(57)【要約】【課題】修理・交換時の安全性を向上させた系統連系インバータ装置を提供することを目的とする。【解決手段】直流入力電圧を所定の高電圧に変換する昇圧コンバータ１０４と、直流出力を交流出力に変換するインバータ１０６と、昇圧コンバータ１０４とインバータ１０６を接続する平滑コンデンサ１０５と、インバータ１０６の出力を商用交流１０２から切断する解列手段１０８と、解列手段１０８とインバータ１０６を接続するリアクトル１１３と出力コンデンサ１１７からなるフィルタ１０７と、を少なくとも備え、平滑コンデンサ１０５に蓄えられた電力を放電する放電手段を備えた構成を有する。【選択図】図１
2010213439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流入力電圧を所定の高電圧に変換する昇圧コンバータと、直流出力を交流出力に変換するインバータと、前記昇圧コンバータの出力側と前記インバータの入力側との間に設けられ前記昇圧コンバータの出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記インバータの前記交流出力を商用交流から切断する解列手段と、リアクトルと出力コンデンサとからなり前記解列手段と前記インバータとの間に設けられたフィルタと、を少なくとも備え、前記平滑コンデンサに蓄えられた電力を放電する放電手段を備える系統連系インバータ装置。
【請求項２】
前記インバータの出力動作中は、前記放電手段の動作を禁止する禁止手段を備える請求項１に記載の系統連系インバータ装置。
【請求項３】
前記禁止手段は、前記放電手段から絶縁されている請求項２に記載の系統連系インバータ装置。
【請求項４】
前記平滑コンデンサの電圧が所定の電圧以上の場合に報知する報知手段を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の系統連系インバータ装置。
【請求項５】
前記報知手段は、前記平滑コンデンサの電圧の低下とともに輝度が低下する発光素子である請求項４に記載の系統連系インバータ装置。
【請求項６】
前記昇圧コンバータを第１基板に設け、前記インバータを第２基板に設けるとともに、前記報知手段を前記第１基板に設ける請求項４または５に記載の系統連系インバータ装置。
【請求項７】
前記昇圧コンバータを第１基板に設け、前記インバータを第２基板に設けるとともに、前記放電手段を前記第１基板に設ける請求項１から６のいずれか１項に記載の系統連系インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池、太陽電池などの直流電力を交流電力に変換し、商用交流に連系して出力する系統連系インバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の系統連系インバータ装置は、直流入力元である燃料電池などが発電していない時や、系統連系インバータ装置内部での異常発生時には、商用交流から系統連系インバータ装置を切り離している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下に、特許文献１に記載された系統連系インバータ装置について、図を用いて説明する。
【０００４】
図６は、従来の系統連系インバータ装置の回路ブロック図である。
【０００５】
図６に示すように、系統連系インバータ装置１は、商用交流２と連系して、エアコンや冷蔵庫などの家庭内負荷３に接続されている。このとき、商用交流２と系統連系インバータ装置１は、単相３線（ＵＯＷ相）のＡＣ２００Ｖで接続されている。そして、家庭内負荷３は、一般的に単相２線で接続され、接続方法としては、Ｕ−Ｏ間のＡＣ１００Ｖ、Ｗ−Ｏ間のＡＣ１００Ｖ、Ｕ−Ｗ間のＡＣ２００Ｖがある。
【０００６】
そして、系統連系インバータ装置１は、昇圧コンバータ４、平滑コンデンサ５、インバータ６、フィルタ７と解列リレー８で少なくとも構成される。ここで、昇圧コンバータ４は、燃料電池１１などの入力電圧を平滑する入力コンデンサ１２、エネルギー蓄積用のリアクトル１３、昇圧コンバータ用スイッチング素子１４、昇圧用ダイオード１５で構成され、入力電圧を系統電圧より高い所定の電圧に昇圧する。
