(57)【要約】【課題】外部から入力される交流信号に同期した交流電圧を出力可能なＤＣ−ＡＣコンバータを提供する。【解決手段】一次巻き線と二次巻き線とを有するトランスと、前記一次巻き線の一端と接地線との間に接続された第１のキャパシタと、前記一次巻き線の他端と前記接地線との間に接続された第２のキャパシタと、前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタとに直流電源電圧を交互に供給して、前記二次巻き線に交流電圧を誘起させるスイッチング回路と、入力される交流信号の電圧に応じて前記スイッチング回路を制御することにより、前記二次巻き線の両端の電圧を前記交流信号の電圧に同期させる制御回路と、を備えたことを特徴とするＤＣ−ＡＣコンバータが提供される。【選択図】図１
2011200006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻き線と二次巻き線とを有するトランスと、
前記一次巻き線の一端と接地線との間に接続された第１のキャパシタと、
前記一次巻き線の他端と前記接地線との間に接続された第２のキャパシタと、
前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタとに直流電源電圧を交互に供給して、前記二次巻き線に交流電圧を誘起させるスイッチング回路と、
入力される交流信号の電圧に応じて前記スイッチング回路を制御することにより、前記二次巻き線の両端の電圧を前記交流信号の電圧に同期させる制御回路と、
を備えたことを特徴とするＤＣ−ＡＣコンバータ。
【請求項２】
前記スイッチング回路は、
前記第１のキャパシタの両端または前記第２のキャパシタの両端に前記直流電源電圧を間欠的に供給し、かつ前記第２のキャパシタの両端または前記第１のキャパシタの両端を間欠的に短絡し、
前記制御回路は、前記スイッチング回路による前記直流電源電圧の供給を制御して、前記交流信号のピーク時及びボトム時にそれぞれ同期して前記第１及び第２のキャパシタの両端の電圧のピーク値をそれぞれ一定にすることを特徴とする請求項１記載のＤＣ−ＡＣコンバータ。
【請求項３】
前記スイッチング回路は、
前記直流電源電圧が供給される直流電源線と前記第１のキャパシタの一端との間に接続された第１のスイッチ素子と、
前記第１のキャパシタの一端と前記接地線との間に接続された第２のスイッチ素子と、
前記直流電源線と前記第２のキャパシタの一端との間に接続された第３のスイッチ素子と、
前記第２のキャパシタの一端と前記接地線との間に接続された第４のスイッチ素子と、
を有し、
前記制御回路は、
前記交流信号の電圧のピーク時に、前記第１のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とをオンの状態に、前記第２のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子とをオフの状態にそれぞれ制御し、
前記交流信号の電圧のボトム時に、前記第１のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とをオフの状態に、前記第２のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子とをオンの状態にそれぞれ制御し、
前記交流信号の電圧のピーク時及びボトム時以外の期間は、前記第１〜第４のスイッチ素子を全てオフの状態に制御することを特徴とする請求項１または２に記載のＤＣ−ＡＣコンバータ。
【請求項４】
前記第１のキャパシタの一端と前記接地線との間に第５のスイッチ素子を介して接続された第３のキャパシタと、
前記第２のキャパシタの一端と前記接地線との間に第６のスイッチ素子を介して接続された第４のキャパシタと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＤＣ−ＡＣコンバータ。
【請求項５】
直流発電部と、
前記直流発電部により発電された電力を蓄電する蓄電部と、
前記直流発電部から前記蓄電部への充電及び前記蓄電部からの放電を制御する充放電制御部と、
前記直流発電部または前記充放電制御回路から直流電圧を供給され、前記二次巻き線に商用電源から前記交流信号が入力される請求項１〜４のいずれか１つに記載のＤＣ−ＡＣコンバータと、
を備えたことを特徴とする発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ−ＡＣコンバータ及び発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、温暖化ガスの排出量を削減する目的から、産業分野のみならず、一般家庭や自動車などにまで、太陽光発電システムや、燃料電池システムが導入されるようになってきている。太陽光発電システムや燃料電池システムで発電される電力は直流であるため、例えば、商用電源ネットワークと連係させる場合には、交流に変換しなければならない。そのため、太陽光発電システムや、燃料電池システムが生成する直流の電力を交流の電力に変換するＤＣ−ＡＣコンバータを必要とする（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
直流の電力を交流の電力に変換する技術としてはＶ結線インバータ方式が使われている。しかし、この方法は、非絶縁型のＤＣ−ＡＣコンバータであり、入力側のＤＣ電圧をインダクタを介してＡＣ電圧に変更する。そのため、入力側には、電圧の精度を要する正極と負極の両方の電源が必要である。このことは、出力インピーダンスが低く大電流が扱える電源を正極と負極の両方で用意することを意味し、構成を複雑にしている。
【０００４】
また、プラズマディスプレイパネルのセルの充放電による消費電力を低減するため、ＬＣ直列回路により電力の回収と再利用を繰り返す方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、映像信号に同期して高速に回収と再利用を繰り返すため、例えば商用電源ネットワークなどの外部から入力される信号に同期した交流電圧を出力することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５４６３２号公報
