(57)【要約】【課題】リンギングによる周波数成分を低減できる電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置２０において、同一の筐体内に設けられたｎ（ｎは２以上の整数）個のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ直流電圧をスイッチング動作により異なる値の電圧に変換する。制御部８０は、ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング動作させる。ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、スイッチング動作を行うスイッチング素子を有する。少なくとも（ｎ−１）個のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、自己のスイッチング素子がスイッチング動作を行うタイミングで発生するリンギングの周波数を決定する、自己のスイッチング素子に接続されたインピーダンス素子を有する。複数のインピーダンス素子のインピーダンスは、それぞれ異なる。【選択図】図１
2019057960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ直流電圧をスイッチング動作により異なる値の電圧に変換する、同一の筐体内に設けられたｎ（ｎは２以上の整数）個のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング動作させる制御部と、を備え、
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、前記スイッチング動作を行うスイッチング素子を有し、
少なくとも（ｎ−１）個のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、
自己のスイッチング素子が前記スイッチング動作を行うタイミングで発生するリンギングの周波数を決定する、自己のスイッチング素子に接続されたインピーダンス素子をさらに有し、
複数のインピーダンス素子のインピーダンスは、それぞれ異なることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、変換された電圧を共通の直流バスに出力することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータにおける１つのＤＣ／ＤＣコンバータで発生するリンギングの周波数が、他のＤＣ／ＤＣコンバータで発生するリンギングの周波数の整数倍と異なるように、前記複数のインピーダンス素子のインピーダンスは設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、
自己のスイッチング素子に直列接続されたリアクトルと、
自己のスイッチング素子と自己のリアクトルとの接続ノードに接続された整流素子と、をさらに有し、
前記複数のインピーダンス素子は、それぞれ、対応するスイッチング素子または対応する整流素子に並列接続されたコンデンサを含み、
複数のコンデンサの容量値は、それぞれ異なることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、
自己のスイッチング素子に直列接続されたリアクトルと、
自己のスイッチング素子と自己のリアクトルとの接続ノードに接続された整流素子と、をさらに有し、
前記複数のインピーダンス素子は、それぞれ、対応するスイッチング素子または対応する整流素子に直列接続されたインダクタを含み、
複数のインダクタのインダクタンスは、それぞれ異なることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
各インダクタは、回路基板上の配線パターンにより構成されていることを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記配線パターンは、平面視で蛇行形状または渦巻き形状を有することを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記配線パターンは、
前記回路基板の一方の面に配置された複数の第１パターンと、
前記回路基板の他方の面に配置された複数の第２パターンと、
前記回路基板を貫通して、前記第１パターンと前記第２パターンとを交互に直列接続する複数のビアと、
を有することを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
共通の直流バスに電力を供給する複数のＤＣ／ＤＣコンバータを備える電力変換装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電力変換装置では、複数のＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング動作のタイミングはそれぞれ異なる。そのため、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを同時にスイッチング動作させる場合と比較して、直流バスの出力電流および出力電圧におけるスイッチング周波数の周波数成分を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／００５２９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記電力変換装置のそれぞれのＤＣ／ＤＣコンバータでは、スイッチング動作のタイミングでリンギングが発生する。そのため、直流バスの出力電流および出力電圧に、リンギングによる周波数成分が存在する。このようなリンギングによる周波数成分を低減させることが望まれている。