(57)【要約】【課題】複数の昇圧回路を備え、昇圧回路でダイオードが故障した場合に、外部直流電源に電流が逆流することを防止可能な電力変換装置を得ること。【解決手段】各々が電圧変換用の半導体素子および整流用の整流素子を有し、外部直流電源から出力される直流電力の電圧値を変換して出力する昇圧回路１６−１〜１６−３と、昇圧回路１６−１〜１６−３から出力される出力電力の電圧値を制御する制御回路１３と、を備え、制御回路１３は、各昇圧回路１６−１〜１６−３において、半導体素子のスイッチング周波数を変化させた際の、直流電力の電圧値と出力電力の電圧値とを用いて、整流素子の故障を検出する。【選択図】図１
2020096430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が電圧変換用の半導体素子および整流用の整流素子を有し、外部直流電源から出力される直流電力の電圧値を変換して出力する複数の昇圧回路と、
前記複数の昇圧回路から出力される出力電力の電圧値を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、各昇圧回路において、前記半導体素子のスイッチング周波数を変化させた際の、前記直流電力の電圧値と前記出力電力の電圧値とを用いて、前記整流素子の故障を検出する、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記整流素子の故障を検出した場合、整流素子が故障している第１の昇圧回路から前記外部直流電源に電流が流れ込むことを防止するように、整流素子が故障していない第２の昇圧回路を制御する、
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】
前記制御回路は、前記第２の昇圧回路が有する半導体素子を短絡させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
さらに、前記出力電力を用いて前記制御回路に供給する電源電力を生成する電源回路、
を備え、
前記制御回路は、前記第１の昇圧回路が有する半導体素子のデューティ比を０％にする、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御回路は、各昇圧回路において、前記半導体素子を規定されたデューティ比でオンさせた際の、前記直流電力の電圧値と前記出力電力の電圧値との関係に基づいて、前記整流素子の故障を検出する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置には、複数の太陽電池モジュールを並列接続するために複数の入力回路を有し、さらに、複数の入力回路毎に昇圧回路を有するものがある。特許文献１には、太陽光発電用の電力変換装置が、複数の入力回路毎に昇圧回路を有し、入力回路毎に独立して最大電力点追従させる制御（以下、ＭＰＰＴ（Maximum  Power  Point  Tracking）制御とする。）を実施することで、よく多くの電力を太陽電池から取り出し、太陽光発電のシステム効率を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１８０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電力変換装置は、ある昇圧回路で整流用のダイオードが短絡故障した場合、ダイオードが短絡故障した昇圧回路以外の昇圧回路に接続された太陽電池モジュールから、ダイオードが短絡故障した昇圧回路に接続された太陽電池モジュールに電流が逆流する。この場合、電流が逆流してくる太陽電池モジュールが故障してしまう可能性がある、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の昇圧回路を備え、昇圧回路でダイオードが故障した場合に、外部直流電源に電流が逆流することを防止可能な電力変換装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、各々が電圧変換用の半導体素子および整流用の整流素子を有し、外部直流電源から出力される直流電力の電圧値を変換して出力する複数の昇圧回路と、複数の昇圧回路から出力される出力電力の電圧値を制御する制御回路と、を備える。制御回路は、各昇圧回路において、半導体素子のスイッチング周波数を変化させた際の、直流電力の電圧値と出力電力の電圧値とを用いて、整流素子の故障を検出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力変換装置は、複数の昇圧回路を備え、昇圧回路でダイオードが故障した場合に、外部直流電源に電流が逆流することを防止できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】パワーコンディショナの構成例を示す図