【特許文献２】特開平０５−２６５３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、外部から入力される交流信号に同期した交流電圧を出力可能なＤＣ−ＡＣコンバータ及び発電システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、一次巻き線と二次巻き線とを有するトランスと、前記一次巻き線の一端と接地線との間に接続された第１のキャパシタと、前記一次巻き線の他端と前記接地線との間に接続された第２のキャパシタと、前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタとに直流電源電圧を交互に供給して、前記二次巻き線に交流電圧を誘起させるスイッチング回路と、入力される交流信号の電圧に応じて前記スイッチング回路を制御することにより、前記二次巻き線の両端の電圧を前記交流信号の電圧に同期させる制御回路と、を備えたことを特徴とするＤＣ−ＡＣコンバータが提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、直流発電部と、前記直流発電部により発電された電力を蓄電する蓄電部と、前記直流発電部から前記蓄電部への充電及び前記蓄電部からの放電を制御する充放電制御部と、前記直流発電部または前記充放電制御回路から直流電圧を供給され、前記二次巻き線に商用電源から前記交流信号が入力される上記のＤＣ−ＡＣコンバータと、を備えたことを特徴とする発電システムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外部から入力される交流信号に同期した交流電圧を出力可能なＤＣ−ＡＣコンバータ及び発電システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るＤＣ−ＡＣコンバータの構成を例示する回路図である。
【図２】ＤＣ−ＡＣコンバータの制御回路の構成を例示する回路図である。
【図３】ＤＣ−ＡＣコンバータの主要な信号のタイミングチャートであり、（ａ）は交流信号の電圧Ｖａｃ、（ｂ）は制御電圧Ｖｓ１、（ｃ）は制御電圧Ｖｓ２、（ｄ）は第１のキャパシタの電圧Ｖ３、（ｅ）は第２のキャパシタの電圧Ｖ４、（ｆ）は無負荷時の一次巻き線の電流Ｉ２ａの各波形を表す。
【図４】ＤＣ−ＡＣコンバータの主要な信号のタイミングチャートであり、（ａ）は交流信号の電圧Ｖａｃ、（ｂ）は一次巻き線の両端の電圧Ｖ３−Ｖ４、（ｃ）は負荷の電流Ｉ５０、（ｄ）は一次巻き線の電流Ｉ２ａの各波形を表す。
【図５】本発明の実施形態に係るＤＣ−ＡＣコンバータの他の構成を例示する回路図である。
【図６】図２に表した制御回路の他の構成を例示する回路図である。
【図７】図６に表した制御回路の主要な信号のタイミングチャートであり、（ａ）は交流信号の電圧Ｖａｃ、（ｂ）は制御電圧Ｖｓ１、（ｃ）は制御電圧Ｖｓ２、（ｄ）は制御電圧Ｖｓ１ａ、（ｅ）は制御電圧Ｖｓ２ａの各波形を表す。
【図８】本発明の実施形態に係るＤＣ−ＡＣコンバータを含む発電システムの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係るＤＣ−ＡＣコンバータの構成を例示する回路図である。
図１に表したように、ＤＣ−ＡＣコンバータ１は、トランス２、第１のキャパシタ３、第２のキャパシタ４、スイッチング回路５及び制御回路６を備える。
【００１３】
ＤＣ−ＡＣコンバータ１は、直流電源線８から供給される直流電源電圧Ｖ２から、トランス２を介して交流電圧を生成する。
トランス２は、一次巻き線２ａと二次巻き線２ｂとを有する。二次巻き線２ｂの両端は、それぞれ信号線７ａ、７ｂに接続され、例えば商用電源などから交流信号４４の電圧Ｖａｃが供給される。
【００１４】
また、信号線７ａと７ｂとの間には、負荷５０が接続される。なお、以下の説明では、負荷５０は、力率１．０の抵抗性負荷とする。従って、負荷５０の両端の電圧、すなわち交流信号４４の電圧Ｖａｃと負荷５０を流れる電流Ｉ５０とは同相である。
【００１５】
第１のキャパシタ３は、一次巻き線２ａの一端と接地線ＧＮＤとの間に接続されている。第２のキャパシタ４は、一次巻き線２ａの他端と接地線ＧＮＤとの間に接続されている。一次巻き線２ａと第１及び第２のキャパシタ３、４とは、ＬＣ共振回路を構成している。
【００１６】
スイッチング回路５は、第１と第２のキャパシタ３、４とに直流電源電圧Ｖ２を交互に供給する。このとき、一次巻き線２ａと第１及び第２のキャパシタ３、４とからなるＬＣ共振回路に共振電流が流れ、二次巻き線２ｂに交流電圧を誘起させる。
すなわち、スイッチング回路５は、第１のキャパシタ３の両端または第２のキャパシタ４の両端に直流電源電圧Ｖ２を間欠的に供給し、かつ第２のキャパシタ４の両端または第１のキャパシタ３の両端を間欠的に短絡する。なお、上記のスイッチング回路５の動作は、後述するように制御回路６により制御される。
【００１７】
また、スイッチング回路５は、第１及び第２のキャパシタ３、４に直流電源電圧Ｖ２を供給しないときは、スイッチング回路５は第１及び第２のキャパシタ３、４の両端を開放している。ＬＣ共振回路には共振電流が流れる。一次巻き線２ａを流れる電流Ｉ２ａは、無負荷時にはＬＣ共振回路の共振周波数の正弦波である。
【００１８】
また、スイッチング回路５は、第１のキャパシタ３の両端に直流電源電圧Ｖ２を間欠的に供給し、かつ第２のキャパシタ４の両端を間欠的に短絡する。このとき、第１のキャパシタ３の両端の電圧Ｖ３は、直流電源電圧Ｖ２と等しくなる。また、第２のキャパシタ４の両端は短絡され、第２のキャパシタ４の両端の電圧Ｖ４は０になる。従って、一次巻き線２ａの両端には、直流電源電圧Ｖ２が供給される。
【００１９】
さらに、スイッチング回路５は、第２のキャパシタ４の両端に直流電源電圧Ｖ２を間欠的に供給し、かつ第１のキャパシタ３の両端を間欠的に短絡する。このとき、第２のキャパシタ４の両端の電圧Ｖ４は直流電源電圧Ｖ２と等しくなる。また、第１のキャパシタ３の両端は短絡され、第１のキャパシタ３の両端の電圧Ｖ３は０になる。従って、一次巻き線２ａの両端には、直流電源電圧Ｖ２が上記の場合と逆方向に供給される。
【００２０】
二次巻き線２ｂには、一次巻き線２ａを流れる電流Ｉ２ａにより誘起される交流電圧が生じる。二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃと誘起された交流電圧とは、二次巻き線２ｂに接続された負荷５０に供給される。
第１及び第２のキャパシタ３、４の両端に直流電源電圧Ｖ２の供給がない場合、負荷５０による電力消費及び一次巻き線２ａの抵抗成分などにより、一次巻き線２ａを流れる電流Ｉ２ａは減衰していく。このとき、直流電源電圧Ｖ２が供給されないため、直流電源線８からの電力消費はない。
【００２１】
