(57)【要約】【課題】電力変換装置を小型化する。【解決手段】電力変換装置３５Ａは、太陽電池１から出力されるＤＣ電圧Ｓ１と、電力系統２から整流回路２８を介して出力されるＤＣ電圧Ｓ２８と、を入力し、複数のＤＣ電圧Ｓ５３−１〜Ｓ５３−３を出力する装置であり、例えば、プリント基板上に搭載されている。電力変換装置３５Ａは、入力されるＤＣ電圧Ｓ２８を、トランス４２を介してＤＣ／ＤＣ変換し、ＤＣ電圧Ｓ４３を出力する変換部４０と、ＤＣ電圧Ｓ１及びＳ４３の大きさを比較してそのＤＣ電圧Ｓ１又はＳ４３のいずれか一方を選択して出力する逆流防止用ダイオード４４と、このダイオード４４の出力電圧を、トランス５２を介してＤＣ／ＤＣ変換し、複数のＤＣ電圧Ｓ５３−１〜Ｓ５３−３を出力する変換部５０と、を備えている。【選択図】図１
2014222960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電源から出力される第１直流電圧と、第２電源から出力される第２直流電圧と、を入力し、前記第１直流電圧及び前記第２直流電圧とは異なる大きさの複数の第３直流電圧を出力する電力変換装置において、
前記第２電源から入力される前記第２直流電圧を、第１トランスを介して直流から直流に変換し、第４直流電圧を出力する第１変換部と、
前記第１直流電圧及び前記第４直流電圧の大きさを比較して前記第１直流電圧又は前記第４直流電圧のいずれか一方を選択して出力する選択手段と、
前記選択手段の出力電圧を、第２トランスを介して直流から直流に変換し、前記複数の第３直流電圧を出力する第２変換部と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記第２電源は交流電源からなり、前記第２電源で交流から直流に変換されて、前記第２直流電圧が前記第１変換部に入力されることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
請求項２記載の電力変換装置において、
前記第２変換部は、前記複数の第３直流電圧を出力し、且つ、前記第２トランスから第１交流電圧を出力する構成になっており、
前記第１交流電圧を、第３トランスを介して交流から直流に変換し、前記複数の第３直流電圧とは異なる１つ又は複数の第５直流電圧を出力する第３変換部を、
更に備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記選択手段は、
前記第１変換部の出力側にアノードが接続された逆流防止用のダイオードを有し、前記ダイオードのカソードが、前記第１電源１の出力側にワイヤードオア接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記選択手段は、
前記第１変換部の出力側にアノードが接続された逆流防止用の第１ダイオードと、前記第１電源の出力側にアノードが接続された逆流防止用の第２ダイオードと、を有し、
前記第１ダイオードのカソードと前記第２ダイオードのカソードとがワイヤードオア接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１変換部は、
前記第２電源から交流から直流に変換されて入力される前記第２直流電圧をスイッチングして第２交流電圧に変換する第１スイッチング回路と、
前記第２交流電圧を変圧する前記第１トランスと、
前記第１トランスの出力電圧を直流に変換して前記第４直流電圧を出力する第１整流回路と、
を有し、
前記第２変換部は、
前記選択手段の出力電圧をスイッチングして第３交流電圧に変換する第２スイッチング回路と、
前記第３交流電圧を変圧する前記第２トランスと、
前記第２トランスの出力電圧を直流に変換して前記複数の第３直流電圧をそれぞれ出力する複数の第２整流回路と、
を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第３変換部は、
前記第１交流電圧を変圧する前記第３トランスと、
前記第３トランスの出力電圧を直流に変換して１つ又は複数の前記第５直流電圧を出力する１つ又は複数の第３整流回路と、
を有することを特徴とする請求項３記載の電力変換装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置は、更に、
前記第２電源から出力される交流電圧を直流に変換して前記第２直流電圧を出力する第４整流回路を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
前記第１電源は、太陽電池、燃料電池、その他の高インピーダンスを有する分散型電源であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
請求項１記載の電力変換装置は、
パワーコンディショナの制御部に前記第３直流電圧を供給することを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
請求項３記載の電力変換装置は、
パワーコンディショナの制御部に前記第３直流電圧及び前記第５直流電圧を供給することを特徴とする電力変換装置。
