(57)【要約】【課題】従来の変圧器の概念を超えた、電圧調整機能を内在する小型軽量のＡＣ／ＡＣ変換装置を提供する。【解決手段】入力電圧を変圧した出力電圧を出力するＡＣ／ＡＣ変換装置１００であって、入力側に設けられ、入力電圧を通過させるフィルタ１と、出力側に設けられ、通過する電圧を出力電圧とするフィルタ２と、入力側のフィルタ１と出力側のフィルタ２との間に設けられた変圧器３と、変圧器３の巻線に直列に設けられた半導体スイッチ４〜６と、半導体スイッチ５，６はオン状態として半導体スイッチ４に対してデューティを制御したスイッチングを行うことにより、入力側のフィルタ１を通過した入力電圧を、両方のフィルタ１，２のカットオフの対象となる周波数で変圧器３により変圧させる制御部１０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧を変圧した出力電圧を出力するＡＣ／ＡＣ変換装置であって、
入力側に設けられ、前記入力電圧を通過させる第１フィルタと、
出力側に設けられ、通過する電圧を前記出力電圧とする第２フィルタと、
前記第１フィルタと前記第２フィルタとの間に設けられた変圧器と、
前記変圧器の入力側巻線に直列に設けられた半導体スイッチと、
前記半導体スイッチに対してデューティを制御したスイッチングを行うことにより、前記第１フィルタを通過した前記入力電圧を、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタのカットオフの対象となる周波数で前記変圧器により変圧させる制御部と
を備えているＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項２】
前記半導体スイッチを前記変圧器の１次側巻線に直列に設けられた１次側の半導体スイッチとすると、前記変圧器の２次側巻線にも直列に、２次側の半導体スイッチが設けられており、
前記制御部は、前記１次側の半導体スイッチ及び前記２次側の半導体スイッチのいずれか一方をオン状態として、他方の半導体スイッチに対してデューティを制御したスイッチングを行う請求項１に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項３】
前記出力電圧を検知する電圧センサを備え、
前記制御部は、前記電圧センサの検知出力に基づいて、前記出力電圧が所定値となるように前記スイッチングのデューティ比を調整する、請求項１又は２に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項４】
前記スイッチングの周波数は、少なくとも１５ｋＨｚである請求項１〜３のいずれか１項に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項５】
前記半導体スイッチは、ＳｉＣ素子又はＧａＮ素子である請求項１〜４のいずれか１項に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項６】
前記変圧器のコアは、圧粉磁心である請求項１〜５のいずれか１項に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項７】
前記変圧器は乾式である請求項４に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記半導体スイッチをオフ状態とすることにより通電を停止させる請求項１〜７のいずれか１項に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項９】
外部と通信可能であって前記制御部に接続された通信部を備えている請求項１〜８のいずれか１項に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項１０】
前記変圧器の１次側及び２次側の少なくとも一方について電圧センサ及び電流センサを備え、検知出力を前記通信部に提供する請求項９に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項１１】
前記半導体スイッチについて温度を検知する温度センサを備え、検知出力を前記通信部に提供する請求項９に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項１２】
