(57)【要約】【課題】製造コストの上昇を回避しつつ、発電電力を効率良く使用できるパワーコンディショナを提供する。【解決手段】燃料電池で発電された直流電力を系統に連系可能な交流電力に変換するパワーコンディショナにおいて、制御部のマイコン６１にＰＷＭ出力部が２つあるマイコンを用いる。そして、一方のＰＷＭ出力部６２から出力されるＰＷＭ信号を略台形状の波形に変換するとともに、他方のＰＷＭ出力部６３から出力されるＰＷＭ信号を略直線状の波形に変換し、両者を比較器６６で比較して、インバータゲート信号用のＰＷＭ信号を生成するようにする。そして、ＰＷＭ出力部６３から出力されるＰＷＭ信号のデューティー比を制御して、インバータゲート信号のデューティー比を微調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電部の出力電力を系統に連系可能な交流電力に変換するパワーコンディショナであって、インバータ部にＰＷＭ信号で駆動するスイッチング素子を有するものにおいて、
第１ＰＷＭ信号を出力する第１ＰＷＭ出力部と、第２ＰＷＭ信号を出力する第２ＰＷＭ出力部とを備えた制御部と、
前記第１ＰＷＭ出力部から出力される第１ＰＷＭ信号を立ち上がりおよび／または立ち下がりの鈍ったパルス信号に変換する第１信号変換部と、
前記第２ＰＷＭ出力部から出力される第２ＰＷＭ信号を鈍らせて略直線状の波形に変換する第２信号変換部と、
前記第１信号変換部の出力信号と前記第２信号変換部の出力信号を比較して、前記インバータ部のスイッチング素子駆動用の第３ＰＷＭ信号を生成する駆動信号生成部とを備えてなり、
前記制御部は、前記第２ＰＷＭ出力部から出力する第２ＰＷＭ信号のデューティー比を制御することによって前記第３ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する制御構成を備えた
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項２】
前記駆動信号生成部から出力される第３ＰＷＭ信号は、所定の論理回路を介して前記インバータ部を構成する各スイッチング素子の制御端子に入力されることを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項３】
前記制御部は、パワーコンディショナからの出力電流値が出力目標電流値となるように前記第１ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する制御構成を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のパワーコンディショナ。
【請求項４】
前記制御部は、パワーコンディショナへの入力電流値が入力目標電流値となるように前記第２ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する制御構成を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のパワーコンディショナ。
【請求項５】
パワーコンディショナへの入力電流値が入力目標電流値となるように制御する入力電流制御手段を備えてなり、
前記制御部は、パワーコンディショナへの入力電流値と入力目標電流値の偏差が所定値以上であるときは、前記第２ＰＷＭ信号のデューティー比を一定値に保ちながら前記入力電流制御手段による入力電流制御を行わせる一方、前記偏差が所定値未満であるときは、前記入力電流制御手段による入力電流制御を不感帯処理としつつ、前記第２ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する制御構成を備えたことを特徴とする請求項４に記載のパワーコンディショナ。
【請求項６】
前記発電部は、燃料電池を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか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】
この発明はパワーコンディショナに関し、より詳細には、燃料電池用のパワーコンディショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンエネルギの利用促進等の観点から、家庭用の燃料電池発電システムが注目されている。
【０００３】
この種の燃料電池発電システムは、周知のとおり、燃料電池で発電した直流電力をパワーコンディショナ（系統連系インバータ装置）で商用電源などの系統に連系可能な交流電力に変換して系統側に供給するシステムであるが、システムの発電効率を高めるためには、系統側に供給する電力を可能な限り燃料電池の発電電力に近づける必要がある。
【０００４】
