JP2000152661A - Grid-connected inverter device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 昇圧コンバータ、および中間段電圧を交流に
変換するインバータのスイッチング損失を低減し、高効
率で小型・軽量の系統連系インバータ装置を提供する。
【解決手段】 入力電源１の直流電圧を昇圧用スイッチ
ング素子３ｃのスイッチングにより昇圧して中間段電圧
ＶMを出力する昇圧コンバータ３は、中間段電圧ＶMが系
統２の交流電圧の絶対値を下回る期間のみ昇圧する。中
間段電圧ＶMは昇圧された電圧部分が凸状になった波形
となり、この波形を維持するために中間段コンデンサ４
の容量は数百μＦ程度とする。上記のスイッチングによ
り昇圧用スイッチング素子３Cのスイッチング損失が低
減される。上記中間段電圧ＶMを交流電圧に変換するイ
ンバータ５は、スイッチング素子Ｑ1とＱ2とによるアー
ムでのみ高周波スイッチングし、Ｑ3とＱ4とによるアー
ムは極性切り換えのみとし、スイッチング損失を低減す
る。
(57) [Problem] To provide a high-efficiency, compact, and lightweight grid-connected inverter device that reduces switching loss of a boost converter and an inverter that converts an intermediate stage voltage to AC. A boost converter 3 which outputs an intermediate stage voltage V M of the DC voltage is boosted by switching the step-up switching element 3c of the input power source 1, the intermediate stage voltage V M is the absolute value of the AC voltage of the system 2 The voltage rises only during the period when it falls below. Interstage voltage V M becomes a waveform boosted voltage portion becomes convex, interstage condenser 4 to maintain the waveform
Is about several hundred μF. By the switching described above, the switching loss of the boosting switching element 3C is reduced. Inverter 5 that converts the AC voltage the intermediate stage voltage V M is to high-frequency switching only arm by a switching element Q1 and Q2, the arm is only polarity switching by the Q3 and Q4, to reduce the switching losses.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池、燃料電
池などの直流電力を系統に連系し、交流電力に変換して
供給する系統連系インバータ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grid-connected inverter device for connecting DC power from a solar cell, a fuel cell, or the like to a system, converting the power into AC power, and supplying the AC power.
【０００２】[0002]
【従来の技術】以下、従来の系統連系インバータ装置に
ついて図面を参照しながら説明する。図９は従来の系統
連系インバータ装置の構成を示す回路図である。図９に
おいて、系統連系インバータ装置は、直流の入力電源１
からの入力電圧Ｖinを系統２の交流の系統電圧ＶACより
高い直流電圧に昇圧する昇圧コンバータ３、昇圧された
直流電圧を平滑してリップルの少ない安定な直流電圧を
出力する中間段コンデンサ４、中間段コンデンサ４の直
流電圧、すなわち中間段電圧ＶMを正弦波の交流電圧に
波形成形するインバータ５、およびインバータ５の出力
から高周波ノイズを除去するフィルタ６から構成され、
系統２に交流電力を供給している。昇圧コンバータ３
は、入力電源１からの入力電圧Ｖinを平滑する平滑コン
デンサ３ａ、エネルギー蓄積用の直流リアクトル３ｂ、
昇圧用スイッチング素子３ｃ、および昇圧用ダイオード
３ｄで構成され、また、インバータ５は、４個のスイッ
チング素子Ｑ1〜Ｑ4を使用したフルブリッジ構成となっ
ている。2. Description of the Related Art A conventional system interconnection inverter device will be described below with reference to the drawings. FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional system interconnection inverter device. In FIG. 9, the grid-connected inverter device includes a DC input power source 1.
Boost converter input voltage V in is boosted to a higher DC voltage than the grid voltage V AC of the AC lines 2 from 3, interstage condenser 4 for outputting a less stable DC voltage ripple the boosted DC voltage smoothed by , is constituted DC voltage of the intermediate stage condenser 4, i.e. an inverter 5 for corrugating the intermediate stage voltage V M to an AC voltage of a sine wave, and the filter 6 for removing high frequency noise from the output of the inverter 5,
AC power is supplied to the system 2. Boost converter 3
The smoothing capacitor 3a for smoothing an input voltage V in from input power source 1, a DC reactor 3b for energy storage,
The inverter 5 has a full bridge configuration using four switching elements Q1 to Q4. The inverter 5 has a switching element 3c for boosting and a diode 3d for boosting.
【０００３】上記構成における動作について説明する。
入力電源１からの入力電圧Ｖinは、大容量の電解コンデ
ンサである平滑コンデンサ３ａで平滑されるので、昇圧
コンバータ３の入力は低リップル化されている。たとえ
ば、入力電源１として太陽電池を用いた場合、太陽電池
の定格出力はＤＣ２００Ｖ程度であり、系統電圧ＶACが
ＡＣ２００Ｖであればそのピーク電圧は２８３Ｖに達す
るため、系統２に電力を出力するためには入力電圧Ｖin
を昇圧する必要がある。仮に４ｋＷ程度の電力を出力し
ようとすると、通常、ＤＣ３５０Ｖ程度まで昇圧する必
要がある。The operation of the above configuration will be described.
Input voltage V in from the input power supply 1, since it is smoothed by the smoothing capacitor 3a is an electrolytic capacitor having a large capacity, the input of the boost converter 3 is low ripple reduction. For example, when using a solar battery as an input power source 1, rated output of the solar cell is about 200V DC, since its peak voltage if the system voltage V AC is AC200V reaching 283V, for outputting power to the grid 2 input voltage V in the
Needs to be boosted. If it is attempted to output power of about 4 kW, it is usually necessary to boost the voltage to about DC 350 V.
【０００４】そこで、昇圧用スイッチング素子３ｃをオ
ンとして直流リアクトル３ｂにエネルギーを蓄積し、昇
圧用スイッチング素子３ｃをオフとしたときに直流リア
クトル３ｂに蓄積したエネルギーを昇圧用ダイオード３
ｄを介して中間段コンデンサ４に中間段電圧ＶMとして
蓄える。Therefore, the boosting switching element 3c is turned on to store energy in the DC reactor 3b, and when the boosting switching element 3c is turned off, the energy stored in the DC reactor 3b is transferred to the boosting diode 3b.
The intermediate voltage V M is stored in the intermediate-stage capacitor 4 via d.
【０００５】以上の動作を高周波数で繰り返すことによ
りインバータ５の入力電圧、すなわち中間段電圧ＶMが
一定に維持される。ただし、このとき系統電圧ＶACの１
周期において昇圧用スイッチング素子３ｃの導通比は一
定としている。また、昇圧コンバータ３の出力は、数千
μＦの大容量の電解コンデンサである中間段コンデンサ
４で平滑されるため、インバータ５の入力電圧、すなわ
ち中間段電圧ＶMの変動は負荷の変化に対して安定であ
る。[0005] or more of the input voltage of the inverter 5 by the operation is repeated at a high frequency, i.e. the intermediate stage voltage V M is kept constant. However, 1 in this case the system voltage V AC
In the cycle, the conduction ratio of the boosting switching element 3c is constant. The output of the boost converter 3 is to be smoothed by interstage capacitor 4 is a large-capacity electrolytic capacitor thousands .mu.F, the input voltage of the inverter 5, i.e. variation of the intermediate-stage voltage V M is to changes in load And stable.
【０００６】図１０はインバータ５の動作を示す波形図
である。図において、（ａ）は系統電圧ＶAC、（ｂ）は
インバータ５におけるスイッチング素子Ｑ1 を駆動する
ゲート信号、（ｃ）はスイッチング素子Ｑ2 のゲート信
号、（ｄ）はスイッチング素子Ｑ3 のゲート信号、
（ｅ）はスイッチング素子Ｑ4 のゲート信号を示す。図
１０に示したように、スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4のう
ち、スイッチング素子Ｑ1 とスイッチング素子Ｑ4 とを
同時に、またはスイッチング素子Ｑ2 とスイッチング素
子Ｑ3 とを同時にオンとするスイッチングを高周波数で
行い、系統２への出力電流Ｉoを正弦波にするようにそ
れぞれのオン時間がＰＷＭ制御される。FIG. 10 is a waveform chart showing the operation of the inverter 5. In the figure, (a) is the system voltage V AC , (b) is the gate signal for driving the switching element Q1 in the inverter 5, (c) is the gate signal for the switching element Q2, (d) is the gate signal for the switching element Q3,
(E) shows the gate signal of the switching element Q4. As shown in FIG. 10, of the switching elements Q1 to Q4, switching at which the switching element Q1 and the switching element Q4 are simultaneously turned on or the switching element Q2 and the switching element Q3 are simultaneously turned on is performed at a high frequency. The respective ON times are PWM-controlled so that the output current Io to the sine wave becomes a sine wave.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このような従来の系統
連系インバータ装置では、入力電源１からの直流の入力
電力を系統２に連系して力率１で運転するために、昇圧
コンバータ３とインバータ５とを、いずれも系統電圧Ｖ
ACの全周期において高周波スイッチングを行っているた
め、スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4の損失が大きく、しかも
昇圧コンバータ３の入力電圧Ｖinが系統電圧ＶACより低
い期間でも系統電圧ＶACのピーク電圧（ＡＣ２００Ｖに
対してピーク電圧は２８３Ｖ）よりも高いＤＣ３５０Ｖ
程度まで昇圧したのちインバータ５によりＤＣ３５０Ｖ
からゼロまで絞るため、機器の総合効率を向上させるの
が困難であった。In such a conventional grid-connected inverter device, the DC input power from the input power supply 1 is connected to the system 2 and operated at a power factor of 1, so that the boost converter 3 And the inverter 5 are both connected to the system voltage V
Because doing high-frequency switching in all periods of the AC, the switching element increases losses Q1~Q4 is, moreover boost converter 3 of the input voltage V in peak voltage of the system voltage V AC is also lower than the grid voltage V AC period (AC200V DC voltage higher than 283V)
After boosting the voltage to about 350 VDC by the inverter 5
Therefore, it was difficult to improve the overall efficiency of the equipment.