【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用制御部等の負荷に直流電圧を供給する電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流電源（例えば、太陽電池、ガスエンジン発電機）から出力される直流（以下「ＤＣ」という。）電圧を入力し、このＤＣ電圧をスイッチングして交流（以下「ＡＣ」という。）電圧に変換する太陽光発電用のパワーコンディショナに関する技術が、下記の特許文献１、２に開示されている。又、ＡＣ電源（例えば、商用電力系統）から出力されるＡＣ電圧を整流回路により整流（即ち、ＤＣ電圧に変換）した後、このＤＣ電圧をスイッチングしてＡＣ電圧に変換するガスエンジン発電機用のパワーコンディショナに関する技術が、下記の特許文献３に開示されている。
【０００３】
この種のパワーコンディショナでは、ＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換するための電力変換主回路部を制御するための制御部に、ＤＣ電圧を供給するための電力変換装置としての制御電源部が設けられている。
【０００４】
図２（ａ）、（ｂ）は、特許文献１に記載された従来の太陽光発電システムにおける絶縁型パワーコンディショナを示す概略の構成図であり、同図（ａ）は全体の構成図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中の電力変換主回路部の構成図である。
【０００５】
図２（ａ）に示されるように、太陽光発電システムでは、ＤＣ電圧を出力する太陽電池１と、ＡＣ電圧を出力する商用の電力系統２とが、絶縁型パワーコンディショナ１０により接続されている。パワーコンディショナ１０は、太陽電池１と電力系統２との間に接続された電力変換主回路部２０を有している。電力変換主回路部２０は、太陽電池１から出力されるＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換し、電力系統２と連系して、家電製品等の複数の負荷３へＡＣ電圧を供給する回路である。
【０００６】
電力変換主回路部２０は、制御部２６から与えられる複数の制御信号により制御されて動作する。制御部２６は、制御電源部２７から供給される複数のＤＣ電圧により制御動作を行う。電力系統２から出力されるＡＣ電圧は、整流回路２８によりＤＣ電圧に変換される。制御電源部２７は、太陽電池１から供給されるＤＣ電圧と、整流回路２８から供給されるＤＣ電圧と、に基づき、複数のＤＣ電圧を生成して制御部２６に与える回路である。
【０００７】
図２（ｂ）に示されるように、電力変換主回路部２０は、太陽電池１から供給されるＤＣ電圧をスイッチングしてＡＣ電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換用のスイッチング回路２１を有している。スイッチング回路２１は、制御部２６から与えられるパルス状の制御信号によりオン／オフ動作する４つのスイッチング素子等により構成され、この出力側に、トランス２２の１次巻線が接続されている。トランス２２は、太陽電池１側と電力系統２側とを絶縁するためのものであり、このトランス２２の２次巻線側に、整流回路２３が接続されている。整流回路２３は、トランス２２から出力されるＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する回路であり、ダイオードブリッジ回路等により構成され、この出力側に、フィルタ回路２４が接続されている。
【０００８】
フィルタ回路２４は、整流回路２３の出力電圧に含まれる高周波成分の除去と平滑を行う回路であり、ＬＣ回路等により構成され、この出力側に、ＤＣ／ＡＣ変換用のスイッチング回路２５が接続されている。スイッチング回路２５は、フィルタ回路２４から出力されるＤＣ電圧を、電力系統２と同一の周波数を有する低周波のＡＣ電圧に変換する回路であり、制御部２６から与えられるパルス状の制御信号によりオン／オフ動作する４つのスイッチング素子等により構成されている。
【０００９】
このように構成されるパワーコンディショナ１０では、太陽電池１から出力されたＤＣ電圧が、電力変換主回路部２０内のスイッチング回路２１により、スイッチングされてＡＣ電圧に変換される。変換されたＡＣ電圧は、トランス２２で変圧された後、整流回路２３でＤＣ電圧に変換される。変換されたＤＣ電圧は、フィルタ回路２４により、高周波成分が除去されると共に、平滑される。平滑されたＤＣ電圧は、スイッチング回路２５によりスイッチングされてＡＣ電圧に変換され、電力系統２と連系して負荷３へ供給される。
【００１０】
図２中の制御電源部２７の回路構成は、特許文献１〜３には開示されていないが、一般的と思われる回路構成を図３に示す。
【００１１】
図３は、図２中の制御電源部２７を示す従来の概略の構成図である。
図２中の制御部２６は、例えば、スイッチング回路２１，２５における電源（電力ソース）側を制御する制御回路２６ａと、スイッチング回路２１，２５内のスイッチング素子をオン／オフ動作させるためのパルス状の制御信号を出力する複数のドライブ回路２６ｂと、スイッチング回路２１内の他のスイッチング素子をオン／オフ動作させるためのパルス状の制御信号を出力するドライブ回路２６ｃと、スイッチング回路２５のフィルタ回路２４側（即ち、ＤＣリンク側）を制御する制御回路２６ｄ等と、を有し、それらの各回路２６ａ〜２６ｄ等が、相互に絶縁されて、図示しないプリント基板上に搭載されている。