前記通信部は、電力線を信号伝送路とする電力線通信を行う請求項９〜１１のいずれか１項に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【請求項１３】
前記入力電圧及び前記出力電圧の組み合わせは、高圧及び低圧、特別高圧及び高圧、並びに、超高圧及び特別高圧のいずれか１つである請求項１〜１２のいずれか１項に記載のＡＣ／ＡＣ変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば送配電系統で使用される変圧器に関し、特に、その機能を進化させたＡＣ／ＡＣ変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システムが一般家庭を含む需要家に数多く導入されるようになってきた。これに伴い、電力供給元（電力会社）からの配電系統における電圧変動が増大している。例えば、需要家に供給される定格１００Ｖ、２００Ｖの電圧は、それぞれ、１０１±６Ｖ、２０２±１２Ｖの範囲内に収めることになっているが、この範囲の上限を超える事態が既に発生し始めている。系統電圧がこの範囲の上限を超えていると、太陽光発電システムはそのシステム動作上、系統連系できず、従って売電できないことがある。かかる不具合を調整する手段として、電圧調整器（ＳＶＣ：Static Var Compensator）を用いることができる（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）が広く普及し始めている。電気自動車やプラグインハイブリッド車（以下、電気自動車等という。）は、バッテリの充電を、商用電源を用いて行う。電気自動車等の普及がさらに進めば、非常に多くの家で、各戸に引き込まれた商用電源により電気自動車等を充電することになる。電気自動車等の充電は、例えば充電電流が１５Ａにもなり、電力消費が多い。その結果、系統電圧が、上記範囲の下限を下回る可能性がある。電気自動車等の充電は夜間に行われることが多いので、太陽光発電と変動を相殺することも難しい。従って、ここでも、電圧調整手段が必要となる。そこで例えば、タップの切替を行う電圧調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）を用いることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１７５８１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「太陽光発電装置が集中導入された配電系統の電圧上昇とＳＶＣによる抑制」、電気学会論文誌Ｂ、第１２６巻２号、２００６年２月１日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般の需要家に対して直近の上位にある変圧器は、代表的には柱上変圧器である。このような柱上変圧器との組み合わせでＳＶＣを使うには、同様に柱上に設置できるＳＶＣであることが望ましい。しかしながら、ＳＶＣは柱上変圧器の数倍の体積・重量があり、現状では柱上変圧器に匹敵する大きさのＳＶＣは実現困難である。ＳＶＲについても、同様の問題がある。そもそも柱上変圧器も、単相２０ｋＶＡで概略寸法が直径４００ｍｍ、高さ８００ｍｍ、重量約２００ｋｇと、大きく重い物である。
【０００７】
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、従来の変圧器の概念を超えた、電圧調整機能を内在する小型軽量のＡＣ／ＡＣ変換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】
【０００８】
（１）本発明は、入力電圧を変圧した出力電圧を出力するＡＣ／ＡＣ変換装置であって、入力側に設けられ、前記入力電圧を通過させる第１フィルタと、出力側に設けられ、通過する電圧を前記出力電圧とする第２フィルタと、前記第１フィルタと前記第２フィルタとの間に設けられた変圧器と、前記変圧器の入力側巻線に直列に設けられた半導体スイッチと、前記半導体スイッチに対してデューティを制御したスイッチングを行うことにより、前記第１フィルタを通過した前記入力電圧を、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタのカットオフの対象となる周波数で前記変圧器により変圧させる制御部とを備えたものである。
