特許 7397976 電力線通信に適用されるインタフェース回路、ストリング及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-05

(45)【発行日】2023-12-13

(54)【発明の名称】電力線通信に適用されるインタフェース回路、ストリング及びシステム

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/54 20060101AFI20231206BHJP

【ＦＩ】

H04B3/54

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022519498

(86)(22)【出願日】2020-05-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-30

(86)【国際出願番号】 CN2020091995

(87)【国際公開番号】W WO2021057054

(87)【国際公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-05-12

(31)【優先権主張番号】201910936910.3

(32)【優先日】2019-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】521531171

【氏名又は名称】ファーウェイ デジタル パワー テクノロジーズ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】シュウイ，ウエイ

(72)【発明者】

【氏名】リウ，ヤーン

【審査官】後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００７３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０１４８７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０３９１７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ３／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力線通信に適用されるシステムであって、
インバータ、複数のオプティマイザグループ、複数のキャパシタ、磁気リング、複数の電力線、及び信号線、
を有し、
前記複数のオプティマイザグループの各々が、１つ以上のオプティマイザを有し、各オプティマイザが、各太陽光発電モジュールに一対一の対応関係で接続され、且つ各太陽光発電モジュールによる直流出力を調節可能な直流に変換するように構成され、各オプティマイザグループが、前記複数の電力線のうちの１つを介して前記複数のキャパシタのうちの１つに直列に接続され、
前記複数のキャパシタのいずれか一端に接続された前記複数の電力線が前記磁気リングを通り抜け、
前記信号線が前記磁気リングを通り抜けて前記インバータに接続され、前記信号線、前記複数の電力線、前記磁気リング、及び前記複数のキャパシタが、電力線通信ＰＬＣ信号を伝送するように構成されている、
システム。

【請求項2】

前記複数のキャパシタのいずれか一端に接続された前記複数の電力線が前記磁気リングを通り抜けることは、
各オプティマイザグループの直流正極出力端に接続された各電力線が前記磁気リングを通り抜ける、
ことを有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記複数のキャパシタのいずれか一端に接続された前記複数の電力線が前記磁気リングを通り抜けることは、
各オプティマイザグループの直流負極出力端に接続された各電力線が前記磁気リングを通り抜ける、
ことを有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記複数のキャパシタのいずれか一端に接続された前記複数の電力線が前記磁気リングを通り抜けることは、
第１のオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線と、第２のオプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線とが、前記磁気リングを通り抜け、前記第１のオプティマイザグループ及び前記第２のオプティマイザグループは、前記複数のオプティマイザグループのうち２つの異なるオプティマイザグループである、
ことを有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

電力線通信に適用されるインタフェース回路であって、
複数のキャパシタ、磁気リング、複数の電力線、及び信号線、
を有し、
前記複数のキャパシタの両端にそれぞれ前記複数の電力線が接続され、各キャパシタの一端に接続された電力線ポートが第１のインタフェースを形成し、各キャパシタの他端に接続された電力線ポートが第２のインタフェースを形成し、
各キャパシタのいずれか一端に接続された前記電力線が前記磁気リングを通り抜け、
前記信号線が前記磁気リングを通り抜け、前記信号線の２つのポートがそれぞれ第３のインタフェース及び第４のインタフェースを形成し、
前記第１のインタフェース及び前記第２のインタフェースは、オプティマイザに接続するように構成され、
前記第３のインタフェース及び前記第４のインタフェースは、インバータに接続するように構成され、
当該インタフェース回路は、ＰＬＣ信号を伝送するように構成されている、
インタフェース回路。

【請求項6】

当該インタフェース回路は更に、
前記第３のインタフェースと前記第４のインタフェースとに接続されたインバータ、
を有する、請求項５に記載のインタフェース回路。

【請求項7】

請求項５に記載のインタフェース回路を有するストリングであって、当該ストリングは更に、
少なくとも１つのオプティマイザグループ、
を有し、
前記少なくとも１つのオプティマイザグループの各々が、複数の直列接続されたオプティマイザを有し、前記少なくとも１つのオプティマイザグループの両端がそれぞれ前記第１のインタフェース及び前記第２のインタフェースに接続される、
ストリング。

【請求項8】

当該ストリングは更に、
前記オプティマイザに接続された太陽光発電モジュールであり、前記オプティマイザが、当該太陽光発電モジュールによって出力される直流を調節可能な直流に変換するように構成されている、太陽光発電モジュール、
を有する、請求項７に記載のストリング。

【請求項9】

電力線通信に適用される装置であって、当該装置は、請求項８に記載のストリングを少なくとも１つ有し、当該装置は更に、
前記第３のインタフェースと前記第４のインタフェースとに接続されたインバータ、
を有する、装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この出願は、電力線通信技術の分野に関し、特に、電力線通信に適用されるインタフェース回路、ストリング、及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

太陽エネルギーの再生可能でクリーンな性質により、グリッド接続太陽光発電（photovoltaic，ＰＶ）技術が急速に発展している。例えばオプティマイザ（シャットダウン装置とも呼ばれる）、インバータ、ＰＶモジュール、及び電力線などのコンポーネントを含む太陽光発電システムは、高効率ＰＶグリッド接続ソリューションの１つである。

【0003】

図１は、現在の一般的な太陽光発電システムを示しており、そこでは、電力線を用いてインバータをオプティマイザに接続するとともに１つのオプティマイザを別の１つのオプティマイザに接続し（これら複数のオプティマイザが直列接続され、そして、インバータに接続される）、そして、電力線通信（Power Line Communication，ＰＬＣ）を用いることによって、インバータとオプティマイザ（例えば、図１におけるオプティマイザ１からオプティマイザｎ）の各々との間での情報転送（例えば、サービスクエリ情報、コマンド制御情報、及びこれらに類するものについてのインタラクション操作）が行われる。インバータを電力線通信のマスタとみなすことができ、オプティマイザを電力線通信のスレーブとみなすことができる。電力線通信は、電力線通信、搬送通信、又は略してＰＬＣ通信などとも称されることがある。それは、高圧送電線（通常、電力搬送分野において３５ｋＶ又はそれより高い電圧レベルを有する）、中圧送電線（１０ｋＶ電圧レベル）、又は低圧配電線（３８０／２２０Ｖ加入者線）を情報伝送媒体として用いることによって音声又はデータ伝送を行う特殊な通信モードである。

【0004】

換言すれば、ＰＬＣ通信は、基本的に、電力線に対してネットワーク信号（ＰＬＣ信号とも呼ばれる）を変調して、既存の電力線を用いてネットワークケーブルレイアウト問題を解決する一方式である。インバータは、カップリング装置を用いることによって、電力線にＰＬＣ信号を送信するとともに電力線からＰＬＣ信号を受信する必要がある。現在、カップリング装置は一般に直接キャパシタカップリング方式を用いており、直接キャパシタカップリング方式の主な実装原理は、インバータがＰＬＣ信号を変調し、そして、キャパシタを用いてＰＬＣ信号を電力線に直接送信するというものである。しかしながら、この直接キャパシタカップリング方式は、キャパシタ選択について厳しい要件を課す（例えば、電力線上のＰＬＣ信号のインピーダンス要件を満たす必要があり、また、ＰＬＣ信号減衰が激しすぎてはならない）。また、インバータに接続された２本の電力線間の最大電圧差が１５００Ｖに達し得るので、キャパシタ選択は更に、インバータの内部の変調回路への影響を低減させるために安全仕様の要件を満たす必要がある。