【０００７】
また、平滑コンデンサ５は、昇圧された電圧を平滑して一時的に蓄える。また、インバータ６は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を４石使用したフルブリッジ回路で構成され、平滑コンデンサ５に蓄えられた電力を商用交流２と同期した交流正弦波として出力する。また、フィルタ７は、高周波ノイズ除去用リアクトル１６と出力コンデンサ１７とで構成され、インバータ６の出力に重畳する高周波ノイズを除去する。
【０００８】
このとき、昇圧コンバータ用スイッチング素子１４およびスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、制御回路１０のドライブ信号に基づいて動作する。また、解列リレー８は、系統連系インバータ装置１を商用交流２と連系／解列する。
【０００９】
なお、一般的に、商用交流２と接続された状態を連系、切り離された状態を解列と記し、以下でも同様に記載して説明する。
【００１０】
さらに、フィルタ７と解列リレー８の間にはＵ−Ｏ間およびＷ−Ｏ間の線間過電圧を検出する過電圧検出回路９が備えられている。解列リレー８は制御回路１０の信号と過電圧検出回路９の信号によって駆動される。
【００１１】
以下に、燃料電池１１と商用交流２がともに家庭内負荷３に電力供給を行っている場合の系統連系インバータ装置の動作について具体的に説明する。
【００１２】
まず、インバータ６の入力電圧としては、商用交流２の電圧がＡＣ２００Ｖの場合、電圧のピークは２８３Ｖに達するため、それ以上の入力電圧が必要となる。具体的には、商用交流２の電圧の変動を考慮すると、通常ＤＣ３５０Ｖ程度の入力電圧が必要となる。
【００１３】
このとき、例えば定格出力が４０Ｖ程度の燃料電池１１を入力電源として用いる場合、約９倍程度の昇圧が必要となる。そこで、制御回路１０により昇圧コンバータ用スイッチング素子１４をＯＮしてリアクトル１３にエネルギーを蓄積し、昇圧コンバータ用スイッチング素子１４をＯＦＦした際にリアクトル１３に蓄えられたエネルギーが昇圧用ダイオード１５を介して平滑コンデンサ５に電力として蓄えている。
【００１４】
以上の動作を高周波で繰り返すことにより、インバータ６の入力側の電圧はＤＣ３５０Ｖ程度に昇圧されて一定に維持される。
【００１５】
つぎに、インバータ６は制御回路１０により、４石のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を高周波でスイッチング動作させることで平滑コンデンサ５に一時的に蓄えられた電力を略正弦波として出力する。この略正弦波の出力電流には高周波成分が含まれているが、フィルタ７の高周波ノイズ除去用リアクトル１６と出力コンデンサ１７で平滑されて滑らかな正弦波となり、制御回路１０により閉状態に保たれた解列リレー８を介して家庭内負荷３に供給される。
【００１６】
そして、燃料電池１１が発電を終了した場合には、解列リレー８は制御回路１０により開状態に保持され、系統連系インバータ装置１は商用交流２から解列され、家庭内負荷３から切り離される。また、このとき、昇圧コンバータ用スイッチング素子１４とスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は全てＯＦＦされ、昇圧コンバータ４とインバータ６は動作を停止する。
【００１７】
さらに、系統連系インバータ装置１の出力中に商用交流２や系統連系インバータ装置１の内部で異常が発生した場合にも、発電終了時と同様に、商用交流２および家庭内負荷３から切り離される。例えば、商用交流２のＵ−Ｏ間に過電圧が発生した場合、過電圧検出回路９はＵ−Ｏ間の電圧がある閾値を超えた時点で過電圧検出信号を解列リレー８および制御回路１０に送る。その信号を受けて、解列リレー８は開状態に、また昇圧コンバータ４とインバータ６は停止状態に保持される。
