(57)【要約】【課題】ＰＩＤによる太陽電池の性能低下を防止する技術を提供する。【解決手段】正極側の出力端と接続する正側コンデンサと、一端部が前記正側コンデンサと接続し、他端部が負極側の出力端と接続した負側コンデンサと、一端部が前記正極側の出力端と接続し、反対側の入力側端部が前記負極側の出力端と接続し、前記正極側の端部と前記入力側端部との間に中間タップを有するリアクトルと、一端部が前記リアクトルの前記入力側端部と接続し、他端部が太陽電池の正極と接続されるスイッチング素子とを備え、前記太陽電池の負極を前記正側コンデンサと前記負側コンデンサとの間の部位、及び前記リアクトルの前記中間タップと接続したＤＣ／ＤＣコンバータ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が正極側の出力端と接続する正側コンデンサと、
一端部が前記正側コンデンサと接続し、他端部が負極側の出力端と接続し、前記正極側の出力端と前記負極側の出力端との間で、前記正側コンデンサと直列に設けられた負側コンデンサと、
一端部が前記正極側の出力端及び前記正側コンデンサと接続し、当該出力端側の端部と反対側の入力側端部が前記負極側の出力端及び前記負側コンデンサと接続し、前記正極側の端部と前記入力側端部との間に中間タップを有するリアクトルと、
一端部が前記リアクトルの前記入力側端部と接続し、他端部が太陽電池の正極と接続し、ＯＮ／ＯＦＦ制御されて、前記太陽電池から入力される電力の導通と遮断を切り替えるスイッチング素子と、を備え、
前記太陽電池の負極を前記正側コンデンサと前記負側コンデンサとの間の部位、および前記リアクトルの前記中間タップと接続し、
前記スイッチング素子がＯＮ状態とされたときに前記太陽電池からの電流を前記リアクトルに供給して、前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記スイッチング素子がＯＦＦ状態とされたときに、前記リアクトルの蓄えられたエネルギーを放出することにより、前記正極側の出力端と前記負極側の出力端に接続された負荷へ電力を供給すると共に、前記正側コンデンサ及び前記負側コンデンサを充電し、
前記スイッチング素子がＯＮ状態とされたときに、前記正側コンデンサ及び前記負側コンデンサから放電された電力を前記正極側の出力端と前記負極側の出力端に接続された負荷へ電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記スイッチング素子のデューティ比を所定値より小さく設定することにより、前記太陽電池からの入力電圧を降圧する請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力を交流電力へ変換して出力するインバータとを備えるパワーコンディショナ。
【請求項４】
太陽電池と、
前記請求項１又は２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力を交流電力へ変換して出力するインバータとを備える電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータ、パワーコンディショナ、及び電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を利用して発電を行う太陽光発電システムでは、太陽電池がインバータ等を含むパワーコンディショナを介して商用電力系統や負荷装置と接続され、太陽電池で発電した電力が商用電力系統や負荷装置へ供給される。特許文献１には、太陽電池からの入力電圧が所定の電圧未満であるときに、昇圧回路で前記入力電圧を昇圧してインバータ回路に与える構成のパワーコンディショナが開示されている。
【０００３】
近年、太陽光発電システムは高電圧化し、また、インバータは高効率化のためトランスレス型が増加している。これに伴い、太陽電池のセルと、接地されたフレームと間に大きな電位差が発生する場合がある。このことは、湿度、温度（高温高湿）といった外部要因が加わることにより、漏れ電流を発生させ、ＰＩＤ(Potential Induced Degradation)現
象を引き起こす要因となることが知られている。
【０００４】
図８は、ＰＩＤ現象の一例を説明するための概念図である。図８では、太陽光発電システムの太陽電池アレイのうち、１つの太陽電池ストリング１０を示している。太陽電池ストリング１０は、複数の太陽電池モジュール（太陽電池パネル）１が直列に接続されてなり、パワーコンディショナ３０を介して商用電力系統と接続されている。即ち、太陽電池ストリング１０の各太陽電池モジュール１が、昼間に太陽光を受けて発電することにより、正側の入力端子３１１と負側の入力端子３１２との間に電位差を生じさせる。
【０００５】
図９は、太陽電池モジュール１の構造を模式的に示す図である。図９に示すように、太陽電池モジュール１は、フレーム１１、バックシート１２、セル１３、ガラス１４、封止材１５を有している。
【０００６】