そのため、この種の燃料電池発電システムでは、パワーコンディショナのインバータ部（ブリッジ型インバータ回路）を駆動するＰＷＭ信号をパワーコンディショナの制御部（具体的には、マイコン）で生成するように構成し、このＰＷＭ信号のデューティー比をマイコンで制御し、系統側への供給電力を調整するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
具体的には、図５に示すように、マイコンａのＰＷＭ出力部からインバータ駆動用のＰＷＭ信号（インバータＰＷＭ）を出力するように構成し、このＰＷＭ信号を図示しない論理回路で４つに振り分けてインバータ部の駆動回路に入力して各スイッチング素子の制御端子にＰＷＭ信号を入力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−９８５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来のパワーコンディショナには以下のような問題があり、その改善が望まれていた。
【０００８】
すなわち、このようにマイコンのＰＷＭ出力部から出力されるＰＷＭ信号を論理回路、駆動回路を介してインバータ部のスイッチング素子に与えてインバータ部を制御する構成では、系統側への供給電力の調整は、ＰＷＭ信号を生成するマイコンの性能（ＰＷＭ分解能）に依存することになるため、マイコンのＰＷＭ分解能が十分でないと使用しきれない無駄な電力が発生し、結果としてシステムの効率が十分に上がらないおそれがあった。たとえば、マイコンの性能上、系統側への供給電力の調整が２０Ｗ単位で行われる場合、最大で２０Ｗ（平均すれば１０Ｗ）の無駄な電力が生じることとなり、出力電力が７００Ｗのパワーコンディショナであれば、最大２．８％（平均では１．４％）の発電効率の低下を招くことになっていた。
【０００９】
このような問題は、インバータ部の制御に高性能な（ＰＷＭ分解能が高い）マイコンを使用すれば解消され得るが、高性能なマイコンを使用する対応では設計上選択可能なマイコンが限定されてしまうため、パワーコンディショナの製造コストが高くなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、製造コストの上昇を回避しつつ、発電電力を効率良く使用できるパワーコンディショナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載のパワーコンディショナは、発電部の出力電力を系統に連系可能な交流電力に変換するパワーコンディショナであって、インバータ部にＰＷＭ信号で駆動するスイッチング素子を有するものにおいて、第１ＰＷＭ信号を出力する第１ＰＷＭ出力部と、第２ＰＷＭ信号を出力する第２ＰＷＭ出力部とを備えた制御部と、上記第１ＰＷＭ出力部から出力される第１ＰＷＭ信号を立ち上がりおよび／または立ち下がりの鈍ったパルス信号に変換する第１信号変換部と、上記第２ＰＷＭ出力部から出力される第２ＰＷＭ信号を鈍らせて略直線状の波形に変換する第２信号変換部と、上記第１信号変換部の出力信号と上記第２信号変換部の出力信号を比較して、上記インバータ部のスイッチング素子駆動用の第３ＰＷＭ信号を生成する駆動信号生成部とを備えてなり、上記制御部は、上記第２ＰＷＭ出力部から出力する第２ＰＷＭ信号のデューティー比を制御することによって上記第３ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する制御構成を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この請求項１に記載のパワーコンディショナでは、インバータ部のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号（第３ＰＷＭ信号）は、制御部に備えられる２つのＰＷＭ出力部（第１ＰＷＭ出力部および第２ＰＷＭ出力部）から出力される２種類のＰＷＭ信号（第１ＰＷＭ信号および第２ＰＷＭ信号）に基づいて生成される。具体的には、第１ＰＷＭ出力部から出力される第１ＰＷＭ信号の立ち上がりおよび／または立ち下がりを鈍らせた信号（たとえば、立ち上がりおよび立ち下がりの双方を鈍らせた略台形状の波形の信号）と、第２ＰＷＭ出力部から出力される第２ＰＷＭ信号を鈍らせて略直線状の波形にした信号とを駆動信号生成部で比較して第３ＰＷＭ信号を生成する。すなわち、この第３ＰＷＭ信号の生成にあたり、制御部は、第２ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する（つまり、デューティー比を変化させる）ことによって、図３（ａ）に示すように、第２信号変換部から出力される信号（図中の「微調整ＰＷＭ」）を上下させて第１信号変換部から出力される信号（図中の「インバータＰＷＭ」）との交差位置を変更し、第３ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する。つまり、第２ＰＷＭ信号のデューティー比の変化に応じて第３ＰＷＭ信号、すなわち、インバータ部のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューティー比が微調整される。