【０００８】また、数千μＦもの大容量の平滑コンデン
サ３ａと中間段コンデンサ４とを２箇所に備えるととも
に、前記スイッチング損失が大きいことにより、インバ
ータ５のスイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4を冷却するヒートシ
ンクの形状も大きくなり、機器全体の小型化、および安
価な構成が困難であると言った問題を有している。A heat sink for cooling the switching elements Q1 to Q4 of the inverter 5 is provided because the smoothing capacitor 3a having a large capacity of several thousand μF and the intermediate stage capacitor 4 are provided at two places and the switching loss is large. In addition, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the entire device and to make it inexpensive.
【０００９】また、系統電圧ＶACの谷間ではインバータ
５の入力電圧と出力電圧との差が大きくなることによ
り、小さい出力電流を正弦波で取り出す場合には電力を
絞り切れないことにより、たとえば、太陽光発電では日
照量が低下する早朝や夕暮れにおいては、出力すること
ができなくなると言う問題も有している。Further, by the difference between the input voltage and the output voltage of the inverter 5 is increased by cleavage of the system voltage V AC, by not fully squeeze the power in case of taking out a small output current sine wave, for example, In the case of solar power generation, there is also a problem that output cannot be performed in the early morning or dusk when the amount of sunlight decreases.
【００１０】本発明は上記の課題を解決するもので、昇
圧コンバータ３における無駄な動作を排除することによ
り、効率を向上させるとともにスイッチング損失を低減
し、かつ小出力も低歪で供給できるとともに小型化およ
び軽量化も実現できる系統連系インバータ装置を提供す
ることを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems, and eliminates useless operation in the boost converter 3 to improve efficiency, reduce switching loss, supply small output with low distortion, and reduce the size. It is an object of the present invention to provide a grid-connected inverter device capable of realizing weight reduction and weight reduction.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は、直流リアクトルと昇圧用スイッチング素子と昇圧用
ダイオードとを備えて直流の入力電源からの入力電圧を
前記昇圧用スイッチング素子の高周波スイッチングによ
り昇圧して直流の中間段電圧を出力する昇圧コンバータ
と、前記中間段電圧における高周波成分を除去する中間
段コンデンサと、フルブリッジに構成された４個のスイ
ッチング素子のスイッチングにより前記中間段電圧から
正弦波の交流電流を出力するインバータと、前記交流電
流における高周波成分を除去し、出力電流として交流の
系統に出力するフィルタとを備え、前記入力電源から入
力した直流電力を交流電力に変換して前記系統に出力す
る系統連系インバータ装置において、前記中間段コンデ
ンサは数百μＦ以下の容量を有するフィルムコンデンサ
とし、前記昇圧コンバータは、前記中間段電圧が系統電
圧の絶対値に比べて低くなる期間のみスイッチングして
昇圧するようにした系統連系インバータ装置である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a DC reactor, a step-up switching element, and a step-up diode. A boost converter that outputs a DC intermediate stage voltage by boosting, an intermediate stage capacitor that removes a high-frequency component in the intermediate stage voltage, and a switching operation of four switching elements configured in a full bridge. An inverter that outputs a sine-wave AC current, and a filter that removes a high-frequency component of the AC current and outputs the output current to an AC system, converts DC power input from the input power supply into AC power. In the system interconnection inverter device outputting to the system, the intermediate stage capacitor has a capacity of several hundred μF or less. A film capacitor having a capacitance, the boost converter, the intermediate stage voltage is interconnection inverter device designed to boost by switching only the period to be lower than the absolute value of the system voltage.
【００１２】これにより、電流出力時において中間段電
圧が系統電圧よりも高くなる可能性がある期間における
昇圧コンバータの無駄な昇圧動作を排除でき、効率を向
上させるとともにインバータにおけるスイッチング損失
を低減して、小型・軽量で安価、かつ小電流も低歪で出
力できる系統連系インバータ装置を提供することができ
る。This eliminates useless boosting operation of the boosting converter during a period in which the intermediate stage voltage may become higher than the system voltage at the time of current output, thereby improving efficiency and reducing switching loss in the inverter. In addition, it is possible to provide a grid-connected inverter device that is small, lightweight, inexpensive, and can output a small current with low distortion.
【００１３】請求項２に係わる本発明は、２個のスイッ
チング素子を直列接続したアームを２つ並列接続したフ
ルブリッジ構成のインバータにおいて、一方のアームは
低オン電圧、かつスイッチング速度の速いスイッチング
素子による数十ｋＨｚ程度以下の高周波スイッチングに
より系統電圧に対応する正弦波電流への波形変換を行
い、他方のアームは高周波用に比べてスイッチング速度
が遅く、かつ低オン電圧のスイッチング素子により系統
電圧の極性に対応して出力電流の極性を切り換えるよう
にした請求項１に係わる系統連系インバータ装置であ
る。According to a second aspect of the present invention, in a full-bridge inverter having two switching elements connected in series and two arms connected in series, one of the arms has a low on-voltage and a high switching speed. Performs a waveform conversion into a sinusoidal current corresponding to the system voltage by high-frequency switching of about several tens of kHz or less, and the other arm has a lower switching speed than that of the high-frequency one, and a low on-voltage switching element reduces the system voltage. The system interconnection inverter device according to claim 1, wherein the polarity of the output current is switched according to the polarity.
【００１４】これにより、インバータにおけるスイッチ
ング損失が低減されて発熱量が減少し、したがって、ヒ
ートシンクを小型化でき、小型・軽量で効率を向上させ
た系統連系インバータ装置を提供することができる。As a result, the switching loss in the inverter is reduced and the amount of heat generated is reduced. Therefore, it is possible to provide a grid-connected inverter device in which the heat sink can be reduced in size, and which is reduced in size and weight and improved in efficiency.
【００１５】請求項３に係わる本発明は、昇圧コンバー
タにおいて、順方向の昇圧用ダイオードに逆方向に並列
接続したスイッチング素子を電力回生用スイッチング素
子として設け、直流リアクトルの一端が昇圧用スイッチ
ング素子と前記電力回生用スイッチング素子との共通接
続点に接続され、前記電力回生用スイッチング素子は中
間段電圧が所定値を超えた期間のみ導通してインバータ
から電流を入力側に回生させるようにした請求項１ない
し請求項２のいずれかに係わる系統連系インバータ装置
である。According to a third aspect of the present invention, in the step-up converter, a switching element connected in parallel in the reverse direction to a forward step-up diode is provided as a power regeneration switching element, and one end of the DC reactor is connected to the step-up switching element. The power regeneration switching element is connected to a common connection point with the power regeneration switching element, and the power regeneration switching element conducts only during a period when the intermediate stage voltage exceeds a predetermined value, and regenerates current from the inverter to the input side. A system interconnection inverter device according to any one of claims 1 to 2.
【００１６】これにより、系統の変動に起因する過度的
な中間段電圧が電力回生用スイッチング素子を介して入
力側に回生され、インバータ５が停止することなく安定
に動作を維持することができる。As a result, an excessive intermediate stage voltage caused by a change in the system is regenerated on the input side via the power regeneration switching element, and the inverter 5 can stably operate without stopping.
【００１７】請求項４に係わる本発明は、順方向の昇圧
用ダイオードに逆方向に並列接続したスイッチング素子
を電力回生用スイッチング素子として設け、直流リアク
トルは昇圧用スイッチング素子と前記電力回生用スイッ
チング素子との共通接続点に接続し、昇圧用スイッチン
グ素子と前記電力回生用スイッチング素子を交互に高周
波スイッチングするようにした請求項１ないし請求項２
のいずれかに係わる系統連系インバータ装置である。According to a fourth aspect of the present invention, a switching element which is connected in parallel in a reverse direction to a forward step-up diode is provided as a power regeneration switching element, and the DC reactor includes a step-up switching element and the power regeneration switching element. 3. The switching device for boosting and the switching device for power regeneration are alternately subjected to high-frequency switching by being connected to a common connection point between the switching element and the switching element for power regeneration.
The system interconnection inverter device according to any of the above.
【００１８】これにより、低力率で運転した場合に電力
の回生が自動的になされることで、品質の良い低力率の
出力電流を安価な構成で実現可能な系統連系インバータ
装置を提供することができる。[0018] Thus, when the system is operated at a low power factor, power is automatically regenerated, thereby providing a grid-connected inverter device capable of realizing a high-quality, low power factor output current with an inexpensive configuration. can do.