スイッチング回路５は、間欠的に第１及び第２のキャパシタ３、４に直流電源電圧Ｖ２を交互に供給して、第１及び第２のキャパシタ３、４の両端の電圧のピーク値を一定にする。これにより、一次巻き線２ａを流れる電流Ｉ２ａの大きさは一定に保持され、二次巻き線２ｂへの交流電圧の誘起が継続される。一次巻き線２ａを流れる電流Ｉ２ａは、ＬＣ共振回路の共振周波数の正弦波であるため、二次巻き線２ｂに誘起される交流電圧も無負荷時には正弦波となる。
【００２２】
制御回路６は、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃに応じてスイッチング回路５を制御することにより、二次巻き線２ｂの両端の電圧を入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃに同期させる。
トランス２の一次巻き線２ａの両端の電圧と二次巻き線２ｂの両端の電圧とは、同相または逆相である。従って、制御回路６は、二次巻き線２ｂの両端の電圧が、交流信号４４の電圧Ｖａｃと同相になるように、一次巻き線２ａの両端の電圧を制御する。
【００２３】
すなわち、制御回路６は、スイッチング回路５による第１及び第２のキャパシタ３、４への直流電源電圧Ｖ２の供給を制御する。そして、交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時及びボトム時に同期させて、第１及び第２のキャパシタ３、４の両端の電圧Ｖ３、Ｖ４のピーク値をそれぞれ一定にする。
【００２４】
これにより、二次巻き線２ｂの両端の電圧を、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃに同期させることができる。第１及び第２のキャパシタ３、４の両端には、入力される交流信号４９の電圧Ｖａｃに同期して間欠的に直流電源電圧Ｖ２が供給されるため、直流電源線８からの電力消費を最小にすることができる。
【００２５】
負荷５０を流れる電流Ｉ５０は、負荷５０の両端の電圧、すなわち交流信号４４の電圧Ｖａｃ及び二次巻き線２ｂの両端の電圧と同相である。
二次巻き線２ｂに誘起される交流電圧が０の場合、負荷５０を流れる電流Ｉ５０は、すべて交流信号４４から供給される。二次巻き線２ｂに誘起される交流電圧が上昇すると、二次巻き線２ｂを流れる電流Ｉ２ｂが増加し、交流信号４４から供給される電流が減少する。
【００２６】
二次巻き線２ｂの両端の電圧が、交流信号４４の電圧Ｖａｃを越えると、二次巻き線２ｂを流れる電流Ｉ２ｂは、負荷５０を流れる電流Ｉ５０に等しくなり、交流信号４４から供給される電流は０になる。このとき、負荷５０で消費される電力は、直流電源電圧Ｖ２から間欠的に供給される。
【００２７】
負荷５０を流れる電流Ｉ５０は、トランス２の動作により一次巻き線２ａから供給される。一次巻き線２ａには、負荷５０の電力消費に対応する損失が発生し、一次巻き線２ａの両端の電圧振幅は直流電源電圧Ｖ２より減衰していく。
制御回路６は、スイッチング回路５による直流電源電圧Ｖ２の供給を制御する。そして、交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時及びボトム時に同期させて、一次巻き線２ａの両端の振幅電圧、すなわち第１及び第２のキャパシタ３、４の両端の電圧Ｖ３、Ｖ４を周期ごとに直流電源電圧Ｖ２の一定値に保つ。
【００２８】
このように、ＤＣ−ＡＣコンバータ１は、直流電源電圧Ｖ２から入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃに同期した交流電圧を出力することができる。また、間欠的に直流電源電圧Ｖ２が供給されるため電力効率を向上することができる。
次に各部について、詳細に説明する。
【００２９】
スイッチング回路５は、第１〜第４のスイッチ素子１１〜１４を有する。第１のスイッチ素子は、直流電源電圧Ｖ２が供給される直流電源線８と第１のキャパシタ３の一端との間に接続される。第２のスイッチ素子１２は、第１のキャパシタ３の一端と接地線ＧＮＤとの間に接続される。第３のスイッチ素子１３は、直流電源線８と第２のキャパシタ４の一端との間に接続される。第４のスイッチ素子１４は、第２のキャパシタ４の一端と接地線ＧＮＤとの間に接続される。
【００３０】
第１及び第４のスイッチ素子１１、１４の制御端子は、制御回路６の制御線９に接続される。第１及び第４のスイッチ素子１１、１４は、制御線９の制御電圧Ｖｓ１により制御される。第２及び第３のスイッチ素子１２、１３の制御端子は、制御回路６の制御線１０に接続される。第２及び第３のスイッチ素子１２、１３は、制御線１０の制御電圧Ｖｓ２により制御される。
【００３１】
第１、第４のスイッチ素子１１、１４は、制御電圧Ｖｓ１がＯＮ電圧のとき、それぞれオンの状態になり、制御電圧Ｖｓ１がＯＦＦ電圧のとき、それぞれオフの状態になる。
第２、第３のスイッチ素子１２、１３は、制御電圧Ｖｓ２がＯＮ電圧のとき、それぞれオンの状態になり、制御電圧Ｖｓ２がＯＦＦ電圧のとき、それぞれオフの状態になる。
【００３２】
上記のとおり、制御回路６は、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃに同期して直流電源電圧Ｖ２が供給されるようにスイッチング回路５を制御する。すなわち、制御線９、１０の制御電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２を制御する。
【００３３】
例えば、制御回路６は、入力された交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時に、制御電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２をそれぞれＯＮ電圧、ＯＦＦ電圧にする。このとき、第１、第４のスイッチ素子１１、１４は、それぞれオンの状態になり、第２、第３のスイッチ素子１２、１３は、それぞれオフの状態になる。これにより、第１のキャパシタ３の両端に直流電源電圧Ｖ２が供給され、第２のキャパシタ４の両端が短絡される。
【００３４】
このとき、直流電源電圧Ｖ２が供給され、第１のキャパシタ３は直流電源電圧Ｖ２に、第２のキャパシタ４は０にそれぞれ充電される。すなわち、交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時の短時間、直流電源線８から電力が供給される。
【００３５】
また、制御回路６は、入力された交流信号４４の電圧Ｖａｃのボトム時に、制御電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２をそれぞれＯＦＦ電圧、ＯＮ電圧にする。このとき、第１、第４のスイッチ素子１１、１４は、それぞれオフの状態になり、第２、第３のスイッチ素子１２、１３は、それぞれオンの状態になる。これにより、第２のキャパシタ４の両端に直流電源電圧Ｖ２が供給され、第１のキャパシタ３の両端が短絡される。
