特開 2024-147907 電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024147907

(43)【公開日】2024-10-17

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/155 20060101AFI20241009BHJP

【ＦＩ】

H02M3/155 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023060642

(22)【出願日】2023-04-04

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100168044

【弁理士】

【氏名又は名称】小淵 景太

(72)【発明者】

【氏名】山根 康嗣

(72)【発明者】

【氏名】川本 哲裕

【テーマコード（参考）】

5H730

【Ｆターム（参考）】

5H730AA14

5H730AS04

5H730AS05

5H730AS17

5H730BB13

5H730BB14

5H730DD04

5H730FD01

5H730FD11

5H730FD31

5H730FD41

5H730FF01

5H730VV01

(57)【要約】

【課題】不要な電力の消費をできるだけ抑制し、かつ、発電の機会損失を抑制できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置Ａ１において、一次側から入力される電力を変換して、二次側に出力する降圧コンバータ回路１と、降圧コンバータ回路１を制御する制御回路２とを備えた。制御回路２は、降圧コンバータ回路１の一次側電圧Ｖ１を監視する一次側電圧監視回路２２と、降圧コンバータ回路１を駆動する駆動制御回路２６と、一次側電圧監視回路２２以外の監視回路および駆動制御回路２６に電力が供給されるオン状態と供給されないオフ状態とで切り替えられるリレー２７とを備える。一次側電圧監視回路２２は、一次側電圧Ｖ１に基づいて、リレー２７の切り替えを行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一次側から入力される電力を変換して、二次側に出力する変換回路と、
前記変換回路を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記変換回路の一次側電圧を監視する一次側電圧監視回路と、
前記変換回路を駆動する駆動制御回路と、
前記一次側電圧監視回路以外の監視回路および前記駆動制御回路に電力が供給されるオン状態と供給されないオフ状態とで切り替えられる切替手段と、
を備え、
前記一次側電圧監視回路は、前記一次側電圧に基づいて、前記切替手段の切り替えを行う、
電力変換装置。

【請求項2】

前記一次側電圧監視回路は、前記一次側電圧が第１閾値以上になると、前記切替手段を前記オン状態に切り替える、
請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記一次側電圧監視回路は、前記一次側電圧が第２閾値以下になると、前記切替手段を前記オフ状態に切り替える、
請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記一次側電圧監視回路は、前記一次側電圧と、前記変換回路の二次側電圧との差電圧が第３閾値以下になると、前記切替手段を前記オフ状態に切り替える、
請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記変換回路は、降圧コンバータ回路である、
請求項１ないし４のいずれかに記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、太陽電池が生成した電力を所望の電力に変換する電力変換装置が知られている。特許文献１には、電力変換装置として系統連系インバータを備えた太陽光発電システムが開示されている。当該太陽光発電システムは、太陽電池が生成した直流出力を系統連系インバータにより交流電力に変換して、商用系統へ出力する。また、当該太陽光発電システムは、全日変換効率を高めるために、夜間の消費電力を減らす工夫を行っている。具体的には、当該太陽光発電システムは、太陽電池が発電を行わない夜間において、系統連系インバータなどへの供給電力を遮断することで、夜間の消費電力を減らしている。当該太陽光発電システムは、時刻測定手段によって計測された時刻に基づいて夜間の判定を行って、動作停止時刻から動作開始時刻までの間、供給電力を遮断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６－１９７４５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、あらかじめ決められた時刻によって夜間を判定する場合、季節によって、夜間の判定に誤差が生じるという問題がある。また、季節によって動作停止時刻および動作開始時刻を変更する場合でも、天候による日照の違いを反映できない。例えば、雨の日や曇りの日には、動作開始時刻を過ぎても、太陽電池が発電を行わない場合がある。この場合でも、動作開始時刻になると、系統連系インバータなどへ電力が供給されて消費される。また、動作停止時刻から動作開始時刻までの間、系統連系インバータなどへの供給電力を遮断して完全に機能を停止してしまうので、この間で太陽電池が発電可能になっても機能せず、発電の機会を損失してしまう。