【００１３】
本発明の請求項２に記載のパワーコンディショナは、請求項１に記載のパワーコンディショナにおいて、上記駆動信号生成部から出力される第３ＰＷＭ信号は、所定の論理回路を介して上記インバータ部を構成する各スイッチング素子の制御端子に入力されることを特徴とする。
【００１４】
この請求項２に記載のパワーコンディショナでは、駆動信号生成部から出力される第３ＰＷＭ信号は、論理回路に入力された後にスイッチング素子の制御端子に入力される。そのため、この論理回路で第３ＰＷＭ信号を分岐したり、その一部を反転させるなどすることにより、１つの第３ＰＷＭ信号を用いて複数のスイッチング素子を駆動させることができる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載のパワーコンディショナは、請求項１または２に記載のパワーコンディショナにおいて、上記制御部は、パワーコンディショナからの出力電流値が出力目標電流値となるように上記第１ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する制御構成を有していることを特徴とする。
【００１６】
この請求項３に記載のパワーコンディショナでは、第１ＰＷＭ信号のデューティー比がパワーコンディショナの出力電流値を出力目標電流値とするように制御されるので、パワーコンディショナの出力電流を出力目標電流値に近づけることができ、発電部で発電された電力を効率よく利用できる。
【００１７】
本発明の請求項４に記載のパワーコンディショナは、請求項１から３のいずれかに記載のパワーコンディショナにおいて、上記制御部は、パワーコンディショナへの入力電流値が入力目標電流値となるように上記第２ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する制御構成を有していることを特徴とする。
【００１８】
この請求項４に記載のパワーコンディショナでは、第２ＰＷＭ信号のデューティー比がパワーコンディショナへの入力電流値を入力目標電流値とするように制御される。すなわち、インバータ部のスイッチング素子の制御端子に入力する第３ＰＷＭ信号を微調整する第２ＰＷＭ信号は、直流の入力電流および入力目標電流値に基づいて制御されるので、第２ＰＷＭ信号を第２信号変換部で変換（直線状の信号に変換）することによる時間遅れの影響が少ない。
【００１９】
本発明の請求項５に記載のパワーコンディショナは、請求項４に記載のパワーコンディショナにおいて、パワーコンディショナへの入力電流値が入力目標電流値となるように制御する入力電流制御手段を備えてなり、上記制御部は、パワーコンディショナへの入力電流値と入力目標電流値の偏差が所定値以上であるときは、上記第２ＰＷＭ信号のデューティー比を一定値に保ちながら上記入力電流制御手段による入力電流制御を行わせる一方、上記偏差が所定値未満であるときは、上記入力電流制御手段による入力電流制御を不感帯処理としつつ、上記第２ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する制御構成を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この請求項５に記載のパワーコンディショナでは、パワーコンディショナへの入力電流値と入力目標電流値の偏差が所定値以上のときは、第２ＰＷＭ信号のデューティー比を一定値に保つことによって第２ＰＷＭ信号による微調整は行わずに、入力電流制御手段による入力電流制御のみを行わせる。一方、上記偏差が所定値未満のときには、入力電流制御手段による入力電流制御を不感帯処理とし、この状態で第２ＰＷＭ信号のデューティー比を制御してインバータ部に与える第３ＰＷＭ信号の微調整を行う。
【００２１】