【発明の概要】

【0005】

この出願の実施形態は、電力線通信に適用されるインタフェース回路、ストリング、及びシステムを提供する。電力線通信に適用される当該インタフェース回路、ストリング、装置、及びシステムは、磁気リングカップリング方式で形成される。直流の正極と負極との間で、当該インタフェース回路に接続されたオプティマイザグループ上に生成される高電圧が、当該インタフェース回路に接続されたインバータの内部の変調回路に導入されることはなく、オプティマイザ上に生成されるＰＬＣ信号のみが電力線及び信号線を通ってインバータ内部の変調回路に入る（又はインバータ内部の変調回路上に生成されるＰＬＣ信号が信号線及び電力線を通ってオプティマイザに入る）。これは、例えばキャパシタなどのデバイスの仕様要件及び設計上の難しさを低減させ、安全性能を向上させる。

【0006】

これに鑑み、この出願の実施形態の第１態様によれば、電力線通信に適用されるシステムが提供され、具体的には、インバータ、少なくとも１つのオプティマイザグループ、少なくとも１つのキャパシタ、磁気リング、複数の電力線、及び信号線を含む。オプティマイザグループの数は、キャパシタの数と同じであってもよいし、異なってもよい。これは、ここで限定されることではない。留意すべきことには、上記少なくとも１つのオプティマイザグループの各々が、１つ以上のオプティマイザ及び１つ以上の太陽光発電モジュールを含み、各オプティマイザが、各太陽光発電モジュールに一対一の対応関係で接続され、且つ各太陽光発電モジュールによる直流出力を調節可能な直流に変換するように構成され、上記１つ以上のオプティマイザが、電力線を介して少なくとも１つのキャパシタに直列に接続される（例えば、オプティマイザグループの数がキャパシタの数と同じである場合、１つ以上のオプティマイザモジュールを含む各オプティマイザグループが各キャパシタに一対一の対応関係で直列に接続される）。そして、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜け、すなわち、各オプティマイザグループ内のオプティマイザが直列に接続された後に、該オプティマイザグループが、電力線を介して各キャパシタの両端に接続される。最後に、信号線が磁気リングを通り抜けてインバータに接続される。信号線、電力線、磁気リング、及びキャパシタは、インバータ及び／又は少なくとも１つのオプティマイザ上に生成されるＰＬＣ信号を伝送するように構成される。

【0007】

この出願の前述の実施形態では、磁気リングカップリング方式を用いることにより、直流の正極と負極との間でオプティマイザグループ上に生成される高電圧がインバータに導入されることはなく、オプティマイザ上に生成されるＰＬＣ信号のみが電力線及び信号線を通ってインバータに入る（又はインバータ内部で生成されるＰＬＣ信号が信号線及び電力線を通ってオプティマイザに入る）。従って、インバータ内部の変調回路の設計に、安全仕様、キャパシタンス値、及びこれらに類するものの要件が課されず、それにより、設計要求が低減され、安全性能が改善される。

【0008】

この出願の実施形態の第１の態様を参照するに、この出願の実施形態の第１の態様の第１の実装において、当該システム内の上記少なくとも１つのオプティマイザグループは具体的に、１つのオプティマイザグループを含み、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることは具体的に、該オプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることを含む。

【0009】

この出願の実施形態の第１の態様を参照するに、この出願の実施形態の第１の態様の第２の実装において、当該システム内の上記少なくとも１つのオプティマイザグループは具体的に、１つのオプティマイザグループを含み、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることは具体的に、該オプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることを含む。

【0010】

この出願の前述の実施形態では、当該システムは、１つのみのオプティマイザグループを含み、該オプティマイザグループの直流負極出力端又は直流正極出力端に接続された電力線が磁気リングを通り抜ける。この出願の前述の実施形態は、多様性にフィーチャして、１つのオプティマイザグループのみが存在する場合に電力線がどのように磁気リングを通り抜けるかを具体的に記述している。

【0011】

この出願の実施形態の第１の態様を参照するに、この出願の実施形態の第１の態様の第３の実装において、当該システム内の上記少なくとも１つのオプティマイザグループは具体的に、複数の（例えば、２つ以上の）オプティマイザグループを含み、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることは、各オプティマイザグループの直流出力端正極に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることを含む。

【0012】

この出願の実施形態の第１の態様を参照するに、この出願の実施形態の第１の態様の第４の実装において、当該システム内の上記少なくとも１つのオプティマイザグループは具体的に、複数の（例えば、２つ以上の）オプティマイザグループを含み、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることは、各オプティマイザグループの直流出力端負極に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることを含む。

【0013】

この出願の実施形態の第１の態様を参照するに、この出願の実施形態の第１の態様の第５の実装において、当該システム内の上記少なくとも１つのオプティマイザグループは具体的に、複数の（例えば、２つ以上の）オプティマイザグループを含み、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることは、第１のオプティマイザグループの直流出力端正極に接続された電力線と、第２のオプティマイザグループの直流負極に接続された電力線とが、磁気リングを通り抜けることを含み、第１のオプティマイザグループ及び第２のオプティマイザグループは、上記複数のオプティマイザグループのうち２つの異なるオプティマイザグループである。

【0014】

この出願の前述の実施形態において、当該システムは、複数の（例えば、２つ以上の）オプティマイザグループを含む。従って、それらオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線が全て磁気リングを通り抜けるか、あるいは、それらオプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線が全て磁気リングを通り抜けるか、あるいは、それらオプティマイザグループの直流負極出力端又は直流正極出力端に接続された電力線が混在した方式で磁気リングを通り抜けるかする。この出願の前述の実施形態は、柔軟性及び選択性にフィーチャして、複数のオプティマイザグループが存在する場合に電力線がどのように磁気リングを通り抜けるかを具体的に記述して、磁気リングの複数の通り抜け方を提供している。

【0015】

この出願の実施形態の第２の態様によれば、電力線通信に適用されるインタフェース回路が提供される。当該インタフェース回路は、少なくとも１つのキャパシタ、磁気リング、複数の電力線、及び信号線を含み得る。上記少なくとも１つのキャパシタの両端にそれぞれ電力線が接続される。各キャパシタの一端に接続された電力線ポートが第１のインタフェースを形成し、各キャパシタの他端に接続された電力線ポートが第２のインタフェースを形成する。第１のインタフェース及び第２のインタフェースは、オプティマイザに接続するように構成される。各キャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜ける。さらに、信号線も磁気リングを通り抜ける。信号線の２つのポートがそれぞれ第３のインタフェース及び第４のインタフェースを形成する。第３のインタフェース及び第４のインタフェースは、インバータに接続するように構成される。当該インタフェース回路は、オプティマイザ及び／又はインバータ上に生成されるＰＬＣ信号を伝送するように構成される。

【0016】

この出願の実施形態の第２の態様を参照するに、この出願の実施形態の第２の態様の第１の実装において、当該インタフェース回路は更に、第３のインタフェースと第４のインタフェースとに接続されたインバータを含む。

【0017】

この出願の前述の実施形態は、電力線通信に適用されるインタフェース回路を具体的に記述している。斯くして、直流の正極と負極との間で、当該インタフェース回路に接続されたオプティマイザグループ上に生成される高電圧が、当該インタフェース回路に接続されたインバータの内部の変調回路に導入されることはなく、オプティマイザ上に生成されるＰＬＣ信号のみが電力線及び信号線を通ってインバータ内部の変調回路に入る（又はインバータ内部の変調回路上に生成されるＰＬＣ信号が信号線及び電力線を通ってオプティマイザに入る）。これは、例えばキャパシタなどのデバイスの仕様要件及び設計上の難しさを低減させ、安全性能を向上させる。

