それについての説明は省略する。
【0017】
図1は本発明の一実施形態による太陽光インバータ10の構成を示すブロック図である。
【0018】
図1に示すように、太陽光インバータ10は、入力部100と、切替装置200と、ブースター部300と、コンデンサ400と、インバータ部500とから構成される。
図1に示す太陽光インバータ10の構成要素の全てが必須構成要素というわけではなく、
図1に示す構成要素より多くの構成要素によって太陽光インバータ10が実現されてもよく、それより少ない構成要素によって太陽光インバータ10が実現されてもよい。
【0019】
入力部100は、
図2に示すように、第1入力部110と、第2入力部120とから構成される。
【0020】
また、第1入力部110は、太陽光モジュール(図示せず)の+又は−極性に接続され、第2入力部120は、前記太陽光モジュールの−又は+極性に接続される。
【0021】
切替装置200は、前記太陽光モジュールの+/−端子にそれぞれ接続された入力部100の第1入力部110と第2入力部120の端子接続状態を確認し、確認した入力部100(又は、第1入力部110と第2入力部120)の端子状態をインバータ部500の接続端子極性に合わせて制御する(又は、切り替える)。
【0022】
また、切替装置200は、
図3に示すように、第1入力端子210と、第2入力端子220と、基準電圧(又は、基準電圧供給部)230と、第1比較器240と、第2比較器250と、第1スイッチング部260と、第2スイッチング部270と、第1出力端子280と、第2出力端子290とから構成される。
【0023】
第1入力端子210は、一端が第1入力部110に接続され、他端が第1比較器240と第1スイッチング部260に接続される。
【0024】
第2入力端子220は、一端が第2入力部120に接続され、他端が第2比較器250と第2スイッチング部270に接続される。
【0025】
基準電圧230は、第1比較器240と第2比較器250にそれぞれ基準電圧(例えば、「0V」)を供給する。
【0026】
第1比較器240は、一端(又は、入力端)が第1入力端子210の他端と基準電圧230の他端に接続され、他端(又は、出力端)が第1スイッチング部260に接続される。
【0027】
また、第1比較器240は、第1入力端子210と基準電圧230間の比較結果に応じて、ハイ信号(もしくは、ハイレベル、もしくは、第1入力端子210から印加された電圧/電流)又はロー信号を第1スイッチング部260に出力する。
【0028】
第2比較器250は、一端が第2入力端子220の他端と基準電圧230の他端に接続され、他端が第2スイッチング部270に接続される。
【0029】
また、第2比較器250は、第2入力端子220と基準電圧230間の比較結果に応じて、ロー信号又はハイ信号を第2スイッチング部270に出力する。
【0030】
第1スイッチング部260は、一端が第1入力端子210に接続され、他端が第1出力端子280と第2出力端子290に接続される。
また、第1スイッチング部260は、並列接続される第1スイッチ261と第2スイッチ262を含む。
【0031】
さらに、第1スイッチング部260は、第1比較器240から出力された出力に基づいて、並列接続された第1スイッチ261と第2スイッチ262の動作を制御する。
【0032】
すなわち、第1スイッチング部260は、第1比較器240から出力された出力がハイ信号であるとき、第1スイッチ261をオンにし、第2スイッチ262をオフにし、第1入力端子210から印加された信号(又は、ハイ信号)を第1出力端子280に出力する。
【0033】
さらに、第1スイッチング部260は、第1比較器240から出力された出力がロー信号であるとき、第1スイッチ261をオフにし、第2スイッチ262をオンにし、第1入力端子210から印加された信号(又は、ロー信号)を第2出力端子290に出力する。
【0034】
第2スイッチング部270は、一端が第2入力端子220に接続され、他端が第1出力端子280と第2出力端子290に接続される。
【0035】
また、第2スイッチング部270は、並列接続される第3スイッチ271と第4スイッチ272を含む。
【0036】
さらに、第2スイッチング部270は、第2比較器250から出力された出力に基づいて、並列接続された第3スイッチ271と第4スイッチ272の動作を制御する。
【0037】
すなわち、第2スイッチング部270は、第2比較器250から出力された出力がハイ信号であるとき、第3スイッチ271をオンにし、第4スイッチ272をオフにし、第2入力端子220から印加された信号(又は、ハイ信号)を第1出力端子280に出力する。
【0038】
さらに、第2スイッチング部270は、第2比較器250から出力された出力がロー信号であるとき、第3スイッチ271をオフにし、第4スイッチ272をオンにし、第2入力端子220から印加された信号(又は、ロー信号)を第2出力端子290に出力する。
【0039】
第1出力端子(又は、切替装置200の+極性出力端子)280は、一端が第1スイッチ261と第3スイッチ271に接続され、他端がインバータ部500の+極性接続端子510に接続される。
【0040】
また、第1出力端子280は、第1入力端子210に+極性が接続された場合、第1入力端子210及び第1スイッチ261を介してインバータ部500の+極性接続端子510に接続される。
【0041】
さらに、第1出力端子280は、第2入力端子220に+極性が接続された場合、第2入力端子220及び第3スイッチ271を介してインバータ部500の+極性接続端子510に接続される。
【0042】
第2出力端子(又は、切替装置200の−極性出力端子)290は、一端が第2スイッチ262と第4スイッチ272に接続され、他端がインバータ部500の−極性接続端子520に接続される。
【0043】
また、第2出力端子290は、第1入力端子210に−極性が接続された場合、第1入力端子210及び第2スイッチ262を介してインバータ部500の−極性接続端子520に接続される。
【0044】
さらに、第2出力端子290は、第2入力端子220に−極性が接続された場合、第2入力端子220及び第4スイッチ272を介してインバータ部500の−極性接続端子520に接続される。