【図２】パワーコンディショナの制御回路が、昇圧回路の昇圧回路用ダイオードが短絡故障した場合において、後述する逆流防止の処理を仮に実施しなかったときにパワーコンディショナに流れる電流のイメージを示す図
【図３】制御回路が実施する昇圧回路用ダイオード５−１の故障検知の例を示すフローチャート
【図４】制御回路が実施する昇圧回路用ダイオード５−２の故障検知の例を示すフローチャート
【図５】制御回路が実施する昇圧回路用ダイオード５−３の故障検知の例を示すフローチャート
【図６】制御回路が実施する逆流防止の処理の例を示すフローチャート
【図７】パワーコンディショナの制御回路が、昇圧回路の昇圧回路用ダイオードが短絡故障した場合において、逆流防止の処理を実施したときにパワーコンディショナに流れる電流を示す図
【図８】パワーコンディショナが備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図
【図９】パワーコンディショナが備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係る電力変換装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係るパワーコンディショナ１５の構成例を示す図である。パワーコンディショナ１５は、太陽電池モジュール１−１，１−２，１−３で発電された直流電力を交流電力に変換し、系統１０に出力する。パワーコンディショナ１５は、ＭＰＰＴ制御を実施する電力変換装置である。太陽電池モジュール１−１，１−２，１−３は、パワーコンディショナ１５に接続される外部直流電源の一例である。パワーコンディショナ１５に接続される外部直流電源は、太陽電池モジュール１−１，１−２，１−３に限定されない。パワーコンディショナ１５は、昇圧回路１６−１，１６−２，１６−３と、インバータ回路７と、フィルタ回路８と、スイッチ回路９と、電圧センサ１１−１，１１−２，１１−３と、電圧センサ１２と、制御回路１３と、電源回路１４と、を備える。
【００１１】
電圧センサ１１−１は、太陽電池モジュール１−１から出力される直流電力の電圧値を計測する。電圧センサ１１−２は、太陽電池モジュール１−２から出力される直流電力の電圧値を計測する。電圧センサ１１−３は、太陽電池モジュール１−３から出力される直流電力の電圧値を計測する。電圧センサ１２は、昇圧回路１６−１〜１６−３からインバータ回路７に出力される出力電力の電圧値を計測する。出力電力の電圧値は、パワーコンディショナ１５におけるインバータ母線電圧の電圧値ともいう。制御回路１３は、昇圧回路用半導体素子４−１〜４−３のスイッチ処理を制御し、昇圧回路１６−１〜１６−３から出力されるインバータ母線電圧の電圧値を制御する。
【００１２】
昇圧回路１６−１〜１６−３は、外部直流電源である太陽電池モジュール１−１〜１−３から出力される直流電力の電圧値を変換して出力する。昇圧回路１６−１は、太陽電池モジュール１−１から出力される直流電力を平滑する平滑回路２−１と、昇圧回路用リアクトル３−１と、昇圧回路用半導体素子４−１と、昇圧回路用ダイオード５−１と、昇圧回路用半導体素子４−１および昇圧回路用ダイオード５−１通過後の直流電力を平滑する平滑回路６−１と、を備える。昇圧回路１６−２は、太陽電池モジュール１−２から出力される直流電力を平滑する平滑回路２−２と、昇圧回路用リアクトル３−２と、昇圧回路用半導体素子４−２と、昇圧回路用ダイオード５−２と、昇圧回路用半導体素子４−２および昇圧回路用ダイオード５−２通過後の直流電力を平滑する平滑回路６−２と、を備える。昇圧回路１６−３は、太陽電池モジュール１−３から出力される直流電力を平滑する平滑回路２−３と、昇圧回路用リアクトル３−３と、昇圧回路用半導体素子４−３と、昇圧回路用ダイオード５−３と、昇圧回路用半導体素子４−３および昇圧回路用ダイオード５−３通過後の直流電力を平滑する平滑回路６−３と、を備える。