【００３６】
このとき、直流電源線８から電力が供給され。第１のキャパシタ３は直流電源電圧Ｖ２に、第２のキャパシタ４は０にそれぞれ充電される。これにより、直流電源電圧Ｖ２が供給され、第２のキャパシタ４は直流電源電圧Ｖ２に、第１のキャパシタ３は０にそれぞれ充電される。すなわち、交流信号４４の電圧Ｖａｃのボトム時の短時間、直流電源線８から電力が供給される。
【００３７】
さらに、制御回路６は、交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時及びボトム時以外の期間は、制御電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２をともにＯＦＦ電圧にする。第１〜第４のスイッチ素子１１〜１４は全てオフの状態に制御される。このとき、第１及び第２のキャパシタ３、４との間で、電荷を互いに回収しながら共振電流が流れる。上記のとおり、直流電源電圧Ｖ２の供給はなく、直流電源線８からの電力消費はない。
【００３８】
このように、ＤＣ−ＡＣコンバータ１においては、交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時及びボトム時の短時間にだけ、直流電源線８からの電力が供給される。そのため、一次巻き線２ａに直流電源電圧Ｖ２を常時供給する場合と比較して、電力効率を向上することができる。
【００３９】
図２は、ＤＣ−ＡＣコンバータの制御回路の構成を例示する回路図である。
図２に表したように、制御回路６は、キャパシタ１５、ピークホールド回路１６、ボトムホールド回路１７を有する。
キャパシタ１５は、二次巻き線２ｂの一端に接続された信号線７ａと、ピークホールド回路１６及びボトムホールド回路１７との間に接続される。キャパシタ１５は、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分をピークホールド回路１６及びボトムホールド回路１７に供給する。キャパシタ１５は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの直流成分をカットする。
【００４０】
ピークホールド回路１６は、比較回路１８、キャパシタ１９、ダイオード２０を有する。
比較回路１８は、正入力端子及び負入力端子の電圧を比較して出力する回路である。正入力端子の電圧が負入力端子の電圧よりも高いとき、ハイレベルを出力する。正入力端子の電圧が負入力端子の電圧よりも低いとき、ローレベルを出力する。
【００４１】
比較回路１８の正入力端子に、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が入力される。キャパシタ１９が、比較回路１８の負入力端子と接地線ＧＮＤとの間に接続される。また、比較回路１８の負入力端子にダイオード２０のカソードが接続される。ダイオード２０のアノードには、キャパシタ１５を介して交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が入力される。
【００４２】
キャパシタ１９の両端には、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のピーク値が保持される。従って、比較回路１８は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、キャパシタ１９に保持されたピーク値よりも高いとき、ハイレベルを出力する。それ以外のとき、ローレベルを出力する。比較回路１８の出力端子は、制御線９に接続されている。
【００４３】
キャパシタ１９に保持されたピーク値は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のピーク値よりもダイオード２０のほぼ順方向電圧分だけ低い。そのため、制御線９の制御電圧Ｖｓ１は、交流信号Ｖａｃの交流成分が、ピーク値の前後のピーク値からダイオード１個分の順方向電圧だけ低下した電圧となるまでの期間、ハイレベルとなる。
【００４４】
ボトムホールド回路１７は、比較回路２１、キャパシタ２２、ダイオード２３を有する。
比較回路２１は、比較回路１８と同様であり、正入力端子及び負入力端子の電圧を比較して出力する回路である。
【００４５】
比較回路２１の負入力端子に、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が入力される。キャパシタ２２が、比較回路２１の正入力端子と接地線ＧＮＤとの間に接続される。また、比較回路２１の正入力端子にダイオード２３のアノードが接続される。ダイオード２３のカソードには、キャパシタ１５を介して交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が入力される。
【００４６】
キャパシタ２２の両端には、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のボトム値が保持される。従って、比較回路２１は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、キャパシタ２２に保持されたボトム値よりも低いとき、ハイレベルを出力する。それ以外のとき、ローレベルを出力する。比較回路２１の出力端子は、制御線１０に接続されている。
【００４７】
キャパシタ２２に保持されたボトム値は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のボトム値よりもダイオード２３のほぼ順方向電圧分だけ高い。そのため、制御線１０の制御電圧Ｖｓ２は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、ボトム値の前後のボトム値からダイオード１個分の順方向電圧だけ上昇した電圧となるまでの期間、ハイレベルとなる。
【００４８】
次に、タイミングチャートを用いて、ＤＣ−ＡＣコンバータ１の動作について説明する。まず、無負荷時の動作について説明する。
図３は、ＤＣ−ＡＣコンバータの主要な信号のタイミングチャートであり、（ａ）は交流信号４４の電圧Ｖａｃ、（ｂ）は制御電圧Ｖｓ１、（ｃ）は制御電圧Ｖｓ２、（ｄ）は第１のキャパシタの電圧Ｖ３、（ｅ）は第２のキャパシタの電圧Ｖ４、（ｆ）は無負荷時の一次巻き線の電流Ｉ２ａの各波形を表す。