【００１９】請求項５に係わる本発明は、昇圧コンバー
タにおいて、順方向の昇圧用ダイオードに逆方向に並列
接続したスイッチング素子を電力回生用スイッチング素
子として設け、直流リアクトルは昇圧用スイッチング素
子と前記電力回生用スイッチング素子との共通接続点に
接続し、前記昇圧用スイッチング素子と前記電力回生用
スイッチング素子とを交互に高周波スイッチングすると
ともに、中間段電圧が系統電圧の絶対値に比べて高くな
る期間においては前記昇圧用スイッチング素子と前記電
力回生用スイッチング素子のいずれもオフとするように
した請求項１、請求項２、および請求項４のいずれかに
係わる系統連系インバータ装置である。According to a fifth aspect of the present invention, in the step-up converter, a switching element connected in parallel in a reverse direction to a forward step-up diode is provided as a power regeneration switching element, and the DC reactor is connected to the step-up switching element and the power supply. Connected to a common connection point with a regenerative switching element, the boosting switching element and the power regenerating switching element are alternately subjected to high-frequency switching, and during a period in which the intermediate stage voltage is higher than the absolute value of the system voltage. Is a system interconnection inverter device according to any one of claims 1, 2 and 4, wherein both the boosting switching element and the power regeneration switching element are turned off.
【００２０】これにより、中間段コンデンサと昇圧コン
バータにおける直流リアクトルとによる中間段電圧の共
振動作を防止し、昇圧動作をさせない期間における中間
段電圧を低く維持することができ、この期間中における
インバータの波形成形の負担を低減することができる。Thus, the resonance operation of the intermediate stage voltage due to the intermediate stage capacitor and the DC reactor in the boost converter can be prevented, and the intermediate stage voltage can be kept low during the period during which the boost operation is not performed. The burden of waveform shaping can be reduced.
【００２１】請求項６に係わる本発明は、昇圧コンバー
タが昇圧動作を行う期間内に昇圧用スイッチング素子の
高周波スイッチングに低周波変調をかけて中間段電圧に
正弦波形の凸部を発生させ、インバータにおいては前記
凸部の中間段電圧に対して出力電流の極性を切り換える
のみとし、前記凸部以外の中間段電圧に対して高周波ス
イッチングにより出力電流を波形成形するようにした請
求項１ないし請求項５のいずれかに係わる系統連系イン
バータ装置である。According to a sixth aspect of the present invention, the high frequency switching of the boosting switching element is subjected to low frequency modulation during a period in which the boosting converter performs the boosting operation to generate a sine-wave convex portion in the intermediate stage voltage. 3. The method according to claim 1, wherein only the polarity of the output current is switched with respect to the intermediate stage voltage of the convex portion, and the output current is shaped by high frequency switching with respect to the intermediate stage voltage other than the convex portion. 5 is a system interconnection inverter device according to any one of 5.
【００２２】これにより、インバータにおける波形成形
のための高周波スイッチングのうちの高電圧・大電流の
部分が不要となり、スイッチング損失の大部分がなくな
るので、ヒートシンクを小型化することができる。This eliminates the need for the high voltage and large current portions of the high frequency switching for waveform shaping in the inverter, and eliminates most of the switching loss, so that the heat sink can be downsized.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】請求項１に係わる本発明におい
て、昇圧コンバータは入力電源からの入力電圧を昇圧し
て中間段電圧を出力する手段であり、リアクトルとスイ
ッチング素子とによる一般的な構成でよいが、本発明に
おいては、前記中間段電圧が系統の交流電圧よりも低く
なる可能性がある期間のみ前記スイッチング素子のスイ
ッチングにより昇圧し、その他の期間では昇圧しないよ
うにしたものとする。したがって、昇圧しない期間では
入力電源からの入力電圧を系統電圧として出力するよう
に機能する。この昇圧した期間における中間段電圧は凸
状になる。また、中間段コンデンサは昇圧時に発生した
高周波成分は除去するが上記中間段電圧の形状を平滑せ
ずに保つような小容量、たとえば数百μＦのものとす
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a first aspect of the present invention, a boost converter is means for boosting an input voltage from an input power supply and outputting an intermediate stage voltage, and has a general configuration including a reactor and a switching element. Preferably, in the present invention, the voltage is boosted by the switching of the switching element only during a period in which the intermediate stage voltage may be lower than the AC voltage of a system, and is not boosted in other periods. Therefore, it functions so as to output the input voltage from the input power supply as the system voltage during the non-boosting period. The intermediate stage voltage in the boosted period becomes convex. The intermediate-stage capacitor has a small capacity, for example, several hundred μF, which removes high-frequency components generated at the time of boosting but keeps the shape of the intermediate-stage voltage without smoothing.
【００２４】請求項２に係わる本発明において、フルブ
リッジにおけるアームは２個のスイッチング素子を直列
接続した構成であり、２つのアームのうちの一方は、高
周波スイッチングにより出力電流の波形を正弦波形に整
形するように動作し、他方のアームは上記整形された出
力電流の極性を系統の交流周波数で切り替える動作のみ
を行うものとする。なお、フルブリッジ構成における４
個のスイッチング素子のうちの正電圧側、または負電圧
側の２個のスイッチング素子により波形成形するように
高周波スイッチングし、他の２個で極性の切り換えのみ
とする構成も有り得る。According to the second aspect of the present invention, the arm in the full bridge has a configuration in which two switching elements are connected in series, and one of the two arms changes the waveform of the output current into a sine waveform by high frequency switching. The other arm operates so as to perform shaping, and the other arm performs only the operation of switching the polarity of the shaped output current at the AC frequency of the system. Note that 4 in the full bridge configuration
There may be a configuration in which high-frequency switching is performed such that a waveform is formed by two switching elements on the positive voltage side or the negative voltage side of the switching elements, and only the polarity is switched by the other two switching elements.
【００２５】請求項３に係わる本発明において、電力回
生用スイッチング素子は、昇圧コンバータの昇圧用ダイ
オードに並列に逆方向接続される。系統の変動に起因す
る中間段電圧が所定のスレッシュ電圧を超えた場合にオ
ンとして入力電源側に回生するように機能する。According to the third aspect of the present invention, the power regeneration switching element is reversely connected in parallel with the boost diode of the boost converter. When the intermediate stage voltage caused by the fluctuation of the system exceeds a predetermined threshold voltage, it is turned on and functions to regenerate to the input power supply side.
【００２６】請求項４に係わる本発明において、昇圧用
スイッチング素子と電力回生用スイッチング素子とが交
互にスイッチングし、電力回生用スイッチング素子は昇
圧用スイッチング素子による昇圧動作を阻害せず、ま
た、低力率で運転した場合にはオンとなっている時間中
に自動的に入力電源側に回生するように機能する。In the present invention according to claim 4, the switching element for boosting and the switching element for power regeneration alternately switch, and the switching element for power regeneration does not hinder the boosting operation by the switching element for boosting. When operated at the power factor, it functions to automatically regenerate to the input power supply during the time that it is on.
【００２７】請求項５に係わる本発明において、昇圧動
作を行わない期間においては昇圧用スイッチング素子と
電力回生用スイッチング素子とをいずれもオフとし、中
間段コンデンサと昇圧コンバータにおける直流リアクト
ルとによる中間段電圧の共振を防止するように機能す
る。In the fifth aspect of the present invention, during a period in which the boosting operation is not performed, both the boosting switching element and the power regeneration switching element are turned off, and the intermediate stage includes the intermediate stage capacitor and the DC reactor in the boost converter. Functions to prevent voltage resonance.
【００２８】請求項６に係わる本発明において、昇圧コ
ンバータは、昇圧動作の期間内におけるスイッチングに
低周波変調をかけて、中間段電圧に正弦波状の凸部を発
生させる。インバータは、この凸部の中間段電圧につい
ては波形成形を行わずに極性切り換えのみとし、他の中
間段電圧に対して波形成形のためのスイッチングを行う
ように機能する。In the present invention according to claim 6, the boost converter applies low-frequency modulation to the switching during the boost operation to generate a sinusoidal convex portion in the intermediate stage voltage. The inverter functions to perform only the polarity switching without performing waveform shaping for the intermediate stage voltage of the convex portion, and to perform switching for waveform shaping for the other intermediate stage voltages.
【００２９】以下、本発明の実施例について説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
【００３０】[0030]
【実施例】（実施例１）以下、本発明の系統連系インバ
ータ装置の実施例１について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項１に係わる。(Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of a system interconnection inverter device of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 1.
【００３１】図１は本実施例の構成を示すブ回路図であ
る。本実施例が従来例と異なる点は、中間段コンデンサ
４の容量を数千μＦの大容量から数百μＦの小容量に替
えたこと、および昇圧コンバータ３の動作にある。この
場合、中間段コンデンサ４は、たとえばフィルムコンデ
ンサとすることができる。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of this embodiment. This embodiment differs from the conventional example in that the capacitance of the intermediate stage capacitor 4 is changed from a large capacitance of several thousand μF to a small capacitance of several hundred μF, and the operation of the boost converter 3. In this case, the intermediate stage capacitor 4 can be, for example, a film capacitor.
【００３２】上記構成における動作について図面を参照
しながら説明する。なお、本実施例では入力電源１を太
陽電池として説明するが、これに限定されるものではな
い。The operation of the above configuration will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the input power supply 1 is described as a solar cell, but is not limited to this.
