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公開番号2025147686
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024048055
出願日2024-03-25
発明の名称パワーコンディショナ
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 20060101AFI20250930BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】故障した回路に接続された電源の損傷を防止するとともに、コンデンサの過電圧を抑制できるパワーコンディショナを提供する。
【解決手段】本パワーコンディショナは、制御装置と、第1の電源に接続され、第1のスイッチング素子を有する第1のDC/DCコンバータと、第1の電源とは別の電源にそれぞれ接続され、第2のスイッチング素子を有する第2のDC/DCコンバータと、インバータと、DC/DCコンバータとインバータとの間に並列に接続されるコンデンサと、インバータからDC/DCコンバータへ向かう電流を防止するダイオードと、を備える。制御装置は、第1のDC/DCコンバータにおいて第1の電源に向けて流れる電流を検出し、かつ、さらに、コンデンサの電圧が第1の電圧閾値以上である場合に、第2のスイッチング素子がオンにされる期間が長くなる第2の制御信号を第2のスイッチング素子に供給する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
制御装置と、
第１の電源に接続され、前記制御装置からの制御信号に応じてオンオフ制御される第１のスイッチング素子を有する第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１の電源とは別の電源にそれぞれ接続されるとともに前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと並列に接続され、前記制御装置からの前記制御信号に応じてオンオフ制御される第２のスイッチング素子を有する第２のＤＣ／ＤＣコンバータを少なくとも一つ含むコンバータセットと、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータに接続されるインバータと、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記インバータとの間に並列に接続されるコンデンサと、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記コンデンサとの間に直列に配置され、前記インバータから前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータへ向かう電流を防止するダイオードと、を備え、
前記制御装置は、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて前記第１の電源に向けて流れる電流を検出すると、前記第２のスイッチング素子に供給する前記制御信号を、前記第１の電源に向けて流れる電流が所定の電流値以下となる第１のデューティー比の第１の制御信号とし、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて前記第１の電源に向けて流れる電流を検出し、かつ、前記コンデンサの電圧が第１の電圧閾値以上である場合に、前記第１の制御信号が供給される場合よりも前記第２のスイッチング素子がオンにされる期間が長くなる第２の制御信号を前記第２のスイッチング素子に供給する、
パワーコンディショナ。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記制御装置は、
前記コンデンサの電圧が前記第１の電圧閾値より低い第２の閾値以下となるまで、前記第２の制御信号の前記第２のスイッチング素子への供給を継続する、
請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記第２の制御信号の前記第２のスイッチング素子への供給を開始してから所定期間の間は、前記第２の制御信号の前記第２のスイッチング素子への供給を継続する、
請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項４】
前記第２の制御信号のデューティー比は、１００％である、
請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項５】
前記第１の電源及び前記別の電源は、太陽電池を含む、
請求項１から４のいずれか一項に記載のパワーコンディショナ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーコンディショナに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池からの直流電力を系統に連系した商用周波数の交流電力に変換するパワーコンディショナが、太陽光発電システムにおいて用いられている。また、マルチ入力タイプの太陽光発電システムにおけるパワーコンディショナには、一群の太陽電池パネルの直接接続体から構成される太陽電池ストリングが並列に接続される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１６１８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなマルチ入力タイプの太陽光発電システムにおけるパワーコンディショナでは、あるストリングに接続された回路に故障が生じ、正常時とは逆方向の電流が許容されると、他のストリングから、故障が生じた回路を介して、この回路に接続された太陽電池に電力が入力される。また、パワーコンディショナでは、太陽電池ストリング側に配置されるＤＣ／ＤＣコンバータと、負荷側に配置されるインバータとの間にコンデンサが配置される。逆方向の電流が許容されると、このコンデンサにも電流が流入するため、コンデンサの電圧が許容範囲よりも高い電圧に上昇する虞がある。