【0018】

この出願の実施形態の第３の態様によれば、電力線通信に適用されるストリングが提供される。この出願の実施形態の第２の態様に従ったインタフェース回路に加えて、当該ストリングは更に、少なくとも１つのオプティマイザグループを含む。該少なくとも１つのオプティマイザグループの各々が、複数の直列接続されたオプティマイザを含み、各オプティマイザグループの両端が、それぞれ、前述のインタフェース回路の第１のインタフェース及び第２のインタフェースに接続される。

【0019】

この出願の実施形態の第３の態様を参照するに、この出願の実施形態の第３の態様の第１の実装において、当該ストリングは更に、各オプティマイザに接続された太陽光発電モジュールを含むことができ、該オプティマイザが、該太陽光発電モジュールによって出力される直流を調節可能な直流に変換するように構成される。

【0020】

この出願の前述の実装は、電力線通信に適用されるストリングを具体的に記述している。第１のインタフェース及び第２のインタフェースを用いることによって、ストリング内の各オプティマイザグループが、上の各キャパシタに一対一で接続される。斯くして、各オプティマイザグループ内のオプティマイザによって生成されるＰＬＣ信号を、電力線、信号線、磁気リング、及び対応するキャパシタを用いて伝送することができる。

【0021】

この出願の実施形態の第４の態様によれば、電力線通信に適用される装置が提供される。当該装置は、この出願の実施形態の第３の態様と第３の態様の第１の実装とのいずれかに従ったストリングを含む。加えて、当該装置は更にインバータを含み、該インバータが別個に第３のインタフェースと第４のインタフェースとに接続され得る。この場合、電力線、信号線、磁気リング、及び少なくとも１つのキャパシタが、インバータ及び／又はオプティマイザに生成されるＰＬＣ信号を伝送するように構成される。該キャパシタは信号チャネルとして存在する。

【0022】

この出願の前述の実施形態では、磁気リングカップリング方式を用いることにより、直流の正極と負極との間でオプティマイザグループ上に生成される高電圧がインバータに導入されることはなく、オプティマイザ上に生成されるＰＬＣ信号のみが電力線及び信号線を通ってインバータに入る（又はインバータ内部で生成されるＰＬＣ信号が信号線及び電力線を通ってオプティマイザに入る）。これは、例えばキャパシタなどのデバイスの仕様要件及び設計上の難しさを低減させ、安全性能を向上させる。

【0023】

この出願の実施形態の第４の態様を参照するに、この出願の実施形態の第４の態様の第１の実装において、当該装置内の上記少なくとも１つのオプティマイザグループは具体的に、１つのオプティマイザグループを含み、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることは具体的に、該オプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることを含む。

【0024】

この出願の実施形態の第４の態様を参照するに、この出願の実施形態の第４の態様の第２の実装において、当該装置内の上記少なくとも１つのオプティマイザグループは具体的に、１つのオプティマイザグループを含み、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることは具体的に、該オプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることを含む。

【0025】

この出願の前述の実施形態では、当該装置は、１つのみのオプティマイザグループを含み、該オプティマイザグループの直流負極出力端又は直流正極出力端に接続された電力線が磁気リングを通り抜ける。この出願の前述の実施形態は、多様性にフィーチャして、１つのオプティマイザグループのみが存在する場合に電力線がどのように磁気リングを通り抜けるかを具体的に記述している。

【0026】

この出願の実施形態の第４の態様を参照するに、この出願の実施形態の第４の態様の第３の実装において、当該装置内の上記少なくとも１つのオプティマイザグループは具体的に、複数の（例えば、２つ以上の）オプティマイザグループを含み、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることは、各オプティマイザグループの直流出力端正極に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることを含む。

【0027】

この出願の実施形態の第４の態様を参照するに、この出願の実施形態の第４の態様の第４の実装において、当該装置内の上記少なくとも１つのオプティマイザグループは具体的に、複数の（例えば、２つ以上の）オプティマイザグループを含み、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることは、上記複数のオプティマイザグループの各々の直流負極に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることを含む。

【0028】

この出願の実施形態の第４の態様を参照するに、この出願の実施形態の第４の態様の第５の実装において、当該装置内の上記少なくとも１つのオプティマイザグループは具体的に、複数の（例えば、２つ以上の）オプティマイザグループを含み、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けることは、第１のオプティマイザグループの直流出力端正極に接続された電力線と、第２のオプティマイザグループの直流負極に接続された電力線とが、磁気リングを通り抜けることを含み、第１のオプティマイザグループ及び第２のオプティマイザグループは、上記複数のオプティマイザグループのうち２つの異なるオプティマイザグループである。

【0029】

この出願の前述の実施形態において、当該装置は、複数の（例えば、２つ以上の）オプティマイザグループを含む。従って、それらオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線が全て磁気リングを通り抜けるか、あるいは、それらオプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線が全て磁気リングを通り抜けるか、あるいは、それらオプティマイザグループの直流負極出力端又は直流正極出力端に接続された電力線が混在した方式で磁気リングを通り抜けるかする。この出願の前述の実施形態は、柔軟性及び選択性にフィーチャして、複数のオプティマイザグループが存在する場合に電力線がどのように磁気リングを通り抜けるかを具体的に記述して、磁気リングの複数の通り抜け方を提供している。

【0030】

この出願の実施形態の第５の態様によれば、電力線通信に適用されるシステムが更に提供される。当該システムは具体的に、
インバータ、オプティマイザグループ、キャパシタ、磁気リング、複数の電力線、及び信号線を含む。磁気リングを通り抜ける信号線の両端がインバータに接続され、磁気リングを通り抜ける電力線の両端がそれぞれキャパシタ及びオプティマイザグループに接続される。磁気リング、信号線、電力線、及びキャパシタが、電力線通信ＰＬＣ信号を伝送するように構成される。オプティマイザグループは、１つのオプティマイザ又は複数の直列接続されたオプティマイザを含む。オプティマイザグループは、太陽光発電モジュールに接続して、該太陽光発電モジュールによって出力される直流の大きさを調節するように構成される。

【0031】

この出願の前述の実施形態では、磁気リングカップリング方式を用いることにより、直流の正極と負極との間でオプティマイザグループ上に生成される高電圧がインバータに導入されることはなく、オプティマイザ上に生成されるＰＬＣ信号のみが電力線及び信号線を通ってインバータに入る（又はインバータ内部で生成されるＰＬＣ信号が信号線及び電力線を通ってオプティマイザに入る）。これは、例えばキャパシタなどのデバイスの仕様要件及び設計上の難しさを低減させ、安全性能を向上させる。

【0032】

この出願の実施形態の第５の態様を参照するに、この出願の実施形態の第５の態様の第１の実装において、磁気リングを通り抜ける信号線の両端がインバータに接続され、磁気リングを通り抜ける電力線の両端がそれぞれキャパシタ及びオプティマイザグループに接続されることは、具体的に、第１の磁気リングを通り抜ける第１の信号線の両端がインバータに接続され、第１の磁気リングを通り抜ける第１の電力線の両端がそれぞれ第１のキャパシタ及び第１のオプティマイザグループに接続され、第２の磁気リングを通り抜ける第２の信号線の両端がインバータに接続され、第２の磁気リングを通り抜ける第２の電力線の両端がそれぞれ第２のキャパシタ及び第２のオプティマイザグループに接続されることを含む。