【００３３】図２は本実施例における昇圧コンバータ３
の動作を示す波形図である。図２において、（ａ）は入
力電源１すなわち太陽電池の電圧である入力電圧Ｖinと
系統電圧ＶACの絶対値、（ｂ）は昇圧用スイッチング素
子３ｃにおけるトランジスタＱF のゲート信号、（ｃ）
は中間段電圧ＶMを示す。本来、中間段コンデンサ４の
中間段電圧ＶMは系統２に電力を注入するために系統電
圧ＶACよりも少なくとも数十Ｖ程度は高くなければなら
ないが、本実施例では、たとえば入力電源１からの入力
電圧ＶinがＤＣ２００Ｖで、系統電圧ＶACがＡＣ２００
Ｖである場合、昇圧コンバータ３は、系統電圧ＶACのピ
ーク電圧の時点を中心として４〜５ｍｓの期間は昇圧
し、それ以外の系統電圧ＶACの絶対値が入力電圧Ｖinよ
りも十分小さい期間では昇圧を行わない。さらに、中間
段コンデンサ４は容量が小さいことにより低周波的には
平滑動作しないため、昇圧用スイッチング素子３ｃのオ
ン時間を低周波変調して系統電圧ＶACとの電圧差を数十
Ｖ程度以内に維持することができる。これにより、中間
段コンデンサ４の中間段電圧ＶMは、図２（ｃ）に示し
たように、昇圧した区間が部分的に凸形となった波形に
なる。FIG. 2 shows a boost converter 3 according to this embodiment.
FIG. 6 is a waveform chart showing the operation of FIG. In FIG. 2, (a) Input Power 1 i.e. the absolute value of the input voltage V in and the system voltage V AC is the voltage of the solar cell, (b) the gate signal of the transistor QF in boosting switching element 3c, (c)
Shows the intermediate stage voltage V M. Originally, the intermediate stage voltage V M of the intermediate stage condenser 4 must be high for at least several tens V about than the system voltage V AC to inject power to the grid 2, in this embodiment, for example, from the input power source 1 input voltage V in is at DC200V of, the system voltage V AC is AC200
If it is V, the boost converter 3 for a period of 4~5ms around the time of the peak voltage of the system voltage VAC is boosted, the absolute value of the input voltage V in much smaller duration than the other of the system voltage V AC Then, no boosting is performed. Further, since the intermediate-stage capacitor 4 does not perform a smooth operation at a low frequency due to a small capacitance, the on-time of the boosting switching element 3c is low-frequency modulated so that a voltage difference from the system voltage VAC is within several tens of volts. Can be maintained. Thus, the intermediate stage voltage V M of the intermediate stage condenser 4, as shown in FIG. 2 (c), a waveform of boosted interval became partially convex.
【００３４】以上のように本実施例によれば、昇圧コン
バータ３のスイッチングが系統２の１周期内で部分的に
しか行われないため、昇圧用スイッチング素子３ｃの損
失が格段に低減され、さらにインバータ５の入出力電位
差が低く抑えられるため、インバータ５におけるスイッ
チング素子Ｑ1〜Ｑ4のスイッチング損失も低減すること
ができる。As described above, according to the present embodiment, the switching of the boosting converter 3 is performed only partially within one cycle of the system 2, so that the loss of the boosting switching element 3c is remarkably reduced. Since the input / output potential difference of the inverter 5 is kept low, the switching loss of the switching elements Q1 to Q4 in the inverter 5 can also be reduced.
【００３５】また、スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4の損失低
減によって冷却用のヒートシンクの形状を小さくできる
とともに、中間段コンデンサ４の容量が従来例の１０分
の１以下に小さくなることで、全体の形状も小さくでき
る。これにより効率向上と小型・軽量化とともに安価な
機器の実現が可能となる。Further, the shape of the heat sink for cooling can be reduced by reducing the loss of the switching elements Q1 to Q4, and the overall shape is reduced by reducing the capacity of the intermediate stage capacitor 4 to one-tenth or less of the conventional example. Can be smaller. As a result, it is possible to realize an inexpensive device while improving the efficiency and reducing the size and weight.
【００３６】さらに、インバータ５の入力電圧と系統電
圧ＶACとの差を小さく維持できることにより、小さい出
力電流を正弦波で取り出す場合には小電力まで絞ること
が可能となるので、たとえば太陽光発電では日照が低下
する早朝や夕暮れにおいても、出力を維持できる系統連
系インバータ装置を実現することができる。Furthermore, the ability to maintain the difference between the input voltage and the system voltage V AC inverter 5 small, it becomes possible to narrow to a small power when taking out a small output current sine wave, for example, solar power Thus, it is possible to realize a grid-connected inverter device that can maintain output even in early morning or dusk when sunshine falls.
【００３７】（実施例２）以下、本発明の系統連系イン
バータ装置の実施例２について図面を参照しながら説明
する。本実施例は請求項２に係わる。(Embodiment 2) Hereinafter, Embodiment 2 of a system interconnection inverter device of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 2.
【００３８】本実施例の構成を回路図で示すと実施例１
における図１と同じになり、説明を省略する。The structure of this embodiment is shown in a circuit diagram of Embodiment 1.
And the description is omitted.
【００３９】上記構成における動作について図面を参照
しながら説明する。図３は本実施例の動作を示す波形図
である。図３において、（ａ）は系統電圧ＶAC、（ｂ）
はインバータ５におけるスイッチング素子Ｑ1 のゲート
信号、（ｃ）はスイッチング素子Ｑ2 のゲート信号、
（ｃ）はスイッチング素子Ｑ3 のゲート信号、（ｄ）は
スイッチング素子Ｑ4 のゲート信号を示す。The operation in the above configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a waveform chart showing the operation of the present embodiment. 3A shows the system voltage VAC, and FIG.
Is the gate signal of the switching element Q1 in the inverter 5, (c) is the gate signal of the switching element Q2,
(C) shows the gate signal of the switching element Q3, and (d) shows the gate signal of the switching element Q4.
【００４０】インバータ５のスイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4
はフルブリッジで構成され、インバータ５の入力に対し
て並列に接続された２組のアームのうち、Ｑ1とＱ2とで
構成されるアームは、低オン電圧、かつスイッチング速
度の速いスイッチング素子を用い、数十ｋＨｚ程度以下
で高周波スイッチングを行い、出力電流Ｉoの絶対値が
正弦波形になるように変調制御し、Ｑ3とＱ4とで構成さ
れるアームは、高周波用に比べてスイッチング速度が遅
く（１μｓ程度）、オン電圧がさらに低いスイッチング
素子を用い、図３（ｄ）と図３（ｅ）とに示したよう
に、系統電圧ＶACまたは出力電流Ｉoの極性指令に対し
て極性を交互に切り換える動作のみ行う。Switching elements Q1 to Q4 of inverter 5
Is composed of a full bridge, and of the two arms connected in parallel to the input of the inverter 5, the arm composed of Q1 and Q2 uses a switching element having a low on-voltage and a high switching speed. The high frequency switching is performed at about several tens of kHz or less, the modulation control is performed so that the absolute value of the output current Io has a sine waveform, and the switching speed of the arm composed of Q3 and Q4 is lower than that for the high frequency ( (About 1 μs), using a switching element with a lower ON voltage, and alternately changing the polarity with respect to the polarity command of the system voltage VAC or the output current Io as shown in FIGS. 3D and 3E. Only the switching operation is performed.
【００４１】したがって、直流から正弦波への波形変換
はスイッチング素子Ｑ1 とスイッチング素子Ｑ2とにお
ける導通時間の変調のみで行われ、スイッチング素子Ｑ
3とスイッチング素子Ｑ4とは出力電流Ｉoの極性を切り
換え動作のみを行うので、スイッチング損失の大部分が
スイッチング素子Ｑ1とスイッチング素子Ｑ2のみに発生
し、インバータにおけるスイッチング損失が低減される
こととなる。Therefore, the waveform conversion from DC to sine wave is performed only by modulating the conduction time in switching element Q1 and switching element Q2.
Since the switching element 3 and the switching element Q4 perform only the switching operation of the polarity of the output current Io, most of the switching loss occurs only in the switching element Q1 and the switching element Q2, and the switching loss in the inverter is reduced.
【００４２】以上のように本実施例によれば、インバー
タ５の４個のスイッチング素子によるブリッジ構成にお
いて、低オン電圧と高速性とを兼ね備えたスイッチング
素子によるアームと、低オン電圧に特化した低速のスイ
ッチング素子によるアームとを使用することによって、
インバータ５の低損失化を実現できるため、効率向上
と、ヒートシンクの小型化による全体の小型・軽量化と
を達成できる系統連系インバータ装置を提供することが
できる。As described above, according to the present embodiment, in the bridge configuration including four switching elements of the inverter 5, an arm formed by switching elements having both low on-voltage and high speed, and specialized for low on-voltage. By using an arm with a slow switching element,
Since the loss of the inverter 5 can be reduced, it is possible to provide a grid-connected inverter device that can achieve an improvement in efficiency and a reduction in size and weight of the entire heat sink by downsizing.
【００４３】（実施例３）以下、本発明の系統連系イン
バータ装置の実施例３について図面を参照しながら説明
する。本実施例は請求項３に係わる。(Embodiment 3) Hereinafter, Embodiment 3 of a system interconnection inverter device of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 3.
【００４４】図４は本実施例の構成を示す回路図であ
る。なお、図１と同じ構成要素には同一番号を付与して
詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点
は、昇圧コンバータ３において、昇圧用ダイオード３ｄ
に並列接続して電力回生用スイッチング素子３ｅを備
え、双方向形の昇圧コンバータとしたことにある。FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of this embodiment. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. This embodiment is different from the first embodiment in that the boost converter 3
And a power regenerating switching element 3e connected in parallel to the power converter to form a bidirectional boost converter.