【００１２】
なお、制御部２６を構成する回路は、図示の回路２６ａ〜２６ｄ以外に他の回路も存在するが、説明の簡単化のために、その他の回路の図示が省略されている。
【００１３】
制御電源部２７は、制御部２６に対して複数のＤＣ電圧（例えば、５Ｖ、６Ｖ、１２Ｖ、１５Ｖ等）を供給する回路であり、太陽電池１から出力されるＤＣ電圧（例えば、ＤＣ５４０Ｖ）を入力する変換部３１と、電力系統２側の整流回路２８から出力されるＤＣ電圧（例えば、ＤＣ２００Ｖ）を入力する変換部３２と、を有している。
【００１４】
一方の変換部３１は、太陽電池１から出力されるＤＣ電圧をスイッチングしてＡＣ電圧に変換するスイッチング回路３１ａを有し、この出力側に、高周波用トランス３１ｂの１次巻線３１ｂ１が接続されている。トランス３１ｂは、１次巻線３１ｂ１に対応して、巻線数が複数出力の２次巻線３１ｂ２を有し、この２次巻線３１ｂ２に、複数の整流回路３１ｃ−１〜３１ｃ−３と、パルス出力端子３１ｄと、が接続されている。整流回路３１ｃ−１は、２次巻線３１ｂ２から出力されるＡＣ電圧（例えば、６Ｖよりも少し大きなＡＣ電圧）をＤＣ電圧に変換する回路である。整流回路３１ｃ−２は、２次巻線３１ｂ２から出力されるＡＣ電圧（例えば、ＡＣ１２Ｖよりも少し大きなＡＣ電圧）をＤＣ電圧に変換する回路である。更に、整流回路３１ｃ−３は、２次巻線３１ｂ２から出力されるＡＣ電圧（例えば、ＡＣ５Ｖよりも少し大きなＡＣ電圧）をＤＣ電圧に変換する回路である。
【００１５】
他方の変換部３２は、電力系統２側の整流回路２８から出力されるＤＣ電圧をスイッチングしてＡＣ電圧に変換するスイッチング回路３２ａを有し、この出力側に、高周波用トランス３２ｂの１次巻線３２ｂ１が接続されている。トランス３２ｂは、１次巻線３２ｂ１に対応して、巻線数が複数出力の２次巻線３２ｂ２を有し、この２次巻線３２ｂ２に、複数の整流回路３２ｃ−１〜３２ｃ−３が接続されている。整流回路３２ｃ−１は、２次巻線３２ｂ２から出力されるＡＣ電圧（例えば、ＡＣ６Ｖ）をＤＣ電圧に変換する回路である。整流回路３２ｃ−２は、２次巻線３２ｂ２から出力されるＡＣ電圧（例えば、ＡＣ１２Ｖ）をＤＣ電圧に変換する回路である。更に、整流回路３２ｃ−３は、２次巻線３２ｂ２から出力されるＡＣ電圧（例えば、ＡＣ５Ｖ）をＤＣ電圧に変換する回路である。
【００１６】
トランス３１ｂにおける２次巻線３１ｂ２側のパルス出力端子３１ｄには、他の変換部３３が接続されている。変換部３３は、２次巻線３１ｂ２側のパルス出力端子３１ｄから出力されるパルス電圧を変圧する高周波用トランス３３ａを有している。トランス３３ａは、パルス出力端子３１ｄから出力されるパルス電圧を入力する１次巻線３３ａ１と、複数のＡＣ電圧（例えば、ＡＣ１５Ｖ）をそれぞれ出力する複数の２次巻線３３ａ２と、を有し、これらの複数の２次巻線３３ａ２に、複数の整流回路３３ｂがそれぞれ接続されている。複数の整流回路３３ｂは、複数の２次巻線３３ａ２からそれぞれ出力されるＡＣ電圧をＤＣ電圧（例えば、ＤＣ１５Ｖ）に変換し、この複数のＤＣ電圧を複数のドライブ回路２６ｂへそれぞれ供給する回路である。
【００１７】
整流回路３１ｃ−１及び３２ｃ−１の出力側には、それぞれ逆流防止用のダイオード３４−１，３４−４のアノードが接続され、これらのダイオード３４−１及び３４−４のカソードがオア（以下「ＯＲ」という。）接続されて、制御回路２６ａの入力側に接続されている。同様に、整流回路３１ｃ−２及び３２ｃ−２の出力側にも、それぞれ逆流防止用のダイオード３４−２，３４−５のアノードが接続され、これらのダイオード３４−２及び３４−５のカソードがＯＲ接続されて、ドライブ回路２６ｃの入力側に接続されている。更に、整流回路３１ｃ−３及び３２ｃ−３の出力側にも、それぞれ逆流防止用のダイオード３４−３，３４−６のアノードが接続され、これらのダイオード３４−３及び３４−６のカソードがＯＲ接続されて、制御回路２６ｄの入力側に接続されている。
【００１８】
これらの変換部３１，３２，３３及びダイオード３４−１〜３４−６は、図示しないプリント基板上に搭載されている。
【００１９】
このような制御電源部２７において、太陽電池１から出力されるＤＣ電圧が、電力系統２側の整流回路２８から出力されるＤＣ電圧（例えば、ＤＣ２００Ｖ）よりも大きい場合には、太陽電池１から出力されるＤＣ電圧が、変換部３１により複数のＤＣ電圧に変換され、複数のダイオード３４−１，３４−２，３４−３を介して、制御部２６内の制御回路２６ａ、ドライブ回路２６ｃ及び制御回路２６ｄへそれぞれ供給される。これに対し、太陽電池１から出力されるＤＣ電圧が、電力系統２側の整流回路２８から出力されるＤＣ電圧（例えば、ＤＣ２００Ｖ）よりも小さい場合には、電力系統２側の整流回路２８から出力されるＤＣ電圧が、変換部３２により複数のＤＣ電圧に変換され、複数のダイオード３４−４，３４−５，３４−６を介して、制御部２６内の制御回路２６ａ、ドライブ回路２６ｃ及び制御回路２６ｄへそれぞれ供給される。
【００２０】