【００１３】
昇圧回路用半導体素子４−１〜４−３は、電圧変換用の半導体素子である。昇圧回路用半導体素子４−１〜４−３は、例えば、トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor）などの半導体素子で構成され、制御回路１３からのスイッチング信号により、高速でスイッチ処理を行う。昇圧回路用ダイオード５−１〜５−３は、整流用の整流素子である。
【００１４】
インバータ母線電圧は、電源回路１４に入力される。電源回路１４は、インバータ母線電圧を用いて制御回路１３に供給する電源電圧を生成し、生成した電源電圧を制御回路１３に供給する。
【００１５】
電圧センサ１１−１で計測された太陽電池モジュール１−１から出力される直流電力の電圧値、電圧センサ１１−２で計測された太陽電池モジュール１−２から出力される直流電力の電圧値、電圧センサ１１−３で計測された太陽電池モジュール１−３から出力される直流電力の電圧値、および電圧センサ１２で計測されたインバータ母線電圧の電圧値は、制御回路１３に入力される。制御回路１３は、各電圧値に基づいて、昇圧回路用半導体素子４−１〜４−３を制御するデューティ比を決定する。制御回路１３は、決定したデューティ比に基づいて昇圧回路用半導体素子４−１〜４−３のスイッチ処理を制御するスイッチング信号を生成し、生成したスイッチング信号を昇圧回路用半導体素子４−１〜４−３に出力する。
【００１６】
以降の説明において、太陽電池モジュール１−１〜１−３を区別しない場合は太陽電池モジュール１と称し、平滑回路２−１〜２−３を区別しない場合は平滑回路２と称し、昇圧回路用リアクトル３−１〜３−３を区別しない場合は昇圧回路用リアクトル３と称し、昇圧回路用半導体素子４−１〜４−３を区別しない場合は昇圧回路用半導体素子４と称することがある。同様に、以降の説明において、昇圧回路用ダイオード５−１〜５−３を区別しない場合は昇圧回路用ダイオード５と称し、平滑回路６−１〜６−３を区別しない場合は平滑回路６と称し、電圧センサ１１−１〜１１−３を区別しない場合は電圧センサ１１と称し、昇圧回路１６−１〜１６−３を区別しない場合は昇圧回路１６と称することがある。
【００１７】
つづいて、パワーコンディショナ１５において、ある昇圧回路１６で昇圧回路用ダイオード５が短絡故障した場合に、制御回路１３が、太陽電池モジュール１への電流の逆流を防止する動作について説明する。一例として、昇圧回路１６−１の昇圧回路用ダイオード５−１が短絡故障した場合について説明する。図２は、本実施の形態に係るパワーコンディショナ１５の制御回路１３が、昇圧回路１６−１の昇圧回路用ダイオード５−１が短絡故障した場合において、後述する逆流防止の処理を仮に実施しなかったときにパワーコンディショナ１５に流れる電流のイメージを示す図である。昇圧回路１６−１の昇圧回路用ダイオード５−１が短絡故障し、「太陽電池モジュール１−１から出力される直流電力の電圧値＜太陽電池モジュール１−２から出力される直流電力の電圧値」であった場合、太陽電池モジュール１−２から出力される電流が太陽電池モジュール１−１に流れ込み、太陽電池モジュール１−１が故障する可能性がある。また、昇圧回路１６−１の昇圧回路用ダイオード５−１が短絡故障し、「太陽電池モジュール１−１から出力される直流電力の電圧値＜太陽電池モジュール１−３から出力される直流電力の電圧値」であった場合、太陽電池モジュール１−３から出力される電流が太陽電池モジュール１−１に流れ込み、太陽電池モジュール１−１が故障する可能性がある。
【００１８】
そのため、本実施の形態では、制御回路１３は、いずれかの昇圧回路１６の昇圧回路用ダイオード５で短絡故障が発生しているか否かを判定する故障検知を実施する。制御回路１３は、いずれかの昇圧回路１６の昇圧回路用ダイオード５で短絡故障が発生していると判定した場合、逆流防止の処理を実施する。逆流防止の処理とは、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障していない昇圧回路１６に接続される太陽電池モジュール１から、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障している昇圧回路１６に接続される太陽電池モジュール１に、電流が逆流しないようにするための処理である。以降の説明において、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障している昇圧回路１６を第１の昇圧回路と称し、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障していない昇圧回路１６を第２の昇圧回路と称することがある。