本発明の請求項６に記載のパワーコンディショナは、請求項１から５のいずれかに記載のパワーコンディショナにおいて、上記発電部は、燃料電池を備えていることを特徴とする。すなわち、この請求項６に記載のパワーコンディショナは、発電部として、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）や固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）などの燃料電池を備えた発電システムの系統への連系に用いられる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、インバータ部のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号（第３ＰＷＭ信号）が、制御部に備えられる２つのＰＷＭ出力部（第１ＰＷＭ出力部および第２ＰＷＭ出力部）から出力される２種類のＰＷＭ信号（第１ＰＷＭ信号および第２ＰＷＭ信号）に基づいて生成されるので、ＰＷＭ分解能が高くない制御部であってもインバータ部に与える第３ＰＷＭ信号をきめ細かく微調整することができる。そのため、本発明によれば、制御部にＰＷＭ分解能の高い高価なマイコンを用いることなく、発電された電力を効率よく使用できるパワーコンディショナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るパワーコンディショナを用いた燃料電池発電システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】同パワーコンディショナにおいてインバータゲート信号を生成する生成回路の概略構成を示すブロック図である。
【図３】同パワーコンディショナにおけるインバータゲート信号の生成過程を示す説明図であり、図３（ａ）はインバータゲート信号のデューティー比の微調整の方法を模式的に示しており、図３（ｂ）は図３（ａ）における波形の立ち上がりを拡大して示している。
【図４】同パワーコンディショナにおけるインバータゲート信号の制御方法を示す説明図であり、図４（ａ）はインバータゲート信号の制御方法の一例を模式的に示しており、図４（ｂ）はインバータゲート信号の微調整を出力電流に基づいて行う場合の時間遅れの問題点を示しており、図４（ｃ）はインバータゲート信号の微調整を入力電流に基づいて行うことによる改善状態を示している。
【図５】従来のパワーコンディショナにおけるインバータゲート信号の出力回路を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るパワーコンディショナ１を用いた燃料電池発電システムの概略構成を示している。
【００２５】
この図１に示すパワーコンディショナ１は、燃料電池（発電部）２で発電された直流電力を商用電源などの系統３に連系可能な交流電力に変換する系統連系インバータ装置であって、コンバータ部４と、インバータ部５と、これらコンバータ部４およびインバータ部５を制御する制御部６とを主要部として備えている。
【００２６】
コンバータ部４は、燃料電池２で発電される直流電圧を所定の電圧に昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ回路で構成されている。このコンバータ部４には、公知のコンバータ回路、たとえば昇圧プッシュプル型のコンバータ回路が用いられる。コンバータ部４の入力側は燃料電池２に接続されるとともに、出力側はＤＣリンクコンデンサ（ＤＣリンク部）７を介してインバータ部５の入力側に接続されている。８はコンバータ部４（パワーコンディショナ１）への入力電流を検出する入力電流センサであり、９はインバータ部５の入力電圧（ＤＣリンク部の電圧）を検出する電圧センサを示している。なお、これら両センサ８，９は双方とも制御部６と接続され、制御部６においてパワーコンディショナ１への入力電流やＤＣリンク部７の電圧を検出できるようになっている。また、図示しないが、パワーコンディショナ１への入力電圧（燃料電池２の出力電圧）を検出する入力電圧センサも備えられており、制御部６はパワーコンディショナ１への入力電圧も検出できるようになっている。
【００２７】
インバータ部５は、コンバータ部４で昇圧された直流電圧を系統３に連系可能な交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバータ回路で構成される。本実施形態では、このインバータ部５は、公知のブリッジ型インバータ回路で構成されている。すなわち、インバータ部５は、複数（図示例では４つ）のＦＥＴ（スイッチング素子）１０，１０，…と、これらＦＥＴ１０のゲート端子（制御端子）にインバータゲート信号（スイッチング素子の駆動信号）を与える駆動回路１１と、後述するようにして生成されるインバータゲート信号を駆動回路１１に振り分ける論理回路１２とを主要部として構成されている。
【００２８】
インバータ部５の出力側には、インバータ部５の出力から高周波成分を除去するローパスフィルタ（コイル１３およびコンデンサ１４）が備えられており、このフィルタにより高周波成分が除去された交流電力が図示しない系統連系リレーを介して系統３側に接続されている。１５はインバータ部５（パワーコンディショナ１）の出力電流を検出する出力電流センサ、１６はインバータ部５の出力電圧を検出する出力電圧センサをそれぞれ示しており、これら両センサ１５，１６も制御部６と接続され、制御部６においてパワーコンディショナ１の出力電流や出力電圧を検出できるようになっている。
