(57)【要約】【課題】ＤＣ／ＤＣコンバータの制御に関して、常に、フィードバック制御によって起こる発振を防止し、かつ、目標値への優れた追従性を得る。【解決手段】リアクトルを含むＤＣ／ＤＣコンバータは、リアクトルの一端に接続されたスイッチング素子と、リアクトルに流れる電流を検出する電流センサと、電流センサが検出する電流値に基づいて電流のフィードバック制御を行うべくスイッチング素子のスイッチング制御を行い、リアクトルの電流の瞬時値に対するゲイン特性が、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させる制御部と、を備えている。【選択図】図２
2018098855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクトルを含むＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記リアクトルの一端に接続されたスイッチング素子と、
前記リアクトルに流れる電流を検出する電流センサと、
前記電流センサが検出する電流値に基づいて電流のフィードバック制御を行うべく前記スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記リアクトルの電流の瞬時値に対するゲイン特性が、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させる制御部と、
を備えているＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記ゲイン特性は、前記リアクトルにおける電流対インダクタンスの直流重畳特性に対応したものである請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記リアクトルの電流とは、前記制御部における演算上の電流目標値である請求項１又は請求項２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記リアクトルの電流とは、前記電流センサによる電流検出値である請求項１又は請求項２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項５】
前記ゲイン特性におけるゲインは、比例ゲイン及び積分ゲインのうち少なくとも比例ゲインである請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項６】
請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータを搭載した電力変換装置。
【請求項７】
リアクトルを含むＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法であって、
前記リアクトルに流れる電流を検出し、
電流検出値に基づいて電流のフィードバック制御を行うべく前記リアクトルの一端に接続されたスイッチング素子のスイッチング制御を行い、
前記リアクトルの電流の瞬時値に対するゲイン特性が、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させる、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びその制御方法並びに電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ／ＤＣコンバータの役割は、入力された直流電圧を、別の直流電圧に変換して出力することである。変換は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング素子を高周波でオン／オフすることにより行われる。また、変換時に、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御部は、リアクトルに流れる電流を検出し、検出結果に基づいて、スイッチング素子のデューティを調節するフィードバック制御を行う（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば、太陽光発電パネルに接続されるパワーコンディショナに搭載されている。かかるＤＣ／ＤＣコンバータは、気象条件や時刻によって絶えず変化する太陽光発電パネルから、その時点での最大電力を引き出すべく、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）を行っている（例えば、特許文献２参照。）。パワーコンディショナとして高い電力変換効率を維持するためには、最大電力点に対して、滑らかに、かつ、素早く追従するＭＰＰＴ制御が望まれる。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータは、電流のフィードバック制御を行い、より多くの電流を引き出せるように動作している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−６３７１７号公報
【特許文献２】特開２０１４−５０１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電流によるフィードバック制御は一般的なフィードバック制御と同様、ゲインを大きくすると目標値への追従が迅速になるが、発振する等の不安定動作に陥りやすい。一方、ゲインが小さいと発振が起こりにくく安定するが、目標値への追従は緩慢になる。例えば、ＭＰＰＴ制御の場合、追従性の低下及び発振は共に、発電電力の低下につながる。