【００４５】上記構成における動作について図面を参照
しながら説明する。図５は本実施例の動作を示す波形図
である。図５において、（ａ）は系統電圧ＶAC、（ｂ）
は出力電流Ｉo 、（ｃ）は中間段電圧ＶM、（ｄ）はス
レッシュ電圧、（ｅ）は電力回生用スイッチング素子３
ｅであるトランジスタＱBのゲート信号、（ｆ）は昇圧
用スイッチング素子３ｃにおけるトランジスタＱFのゲ
ート信号、（ｇ）は直流リアクトル３ｂの電流を示す。
なお、（ａ）および（ｂ）における実線は系統電圧ＶAC
の位相が急変する前の波形、波線は位相が急変後の波形
を示す。The operation in the above configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a waveform chart showing the operation of this embodiment. In FIG. 5, (a) is the system voltage V AC , (b)
The output current Io, (c) an intermediate stage voltage V M, (d) is threshold voltage, (e) the power regeneration switching element 3
e, the gate signal of the transistor QB, (f) the gate signal of the transistor QF in the boosting switching element 3c, and (g) the current of the DC reactor 3b.
The solid lines in (a) and (b) indicate the system voltage V AC
The waveform before the phase suddenly changes, and the broken line shows the waveform after the phase suddenly changes.
【００４６】通常、系統連系インバータ装置の出力電流
Ｉo は、正弦波であるとともに系統電圧ＶACに対して概
ね力率１で出力されているが、たとえば系統２の位相が
急に変化したり、系統２の周波数が急に上昇または低下
した場合などの過渡現象に対しては、制御が変動に対し
て追従して安定するまでには、短いながらも時間を必要
とする。この期間においては電力が系統２からインバー
タ５に流れ込む期間が発生し、この電力は中間段コンデ
ンサ４に蓄えられるが、中間段コンデンサ４の容量を数
百μＦと小さく設定しているため、中間段電圧ＶMが急
激に上昇する。いま、過渡時間が長くてスイッチング素
子Ｑ1〜Ｑ4の耐圧を超える恐れが生じたとすると、たと
えば、図５（ｄ）に示したように、中間段電圧ＶMが所
定のしきい値（スレッシュ電圧）を超えた場合、双方向
形の昇圧コンバータ３は、電力回生用スイッチング素子
３ｅをオンとして平滑コンデンサ３ａに電力を蓄積す
る。Normally, the output current Io of the system interconnection inverter device is a sine wave and is output at a power factor of approximately 1 with respect to the system voltage VAC . For a transient phenomenon such as when the frequency of the system 2 suddenly rises or falls, a short time is required for the control to follow the fluctuation and stabilize. During this period, a period occurs in which electric power flows from the system 2 to the inverter 5 and this electric power is stored in the intermediate-stage capacitor 4. However, since the capacitance of the intermediate-stage capacitor 4 is set as small as several hundred μF, the voltage V M rapidly increases. Assuming that long transition period may exceed the withstand voltage of the switching element Q1~Q4 occurs, for example, as shown in FIG. 5 (d), the intermediate stage voltage V M is a predetermined threshold (threshold voltage) Is exceeded, the bidirectional boost converter 3 turns on the power regeneration switching element 3e to store power in the smoothing capacitor 3a.
【００４７】以上のように本実施例によれば、電力回生
用スイッチング素子３ｅを備えた双方向形の昇圧コンバ
ータとしたことにより、系統２の過渡的な変化に対して
過大な中間段電圧ＶM を平滑コンデンサ３ａに回生する
ので、インバータ５が停止することなく安定に動作を維
持することができる系統連系インバータ装置を提供する
ことができる。As described above, according to the present embodiment, a bidirectional boost converter provided with the power regeneration switching element 3e provides an excessively high intermediate stage voltage VM with respect to a transient change of the system 2. Is regenerated to the smoothing capacitor 3a. Therefore, it is possible to provide a system interconnection inverter device that can maintain stable operation without stopping the inverter 5.
【００４８】（実施例４）以下、本発明の系統連系イン
バータ装置の実施例４について図面を参照しながら説明
する。本実施例は請求項４に係わる。なお、本実施例の
構成を回路図で示すと図４と同じである。(Embodiment 4) Hereinafter, Embodiment 4 of a system interconnection inverter device of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 4. The configuration of the present embodiment is the same as that shown in FIG. 4 when shown in a circuit diagram.
【００４９】本実施例が実施例３と異なる点は、昇圧コ
ンバータ３において昇圧動作している期間中は昇圧用ス
イッチング素子３ｃと電力回生用スイッチング素子３ｅ
であるトランジスタＱBとを交互にスイッチングさせる
とともに、昇圧動作しない期間中ではトランジスタＱB
をオンとしておくことにより、低力率で運転した場合の
電力回生を自動的に行わせるようにしたことにある。The present embodiment is different from the third embodiment in that the boosting switching element 3c and the power regeneration switching element 3e during the boosting operation in the boosting converter 3.
Is alternately switched with the transistor QB, and the transistor QB
Is turned on to automatically perform power regeneration when the vehicle is operated at a low power factor.
【００５０】上記構成における動作について図面を参照
しながら説明する。図６は本実施例における昇圧コンバ
ータ３の動作を示す波形図である。図６において、
（ａ）は入力電圧Ｖinと系統電圧ＶACの絶対値、（ｂ）
は昇圧用スイッチング素子におけるトランジスタＱFの
ゲート信号、（ｃ）は電力回生用スイッチング素子３ｅ
であるトランジスタＱBのゲート信号、（ｄ）は中間段
電圧ＶMを示す。The operation in the above configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a waveform chart showing the operation of the boost converter 3 in the present embodiment. In FIG.
(A) the absolute value of the input voltage V in and the system voltage V AC, (b)
Is a gate signal of the transistor QF in the boosting switching element, and (c) is a power regeneration switching element 3e.
The gate signal of the transistor QB is, (d) shows the intermediate stage voltage V M.
【００５１】図６において、双方向形の昇圧コンバータ
３における昇圧用スイッチング素子３ｃと電力回生用ス
イッチング素子３ｅであるトランジスタＱBは、（ｂ）
と（ｃ）に示したように、定常的に交互にスイッチング
しており、インバータ５が概ね力率１運転を行っている
間は系統電圧ＶACのピーク電圧付近でのみ行われる昇圧
動作のとき、電流は昇圧用ダイオード３ｄのみに流れ、
昇圧用ダイオード３ｄと並列に接続された電力回生用ス
イッチング素子３ｅがオンとなっていても電流は流れ
ず、また、昇圧動作を行わない期間では昇圧用スイッチ
ング素子３ｃはオフとなっており、電力回生用スイッチ
ング素子３ｅはオンとなっている。ただし、系統連系イ
ンバータ装置が出力電圧を抑制するために、たとえば
０．９程度の低力率で運転するときには回生電力が発生
するが、昇圧用ダイオード３ｄと電力回生用スイッチン
グ素子３ｅとが交互にスイッチングしているため、回生
電力は自動的に平滑コンデンサ３ａに蓄積される。In FIG. 6, the transistor QB as the boosting switching element 3c and the power regeneration switching element 3e in the bidirectional type boost converter 3 has (b)
As shown in (c) and (c), when the inverter 5 is performing the boosting operation which is performed only near the peak voltage of the system voltage VAC while the inverter 5 is performing the power factor 1 operation substantially, The current flows only through the boost diode 3d,
Even if the power regeneration switching element 3e connected in parallel with the boost diode 3d is on, no current flows, and during the period in which the boost operation is not performed, the boost switching element 3c is off. The switching element for regeneration 3e is turned on. However, when the system interconnection inverter device operates at a low power factor of, for example, about 0.9 in order to suppress the output voltage, regenerative power is generated. However, the boosting diode 3d and the power regenerating switching element 3e alternate. , The regenerative power is automatically stored in the smoothing capacitor 3a.
【００５２】以上のように本実施例によれば、系統電圧
ＶACに対してインバータ５が低力率で運転する必要があ
る場合においても、とくに中間段コンデンサ４の電圧を
検出して制御することなく電力の回生が自動的になされ
ることで、品質の良い低力率の出力電流を安価な構成で
実現可能な系統連系インバータ装置を提供することがで
きる。As described above, according to the present embodiment, even when the inverter 5 needs to operate at a low power factor with respect to the system voltage VAC , the voltage of the intermediate stage capacitor 4 is detected and controlled. By automatically regenerating the power without the need, it is possible to provide a grid-connected inverter device capable of realizing a high-quality low-power-factor output current with an inexpensive configuration.
【００５３】（実施例５）以下、本発明の系統連系イン
バータ装置の実施例５について図画を参照しながら説明
する。本実施例は請求項５に係わる。なお、本実施例の
構成を回路図で示すと図４と同じである。(Embodiment 5) Hereinafter, Embodiment 5 of a system interconnection inverter device of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 5. The configuration of the present embodiment is the same as that shown in FIG. 4 when shown in a circuit diagram.
【００５４】本実施例が実施例３と異なる点は、昇圧コ
ンバータ３が昇圧動作をしていない期間中は昇圧用スイ
ッチング素子３ｃと電力回生用スイッチング素子３ｅで
あるトランジスタＱBはいずれもオフとして、この期間
中における中間段電圧ＶMの共振を防止したことにあ
る。This embodiment is different from the third embodiment in that during the period in which the boost converter 3 is not performing the boost operation, the transistor QB which is the boost switching element 3c and the power regeneration switching element 3e is both turned off. in that to prevent the resonance of the intermediate stage voltage V M during the period.
【００５５】上記構成における動作について図面を参照
しながら説明する。図７は本実施例における昇圧コンバ
ータ３の動作を示す波形図である。図７において、
（ａ）は入力電圧Ｖinと系統電圧ＶACの絶対値、（ｂ）
は昇圧用スイッチング素子３ｃにおけるトランジスタＱ
Fのゲート信号、（ｃ）は電力回生用スイッチング素子
３ｅであるトランジスタＱBのゲート信号、（ｄ）は中
間段電圧ＶMを示す。The operation in the above configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a waveform chart showing the operation of the boost converter 3 in the present embodiment. In FIG.