【００２９】
制御部６は、上述したコンバータ部４およびインバータ部５などパワーコンディショナ１の各部を制御するための制御装置であって、この制御部６には制御中枢としてマイコン６１（図２参照）が備えられている。
【００３０】
マイコン６１には、パワーコンディショナ１の各部を制御するための制御プログラムや制御データが備えられており、制御部６は、このマイコン６１によって、後述するインバータ部５の制御などの各種制御を行うようになっている。
【００３１】
図２は、インバータ部５を駆動するインバータゲート信号の生成回路を示している。この図２に示すように、本発明に係るパワーコンディショナ１は、インバータゲート信号、すなわち、インバータ部５のＦＥＴ１０，１０，…を駆動するＰＷＭ信号（第３ＰＷＭ信号）を、マイコン６１の二つのＰＷＭ出力部６２，６３から出力される２種類のＰＷＭ信号を用いて生成するようにしている。
【００３２】
具体的には、マイコン６１にはＰＷＭ信号の出力が可能なＰＷＭ出力部を２個以上備えたマイコンが用いられ、このうちの一方のＰＷＭ出力部（第１ＰＷＭ出力部）６２がインバータゲート信号の基になるＰＷＭ信号（第１ＰＷＭ信号）を出力する信号出力部（図２では「インバータＰＷＭ」と表示）として用いられ、他方のＰＷＭ出力部（第２ＰＷＭ出力部）６３がインバータゲート信号の微調整用のＰＷＭ信号（第２ＰＷＭ信号）を出力する信号出力部（図２では「微調整ＰＷＭ」と表示）として用いられている。
【００３３】
第１ＰＷＭ出力部６２から出力される第１ＰＷＭ信号は、同ＰＷＭ信号のパルスの立ち上がりおよび立ち下がりの波形を鈍らせて（つまり、波形の立ち上がりおよび立ち上がりに一定の時間幅をもたせて）略台形状の波形のパルス信号に変換するフィルタ回路（第１信号変換部）６４に入力され、このフィルタ回路６４で略台形状の波形の信号に変換されて比較器（駆動信号生成部）６６に入力されるように構成されている。一方、第２ＰＷＭ出力部６３から出力される第２ＰＷＭ信号は、同ＰＷＭ信号のパルスの立ち上がりおよび立ち下がりを強く鈍らせて略直線状の波形の信号に変換するフィルタ回路（第２信号変換部）６５に入力され、このフィルタ回路６５で略直線状の波形の信号に変換されて比較器（駆動信号生成部）６６に入力されるように構成されている。
【００３４】
比較器６６は、図３（ａ）に示すように、フィルタ回路６４から入力される信号（図３では「インバータＰＷＭ」と表示）と、フィルタ回路６５から入力される信号（図３では「微調整ＰＷＭ」と表示）とを比較してインバータゲート信号となるＰＷＭ信号（第３ＰＷＭ信号）を生成する装置であって、この比較器６６で生成されたインバータゲート信号は論理回路１２に入力されるようになっている（詳細は後述する）。
【００３５】
この比較器６６で生成されるインバータゲート信号のデューティー比は、第２ＰＷＭ出力部６３から出力される第２ＰＷＭ信号（微調整ＰＷＭ）のデューティー比を制御（変更）することにより制御されるようになっている。すなわち、第２ＰＷＭ信号（微調整ＰＷＭ）のデューティー比を変更すると、それに伴って図３（ａ）に示す略直線状の信号（微調整ＰＷＭ）が上下する。したがって、第２ＰＷＭ信号のＨｉ期間が長くなるようにデューティー比を変更すると、その変更量に応じて、図３（ａ）の「微調整ＰＷＭ」が上昇し、インバータゲート信号のＨｉ期間が長くなるように微調整される。反対に、第２ＰＷＭ信号のＨｉ期間が短くなるようにデューティー比を変更すると、その変更量に応じて、図３（ａ）の「微調整ＰＷＭ」は下降し、インバータゲート信号のＨｉ期間が短くなるように微調整される。
【００３６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）における略台形状の信号（インバータＰＷＭ）の立ち上がり部分を拡大して示している。ここで、この図３（ｂ）において、ΔＶは第２ＰＷＭ信号による微調整可能な範囲を示している。この微調整可能な範囲ΔＶで調整できる時間幅をΔｔｕとし、図示しない立ち下がり部分における同様の時間幅をΔｔｄとすると、Δｔｕ＋Δｔｄはマイコン６１のＰＷＭ分解能以上の時間幅となるように設定（フィルタ回路６４の回路定数を設定）するとともに、ΔＶはその時間の分割量が十分となるように設定することで、分解能が向上し、インバータゲート信号のデューティーを微少単位で連続的に変更することができるようになる。
【００３７】