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、リンギングによる周波数成分を低減できる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電力変換装置は、それぞれ直流電圧をスイッチング動作により異なる値の電圧に変換する、同一の筐体内に設けられたｎ（ｎは２以上の整数）個のＤＣ／ＤＣコンバータと、ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング動作させる制御部と、を備える。ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、スイッチング動作を行うスイッチング素子を有する。少なくとも（ｎ−１）個のＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれ、自己のスイッチング素子がスイッチング動作を行うタイミングで発生するリンギングの周波数を決定する、自己のスイッチング素子に接続されたインピーダンス素子をさらに有する。複数のインピーダンス素子のインピーダンスは、それぞれ異なる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、リンギングによる周波数成分を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る電力変換システムの構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、図１の第１ＤＣ／ＤＣコンバータの回路図であり、図２（ｂ）は、図１の第２ＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
【図３】図３（ａ）は、図２（ａ）の第１ＤＣ／ＤＣコンバータの整流素子に流れる電流の概略的な波形図であり、図３（ｂ）は、図２（ｂ）の第２ＤＣ／ＤＣコンバータの整流素子に流れる電流の概略的な波形図である。
【図４】第１の実施の形態の変形例に係るＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
【図５】第２の実施の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
【図６】図６（ａ）は、図５のインダクタを構成する配線パターンの一例を示す上面図であり、図６（ｂ）は、図５のインダクタを構成する配線パターンの他の例を示す上面図である。
【図７】図７（ａ）は、図５のインダクタを構成する配線パターンのさらに他の例を示す上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図８】第２の実施の形態の変形例に係るＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る電力変換システム１の構成を示す図である。電力変換システム１は、第１太陽電池１０ａと、第２太陽電池１０ｂと、第３太陽電池１０ｃと、第４太陽電池１０ｄと、電力変換装置２０とを備える。第１太陽電池１０ａから第４太陽電池１０ｄは、太陽電池１０と総称される。このように、電力変換システム１は、ｎ（ｎは２以上の整数）個の太陽電池１０を備えるマルチストリング型である。ここではｎ＝４の一例について説明するが、特に限定されない。太陽電池１０は、それぞれ、直列接続された複数の太陽電池パネルをグループ化した太陽電池ストリングである。
【００１０】
電力変換装置２０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａと、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂと、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃと、第４ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｄと、直流バス５０と、ＤＣ／ＡＣインバータ６０と、リレー７０と、制御部８０とを備える。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａから第４ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｄは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と総称される。このように、電力変換装置２０は、ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータ４０を備える。
【００１１】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、同一の筐体内に設けられている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０のそれぞれの入力端子は、対応する太陽電池１０に接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０のそれぞれの出力端子は、直流バス５０に共通に接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、それぞれ、対応する太陽電池１０の出力電圧を、スイッチング動作により異なる値の直流電圧に変換し、当該変換された直流電圧を共通の直流バス５０に出力する。具体的には、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、それぞれ、例えば昇圧チョッパ回路などの昇圧回路であり、対応する太陽電池１０の出力電圧を昇圧する。直流バス５０の電圧は、バス電圧Ｖｂｕｓである。直流バス５０には、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流の総和である出力電流Ｉｏが流れる。