【０００５】
開示の技術の１つの側面は、故障した回路に接続された電源の損傷を防止するとともに、コンデンサの過電圧を抑制できるパワーコンディショナ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】
【０００６】
開示の技術の１つの側面は、次のようなパワーコンディショナによって例示される。本パワーコンディショナは、制御装置と、第１の電源に接続され、上記制御装置からの制御信号に応じてオンオフ制御される第１のスイッチング素子を有する第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、上記第１の電源とは別の電源にそれぞれ接続されるとともに上記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと並列に接続され、上記制御装置からの上記制御信号に応じてオンオフ制御される第２のスイッチング素子を有する第２のＤＣ／ＤＣコンバータを少なくとも一つ含むコンバータセットと、上記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び上記第２のＤＣ／ＤＣコンバータに接続されるインバータと、上記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び上記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと上記インバータとの間に並列に接続されるコンデンサと、上記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び上記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと上記コンデンサとの間に直列に配置され、上記インバータから上記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び上記第２のＤＣ／ＤＣコンバータへ向かう電流を防止するダイオードと、を備える。上記制御装置は、上記第１のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて上記第１の電源に向けて流れる電流を検出すると、上記第２のスイッチング素子に供給する上記制御信号を、上記第１の電源に向けて流れる電流が所定の電流値以下となる第１のデューティー比の第１の制御信号とし、上記第１のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて上記第１の電源に向けて流れる電流を検出し、かつ、上記コンデンサの電圧が第１の電圧閾値以上である場合に、上記第１の制御信号が供給される場合よりも上記第２のスイッチング素子がオンにされる期間が長くなる第２の制御信号を前記第２のスイッチング素子に供給する。
【０００７】
本パワーコンディショナは、第１の電源に向けて流れる電流を検出すると、第２のスイッチング素子に供給する上記制御信号を上記第１の電源に向けて流れる電流が所定の電流値以下となる上記第１の制御信号とする。第１の電源に向けて流れる電流が所定の電流値以下となるため、第１の電源に向けて流れる電流が流入することによる上記第１の電源の損傷及び上記コンデンサの電圧上昇が抑制される。さらに、本パワーコンディショナは、上記コンデンサの電圧が第１の電圧閾値以上である場合に、上記第１の制御信号が供給される場合よりも上記第２のスイッチング素子がオンにされる期間が長くなる第２の制御信号を前記第２のスイッチング素子に供給する。上記第２の制御信号が上記第２のスイッチング素子に供給されることで、上記第１の電源に向けて流れる電流はさらに小さくなる。そのため、本パワーコンディショナは、上記電源の損傷及び上記コンデンサの電圧上昇が抑制される。ここで、上記第１の電源及び上記別の電源は、太陽電池であってもよい。
【０００８】
本パワーコンディショナは、次の特徴をさらに備えてもよい。上記制御装置は、上記コンデンサの電圧が上記第１の電圧閾値より低い第２の閾値以下となるまで、上記第２の制御信号の上記第２のスイッチング素子への供給を継続する。このような特徴を備えるパワーコンディショナは、上記第２のスイッチング素子に供給する制御信号を上記第２の制御信号から上記第１の制御信号デューティー比に戻し、その直後に上記第２の制御信号に戻すような処理が繰り返されることを抑制できる。
【０００９】
本パワーコンディショナは、次の特徴をさらに備えてもよい。上記制御装置は、上記第２の制御信号の上記第２のスイッチング素子への供給を開始してから所定期間の間は、上記第２の制御信号の上記第２のスイッチング素子への供給を継続する。このような特徴を備えるパワーコンディショナは、上記第２の制御信号の上記第２のスイッチング素子への供給が所定期間行われることで、コンデンサの電圧をより下げることができる。
【００１０】
本パワーコンディショナは、次の特徴をさらに備えてもよい。上記第２の制御信号のデューティー比は、１００％である。上記第２の制御信号のデューティー比が１００％に設定されることで、上記第２のＤＣ／ＤＣコンバータから上記第１の電源及び上記コンデンサへの電流の流入が禁止される。そのため、本パワーコンディショナは、コンデンサの電圧をより一層容易に低下させることができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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