係る課題に鑑み、本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御に関して、常に、フィードバック制御によって起こる発振を防止し、かつ、目標値への優れた追従性を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一表現に係る、リアクトルを含むＤＣ／ＤＣコンバータは、前記リアクトルの一端に接続されたスイッチング素子と、前記リアクトルに流れる電流を検出する電流センサと、前記電流センサが検出する電流値に基づいて電流のフィードバック制御を行うべく前記スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記リアクトルの電流の瞬時値に対するゲイン特性が、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させる制御部と、を備えている。
【０００７】
また、本発明の一表現に係る、リアクトルを含むＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法は、前記リアクトルに流れる電流を検出し、電流検出値に基づいて電流のフィードバック制御を行うべく前記リアクトルの一端に接続されたスイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記リアクトルの電流の瞬時値に対するゲイン特性が、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させる、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御に関して、常に、フィードバック制御によって起こる発振を防止し、かつ、目標値への優れた追従性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＤＣ／ＤＣコンバータを含む電力変換装置（パワーコンディショナ）の接続図の一例を示す図である。
【図２】図１より詳しく電力変換装置の回路構成の一例を示す回路図である。
【図３】ＤＣ／ＤＣコンバータのフィードバック制御に関する制御ブロック図である。
【図４】直流リアクトルの直流重畳特性の一例を示すグラフである。
【図５】フィードバック制御に、直流重畳特性を考慮した比例ゲインを用いた場合の、ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電流及び入力電圧を、共通の時間軸（横軸）上に並べた一例を示す図である。
【図６】ＭＰＰＴ制御を行っているＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、比較のために、低日射・低ゲインの条件でフィードバック制御を行った場合の入力電流の変化の一例を示す図である。
【図７】ＭＰＰＴ制御を行っているＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、低日射・高ゲインの条件でフィードバック制御を行った場合の入力電流の変化の一例を示す図である。
【図８】ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電流及び入力電圧を、共通の時間軸（横軸）上に並べた一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
【００１１】
（１）これは、リアクトルを含むＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記リアクトルの一端に接続されたスイッチング素子と、前記リアクトルに流れる電流を検出する電流センサと、前記電流センサが検出する電流値に基づいて電流のフィードバック制御を行うべく前記スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記リアクトルの電流の瞬時値に対するゲイン特性が、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させる制御部と、を備えているＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００１２】
上記のように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータは、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させることにより、小電流値ではフィードバック制御の追従性を高め、大電流値ではフィードバック制御の安定性を確保し、発振を防止することができる。
【００１３】
（２）また、（１）のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記ゲイン特性は、前記リアクトルにおける電流対インダクタンスの直流重畳特性に対応したものであることが好ましい。