【００１２】
ＤＣ／ＡＣインバータ６０は、直流バス５０の直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を、リレー７０を介して電力系統３０へ供給する。リレー７０は、ＤＣ／ＡＣインバータ６０と電力系統３０とを導通させるか否か切り替える。リレー７０と電力系統３０との間には、図示しない負荷が接続される。
【００１３】
制御部８０は、バス電圧Ｖｂｕｓに基づいて、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０にＰＷＭ（Pulse Width Modulaion）信号である制御信号を供給し、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する。具体的には、制御部８０は、バス電圧Ｖｂｕｓが目標電圧に近づくように複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０をＰＷＭ制御する。制御部８０は、同相の複数の制御信号を用いて、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０をスイッチング動作させる。制御部８０は、それぞれ位相が異なる複数の制御信号を用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０をそれぞれ異なる位相でスイッチング動作させてもよい。
【００１４】
制御部８０の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。
【００１５】
図２（ａ）は、図１の第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａの回路図である。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａは、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｓ１と、整流素子Ｄ１と、整流素子Ｄ２と、コンデンサＣｏと、駆動回路４２と、第１インピーダンス素子４４ａとを有する。
【００１６】
リアクトルＬ１は、太陽電池１０の出力電力が供給される一端と、他端とを有する。リアクトルＬ１のインダクタンスは、太陽電池１０の出力電力の電力変換に適した値に設定されている。
【００１７】
スイッチング素子Ｓ１は、半導体素子であり、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。スイッチング素子Ｓ１は、ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）トランジスタなどであってもよい。スイッチング素子Ｓ１は、リアクトルＬ１の他端と、接地電圧が供給される接地ノードの間に接続されている。このように、リアクトルＬ１とスイッチング素子Ｓ１は、直列接続されている。
【００１８】
駆動回路４２は、制御部８０から供給された制御信号に応じて駆動信号を生成し、この駆動信号をスイッチング素子Ｓ１のゲートに供給する。スイッチング素子Ｓ１は、駆動信号に応じてスイッチング動作を行う。
【００１９】
整流素子Ｄ２は、例えばダイオードであり、スイッチング素子Ｓ１に逆並列に接続されている。整流素子Ｄ２は、スイッチング素子Ｓ１の寄生ダイオードであってもよい。
【００２０】
整流素子Ｄ１は、例えばダイオードであり、スイッチング素子Ｓ１とリアクトルＬ１との接続ノードＮ１に接続されたアノードと、直流電力を直流バス５０に出力するカソードとを有する。コンデンサＣｏは、整流素子Ｄ１のカソードと接地ノードとの間に接続されている。
【００２１】
第１インピーダンス素子４４ａは、スイッチング素子Ｓ１に接続されている。具体的には、第１インピーダンス素子４４ａは、整流素子Ｄ１に並列接続されている。第１インピーダンス素子４４ａは、スイッチング素子Ｓ１がスイッチング動作を行うタイミングで発生するリンギングの周波数を決定する。このリンギングは、整流素子Ｄ１に流れる電流Ｉ１ａ、整流素子Ｄ１の両端の電圧、スイッチング素子Ｓ１に流れる電流、および、スイッチング素子Ｓ１の両端の電圧に発生する。第１インピーダンス素子４４ａは、整流素子Ｄ１に並列接続された第１コンデンサＣ１ａを含む。
【００２２】
図２（ｂ）は、図１の第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂの回路図である。第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂは、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｓ１と、整流素子Ｄ１と、整流素子Ｄ２と、駆動回路４２と、第２インピーダンス素子４４ｂとを有する。第２インピーダンス素子４４ｂは、第２コンデンサＣ１ｂを含む。各素子の接続は、図２（ａ）と同じである。
【００２３】
図示は省略するが、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃと第４ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｄの構成も、それぞれ、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａの構成と同一である。第３ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃは、第３インピーダンス素子４４ｃを有する。第３インピーダンス素子４４ｃは、第３コンデンサＣ１ｃを含む。第４ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｄは、第４インピーダンス素子４４ｄを有する。第４インピーダンス素子４４ｄは、第４コンデンサＣ１ｄを含む。
【００２４】