なお、太陽電池１から出力されるＤＣ電圧の変動に拘わらず、変換部３１のパルス出力端子３１ｄから出力されるパルス電圧は、変換部３３によって複数の所定のＤＣ電圧に変換され、制御部２６内の複数のドライブ回路２６ｂへそれぞれ供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平８−９５５５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９９９２７号公報
【特許文献３】特開２００５−９４８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、従来の電力変換装置である図３の制御電源部２７では、太陽電池１から出力される電圧と、電力系統２から出力される電圧と、の２つの電圧のいずれか一方をダイオード３４−１〜３４−６によって選択し、制御部２６へＯＲ供給している。即ち、制御部２６における絶縁された回路２６ａ〜２６ｄ毎に、太陽電池１側入力系統と電力系統２側入力系統とをダイオード３４−１〜３４−６を介してＯＲ接続している。そのため、回路数（配線数）と部品数が多く、これらを搭載するためのプリント基板の小型化が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の電力変換装置は、第１電源から出力される第１ＤＣ電圧と、第２電源から出力される第２ＤＣ電圧と、を入力し、前記第１ＤＣ電圧及び前記第２ＤＣ電圧とは異なる大きさの複数の第３ＤＣ電圧を出力する電力変換装置において、前記第２電源から入力される前記第２ＤＣ電圧を、第１トランスを介してＤＣ／ＤＣに変換し、第４ＤＣ電圧を出力する第１変換部と、前記第１ＤＣ電圧及び前記第４ＤＣ電圧の大きさを比較して前記第１ＤＣ電圧又は前記第４ＤＣ電圧のいずれか一方を選択して出力する選択手段と、前記選択手段の出力電圧を、第２トランスを介してＤＣ／ＤＣに変換し、前記複数の第３ＤＣ電圧を出力する第２変換部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
例えば、前記第２電源はＡＣ電源からなり、前記第２電源でＡＣ／ＤＣに変換されて、前記第２ＤＣ電圧が前記第１変換部に入力される。更に、前記第１変換部は、前記第２電源からＡＣ／ＤＣに変換されて入力される前記第２ＤＣ電圧をスイッチングして第２ＡＣ電圧に変換する第１スイッチング回路と、前記第２ＡＣ電圧を変圧する前記第１トランスと、前記第１トランスの出力電圧をＤＣに変換して前記第４ＤＣ電圧を出力する第１整流回路と、を有している。更に、前記第２変換部は、前記選択手段の出力電圧をスイッチングして第３ＡＣ電圧に変換する第２スイッチング回路と、前記第３ＡＣ電圧を変圧する前記第２トランスと、前記第２トランスの出力電圧をＤＣに変換して前記複数の第３ＤＣ電圧をそれぞれ出力する複数の第２整流回路と、を有している。
【００２５】
又、前記電力変換装置は、更に、前記第２電源から出力されるＡＣ電圧をＤＣに変換して前記第２ＤＣ電圧を出力する第４整流回路を備えていても良い。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の電力変換装置によれば、第１電源の出力側と第１変換部の出力側とを、選択手段を介して、第２変換部の入力側に接続し、この第２変換部の出力側から複数の第３ＤＣ電圧を出力して負荷へ供給するようにしたので、従来のような逆流防止用ダイオードを介したＯＲ接続の回路構成を簡略化して、それらの逆流防止用ダイオードの部品点数を減らすことができ、例えば、電力変換装置を搭載するためのプリント基板の小型化が容易になる。
【００２７】
又、例えば、第１変換部を構成する第１トランスは、巻線数が１出力で良いため、巻線の簡略化が可能となり、電力変換装置をより小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は図２中の本発明の実施例１における電力変換装置を示す概略の構成図である。
【図２】図２は従来の太陽光発電システムにおけるパワーコンディショナを示す概略の構成図である。
【図３】図３は図２中の従来の制御電源部を示す概略の構成図である。
【図４】図４は本発明の実施例２における電力変換装置を示す概略の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００３０】
（実施例１の構成）
図１は、図２のパワーコンディショナ中の本発明の実施例１における電力変換装置を示す概略の構成図であり、従来の制御電源部２７を示す図３中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００３１】
本実施例１の電力変換装置３５Ａは、例えば、図２に示す従来の太陽光発電システムにおけるパワーコンディショナ１０中の整流回路２８及び制御電源部２７に代えて設けられるものである。
【００３２】