この場合、リアクトル固有の直流重畳特性を反映したゲイン特性とすることができる。すなわち、相対的に、リアクトルのインダクタンスが電流の増大により低下するとゲインも低下して、安定した制御を行うことができ、逆に、リアクトルのインダクタンスが電流の減少により上昇するとゲインも上昇して、フィードバック制御の追従性を高めることができる。
【００１４】
（３）また、（１）又は（２）のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記リアクトルの電流とは、前記制御部における演算上の電流目標値であってもよい。
この場合、ゲインも目標値となるので、演算上、常に先行した迅速な制御を行うことができる。
【００１５】
（４）また、（１）又は（２）のＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記リアクトルの電流とは、前記電流センサによる電流検出値であってもよい。
この場合、実際の電流検出値に対応した確実な制御を行うことができる。
【００１６】
（５）また、（１）〜（４）のいずれかのＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、例えば、前記ゲイン特性におけるゲインは、比例ゲイン及び積分ゲインのうち少なくとも比例ゲインである。
比例ゲインを操作すると制御の応答が早い利点がある。但し、ゲインが過大になると制御が不安定になる傾向にあるので、積分ゲインを併用すれば、制御の不安定を防止することができる。
【００１７】
（６）また、これは、（１）に記載のＤＣ／ＤＣコンバータを搭載した電力変換装置でもある。
このような電力変換装置が太陽光発電パネルに接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータがＭＰＰＴ制御を行う場合、低日射で発電量の少ない時にはフィードバック制御の追従性を高め、高日射で発電量の多い時にはフィードバック制御の安定性を確保し、発振を防止することができる。
【００１８】
（７）一方、制御方法の観点からは、リアクトルを含むＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法であって、前記リアクトルに流れる電流を検出し、電流検出値に基づいて電流のフィードバック制御を行うべく前記リアクトルの一端に接続されたスイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記リアクトルの電流の瞬時値に対するゲイン特性が、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させる、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法である。
【００１９】
上記のようなＤＣ／ＤＣコンバータの制御方法によれば、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させることにより、小電流値ではフィードバック制御の追従性を高め、大電流値ではフィードバック制御の安定性を確保し、発振を防止することができる。
【００２０】
［実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータ及びその制御方法について、図面を参照して説明する。
【００２１】
《課題の検討》
そもそも、ＤＣ／ＤＣコンバータのリアクトルに流れる電流を目標値に制御するためのフィードバック制御における理想ゲインは、以下の式で決まる。
理想ゲイン＝（リアクトルのインダクタンス）×（制御周波数）    ・・・（１）
【００２２】
ここで、制御周波数は、例えば２０ｋＨｚであり、定数である。また、インダクタンスも定数、と考えたいところではあるが、厳密には、定数ではない。リアクトルには直流重畳特性というものがあり、リアクトルを流れる電流が大きいほどインダクタンスが小さくなる性質がある。電流に対するインダクタンスの変化率が小さいリアクトルを使用すればインダクタンスは概ね定数とも言えるが、そのようなリアクトルは高価でありコスト面から現実的に採用することは難しい。実用的なコストのリアクトルを採用すると、電流によってインダクタンスが変動するため、常に理想ゲインで使用することはできない。
【００２３】
このようなリアクトルを含むＤＣ／ＤＣコンバータが例えば太陽光発電パネルに接続されている場合、高日射時に発振を抑制するために低いゲインに設定すると、低日射時には追従性（追従の速さ）が低下するためＭＰＰＴ制御ができなくなる。逆に、低日射時にも十分な追従性を確保するために高いゲインを使用すると、高日射時には入力電流の発振が起きる。
【００２４】
図８は、ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電流及び入力電圧を、共通の時間軸（横軸）上に並べた一例を示す図である。これは、ＤＣ／ＤＣコンバータが例えば太陽光発電パネルに接続されていて、高日射・高ゲインで使用する場合の様子を示している。
まず、図の上半分に注目すると、上側（黒く太く見える方）が入力電流、下側が入力電圧である。ある時刻において発振が起きており、２本の縦線で囲む時間帯の時間軸を拡大したものが、下半分の図である。下半分の図から明らかなように、入力電流の発振が起きている。
本実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータは、制御の工夫によって、このような発振を防止し、かつ、追従性を確保しようとするものである。