【００１９】
図３は、本実施の形態に係る制御回路１３が実施する昇圧回路用ダイオード５−１の故障検知の例を示すフローチャートである。図４は、本実施の形態に係る制御回路１３が実施する昇圧回路用ダイオード５−２の故障検知の例を示すフローチャートである。図５は、本実施の形態に係る制御回路１３が実施する昇圧回路用ダイオード５−３の故障検知の例を示すフローチャートである。また、図６は、本実施の形態に係る制御回路１３が実施する逆流防止の処理の例を示すフローチャートである。制御回路１３は、パワーコンディショナ１５を起動する前に、例えば、図３→図４→図５→図６の順番で各フローチャートの処理を実施する。
【００２０】
まず、制御回路１３は、図３に示すフローチャートにおいて、昇圧回路１６−２の昇圧回路用半導体素子４−２のデューティ比を１００％にし、昇圧回路１６−３の昇圧回路用半導体素子４−３のデューティ比を１００％にする（ステップＳＴ１１）。制御回路１３は、昇圧回路１６−１の昇圧回路用半導体素子４−１をデューティ比Ｔ１にして昇圧する（ステップＳＴ１２）。制御回路１３は、インバータ母線電圧を計測する電圧センサ１２で計測された電圧値Ｖｉｉと、昇圧回路１６−１に接続される太陽電池モジュール１−１から出力される直流電力の電圧を計測する電圧センサ１１−１で計測された電圧値Ｖｓ１とが、下記の式（１）の関係を満たすか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。
【００２１】
Ｖｉｉ＝Ｖｓ１／（１−Ｔ１）  …（１）
【００２２】
ここで、デューティ比Ｔ１は、０％または１００％の場合は昇圧回路用ダイオード５−１が故障していても式（１）を満たす可能性があるため、１０％〜９０％にする。式（１）にあてはめる場合はＴ１＝０．１〜０．９の範囲となる。また、平滑回路６−１の耐圧を超えないように、デューティ比Ｔ１を設定する。例えば、通常動作で電圧値Ｖｉｉが３５０Ｖになるようにデューティ比Ｔ１が設定されているのであれば、図３に示すフローチャートの処理を実施するときも同様に、電圧値Ｖｉｉが３５０Ｖになるようデューティ比Ｔ１を設定する。なお、電圧値Ｖｓ１が３５０Ｖ以上の場合はデューティ比Ｔ１を１０％にする。
【００２３】
制御回路１３は、Ｖｉｉ＝Ｖｓ１／（１−Ｔ１）の場合（ステップＳＴ１３：Ｙｅｓ）、昇圧回路用ダイオード５−１は正常と判定する（ステップＳＴ１４）。制御回路１３は、例えば、後述する図６に示すフローチャートの処理に従ってパワーコンディショナ１５を起動する。一方、制御回路１３は、Ｖｉｉ＝Ｖｓ１／（１−Ｔ１）ではない場合（ステップＳＴ１３：Ｎｏ）、昇圧回路用ダイオード５−１は異常すなわち故障していると判定する（ステップＳＴ１５）。制御回路１３は、例えば、後述する図６に示すフローチャートの処理に従って太陽電池モジュール１−１に電流が逆流することを防止する処理を実施する。
【００２４】
つぎに、制御回路１３は、図４に示すフローチャートにおいて、昇圧回路１６−１の昇圧回路用半導体素子４−１のデューティ比を１００％にし、昇圧回路１６−３の昇圧回路用半導体素子４−３のデューティ比を１００％にする（ステップＳＴ２１）。制御回路１３は、昇圧回路１６−２の昇圧回路用半導体素子４−２をデューティ比Ｔ２にして昇圧する（ステップＳＴ２２）。制御回路１３は、インバータ母線電圧を計測する電圧センサ１２で計測された電圧値Ｖｉｉと、昇圧回路１６−２に接続される太陽電池モジュール１−２から出力される直流電力の電圧を計測する電圧センサ１１−２で計測された電圧値Ｖｓ２とが、下記の式（２）の関係を満たすか否かを判定する（ステップＳＴ２３）。なお、デューティ比Ｔ２の設定方法については、前述のデューティ比Ｔ１の場合と同様とする。
【００２５】
Ｖｉｉ＝Ｖｓ２／（１−Ｔ２）  …（２）
【００２６】