電力変換装置３５Ａは、図２中の制御部２６に対して複数のＤＣ電圧（例えば、５Ｖ、６Ｖ、１２Ｖ、１５Ｖ等）を供給する回路であり、例えば、図示しないプリント基板上に搭載されている。この電力変換装置３５Ａは、第１ＤＣ電圧Ｓ１（例えば、ＤＣ０Ｖ〜定格電圧ＤＣ５４０Ｖ）を出力する第１電源としての太陽電池１と、ＡＣ電圧（例えば、ＡＣ２０２Ｖ）を出力する第２電源としての商用電力系統２と、の２つの電源のうち、そのＡＣ電圧をＤＣに変換して第２ＤＣ電圧Ｓ２８（例えば、ＤＣ２００Ｖ）を出力する第４整流回路２８を有している。第４整流回路２８は、ダイオードブリッジ回路等により構成され、この出力側に、第１変換部４０が接続されている。第１変換部４０の出力側には、選択手段としての逆流防止用のダイオード４４のアノードが接続されている。ダイオード４４のカソードと太陽電池１の出力側とは、ワイヤードＯＲ接続され、第２変換部５０の入力側に接続されている。第２変換部５０の出力側には、制御部２６内の電力ソース側制御回路２６ａ、ドライブ回路２６ｃ及びＤＣリンク側制御部２６ｄが接続されると共に、第３変換部６０を介して制御部２６内の複数のドライブ回路２６ｂが接続されている。
【００３３】
第１変換部４０は、第４整流回路２８から出力される第２ＤＣ電圧Ｓ２８を入力する第１スイッチング回路４１を有している。第１スイッチング回路４１は、入力される第２ＤＣ電圧Ｓ２８をスイッチングして第２ＡＣ電圧Ｓ４１に変換する回路であり、４つのスイッチング素子等により構成され、この出力側に、第１トランス４２が接続されている。第１トランス４２は、第１スイッチング回路４１の出力側に接続されて第２ＡＣ電圧Ｓ４１を入力する１次巻線４２ａと、巻線数が１出力の２次巻線４２ｂと、を有し、この２次巻線４２ｂに、第１整流回路４３が接続されている。第１整流回路４３は、２次巻線４２ｂから出力されるＡＣ電圧をＤＣに変換して第４ＤＣ電圧Ｓ４３（例えば、ＤＣ２００Ｖ）を出力する回路であり、ダイオードブリッジ回路等により構成され、この出力側に、逆流防止用のダイオード４４のアノードが接続されている。
【００３４】
ダイオード４４のカソードは、太陽電池１の出力側とワイヤードＯＲ接続され、第２変換部５０の入力側に接続されている。ダイオード４４の出力電圧は、例えば、ＤＣ２００Ｖである。このダイオード４４は、太陽電池１から出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１と、第１変換部４０から出力される第４ＤＣ電圧Ｓ４３と、の大きさを比較して、第１ＤＣ電圧Ｓ１又は第４ＤＣ電圧Ｓ４３のいずれか一方を選択して出力する選択手段としての機能を有している。電圧供給源である太陽電池１と電力系統２のうち、太陽電池１からの入力を優先としている。そのため、太陽電池１から出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１がＤＣ２００Ｖを超えると、太陽電池１側から電力が供給され、電力系統２側からは電力が供給されない。太陽電池１から出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１がＤＣ２００Ｖよりも小さくなるか、あるいはＤＣ０Ｖになると、電力系統２側から電力が供給される構成になっている。
【００３５】
第２変換部５０は、太陽電池１から出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１、又は、ダイオード４４から出力される第４ＤＣ電圧Ｓ４３のいずれか一方を入力する第２スイッチング回路５１を有している。第２スイッチング回路５１は、入力されるＤＣ電圧をスイッチングして第３ＡＣ電圧Ｓ５１に変換する回路であり、４つのスイッチング素子等により構成され、この出力側に、第２トランス５２が接続されている。第２トランス５２は、第２スイッチング回路５１の出力側に接続されて第３ＡＣ電圧Ｓ５１を入力する１次巻線５２ａと、巻線数が複数出力の２次巻線５２ｂと、を有している。２次巻線５２ｂには、パルス状の第１ＡＣ電圧Ｓ５２を出力するパルス出力端子５２ｃと、複数の第２整流回路５３−１〜５３−３と、が接続されている。
【００３６】
複数の第２整流回路５３−１〜５３−３は、それぞれダイオードブリッジ回路等により構成されている。各第２整流回路５３−１〜５３−３のうち、整流回路５３−１は、２次巻線５２ｂから出力されるＡＣ電圧をＤＣに変換して第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１（例えば、ＤＣ６Ｖ）を出力する回路であり、この出力側に、制御部２６内の電力ソース側制御回路２６ａが接続されている。整流回路５３−２は、２次巻線５２ｂから出力されるＡＣ電圧をＤＣに変換して第３ＤＣ電圧Ｓ５３−２（例えば、ＤＣ１２Ｖ）を出力する回路であり、この出力側に、制御部２６内のドライブ回路２６ｃが接続されている。更に、整流回路５３−３は、２次巻線５２ｂから出力されるＡＣ電圧をＤＣに変換して第３ＤＣ電圧Ｓ５３−３（例えば、ＤＣ５Ｖ）を出力する回路であり、この出力側に、制御部２６内のＤＣリンク側制御回路２６ｄが接続されている。
【００３７】
２次巻線５２ｂに接続されたパルス出力端子５２ｃには、第３変換部６０が接続されている。第３変換部６０は、パルス出力端子５２ｃから出力される第１ＡＣ電圧Ｓ５２を変圧する第３トランス６１を有している。第３トランス６１は、第１ＡＣ電圧Ｓ５２を入力する１次巻線６１ａと、複数出力の２次巻線６１ｂと、を有し、この２次巻線６１ｂに、複数の第３整流回路６２が接続されている。複数の第３整流回路６２は、２次巻線６１ｂから出力される複数のＡＣ電圧をそれぞれＤＣに変換して複数の第５ＤＣ電圧Ｓ６２（例えば、ＤＣ１５Ｖ）を出力する回路であり、それぞれダイオードブリッジ回路等により構成され、この出力側に、制御部２６内の複数のドライブ回路２６ｂが接続されている。