【0033】

この出願の前述の実施形態は、複数の磁気リングが存在する場合に、柔軟性にフィーチャして、オプティマイザグループと、キャパシタと、該複数の磁気リングとの間の特定の接続関係を具体的に記述している。

【0034】

この出願の実施形態の第５の態様を参照するに、この出願の実施形態の第５の態様の第２の実装において、磁気リングを通り抜ける信号線の両端がインバータに接続され、磁気リングを通り抜ける電力線の両端がそれぞれキャパシタ及びオプティマイザグループに接続されることは、具体的に、磁気リングを通り抜ける信号線の両端がインバータに接続され、磁気リングを通り抜ける第１の電力線の両端がそれぞれ第１のキャパシタ及び第１のオプティマイザグループに接続され、磁気リングを通り抜ける第２の電力線の両端がそれぞれ第２のキャパシタ及び第２のオプティマイザグループに接続されることを含む。

【0035】

この出願の前述の実施形態は、１つの磁気リングが存在する場合に、柔軟性にフィーチャして、オプティマイザグループと、キャパシタと、該磁気リングとの間の特定の接続関係を具体的に記述している。

【0036】

この出願の実施形態の第５の態様の第２の実装を参照するに、この出願の実施形態の第５の態様の第３の実装において、磁気リングを通り抜ける第１の電力線の両端がそれぞれ第１のキャパシタ及び第１のオプティマイザグループに接続され、磁気リングを通り抜ける第２の電力線の両端がそれぞれ第２のキャパシタ及び第２のオプティマイザグループに接続されることは、具体的に、第１の電力線が、直流を出力する第１のオプティマイザグループの正極に接続され、第２の電力線が、直流を出力する第２のオプティマイザグループの負極に接続されることを含む。

【0037】

この出願の前述の実施形態は、複数のオプティマイザグループが存在する場合に、柔軟性にフィーチャして、キャパシタと該複数のオプティマイザグループとの間の特定の接続方式を具体的に記述している。

【0038】

この出願の実施形態の第５の態様の第２の実装を参照するに、この出願の実施形態の第５の態様の第４の実装において、磁気リングを通り抜ける第１の電力線の両端がそれぞれ第１のキャパシタ及び第１のオプティマイザグループに接続され、磁気リングを通り抜ける第２の電力線の両端がそれぞれ第２のキャパシタ及び第２のオプティマイザグループに接続されることは、具体的に、第１の電力線が、直流を出力する第１のオプティマイザグループの正極に接続され、且つ第２の電力線が、直流を出力する第２のオプティマイザグループの正極に接続されること、又は、第１の電力線が、直流を出力する第１のオプティマイザグループの負極に接続され、且つ第２の電力線が、直流を出力する第２のオプティマイザグループの負極に接続されること、を含む。

【0039】

この出願の前述の実施形態は、複数のオプティマイザグループが存在する場合に、選択性にフィーチャして、キャパシタと該複数のオプティマイザグループとの間の別の特定の接続方式を具体的に記述している。

【0040】

この出願の実施形態の第６の態様によれば、電力線通信に適用されるインタフェース回路が提供される。当該インタフェース回路は具体的に、磁気リング、信号線、複数の電力線、及びキャパシタを含み得る。キャパシタの一端に接続された第１の電力線のポートが第１のインタフェースを形成し、キャパシタの他端に接続された第２の電力線のポートが第２のインタフェースを形成する。第１の電力線又は第２の電力線が磁気リングを通り抜ける。磁気リングを通り抜ける信号線の両端がそれぞれ第３のインタフェース及び第４のインタフェースを形成する。第１のインタフェース及び第２のインタフェースは、オプティマイザに接続するように構成される。第３のインタフェース及び第４のインタフェースは、インバータに接続するように構成される。当該インタフェース回路は、ＰＬＣ信号を伝送するように構成される。

【0041】

この出願の前述の実施形態は、電力線通信に適用されるインタフェース回路を具体的に記述している。斯くして、直流の正極と負極との間で、当該インタフェース回路に接続されたオプティマイザグループ上に生成される高電圧が、当該インタフェース回路に接続されたインバータの内部の変調回路に導入されることはなく、オプティマイザ上に生成されるＰＬＣ信号のみが電力線及び信号線を通ってインバータ内部の変調回路に入る（又はインバータ内部の変調回路上に生成されるＰＬＣ信号が信号線及び電力線を通ってオプティマイザに入る）。これは、例えばキャパシタなどのデバイスの仕様要件及び設計上の難しさを低減させ、安全性能を向上させる。

【0042】

この出願の実施形態の第７の態様によれば、電力線通信に適用されるインバータが更に提供される。当該インバータは具体的に、磁気リング、信号線、複数の電力線、及びキャパシタを含み得る。キャパシタの一端に接続された電力線ポートが第１のインタフェースを形成し、キャパシタの他端に接続された電力線ポートが第２のインタフェースを形成する。第１のインタフェース及び第２のインタフェースは、オプティマイザに接続するように構成される。インタフェース回路は、ＰＬＣ信号を伝送するように構成される。

【0043】

この出願の実施形態の第８の態様によれば、電力線通信に適用されるストリングが更に提供される。この出願の実施形態の第６の態様に従ったインタフェース回路に加えて、当該ストリングは更にオプティマイザグループを含む。該オプティマイザグループは、１つのオプティマイザ又は複数の直列接続されたオプティマイザを含み、該オプティマイザグループの両端が、それぞれ、前述のインタフェース回路の第１のインタフェース及び第２のインタフェースに接続される。

【0044】

この出願の実施形態の第８の態様を参照するに、この出願の実施形態の第８の態様の第１の実装において、当該ストリングは更に、各オプティマイザに接続された太陽光発電モジュールを含むことができ、該オプティマイザが、該太陽光発電モジュールによって出力される直流の大きさを調節するように構成される。

【0045】

この出願の前述の実装は、電力線通信に適用されるストリングを具体的に記述している。第１のインタフェース及び第２のインタフェースを用いることによって、ストリング内の各オプティマイザグループが、上の各キャパシタに一対一で接続される。斯くして、各オプティマイザグループ内のオプティマイザによって生成されるＰＬＣ信号を、電力線、信号線、磁気リング、及び対応するキャパシタを用いて伝送することができる。

【0046】

この出願の実施形態の第９の態様によれば、電力線通信に適用される装置が更に提供される。当該装置は、この出願の実施形態の第８の態様と第８の態様の第１の実装とのいずれかに従ったストリングを含む。加えて、当該装置は更にインバータを含み、該インバータが別個に第３のインタフェースと第４のインタフェースとに接続され得る。この場合、電力線、信号線、磁気リング、及びキャパシタが、インバータ及び／又はオプティマイザに生成されるＰＬＣ信号を伝送するように構成される。該キャパシタは信号チャネルとして存在する。