【0005】

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、不要な電力の消費をできるだけ抑制し、かつ、発電の機会損失を抑制できる電力変換装置を提供することをその目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

【0007】

本発明の第１の側面によって提供される電力変換装置は、一次側から入力される電力を変換して、二次側に出力する変換回路と、前記変換回路を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記変換回路の一次側電圧を監視する一次側電圧監視回路と、前記変換回路を駆動する駆動制御回路と、前記一次側電圧監視回路以外の監視回路および前記駆動制御回路に電力が供給されるオン状態と供給されないオフ状態とで切り替えられる切替手段と、を備え、前記一次側電圧監視回路は、前記一次側電圧に基づいて、前記切替手段の切り替えを行う。

【0008】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記一次側電圧監視回路は、前記一次側電圧が第１閾値以上になると、前記切替手段を前記オン状態に切り替える。

【0009】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記一次側電圧監視回路は、前記一次側電圧が第２閾値以下になると、前記切替手段を前記オフ状態に切り替える。

【0010】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記一次側電圧監視回路は、前記一次側電圧と、前記変換回路の二次側電圧との差電圧が第３閾値以下になると、前記切替手段を前記オフ状態に切り替える。

【0011】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記変換回路は、降圧コンバータ回路である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によると、切替手段がオフ状態に切り替えられた場合は、一次側電圧監視回路以外へは電力が供給されないので、電力の消費が抑制される。また、一次側電圧監視回路は、一次側電圧に基づいて切替手段の切り替えを行う。したがって、季節、時間、および天候に関係なく、変換回路が稼働可能な状態のときに、切替手段をオン状態にできる。これにより、本発明に係る電力変換装置は、制御回路での不要な電力の消費をできるだけ抑制し、かつ、発電の機会損失を抑制できる。

【0013】

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態に係る電力変換装置の全体構成を示すブロック図である。

【図2】一次側電圧監視回路の内部回路の一例を示す回路図である。

【図3】一次側電圧監視回路が行う切替制御について説明するためのタイムチャートである。

【図4】一次側電圧監視回路が行う切替制御について説明するためのタイムチャートである。

【図5】第２実施形態に係る電力変換装置の全体構成を示すブロック図である。

【図6】第３実施形態に係る電力変換装置の全体構成を示すブロック図である。

【図7】第４実施形態に係る電力変換装置の全体構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

【0016】

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る電力変換装置Ａ１の全体構成を示すブロック図である。

【0017】

電力変換装置Ａ１は、太陽電池３が生成した電力を変換して、蓄電池４に出力する。電力変換装置Ａ１は、蓄電池４の充電を制御する。太陽電池３は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで、直流電力を生成する。太陽電池３は、生成した直流電力を、電力変換装置Ａ１に出力する。蓄電池４は、繰り返し充放電を行うことができる二次電池である。蓄電池４は、特に限定されないが、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、または鉛蓄電池などである。なお、蓄電池４は、二次電池ではなく、電気二重層コンデンサなどのコンデンサであってもよい。なお、蓄電池４は複数配置されてもよい。蓄電池４は、電力変換装置Ａ１から入力される直流電力によって充電され、また、蓄電されている電力を放電して、図示しない負荷に供給する。本実施形態では、電力変換装置Ａ１は、降圧コンバータ回路１および制御回路２を備えている。

【0018】

降圧コンバータ回路１は、太陽電池３と蓄電池４との間に、電気的に接続されている。降圧コンバータ回路１は、太陽電池３から入力される直流電力を降圧して、蓄電池４に出力する。降圧コンバータ回路１において、太陽電池３が接続されて電力が入力される側を「一次側」とし、蓄電池４が接続されて電力が出力される側を「二次側」とする。降圧コンバータ回路１は、いわゆる降圧チョッパであり、スイッチング素子ＳＷ、コンデンサＣ１，Ｃ２、ダイオードＤ、およびコイルＬを備えている。本実施形態では、スイッチング素子ＳＷは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。なお、スイッチング素子ＳＷは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor : 絶縁ゲート・バイポーラトランジスタ）、バイポーラトランジスタなどであってもよい。降圧コンバータ回路１において、スイッチング素子ＳＷのドレイン端子は、正極側の入力端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷのソース端子にはコイルＬの一方の端子が接続され、コイルＬの他方の端子は正極側の出力端子に接続されている。ダイオードＤは、カソード端子がスイッチング素子ＳＷとコイルＬとの接続点に接続され、アノード端子が負極側の入力端子および出力端子に接続されている。入力端子間には、コンデンサＣ１が並列接続され、出力端子間には、コンデンサＣ２が並列接続されている。なお、降圧コンバータ回路１の回路構成は限定されない。降圧コンバータ回路１は、制御回路２から入力される駆動信号に応じてスイッチング素子ＳＷをオンオフすることで、入力される電圧を降圧して出力する。