【００３８】
（実施例１の動作）
図１の電力変換装置３５Ａにおいて、太陽電池１から出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１が、電力系統２側の第１変換部４０から出力される第４ＤＣ電圧Ｓ４３（例えば、ＤＣ２００Ｖ）よりも大きい場合には、その第１ＤＣ電圧Ｓ１が第２変換部５０に入力される。これに対して、太陽電池１から出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１が、電力系統２側の第１変換部４０から出力される第４ＤＣ電圧Ｓ４３（例えば、ＤＣ２００Ｖ）よりも小さい場合には、電力系統２側の第４整流回路２８から出力される第２ＤＣ電圧Ｓ２８が、第１変換部４０内の第１スイッチング回路４１によりスイッチングされて第２ＡＣ電圧Ｓ４１に変換される。変換された第２ＡＣ電圧Ｓ４１は、第１トランス４２で変圧された後、第１整流回路４３でＤＣに変換されて第４ＤＣ電圧Ｓ４３（例えば、ＤＣ２００Ｖ）が出力される。出力された第４ＤＣ電圧Ｓ４３は、ダイオード４４を通して、第２変換部５０に入力される。
【００３９】
第２変換部５０に入力された第１ＤＣ電圧Ｓ１又は第４ＤＣ電圧Ｓ４３は、第２スイッチング回路５１でスイッチングされて第３ＡＣ電圧Ｓ５１に変換される。変換された第３ＡＣ電圧Ｓ５１は、第２トランス５２で変圧された後、複数の第２整流回路５３−１〜５３−３でそれぞれＤＣに変換されて、複数の第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１〜Ｓ５３−３（例えば、ＤＣ６Ｖ、ＤＣ１２Ｖ、ＤＣ５Ｖ）が出力される。出力された複数の第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１〜Ｓ５３−３は、制御部２６内の制御回路２６ａ、ドライブ回路２６ｃ、及び制御回路２６ｄへそれぞれ供給される。更に、第２トランス５２の２次巻線５２ｂ側のパルス出力端子５２ｃから、パルス状の第１ＡＣ電圧Ｓ５２が出力される。出力された第１ＡＣ電圧Ｓ５２は、第３変換部６０内の第３トランス６１で変圧された後、複数の第３整流回路６２でＤＣに変換されて複数の第５ＤＣ電圧Ｓ６２（例えば、各ＤＣ１５Ｖ）が出力される。出力された複数の第５ＤＣ電圧Ｓ６２は、制御部２６内の複数のドライブ回路２６ｂへそれぞれ供給される。
【００４０】
これにより、図２中の制御部２６が動作し、この制御部２６の制御により、電力変換主回路部２０が所定の電力変換動作を行う。
【００４１】
（実施例１の変形例）
（１）  本実施例１の電力変換装置３５Ａは、第４整流回路２８、第１変換部４０、ダイオード４４、第２変換部５０、及び第３変換部６０により構成されているが、その第４整流回路２８として従来の既設の回路を利用できれば、その第４整流回路２８を省略しても良い。即ち、本実施例１の電力変換装置３５Ａでは、少なくとも、第１変換部４０、ダイオード４４、第２変換部５０、及び第３変換部６０を備えていれば良く、必要であれば、第４整流回路２８を設けても良い。
【００４２】
（２）  制御部２６を構成する回路２６ａ〜２６ｄの個数の変更に応じて、第２変換部５０内の第２整流回路５３−１〜５３−３の個数を変更しても良い。又、第２整流回路５３−１〜５３−３は、第２変換部５０の外に設けても良い。
【００４３】
（３）  制御部２６の構成により、第３変換部６０が不要であれば、削除しても良い。
【００４４】
（４）  第１ＤＣ電圧Ｓ１及び第４ＤＣ電圧Ｓ４３の大きさを比較して第１ＤＣ電圧Ｓ１又は第４ＤＣ電圧Ｓ４３のいずれか一方を選択して出力する選択手段として、本実施例１では、現段階で考えられる最も構成が容易な逆流防止用のダイオード４４を用いているが、選択手段はこれに限定されない。
【００４５】
（実施例１の効果）
本実施例１の電力変換装置３５Ａによれば、次に（ａ）〜（ｃ）のような効果がある。
【００４６】
（ａ）  太陽電池１の出力側と電力系統２側の第１変換部４０の出力側とを、選択手段としての逆流防止用ダイオード４４を介して、第２変換部５０の入力側に接続し、この第２変換部５０の出力側から、複数の第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１〜Ｓ５３−３と第１ＡＣ電圧Ｓ５２とを出力し、その第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１〜Ｓ５３−３を制御部２６へ供給すると共に、その第１ＡＣ電圧Ｓ５２を第３変換部６０にて変圧及びＤＣに変換して複数の第５ＤＣ電圧Ｓ６２を制御部２６へ供給するようにしている。そのため、従来の図３のような逆流防止用ダイオード３４−１〜３４−６を介したＯＲ接続の回路構成を簡略化して、それらの逆流防止用ダイオード３４−１〜３４−６の部品点数を減らすことができ、電力変換装置３５Ａを搭載するための図示しないプリント基板の小型化が容易になる。
【００４７】
（ｂ）  第１変換部４０を構成する第１トランス４２は、巻線数が１出力でよいため、巻線４２ａ，４２ｂの簡略化が可能となり、電力変換装置３５Ａをより小型化できる。