【００４９】
図３（ａ）、（ｂ）に表したように、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分から、ピークホールド回路１６に接続された制御線９の制御電圧Ｖｓ１にピーク値が検出される。交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のピーク値からピークホールド回路１６のダイオード２０による電圧降下分だけ低い電圧の期間は、ピーク時として検出される。制御電圧Ｖｓ１は、ピーク時にＯＮ電圧になり、ピーク時以外は、ＯＦＦ電圧になる。
【００５０】
図３（ａ）、（ｃ）に表したように、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分から、ボトムホールド回路１７に接続された制御線１０の制御電圧Ｖｓ２にボトム値が検出される。交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のボトム値からボトムホールド回路１７のダイオード２３による電圧降下分だけ高い電圧の期間は、ボトム時として検出される。制御電圧Ｖｓ２は、ボトム時にＯＮ電圧になり、ボトム時以外は、ＯＦＦ電圧になる。
【００５１】
図３（ｂ）〜（ｅ）に表したように、ピーク時は、制御電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２はそれぞれＯＮ電圧、ＯＦＦ電圧になる。このとき、第１のキャパシタ３の両端の電圧Ｖ３は、直流電源電圧Ｖ２に等しくなり、第２のキャパシタ４の両端の電圧Ｖ４は、０になる。
図３（ｃ）〜（ｅ）に表したように、ボトム時は、制御電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２はそれぞれＯＦＦ電圧、ＯＮ電圧になる。このとき、第１のキャパシタ３の両端の電圧Ｖ３は、０になり、第２のキャパシタ４の両端の電圧Ｖ４は、直流電源電圧Ｖ２に等しくなる。
【００５２】
上記のピーク時及びボトム時以外は、第３及び第４の電圧Ｖ３、Ｖ４は、それぞれ正弦波になる。
第３及び第４の電圧Ｖ３、Ｖ４は、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時及びボトム時にそれぞれ同期して直流電源電圧Ｖ２の一定値に設定される。図３（ｆ）に表したように、一次巻き線２ａに流れる電流Ｉ２ａは、一次巻き線２ａの両端の電圧Ｖ３−Ｖ４に対して位相が遅れる。
なお、無負荷時においては、一次巻き線２ａの電流Ｉ２ａは、一次巻き線２ａの両端の電圧Ｖ３−Ｖ４に対して９０度位相が遅れる。
【００５３】
次に、負荷５０が接続され、二次巻き線２ｂから負荷５０へ電力が供給される場合について説明する。
図４は、ＤＣ−ＡＣコンバータの主要な信号のタイミングチャートであり、（ａ）は交流信号の電圧Ｖａｃ、（ｂ）は第１及び第２のキャパシタの電圧差Ｖ３−Ｖ４、（ｃ）は負荷の電流Ｉ５０、（ｄ）は一次巻き線の電流Ｉ２ａの各波形を表す。なお、制御回路６から出力される制御電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２については、図３（ｃ）、（ｄ）と同様なので省略している。
【００５４】
図４（ａ）、（ｃ）に表したように、抵抗性の負荷５０を流れる電流Ｉ５０は、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃと同相である。一次巻き線２ａ及び二次巻き線２ｂの両端の電圧は、上記のとおり交流信号４４の電圧Ｖａｃと同相になるように制御される。
図４（ｄ）に表したように、一次巻き線２ａを流れる電流Ｉ２ａは、一次巻き線２ａの両端の電圧に対して位相が遅れる。
【００５５】
負荷５０を流れる電流Ｉ５０は、トランス２の動作により、一次巻き線２ａから供給される。負荷５０の電力消費のため、一次巻き線２ａの両端の電圧、すなわち、第１及び第２のキャパシタ３、４の電圧差Ｖ３−Ｖ４の振幅は、直流電源電圧Ｖ２から減衰する（図４（ｂ））。
【００５６】
上記のとおり、制御回路６は、スイッチング回路５による直流電源電圧Ｖ２の供給を制御する。そして、交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時及びボトム時に同期させて、一次巻き線２ａの両端の電圧の振幅、すなわち第１及び第２のキャパシタ３、４の両端の電圧Ｖ３、Ｖ４のピーク値を周期ごとに直流電源電圧Ｖ２の一定値に保つ。
【００５７】
従って、交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時及びボトム時に、第１及び第２のキャパシタ３、４の両端の電圧Ｖ３、Ｖ４は、それぞれ直流電源電圧Ｖ２に充電される。そのため、一次巻き線２ａの両端の電圧Ｖ３−Ｖ４の振幅は、交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時及びボトム時にそれぞれ直流電源電圧Ｖ２、−Ｖ２の一定値に保たれる（図４（ｂ））。すなわち、一次巻き線２ａの両端の電圧の振幅は、交流信号４４の電圧Ｖａｃに同期して一周期ごとに直流電源電圧Ｖ２に保たれる。
【００５８】
このように、第１及び第２のキャパシタ３、４の両端の電圧Ｖ３、Ｖ４を間欠的に直流電源電圧Ｖ２の一定値にすることによって二次巻き線２ｂの両端の電圧は、交流信号４４の電圧Ｖａｃと同期する。
【００５９】
また、ＤＣ−ＡＣコンバータ１においては、交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時及びボトム時にのみ直流電源電圧Ｖ２が供給される。そのため、直流電源電圧Ｖ２を常時供給して、二次巻き線２ｂに交流電圧を発生させる場合と比較して、電源効率を向上することができる。
【００６０】
なお、図１〜図４においては、負荷５０の力率が１．０の抵抗性負荷の場合について説明した。しかし、任意の力率の場合についても同様であり、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃに二次巻き線２ｂの両端の電圧を同期させればよい。
【００６１】
さらに、図１においては、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃを制御回路６に入力している。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、二次巻き線２ｂの信号とは独立した別の交流信号を制御回路６に入力してもよい。ＤＣ−ＡＣコンバータ１は、制御回路６に入力された交流信号と同期した交流電圧を二次巻き線２ｂに誘起する。