具体例を示すと、たとえば、マイコン６１の第１ＰＷＭ出力部６２が第１ＰＷＭ信号のパルス幅を２５ｎｓ毎に調整可能であり、Δｔｕ＋Δｔｄが５０ｎｓ、第２ＰＷＭ出力部６３によってΔＶが１０００ポイントの電圧範囲で調整可能であるとすると、本発明の制御を用いずに第１ＰＷＭ出力部６２でインバータゲート信号を生成すると、インバータゲート信号のＨｉ期間およびＬｏ期間は２５ｎｓの倍数で調整されることになる。これに対して、本発明を用いると、インバータゲート信号のＨｉ期間およびＬｏ期間は５０ｐｓの倍数で調整することができるようになる。つまり、本発明を用いれば、ＰＷＭ分解能の高いマイコンを用いなくともインバータゲート信号をきめ細かく制御することができるようになる。
【００３８】
なお、上述した実施形態では、フィルタ回路６４が第１ＰＷＭ信号のパルスの立ち上がりおよび立ち下がりの双方の波形を鈍らせて略台形状の信号を生成する構成を示したが、フィルタ回路６４は、第１ＰＷＭ信号のパルスの立ち上がりまたは立ち下がりのいずれか一方のみを鈍らせるように構成することも可能である。すなわち、フィルタ回路６４において、第１ＰＷＭ信号の立ち上がりまたは立ち下がりの一方は鈍らない略直角三角形状の波形に変更するように構成することができる。なお、このように第１ＰＷＭ信号のパルスの立ち上がりまたは立ち下がりのいずれか一方のみを鈍らせる構成を採用する場合、ΔｔｕまたはΔｔｄの一方のみでマイコン６１のＰＷＭ分解能以上の時間幅となるように設定される。
【００３９】
また、上述した実施形態ではフィルタ回路６５が第２ＰＷＭ信号のパルスの立ち上がりおよび立ち下がりの双方を鈍らせて略直線状（特に、図示例では直線波形）の信号を生成する構成を示したが、このフィルタ回路６５で鈍らせた信号は、波形変換後の第１ＰＷＭ信号との比較を行うため（インバータゲート信号の微調整のため）の信号であるので、図示例程の直線でなくてもよく、たとえば、ゆるやかな「へ」字状を呈するような波形であってもよい。
【００４０】
次に、このように構成されたパワーコンディショナ１におけるインバータの制御方法について説明する。
【００４１】
本発明のパワーコンディショナ１では、マイコン６１は、出力電流センサ１５で検出される出力電流の値が、制御部６において設定される出力目標電流値となる（つまり、両者を一致させる）ように、第１ＰＷＭ出力部６２から出力する第１ＰＷＭ信号のデューティー比を制御する。具体的には、制御部６は、パワーコンディショナ１の出力電流をフィードバックさせて、パワーコンディショナ１の出力電流が出力目標電流値となるように第１ＰＷＭ信号の制御を行う。
【００４２】
ここで、この制御における出力目標電流値は制御部６で演算される。具体的には、たとえば、制御部６(マイコン６１）は、パワーコンディショナ１への入力電圧値と燃料電池２の発電電力に応じて決定される入力目標電流値とからパワーコンディショナ１への入力電力値を演算し、これにパワーコンディショナ１の変換効率を乗じて出力電力値を求め、これを更に系統３の電圧で除算することによって出力目標電流値を設定する。
【００４３】
一方、第２ＰＷＭ出力部６３から出力する第２ＰＷＭ信号のデューティー比は、入力電流センサ８で検出される入力電流値が上記入力目標電流値となる（つまり、両者を一致させる）ようにマイコン６１が制御する。
【００４４】
ところで、第２ＰＷＭ出力部６３から出力される第２ＰＷＭ信号は、上述したように、インバータゲート信号の微調整を行うための信号であるため、出力電流値に基づいて制御することも考えられる。しかし、第２ＰＷＭ信号から略直線状の信号への変換は時間遅れが大きいことから、マイコン６１から出力したタイミングでは最適値であっても、この時間遅れによってインバータゲート信号の微調整が行われる時点では最適でないことがある。特に、インバータ部５が制御する出力電流は交流であるため、図４（ｂ）に示すように、時間遅れにより出力目標電流値と実際の出力電流値が大きくずれるおそれがある。
【００４５】
そのため、本実施形態に示すパワーコンディショナ１では、インバータゲート信号の微調整は、入力電流値と入力目標電流値とに基づいて行うように構成されている。すなわち、入力電流値と入力目標電流値はいずれも直流であるため、図４（ｃ）に示すように、時間遅れによる影響が少なくなるからである。
【００４６】
次に、この第２ＰＷＭ信号でインバータゲート信号の微調整を行うタイミングについて説明する。
【００４７】
本実施形態に示すパワーコンディショナ１は、上述したように、入力電流値が入力目標電流値となるように第２ＰＷＭ信号を制御する構成を備えているが、この種のパワーコンディショナ１では、このような第２ＰＷＭ信号による入力電流の制御の他にも、パワーコンディショナ１への入力電流値が最適な状態となるように、入力電流値を入力目標電流値に一致させる制御を行う入力電流制御手段（図示せず）が備えられている。
【００４８】