【特許文献１】特開平９−２１５０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上記従来の構成では、燃料電池１１の発電が終了したり、何らかの異常によって系統連系インバータ装置１が出力を停止した場合、解列リレー８を開状態とするため、家庭内負荷３と切り離されてしまう。そのため、平滑コンデンサ５や出力コンデンサ１７に蓄えられた電力が消費されずに保持されることとなる。特に、平滑コンデンサ５はＤＣ３５０Ｖ程度の高電圧で充電された状態となっており、系統連系インバータ装置１を修理交換する際に感電する可能性があるという課題を有していた。
【００１９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、修理・交換作業時の安全性を向上させた系統連系インバータ装置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】
【００２０】
上記従来の課題を解決するために、本発明の系統連系インバータ装置は、直流入力電圧を所定の高電圧に変換する昇圧コンバータと、直流出力を交流出力に変換するインバータと、前記昇圧コンバータの出力側と前記インバータの入力側との間に設けられ前記昇圧コンバータの出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記インバータの前記交流出力を商用交流から切断する解列手段と、リアクトルと出力コンデンサとからなり前記解列手段と前記インバータとの間に設けられたフィルタと、を少なくとも備え、前記平滑コンデンサに蓄えられた電力を放電する放電手段を備えた構成を有する。
【００２１】
これによって、解列手段が開状態となり、家庭内負荷が商用交流から切り離された時においても、放電手段によって平滑コンデンサに蓄えられた電力を消費して、安全性と信頼性を高めた系統連系インバータ装置を実現できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の系統連系インバータ装置は、商用交流に接続された負荷と切り離された状態でも、内部の放電手段によって平滑コンデンサに蓄えられた電力を消費できる。そのため、発電終了時や異常発生時に、解列手段が開状態となり家庭内負荷と切り離された後でも、平滑コンデンサに蓄えられていた電力を確実に放電できる。その結果、燃料電池発電装置などに組み込まれた系統連系インバータ装置の修理・交換時において、感電する可能性を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
第１の発明は、直流入力電圧を所定の高電圧に変換する昇圧コンバータと、直流出力を交流出力に変換するインバータと、前記昇圧コンバータの出力側と前記インバータの入力側との間に設けられ前記昇圧コンバータの出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記インバータの前記交流出力を商用交流から切断する解列手段と、リアクトルと出力コンデンサとからなり前記解列手段と前記インバータとの間に設けられたフィルタと、を少なくとも備え、前記平滑コンデンサに蓄えられた電力を放電する放電手段を備える構成の系統連系インバータ装置である。
【００２４】
この構成によって、解列手段が開状態となり商用交流と切り離された後でも、系統連系インバータ装置内部の平滑コンデンサに蓄えられた電力を放電させることができる。その結果、燃料電池発電装置などに組み込まれた系統連系インバータ装置の修理・交換における感電の可能性を低減した安全性と信頼性を高めた系統連系インバータ装置を実現できる。
【００２５】
第２の発明は、第１の発明において、前記インバータの出力動作中は、前記放電手段の動作を禁止する禁止手段を備えるものである。これにより、系統連系インバータ装置が商用交流に連系して、家庭用負荷に電力を出力している時に、平滑コンデンサの電力の消費を抑制して、系統連系インバータ装置の効率を向上できる。
【００２６】
第３の発明は、第２の発明において、前記禁止手段が前記放電手段から絶縁されているものである。これにより、禁止手段が、商用交流のノイズなどの影響を防止して安定した回路動作を実現できる。