【0047】

前述の技術的ソリューションから学び得ることには、この出願の実施形態で提供される電力線通信に適用されるインタフェース回路は、少なくとも１つのキャパシタ、磁気リング、複数の電力線、及び信号線を含む。上記少なくとも１つのキャパシタの両端にそれぞれ電力線が接続される。上記少なくとも１つのキャパシタの一端に接続された電力線ポートが第１のインタフェースを形成し、上記少なくとも１つのキャパシタの他端に接続された電力線ポートが第２のインタフェースを形成する。例えば、１つのキャパシタ（Ｃ１と称する）が存在する場合、キャパシタＣ１の両端にそれぞれ電力線が接続される。一端の電力線のインタフェースが第１のインタフェースであり、他端の電力線のインタフェースが第２のインタフェースである。他の一例で、３つのキャパシタ（Ｃ２、Ｃ３、及びＣ４と称する）が存在する場合、これら３つのキャパシタの両端にそれぞれ電力線が接続される。Ｃ２、Ｃ３、及びＣ４の一端にそれぞれ接続された電力線のインタフェースを各々、第１のインタフェースと称することができ、Ｃ２、Ｃ３、及びＣ４の他端にそれぞれ接続された電力線のインタフェースを各々、第２のインタフェースと称することができる。さらに、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜ける。同様に、信号線も磁気リングを通り抜ける。信号線の２つのポートがそれぞれ第３のインタフェース及び第４のインタフェースを形成する。当該インタフェース回路は電力線通信に適用される。第１のインタフェース及び第２のインタフェースは更に、オプティマイザグループに接続され得る（オプティマイザグループ内のオプティマイザは太陽光発電モジュールに接続される）。第３のインタフェース及び第４のインタフェースを更にインバータに接続して、電力線、信号線、磁気リング、及び上記少なくとも１つのキャパシタが、オプティマイザ及び／又はインバータ上に生成されるＰＬＣ信号を伝送するように構成され得るようにすることができる。この出願の前述の実施形態では、電力線通信に適用されるインタフェース回路が、磁気リングカップリング方式で形成される。直流の正極と負極との間で、インタフェース回路に接続されたオプティマイザグループ上に生成される高電圧が、インタフェース回路に接続されたインバータの内部の変調回路に導入されることはなく、オプティマイザ上に生成されるＰＬＣ信号のみが電力線及び信号線を通ってインバータ内部の変調回路に入る（又はインバータ内部の変調回路上に生成されるＰＬＣ信号が信号線及び電力線を通ってオプティマイザに入る）。これは、例えばキャパシタなどのデバイスの仕様要件及び設計上の難しさを低減させ、安全性能を向上させる。さらに、１つの磁気リングのみを使用するので、太陽光発電システム全体のコストが更に低減される。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】現在の一般的な太陽光発電システムの概略図である。

【図2】太陽光発電システムで一般的に使用されている、ＰＬＣ信号を伝送するのに用いられる直接キャパシタカップリング方式の概略図である。

【図3】この出願の一実施形態に従った電力線通信に適用されるシステムの概略図である。

【図4】この出願の一実施形態に従った電力線通信に適用されるシステムの他の概略図である。

【図5】この出願の一実施形態に従った電力線通信に適用されるシステムの他の概略図である。

【図6】この出願の一実施形態に従った電力線通信に適用されるシステムの他の概略図である。

【図7】この出願の一実施形態に従った電力線通信に適用されるシステムの他の概略図である。

【図8】この出願の一実施形態に従った電力線通信に適用されるインタフェース回路の概略図である。

【図9】この出願の一実施形態に従った電力線通信に適用されるインタフェース回路の他の概略図である。

【図10】この出願の一実施形態に従った電力線通信に適用されるインタフェース回路の他の概略図である。

【図11】この出願の一実施形態に従った電力線通信に適用されるストリングの概略図である。

【図12】この出願の一実施形態に従った電力線通信に適用されるストリングの他の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0049】

この出願の実施形態は、電力線通信に適用されるインタフェース回路、ストリング、及びシステムを提供する。電力線通信に適用される当該インタフェース回路は、磁気リングカップリング方式で形成される。斯くして、直流の正極と負極との間で、当該インタフェース回路に接続されたオプティマイザグループ上に生成される高電圧が、当該インタフェース回路に接続されたインバータの内部の変調回路に導入されることはなく、オプティマイザ上に生成されるＰＬＣ信号のみが電力線及び信号線を通ってインバータ内部の変調回路に入る（又はインバータ内部の変調回路上に生成されるＰＬＣ信号が信号線及び電力線を通ってオプティマイザに入る）。これは、例えばキャパシタなどのデバイスの仕様要件及び設計上の難しさを低減させ、安全性能を向上させる。さらに、１つの磁気リングのみを使用するので、太陽光発電システム全体のコストが更に低減される。

【0050】

実施形態を説明する前に、先ず、この出願の実施形態に現れ得る概念を説明する。理解されるべきことには、関係する概念の説明は、この出願の実施形態の具体的状況によって限られ得るが、これは、この出願がそれらの具体的状況のみに限定されることを意味するものではなく、異なる実施形態の具体的状況は異なることができる。これは、ここで特に限定されることではない。

【0051】

太陽光発電システムは、例えばオプティマイザ（シャットダウン装置とも呼ばれる）、インバータ、ＰＶモジュール、及び電力線などのコンポーネントを含む。ＰＶモジュールは、コアコンポーネントであり、太陽エネルギーを電気エネルギー（これは通常は直流である）に変換するためのシステムである。ＰＶモジュールに対する光放射の影響は比較的大きいので、光放射が強くて放射時間が長いとき（例えば、夏季）、変換により得られる直流電流は相対的に大きく、逆に、光放射が弱くて放射時間が短いとき（例えば、曇りの日）には、変換により得られる直流は相対的に小さい。例えば、遮る物体によってＰＶモジュールが覆われているとき、ＰＶモジュールの電気エネルギー収率が著しく低下する。また、ＰＶモジュールが直列接続された後に電力線上に生成される電圧は非常に高いので、火災又は他の危険の場合に、人の安全を守るため、ＰＶモジュールが直列接続された後に生成される電圧を下げる方法が存在することを必要とする。前述の説明に基づき、オプティマイザが登場する。オプティマイザは、シャットダウン装置とも呼ばれ、ＰＶモジュールによって生成される直流を調節可能な直流へと変換する（すなわち、ＰＶモジュールによって出力される直流に対して直流－直流変換を行って、調節可能な電圧及び電流を持つ直流を出力する）ための装置である。オプティマイザは、ＰＶモジュールによって生成される直流を動的に制御するように構成される。例えば、ＰＶモジュールが覆われているとき、複数の直列接続されたＰＶモジュールのうち、あるＰＶモジュール（すなわち、覆われたＰＶモジュール）は不安定な出力電力を有する。オプティマイザがない場合、直列接続されたＰＶモジュールの電力線上の電流値は、覆われたＰＶモジュールによって出力される電流値（すなわち、最小の電流値）まで減少し、資源の無駄を生じる。オプティマイザの機能は、各ＰＶモジュールの出力電力をバランスさせ、電力線上の全体的な出力電力が安定であるようにすることである。さらに、オプティマイザは、可能性ある安全上の危険を減らすために、緊急時に、対応して接続されたＰＶモジュールの出力を遮断し得る。インバータは、直流－交流電源であり、すなわち、オプティマイザによって出力される調節可能直流出力を交流へと変換する。インバータとオプティマイザは電力線を介して接続され、電力線を用いて、サービスクエリ情報、コマンド制御情報、及びこれらに類するものについてのインタラクション操作を含め、情報転送が行われる。