【0019】

制御回路２は、電力変換装置Ａ１を制御する。制御回路２は、降圧コンバータ回路１に駆動信号を出力して、降圧コンバータ回路１を駆動させる。夜間など、太陽電池３の出力電圧が低い場合、電力変換装置Ａ１は蓄電池４を充電できないので、制御回路２は、降圧コンバータ回路１の駆動を停止させる。このとき、制御回路２は、ほとんどの機能を停止することで、消費電力（待機電力）を抑制する。制御回路２は、一次側電圧監視回路２２、二次側電圧監視回路２４、電流監視回路２５、駆動制御回路２６、ＤＣＤＣ電源２１，２３、およびリレー２７を備えている。

【0020】

一次側電圧監視回路２２は、降圧コンバータ回路１の一次側電圧Ｖ１を監視する。また、一次側電圧監視回路２２は、一次側電圧Ｖ１に基づいて、リレー２７をオン状態とオフ状態とで切り替える切替制御を行う。切替制御の詳細については、後述する。

【0021】

ＤＣＤＣ電源２１は、一次側電圧監視回路２２に供給する電圧を生成する。ＤＣＤＣ電源２１は、入力端子対が降圧コンバータ回路１の入力端子対に導通接続されている。ＤＣＤＣ電源２１は、日中など、太陽電池３が出力する電圧（＝一次側電圧Ｖ１）が蓄電池４の電圧（＝二次側電圧Ｖ２）より大きい間は、太陽電池３から電力を供給される。一方、夜間など、二次側電圧Ｖ２が一次側電圧Ｖ１より大きい間は、電流がスイッチング素子ＳＷの還流ダイオードを流れることで、ＤＣＤＣ電源２１は、蓄電池４から電力を供給される。これにより、ＤＣＤＣ電源２１は、常時、電力を供給される。ＤＣＤＣ電源２１は、入力端子対から入力された電圧を所定の電圧Ｖｘ１（例えば２４Ｖ）に降圧して、一次側電圧監視回路２２に出力する。これにより、一次側電圧監視回路２２は、常時、電力を供給される。

【0022】

二次側電圧監視回路２４は、降圧コンバータ回路１の二次側電圧Ｖ２を監視する。電流監視回路２５は、降圧コンバータ回路１の入力電流および出力電流を監視する。なお、制御回路２は、その他の監視回路を備えてもよい。駆動制御回路２６は、降圧コンバータ回路１を駆動するための駆動信号を生成して、降圧コンバータ回路１のスイッチング素子ＳＷに出力する。

【0023】

ＤＣＤＣ電源２３は、二次側電圧監視回路２４、電流監視回路２５、および駆動制御回路２６に供給する電圧を生成する。本実施形態では、ＤＣＤＣ電源２３は、制御回路２の、一次側電圧監視回路２２以外のすべての回路に電圧を供給する。ＤＣＤＣ電源２３は、入力端子対が、リレー２７を介して、降圧コンバータ回路１の入力端子対に導通接続されている。ＤＣＤＣ電源２３は、入力端子対から入力された電圧を所定の電圧（例えば２４Ｖ）に降圧して、二次側電圧監視回路２４、電流監視回路２５、および駆動制御回路２６に出力する。