【００２７】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、前記平滑コンデンサの電圧が所定の電圧以上の場合に報知する報知手段を備える。これにより、作業者に対して、平滑コンデンサが充電されていることを容易に認識させ、修理・交換する際の感電などに対する注意を喚起できる。
【００２８】
第５の発明は、第４の発明において、前記報知手段が、前記平滑コンデンサの電圧の低下とともに輝度が低下する発光素子であるものである。これにより、平滑コンデンサの電圧の状態を確実に認識させ、系統連系インバータ装置の修理・交換作業時の安全性・作業性を向上できる。
【００２９】
第６の発明は、第４または第５の発明において、前記昇圧コンバータを第１基板に設け、前記インバータを第２基板に設けるとともに、前記報知手段を前記第１基板に設けるものである。これにより、第１基板と第２基板間を接続するハーネスなどが断線した場合でも平滑コンデンサが充電状態であることを報知できる。その結果、系統連系インバータ装置の修理・交換作業者に対して感電の可能性をより確実に注意喚起できる。
【００３０】
第７の発明は、第１から第６のいずれかに発明において、前記昇圧コンバータを前記第１基板に設け、前記インバータを前記第２基板に設けるとともに、前記放電手段を前記第１基板に設けるものである。これにより、第１基板と第２基板間を接続するハーネスなどが断線した場合でも確実に平滑コンデンサの電圧を放電させることができる。その結果、系統連系インバータ装置の修理・交換作業時の感電の恐れをより確実に低減できる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００３２】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１における系統連系インバータ装置について、図を用いて説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態１における系統連系インバータ装置の回路ブロック図である。図２は、本発明の実施の形態１における系統連系インバータ装置の接続される放電回路を説明する構成図である。
【００３４】
図１に示すように、系統連系インバータ装置１０１は、昇圧コンバータ１０４、平滑コンデンサ１０５、インバータ１０６、フィルタ１０７、解列手段１０８である解列リレー１０８と放電回路１０９とで少なくとも構成される。そして、本実施の形態では、放電回路１０９は、放電手段である放電抵抗と、報知手段である放電ＬＥＤで構成されている。なお、以下では、解列手段を解列リレー１０８と記して説明する。
【００３５】
ここで、昇圧コンバータ１０４は、燃料電池１１１などの直流入力電圧を平滑する入力コンデンサ１１２、エネルギー蓄積用のリアクトル１１３、昇圧コンバータ用スイッチング素子１１４、昇圧用ダイオード１１５で構成され、入力電圧を系統電圧より高い所定の電圧に昇圧する。また、平滑コンデンサ１０５は、昇圧された電圧を平滑して一時的に蓄える。
【００３６】
また、インバータ１０６は、スイッチング素子Ｑ１０１〜Ｑ１０４を４石使用したフルブリッジ回路で構成され、平滑コンデンサ１０５に蓄えられた電力を商用交流１０２と同期した交流正弦波として出力する。また、フィルタ１０７は、高周波ノイズ除去用リアクトル１１６と出力コンデンサ１１７とで構成され、インバータ１０６の出力に重畳する高周波ノイズを除去する。
【００３７】
このとき、昇圧コンバータ用スイッチング素子１１４およびスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、制御回路１１０のドライブ信号に基づいて動作する。また、解列リレー１０８は、系統連系インバータ装置１０１を商用交流１０２と連系／解列する。
【００３８】