【0045】
ブースター部300は、
図2に示すように、リアクター310と、スイッチ320と、ダイオード330とから構成される。
【0046】
リアクター310は、一端が第1出力端子280に接続され、他端がスイッチ320とダイオード330に直列接続される。
【0047】
スイッチ320は、一端がリアクター310に直列接続され、他端が第2出力端子290に直列接続される。
【0048】
また、スイッチ320は、ダイオード330に並列接続される。
【0049】
ダイオード330は、リアクター310に直列接続され、スイッチ320に並列接続される。
【0050】
また、ブースター部300は、切替装置200により入力部100から印加される前記太陽光モジュールの電圧(又は、電流/電力)を昇圧する(又は、上昇させる)。
【0051】
コンデンサ400は、ブースター部300に直列接続される。
【0052】
また、コンデンサ400は、ブースター部300により昇圧された電圧(又は、電力/エネルギー)を充電する。
【0053】
インバータ部500は、コンデンサ400に充電された電圧(又は、エネルギー、平滑された直流電源/電圧)を交流電源(又は、AC電源/三相電源)に変換して誘導電動機(図示せず)などの電力系統に供給(又は、出力)する。
【0054】
また、インバータ部500は、+極性接続端子510と、−極性接続端子520とを含む。ここで、+極性接続端子510には予め設定された+極性が接続され、−極性接続端子520には予め設定された−極性が接続されるように構成される。
【0055】
前述したように、切替装置200は、前記太陽光モジュールの+/−端子にそれぞれ接続された入力部100の第1入力部110(又は、第1入力端子210に対応)と第2入力部120(又は、第2入力端子220に対応)の端子接続状態を確認し、確認した第1入力部110と第2入力部120の端子状態(又は、第1入力端子210と第2入力端子220の端子状態)に基づいて、第1入力部110(又は、第1入力端子210)をインバータ部500の+極性接続端子510又は−極性接続端子520に接続し、第2入力部120(又は、第2入力端子220)をインバータ部500の−極性接続端子520又は+極性接続端子510に接続することができる。
【0056】
図4は本発明の一実施形態による切替装置200の第1入力端子210に+極性が接続され、第2入力端子220に−極性が接続された場合の切替装置200の動作を示す回路図である。ここで、実線で示す部分は回路が形成される部分であり、点線は回路が形成されない(オープン状態)部分である。
【0057】
まず、第1比較器240は、第1入力端子210で感知された前記+極性の電圧と基準電圧230(例えば、0V)を比較し、その結果、ハイ信号(例えば、H)を出力する。
【0058】
その後、第1スイッチング部260は、第1比較器240の出力に基づいて、第1スイッチ261をオンにし、第2スイッチ262をオフにし、第1入力端子210の前記+極性の電圧を第1出力端子280に出力する。
【0059】
また、第2比較器250は、第2入力端子220で感知された前記−極性の電圧と前記基準電圧を比較し、その結果、ロー信号(例えば、L)を出力する。
【0060】
その後、第2スイッチング部270は、第2比較器250の出力に基づいて、第3スイッチ271をオフにし、第4スイッチ272をオンにし、第2入力端子220の前記−極性の電圧を第2出力端子290に出力する。
【0061】
このように、前記太陽光モジュールの+極性/−極性が太陽光インバータ10の入力部100に正常に接続された場合、入力部100に接続された端子の特性の通り出力端子280、290に接続し、前記太陽光モジュールの+極性/−極性とインバータ部500を正常に接続する。
【0062】
図5は本発明の一実施形態による切替装置200の第1入力端子210に−極性が接続され、第2入力端子220に+極性が接続された場合の切替装置200の動作を示す回路図である。ここで、実線で示す部分は回路が形成される部分であり、点線は回路が形成されない(オープン状態)部分である。
【0063】
まず、第1比較器240は、第1入力端子210で感知された前記−極性の電圧と基準電圧230(例えば、0V)を比較し、その結果、ロー信号(例えば、L)を出力する。
【0064】
その後、第1スイッチング部260は、第1比較器240の出力に基づいて、第1スイッチ261をオフにし、第2スイッチ262をオンにし、第1入力端子210の前記−極性の電圧を第2出力端子290に出力する。
【0065】
また、第2比較器250は、第2入力端子220で感知された前記+極性の電圧と前記基準電圧を比較し、その結果、ハイ信号(例えば、H)を出力する。
【0066】
その後、第2スイッチング部270は、第2比較器250の出力に基づいて、第3スイッチ271をオンにし、第4スイッチ272をオフにし、第2入力端子220の前記+極性の電圧を第1出力端子280に出力する。
【0067】
このように、前記太陽光モジュールの+極性/−極性が太陽光インバータ10の入力部100に逆に接続された場合、入力部100に接続された端子の特性とは逆に出力端子280、290に接続し、前記太陽光モジュールの+極性/−極性とインバータ部500を正常に接続する。
【0068】
本発明の実施形態は、前述したように、太陽光モジュールに接続する切替装置を備え、接続極性に関係なく前記太陽光モジュールに正常に接続する太陽光インバータを提供することにより、作業者が太陽光モジュールと太陽光インバータの極性を誤結線しても、前記太陽光インバータの焼損を防止することができるので、前記太陽光インバータが正常な機能を行うことができる。
【0069】
前述した内容は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な変更及び変形が可能である。よって、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想を説明するためのものであり、本発明の技術思想を限定するものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲により定められ、それと同等の技術思想も本発明に含まれる。