【0024】

リレー２７は、電磁接触器であり、一次側電圧監視回路２２からの信号により開閉される。リレー２７は、閉路されて、ＤＣＤＣ電源２３に電力が供給されるオン状態と、開路されて、ＤＣＤＣ電源２３に電力が供給されないオフ状態とで切り替えられる。これにより、二次側電圧監視回路２４、電流監視回路２５、および駆動制御回路２６は、リレー２７がオン状態の間は電力を供給されるが、リレー２７がオフ状態の間は電力を供給されない。

【0025】

次に、一次側電圧監視回路２２が行う切替制御について説明する。本実施形態では、一次側電圧監視回路２２は、一次側電圧Ｖ１が第１閾値Ｖ_ref1以上になると、リレー２７をオン状態に切り替える。また、一次側電圧監視回路２２は、一次側電圧Ｖ１が第２閾値Ｖ_ref2以下になると、リレー２７をオフ状態に切り替える。本実施形態では、第１閾値Ｖ_ref1は、第２閾値Ｖ_ref2より大きい。なお、第１閾値Ｖ_ref1と第２閾値Ｖ_ref2との関係は限定されず、第１閾値Ｖ_ref1が第２閾値Ｖ_ref2より小さくてもよいし、第１閾値Ｖ_ref1と第２閾値Ｖ_ref2とが同じ値であってもよい。

【0026】

図２は、一次側電圧監視回路２２の内部回路の一例を示す回路図である。比較器２２２は、一次側電圧Ｖ１と第１閾値Ｖ_ref1とを比較する。比較器２２２の非反転入力端子には、一次側電圧Ｖ１を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧が、絶縁アンプ２２１を介して入力される。比較器２２２の反転入力端子には、ＤＣＤＣ電源２１から供給される電圧Ｖｘ１（例えば２４Ｖ）を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧した、第１閾値Ｖ_ref1に対応する電圧が入力される。比較器２２２には電源として、電圧Ｖｘ１を降圧した電圧Ｖｘ２（例えば３．３Ｖ）が供給される。比較器２２２は、一次側電圧Ｖ１が第１閾値Ｖ_ref1以上の場合、ハイレベル信号を出力する。一方、比較器２２２は、一次側電圧Ｖ１が第１閾値Ｖ_ref1未満の場合、ローレベル信号を出力する。オンオフ制御部２２３は、論理回路が構成された集積回路である。オンオフ制御部２２３は、比較器２２２からの入力がローレベル信号からハイレベル信号に切り替わったときに、出力信号をローレベル信号からハイレベル信号に切り替える。また、オンオフ制御部２２３は、比較器２２２からの入力がハイレベル信号からローレベル信号に切り替わった後、一次側電圧Ｖ１が第２閾値Ｖ_ref2以下になったときに、出力信号をハイレベル信号からローレベル信号に切り替える。これにより、一次側電圧Ｖ１が第１閾値Ｖ_ref1をまたいで上下動した際の、チャタリングを防止できる。オンオフ制御部２２３の出力信号はリレー２７に出力される。リレー２７は、オンオフ制御部２２３の出力信号がハイレベル信号の場合、閉路されて、ＤＣＤＣ電源２３に電力が供給されるオン状態になり、出力信号がローレベル信号の場合、開路されて、ＤＣＤＣ電源２３に電力が供給されないオフ状態になる。なお、図２は一例であって、一次側電圧監視回路２２の内部回路の回路構成は限定されない。

【0027】

図３および図４は、一次側電圧監視回路２２が行う切替制御について説明するためのタイムチャートである。各図（ａ）は、一次側電圧Ｖ１の時間変化を示している。各図（ｂ）は、リレー２７の状態を示している。

【0028】

図３は、朝、太陽が出て日射が増加し、太陽電池３の出力電圧が上昇している状態を示している。図３に示すように、時刻ｔ１から太陽電池３の出力電圧が次第に上昇し、一次側電圧Ｖ１はこれに応じて上昇している。そして、時刻ｔ２において、一次側電圧Ｖ１が第１閾値Ｖ_ref1以上になったときに、リレー２７が閉路されてオン状態に切り替えられている。時刻ｔ２以降では、ＤＣＤＣ電源２３に電力が供給されることで、二次側電圧監視回路２４、電流監視回路２５、および駆動制御回路２６に電力が供給される。