(A) the absolute value of the input voltage V in and the system voltage V AC, (b)
Is the transistor Q in the boosting switching element 3c.
Gate signal F, (c) the gate signal of the transistor QB is a power regeneration switching element 3e, showing the (d) shows the intermediate stage voltage V M.
【００５６】図７において、双方向形の昇圧コンバータ
３における昇圧用スイッチング素子のトランジスタＱF
と電力回生用スイッチング素子３ｅであるトランジスタ
ＱBとは、昇圧動作を行っている期間中は、実施例４と
同様に、交互にスイッチングするため実施例４と同様の
動作を行う。また、昇圧動作を行わない期間中では、い
ずれもオフとする。これにより、双方向形の昇圧コンバ
ータ３が、主に直流リアクトル３ｂと中間段コンデンサ
４の定数とによって決まる周波数で共振することを防止
している。In FIG. 7, transistor QF as a boosting switching element in bidirectional booster converter 3
The transistor QB, which is the switching element 3e for power regeneration, performs an operation similar to that of the fourth embodiment because the transistor QB is alternately switched during the boosting operation, as in the fourth embodiment. In addition, during the period in which the boosting operation is not performed, all are turned off. This prevents the bidirectional boost converter 3 from resonating at a frequency mainly determined by the DC reactor 3 b and the constant of the intermediate capacitor 4.
【００５７】以上のように本実施例によれば、昇圧動作
を行わない期間では昇圧用スイッチング素子３ｃと電力
回生用スイッチング素子３ｅのいずれもオフとすること
により、この期間中における中間段電圧ＶMの共振を抑
えることができ、系統電圧ＶA Cに対して一定の低い電圧
を維持することができ、インバータ５の出力電流を正弦
波に波形成形するための制御が不要となり、しかもイン
バータ５の低損失化も可能な系統連系インバータ装置を
提供することができる。As described above, according to this embodiment, during the period in which the boosting operation is not performed, both the boosting switching element 3c and the power regeneration switching element 3e are turned off, so that the intermediate stage voltage V during this period is turned off. it is possible to suppress the resonance of the M, it is possible to maintain a constant low voltage to system voltage V a C, control for waveform shaping the output current of the inverter 5 to a sine wave is not necessary, moreover inverter 5 It is possible to provide a grid-connected inverter device capable of reducing the power loss.
【００５８】（実施例６）以下、本発明の系統連系イン
バータ装置の実施例６について図面を参照しながら説明
する。本実施例は請求項６に係わる。なお、本実施例の
構成を回路図で示すと図４と同じである。本実施例が実
施例３と異なる点は、昇圧コンバータ３が昇圧動作して
いる期間に、昇圧用スイッチング素子３ｃの高周波スイ
ッチングを低周波変調して正弦波への波形変換動作を行
わせ、この期間ではインバータ５は正弦波の波形を備え
た中間段電圧ＶM の極性切り換え動作のみとし、昇圧コ
ンバータ３が昇圧動作しない期間では、インバータ５は
高周波スイッチングの変調により正弦波への波形変換と
極性切り換えとを行うようにし、インバータ５における
損失を低減するようにしたことにある。(Embodiment 6) Hereinafter, a sixth embodiment of the system interconnection inverter device of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 6. The configuration of this embodiment is the same as that shown in FIG. 4 when shown in a circuit diagram. This embodiment is different from the third embodiment in that the high-frequency switching of the boosting switching element 3c is low-frequency-modulated to perform a waveform conversion operation into a sine wave while the boosting converter 3 is performing the boosting operation. In the period, the inverter 5 performs only the polarity switching operation of the intermediate stage voltage VM having the sine wave waveform. In the period in which the boost converter 3 does not perform the boosting operation, the inverter 5 performs the waveform conversion into the sine wave and the polarity switching by the modulation of the high frequency switching. And the loss in the inverter 5 is reduced.
【００５９】上記構成における動作について図面を参照
しながら説明する。図８は本実施例の動作を示す波形図
である。図８において、（ａ）は系統電圧ＶAC、（ｂ）
はインバータ５におけるスイッチング素子Ｑ1のゲート
信号、（ｃ）はスイッチング素子Ｑ2のゲート信号、
（ｄ）はスイッチング素子Ｑ3のゲート信号、（ｅ）は
スイッチング素子Ｑ4のゲート信号、（ｆ）は昇圧用ス
イッチング素子３ｃにおけるトランジスタＱFのゲート
信号、（ｇ）は電力回生用スイッチング素子３ｅである
トランジスタＱBのゲート信号、（ｈ）は入力電源１で
ある太陽電池からの入力電圧Ｖinと系統電圧ＶACの絶対
値を示す。The operation of the above configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a waveform chart showing the operation of this embodiment. In FIG. 8, (a) shows the system voltage V AC , (b)
Is a gate signal of the switching element Q1 in the inverter 5, (c) is a gate signal of the switching element Q2,
(D) is a gate signal of the switching element Q3, (e) is a gate signal of the switching element Q4, (f) is a gate signal of the transistor QF in the boosting switching element 3c, and (g) is a power regeneration switching element 3e. the gate signal of the transistor QB, showing the absolute value of (h) is from the solar cell is an input power supply 1 input voltage V in and the system voltage V AC.
【００６０】図８において、インバータ５が概ね力率１
の運転をする場合、系統電圧ＶACのピーク電圧付近で
は、昇圧コンバータ３は昇圧動作するとともに、（ｆ）
と（ｇ）とに示したように、昇圧用スイッチング素子３
ｃにおけるトランジスタＱFの導通時間を変調制御する
ことにより中間段電圧ＶMが正弦波になるように波形成
形を行うとともに、インバータ５のスイッチング素子Ｑ
1とスイッチング素子Ｑ2とは、（ｂ）と（ｃ）に示した
ように、それぞれスイッチング素子Ｑ4とスイッチング
素子Ｑ3に同期して低周波数の切り替え動作を行う。一
方、概ね入力電圧Ｖinが系統電圧ＶACより高い期間で
は、実施例５と同様に、双方向形の昇圧コンバータ３が
スイッチングを停止するとともに、（ｂ）と（ｃ）に示
したように、インバータ５が波形成形を行うことにより
出力電流全体が正弦波になる。In FIG. 8, the inverter 5 has a power factor of about 1.
If the operation in the vicinity of the peak voltage of the system voltage V AC, along with the boost converter 3 for boosting operation, (f)
And (g), the boosting switching element 3
By modulating controlling the conduction time of transistor QF in c together with the intermediate-stage voltage V M performs waveform shaping so that the sine wave, the switching element Q of the inverter 5
1 and the switching element Q2 perform a low-frequency switching operation in synchronization with the switching element Q4 and the switching element Q3, respectively, as shown in (b) and (c). On the other hand, the generally high period input voltage V in is higher than the system voltage V AC, in the same manner as in Example 5, with the boost converter 3 Bidirectional stops switching, as shown in (b) and (c) When the inverter 5 shapes the waveform, the entire output current becomes a sine wave.
【００６１】したがって、正弦波への波形成形のための
スイッチングの一部が昇圧コンバータ３における昇圧用
スイッチング素子３ｃにより代行され、インバータ５に
おける正弦波への波形成形のためのスイッチングの負担
が軽減され、インバータ５の損失を低減することができ
る。なお、昇圧動作中に昇圧用スイッチング素子３ｃと
電力回生用スイッチング素子３ｅとを交互に高周波スイ
ッチングして電力の回生を可能にしていることは言うま
でもない。Therefore, part of the switching for shaping the waveform into a sine wave is performed by boosting switching element 3c in boost converter 3, and the load of switching for shaping the waveform into a sine wave in inverter 5 is reduced. , The loss of the inverter 5 can be reduced. Needless to say, during the step-up operation, the switching element 3c for boosting and the switching element 3e for power regeneration are alternately high-frequency switched to enable power regeneration.
【００６２】以上のように本実施例によれば、たとえば
入力電圧ＶinがＤＣ２００Ｖ程度でＡＣ２００Ｖの系統
２に対して電力を注入するような場合、系統電圧ＶACの
ピーク電圧を中心に４〜５ｍｓ程度の期間は、双方向形
の昇圧コンバータ３が波形成形を行うことにより、イン
バータ５はスイッチングを全く行う必要がなくなること
でスイッチング損失が大きく低減され、効率向上とヒー
トシンクの小型化に伴う機器全体の小型・軽量化を達成
できる系統連系インバータ装置を提供することができ
る。[0062] According to this embodiment, as described above, for example, if the input voltage V in is such that injection of power to system 2 of AC200V at about 200V DC,. 4 to around the peak voltage of the system voltage V AC During a period of about 5 ms, the bidirectional boost converter 3 performs waveform shaping, so that the inverter 5 does not need to perform any switching, thereby greatly reducing switching loss, and improving the efficiency and miniaturizing the heat sink. It is possible to provide a grid-connected inverter device that can achieve a reduction in size and weight as a whole.