【０００９】
上記のように構成されたＡＣ／ＡＣ変換装置において、変圧器は、デューティを制御したスイッチングによって、入力電圧の基本周波数よりも高い周波数で、変圧を行うことができる。１次巻線、２次巻線のターン数による変圧比は一定であっても、デューティ比が変われば、出力電圧が変わる。また、周波数が高いことによって、変圧器のコアを小型軽量化することができ、それにより、変圧器及びＡＣ／ＡＣ変換装置全体としても小型軽量化し、低コスト化することができる。基本周波数よりも高い周波数の電圧成分は、第１，第２フィルタで仕切られた範囲外には出ないので、系統電圧に影響を与えない。
【００１０】
（２）また、上記（１）のＡＣ／ＡＣ変換装置において、半導体スイッチを変圧器の１次側巻線に直列に設けられた１次側の半導体スイッチとすると、前記変圧器の２次側巻線にも直列に、２次側の半導体スイッチが設けられており、制御部は、１次側の半導体スイッチ及び２次側の半導体スイッチのいずれか一方をオン状態として、他方の半導体スイッチに対してデューティを制御したスイッチングを行うようにしてもよい。
この場合、２次側の半導体スイッチをオン状態として、１次側の半導体スイッチに対してデューティを制御したスイッチングを行うことにより、変圧器の１次側から２次側への変圧を行うことができる。また、１次側の半導体スイッチをオン状態として、２次側の半導体スイッチに対してデューティを制御したスイッチングを行うことにより、変圧器の２次側から１次側へ逆方向の変圧を行うことができる。すなわち、双方向に変換可能なＡＣ／ＡＣ変換装置とすることができる。
【００１１】
（３）また、上記（１）又は（２）のＡＣ／ＡＣ変換装置において、出力電圧を検知する電圧センサを備え、制御部は、電圧センサの検知出力に基づいて、出力電圧が所定値となるようにスイッチングのデューティ比を調整するようにしてもよい。
この場合、デューティ比を調整することにより出力電圧を所定値に自動調整できるので、電圧調整器を別途設ける必要が無くなる。すなわち、電圧調整器の機能をＡＣ／ＡＣ変換装置に取り込むことができる。
【００１２】
（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかのＡＣ／ＡＣ変換装置において、スイッチングの周波数は、少なくとも１５ｋＨｚであることが好ましい。
この場合、スイッチングの周波数が、商用電源の周波数（５０／６０Ｈｚ）に比べて非常に高い周波数であることにより、変圧器のコア、変圧器全体及びＡＣ／ＡＣ変換装置全体の小型軽量化に大きく寄与する。また、人の可聴周波数（通常、下限は２０Ｈｚ、上限は個人差があり１５〜２０ｋＨｚ）の上限に近い周波数であることにより、人が感じる騒音を抑制することができる。
【００１３】
（５）また、上記（１）〜（４）のいずれかのＡＣ／ＡＣ変換装置において、半導体スイッチは、ＳｉＣ素子又はＧａＮ素子であることが好ましい。
ＳｉＣ素子又はＧａＮ素子は、例えばＳｉ素子に比べて、より高速なスイッチングが可能である。また、素子を多段に接続しなくても、充分な耐圧（例えば６ｋＶ／１個も可能）が得られる。
【００１４】
（６）また、上記（１）〜（５）のいずれかのＡＣ／ＡＣ変換装置において、変圧器のコアは、圧粉磁心であってもよい。
この場合、珪素鋼板の鉄心に比べてコアが軽量化され、また、安価に製作することができる。
【００１５】
（７）また、上記（４）のＡＣ／ＡＣ変換装置において、変圧器は乾式であってもよい。
スイッチングの周波数が高いことにより、コアが小さくなり、全体的な発熱量の抑制が期待できるので、油入ではなく、乾式の変圧器の採用が可能となる。これにより、ＡＣ／ＡＣ変換装置全体の軽量化や、油漏れチェックが不要になる等の管理面での省力化に寄与する。
【００１６】
（８）また、上記（１）〜（７）のいずれかのＡＣ／ＡＣ変換装置において、制御部は、半導体スイッチをオフ状態とすることにより通電を停止させるようにしてもよい。
この場合、ＡＣ／ＡＣ変換装置に開閉器の機能を取り込むことができる。従って、開閉器を別途設ける必要が無くなる。
【００１７】