【0029】

図４は、夕方、日射が減少して、太陽電池３の出力電圧が次第に下降し、一次側電圧Ｖ１がこれに応じて下降している状態を示している。図４に示すように、時刻ｔ３において、一次側電圧Ｖ１が第２閾値Ｖ_ref2以下になったときに、リレー２７が開路されてオフ状態に切り替えられている。時刻ｔ３以降では、ＤＣＤＣ電源２３に電力が供給されないので、二次側電圧監視回路２４、電流監視回路２５、および駆動制御回路２６に電力が供給されない。

【0030】

図４の時刻ｔ３以降、図３の時刻ｔ２（翌日）までの間が夜間とみなされて、リレー２７がオフ状態にされ、ＤＣＤＣ電源２３に電力が供給されない。これにより、太陽電池３の出力電圧が小さく、電力変換装置Ａ１が電圧変換動作を行わない期間において、二次側電圧監視回路２４、電流監視回路２５、および駆動制御回路２６に供給される電力が遮断される。これにより、二次側電圧監視回路２４、電流監視回路２５、および駆動制御回路２６での不要な電力の消費を抑制できる。

【0031】

次に、本実施形態に係る電力変換装置Ａ１の作用効果について説明する。

【0032】

本実施形態によると、リレー２７がオフ状態に切り替えられた場合は、一次側電圧監視回路２２以外へは電力が供給されないので、電力の消費が抑制される。また、一次側電圧監視回路２２は、常時、電力を供給され、一次側電圧Ｖ１に基づいてリレー２７の切り替えを行う。したがって、季節、時間、および天候に関係なく、降圧コンバータ回路１が稼働可能な状態のときに、リレー２７をオン状態にできる。これにより、電力変換装置Ａ１は、制御回路２での不要な電力の消費をできるだけ抑制し、かつ、発電の機会損失を抑制できる。このことは、蓄電池４の充電電力量が少ない状態でも、蓄電池４を長期間停止させることなく運用することに貢献する。

【0033】

本実施形態によると、一次側電圧監視回路２２は、一次側電圧Ｖ１が第１閾値Ｖ_ref1以上になると、リレー２７をオン状態に切り替える。したがって、第１閾値Ｖ_ref1を適切に設定することで、電力変換装置Ａ１は、降圧コンバータ回路１が稼働するときに、一次側電圧監視回路２２以外へも電力供給を行うことができる。また、一次側電圧監視回路２２は、一次側電圧Ｖ１が第２閾値Ｖ_ref2以下になると、リレー２７をオフ状態に切り替える。したがって、第２閾値Ｖ_ref2を適切に設定することで、降圧コンバータ回路１が稼働しない期間における、一次側電圧監視回路２２以外への電力供給を遮断できる。また、本実施形態によると、第１閾値Ｖ_ref1が第２閾値Ｖ_ref2より大きいので、電力変換装置Ａ１は、一次側電圧Ｖ１が第１閾値Ｖ_ref1をまたいで上下動した際の、チャタリングを防止できる。

【0034】

本実施形態によると、ＤＣＤＣ電源２１は、入力端子対が降圧コンバータ回路１の入力端子対に導通接続されている。ＤＣＤＣ電源２１は、常時、電力を供給されるので、一次側電圧監視回路２２に常時、電力を供給できる。

【0035】

なお、本実施形態では、ＤＣＤＣ電源２３への電力供給のオン状態とオフ状態とを切り替える切替手段として、リレー２７を用いた場合について説明したが、これに限られない。制御回路２は、リレー２７の代わりに、半導体スイッチなどの他の切替手段を備えてもよい。

【0036】

また、本実施形態では、ＤＣＤＣ電源２１の入力端子対が降圧コンバータ回路１の入力端子対に導通接続されている場合について説明したが、これに限られない。ＤＣＤＣ電源２１の入力端子対は、降圧コンバータ回路１の出力端子対に導通接続されてもよい。この場合でも、ＤＣＤＣ電源２１は常時、電力を供給されて、一次側電圧監視回路２２に常時、電力を供給できる。また、一次側電圧監視回路２２は、別の電源から電力を供給されてもよい。