第１インピーダンス素子４４ａから第４インピーダンス素子４４ｄを、インピーダンス素子４４と総称する。第１コンデンサＣ１ａから第４コンデンサＣ１ｄを、コンデンサＣ１と総称する。複数のインピーダンス素子４４のインピーダンスは、それぞれ異なる。具体的には、複数のコンデンサＣ１の容量値は、それぞれ異なる。
【００２５】
また、ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータ４０における１つのＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生するリンギングの周波数が、他のＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生するリンギングの周波数の整数倍と実質的に異なるように、複数のインピーダンス素子４４のインピーダンスは設定されている。
【００２６】
次に、以上の構成による電力変換システム１の動作を説明する。図３（ａ）は、図２（ａ）の第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａの整流素子Ｄ１に流れる電流Ｉ１ａの概略的な波形図であり、図３（ｂ）は、図２（ｂ）の第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂの整流素子Ｄ１に流れる電流Ｉ１ｂの概略的な波形図である。整流素子Ｄ１の両端の電圧の波形もこれらと同様の波形である。
【００２７】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａにおいて、スイッチング素子Ｓ１が導通状態から非導通状態にスイッチングすると、図３（ａ）に示すように、整流素子Ｄ１に電流Ｉ１ａが流れる。このとき、電流Ｉ１ａにサージ電流およびリンギングが発生する。このリンギングの周波数は、主に、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａにおける第１コンデンサＣ１ａの容量値、スイッチング素子Ｓ１の寄生容量値、整流素子Ｄ１の寄生容量値、回路基板上の配線パターンのインダクタンスによって決定される。
【００２８】
同様に、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂにおいても、スイッチング素子Ｓ１が導通状態から非導通状態にスイッチングすると、図３（ｂ）に示すように、整流素子Ｄ１に電流Ｉ１ｂが流れ、電流Ｉ１ｂにサージ電流およびリンギングが発生する。このリンギングの周波数は、主に、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂにおける第２コンデンサＣ１ｂの容量値、スイッチング素子Ｓ１の寄生容量値、整流素子Ｄ１の寄生容量値、回路基板上の配線パターンのインダクタンスによって決定される。
【００２９】
本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０のそれぞれは、同一の回路構成および同一の回路パターンのレイアウトを有している。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０において、スイッチング素子Ｓ１の寄生容量値、整流素子Ｄ１の寄生容量値、回路パターンのインダクタンスは、実質的に共通である。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０において、コンデンサＣ１の容量値がそれぞれ異なるので、リンギングの周波数もそれぞれ異なる。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ａで発生するリンギングの周波数は、周波数ｆａである。図３（ｂ）に示すように、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂで発生するリンギングの周波数は、周波数ｆａ＋ｆｂである。ここで、周波数ｆｂは、周波数ｆａとは異なる。つまり、周波数ｆａ＋ｆｂは、周波数ｆａの整数倍とは異なる。なお、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｂで発生するリンギングの周波数が、周波数ｆａより低くなるようにコンデンサＣ１の容量値を設定してもよい。
【００３１】
図示は省略するが、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｃの整流素子Ｄ１に流れる電流のリンギングの周波数も、他のＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生するリンギングの周波数と異なる。第４ＤＣ／ＤＣコンバータ４０ｄの整流素子Ｄ１に流れる電流のリンギングの周波数も、他のＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生するリンギングの周波数と異なる。つまり、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０において、整流素子Ｄ１に流れる電流のリンギングの周波数は、それぞれ異なる。同様に、整流素子Ｄ１の両端の電圧のリンギングの周波数も、それぞれ異なる。
【００３２】