（９）また、上記（１）〜（８）のいずれかのＡＣ／ＡＣ変換装置において、外部と通信可能であって制御部に接続された通信部を備えていてもよい。
この場合、例えば、外部から出力電圧の所定値を指示することができる。また、半導体スイッチをオフに維持する指示をすれば、開閉器を別途設ける必要が無く、しかも、遠隔制御による開閉が可能である。
【００１８】
（１０）また、上記（９）のＡＣ／ＡＣ変換装置において、変圧器の１次側及び２次側の少なくとも一方について電圧センサ及び電流センサを備え、検知出力を通信部に提供するようにしてもよい。
この場合、電圧、電流及び電力について遠隔での監視が可能となる。
【００１９】
（１１）また、上記（９）のＡＣ／ＡＣ変換装置において、半導体スイッチについて温度を検知する温度センサを備え、検知出力を通信部に提供するようにしてもよい。
この場合、半導体スイッチの過熱の有無について遠隔での監視が可能となる。
【００２０】
（１２）また、上記（９）〜（１１）のいずれかのＡＣ／ＡＣ変換装置において、通信部は、電力線を信号伝送路とする電力線通信を行うようにしてもよい。
この場合、既存の電力線を利用して確実な通信を行うことができる。
【００２１】
（１３）また、上記（１）〜（１２）のいずれかのＡＣ／ＡＣ変換装置において、入力電圧及び出力電圧の組み合わせは、高圧及び低圧、特別高圧及び高圧、並びに、超高圧及び特別高圧のいずれでもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、従来の変圧器の概念を超えた、電圧調整機能を内在する小型軽量のＡＣ／ＡＣ変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】配電系統の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＡＣ／ＡＣ変換装置の内部回路等の一例を示す回路図である。
【図３】スター−デルタ結線である３相の変圧器を含む、ＡＣ／ＡＣ変換装置の主要部のみを示す回路図である。
【図４】スター−スター結線である３相の変圧器を含む、ＡＣ／ＡＣ変換装置の主要部のみを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、配電系統の一例を示す図である。図において、この配電系統は、上位電力系統から来る６．６ｋＶの上位側配電線Ｌ１に、従来の変圧器に相当する機能を含む本発明の一実施形態に係るＡＣ／ＡＣ変換装置１００を介して、単相３線式２００／１００Ｖの下位側配電線Ｌ２を、各需要家Ｈ１〜Ｈ４に供給する。各需要家Ｈ１〜Ｈ４は、太陽光発電パネル２０１からパワーコンディショナ２０２を経て分電盤２０３に接続される太陽光発電システム２００を備えている。また、下位側配電線Ｌ２には、分電盤２０３を介して電気自動車（又はプラグインハイブリッド車）３００が、接続され、充電される場合がある。なお、図示している需要家Ｈ１〜Ｈ４や電気自動車３００の数は図示の便宜上の数であり、実際には多数である。
【００２５】
このような配電系統では、太陽光発電システム２００の稼働により、下位側配電線Ｌ２の電圧が上昇する場合がある。また、電気自動車３００の同時多数充電により、下位側配電線Ｌ２の電圧降下が発生する場合がある。下位側配電線Ｌ２の電圧は、１００Ｖについては１０１±６Ｖ、２００Ｖについては２０２±１２Ｖの範囲内に収める必要がある。
【００２６】
図２は、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００の内部回路等の一例を示す回路図である。図において、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００は、上位側配電線Ｌ１からの入力電圧であるＡＣ６．６ｋＶを単相３線式の２００／１００Ｖに変圧して下位側配電線Ｌ２に出力する。ＡＣ／ＡＣ変換装置１００は、その主回路を構成する機器として、フィルタ１と、フィルタ２と、変圧器３と、半導体スイッチ４〜６とを備えている。
【００２７】
フィルタ１は、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００の入力側に設けられ、入力電圧を通過させる。具体的には、フィルタ１はローパスフィルタ又はバンドパスフィルタであり、基本周波数すなわち商用電源の周波数（５０／６０Ｈｚ）の入力電圧を通過させるが、基本周波数よりも充分に高い周波数の電圧成分についてはカットオフの対象として、双方向に通過させない。