【0037】

また、本実施形態では、一次側電圧監視回路２２が常時、電力を供給されて、切替制御を行う場合について説明したが、これに限られない。一次側電圧監視回路２２は、少なくとも切替制御が必要な期間だけ電力を供給されていればよい。例えば、一次側電圧監視回路２２は、一次側電圧Ｖ１が第１閾値Ｖ_ref1より小さい電圧以上のときに電力を供給されていればよい。

【0038】

〔第２実施形態〕
図５は、第２実施形態に係る電力変換装置Ａ２の全体構成を示すブロック図である。図５において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る電力変換装置Ａ２は、一次側電圧監視回路２２が一次側電圧Ｖ１と二次側電圧Ｖ２との差電圧ΔＶ（＝Ｖ１－Ｖ２）に基づいてリレー２７をオフ状態に切り替える点で、第１実施形態に係る電力変換装置Ａ１と異なる。

【0039】

本実施形態に係る一次側電圧監視回路２２は、第１実施形態と同様に、降圧コンバータ回路１の一次側電圧Ｖ１を監視し、また、一次側電圧Ｖ１に基づいて、リレー２７をオン状態とオフ状態とで切り替える切替制御を行う。本実施形態に係る切替制御は、リレー２７をオン状態に切り替える方法は第１実施形態の場合と同様であるが、リレー２７をオフ状態に切り替える方法が、第１実施形態の場合と異なる。本実施形態に係る一次側電圧監視回路２２は、一次側電圧Ｖ１と二次側電圧Ｖ２との差電圧ΔＶ（＝Ｖ１－Ｖ２）が第３閾値Ｖ_ref3以下になると、リレー２７をオフ状態に切り替える。本実施形態に係る一次側電圧監視回路２２の内部回路は、図２に示す回路図と同様であり、オンオフ制御部２２３に構成された論理回路が異なる。本実施形態に係るオンオフ制御部２２３は、比較器２２２からの入力がハイレベル信号からローレベル信号に切り替わった後、差電圧ΔＶが第３閾値Ｖ_ref3以下になったときに、出力信号をハイレベル信号からローレベル信号に切り替える。

【0040】

本実施形態においても、一次側電圧監視回路２２が常時、電力を供給され、一次側電圧Ｖ１に基づいてリレー２７の切り替えを行うので、電力変換装置Ａ２は、制御回路２での不要な電力の消費をできるだけ抑制し、かつ、発電の機会損失を抑制できる。また、電力変換装置Ａ２は、電力変換装置Ａ１と共通する構成により、電力変換装置Ａ１と同等の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、一次側電圧監視回路２２は、差電圧ΔＶに基づいてリレー２７をオフ状態に切り替える。したがって、電力変換装置Ａ２は、二次側電圧Ｖ２も考慮して、リレー２７をオフ状態に切り替えることができる。

【0041】

なお、第１および第２実施形態においては、一次側電圧監視回路２２は、一次側電圧Ｖ１が第１閾値Ｖ_ref1以上になったときにリレー２７をオン状態に切り替える場合について説明したが、これに限られない。一次側電圧監視回路２２は、差電圧ΔＶが第４閾値Ｖ_ref4以上になったときに、リレー２７をオン状態に切り替えてもよい。

【0042】

〔第３実施形態〕
図６は、第３実施形態に係る電力変換装置Ａ３の全体構成を示すブロック図である。図６において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る電力変換装置Ａ３は、降圧コンバータ回路１の代わりに、昇圧コンバータ回路５を備えている点で、第１実施形態に係る電力変換装置Ａ１と異なる。