続いて、スイッチング素子Ｓ１が非導通状態から導通状態にスイッチングすると、図３（ａ）と図３（ｂ）に示すように、整流素子Ｄ１の電流は実質的にゼロになる。図示は省略するが、このとき、スイッチング素子Ｓ１に電流が流れ、スイッチング素子Ｓ１に流れる電流にもサージ電流およびリンギングが発生する。スイッチング素子Ｓ１の両端の電圧にもサージ電圧およびリンギングが発生する。このリンギングの周波数も、前述のように決定されるため、スイッチング素子Ｓ１に流れる電流のリンギングの周波数も、それぞれ異なる。同様に、スイッチング素子Ｓ１の両端の電圧のリンギングの周波数も、それぞれ異なる。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０のそれぞれの出力電力は、直流バス５０に供給されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０のそれぞれで発生したリンギングは、直流バス５０で合成される。直流バス５０の出力電流Ｉｏとバス電圧Ｖｂｕｓの周波数スペクトルにおいて、リンギングによる周波数成分は、１つではなく、複数に拡散されている。これに対し、本実施の形態の電力変換装置２０からインピーダンス素子４４を除去した比較例では、直流バス５０の出力電流Ｉｏとバス電圧Ｖｂｕｓの周波数スペクトルにおいて、リンギングによる周波数成分は、１つであり、そのためその周波数成分は本実施の形態より大きい。
【００３４】
このように、本実施の形態によれば、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０においてリンギングの周波数を決定するコンデンサＣ１の容量値がそれぞれ異なるので、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生するリンギングの周波数をそれぞれ異ならせることができる。よって、直流バス５０におけるリンギングによる周波数成分を拡散させて、リンギングによる周波数成分を低減できる。
【００３５】
また、１つのＤＣ／ＤＣコンバータで発生するリンギングの周波数が、他のＤＣ／ＤＣコンバータで発生するリンギングの周波数の整数倍と実質的に等しい場合、１つのＤＣ／ＤＣコンバータで発生するリンギングの高調波の周波数が、他のＤＣ／ＤＣコンバータで発生するリンギングの周波数に重なり、低減効果が減少する。本実施の形態では、１つのＤＣ／ＤＣコンバータで発生するリンギングの周波数が、他のＤＣ／ＤＣコンバータで発生するリンギングの周波数の整数倍と実質的に異なるように、インピーダンス素子のインピーダンスは設定されている。よって、リンギングによる周波数成分を効率的に低減できる。
【００３６】
（第１の実施の形態の変形例）
図４は、第１の実施の形態の変形例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ４０の回路図である。インピーダンス素子４４、即ちコンデンサＣ１は、整流素子Ｄ１に並列接続される代わりに、スイッチング素子Ｓ１に並列接続されてもよい。具体的には、コンデンサＣ１は、スイッチング素子Ｓ１のエミッタとコレクタとの間に接続されている。複数のコンデンサＣ１の容量値は、それぞれ異なる。この構成でも、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生するリンギングの周波数をそれぞれ異ならせることができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、インピーダンス素子がコンデンサに代えてインダクタを含む点において第１の実施の形態と異なる。以下では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３８】
図５は、第２の実施の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータ４０の回路図である。インピーダンス素子４４は、スイッチング素子Ｓ１に接続されている。具体的には、インピーダンス素子４４は、整流素子Ｄ１に直列接続されている。インピーダンス素子４４は、スイッチング素子Ｓ１がスイッチング動作を行うタイミングで発生するリンギングの周波数を決定する。インピーダンス素子４４は、整流素子Ｄ１に直列接続されたインダクタＬ２を含む。具体的には、インダクタＬ２は、接続ノードＮ１と整流素子Ｄ１のアノードとの間に挿入されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０において、複数のインダクタＬ２のインダクタンスは、それぞれ異なる。
【００３９】
インダクタＬ２は、以下に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の各部品が実装される回路基板上の導電性の配線パターンにより構成される。なお、インダクタＬ２として、ディスクリート部品を用いてもよい。
【００４０】
図６（ａ）は、図５のインダクタＬ２を構成する配線パターン１０２の一例を示す上面図であり、図６（ｂ）は、図５のインダクタＬ２を構成する配線パターン１０２の他の例を示す上面図である。図６（ａ）と図６（ｂ）は、それぞれ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の各部品が実装される回路基板１００の一部を示している。
【００４１】
図６（ａ）と図６（ｂ）に示すように、配線パターン１０２は、回路基板１００の一方の面上に配置されている。配線パターン１０２の一端１０２ａは、接続ノードＮ１に接続され、配線パターン１０２の他端１０２ｂは、整流素子Ｄ１のアノードに接続される。図６（ａ）では、配線パターン１０２は、平面視で蛇行形状を有する。図６（ｂ）のように、配線パターン１０２は、平面視で渦巻き形状を有してもよい。主に配線パターン１０２の長さを調整することで、インダクタＬ２のインダクタンスを調整できる。つまり、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０において、複数の配線パターン１０２の長さは、それぞれ異なる。
【００４２】
配線パターン１０２は、次のように構成してもよい。図７（ａ）は、図５のインダクタＬ２を構成する配線パターン１０２のさらに他の例を示す上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。図７（ａ）と図７（ｂ）は、それぞれ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の各部品が実装される回路基板の一部を示している。