【００６２】
上記のとおり、ＤＣ−ＡＣコンバータ１においては、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃのピーク時及びボトム時に同期化されるため、ＬＣ共振周数を入力される交流信号Ｖａｃの周波数と正確に一致させる必要はない。
しかし、同期可能な周波数には上限及び下限の限界がある。そのため、例えば、商用電源のように、周波数５０Ｈｚ及び６０Ｈｚの両方に対応するためには、ＬＣ共振回路の共振周波数は可変であるのが望ましい。
【００６３】
図５は、本発明の実施形態に係るＤＣ−ＡＣコンバータの他の構成を例示する回路図である。
図５に表したように、ＤＣ−ＡＣコンバータ１Ａは、トランス２、第１のキャパシタ３、第２のキャパシタ４、スイッチング回路５、制御回路６、第３のキャパシタ２４、第５のスイッチ素子２５、第４のキャパシタ２６及び第６のスイッチ素子２７を備える。
【００６４】
すなわち、ＤＣ−ＡＣコンバータ１Ａは、図１に表したＤＣ−ＡＣコンバータ１に、第３のキャパシタ２４、第５のスイッチ素子２５、第４のキャパシタ２６及び第６のスイッチ素子２７を追加した構成である。トランス２、第１のキャパシタ３、第２のキャパシタ４、スイッチング回路５、制御回路６については、図１に表したＤＣ−ＡＣコンバータ１と同様である。
【００６５】
第３のキャパシタ２４は、第１のキャパシタ３の一端と接地線ＧＮＤとの間に第５のスイッチ素子２５を介して接続される。第４のキャパシタは、第２のキャパシタ４の一端と接地線ＧＮＤとの間に第６のスイッチ素子２７を介して接続される。
第５及び第６のスイッチ素子２５、２７のそれぞれの制御端子は、制御線２８に接続される。制御線２８の制御電圧をＯＮ電圧またはＯＦＦ電圧に制御することにより、第５及び第６のスイッチ素子２５、２７はそれぞれオン、オフの状態になる。
【００６６】
制御線２８の制御電圧がＯＦＦ電圧のとき、第５及び第６のスイッチ素子２５、２７はオフの状態になる。このとき、ＤＣ−ＡＣコンバータ１Ａは、図１に表したＤＣ−ＡＣコンバータ１と同一構成となる。そのため、ＬＣ共振回路の共振周波数は、トランス２のインダクタンスと第１及び第２のキャパシタ３、４のキャパシタンスで規定される。
【００６７】
制御線２８の制御電圧がＯＮ電圧のとき、第５及び第６のスイッチ素子２５、２７はオンの状態になる。このとき、第３及び第４のキャパシタ２４、２６は、それぞれ第１のキャパシタ３、第２のキャパシタ４に並列に接続される。そのため、共振周波数は、制御線２８の制御電圧がＯＦＦ電圧のときよりも、低下する。
【００６８】
このように、ＤＣ−ＡＣコンバータ１Ａによれば、ＬＣ共振回路の共振周波数を異なる周波数に設定できる。そのため、一次巻き線２ａに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃの同期可能な周波数範囲を広帯域化することができる。
例えば、制御線２８の制御電圧がＯＦＦ電圧のときの共振周波数を６０Ｈｚ、制御電圧がＯＮ電圧のときの共振周波数を５０Ｈｚに設定することができる。これにより、二次巻き線２ｂを周波数５０Ｈｚ及び６０Ｈｚのいずれの商用電源ネットワークにも接続することができる。
【００６９】
なお、ＤＣ−ＡＣコンバータ１Ａにおいては、制御線２８の制御電圧により、２つの共振周波数を選択する構成を例示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、共振周波数を任意数に選択可能に構成することもできる。
【００７０】
図６は、図２に表した制御回路の他の構成を例示する回路図である。
図６に表したように、制御回路６Ａは、キャパシタ１５、ピークホールド回路１６Ａ、ボトムホールド回路１７Ａを有する。
すなわち、制御回路６Ａは、図２に表した制御回路６のピークホールド回路１６及びボトムホールド回路１７を、それぞれピークホールド回路１６Ａ、ボトムホールド回路１７Ａに置き換えた構成である。
【００７１】
キャパシタ１５については、制御回路６と同様であり、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分をピークホールド回路１６Ａ及びボトムホールド回路１７Ａに供給する。
【００７２】
ピークホールド回路１６Ａは、比較回路１８、キャパシタ１９、ダイオード２０、２９第７のスイッチ素子３０を有する。すなわち、ピークホールド回路１６Ａは、図２に表したピークホールド回路１６にダイオード２９及び第７のスイッチ素子３０を追加した構成である。比較回路１８、キャパシタ１９、ダイオード２０については、ピークホールド回路１６と同様である。
【００７３】
ダイオード２９は、ダイオード２０と比較回路１８の負入力端子との間に接続される。第７のスイッチ素子３０は、ダイオード２０と比較回路１８の負入力端子との間に、ダイオード２９と並列に接続される。
第７のスイッチ素子３０の制御端子は、制御線３３に接続される。第７のスイッチ素子３０は、制御線３３の制御電圧によりオンの状態またはオフの状態に制御される。
【００７４】
比較回路１８の正入力端子に、キャパシタ１５を介して交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が入力される。キャパシタ１９が、比較回路１８の負入力端子と接地線ＧＮＤとの間に接続される。また、比較回路１８の負入力端子にダイオード２９のカソードが接続される。ダイオード２９のアノードには、ダイオード２０及びキャパシタ１５を介して交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が入力される。
【００７５】
キャパシタ１９の両端には、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のピーク値が保持される。従って、比較回路１８は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、キャパシタ１９に保持されたピーク値よりも高いとき、ハイレベルを出力する。それ以外のとき、ローレベルを出力する。比較回路１８の出力端子は、制御線９に接続されている。
【００７６】
制御線３３の制御電圧がＯＮ電圧のとき第７のスイッチ素子３０はオンの状態になる。このとき、ダイオード２９は第７のスイッチ素子３０により短絡されるため、図２に表した制御回路のピークホールド回路１６と同様の構成になる。