【0043】

昇圧コンバータ回路５は、太陽電池３と蓄電池４との間に、電気的に接続されている。昇圧コンバータ回路５は、太陽電池３から入力される直流電力を昇圧して、蓄電池４に出力する。昇圧コンバータ回路５は、いわゆる昇圧チョッパであり、スイッチング素子ＳＷ、コンデンサＣ１，Ｃ２、ダイオードＤ、およびコイルＬを備えている。昇圧コンバータ回路５において、コイルＬは、一方の端子が正極側の入力端子に接続され、他方の端子がダイオードＤのアノード端子に接続されている。ダイオードＤのカソード端子は、正極側の出力端子に接続されている。つまり、正極側の入力端子と出力端との間で、コイルＬとダイオードＤと互いに直列に接続されている。スイッチング素子ＳＷのドレイン端子は、コイルＬとダイオードＤとの接続点に接続されている。スイッチング素子ＳＷのソース端子は、負極側の入力端子および出力端子に接続されている。入力端子間には、コンデンサＣ１が並列接続され、出力端子間には、コンデンサＣ２が並列接続されている。なお、昇圧コンバータ回路５の回路構成は限定されない。昇圧コンバータ回路５は、制御回路２から入力される駆動信号に応じてスイッチング素子ＳＷをオンオフすることで、入力される電圧を昇圧して出力する。

【0044】

本実施形態に係るＤＣＤＣ電源２１は、入力端子対が昇圧コンバータ回路５の出力端子対に導通接続されている。ＤＣＤＣ電源２１は、常時、蓄電池４から電力を供給される。また、ＤＣＤＣ電源２３は、入力端子対が、リレー２７を介して、昇圧コンバータ回路５の出力端子対に導通接続されている。

【0045】

本実施形態においても、一次側電圧監視回路２２が常時、電力を供給され、一次側電圧Ｖ１に基づいてリレー２７の切り替えを行うので、電力変換装置Ａ３は、制御回路２での不要な電力の消費をできるだけ抑制し、かつ、発電の機会損失を抑制できる。また、電力変換装置Ａ３は、電力変換装置Ａ１と共通する構成により、電力変換装置Ａ１と同等の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、ＤＣＤＣ電源２１は、入力端子対が昇圧コンバータ回路５の出力端子対に導通接続されている。ＤＣＤＣ電源２１は、常時、電力を供給されるので、一次側電圧監視回路２２に常時、電力を供給できる。

【0046】

なお、電力変換装置Ａ３は、昇圧コンバータ回路５の代わりに、昇降圧コンバータ回路を備えてもよい。

【0047】

〔第４実施形態〕
図７は、第４実施形態に係る電力変換装置Ａ４の全体構成を示すブロック図である。図７において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る電力変換装置Ａ４は、降圧コンバータ回路１の代わりに、インバータ回路６を備えている点で、第１実施形態に係る電力変換装置Ａ１と異なる。

【0048】

本実施形態に係る電力変換装置Ａ４は、太陽電池３が生成した電力を変換して、電力系統７に出力する。インバータ回路６は、太陽電池３と電力系統７との間に、電気的に接続されている。インバータ回路６は、太陽電池３から入力される直流電力を交流電力に変換して、電力系統７に出力する。インバータ回路６は、例えば２組４個のスイッチング素子を備えた単相インバータであり、各スイッチング素子のオンとオフとを切り替えることで、直流電力を交流電力に変換する。なお、インバータ回路６の構成は限定されない。

【0049】

本実施形態においても、一次側電圧監視回路２２が常時、電力を供給され、一次側電圧Ｖ１に基づいてリレー２７の切り替えを行うので、電力変換装置Ａ４は、制御回路２での不要な電力の消費をできるだけ抑制し、かつ、発電の機会損失を抑制できる。また、電力変換装置Ａ４は、電力変換装置Ａ１と共通する構成により、電力変換装置Ａ１と同等の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、電力変換装置Ａ４は、インバータ回路６を備えているので、太陽電池３から入力される直流電力を交流電力に変換して、電力系統７に出力できる。

【0050】

なお、電力変換装置Ａ４は、太陽電池３とインバータ回路６との間に、降圧コンバータ回路１、昇圧コンバータ回路５、または昇降圧コンバータ回路が配置されてもよい。

【0051】

本発明に係る電力変換装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る電力変換装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【符号の説明】

【0052】

Ａ１～Ａ４：電力変換装置、１：降圧コンバータ回路、５：昇圧コンバータ回路、６：インバータ回路、２：制御回路、２２：一次側電圧監視回路、２６：駆動制御回路、２７：リレー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】