【００２５】
《ＤＣ／ＤＣコンバータを含む電力変換装置》
図１は、ＤＣ／ＤＣコンバータを含む電力変換装置（パワーコンディショナ）の接続図の一例を示す図である。図において、電力変換装置１には、太陽光発電パネル２から発電電力が入力される。電力変換装置１は直流から交流への変換を行い、交流電路３に所定の交流電圧を供給する。交流電路３には需要家内の負荷４Ｌが接続されている。また、電力変換装置１の交流出力は、商用電力系統４Ｐとの系統連系により、逆潮流が可能である。
【００２６】
電力変換装置１は、その主要な構成要素として、ＤＣ／ＤＣコンバータ６と、インバータ１０とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６とインバータ１０とは、ＤＣバス８を介し互いに接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、太陽光発電パネル２から入力された直流電圧を所定の電圧に変換して出力する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、ＭＰＰＴ制御を行う。インバータ１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６から出力される電圧・電流を、系統連系可能な交流の電圧・電流に変換する。インバータ１０の出力電力は負荷４Ｌで消費され、余剰分は商用電力系統４Ｐに売電される。
【００２７】
《電力変換装置の回路構成例》
図２は、図１より詳しく電力変換装置の回路構成の一例を示す回路図である。
図において、電力変換装置１は、主回路構成要素として、直流側コンデンサ５、ＤＣ／ＤＣコンバータ６、中間コンデンサ９、インバータ１０、及び、フィルタ回路１１を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、直流リアクトル７と、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ１と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ２とを備え、直流チョッパ回路を構成している。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては例えば、ＭＯＳＦＥＴを使用することができる。ＭＯＳＦＥＴのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２はそれぞれ、ダイオード（ボディダイオード）ｄ１，ｄ２を有している。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、制御部１４により制御される。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ６の高圧側は、ＤＣバス８に接続されている。ＤＣバス８の２線間に接続されている中間コンデンサ９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧に対して平滑作用を発揮する。
【００２９】
ＤＣバス８に接続されたインバータ１０は、フルブリッジ回路を構成するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を備えている。これらスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６は、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。ＭＯＳＦＥＴの場合は、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６がそれぞれ、ダイオード（ボディダイオード）ｄ３〜ｄ６を有している。各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６は、制御部１４により制御される。
【００３０】
インバータ１０と交流電路３との間には、フィルタ回路１１が設けられている。フィルタ回路１１は、交流リアクトル１２と、交流リアクトル１２より負荷４Ｌ側（図の右側）に設けられた交流側コンデンサ１３とを備えている。フィルタ回路１１は、インバータ１０で発生する高周波ノイズが交流電路３側へ漏れ出ないように、通過を阻止している。
【００３１】
計測用の回路要素としては、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の低圧側（図の左側）に、電圧センサ１５及び電流センサ１６が設けられている。電圧センサ１５は太陽光発電パネル２と並列接続され、太陽光発電パネル２の両端電圧を検出する。検出された電圧の情報は、制御部１４に提供される。電流センサ１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６に流れる電流を検出する。検出された電流の情報は、制御部１４に提供される。ここでは、電流センサ１６はＤＣ／ＤＣコンバータ６の一要素にもなっている。中間コンデンサ９には電圧センサ１７が並列接続されている。電圧センサ１７は、中間コンデンサ９の両端電圧すなわち、ＤＣバス８の電圧を検出する。検出された電圧の情報は、制御部１４に提供される。