さらに、平滑コンデンサ１０５には、インバータ１０６と並列に放電回路１０９が接続されている。このとき、図２に示すように、放電回路１０９は、直列につながれた放電手段である放電抵抗１１８と報知手段である放電ＬＥＤ１１９で構成されている。そして、放電回路１０９は、家庭内負荷１０３が商用交流１０２と切断された時、以下で説明するように平滑コンデンサ１０５に充電された電力を放電する。
【００３９】
そして、本実施の形態の系統連系インバータ装置１０１は、商用交流１０２と連系して、例えばエアコンや冷蔵庫などの家庭内負荷１０３に接続されている。このとき、商用交流１０２と系統連系インバータ装置１０１は、単相３線（ＵＯＷ相）のＡＣ２００Ｖで接続されている。また、一般に家庭内負荷１０３は単相２線で接続され、接続方法としては、Ｕ−Ｏ間のＡＣ１００Ｖ、Ｗ−Ｏ間のＡＣ１００Ｖ、Ｕ−Ｗ間のＡＣ２００Ｖがある。
【００４０】
以下に、上記構成の系統連系インバータ装置１０１の動作および作用について、詳細に説明する。
【００４１】
はじめに、燃料電池１１１が、商用交流１０２とともに、家庭内負荷１０３に対して電力供給を行っている場合の動作について説明する。
【００４２】
まず、商用交流１０２の電圧がＡＣ２００Ｖの場合、電圧のピークは２８３Ｖ程度であり、さらに商用交流１０２の変動を考慮すると、インバータ１０６の入力側の電圧としては、通常ＤＣ３５０Ｖ程度の電圧が必要となる。そのため、例えば燃料電池１１１を入力電源として用いる場合、燃料電池１１１の定格出力が、例えば４０Ｖ程度の場合、約９倍程度に昇圧する必要がある。
【００４３】
具体的には、まず、制御回路１１０により昇圧コンバータ用スイッチング素子１１４をＯＮしてリアクトル１１３にエネルギーを蓄積する。そして、昇圧コンバータ用スイッチング素子１１４をＯＦＦした時に、リアクトル１１３に蓄えられたエネルギーが昇圧用ダイオード１１５を介して平滑コンデンサ１０５に電力として蓄えられる。
【００４４】
さらに、昇圧コンバータ用スイッチング素子１１４のＯＮ／ＯＦＦの動作を高周波で繰り返して平滑コンデンサ１０５に電力を蓄えることにより、インバータ１０６の入力側の電圧はＤＣ３５０Ｖ程度に昇圧されて、制御回路１１０により一定に維持するように制御される。
【００４５】
つぎに、インバータ１０６は、４石のスイッチング素子Ｑ１０１〜Ｑ１０４を制御回路１１０により高周波でスイッチング動作させて平滑コンデンサ１０５に一時的に蓄えられた電力を略正弦波として出力する。このとき、略正弦波の出力電流に含まれる高周波成分は、高周波ノイズ除去用リアクトル１１６と出力コンデンサ１１７からなるフィルタ１０７で平滑されて滑らかな正弦波となる。そして、平滑化された正弦波は、制御回路１１０により閉状態に保たれた解列リレー１０８を介して家庭内負荷１０３に供給される。
【００４６】
以下に、燃料電池１１１による発電が終了した場合の動作について説明する。
【００４７】
まず、制御回路１１０は、解列リレー１０８を開状態にする。それにより、系統連系インバータ装置１０１は、商用交流１０２から解列するとともに、燃料電池１１１が家庭内負荷１０３から切り離される。
【００４８】
そして、昇圧コンバータ用スイッチング素子１１４とスイッチング素子Ｑ１０１〜Ｑ１０４は全てＯＦＦにされて、昇圧コンバータ１０４とインバータ１０６の動作が停止する。このとき、系統連系インバータ装置１０１が停止した直後において、平滑コンデンサ１０５にはＤＣ３５０Ｖ程度の電圧で充電された状態となっている。
【００４９】
しかし、本実施の形態では、平滑コンデンサ１０５に充電された電力は、放電回路１０９の放電抵抗１１８を介して放電できる。このとき、放電抵抗１１８を介して放電ＬＥＤ１１９に電流が流れるため、平滑コンデンサ１０５に電圧が残っている間は放電ＬＥＤ１１９が発光し、作業者などに報知することができる。
【００５０】
なお、放電抵抗１１８の抵抗値としては、小さいほど放電時間が短くなるため好ましいが、放電ＬＥＤ１１９の電流制限も兼ねているので、例えば３５ｋΩ程度としている。具体的には、平滑コンデンサ１０５の電圧がＤＣ３５０Ｖの時には１０ｍＡの電流が流れ、放電が進み電圧が低下すればそれに比例して電流値が減少する。
【００５１】