【００４３】
配線パターン１０２は、複数の第１パターン１０４と、複数の第２パターン１０６と、複数のビア１０８とを有する。複数の第１パターン１０４は、回路基板１００の一方の面に、一方向に並んで配置されている。複数の第２パターン１０６は、回路基板１００の他方の面に、一方向に並んで配置されている。複数のビア１０８は、回路基板１００を貫通して、第１パターン１０４と第２パターン１０６とを交互に直列接続する。図７（ａ）、図７（ｂ）の構成では、回路基板１００の一方の面のみに配線パターン１０２を配置する場合と比較して、インダクタＬ２を小型化できる。
【００４４】
このように、本実施の形態によれば、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０においてリンギングの周波数を決定するインダクタＬ２のインダクタンスがそれぞれ異なるので、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生するリンギングの周波数をそれぞれ異ならせることができる。よって、直流バス５０におけるリンギングによる周波数成分を拡散させて、リンギングによる周波数成分を低減できる。
【００４５】
また、インダクタＬ２は、回路基板１００上の配線パターン１０２により構成されるので、部品数を第１の実施の形態よりも削減できる。また、第１の実施の形態の他の効果も得ることができる。
【００４６】
（第２の実施の形態の変形例）
図８は、第２の実施の形態の変形例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ４０の回路図である。インピーダンス素子４４、即ちインダクタＬ２は、整流素子Ｄ１に直列接続される代わりに、スイッチング素子Ｓ１に直列接続されてもよい。具体的には、インダクタＬ２は、スイッチング素子Ｓ１のコレクタと接続ノードＮ１との間に挿入されている。複数のインダクタＬ２のインダクタンスは、それぞれ異なる。この構成でも、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生するリンギングの周波数をそれぞれ異ならせることができる。
【００４７】
以上、本発明について、実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４８】
例えば、ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータ４０が、それぞれ、インピーダンス素子４４を有する一例について説明したが、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、インピーダンス素子４４を有していなくてもよい。つまり、ｎ個のうち（ｎ−１）個のＤＣ／ＤＣコンバータ４０が、それぞれ、インピーダンス素子４４を有していてもよい。この変形例でも、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生するリンギングの周波数をそれぞれ異ならせることができ、リンギングによる周波数成分を低減できる。また、構成を簡素化できる。
【００４９】
また、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、同一の筐体内に設けられていれば、変換された電圧を共通の直流バス５０に出力せずに、それぞれ個別に出力してもよい。この変形例では、電力変換装置２０から輻射されるノイズにおいて、リンギングによる周波数成分を低減できる。
【００５０】
さらに、第１の実施の形態において、コンデンサＣ１は、スイッチング素子Ｓ１の寄生容量または整流素子Ｄ１の寄生容量であってもよい。この場合、複数のコンデンサＣ１の容量値をそれぞれ異ならせるために、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０においてスイッチング素子Ｓ１または整流素子Ｄ１のサイズをそれぞれ異ならせてもよい。この変形例では、部品の数を第１の実施の形態よりも削減できる。
【００５１】
また、第１の実施の形態において、インピーダンス素子４４は、整流素子Ｄ１に並列接続されたコンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｓ１に並列接続されたコンデンサＣ１とを含んでもよい。第２の実施の形態において、インピーダンス素子４４は、整流素子Ｄ１に直列接続されたインダクタＬ２と、スイッチング素子Ｓ１に直列接続されたインダクタＬ２とを含んでもよい。
【００５２】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、昇圧チョッパ回路である一例について説明したが、例えば、降圧チョッパ回路、昇降圧チョッパ回路などでもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が降圧チョッパ回路である場合、インピーダンス素子４４は、第１および第２の実施の形態と同様に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が昇降圧チョッパ回路である場合、第１の実施の形態のＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、図２（ａ）の整流素子Ｄ１に代えて、例えばＩＧＢＴなどの第２スイッチング素子を有する。この第２スイッチング素子は、接続ノードＮ１に接続されたエミッタと、直流電力を直流バス５０に出力するコレクタとを有する。この場合、インピーダンス素子４４は、スイッチング素子Ｓ１または第２スイッチング素子に並列接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が昇降圧チョッパ回路である場合、第２の実施の形態のＤＣ／ＤＣコンバータ４０では、インピーダンス素子４４は、スイッチング素子Ｓ１のコレクタと接続ノードＮ１との間、または、接続ノードＮ１と第２スイッチング素子のエミッタとの間に挿入される。このように、各種の回路形式において、第１および第２の実施の形態の効果を得ることができる。