【００６３】[0063]
【発明の効果】請求項１に係わる本発明は、直流リアク
トルと昇圧用スイッチング素子と昇圧用ダイオードとを
備えて直流の入力電源からの入力電圧を前記昇圧用スイ
ッチング素子の高周波スイッチングにより昇圧して直流
の中間段電圧を出力する昇圧コンバータと、前記中間段
電圧における高周波成分を除去する中間段コンデンサ
と、フルブリッジに構成された４個のスイッチング素子
のスイッチングにより前記中間段電圧から正弦波の交流
電流を出力するインバータと、前記交流電流における高
周波成分を除去し、出力電流として交流の系統に出力す
るフィルタとを備え、前記入力電源から入力した直流電
力を交流電力に変換して前記系統に出力する系統連系イ
ンバータ装置において、前記中間段コンデンサは数百μ
Ｆ以下の容量を有するフィルムコンデンサとし、前記昇
圧コンバータは、前記中間段電圧が系統電圧の絶対値に
比べて低くなる期間のみスイッチングして昇圧するよう
にした系統連系インバータ装置とすることにより、電流
出力時において中間段電圧が系統電圧よりも高くなる可
能性がある期間における昇圧コンバータの無駄な昇圧動
作を排除でき、効率を向上させるとともにインバータに
おけるスイッチング損失を低減して、小型・軽量で安
価、かつ小電流も低歪で出力できる系統連系インバータ
装置を提供することができる。According to the first aspect of the present invention, there is provided a DC reactor, a boosting switching element, and a boosting diode, and boosts an input voltage from a DC input power supply by high-frequency switching of the boosting switching element. A boost converter that outputs a DC intermediate-stage voltage, an intermediate-stage capacitor that removes high-frequency components in the intermediate-stage voltage, and a sine-wave AC from the intermediate-stage voltage by switching four switching elements configured in a full bridge. An inverter that outputs a current, and a filter that removes a high-frequency component in the AC current and outputs the output current to an AC system, converts DC power input from the input power supply into AC power, and outputs the AC power to the system. In the system interconnection inverter device, the intermediate-stage capacitor has a capacity of several hundred μs.
F is a film capacitor having a capacity of not more than F, and the boost converter is a system interconnection inverter device that switches and boosts only during a period in which the intermediate stage voltage is lower than the absolute value of the system voltage, It is possible to eliminate unnecessary step-up operation of the step-up converter during the period when the intermediate stage voltage may be higher than the system voltage at the time of current output, improve efficiency and reduce switching loss in the inverter. In addition, it is possible to provide a grid-connected inverter device that can output a small current with low distortion.
【００６４】請求項２に係わる本発明は、２個のスイッ
チング素子を直列接続したアームを２つ並列接続したフ
ルブリッジ構成のインバータにおいて、一方のアームは
低オン電圧、かつスイッチング速度の速いスイッチング
素子による数十ｋＨｚ程度以下の高周波スイッチングに
より系統電圧に対応する正弦波電流への波形変換を行
い、他方のアームは高周波用に比べてスイッチング速度
が遅く、かつ低オン電圧のスイッチング素子により系統
電圧の極性に対応して出力電流の極性を切り換えるよう
にした請求項１に係わる系統連系インバータ装置とする
ことにより、インバータにおけるスイッチング損失が低
減されて発熱量が減少し、したがって、ヒートシンクを
小型化でき、小型・軽量で効率を向上させた系統連系イ
ンバータ装置を提供することができる。According to a second aspect of the present invention, in a full-bridge inverter having two arms connected in series with two switching elements, one arm has a low on-voltage and a high switching speed. Performs a waveform conversion into a sinusoidal current corresponding to the system voltage by high-frequency switching of about several tens of kHz or less, and the other arm has a lower switching speed than that of the high-frequency one, and a low on-voltage switching element reduces the system voltage. The system interconnection inverter device according to claim 1, wherein the polarity of the output current is switched in accordance with the polarity, whereby the switching loss in the inverter is reduced and the amount of heat generation is reduced, so that the heat sink can be downsized. Offers compact, lightweight, grid-connected inverter equipment with improved efficiency Rukoto can.
【００６５】請求項３に係わる本発明は、昇圧コンバー
タにおいて、順方向の昇圧用ダイオードに逆方向に並列
接続したスイッチング素子を電力回生用スイッチング素
子として設け、直流リアクトルの一端が昇圧用スイッチ
ング素子と前記電力回生用スイッチング素子との共通接
続点に接続され、前記電力回生用スイッチング素子は中
間段電圧が所定値を超えた期間のみ導通してインバータ
から電流を入力側に回生させるようにした請求項１ない
し請求項２のいずれかに係わる系統連系インバータ装置
とすることにより、系統の変動に起因する過度的な中間
段電圧が電力回生用スイッチング素子を介して入力側に
回生され、インバータ５が停止することなく安定に動作
を維持することができる。According to a third aspect of the present invention, in the step-up converter, a switching element connected in parallel in a reverse direction to a forward step-up diode is provided as a power regeneration switching element, and one end of the DC reactor is connected to the step-up switching element. The power regeneration switching element is connected to a common connection point with the power regeneration switching element, and the power regeneration switching element conducts only during a period when the intermediate stage voltage exceeds a predetermined value, and regenerates current from the inverter to the input side. With the system interconnection inverter device according to any one of the first to second aspects, an excessive intermediate stage voltage caused by a change in the system is regenerated to the input side via the power regeneration switching element, and the inverter 5 is turned off. The operation can be stably maintained without stopping.
【００６６】請求項４に係わる本発明は、順方向の昇圧
用ダイオードに逆方向に並列接続したスイッチング素子
を電力回生用スイッチング素子として設け、直流リアク
トルは昇圧用スイッチング素子と前記電力回生用スイッ
チング素子との共通接続点に接続し、昇圧用スイッチン
グ素子と前記電力回生用スイッチング素子を交互に高周
波スイッチングするようにした請求項１ないし請求項２
のいずれかに係わる系統連系インバータ装置とすること
により、低力率で運転した場合に電力の回生が自動的に
なされることで、品質の良い低力率の出力電流を安価な
構成で実現可能な系統連系インバータ装置を提供するこ
とができる。According to a fourth aspect of the present invention, a switching element connected in parallel in a reverse direction to a forward boost diode is provided as a power regeneration switching element, and a DC reactor is provided with the boost switching element and the power regeneration switching element. 3. The switching device for boosting and the switching device for power regeneration are alternately subjected to high-frequency switching by being connected to a common connection point between the switching element and the switching element for power regeneration.
System, the power is automatically regenerated when operating at a low power factor, realizing a high quality, low power factor output current in a low-cost configuration. A possible grid-connected inverter device can be provided.
【００６７】請求項５に係わる本発明は、昇圧コンバー
タにおいて、順方向の昇圧用ダイオードに逆方向に並列
接続したスイッチング素子を電力回生用スイッチング素
子として設け、直流リアクトルは昇圧用スイッチング素
子と前記電力回生用スイッチング素子との共通接続点に
接続し、前記昇圧用スイッチング素子と前記電力回生用
スイッチング素子とを交互に高周波スイッチングすると
ともに、中間段電圧が系統電圧の絶対値に比べて高くな
る期間においては前記昇圧用スイッチング素子と前記電
力回生用スイッチング素子のいずれもオフとするように
した請求項１または請求項２または請求項４のいずれか
に係わる系統連系インバータ装置とすることにより、中
間段コンデンサと昇圧コンバータにおける直流リアクト
ルとによる中間段電圧の共振動作を防止し、昇圧動作を
させない期間における中間段電圧を低く維持することが
でき、この期間中におけるインバータの波形成形の負担
を低減することができる。According to a fifth aspect of the present invention, in the step-up converter, a switching element connected in parallel in a reverse direction to a forward step-up diode is provided as a power regeneration switching element, and the DC reactor is connected to the step-up switching element and the power supply. Connected to a common connection point with a regenerative switching element, the boosting switching element and the power regenerating switching element are alternately subjected to high-frequency switching, and during a period in which the intermediate stage voltage is higher than the absolute value of the system voltage. The system interconnection inverter device according to claim 1, wherein both the boosting switching element and the power regeneration switching element are turned off. Intermediate stage with capacitor and DC reactor in boost converter Prevent resonant operation of pressure, intermediate stage voltage in a period that does not step-up operation can be kept low, it is possible to reduce the burden of the waveform shaping inverter during this period.
【００６８】請求項６に係わる本発明は、昇圧コンバー
タが昇圧動作を行う期間内に昇圧用スイッチング素子の
高周波スイッチングに低周波変調をかけて中間段電圧に
正弦波形の凸部を発生させ、インバータにおいては前記
凸部の中間段電圧に対して出力電流の極性を切り換える
のみとし、前記凸部以外の中間段電圧に対して高周波ス
イッチングにより出力電流を波形成形するようにした請
求項１から５のいずれか１項に記載した系統連系インバ
ータ装置とすることにより、インバータにおける波形成
形のための高周波スイッチングのうちの高電圧・大電流
の部分が不要となり、スイッチング損失の大部分がなく
なるので、ヒートシンクを小型化することができる。According to a sixth aspect of the present invention, a high-frequency switching of a boosting switching element is subjected to low-frequency modulation during a period in which a boosting converter performs a boosting operation to generate a sine-wave convex portion in an intermediate stage voltage. 6. The method according to claim 1, wherein only the polarity of the output current is switched with respect to the intermediate stage voltage of the convex portion, and the output current is shaped by high frequency switching with respect to the intermediate stage voltage other than the convex portion. By adopting the grid-connected inverter device described in any one of the above, the high-voltage / high-current portion of the high-frequency switching for waveform shaping in the inverter becomes unnecessary, and most of the switching loss is eliminated. Can be reduced in size.