このとき、平滑コンデンサ１０５の電圧の低下に伴い、放電ＬＥＤ１１９の輝度が低下し、平滑コンデンサ１０５の電圧が放電ＬＥＤ１１９の順方向電圧、例えばＤＣ１．５Ｖよりも低下すると消灯する。
【００５２】
また、系統連系インバータ装置１０１が解列し、停止した直後には平滑コンデンサ１０５だけでなく出力コンデンサ１１７にも電力が蓄えられ、高い電圧を維持している。なお、系統連系インバータ装置１０１が出力動作中においては、出力コンデンサ１１７には交流電圧が印加されているため、停止するタイミングによって、その瞬間ごとに電圧が異なる。例えば、商用交流１０２がＡＣ２００Ｖの場合、出力コンデンサ１１７の両端の電圧は、絶対値として０〜２８３Ｖ程度となる。
【００５３】
このとき、出力コンデンサ１１７の電圧も、スイッチング素子Ｑ１０１、Ｑ１０４の転流ダイオードＤ１０１、Ｄ１０４を介して、もしくはスイッチング素子Ｑ１０２、Ｑ１０３の転流ダイオードＤ１０２、Ｄ１０３を介して放電回路１０９で放電できる。これにより、平滑コンデンサ１０５と同様に、出力コンデンサ１１７の電圧も低下できる。
【００５４】
以上で説明したように、本実施の形態によれば、商用交流１０２と解列され、家庭内負荷１０３が切り離されている状態でも、平滑コンデンサ１０５や出力コンデンサ１１７の電力を放電回路１０９の放電抵抗１１８を介して放電することができる。その結果、系統連系インバータ装置１０１を修理・交換する際に感電の可能性を低減した、信頼性や安全性に優れた系統連系インバータ装置を実現できる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、平滑コンデンサ１０５や出力コンデンサ１１７が放電ＬＥＤ１１９の順方向電圧であるＤＣ１．５Ｖ以上に充電されている時には、放電ＬＥＤ１１９が点灯する。その結果、平滑コンデンサ１０５や出力コンデンサ１１７が高電圧であることを表示して報知することにより、作業者に対して、感電の恐れがあることを注意喚起できる。
【００５６】
また、本実施の形態によれば、放電ＬＥＤ１１９の輝度が、平滑コンデンサ１０５および出力コンデンサ１１７の電圧低下に伴って低下する。その結果、電圧低下の状況を容易に認識することが可能であるため、修理・交換時の安全性・作業性を向上した系統連系インバータ装置を実現できる。
【００５７】
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２における系統連系インバータ装置について、図を用いて説明する。
【００５８】
図３は、本発明の実施の形態２における系統連系インバータ装置の回路ブロック図である。図４は、本発明の実施の形態２における放電回路１０９の回路ブロック図である。
【００５９】
つまり、図３に示すように、本実施の形態は、制御回路１１０のドライブ信号を、昇圧コンバータ用スイッチング素子１１４、スイッチング素子Ｑ１０１〜Ｑ１０４および解列リレー１０８へフォトカプラＰＣ１０１〜ＰＣ１０３を介して伝達する点で、実施の形態１と異なる。
【００６０】
また、図４に示すように、放電回路１０９に放電抵抗１１８と放電ＬＥＤ１１９をＯＮ／ＯＦＦするスイッチとして電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）１２０を設け、制御回路１１０とフォトカプラで電気的に絶縁した点で実施の形態１とは異なる。他の構成は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００６１】
また、本実施の形態でも、放電回路１０９は、放電手段である放電抵抗と、報知手段である放電ＬＥＤで構成された例で説明する。なお、以降、電界効果トランジスタ１２０をＦＥＴ１２０と記して説明する。
【００６２】
図４に示すように、放電回路１０９のＦＥＴ１２０のゲート端子には分圧抵抗Ｒ１２２、Ｒ１２３によって平滑コンデンサ１０５の分圧された電圧が入力される。また、ＦＥＴ１２０のゲート端子には、禁止信号用フォトカプラ１２４の出力トランジスタ１２５のコレクタ端子が接続される。
【００６３】