【００４８】
（ｃ）  電圧供給源である太陽電池１と電力系統２のうち、太陽電池１からの入力を優先するために、逆流防止用ダイオード４４を設けている。そのため、通常は、太陽電池１から出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１を電力変換装置３５Ａへ供給し、太陽電池１から出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１が、電力系統２側の第１変換部４０から出力される第４ＤＣ電圧Ｓ４３（例えば、ＤＣ２００Ｖ）よりも小さくなるか、あるいはＤＣ０Ｖになると、電力系統２側から電力が供給される。これにより、電力系統２から出力されるＡＣ電力の消費量を減少できる。
【実施例２】
【００４９】
（実施例２の構成）
図４は、本発明の実施例２における電力変換装置を示す概略の構成図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００５０】
本実施例２の電力変換装置３５Ｂは、実施例１のようなパワーコンディショナの制御部２６に限らず、複数（Ｎ個）の種々の負荷２６Ｂ−１〜２６Ｂ−Ｎを有する負荷群２６Ｂに対してＤＣ電圧の供給が可能な装置である。
【００５１】
この電力変換装置３５Ｂでは、ＤＣ電源からなる第１電源１Ｂから出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂと、ＡＣ電源からなる第２電源２Ｂから出力されるＡＣ電圧と、を入力し、その第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂと、第２電源２Ｂの出力電圧が第４整流回路２８でＤＣに変換された第２ＤＣ電圧Ｓ２８Ｂと、は異なる大きさの複数の第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１Ｂ〜Ｓ５３−ＮＢを出力して、負荷群２６Ｂへ供給するものであり、例えば、図示しないプリント基板上に搭載されている。第１電源１Ｂは、実施例１の太陽電池１及び燃料電池等を含む高インピーダンスを有する種々の分散型電源である。第２電源２Ｂは、実施例１の電力系統２、或いは、その他のＡＣ電源である。
【００５２】
第２電源２Ｂの出力側には、実施例１と同様に、第２電源２Ｂから出力されるＡＣ電圧をＤＣに変換して第２ＤＣ電圧Ｓ２８Ｂを出力する第４整流回路２８が接続されている。第４整流回路２８の出力側には、この第４整流回路２８から出力される第２ＤＣ電圧Ｓ２８ＢをＤＣ／ＤＣ変換する第１変換部４０が接続されている。第１変換部４０の出力側には、選択手段としての逆流防止用の第１ダイオード４４のアノードが接続され、更に、第１電源１Ｂの出力側にも、選択手段としての逆流防止用の第２ダイオード４４Ｂのアノードが接続されている。第１ダイオード４４のカソードと、第２ダイオード４４Ｂのカソードとは、ワイヤードＯＲ接続されて、第２変換部５０Ｂの入力側に接続されている。第１ダイオード４４及び第２ダイオード４４Ｂは、第１電源１Ｂから出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂと、第１変換部４０から出力される第４ＤＣ電圧Ｓ４３と、を比較してそのいずれか一方を選択（例えば、大きい方のＤＣ電圧Ｓ１Ｂ又はＳ４３を選択）し、第２変換部５０Ｂへ与える機能を有している。
【００５３】
第２変換部５０Ｂは、第１ダイオード４４又は第２ダイオード４４Ｂのいずれか一方から与えられる第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂ又は第４ＤＣ電圧Ｓ４３を、ＤＣ／ＤＣ変換して複数の第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１Ｂ〜Ｓ５３−ＮＢを出力するものである。この第２変換部５０Ｂは、実施例１の第２変換部５０とほぼ同様に、第２スイッチング回路５１、第２トランス５２、及び複数の第２整流回路５３−１Ｂ〜５３−ＮＢを有している。
【００５４】
第２スイッチング回路５１は、入力される第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂ又は第４ＤＣ電圧Ｓ４３をスイッチングして第３ＡＣ電圧Ｓ５１に変換する回路であり、４つのスイッチング素子等により構成されている。この第２スイッチング回路５１の出力側に、第２トランス５２が接続されている。第２トランス５２は、第２スイッチング回路５１の出力側に接続されて第３ＡＣ電圧Ｓ５１を入力する第１巻線５２ａと、巻線数が複数出力の２次巻線５２ｂと、を有している。この２次巻線５２ｂに、複数の第２整流回路５３−１Ｂ〜５３−ＮＢが接続されている。複数の第２整流回路５３−１Ｂ〜５３−ＮＢは、２次巻線５２ｂから出力される複数のＡＣ電圧をそれぞれＤＣに変換して複数の第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１Ｂ〜Ｓ５３−ＮＢを出力する回路であり、それぞれダイオードブリッジ回路等により構成されている。複数の第２整流回路５３−１Ｂ〜５３−ＮＢの出力側には、負荷群２６Ｂ内の複数の負荷２６Ｂ−１〜２６Ｂ−Ｎがそれぞれ接続されている。
