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公開番号2025027339
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-27
出願番号2023132068
出願日2023-08-14
発明の名称電力変換装置、電力変換方法及びコンピュータプログラム
出願人ダイヤゼブラ電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250219BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】スイッチングノイズの混入、検出タイミングの時間誤差による測定誤差の影響を抑制し、より高精度で出力電流値の平均値を算出することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置は、スイッチング素子を有する電圧変換回路と、電圧変換回路をスイッチング制御する制御回路と、電圧変換回路から出力される電流を検出する電流検出回路とを備え、制御回路は、電流の出力が増加する第1のスイッチング状態のときに検出された第1電流値と、電流の出力が減少する第2のスイッチング状態のときに検出された第2電流値と、電圧変換のスイッチング制御に係る変調率とに基づいて、電圧変換回路から出力される電流の平均値を算出し、算出された平均値に基づいて電圧変換回路の動作を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチング素子を有する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路をスイッチング制御する制御回路と、
前記電圧変換回路から出力される電流を検出する電流検出回路と
を備え、
前記制御回路は、
電流の出力が増加する第１のスイッチング状態のときに検出された第１電流値と、電流の出力が減少する第２のスイッチング状態のときに検出された第２電流値と、電圧変換のスイッチング制御に係る変調率とに基づいて、前記電圧変換回路から出力される電流の平均値を算出し、
算出された平均値に基づいて前記電圧変換回路の動作を制御する
電力変換装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記制御回路は、
前記変調率に基づく重み係数を用いて、前記第１電流値及び前記第２電流値の加重平均を算出する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電圧変換回路は、
２つのスイッチング素子を直列接続してなる回路を有するインバータであり、
前記制御回路は、
前記電圧変換回路をバイポーラ方式でＰＷＭ制御するようにしてあり、
前記電圧変換回路から出力される電流の平均値を下記式に基づいて算出する
請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
Ｉ＝Ｉａ×（１＋ｍ）／２＋Ｉｂ×（１－ｍ）／２
但し、
Ｉ：前記電圧変換回路から出力される電流の平均値
Ｉａ：前記第１電流値
Ｉｂ：前記第２電流値
ｍ：前記変調率
【請求項４】
前記電圧変換回路は、
２つのスイッチング素子を直列接続してなる回路を有するインバータであり、
前記制御回路は、
前記電圧変換回路をユニポーラ方式又はトーテムポール方式でＰＷＭ制御するようにしてあり、
前記電圧変換回路から出力される電流の平均値を下記式に基づいて算出する
請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
Ｉ＝ｍ×Ｉａ＋（１－ｍ）×Ｉｂ（ｍ≧０の場合）
Ｉ＝（ｍ＋１）×Ｉａ－ｍ×Ｉｂ（ｍ＜０の場合）
但し、
Ｉ：前記電圧変換回路から出力される電流の平均値
Ｉａ：前記第１電流値
Ｉｂ：前記第２電流値
ｍ：前記変調率
【請求項５】
スイッチング素子を有する電圧変換回路を用いた電力変換方法において、
前記電圧変換回路をスイッチング制御し、
前記電圧変換回路から出力される電流を検出し、
電流の出力が増加する第１のスイッチング状態のときに検出された第１電流値と、電流の出力が減少する第２のスイッチング状態のときに検出された第２電流値と、電圧変換のスイッチング制御に係る変調率とに基づいて、前記電圧変換回路から出力される電流の平均値を算出し、
算出された平均値に基づいて前記電圧変換回路の動作を制御する
電力変換方法。
【請求項６】
スイッチング素子を有する電圧変換回路を用いた電力変換に係る処理をコンピュータに算出されるコンピュータプログラムであって、
前記電圧変換回路をスイッチング制御し、
前記電圧変換回路から出力される電流を検出し、
電流の出力が増加する第１のスイッチング状態のときに検出された第１電流値と、電流の出力が減少する第２のスイッチング状態のときに検出された第２電流値と、電圧変換のスイッチング制御に係る変調率とに基づいて、前記電圧変換回路から出力される電流の平均値を算出し、
算出された平均値に基づいて前記電圧変換回路の動作を制御する
処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換装置、電力変換方法及びコンピュータプログラムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
災害による長期停電時の非常用電源、夏場及び冬場における電力ピーク時の電力供給不足を補うシステムとして、太陽光発電システムや、電気自動車に搭載された大容量蓄電池を系統連系してなる分散型電源システムが普及している。
【０００３】
分散型電源システムは、分散型電源の直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナを備える。パワーコンディショナは、インバータのスイッチング制御によって、ＡＤ／ＡＣ変換を行っている。パワーコンディショナは、インバータのスイッチングタイミングに合わせて出力電流を検出して出力平均電流を算出し、各種制御を行っている（例えば、特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開昭５８－１９０２８１号公報
特開２０１４－０６０８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記出力平均電流は、スイッチングノイズの混入、検出タイミングの時間誤差に起因する測定誤差の影響を受けるため、正確な出力電流値を算出できないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、スイッチングノイズの混入、検出タイミングの時間誤差による測定誤差の影響を抑制し、より高精度で出力電流値の平均値を算出することができる電力変換装置、電力変換方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る電力変換装置は、スイッチング素子を有する電圧変換回路と、前記電圧変換回路をスイッチング制御する制御回路と、前記電圧変換回路から出力される電流を検出する電流検出回路とを備え、前記制御回路は、電流の出力が増加する第１のスイッチング状態のときに検出された第１電流値と、電流の出力が減少する第２のスイッチング状態のときに検出された第２電流値と、電圧変換のスイッチング制御に係る変調率とに基づいて、前記電圧変換回路から出力される電流の平均値を算出し、算出された平均値に基づいて前記電圧変換回路の動作を制御する。
【０００８】
本開示の一態様に係る電力変換方法は、スイッチング素子を有する電圧変換回路を用いた電力変換方法において、前記電圧変換回路をスイッチング制御し、前記電圧変換回路から出力される電流を検出し、電流の出力が増加する第１のスイッチング状態のときに検出された第１電流値と、電流の出力が減少する第２のスイッチング状態のときに検出された第２電流値と、電圧変換のスイッチング制御に係る変調率とに基づいて、前記電圧変換回路から出力される電流の平均値を算出し、算出された平均値に基づいて前記電圧変換回路の動作を制御する。
【０００９】
本開示の一態様に係るコンピュータプログラムは、スイッチング素子を有する電圧変換回路を用いた電力変換に係る処理をコンピュータに算出されるコンピュータプログラムであって、前記電圧変換回路をスイッチング制御し、前記電圧変換回路から出力される電流を検出し、電流の出力が増加する第１のスイッチング状態のときに検出された第１電流値と、電流の出力が減少する第２のスイッチング状態のときに検出された第２電流値と、電圧変換のスイッチング制御に係る変調率とに基づいて、前記電圧変換回路から出力される電流の平均値を算出し、算出された平均値に基づいて前記電圧変換回路の動作を制御する処理を前記コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
上記によれば、電力変換装置におけるスイッチングノイズの混入、検出タイミングの時間誤差による測定誤差の影響を抑制し、より高精度で出力電流値の平均値を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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