このとき、禁止信号用フォトカプラ１２４の入力側発光ダイオード１２６のアノード側は、電流制限用抵抗１２７を介して電源線に接続され、カソード側は制御回路１１０の信号線が接続される。
【００６４】
以下に、上記構成の系統連系インバータ装置１０１の動作および作用について、詳細に説明する。なお、系統連系インバータ装置１０１の交流出力動作は実施の形態１と同一であるので、異なる放電回路１０９の動作を主に説明する。
【００６５】
まず、系統連系インバータ装置１０１が商用交流１０２と連係して出力している時、制御回路１１０は禁止信号用フォトカプラ１２４の入力側発光ダイオード１２６を発光させる。
【００６６】
これにより、出力トランジスタ１２５がＯＮして、放電回路１０９のＦＥＴ１２０のゲート端子とソース端子間の電位差が強制的に零となりＦＥＴ１２０がＯＦＦする。その結果、放電回路１０９の放電抵抗１１８には電流が流れず、放電ＬＥＤ１１９は点灯しない。
【００６７】
一方、系統連系インバータ装置１０１が解列または停止すると、制御回路１１０は入力側発光ダイオード１２６を消灯させる。
【００６８】
これにより、出力トランジスタ１２５がＯＦＦして、放電回路１０９のＦＥＴ１２０のゲート端子とソース端子間には、分圧抵抗Ｒ１２２、Ｒ１２３の比で規定される電圧が印加される。
【００６９】
具体的には、例えばＲ１２２：Ｒ１２３＝１：４などである。なお、分圧抵抗Ｒ１２２、Ｒ１２３の値は電力消費を抑制するという観点から、比較的大きな定数を設定するのが好ましく、例えばＲ１２２＝１ＭΩ、Ｒ１２３＝４ＭΩなどである。以下ではこの抵抗値を例に説明する。
【００７０】
このとき、系統連系インバータ装置１０１の停止直後には、平滑コンデンサ１０５にＤＣ３５０Ｖの電圧を維持する電力が蓄えられている。そのため、ＦＥＴ１２０のゲート端子には、Ｒ１２２、Ｒ１２３の分圧抵抗比により、７０Ｖ（＝３５０Ｖ×１／５）の電圧が印加される。これにより、放電回路１０９のＦＥＴ１２０はＯＮし、放電抵抗１１８を介して、充電された平滑コンデンサ１０５の電力の放電が行われる。
【００７１】
そして、平滑コンデンサ１０５の電圧が徐々に低下し、ＦＥＴ１２０のゲート電圧がカットオフ電圧を下回るとＦＥＴ１２０がＯＦＦして、放電抵抗１１８による放電は終了する。具体的には、例えばカットオフ電圧が４Ｖの場合、平滑コンデンサ１０５の電圧は２０Ｖ（＝４Ｖ×５）となる。
【００７２】
以上で説明したように、本実施の形態によれば、系統連系インバータ装置１０１のインバータ１０６が出力動作中には放電抵抗１１８を介する平滑コンデンサ１０５の放電を禁止できる。その結果、無駄な電力消費を防ぎ、効率の高い系統連系インバータ装置１０１を実現できる。
【００７３】
また、本実施の形態によれば、放電回路１０９のＦＥＴ１２０をＯＮ／ＯＦＦ制御する信号を禁止信号用フォトカプラ１２４を介して伝達することにより、制御回路１１０と商用交流１０２とを電気的に絶縁できる。同様に、制御回路１１０と、昇圧コンバータ用スイッチング素子１１４、スイッチング素子Ｑ１０１〜Ｑ１０４および解列リレー１０８とを、フォトカプラＰＣ１０１〜ＰＣ１０３により電気的に絶縁して制御できる。その結果、制御回路１１０は、商用交流１０２のノイズなどの影響を受けず、安定して動作する系統連系インバータ装置を実現できる。
【００７４】
また、本実施の形態によれば、分圧抵抗Ｒ１２２、Ｒ１２３によって、放電抵抗１１８を介した平滑コンデンサの放電を終了させる電圧や放電ＬＥＤ１１９を消灯させる電圧を任意に設定できる。
【００７５】
なお、放電抵抗１１８と放電ＬＥＤ１１９をそれぞれ独立したＦＥＴでＯＮ／ＯＦＦして、放電を終了させる電圧と放電ＬＥＤ１１９を消灯させる電圧を個別に設定してもよい。これにより、設計自由度の高い系統連系インバータ装置を実現できる。
【００７６】
（実施の形態３）
以下に、本発明の実施の形態３における系統連系インバータ装置について、図を用いて説明する。
【００７７】
図５は、本発明の実施の形態３における系統連系インバータ装置の回路ブロック図である。
【００７８】
本実施の形態は、昇圧コンバータ、インバータおよび制御基板を、それぞれ異なる基板で構成した点で、実施の形態１とは異なる。