【００３２】
一方、交流側には、交流リアクトル１２に流れる電流を検出する電流センサ１８が設けられている。電流センサ１８によって検出された電流の情報は、制御部１４に提供される。また、交流側コンデンサ１３と並列に、電圧センサ１９が設けられている。電圧センサ１９によって検出された電圧の情報は、制御部１４に提供される。
【００３３】
制御部１４は例えば、コンピュータを含み、ソフトウェア（コンピュータプログラム）をコンピュータが実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部１４の記憶装置（図示せず。）に格納される。
【００３４】
《ＤＣ／ＤＣコンバータのフィードバック制御》
図２において、ＤＣ／ＤＣコンバータ６及びインバータ１０は共に、電流に関して、目標値と検出値とが互いに一致するようにフィードバック制御されている。
本実施形態では、以下、ＤＣ／ＤＣコンバータ６のフィードバック制御に注目して説明する。なお、以下、ＤＣ／ＤＣコンバータ６と言えば、制御部１４による制御機能及び、電流センサ１６も含めたものとして説明する。
【００３５】
図３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６のフィードバック制御に関する制御ブロック図である。この制御は、制御部１４によって行われる。制御部１４が時刻ｔにおいて直流リアクトル７に流そうとする電流目標値ＩＬ＊（ｔ）と、電流センサ１６が実際に検出する電流検出値ＩＬ（ｔ）とは、加算部（比較部）１４ａにおいて互いに比較される。そして、その差が、電流制御部１４ｂの比例制御を経て操作量ｕ（ｔ）となる。すなわち、電流制御部１４ｂの比例ゲイン（可変量）をＫｖｐとすると、
ｕ（ｔ）＝Ｋｖｐ（ＩＬ＊（ｔ）−ＩＬ（ｔ））    ・・・（２）
である。この操作量ｕ（ｔ）に基づいて電流参照波が決まり、ＤＣ／ＤＣコンバータ６のスイッチングのデューティが決まる。
【００３６】
図４は、直流リアクトル７の直流重畳特性の一例を示すグラフである。横軸は電流［Ａ］、縦軸はインダクタンス［Ｈ］である。インダクタンスは、電流０［Ａ］のとき最大で、Ｌ１［Ｈ］であるが、電流の増大に伴って低下する直流重畳特性を有している。横軸のＩｍａｘ［Ａ］は、電力変換装置１の運用に必要な最大入力電流である。電流０からＩｍａｘまでの変化に対するインダクタンスの低下は、概ね直線的である。
【００３７】
ここで、例えば、直流リアクトル７の電流をＩ（ｔ）とすると、Ｉ（ｔ）が０からＩｍａｘまで変化すると、インダクタンスは、Ｌ１から減少してＬ２になる。この特性を例えば直線近似すると、切片はＬ１、勾配は、｛−（Ｌ１−Ｌ２）／Ｉｍａｘ｝である。従って、０からＩｍａｘまでの範囲内の任意の電流Ｉ（ｔ）に対応するインダクタンスＬ（ｔ）は、以下の式（３）で表される。
Ｌ（ｔ）＝Ｌ１−｛（Ｌ１−Ｌ２）／Ｉｍａｘ｝・Ｉ（ｔ）    ・・・（３）
【００３８】
低日射時の理想ゲインをＫｏとすると、電流がＩｍａｘのときの比例ゲインが、ＫｏにＬ２／Ｌ１を乗じたものになると考えることができる。また、電流が、０からＩｍａｘまでの範囲内の任意の電流Ｉ（ｔ）のときの比例ゲインは、ＫｏにＬ（ｔ）／Ｌ１を乗じたものになるので、この関係に式（３）を代入すると、比例ゲインＫｖｐは、以下の式（４）で表される。
Ｋｖｐ＝Ｋｏ｛Ｌ（ｔ）／Ｌ１｝
＝Ｋｏ［Ｌ１−｛（Ｌ１−Ｌ２）／Ｉｍａｘ｝・Ｉ（ｔ）］／Ｌ１
＝Ｋｏ［１−｛（Ｌ１−Ｌ２）／（Ｌ１・Ｉｍａｘ）｝・Ｉ（ｔ）］    ・・・（４）
【００３９】
上記式（４）で得られる比例ゲインＫｖｐを式（２）に適用すれば、直流リアクトル７の直流重畳特性を考慮した形で、ＤＣ／ＤＣコンバータ６のスイッチングのデューティを決めることができる。
このようなＤＣ／ＤＣコンバータは、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させることにより、小電流値ではフィードバック制御の追従性を高め、大電流値ではフィードバック制御の安定性を確保し、発振を防止することができる。
【００４０】
なお、式（３）、（４）における直流リアクトル７の電流Ｉ（ｔ）としては、電流目標値ＩＬ＊（ｔ）又は電流検出値ＩＬ（ｔ）を用いることができる。電流目標値を用いる場合は、比例ゲインも目標値となるので、演算上、常に先行した迅速な制御を行うことができる。電流検出値を用いる場合は、実際の電流検出値に対応した確実な制御を行うことができる。
【００４１】
《検証》
図５は、フィードバック制御に、直流重畳特性を考慮した比例ゲインＫｖｐを用いた場合の、ＤＣ／ＤＣコンバータ６への入力電流及び入力電圧を、共通の時間軸（横軸）上に並べた一例を示す図であり、図８と同じ目盛及び同じ表現要領の図である。これは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６が例えば太陽光発電パネルに接続されていて、高日射時に、上記比例ゲインＫＶＰを低く設定して使用する場合（すなわち高日射・低ゲインの場合）の様子を示している。図の上半分に注目すると、上側（黒く太く見える方）が入力電流、下側が入力電圧である。縦の２本線で囲んだ時間帯の時間軸を拡大したものが、下半分の図である。図８との比較により明らかなように、入力電流の発振は抑制されている。
【００４２】
次に、フィードバック制御に、直流重畳特性を考慮した比例ゲインＫｖｐを用いた場合の、目標値への追従性（追従の速さ）への効果を検証する。