この入力電流値を制御する入力電流制御手段は公知であるので詳細な説明は省略するが、入力電流制御手段はコンバータ部４またはインバータ部５のいずれかに備えられており、どちらに備えられる構成であっても、入力電流制御手段は、入力電流値と入力目標電流値との偏差（絶対値）があらかじめ設定された所定値Ｘ未満となるように入力電流制御を行うように構成されている。
【００４９】
したがって、本実施形態に示すように、第２ＰＷＭ信号で入力電流値を制御する構成を採用すると、この第２ＰＷＭ信号による入力電流値の制御と入力電流制御手段による入力電流制御とが競合し、ハンチングなどの不都合が生じるおそれがある。
【００５０】
そのため、本実施形態に示すパワーコンディショナ１では、このような不都合を回避するために、制御部６は、図４（ａ）に示すように、パワーコンディショナ１への入力電流値と入力目標電流値の偏差（絶対値）が所定値Ｘ以上であるときは、第２ＰＷＭ信号（微調整ＰＷＭ）のデューティー比を一定値に保ちながら入力電流制御手段による入力電流制御を行わせる一方、偏差（絶対値）が所定値Ｘ未満であるときは、入力電流制御手段による入力電流制御を保持し不感帯処理として、第２ＰＷＭ信号のデューティー比の制御を行うように構成され、これにより制御の競合を回避している。
【００５１】
また、インバータゲート信号を微調整する方法には上述した信号波形の変換に伴う時間遅れがあるため、入力電流値の急激な変動に追随できないおそれがあるが、この実施形態では、そのような場合は入力目標電流値との偏差が大きくなって入力電流制御手段による入力電流制御が行われることになるので、追随が間に合わないといった状態の発生も回避することができる。
【００５２】
このように、本発明のパワーコンディショナ１によれば、インバータ部５のＦＥＴ１０を駆動するインバータゲート信号（第３ＰＷＭ信号）が、制御部６を構成するマイコン６１に備えられる２つのＰＷＭ出力部６２，６３から出力される２種類のＰＷＭ信号に基づいて生成されるので、ＰＷＭ分解能が高くないマイコンを用いていてもインバータゲート信号のデューティーをきめ細かく微調整することができる。そのため、本発明によれば、ＰＷＭ分解能の高い高価なマイコンを用いることなく、発電された電力を効率よく使用できるパワーコンディショナを提供することができる。
【００５３】
なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。
【００５４】
たとえば、上述した実施形態では、第１ＰＷＭ信号に基づいて生成される略台形状の信号と比較する信号をマイコン６１のＰＷＭ出力部６３から出力させてフィルタ回路６５で波形を略直線状に変換する構成を示したが、マイコン６１にＤ／Ａ変換出力部が備えられていれば、このＤ／Ａ変換出力部から略直線状の信号を出力させるように構成することも可能である。
【００５５】
また、上述した実施形態では、インバータ部５のスイッチング素子をＦＥＴ１０で構成した場合を示したが、ＦＥＴ以外の他のスイッチング素子（たとえば、トランジスタ）を用いることも可能である。
【００５６】
また、上述した実施形態では燃料電池２については詳細な説明は省略したが、この燃料電池としては、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）や固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）などの燃料電池が好適に使用され得る。
【符号の説明】
【００５７】
１            パワーコンディショナ
２            燃料電池（発電部）
３            系統
４            コンバータ部
５            インバータ部
６            制御部
７            ＤＣリンクコンデンサ（ＤＣリンク部）
８            入力電流センサ
９            インバータ部の入力電圧センサ
１０          インバータ部のＦＥＴ（スイッチング素子）
１１          駆動回路
１２          論理回路
１５          出力電流センサ
１６          出力電圧センサ
６１          マイコン
６２          第１ＰＷＭ出力部
６３          第２ＰＷＭ出力部
６４          フィルタ回路（第１信号変換部）
６５          フィルタ回路（第２信号変換部）
６６            比較器（駆動信号生成部）
【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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