【0052】

加えて、太陽光発電システムにおいて現在一般的に使用されている電力線通信方式（すなわち、直接キャパシタカップリング方式）を更に説明する。直接キャパシタカップリング方式の主な実装原理は、インバータがＰＬＣ信号を変調し、そして、キャパシタを用いてＰＬＣ信号を電力線に直接送信するというものである。具体的には、図２に示すように（図２にはＰＶモジュールは示していない）、少なくとも１つのオプティマイザ（例えば、１つのオプティマイザ又は２つ以上のオプティマイザが存在することができ、これはここで限定されることではない）を直列接続することによって形成されるオプティマイザグループ１１が、別個に、電力線を介して２つのキャパシタＣ１１及びＣ１２（ＰＬＣ信号は差動信号であるため、一部の実装ではキャパシタＣ１１又はＣ１２の一方のみが存在してもよい）の一端に接続され、Ｃ１１及びＣ１２の他端がインバータ内部の変調回路に接続される。なお、オプティマイザグループ１１と同様の複数の他のオプティマイザグループ（図２におけるオプティマイザグループ１２、…、及びオプティマイザグループ１ｎ）をインバータの変調回路に接続して、複数のオプティマイザグループに対するインバータの制御を実装してもよい。しかしながら、この直接キャパシタカップリング方式は、キャパシタ選択について厳しい要件を課す（例えば、電力線上のＰＬＣ信号のインピーダンス要件を満たす必要があり、また、ＰＬＣ信号減衰が激しすぎてはならない）。また、インバータに接続された２本の電力線間の最大電圧差が１５００Ｖに達し得るので、このキャパシタカップリング方式は更に、高い直流電圧をインバータの変調回路（変調回路はＰＬＣ信号を送信するように構成される）に導入する。従って、インバータの変調回路のケーブルレイアウト方式及びコンポーネント選択に対して、より高い要件が課され、インバータ内部の変調回路のコストが増加する。複数の信号（図２におけるオプティマイザグループ１１、オプティマイザグループ１２、…、及びオプティマイザグループ１ｎ）に対してカップリングが必要とされる場合、カップリングに用いられる複数のキャパシタ（図２に示すキャパシタＣ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ２２、…、Ｃｎ１、及びＣｎ２）が更に必要となり、コストが更に増加する。

【0053】

これに基づき、キャパシタカップリング方式によって生じる前述の問題を解決するため、この出願の一実施形態は、先ず、電力線通信に適用されるシステムを提供する。当該システムは、インバータ、少なくとも１つのオプティマイザグループ、少なくとも１つのキャパシタ、磁気リング、複数の電力線、及び信号線を含む。オプティマイザグループの数は、キャパシタの数と同じであってもよいし、異なってもよい。留意すべきことには、上記少なくとも１つのオプティマイザグループの各々が、１つ以上のオプティマイザ及び１つ以上の太陽光発電モジュールを含み、各オプティマイザが、各太陽光発電モジュールに一対一の対応関係で接続され、且つ各太陽光発電モジュールによる直流出力を調節可能な直流に変換するように構成され、上記１つ以上のオプティマイザが、電力線を介して少なくとも１つのキャパシタに直列に接続される（例えば、オプティマイザグループの数がキャパシタの数と同じである場合、１つ以上のオプティマイザモジュールを含む各オプティマイザグループが各キャパシタに一対一の対応関係で直列に接続される）。そして、上記少なくとも１つのキャパシタのいずれか一端に接続された電力線が磁気リングを通り抜け、すなわち、各オプティマイザグループ内のオプティマイザが直列に接続された後に、該オプティマイザグループが、電力線を介して各キャパシタの両端に接続される。最後に、信号線が磁気リングを通り抜けてインバータに接続される。信号線、電力線、磁気リング、及びキャパシタは、インバータ及び／又は少なくとも１つのオプティマイザ上に生成されるＰＬＣ信号を伝送するように構成される。

【0054】

この出願のこの実施形態では、１つ以上のオプティマイザグループが存在し得るので、１つ以上の対応するキャパシタが存在し得る。以下、様々なケースを別々に説明する。

【0055】

ケース１：システムが、１つのオプティマイザグループと、１つのキャパシタとを含む。

【0056】

図３に示すように、システムが１つのみのオプティマイザグループＡ（オプティマイザグループＡは少なくとも１つのオプティマイザを含み、各オプティマイザが１つのＰＶモジュールに対応して接続される；図３にはＰＶモジュールを示していない）を含む場合、キャパシタＣ３１の両端へのオプティマイザグループＡの接続を受けて電圧が生成される。図３では、オプティマイザグループＡの直流正極出力端に接続された電力線を実線で表し、オプティマイザグループＡの直流負極出力端に接続された電力線を破線で表している。このケースでは、オプティマイザグループＡの直流正極出力端に接続された電力線（すなわち、実線）が磁気リングを通り抜けることができ、これは、図３に示したケースである。確かなことには、オプティマイザグループＡの直流負極出力端に接続された電力線（すなわち、破線）が磁気リングを通り抜けてもよい。これは、ここで限定されることではない。

【0057】

ケース２：システムが、少なくとも２つのオプティマイザグループと、少なくとも２つのキャパシタとを含む。

【0058】

図４に示すように、システムが複数のオプティマイザグループ（２つ以上のオプティマイザグループであり、各オプティマイザグループが少なくとも１つのオプティマイザを含み、各オプティマイザグループが１つのＰＶモジュールに対応して接続される；図４にはＰＶモジュールを示していない）を含む場合、各オプティマイザグループが、図３におけるものと同様の接続方式で接続されてからインバータに接続され得る。具体的には、図４に示すように、各オプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線が各磁気リングを通り抜ける。実際には、代わりに、各オプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線が各磁気リングを通り抜けてもよい。詳細をここで説明することはしない。

【0059】

また、図４における方式に加えて、システムが少なくとも２つのオプティマイザグループと少なくとも２つのキャパシタとを含むケースは、代わりに図５に示され得る。図５に示すシステムが少なくとも２つのオプティマイザグループを含むとき（各オプティマイザグループが少なくとも１つのオプティマイザを含み、各オプティマイザが１つのＰＶモジュールに対応して接続される；図５にはＰＶモジュールを示していない）、各オプティマイザグループに接続された対応するキャパシタの両端に電圧が生成される。図５では、各オプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線を実線で表し、各オプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線を破線で表している。このケースでは、各オプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線（すなわち、実線）が磁気リングを通り抜けることができ、これは、図５に示したケースである。少なくとも２つのオプティマイザグループが含まれる図５のこのケースは、複数のオプティマイザグループの電力線にＰＬＣ信号をカップリングすることを可能にする。しかしながら、このカップリング方式は、磁気リングに対して貫通電流（through-current）要件を課し、すなわち、複数のオプティマイザグループ上の電流の和の影響が磁気リングの飽和を引き起こさないことが要求される。

【0060】

留意すべきことには、この出願の一部の実装では、代わりに、各オプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線が磁気リングを通り抜けてもよい。図６に示すように、各オプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線（すなわち、破線）が磁気リングを通り抜ける。

【0061】

更に留意すべきことには、この出願の一部の実装では、代わりに、第１のオプティマイザグループの直流出力端正極に接続された電力線と、第２のオプティマイザグループの直流負極に接続された電力線とが、磁気リングを通り抜けてもよい。第１のオプティマイザグループ及び第２のオプティマイザグループは、複数のオプティマイザグループのうちの２つの異なるオプティマイザグループである。図７（３つのオプティマイザグループを示している）に示すように、１つのオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線（すなわち、実線）が磁気リングを通り抜け、さらに、２つのオプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線（すなわち、破線）が磁気リングを通り抜ける。この出願の一部の実装では、代わりに、磁気リングを通り抜ける電力線が、あるオプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線と、あるオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線とを含むのであれば、２つのオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線（すなわち、実線）が磁気リングを通り抜けてもよく、さらに、１つのオプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線（すなわち、破線）が磁気リングを通り抜ける。これは、ここで特に限定されることではない。