図６は、ＭＰＰＴ制御を行っているＤＣ／ＤＣコンバータ６において、比較のために、低日射・低ゲインの条件でフィードバック制御を行った場合の入力電流の変化の一例を示す図である。横軸は時間、縦軸は入力電流を表している。時刻ｔ０においてＭＰＰＴ制御を開始すると、最大電力点に到達するまでの所要時間はΔｔ１である。
【００４３】
図７は、ＭＰＰＴ制御を行っているＤＣ／ＤＣコンバータ６において、低日射・高ゲイン（可変比例ゲインの結果としての高ゲイン）の条件でフィードバック制御を行った場合の入力電流の変化の一例を示す図である。横軸は時間、縦軸は入力電流を表している。この場合、時刻ｔ０においてＭＰＰＴ制御を開始すると、所要時間Δｔ２で、最大電力点に到達する。図６のΔｔ１と比べると、Δｔ２は極めて短時間であり、明らかに追従が速くなっていることがわかる。
【００４４】
《積分ゲイン》
なお、上記実施形態では、比例ゲインについてのみ説明したが、積分ゲインを併用することもできる。例えば、上記式（２）における右辺の（ＩＬ＊（ｔ）−ＩＬ（ｔ））をｅ（ｔ）として表すと、比例ゲインのみの場合の操作量は、
ｕ（ｔ）＝Ｋｖｐ ｅ（ｔ）
であるが、積分ゲインも考慮すると操作量は以下の式（５）のように表される。
【００４５】
2018098855.tif 000003
・・・（５）
【００４６】
式（５）において、Ｋｖｉは積分ゲインである。積分ゲインＫｖｉは、例えば積分期間をＴとすると、Ｋｖｉ＝Ｋｖｐ／Ｔである。
比例ゲインを操作すると制御の応答が早い利点がある。但し、ゲインが過大になると制御が不安定になる傾向にあるので、積分ゲインを併用すれば、制御の不安定を防止することができる。
【００４７】
《まとめ》
以上のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ（の制御部）は、リアクトルの電流の瞬時値に対するゲイン特性が、相対的に、小電流値に対して高ゲイン、大電流値に対して低ゲインの関係となるようにフィードバックゲインを変化させることにより、小電流値ではフィードバック制御の追従性を高め、大電流値ではフィードバック制御の安定性を確保し、発振を防止することができる。
例えば太陽光発電パネルに接続されてＭＰＰＴ制御を行うＤＣ／ＤＣコンバータであれば、低日射で発電量の少ない時にはフィードバック制御の追従性を高め、高日射で発電量の多い時にはフィードバック制御の安定性を確保し、発振を防止することができる。
【００４８】
また、ゲイン特性は、リアクトルにおける電流対インダクタンスの直流重畳特性に対応したものであることによって、リアクトル固有の直流重畳特性を反映したゲイン特性とすることができる。すなわち、相対的に、リアクトルのインダクタンスが電流の増大により低下するとゲインも低下して、安定した制御を行うことができ、リアクトルのインダクタンスが電流の減少により上昇するとゲインも上昇して、フィードバック制御の追従性を高めることができる。
なお、上記の式（４）は一例である。リアクトル固有の直流重畳特性に合わせて、直線近似の他、多項式での近似や、データテーブルでの対応も可能である。
【００４９】
《その他》
なお、上記実施形態では、図１における太陽光発電パネル２とＤＣバス８との間に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ６について説明したが、太陽光発電パネル２に代えて蓄電池や燃料電池等、その他の直流電源が接続されている場合にも、同様なフィードバックゲインの変化を適用することにより、小電流値ではフィードバック制御の追従性を高め、大電流値ではフィードバック制御の安定性を確保し、発振を防止することができる。また、蓄電池の場合には、電力変換装置１により、逆方向すなわち、交流から直流への変換を行うことができる。ＤＣ／ＤＣコンバータには、逆方向（充電）への動作時にも、同様なフィードバックゲインの変化を適用することにより、小電流値ではフィードバック制御の追従性を高め、大電流値ではフィードバック制御の安定性を確保し、発振を防止することができる。充電時の発振は、蓄電池の内部損失を増大させるので、発振防止は内部損失の低下に寄与する。
【００５０】
《補記》
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】
【００５１】
１  電力変換装置
２  太陽光発電パネル
３  交流電路
４Ｌ  負荷
４Ｐ  商用電力系統
５  直流側コンデンサ
６  ＤＣ／ＤＣコンバータ
７  直流リアクトル
８  ＤＣバス
９  中間コンデンサ
１０  インバータ
１１  フィルタ回路
１２  交流リアクトル
１３  交流側コンデンサ
１４  制御部
１４ａ  加算部
１４ｂ  電流制御部
１５  電圧センサ
１６  電流センサ
１７  電圧センサ
１８  電流センサ
１９  電圧センサ
ｄ１〜ｄ６  ダイオード
Ｑ１〜Ｑ６  スイッチング素子
【図１】
2018098855.tif 000004
【図２】
2018098855.tif 000005
【図３】
2018098855.tif 000006
【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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