【００２８】
フィルタ２は、出力側に設けられ、そこを通過する電圧を出力電圧とする。具体的には、フィルタ２はローパスフィルタ又はバンドパスフィルタであり、基本周波数すなわち商用電源の周波数（５０／６０Ｈｚ）の出力電圧を通過させるが、基本周波数よりも充分に高い周波数の電圧成分についてはカットオフの対象として、通過させない。
【００２９】
変圧器３は、フィルタ１とフィルタ２との間に設けられている。半導体スイッチ４は、変圧器３の１次側巻線３ｐに直列に設けられ、半導体スイッチ５，６は、変圧器３の２次側巻線３ｓの両端すなわち電圧線（中性線でない電路）に直列に設けられている。半導体スイッチ４〜６は、例えば、ＳｉＣ素子又はＧａＮ素子からなるスイッチング素子である。ＳｉＣ素子又はＧａＮ素子は、例えばＳｉ素子に比べて、より高速なスイッチングが可能である。また、素子を多段に接続しなくても、充分な耐圧（例えば６ｋＶ／１個も可能）が得られる。
【００３０】
一方、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００は、半導体スイッチ４〜６のスイッチングを行う駆動回路７と、駆動回路７を制御する制御回路８と、出力電圧（例えば２００Ｖ線間電圧）を検知する電圧センサ９とを含む制御部１０を備えている。電圧センサ９の検知出力は、制御回路８に入力される。
【００３１】
また、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００は、計測用の要素として、電圧センサ１１、電流センサ１２、温度センサ１３，１４，１５を備えており、それぞれの検知出力は制御回路８に入力される。電圧センサ１１は、入力電圧を検知する。なお、電圧センサ１１は、実際には抵抗分圧や高圧との絶縁が必要であるが、ここでは省略し、簡単に説明している。電流センサ１２は、例えばＣＴである。温度センサ１３〜１５は、例えばサーミスタであり、半導体スイッチ４〜６の温度を検知する。
【００３２】
ＡＣ／ＡＣ変換装置１００は、通信用の要素として、入力側の電力線Ｌ１ｃ（上位側配電線Ｌ１の一方）と電磁結合するカプラ１８と、電力線通信の機能を有するＰＬＣモデム１９とを備えている。また、これらと対を成すように、系統の上位側（例えば変電所、電力会社の監視室等）には、同様のカプラ２０及びＰＬＣモデム２１が設けられている。このＰＬＣモデム２１は、監視装置２２と接続されている。ＰＬＣモデム１９，２１間では電力線通信が行われ、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００から監視装置２２に、検知した情報を提供することができる。また、監視装置２２からＡＣ／ＡＣ変換装置１００に制御指令を送ることもできる。電力線Ｌ１ｃを通信用の信号伝送路とすることにより、既存の電力線を利用して確実な通信を行うことができる。
【００３３】
また、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００は、装置内部で使用する電子回路（例えば駆動回路７、制御回路８、ＰＬＣモデム１９）の制御電源電圧を得るための、降圧回路１６及び電源回路１７を備えている。降圧回路１６は、入力電圧を適当な交流電圧に降圧し、降圧後の交流電圧に基づいて電源回路１７は所要の制御電源電圧を出力する。なお、降圧回路１６は、実際には抵抗分圧や高圧との絶縁が必要であるが、ここでは省略し、簡単に説明している。
【００３４】
次に、上記のように構成されたＡＣ／ＡＣ変換装置１００の動作について説明する。上位側配電線Ｌ１からの入力電圧は、フィルタ１を通過し、変圧器３により変圧される。このとき、制御部１０は、２次側の半導体スイッチ５，６をオン状態に維持し、１次側の半導体スイッチ４に対しては、デューティを制御したスイッチングを行う。このような、デューティを制御したスイッチングによって、変圧器３は、入力電圧の基本周波数（５０又は６０Ｈｚ）よりも高い周波数で、変圧を行うことができる。１次巻線３ｐ、２次巻線３ｓのターン数による変圧比は一定であっても、デューティ比が変われば、出力電圧が変わる。
【００３５】