制御回路１３は、Ｖｉｉ＝Ｖｓ２／（１−Ｔ２）の場合（ステップＳＴ２３：Ｙｅｓ）、昇圧回路用ダイオード５−２は正常と判定する（ステップＳＴ２４）。制御回路１３は、例えば、後述する図６に示すフローチャートの処理に従ってパワーコンディショナ１５を起動する。一方、制御回路１３は、Ｖｉｉ＝Ｖｓ２／（１−Ｔ２）ではない場合（ステップＳＴ２３：Ｎｏ）、昇圧回路用ダイオード５−２は異常すなわち故障していると判定する（ステップＳＴ２５）。制御回路１３は、例えば、後述する図６に示すフローチャートの処理に従って太陽電池モジュール１−２に電流が逆流することを防止する処理を実施する。
【００２７】
つぎに、制御回路１３は、図５に示すフローチャートにおいて、昇圧回路１６−１の昇圧回路用半導体素子４−１のデューティ比を１００％にし、昇圧回路１６−２の昇圧回路用半導体素子４−２のデューティ比を１００％にする（ステップＳＴ３１）。制御回路１３は、昇圧回路１６−３の昇圧回路用半導体素子４−３をデューティ比Ｔ３にして昇圧する（ステップＳＴ３２）。制御回路１３は、インバータ母線電圧を計測する電圧センサ１２で計測された電圧値Ｖｉｉと、昇圧回路１６−３に接続される太陽電池モジュール１−３から出力される直流電力の電圧を計測する電圧センサ１１−３で計測された電圧値Ｖｓ３とが、下記の式（３）の関係を満たすか否かを判定する（ステップＳＴ３３）。なお、デューティ比Ｔ３の設定方法については、前述のデューティ比Ｔ１の場合と同様とする。
【００２８】
Ｖｉｉ＝Ｖｓ３／（１−Ｔ３）  …（３）
【００２９】
制御回路１３は、Ｖｉｉ＝Ｖｓ３／（１−Ｔ３）の場合（ステップＳＴ３３：Ｙｅｓ）、昇圧回路用ダイオード５−３は正常と判定する（ステップＳＴ３４）。制御回路１３は、例えば、後述する図６に示すフローチャートの処理に従ってパワーコンディショナ１５を起動する。一方、制御回路１３は、Ｖｉｉ＝Ｖｓ３／（１−Ｔ３）ではない場合（ステップＳＴ３３：Ｎｏ）、昇圧回路用ダイオード５−３は異常すなわち故障していると判定する（ステップＳＴ３５）。制御回路１３は、例えば、後述する図６に示すフローチャートの処理に従って太陽電池モジュール１−３に電流が逆流することを防止する処理を実施する。
【００３０】
このように、制御回路１３は、各昇圧回路１６において、昇圧回路用半導体素子４のスイッチング周波数を変化させた際の、太陽電池モジュール１からの直流電力の電圧値と昇圧回路１６からの出力電力の電圧値とを用いて、昇圧回路用ダイオード５の故障を検出する。具体的には、制御回路１３は、各昇圧回路１６において、昇圧回路用半導体素子４を規定されたデューティ比でオンさせた際の、太陽電池モジュール１からの直流電力の電圧値と昇圧回路１６からの出力電力の電圧値との関係に基づいて、昇圧回路用ダイオード５の故障を検出する。制御回路１３は、昇圧回路１６が正常に働いているかどうかを確認することで、昇圧回路用ダイオード５の故障を検出することができる。
【００３１】
制御回路１３は、図３から図５に示す昇圧回路用ダイオード５の故障検知の処理を実施し、昇圧回路用ダイオード５が故障している昇圧回路１６があった場合、昇圧回路用ダイオード５が故障していない昇圧回路１６の昇圧回路用半導体素子４のデューティ比を１００％にし、昇圧回路用ダイオード５が故障している昇圧回路１６の昇圧回路用半導体素子４のデューティ比を０％にする。制御回路１３は、昇圧回路用ダイオード５が故障していない昇圧回路１６の昇圧回路用半導体素子４のデューティ比を１００％にしてオンすることで、昇圧回路用ダイオード５が故障していない昇圧回路１６に接続されている太陽電池モジュール１を短絡させる。これにより、制御回路１３は、昇圧回路用ダイオード５が故障していない昇圧回路１６から他の昇圧回路１６に電流が流れることを防止することができる。
【００３２】
制御回路１３は、図６に示すフローチャートにおいて、昇圧回路１６−１の昇圧回路用ダイオード５−１が故障であった場合（ステップＳＴ４１：Ｎｏ）、昇圧回路１６−２の昇圧回路用半導体素子４−２のデューティ比を１００％にし、昇圧回路１６−３の昇圧回路用半導体素子４−３のデューティ比を１００％にする（ステップＳＴ４２）。
【００３３】
制御回路１３は、昇圧回路１６−１の昇圧回路用ダイオード５−１が正常であり（ステップＳＴ４１：Ｙｅｓ）、昇圧回路１６−２の昇圧回路用ダイオード５−２が故障であった場合（ステップＳＴ４３：Ｎｏ）、昇圧回路１６−１の昇圧回路用半導体素子４−１のデューティ比を１００％にし、昇圧回路１６−３の昇圧回路用半導体素子４−３のデューティ比を１００％にする（ステップＳＴ４４）。
