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公開番号2024127570
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023036805
出願日2023-03-09
発明の名称電力変換装置
出願人オムロン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類H02M 3/00 20060101AFI20240912BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】直流電源の出力の変動による電力変換装置の破損を防止する技術を提供する。
【解決手段】直流電源に接続され、該直流電源から入力された直流電圧を変換して出力する直流電力変換部と、前記直流電力変換部を制御する直流変換制御部と、前記直流電源から入力され、前記直流電力変換部を流れる直流電流又は直流電力である物理量に関する指標を取得する指標取得部とを備え、前記直流変換制御部は、前記指標の値に応じて、該物理量を抑制する物理量抑制制御の速度を変更することを特徴とする電力変換装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
直流電源に接続され、該直流電源から入力された直流電圧を変換して出力する直流電力変換部と、
前記直流電力変換部を制御する直流変換制御部と、
前記直流電源から入力され、前記直流電力変換部を流れる直流電流又は直流電力である物理量に関する指標を取得する指標取得部と、
を備え、
前記直流変換制御部は、
前記指標の値に応じて、該物理量を抑制する物理量抑制制御の速度を変更することを特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記指標は、前記直流電源から入力される直流電流又は直流電力である入力電流又は入力電力であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記指標は、前記直流電力変換部から出力される直流電流又は直流電力である出力電流又は出力電力であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記指標は、前記直流電力変換部に含まれるスイッチング素子の温度に関する温度指標であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記直流変換制御部は、
前記指標の値に応じて、前記物理量抑制制御の速度を段階的に変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記物理量抑制制御の速度の設定を受け付ける設定受付部を備えたことを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記指標は、前記直流電源から入力される直流電流又は直流電力である入力電流又は入力電力の時間に対する変化率であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記指標は、前記直流電力変換部から出力される直流電流又は直流電力である出力電流又は出力電力の時間に対する変化率であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記指標は、前記直流電力変換部に含まれるスイッチング素子の温度に関する温度指標の時間に対する変化率であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記直流電源は太陽電池を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項又は請求項７乃至９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光パネルの高電流化が進み、太陽光パネルから出力される直流電力を所望の交流電力に変換するパワーコンディショナを含むシステムとして低電圧大電流の電力を扱う構成が増えてきている。
従来のパワーコンディショナでは、太陽光パネルにおける照度の急変に対して、パワーコンディショナのスイッチング素子を構成する半導体デバイスに余裕があったため、破損には至らなかったが、太陽光パネルの高電流化により、半導体デバイスの余裕分がなくなるようにパワーコンディショナが使用される例もある。
【０００３】
太陽光パネルを含むシステムにおいて、照度が急変した場合に半導体デバイスを保護するために、太陽光パネルの動作電圧を下げる等の種々の制御が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
従来の過電流に対する保護は、主として、（１）直流電流抑制及び（２）直流過電流保護の２つの制御が実施されていた。（１）直流電流抑制は、太陽光パネルの定常的な動作において高電流領域に動作点が行かないための保護であり、（２）直流過電流保護は、直流電流の仕様（定格）を上限とする短絡電流の保護である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６８４５１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の（１）と（２）の保護の間には、両者によって保護されない領域が存在する。このような領域で太陽光パネルを動作させると、パワーコンディショナ、とりわけ、太陽光パネルに接続されるＤＣ－ＤＣコンバータ（以下、単に「ＤＤコンバータ」ともいう。）の温度が上昇し半導体デバイスの温度耐量を超えて破損することにより、ＤＤコンバータが故障する可能性があった。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、直流電源の出力の変動による電力変換装置の破損を防止する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための本発明は、
直流電源に接続され、該直流電源から入力された直流電圧を変換して出力する直流電力変換部と、
前記直流電力変換部を制御する直流変換制御部と、
前記直流電源から入力され、前記直流電力変換部を流れる直流電流又は直流電力である物理量に関する指標を取得する指標取得部と、
を備え、
前記直流変換制御部は、
前記指標の値に応じて、該物理量を抑制する物理量抑制制御の速度を変更することを特徴とする電力変換装置である。
【０００８】
これによれば、直流電源の出力が変動し、直流電源から入力され、直流電力変換部を流れる直流電流又は直流電力である物理量が変動する場合に、この物理量に関する指標の値に応じて、物理量を抑制する物理量抑制制御の速度を変更することにより、直流電力変換部を流れる直流電流又は直流電力によって直流電力変換部が破損することを防止することができる。また、指標の値に応じて、物理量を抑制する物理量抑制制御の速度を変更することにより、物理量を過剰に抑制することによる弊害を回避することもできる。物理量抑制制御の速度は、指標に対して設定された閾値に基づいて、段階的に変更するようにしてもよいし、指標の値に応じて、連続的に変更してもよいし、これらを組み合わせてもよい。指標の値の増加に応じて、物理量を抑制する物理用抑制制御の速度を大きくすることにより、速く物理量を抑制することができるので、より効果的に直流電力変換部を含む電力変換装置の破損を防止することができる。また、指標の値は、直流電力変換部を流れる直流電流又は直流電力である物理量であってもよいし、この物理量から所定の演算等によって導出することができるものであってもよい。
【０００９】
また、本発明において、
前記指標は、前記直流電源から入力される直流電流又は直流電力である入力電流又は入力電力であるようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明において、
前記指標は、前記直流電力変換部から出力される直流電流又は直流電力である出力電流又は出力電力であるようにしてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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