キャパシタ１９に保持されたピーク値は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のピーク値よりもダイオード２０のほぼ順方向電圧分だけ低い。そのため、制御線９の制御電圧Ｖｓ１は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、ピーク値の前後の、ピーク値からダイオード１個分の順方向電圧だけ低下した電圧となるまでの期間、ハイレベルとなる。
【００７７】
制御線３３の制御電圧がＯＦＦ電圧のとき第７のスイッチ素子３０はオフの状態になる。このとき、ダイオード２０はダイオード２９を介して、キャパシタ１９にピーク値を保持する。キャパシタ１９に保持されたピーク値は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のピーク値よりもダイオード２０、２９のほぼ順方向電圧分だけ低い。そのため、制御線９の制御電圧Ｖｓ１ａは、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、ピーク値の前後の、ピーク値からダイオード２個分の順方向電圧だけ低下した電圧となるまでの期間、ハイレベルとなる。
【００７８】
ボトムホールド回路１７Ａは、比較回路２１、キャパシタ２２、ダイオード２３、３１、第８のスイッチ素子３２を有する。すなわち、ボトムホールド回路１７Ａは、図２に表したボトムホールド回路１７にダイオード３１及び第８のスイッチ素子３２を追加した構成である。比較回路２１、キャパシタ２２、ダイオード２３については、ボトムホールド回路１７と同様である。
【００７９】
ダイオード３１は、ダイオード２３と比較回路２１の正入力端子との間に接続される。第８のスイッチ素子３２は、ダイオード２３と比較回路２１の正入力端子との間に、ダイオード３１と並列に接続される。
第８のスイッチ素子３２の制御端子は、制御線３３に接続される。第８のスイッチ素子３２は、制御線３３の制御電圧によりオンの状態またはオフの状態に制御される。
【００８０】
比較回路２１の負入力端子に、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が入力される。キャパシタ２２が、比較回路２１の正入力端子と接地線ＧＮＤとの間に接続される。また、比較回路２１の正入力端子にダイオード３１のアノードが接続される。ダイオード２３のカソードには、キャパシタ１５を介して交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が入力される。
【００８１】
キャパシタ２２の両端には、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のボトム値が保持される。従って、比較回路２１は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、キャパシタ２２に保持されたボトム値よりも低いとき、ハイレベルを出力する。それ以外のとき、ローレベルを出力する。比較回路２１の出力端子は、制御線１０に接続されている。
【００８２】
制御線３３の制御電圧がＯＮ電圧のとき第８のスイッチ素子３２はオンの状態になる。このとき、ダイオード３１は第８のスイッチ素子３２により短絡されるため、図２に表した制御回路のボトムホールド回路１７と同様の構成になる。
キャパシタ２２に保持されたボトム値は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のボトム値よりもダイオード２３のほぼ順方向電圧分だけ高い。そのため、制御線１０の制御電圧Ｖｓ２は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、ボトム値の前後の、ボトム値からダイオード１個分の順方向電圧だけ上昇した電圧となるまでの期間、ハイレベルとなる。
【００８３】
制御線３３の制御電圧がＯＦＦ電圧のとき第８のスイッチ素子３２はオフの状態になる。このとき、ダイオード２３はダイオード３１を介して、キャパシタ２２にボトム値を保持する。キャパシタ２２に保持されたボトム値は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分のボトム値よりもダイオード２３、３１のほぼ順方向電圧分だけ高い。そのため、制御線１０の制御電圧Ｖｓ２ａは、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、ボトム値の前後の、ボトム値からダイオード２個分の順方向電圧だけ上昇した電圧となるまでの期間、ハイレベルとなる。
【００８４】
このように、制御回路６Ａにおいては、制御線３３の制御電圧をＯＦＦ電圧とＯＮ電圧とに切替えることにより、キャパシタ１９、２２に保持されるピーク値、ボトム値が変化する。これにより、制御線３３の制御電圧により、比較回路１８、２１のしきい値を調整することができる。例えば、制御回路６Ａに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃのレベル変動に対応して、交流信号Ｖａｃのピーク値及びボトム値を検出することができる。
【００８５】
次に、タイミングチャートを用いて、制御回路６、６Ａの動作について説明する。
図７は、図６に表した制御回路の主要な信号のタイミングチャートであり、（ａ）は交流信号４４の電圧Ｖａｃ、（ｂ）は制御電圧Ｖｓ１、（ｃ）は制御電圧Ｖｓ２、（ｄ）は制御電圧Ｖｓ１ａ、（ｅ）は制御電圧Ｖｓ２ａの各波形を表す。
【００８６】
ここで、制御電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２は、それぞれ制御線３３の制御電圧がＯＮ電圧のときの制御線９、１０の制御電圧である。また、制御電圧Ｖｓ１ａ、Ｖｓ２ａは、それぞれ制御線３３の制御電圧がＯＦＦ電圧のときの制御線９、１０の制御電圧である。
【００８７】
制御線３３の制御電圧がＯＮ電圧の場合は、図３（ａ）〜（ｃ）に表した制御回路６のタイミングチャートと同様になる。制御電圧Ｖｓ１は、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、ピーク値の前後の、ピーク値からダイオード１個分だけ低下するまでの期間ハイレベルとなる（図７（ａ）、（ｂ））。また、制御電圧Ｖｓ２は、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、ボトム値の前後の、ボトム値からダイオード１個分の順方向電圧だけ上昇した電圧となるまでの期間、ハイレベルとなる（図７（ａ）、（ｃ））。
【００８８】