【0062】

あるオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線又は／及びあるオプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線が混在した方式で磁気リングを通り抜けるものである前述の方式は、磁気リングに対する貫通電流要件を減ずることができる。磁気リングの貫通電流への影響は、主に、電流のバイアスによって引き起こされる磁気リングの激しい透磁率減衰に由来する。例えば、システム内の６つのオプティマイザグループをインバータに接続する必要があると仮定すると、オプティマイザグループ１、２、及び３の直流正極出力端に接続された電力線と、オプティマイザグループ４、５、及び６の直流負極出力端に接続された電力線とが共に磁気リングを通り抜けるとし得る。オプティマイザグループ１、２、及び３の直流正極出力端に接続された電力線上の電流と、オプティマイザグループ４、５、及び６の直流負極出力端に接続された電力線上の電流は、逆の方向を持ち、これらの電流によってそれぞれ生成される磁束も逆の方向を持つので、磁束を重ね合わすとそれらが互いに打ち消し合い、それにより、磁気リングへのバイアスの影響が大幅に低減される。

【0063】

また、この出願の一実施形態は更にインタフェース回路を提供する。当該インタフェース回路は電力線通信に適用される。当該インタフェース回路は、少なくとも１つのキャパシタ、磁気リング、複数の電力線、及び信号線を含み得る。当該インタフェース回路は、異なる数のキャパシタを含み得るので、以下、幾つかのケースを別々に説明する。

【0064】

１． インタフェース回路が、１つのキャパシタ、磁気リング、電力線、及び信号線を含む。

【0065】

インタフェース回路が１つのキャパシタＣ３１のみを含む場合、キャパシタＣ３１と磁気リング、電力線、及び信号線との間の接続の概略図を図８に示す。キャパシタＣ３１の両端にそれぞれ電力線が接続される。キャパシタＣ３１の一端に接続された電力線ポートが第１のインタフェースＰ１を形成し、キャパシタＣ３１の他端に接続された電力線ポートが第２のインタフェースＰ２を形成する。キャパシタＣ３１のいずれか一端に接続された電力線（図８には、第１のインタフェースＰ１を形成する電力線を示している）が磁気リングを通り抜ける。さらに、信号線も磁気リングを通り抜ける。信号線の一方のポートが第３のインタフェースＰ３を形成し、信号線の他方のポートが第４のインタフェースＰ４を形成する。

【0066】

２． インタフェース回路が、少なくとも２つのキャパシタ、磁気リング、電力線、及び信号線を含む。

【0067】

インタフェース回路が少なくとも２つのキャパシタを含み、３つのキャパシタ（それぞれ、Ｃ４１、Ｃ４２、及びＣ４３）を有する一例を説明のために用いる場合、それら３つのキャパシタと磁気リング、電力線、及び信号線との間の接続の概略図を図９に示す。キャパシタＣ４１、Ｃ４２、及びＣ４３の各々の両端に、電力線の各々が別々に接続される。キャパシタＣ４１、Ｃ４２、及びＣ４３の一端に接続された電力線ポートが３つの第１のインタフェースを形成し、これら３つの第１のインタフェースを、それぞれ、Ｐ１１、Ｐ１２、及びＰ１３と称し得る。キャパシタＣ４１、Ｃ４２、及びＣ４３の他端に接続された電力線ポートが３つの第２のインタフェースを形成し、これら３つの第２のインタフェースを、それぞれ、Ｐ２１、Ｐ２２、及びＰ２３と称し得る。キャパシタＣ４１、Ｃ４２、及びＣ４３のいずれか一端に接続された電力線（図９には、３つの第１のインタフェースＰ１１、Ｐ１２、及びＰ１３を形成する電力線を示している）が磁気リングを通り抜ける。さらに、信号線も磁気リングを通り抜ける。信号線の一方のポートが第３のインタフェースＰ３１を形成し、信号線の他方のポートが第４のインタフェースＰ４１を形成する。

【0068】

留意すべきことには、この出願の一部の実装において、インタフェース回路は更にインバータを含むことができ、該インバータは、第３のインタフェース及び第４のインタフェースを用いることによって磁気リングに接続される。従って、インバータ上に生成されるＰＬＣ信号を、インタフェース回路の電力線、磁気リング、及び少なくとも１つのキャパシタを用いて伝送することができる。理解を容易にするために、図１０を説明のための例として用いる。図１０に示すインタフェース回路が１つのキャパシタを含むケースは、図８に示すインタフェース回路に基づいて、第３のインタフェースＰ３と第４のインタフェースＰ４とがインバータ内部の変調回路に接続される。斯くして、インバータ内部の変調回路によって生成されたＰＬＣ信号を、信号線及び磁気リングを用いて電力線にカップリングさせることができる。同様に、図９に示すインタフェース回路を基礎として用いる場合にも、同様のやり方でインタフェース回路の第３のインタフェースＰ３１と第４のインタフェースＰ４１とがインバータ内部の変調回路に接続される。詳細をここで説明することはしない。

【0069】

電力線通信に適用されるインタフェース回路に加えて、この出願の一実施形態は更にストリングを提供する。当該ストリングも電力線通信に適用され、当該ストリングは、図８及び図９のいずれかに従ったインタフェース回路を含み得る。加えて、当該ストリングは更に、少なくとも１つのオプティマイザグループを含む。少なくとも１つのオプティマイザグループの数は、前述のインタフェース回路内の少なくとも１つのキャパシタの数と同じである。さらに、上記少なくとも１つのオプティマイザグループの各々は、少なくとも１つのオプティマイザを直列に接続することによって形成される（この直列接続は電力線を介して行われる）。各オプティマイザグループは、第１のインタフェース及び第２のインタフェースを用いることによって、上述の各キャパシタに一対一の対応関係で接続される。斯くして、各オプティマイザグループ内のオプティマイザによって生成されるＰＬＣ信号を、電力線、信号線、磁気リング、及び対応するキャパシタを用いて伝送することができる。当該ストリングは異なる数のオプティマイザグループを含み得るので、以下、幾つかのケースを別々に説明する。

【0070】

１． ストリングが１つのオプティマイザグループを含む。

【0071】

ストリングが１つのオプティマイザグループのみを含む場合、対応するインタフェース回路は１つのキャパシタのみを含む。図１１に示すように、ストリング内のオプティマイザグループＡの各オプティマイザが電力線を用いて直列に接続された後、ストリングが、第１のインタフェースＰ１及び第２のインタフェースＰ２（これらは図１１には示していない）を用いてキャパシタＣ３１に接続される。

【0072】

２． ストリングが少なくとも２つのオプティマイザグループを含む。

【0073】

ストリングが少なくとも２つのオプティマイザグループを含む場合、対応するインタフェース回路は、その数がオプティマイザグループの数と同じであるキャパシタを含む。図１２に示すように、３つのオプティマイザグループが存在する例を説明のために用いる。これら３つのオプティマイザグループを、それぞれ、オプティマイザグループＢ、オプティマイザグループＣ、及びオプティマイザグループＤと称する。この場合、（図９に示したように）３つの対応するキャパシタが存在する。オプティマイザグループＢ、オプティマイザグループＣ、及びオプティマイザグループＤは、それぞれ、図４に示すキャパシタＣ４１、Ｃ４２、及びＣ４３に一対一の対応関係で接続される（第１のインタフェースＰ１１、Ｐ１２、及びＰ１３、並びに第２のインタフェースＰ２１、Ｐ２２、及びＰ２３は、図１２には示していない）。