【図１】本発明の系統連系インバータ装置の実施例１の
構成を示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a system interconnection inverter device according to a first embodiment of the present invention;
【図２】同実施例における昇圧コンバータの動作を示す
波形図FIG. 2 is a waveform chart showing an operation of the boost converter in the embodiment.
【図３】本発明の系統連系インバータ装置の実施例２の
動作を示す波形図FIG. 3 is a waveform chart showing the operation of the system interconnection inverter device according to the second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の系統連系インバータ装置の実施例３の
構成を示す回路図FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a system interconnection inverter device according to a third embodiment of the present invention;
【図５】同実施例の動作を示す波形図FIG. 5 is a waveform chart showing the operation of the embodiment.
【図６】本発明の系統連系インバータ装置の実施例４に
おける昇圧コンバータの動作を示す波形図FIG. 6 is a waveform chart showing the operation of the boost converter in Embodiment 4 of the system interconnection inverter device of the present invention.
【図７】本発明の系統連系インバータ装置の実施例５に
おける昇圧コンバータの動作を示す波形図FIG. 7 is a waveform chart showing the operation of the boost converter in Embodiment 5 of the system interconnection inverter device of the present invention.
【図８】本発明の系統連系インバータ装置の実施例６の
動作を示す波形図FIG. 8 is a waveform chart showing the operation of the system interconnection inverter device according to the sixth embodiment of the present invention.
【図９】従来の系統連系インバータ装置の構成を示す回
路図FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional grid-connected inverter device.
【図１０】同従来例におけるインバータの動作を示す波
形図FIG. 10 is a waveform chart showing the operation of the inverter in the conventional example.
１ 入力電源 ２ 系統 ３ 昇圧コンバータ ３ａ 平滑コンデンサ ３ｂ 直流リアクトル ３ｃ 昇圧用スイッチング素子 ３ｄ 昇圧用ダイオード ３ｅ 電力回生用スイッチング素子 ４ 中間段コンデンサ ５ インバータ ６ フィルタ Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｑ4 スイッチング素子 Ｖin 入力電圧 ＶM 中間段電圧 ＶAC 系統電圧 ｉo 出力電流 ＱF、ＱB トランジスタ1 Input Power 2 grid 3 booster converter 3a smoothing capacitor 3b DC reactor 3c boosting switching element 3d boost diode 3e power regeneration switching element 4 interstage capacitor 5 inverter 6 filter Q1, Q2, Q3, Q4 switching elements V in input voltage V M interstage voltage V AC system voltage io output current QF, QB transistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井▲崎▼ 潔 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大橋 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 貞平 匡史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 謙次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐藤 武年 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 北泉 武 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大森 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H007 AA02 AA08 BB07 CA01 CB05 CC12 CD08 DA06 EA02 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor I ▲ saki ▼ Kiyoshi 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. In-house (72) Inventor Masafumi Sadahira 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Ito 1006 Okadoma Kadoma, Kadoma City Osaka Pref. Takeshi 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Kitaizumi 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Pref. 1006 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 5H007 AA02 AA08 BB07 CA01 CB05 CC12 CD08 DA06 EA02
Claims (6)
子と昇圧用ダイオードとを備えて直流の入力電源からの
入力電圧を前記昇圧用スイッチング素子の高周波スイッ
チングにより昇圧して直流の中間段電圧を出力する昇圧
コンバータと、前記中間段電圧における高周波成分を除
去する中間段コンデンサと、フルブリッジに構成された
４個のスイッチング素子のスイッチングにより前記中間
段電圧から正弦波の交流電流を出力するインバータと、
前記交流電流における高周波成分を除去し、出力電流と
して交流の系統に出力するフィルタとを備え、前記入力
電源から入力した直流電力を交流電力に変換して前記系
統に出力する系統連系インバータ装置において、前記中
間段コンデンサは数百μＦ以下の容量を有するフィルム
コンデンサとし、前記昇圧コンバータは、前記中間段電
圧が系統電圧の絶対値に比べて低くなる期間のみスイッ
チングして昇圧するようにした系統連系インバータ装
置。1. A booster comprising a DC reactor, a boosting switching element, and a boosting diode, boosting an input voltage from a DC input power supply by high-frequency switching of the boosting switching element and outputting a DC intermediate stage voltage. A converter, an intermediate-stage capacitor that removes a high-frequency component in the intermediate-stage voltage, and an inverter that outputs a sine-wave AC current from the intermediate-stage voltage by switching four switching elements configured in a full bridge.
A filter that removes a high-frequency component of the AC current and outputs the output current to an AC system, and converts DC power input from the input power supply into AC power and outputs the AC power to the system. The intermediate stage capacitor is a film capacitor having a capacitance of several hundred μF or less, and the boost converter switches and boosts the voltage only during a period when the intermediate stage voltage is lower than the absolute value of the system voltage. System inverter device.
アームを２つ並列接続したフルブリッジ構成のインバー
タにおいて、一方のアームは低オン電圧、かつスイッチ
ング速度の速いスイッチング素子による数十ｋＨｚ程度
以下の高周波スイッチングにより系統電圧に対応する正
弦波電流への波形変換を行い、他方のアームは高周波用
に比べてスイッチング速度が遅く、かつ低オン電圧のス
イッチング素子により系統電圧の極性に対応して出力電
流の極性を切り換えるようにした請求項１記載の系統連
系インバータ装置。2. An inverter having a full bridge configuration in which two arms in which two switching elements are connected in series are connected in parallel. One of the arms has a low on-voltage and a switching speed of high switching speed. The high-frequency switching converts the waveform into a sine-wave current corresponding to the system voltage, and the other arm has a lower switching speed than the high-frequency one, and the output current corresponding to the polarity of the system voltage is reduced by a switching element with a low on-voltage. 2. The system interconnection inverter device according to claim 1, wherein the polarity of the inverter is switched.
用ダイオードに逆方向に並列接続したスイッチング素子
を電力回生用スイッチング素子として設け、直流リアク
トルの一端が昇圧用スイッチング素子と前記電力回生用
スイッチング素子との共通接続点に接続され、前記電力
回生用スイッチング素子は中間段電圧が所定値を超えた
期間のみ導通してインバータから電流を入力側に回生さ
せるようにした請求項１または２に記載の系統連系イン
バータ装置。3. A step-up converter, wherein a switching element connected in parallel in a reverse direction to a forward step-up diode is provided as a power regeneration switching element, and one end of a DC reactor is connected to the step-up switching element and the power regeneration switching element. 3. The system according to claim 1, wherein the power regeneration switching element is connected to a common connection point, and the power regeneration switching element conducts only during a period in which the intermediate stage voltage exceeds a predetermined value to regenerate current from the inverter to the input side. 4. Interconnected inverter device.
用ダイオードに逆方向に並列接続したスイッチング素子
を電力回生用スイッチング素子として設け、直流リアク
トルは昇圧用スイッチング素子と前記電力回生用スイッ
チング素子との共通接続点に接続し、昇圧用スイッチン
グ素子と前記電力回生用スイッチング素子を交互に高周
波スイッチングするようにした請求項１または２のいず
れかに記載の系統連系インバータ装置。4. A step-up converter, wherein a switching element connected in parallel in a reverse direction to a forward step-up diode is provided as a power regeneration switching element, and a DC reactor is common to the step-up switching element and the power regeneration switching element. 3. The system interconnection inverter device according to claim 1, wherein the system interconnection inverter device is connected to a connection point to alternately perform high-frequency switching between the boosting switching element and the power regeneration switching element.
用ダイオードに逆方向に並列接続したスイッチング素子
を電力回生用スイッチング素子として設け、直流リアク
トルは昇圧用スイッチング素子と前記電力回生用スイッ
チング素子との共通接続点に接続し、前記昇圧用スイッ
チング素子と前記電力回生用スイッチング素子とを交互
に高周波スイッチングするとともに、中間段電圧が系統
電圧の絶対値に比べて高くなる期間においては前記昇圧
用スイッチング素子と前記電力回生用スイッチング素子
のいずれもオフとするようにした請求項１または２また
は４のいずれかに記載の系統連系インバータ装置。5. A step-up converter, wherein a switching element connected in parallel in a reverse direction to a forward step-up diode is provided as a power regeneration switching element, and a DC reactor is common to the step-up switching element and the power regeneration switching element. Connected to a connection point, the boost switching element and the power regeneration switching element alternately perform high-frequency switching, and in a period in which the intermediate stage voltage is higher than the absolute value of the system voltage, the boost switching element and 5. The system interconnection inverter device according to claim 1, wherein all of the power regeneration switching elements are turned off. 6.
に昇圧用スイッチング素子の高周波スイッチングに低周
波変調をかけて中間段電圧に正弦波形の凸部を発生さ
せ、インバータにおいては前記凸部の中間段電圧に対し
て出力電流の極性を切り換えるのみとし、前記凸部以外
の中間段電圧に対して高周波スイッチングにより出力電
流を波形成形するようにした請求項１から５のいずれか
１項に記載の系統連系インバータ装置。6. A high-frequency switching of a boosting switching element is subjected to low-frequency modulation during a period in which a boosting converter performs a boosting operation to generate a sine-wave convex portion in an intermediate stage voltage. The output current according to any one of claims 1 to 5, wherein only the polarity of the output current is switched with respect to the step voltage, and the output current is shaped by high-frequency switching with respect to the intermediate step voltage other than the convex portion. Grid-connected inverter device.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31871998A JP4200244B2 (en) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | Grid-connected inverter device |
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|---|---|---|---|
| JP31871998A JP4200244B2 (en) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | Grid-connected inverter device |
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|---|---|
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