【００５５】
（実施例２の動作）
図４の電力変換装置３５Ｂにおいて、第２電源２Ｂから第４整流回路２８を介して出力される第２ＤＣ電圧Ｓ２８Ｂは、第１変換部４０内の第１スイッチング回路４１によりスイッチングされて第２ＡＣ電圧Ｓ４１に変換される。変換された第２ＡＣ電圧Ｓ４１は、第１トランス４２で変圧された後、第１整流回路４３でＤＣに変換されて第４ＤＣ電圧Ｓ４３が出力される。第１電源１から出力される第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂと、第１変換部４０から出力される第４ＤＣ電圧Ｓ４３とは、第２ダイオード４４Ｂと第１ダイオード４４とで比較され、第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂが第４ＤＣ電圧Ｓ４３よりも大きい場合には、その第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂが第２ダイオード４４Ｂを通して第２変換部５０Ｂに入力され、第４ＤＣ電圧Ｓ４３が第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂよりも大きい場合には、その第４ＤＣ電圧Ｓ４３が第１ダイオード４４を通して第２変換部５０Ｂに入力される。
【００５６】
第２変換部５０Ｂに入力された第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂ又は第４ＤＣ電圧Ｓ４３は、第２スイッチング回路５１でスイッチングされて第３ＡＣ電圧Ｓ５１に変換される。変換された第３ＡＣ電圧Ｓ５１は、第２トランス５２で変圧された後、複数の第２整流回路５３−１Ｂ〜５３−ＮＢにより、それぞれＤＣに変換されて複数の第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１Ｂ〜Ｓ５３−ＮＢが出力される。出力された複数の第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１Ｂ〜Ｓ５３−ＮＢは、負荷群２６Ｂ内の複数の負荷２６Ｂ−１〜２６Ｂ−Ｎへそれぞれ供給される。これにより、複数の負荷２６Ｂ−１〜２６Ｂ−Ｎが動作する。
【００５７】
（実施例２の変形例）
（１）  実施例１とほぼ同様に、本実施例２の電力変換装置３５Ｂは、第４整流回路２８、第１変換部４０、第１ダイオード４４、第２ダイオード４４Ｂ、及び第２変換部５０Ｂにより構成されているが、その第４整流回路２８として従来の既設の回路を利用できれば、その第４整流回路２８を省略しても良い。即ち、本実施例２の電力変換装置３５Ｂでは、少なくとも、第１変換部４０、第１ダイオード４４、第２ダイオード４４Ｂ、及び第２変換部５０Ｂを備えていれば良く、必要であれば、第４整流回路２８を設けても良い。
【００５８】
（２）  第２変換部５０Ｂ内の複数の第２整流回路５３−１Ｂ〜５３−ＮＢを削除し、この第２変換部５０Ｂの出力側に、複数の整流用ダイオードを設けても良い。
【００５９】
（３）  第２変換部５０Ｂの出力側に、実施例１の第３変換部６０を接続する構成にしても良い。
【００６０】
（４）  第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂ及び第４ＤＣ電圧Ｓ４３の大きさを比較して第１ＤＣ電圧Ｓ１Ｂ又は第４ＤＣ電圧Ｓ４３のいずれか一方を選択して出力する選択手段として、本実施例２では実施例１と同様に、現段階で考えられる最も構成が容易な逆流防止用のダイオード４４を用いているが、選択手段はこれに限定されない。
【００６１】
（実施例２の効果）
本実施例２の電力変換装置３５Ｂによれば、実施例１の効果（ａ）、（ｂ）とほぼ同様の効果があり、更に、次のような効果もある。
【００６２】
本実施例２の電力変換装置３５Ｂによれば、第３ＤＣ電圧Ｓ５３−１Ｂ〜Ｓ５３−ＮＢを種々の負荷２６Ｂ−１〜２６Ｂ−Ｎへ安定して供給することができるので、汎用性に優れている。
【符号の説明】
【００６３】
１      太陽電池
１Ｂ      第１電源
２      電力系統
２Ｂ      第２電源
１０      パワーコンディショナ
２６      制御部
２６Ｂ      負荷群
２６Ｂ−１〜２６Ｂ−Ｎ      負荷
２８      第４整流回路
３５Ａ，３５Ｂ      電力変換装置
４０      第１変換部
４１      第１スイッチング回路
４２      第１トランス
４３      第１整流回路
４４，４４Ｂ      逆流防止用の第１、第２ダイオード
５０，５０Ｂ      第２変換部
５１      第２スイッチング回路
５２      第２トランス
５２ｃ      パルス出力端子
５３−１〜５３−３，５３−１Ｂ〜５３−ＮＢ      第２整流回路
６０      第３変換部
６１      第３トランス
６２      第３整流回路
【図１】
2014222960.tif 000003
【図２】
2014222960.tif 000004
【図３】
2014222960.tif 000005
【図４】
2014222960.tif 000006