また、変圧器３の２次側での高い周波数の電圧成分は、フィルタ２のカットオフの対象となり、基本周波数のみの電圧が下位側配電線Ｌ２への出力電圧となる。言い換えれば、２次側巻線３ｓからの出力電圧波形はフィルタ２によって平滑され、基本周波数の正弦波の電圧波形が下位側配電線Ｌ２への出力電圧となる。同様に、変圧器３の１次側での高い周波数の電圧成分は、フィルタ１のカットオフの対象となり、上位側配電線Ｌ１には漏れ出ない。すなわち、基本周波数よりも高い周波数の電圧成分は、フィルタ１とフィルタ２とで仕切られた範囲外には出ないので、系統電圧に影響を与えない。
【００３６】
上記スイッチングの周波数は、例えば１５ｋＨｚ以上である。これにより、変圧器３は、商用電源の周波数より非常に高い周波数で変圧を行う。周波数が高いことによって、変圧器３のコアを小型軽量化することができ、それにより、変圧器３及びＡＣ／ＡＣ変換装置１００全体としても小型軽量化し、低コスト化することができる。
また、１５ｋＨｚは、人の可聴周波数（通常、下限は２０Ｈｚ、上限は個人差があり１５〜２０ｋＨｚ）の上限に近い周波数であることにより、人が感じる騒音を抑制することができる。
【００３７】
また、上記のように高い周波数で使用される変圧器３のコアは、例えば、圧粉磁心で形成することができる。この場合、珪素鋼板の鉄心に比べてコアが軽量化され、また、安価に製作することができる。
さらに、電力用の変圧器は油入のタイプが多いが、上記の変圧器３は乾式とすることもできる。すなわち、スイッチングの周波数が高いことにより、コアが小さくなり、全体的な発熱量の抑制が期待できるので、油入ではなく、乾式の変圧器３の採用が可能となる。これにより、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００全体の軽量化や、油漏れチェックが不要になる等の管理面での省力化に寄与する。
【００３８】
一方、電圧センサ９は、フィルタ２を通過した出力電圧を検知している。検知出力は制御回路８に送られ、これに基づいて制御回路８は、出力電圧が所定値となるようにスイッチングのデューティ比を調整し、駆動回路７に指示する。例えば、デューティ比０．５で、所望の出力電圧Ｖ２が得られるように予め変圧器３を設計しておく。検知する出力電圧がＶ２より下がると、デューティ比を上げ、逆に、検知する出力電圧がＶ２より上がると、デューティ比を下げる。このようにして、フィードバック方式でデューティ比を調整することにより出力電圧を所定値に自動調整できるので、電圧調整器を別途設ける必要が無くなる。すなわち、電圧調整器の機能をＡＣ／ＡＣ変換装置１００に取り込むことができる。
なお、このような自動調整の他、外部、例えば監視装置２２からＰＬＣモデム２１，１９を経由して制御部１０に、出力電圧の所定値を指示することができる。
【００３９】
次に、逆方向（下位から上位へ）の変圧動作について説明する。逆方向の変圧動作が必要になるのは、例えば、多数の太陽光発電システム２００（図１）の稼働により、下位側配電線Ｌ２の電圧が、規定範囲の上限（１０１＋６Ｖ、２０２＋１２Ｖ）を超える場合である。
このとき、制御部１０は、１次側の半導体スイッチ４をオン状態に維持し、２次側の半導体スイッチ５，６に対しては、デューティを制御したスイッチングを行う。半導体スイッチ５，６のオン／オフは、同期したタイミングである。これにより、太陽光発電システム２００による発電電力（余剰電力）を変圧器３の２次側から１次側へ逆方向に送り込むことができる。
【００４０】
この場合も同様に、２次側の電圧に応じてデューティ比を調整することにより、１次側の系統電圧に合わせた出力電圧を得ることができる。また、基本周波数よりも高い周波数の電圧成分は、フィルタ１とフィルタ２とで仕切られた範囲外には出ないので、系統電圧に影響を与えない。
【００４１】
以上のように、本実施形態のＡＣ／ＡＣ変換装置１００は、２次側の半導体スイッチ５，６をオン状態として、１次側の半導体スイッチ４に対してデューティを制御したスイッチングを行うことにより、変圧器３の１次側から２次側への変圧を行うことができる。また、１次側の半導体スイッチ４をオン状態として、２次側の半導体スイッチ５，６に対してデューティを制御したスイッチングを行うことにより、変圧器３の２次側から１次側へ逆方向の変圧を行うことができる。すなわち、双方向に変換可能なＡＣ／ＡＣ変換装置１００とすることができる。