【００３４】
制御回路１３は、昇圧回路１６−２の昇圧回路用ダイオード５−２が正常であり（ステップＳＴ４３：Ｙｅｓ）、昇圧回路１６−３の昇圧回路用ダイオード５−３が故障であった場合（ステップＳＴ４５：Ｎｏ）、昇圧回路１６−１の昇圧回路用半導体素子４−１のデューティ比を１００％にし、昇圧回路１６−２の昇圧回路用半導体素子４−２のデューティ比を１００％にする（ステップＳＴ４６）。
【００３５】
制御回路１３は、昇圧回路１６−３の昇圧回路用ダイオード５−３が正常の場合（ステップＳＴ４５：Ｙｅｓ）、パワーコンディショナ１５を起動する（ステップＳＴ４７）。
【００３６】
図７は、本実施の形態に係るパワーコンディショナ１５の制御回路１３が、昇圧回路１６−１の昇圧回路用ダイオード５−１が短絡故障した場合において、逆流防止の処理を実施したときにパワーコンディショナ１５に流れる電流を示す図である。制御回路１３は、昇圧回路１６−１の昇圧回路用ダイオード５−１が短絡故障した場合、昇圧回路１６−２の昇圧回路用半導体素子４−２、および昇圧回路１６−３の昇圧回路用半導体素子４−３をデューティ比１００％でオンする。この場合、太陽電池モジュール１−２から出力される電流は、昇圧回路用リアクトル３−２、および昇圧回路用半導体素子４−２を通って、太陽電池モジュール１−２に戻る。これにより、制御回路１３は、太陽電池モジュール１−２から太陽電池モジュール１−１に電流が流れることを防ぐことができる。同様に、太陽電池モジュール１−３から出力される電流は、昇圧回路用リアクトル３−３、および昇圧回路用半導体素子４−３を通って、太陽電池モジュール１−３に戻る。これにより、制御回路１３は、太陽電池モジュール１−３から太陽電池モジュール１−１に電流が流れることを防ぐことができる。
【００３７】
制御回路１３は、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障した場合、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障した昇圧回路１６の昇圧回路用半導体素子４のデューティ比を０％にすることで、昇圧回路用半導体素子４を制御する制御回路１３に電源電圧を出力する電源回路１４に対して電源を供給することができる。図７の例では、電源回路１４は、昇圧回路１６−１を介して太陽電池モジュール１−１から供給される直流電力によって、制御回路１３に出力する電源電圧を生成することができる。
【００３８】
このように、制御回路１３は、昇圧回路用ダイオード５の故障を検出した場合、昇圧回路用ダイオード５が故障している昇圧回路１６から太陽電池モジュール１に電流が流れ込むことを防止するように、昇圧回路用ダイオード５が故障していない昇圧回路１６を制御する。具体的には、制御回路１３は、昇圧回路用ダイオード５が故障していない昇圧回路１６が有する昇圧回路用半導体素子４を短絡させる。また、制御回路１３は、昇圧回路用ダイオード５が故障している昇圧回路１６が有する昇圧回路用半導体素子４のデューティ比を０％にする。これにより、制御回路１３は、昇圧回路用ダイオード５が故障していない昇圧回路１６に接続される太陽電池モジュール１からの電流を、他の昇圧回路１６、すなわち昇圧回路用ダイオード５が故障している昇圧回路１６に流れないようにすることができる。すなわち、制御回路１３は、昇圧回路用ダイオード５が故障している昇圧回路１６に接続された太陽電池モジュール１に、電流が逆流することを防止することができる。
【００３９】
なお、制御回路１３は、図６に示すフローチャートの処理では、パワーコンディショナ１５が備える昇圧回路１６−１〜１６−３のうち１つの昇圧回路１６で昇圧回路用ダイオード５が短絡故障した場合を想定していたが、一例であり、これに限定されない。制御回路１３は、例えば、図６に示すフローチャートにおいて、ステップＳＴ４１，ＳＴ４３，ＳＴ４５の処理を連続して実施し、いずれかの昇圧回路１６で昇圧回路用ダイオード５の短絡故障が検出された場合、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障している昇圧回路１６の昇圧回路用半導体素子４のデューティ比を０％にし、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障していない昇圧回路１６の昇圧回路用半導体素子４のデューティ比を１００％にする。これにより、制御回路１３は、複数の昇圧回路１６で昇圧回路用ダイオード５が短絡故障した場合にも、太陽電池モジュール１に電流が逆流することを防止することができる。