【0074】

留意すべきことには、この出願の一部の実装において、ストリングは、少なくとも１つのオプティマイザグループに加えて、少なくとも１つのＰＶモジュールを含む。ＰＶモジュールの数は、上記少なくとも１つのオプティマイザグループ内の全てのオプティマイザの数と同じである。各ＰＶモジュールが各オプティマイザに一対一の対応関係で接続される。すなわち、１つのオプティマイザが、１つのＰＶモジュールに接続されるとともに、対応するＰＶモジュールによって生成される直流を調節するように、すなわち、各ＰＶモジュールによって出力される直流を調節可能な直流に変換するように構成される。

【0075】

電力線通信に適用されるインタフェース回路及びストリングに加えて、この出願の一実施形態は更に装置を提供する。当該装置も電力線通信に適用される。当該装置は、図１１及び図１２のいずれかに従った少なくとも１つのストリングを含む。加えて、当該装置は更にインバータを含む。該インバータは、第３のインタフェース及び第４のインタフェースを用いることによって、磁気リングに別個に接続され得る。この場合、電力線、信号線、磁気リング、及び少なくとも１つのキャパシタが、インバータ及び／又はオプティマイザ内で生成されるＰＬＣ信号を伝送するように構成される。キャパシタは信号チャネルとして存在する。この出願のこの実施形態では、１つ以上のストリングが存在し得るとともに、各ストリング内に１つ以上のオプティマイザグループが存在し得る。以下、様々なケースを別々に説明する。

【0076】

ケース１：装置が１つのストリングを含み、該ストリングが１つのオプティマイザグループを含む。

【0077】

図３と同様に、装置が１つのみのストリングを含み且つ該ストリングが１つのみのオプティマイザグループＡを含む場合、キャパシタＣ３１の両端へのオプティマイザグループＡの接続を受けて電圧が生成される。図３では、オプティマイザグループＡの直流正極出力端に接続された電力線を実線で表し、オプティマイザグループＡの直流負極出力端に接続された電力線を破線で表している。このケースでは、オプティマイザグループＡの直流正極出力端に接続された電力線（すなわち、実線）が磁気リングを通り抜けることができる。確かなことには、オプティマイザグループＡの直流負極出力端に接続された電力線（すなわち、破線）が磁気リングを通り抜けてもよい。これは、ここで限定されることではない。

【0078】

ケース２：装置が少なくとも２つのストリングを含み、各ストリングが１つのオプティマイザグループを含む。

【0079】

図４と同様に、装置が複数の（２つ以上の）ストリングを含み且つ各ストリングが１つのみのオプティマイザグループを含む場合、図４に示すように、各ストリングが、図３におけるものと同様の接続方式でインバータに接続され得る。留意すべきことには、各ストリング内のオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線が各磁気リングを通り抜ける。実際には、代わりに、オプティマイザグループの直流負極出力端に接続されたストリング内の電力線が各磁気リングを通り抜けてもよい。詳細をここで説明することはしない。

【0080】

ケース３：装置が１つのストリングを含み、該ストリングが少なくとも２つのオプティマイザグループを含む。

【0081】

図５と同様に、装置が１つのストリングを含み且つ該ストリングが少なくとも２つのオプティマイザグループを含む場合、各オプティマイザグループに接続された対応するキャパシタの両端に電圧が生成される。各オプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線を実線で表し、各オプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線を破線で表している。このケースでは、各オプティマイザグループの直流正極出力端に接続されたストリング内の電力線（すなわち、実線）が磁気リングを通り抜けることができ、これは、図５に示したケースである。

【0082】

ストリングが少なくとも２つのオプティマイザグループを含むこのケースは、複数のストリングの電力線にＰＬＣ信号をカップリングすることを可能にする。しかしながら、このカップリング方式は、磁気リングに対して貫通電流（through-current）要件を課し、すなわち、複数のストリング上の電流の和の影響が磁気リングの飽和を引き起こさないことが要求される。

【0083】

留意すべきことには、この出願の一部の実装では、代わりに、各オプティマイザグループの直流負極出力端に接続されたストリング内の電力線が磁気リングを通り抜けてもよい。図６と同様に、各オプティマイザグループの直流負極出力端に接続されたストリング内の電力線（すなわち、破線）が磁気リングを通り抜ける。

【0084】

更に留意すべきことには、この出願の一部の実装では、ストリングが少なくとも２つのオプティマイザグループを含むので、代わりに、第１のオプティマイザグループの直流出力端正極に接続された電力線と、第２のオプティマイザグループの直流負極に接続された電力線とが、磁気リングを通り抜けてもよい。第１のオプティマイザグループ及び第２のオプティマイザグループは、複数のオプティマイザグループのうちの２つの異なるオプティマイザグループである。図７と同様に、１つのオプティマイザグループの直流正極出力端に接続されたストリング内の電力線（すなわち、実線）が磁気リングを通り抜け、さらに、２つのオプティマイザグループの直流負極出力端に接続されたストリング内の電力線（すなわち、破線）が磁気リングを通り抜ける。この出願の一部の実装では、代わりに、磁気リングを通り抜ける電力線が、あるオプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線と、あるオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線とを含むのであれば、２つのオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線（すなわち、実線）が磁気リングを通り抜けてもよく、さらに、１つのオプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線（すなわち、破線）が磁気リングを通り抜ける。これは、ここで特に限定されることではない。

【0085】

あるオプティマイザグループの直流正極出力端に接続された電力線又はあるオプティマイザグループの直流負極出力端に接続された電力線が混在した方式で磁気リングを通り抜けるものである前述の方式は、磁気リングに対する貫通電流要件を減ずることができる。磁気リングの貫通電流への影響は、主に、電流のバイアスによって引き起こされる磁気リングの激しい透磁率減衰に由来する。例えば、ストリング内の６つのオプティマイザグループをインバータに接続する必要があると仮定すると、オプティマイザグループ１、２、及び３の直流正極出力端に接続された電力線と、オプティマイザグループ４、５、及び６の直流負極出力端に接続された電力線とが共に磁気リングを通り抜けるとし得る。オプティマイザグループ１、２、及び３の直流正極出力端に接続された電力線上の電流と、オプティマイザグループ４、５、及び６の直流負極出力端に接続された電力線上の電流は、逆の方向を持ち、これらの電流によってそれぞれ生成される磁束も逆の方向を持つので、磁束を重ね合わすとそれらが互いに打ち消し合い、それにより、磁気リングへのバイアスの影響が大幅に低減される。

【0086】

ケース４：装置が少なくとも２つのストリングを含み、各ストリングが少なくとも２つのオプティマイザグループを含む。

【0087】

装置が少なくとも２つのストリングを含み且つ各ストリングが少なくとも２つのオプティマイザグループ（各オプティマイザグループが少なくとも１つのオプティマイザを含み、各オプティマイザが１つのＰＶモジュールに対応して接続される）を含む場合、各ストリングが、図５乃至図７に示したものと同様の接続方式でインバータに接続されて、インバータによる複数のストリング内の複数のオプティマイザグループの制御を実装し得る。詳細をここで説明することはしない。

【0088】

最後に、前述の実施形態は、単に、この出願の技術的ソリューションを説明することを意図したものであり、この出願を限定することを意図したものではない。前述の実施形態を参照してこの出願を詳細に説明しているが、当業者が理解するはずのことには、この出願の実施形態の技術的ソリューションの範囲から逸脱することなく、なおも、前述の実施形態で説明された技術的ソリューションに対する変更を行ったり、その一部の技術的特徴に対して均等な置換を行ったりすることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】