【００４２】
また、図２において、半導体スイッチ４がオフ状態、半導体スイッチ５，６が共にオフ状態、全ての半導体スイッチ４〜６がオフ状態、のうちいずれか１つの状態を選択することにより、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００は、通電停止の状態となる。すなわち、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００に開閉器の機能を取り込むことができる。従って、開閉器を別途設ける必要が無くなる。
【００４３】
また、外部と通信可能であって制御部１０に接続された通信部としてのＰＬＣモデム１９を備えていることにより、監視装置２２から例えば半導体スイッチ４〜６をオフに維持する指示をすれば、開閉器を別途設ける必要が無く、しかも、遠隔制御による開閉が可能である。
【００４４】
また、電圧センサ１１及び電流センサ１２の検知出力を制御回路８経由でＰＬＣモデム１９に提供することで、電力線通信により、電圧、電流及び電力について、遠隔の監視装置２２での監視が可能となる。なお、図２では１次側の電圧・電流を検知して検知出力を提供するが、２次側の電圧・電流を検知して検知出力を提供するようにしてもよい。
また、温度センサ１３〜１５の検知出力も同様に、電力線通信により、監視装置２２に提供することができる。これにより、半導体スイッチ４〜６の過熱の有無について遠隔での監視が可能となる。
【００４５】
なお、図２は、単相の高圧／低圧の変圧を行うＡＣ／ＡＣ変換装置１００について示したが、このようなＡＣ／ＡＣ変換装置は、さらに上位の電力系統においても使用可能である。１次／２次の配電線電圧の組み合わせとしては、高圧／低圧、特別高圧／高圧、超高圧／特別高圧があり、どこでもＡＣ／ＡＣ変換装置を使用することができる。なお、配電線電圧についての高圧、特別高圧、超高圧は、例えば以下の電圧である。
【００４６】
低圧：１００〜４００Ｖ（海外では Low Voltage Line と呼ぶ。）
高圧：３．３ｋＶ〜３３ｋＶ（海外では Medium Voltage Line と呼ぶ。）
特別高圧：６６ｋＶ〜１５４ｋＶ未満（海外では High Voltage Line と呼ぶ。）
超高圧：１５４ｋＶ以上（海外では Ultra High Voltage Line と呼ぶ。）
【００４７】
例えば図３は、スター−デルタ結線である３相の変圧器３を含む、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００の主要部のみを示す回路図である。なお、主要部以外は、図２と同様に構成することができる。図３において、１次側の３相の巻線には半導体スイッチ４Ｒ，４Ｓ，４Ｔがそれぞれ直列に接続されている。２次側の３相の巻線には半導体スイッチ５ｕ，５ｖ，５ｗがそれぞれ直列に接続されている。
【００４８】
この場合も、２次側の半導体スイッチ５ｕ，５ｖ，５ｗをオン状態として、１次側の半導体スイッチ４Ｒ，４Ｓ，４Ｔに対して互いに同期して、デューティを制御したスイッチングを行うことにより、変圧を行うことができる。また、逆に、１次側の半導体スイッチ４Ｒ，４Ｓ，４Ｔをオン状態として、２次側の半導体スイッチ５ｕ，５ｖ，５ｗに対して互いに同期して、デューティを制御したスイッチングを行うことにより、逆方向の変圧を行うことができる。
図４は、スター−スター結線である３相の変圧器３を含む、ＡＣ／ＡＣ変換装置１００の主要部のみを示す回路図であり、この場合も図３と同様にＡＣ／ＡＣ変換装置１００を動作させることができる。
【００４９】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５０】
１，２  フィルタ（第１，第２フィルタ）
３  変圧器
４，４Ｒ，４Ｓ，４Ｔ，５，５ｕ，５ｖ，５ｗ，６  半導体スイッチ
９  電圧センサ
１０  制御部
１１  電圧センサ
１２  電流センサ
１３〜１５  温度センサ
１９  ＰＬＣモデム（通信部）
Ｌ１ｃ  電力線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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