【００４０】
つづいて、パワーコンディショナ１５の構成について説明する。パワーコンディショナ１５において、昇圧回路１６、インバータ回路７、フィルタ回路８、スイッチ回路９、電圧センサ１１、電圧センサ１２、および電源回路１４は、一般的な電力変換装置の回路構成により実現される。制御回路１３は、処理回路によって実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
【００４１】
図８は、本実施の形態に係るパワーコンディショナ１５が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。これらのプログラムは、制御回路１３の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
【００４２】
ここで、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）などが該当する。
【００４３】
図９は、本実施の形態に係るパワーコンディショナ１５が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図９に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御回路１３の各機能を機能別に処理回路９３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９３で実現してもよい。
【００４４】
なお、パワーコンディショナ１５の制御回路１３の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、パワーコンディショナ１５の制御回路１３は、昇圧回路１６において昇圧回路用ダイオード５が短絡故障しているか否かを判定し、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障している昇圧回路１６が検出された場合、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障している昇圧回路１６の昇圧回路用半導体素子４のデューティ比を０％にし、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障していない昇圧回路１６の昇圧回路用半導体素子４のデューティ比を１００％にすることとした。これにより、制御回路１３は、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障していない他の昇圧回路１６に接続される太陽電池モジュール１から、昇圧回路用ダイオード５が短絡故障している昇圧回路１６に接続される太陽電池モジュール１に電流が逆流することを防止することができる。
【００４６】
また、制御回路１３は、昇圧回路１６の昇圧回路用ダイオード５が短絡故障した場合において、太陽電池モジュール１が故障してしまう拡大被害を抑えることができる。パワーコンディショナ１５では、一般的なパワーコンディショナ１５の回路構成に対して部品を追加することなく、制御回路１３は、太陽電池モジュール１に電流が逆流することを防止することができる。
【００４７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１−１〜１−３  太陽電池モジュール、２−１〜２−３，６−１〜６−３  平滑回路、３−１〜３−３  昇圧回路用リアクトル、４−１〜４−３  昇圧回路用半導体素子、５−１〜５−３  昇圧回路用ダイオード、７  インバータ回路、８  フィルタ回路、９  スイッチ回路、１０  系統、１１−１〜１１−３，１２  電圧センサ、１３  制御回路、１４  電源回路、１５  パワーコンディショナ、１６−１〜１６−３  昇圧回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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