【００５３】
また、直流電源として、太陽電池１０に替えて蓄電装置などを用いてもよい。また、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、共通の直流電源から直流電圧が供給されてもよい。
【００５４】
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
【００５５】
［項目１］
それぞれ直流電圧をスイッチング動作により異なる値の電圧に変換する、同一の筐体内に設けられたｎ（ｎは２以上の整数）個のＤＣ／ＤＣコンバータ（４０）と、
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータ（４０）をスイッチング動作させる制御部（８０）と、を備え、
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータ（４０）は、それぞれ、前記スイッチング動作を行うスイッチング素子（Ｓ１）を有し、
少なくとも（ｎ−１）個のＤＣ／ＤＣコンバータ（４０）は、それぞれ、
自己のスイッチング素子（Ｓ１）が前記スイッチング動作を行うタイミングで発生するリンギングの周波数を決定する、自己のスイッチング素子（Ｓ１）に接続されたインピーダンス素子（４４）をさらに有し、
複数のインピーダンス素子（４４）のインピーダンスは、それぞれ異なることを特徴とする電力変換装置（２０）。
［項目２］
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータ（４０）は、それぞれ、変換された電圧を共通の直流バス（５０）に出力することを特徴とする項目１に記載の電力変換装置（２０）。
［項目３］
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータ（４０）における１つのＤＣ／ＤＣコンバータ（４０）で発生するリンギングの周波数が、他のＤＣ／ＤＣコンバータ（４０）で発生するリンギングの周波数の整数倍と異なるように、前記複数のインピーダンス素子（４４）のインピーダンスは設定されていることを特徴とする項目１または２に記載の電力変換装置（２０）。
［項目４］
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータ（４０）は、それぞれ、
自己のスイッチング素子（Ｓ１）に直列接続されたリアクトル（Ｌ１）と、
自己のスイッチング素子（Ｓ１）と自己のリアクトル（Ｌ１）との接続ノード（Ｎ１）に接続された整流素子（Ｄ１）と、をさらに有し、
前記複数のインピーダンス素子（４４）は、それぞれ、対応するスイッチング素子（Ｓ１）または対応する整流素子（Ｄ１）に並列接続されたコンデンサ（Ｃ１）を含み、
複数のコンデンサ（Ｃ１）の容量値は、それぞれ異なることを特徴とする項目１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置（２０）。
［項目５］
前記ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータ（４０）は、それぞれ、
自己のスイッチング素子（Ｓ１）に直列接続されたリアクトル（Ｌ１）と、
自己のスイッチング素子（Ｓ１）と自己のリアクトル（Ｌ１）との接続ノード（Ｎ１）に接続された整流素子（Ｄ１）と、をさらに有し、
前記複数のインピーダンス素子（４４）は、それぞれ、対応するスイッチング素子（Ｓ１）または対応する整流素子（Ｄ１）に直列接続されたインダクタ（Ｌ２）を含み、
複数のインダクタ（Ｌ２）のインダクタンスは、それぞれ異なることを特徴とする項目１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置（２０）。
［項目６］
各インダクタ（Ｌ２）は、回路基板（１００）上の配線パターン（１０２）により構成されていることを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置（２０）。
［項目７］
前記配線パターン（１０２）は、平面視で蛇行形状または渦巻き形状を有することを特徴とする項目６に記載の電力変換装置（２０）。
［項目８］
前記配線パターン（１０２）は、
前記回路基板（１００）の一方の面に配置された複数の第１パターン（１０４）と、
前記回路基板（１００）の他方の面に配置された複数の第２パターン（１０６）と、
前記回路基板（１００）を貫通して、前記第１パターン（１０４）と前記第２パターンと（１０６）を交互に直列接続する複数のビア（１０８）と、
を有することを特徴とする項目６に記載の電力変換装置（２０）。
【符号の説明】
【００５６】
Ｃ１…コンデンサ、Ｄ１…整流素子、Ｌ１…リアクトル、Ｎ１…接続ノード、Ｓ１…スイッチング素子、Ｄ２…整流素子、Ｌ２…インダクタ、２０…電力変換装置、４０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、４４…インピーダンス素子、５０…直流バス、８０…制御部、１００…回路基板、１０２…配線パターン、１０４…第１パターン、１０６…第２パターン、１０８…ビア。
【図１】
2019057960.tif 000003
【図２】
2019057960.tif 000004
【図３】
2019057960.tif 000005
【図４】
2019057960.tif 000006
【図５】
2019057960.tif 000007
【図６】
2019057960.tif 000008
【図７】
2019057960.tif 000009
【図８】
2019057960.tif 000010