【００７９】
つまり、図５に示すように、本実施の形態の系統連系インバータ装置は、第１基板１２８に昇圧コンバータ１０４と平滑コンデンサ１０５と放電回路１０９を、第２基板１２９にインバータ１０６とフィルタ１０７と解列リレー１０８を、制御基板１３０に制御回路１１０を実装して構成されている。
【００８０】
そして、第１基板１２８と第２基板１２９は電力用ハーネス１３１で接続され、制御基板１３０と第１基板１２８および第２基板１２９とは信号用ハーネス１３２で接続されている。なお、電力用ハーネス１３１および信号用ハーネス１３２は、図面中において、点線で示す領域で示している。
【００８１】
本実施の形態によれば、平滑コンデンサ１０５と、放電手段である放電抵抗１１８と報知手段である放電ＬＥＤ１１９からなる放電回路１０９が昇圧コンバータ１０４と同じ第１基板１２８に実装される。
【００８２】
そのため、例えば電力用ハーネス１３１の断線や電力用ハーネス１３１のコネクタへの未挿入の場合でも、放電回路１０９の放電抵抗１１８による充電された平滑コンデンサの放電と、平滑コンデンサの充電電圧の放電ＬＥＤによる表示とを確実に行うことができる。その結果、修理・交換時の安全性・作業性を向上した系統連系インバータ装置を実現できる。
【００８３】
なお、上記各実施の形態では、放電抵抗による放電手段と放電ＬＥＤによる報知手段を一体化した放電回路を例に説明したが、これに限られない。例えば、放電手段と報知手段とをそれぞれ独立して構成してもよく、同様の効果が得られる。さらに、放電手段だけで放電回路を構成してもよい。これにより、簡略化した構成で修理・交換時の安全性・作業性を向上した系統連系インバータ装置を実現できる。
【００８４】
また、上記各実施の形態では、報知手段である放電ＬＥＤの輝度が電圧の低下とともに、低下する例で説明したが、これに限られない。例えば、電圧のレベルに応じて、複数の放電ＬＥＤの点灯する数を変化する構成としてもよい。さらに、放電ＬＥＤの点灯する色を電圧の低下とともに変化させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明にかかる系統連系インバータ装置は、内部のコンデンサに蓄えられた高電圧を強制的に放電することにより、修理・交換時の感電の可能性を低減できる。そのため、現地での修理・交換が必要なガスエンジン発電装置や太陽光発電装置および電気温水器などの家庭用設置型発電装置などの技術分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１における系統連系インバータ装置の回路ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における系統連系インバータ装置に接続される放電回路を説明する構成図
【図３】本発明の実施の形態２における系統連系インバータ装置の回路ブロック図
【図４】本発明の実施の形態２における放電回路の回路ブロック図
【図５】本発明の実施の形態３における系統連系インバータ装置の回路ブロック図
【図６】従来の系統連系インバータ装置の回路ブロック図
【符号の説明】
【００８７】
１０１    系統連系インバータ装置
１０２    商用交流
１０４    昇圧コンバータ
１０５    平滑コンデンサ
１０６    インバータ
１０７    フィルタ
１０８    解列リレー（解列手段）
１０９    放電回路
１１６    高周波ノイズ除去用リアクトル
１１７    出力コンデンサ
１１８    放電抵抗（放電手段）
１１９    放電ＬＥＤ（報知手段）
１２０    ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）
１２４    禁止信号用フォトカプラ
１２８    第１基板
１２９    第２基板
【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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