制御線３３の制御電圧がＯＦＦ電圧の場合は、制御電圧Ｖｓ１ａは、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、ピーク値の前後の、ピーク値からダイオード２個分だけ低下するまでの期間ハイレベルとなる（図７（ａ）、（ｄ））。また、制御電圧Ｖｓ２ａは、交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分が、ボトム値の前後の、ボトム値からダイオード２個分の順方向電圧だけ上昇した電圧となるまでの期間、ハイレベルとなる（図７（ａ）、（ｅ））。
【００８９】
制御線３３の制御電圧がＯＦＦ電圧のときは、ＯＮ電圧のときと比較して、制御線９、１０の制御電圧Ｖｓ１ａ、Ｖｓ２ａは、パルス幅の長い、すなわち、ハイレベルの期間の長いパルスになる。
また、制御線３３の制御電圧がＯＦＦ電圧のときは、ＯＮ電圧のときと比較して、二次巻き線２ｂに入力される交流信号４４の電圧Ｖａｃの交流成分の変動に対して、制御電圧Ｖｓ１ａ、Ｖｓ２ａがハイレベルとなる期間が長くなる。
【００９０】
このように、制御回路６Ａによれば、比較回路１８、２１のしきい値を調整し、制御電圧Ｖｓ１ａ、Ｖｓ２ａのパルス幅を調整することが可能である。
なお、制御回路６Ａを用いた場合のＤＣ−ＡＣコンバータの動作については、図２に表した制御回路６を用いた場合と同様である。また、図６においては、比較回路１８、２１のしきい値を２段階に調整する構成を例示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、任意段階に調整可能な構成とすることもできる。
【００９１】
図８は、本発明の実施形態に係るＤＣ−ＡＣコンバータを含む発電システムの回路図である。
図８に表したように、発電システム４０は、ＤＣ−ＡＣコンバータ１、直流発電部４１、ダイオード４２、昇圧回路４３、蓄電部４５、充放電制御回路４６を備える。
【００９２】
直流発電部４１は、直流の電力を発電する直流電源であり、直流電圧Ｖ１を出力する。例えば、太陽電池、燃料電池などで構成される。直流発電部４１の出力は、ダイオード４２を介して、昇圧回路４３に入力される。
【００９３】
昇圧回路４３は、入力された直流電圧Ｖ１を昇圧する回路である。昇圧回路４３から出力される直流発電部電圧Ｖ２は、ＤＣ−ＡＣコンバータ１に供給される。
なお、図８においては、昇圧回路４３により、直流発電部４１が生成する直流電圧Ｖ１を、直流電源電圧Ｖ２に昇圧してＤＣ−ＡＣコンバータ１に供給している。しかし、直流発電部４１が生成する直流電圧Ｖ１が十分高ければ、昇圧回路４３はなくてもよい。
【００９４】
ＤＣ−ＡＣコンバータ１の二次巻き線２ｂは、信号線７ａ、７ｂを介して商用電源に接続される。ＤＣ−ＡＣコンバータ１の二次巻き線２ｂには、商用電源から例えば５０Ｈｚ、１００Ｖの交流信号４４の電圧Ｖａｃが入力される。また、信号線７ａと７ｂとの間には、負荷５０が接続される。
【００９５】
ＤＣ−ＡＣコンバータ１は、昇圧回路４３から供給される直流電源電圧Ｖ２から、信号線７ａ、７ｂに交流電圧を生成する。ＤＣ−ＡＣコンバータ１により生成された交流電圧は、商用電源から入力された交流信号４４の電圧Ｖａｃに同期している。また、ＤＣ−ＡＣコンバータ１により生成された交流電圧は、ほぼ正弦波である。ＤＣ−ＡＣコンバータ１は、負荷５０さらに商用電源に交流電力を供給する。
【００９６】
また、直流発電部４１の出力は、ダイオード４２、充放電制御回路４６を介して蓄電部４５に入力される。ダイオード４２は、蓄電部４５から、電力が逆流しないように挿入されている。
蓄電部４５は、直流発電部４１で生成された電力を蓄電する。例えば蓄電池、電気２重層コンデンサなどで構成される。
【００９７】
充放電制御回路４６は、直流発電部４１で生成された電力による蓄電部４５の充電、及び蓄電部４５から昇圧回路４３への放電を制御する回路である。例えば、蓄電部４５の出力電圧が低下した場合に規定値まで充電し、また直流発電部４１の出力が低下した場合に放電するように制御する。また、昇圧回路４３に入力される直流電圧Ｖ１を安定化する。
発電システム４０は、直流発電部４１が生成する直流の電力を、交流の電力に変換して負荷５０さらに商用電源に出力する。
【００９８】
例えば、発電システム４０により、太陽光発電システムや、燃料電池システムを構成することができる。太陽光発電システムや、燃料電池システムによって作られる電気は、商用電源のネットワークと連係し、余剰電力を逆流させることもできる。発電システム４０は、太陽光発電システムや燃料電池システムが生成する直流の電力を交流の電力に変換する。
【００９９】
ＤＣ−ＡＣコンバータ１を用いることにより、発電システム４０は、安価に電力効率を向上することができる。
なお、図８においては、ＤＣ−ＡＣコンバータ１を用いた発電システムの構成を例示しているが、ＤＣ−ＡＣコンバータ１Ａを用いることもできる。ＤＣ−ＡＣコンバータ１Ａを用いた場合は、商用電源の周波数５０Ｈｚ、６０Ｈｚに適用することができる。
【０１００】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１、１Ａ  ＤＣ−ＡＣコンバータ
２  トランス
２ａ  一次巻き線
２ｂ  二次巻き線
３  第１のキャパシタ
４  第２のキャパシタ
５  スイッチング回路
６、６Ａ  制御回路
７ａ、７ｂ  信号線
８  直流電源線
９、１０  制御線
１１  第１のスイッチ素子
１２  第２のスイッチ素子
１３  第３のスイッチ素子
１４  第４のスイッチ素子
１５、１９、２２  キャパシタ
１６、１６Ａ  ピークホールド回路
１７、１７Ａ  ボトムホールド回路
２０、２３、２９、３１  ダイオード
１８、２１  比較回路
２４  第３のキャパシタ
２５  第５のスイッチ素子
２６  第４のキャパシタ
２７  第６のスイッチ素子
２８、３３  制御線
３０  第７のスイッチ素子
３２  第８のスイッチ素子
４０  発電システム
４１  直流発電部
４２  ダイオード（逆流防止ダイオード）
４３  昇圧回路
４４  交流信号（商用電源）
４５  蓄電部
４６  充放電制御回路
５０  負荷
【図１】
2011200006.tif 000003
【図２】
2011200006.tif 000004
【図３】
2011200006.tif 000005
【図４】
2011200006.tif 000006
【図５】
2011200006.tif 000007
【図６】
2011200006.tif 000008
【図７】
2011200006.tif 000009
【図８】
2011200006.tif 000010