セル１３は、光起電力効果によって光エネルギーを電力に変換する半導体層（発電層）を有する素子である。セル１３の受光面側には、ガラス１４が設けられ、セル１３の非受光面側には、バックシート１２が設けられ、ガラス１４及びバックシート１２とセル１３との間に封止材１５が充填されて、セル１３が封止されている。フレーム１１は、太陽電池モジュール１の外周部に設けられ、太陽電池モジュール１を設置する際に支持台等に固定される固定部材として用いられる。また、フレーム１１は、導電性の金属であり、接地されている。
【０００７】
図８に示すように、直列に接続された各太陽電池モジュール１のセル１３の対地電位は、入力端子３１１側の太陽電池モジュール１では正となり、入力端子３１２側の太陽電池モジュール１では負となる。この対地電位差が大きくなり、図９に破線の矢印で示したように、太陽電池モジュール１のセル１３とフレーム１１との間や、ガラス表面に付着した水分９１とセル１３の間で漏れ電流が生じると、ガラス１４等のナトリウムイオンがセル１３へ移行してセル１３の電子の移動を阻害し、セル１３の性能低下、即ちＰＩＤ現象を引き起こすことがある。例えば、太陽電池モジュール１のセルがｐ型半導体を用いたものであると、負の対地電位が生じた場合に性能低下が生じ易い。また、太陽電池モジュール１のセルがｎ型半導体を用いたものであると、正の対地電位が生じた場合に性能低下が生じやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１０４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＰＩＤ現象による性能低下は、太陽電池モジュール１の対地電位が大きくなるほど顕著に現れるため、近年の太陽電池システムの高電圧化に伴って、ＰＩＤ現象による性能低下の問題も大きくなってきている。
【００１０】
そこで、本発明は、ＰＩＤ現象による太陽電池の性能低下を防止する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための本発明は、
一端部が正極側の出力端と接続する正側コンデンサと、
一端部が前記正側コンデンサと接続し、他端部が負極側の出力端と接続し、前記正極側の出力端と前記負極側の出力端との間で、前記正側コンデンサと直列に設けられた負側コンデンサと、
一端部が前記正極側の出力端及び前記正側コンデンサと接続し、当該出力端側の端部と反対側の入力側端部が前記負極側の出力端及び前記負側コンデンサと接続し、前記正極側の端部と前記入力側端部との間に中間タップを有するリアクトルと、
一端部が前記リアクトルの前記入力側端部と接続し、他端部が太陽電池の正極と接続し、ＯＮ／ＯＦＦ制御されて、前記太陽電池から入力される電力の導通と遮断を切り替えるスイッチング素子と、を備え、
前記太陽電池の負極を前記正側コンデンサと前記負側コンデンサの間と、前記リアクトルの前記中間タップと接続し、
前記スイッチング素子がＯＮ状態とされたときに前記太陽電池からの電流を前記リアクトルに供給して、前記リアクトルにエネルギーを蓄え、
前記スイッチング素子がＯＦＦ状態とされたときに、前記リアクトルの蓄えられたエネルギーを放出することにより、前記正極側の出力端と前記負極側の出力端に接続された負荷へ電力を供給すると共に、前記正側コンデンサ及び前記負側コンデンサを充電し、
前記スイッチング素子がＯＮ状態とされたときに、前記正側コンデンサ及び前記負側コンデンサから放電された電力を前記正極側の出力端と前記負極側の出力端に接続された負荷へ電力を供給する。
【００１２】
この構成により、本発明のＤＣ／ＤＣコンバータは、正極側の出力端と負極側の出力端から供給する直流電力を交流電力に変換して出力させる場合に、アース電位を正側コンデンサと負側コンデンサの中間部の電位に対して略一致させる、或るいはＰＩＤが生じない範囲とすることにより、正側コンデンサと負側コンデンサの中間部に接続した太陽電池の負極の電位がアース電位に対して負とならないようにし、ＰＩＤの発生を防止している。
【００１３】
また、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記スイッチング素子のデューティ比を所定値より小さく設定することにより、前記太陽電池からの入力電圧を降圧してもよい。
【００１４】
この構成により、本発明のＤＣ／ＤＣコンバータは、太陽電池からの入力電圧を高くした場合であってもＤＣ／ＤＣコンバータで降圧することにより、電力変換効率の低下を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給さ
れた直流電力を交流電力へ変換して出力するインバータとを備えるパワーコンディショナであってもよい。
【００１６】
更に、本発明は、太陽電池と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力を交流電力へ変換して出力するインバータとを備える電源システムであってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＰＩＤによる太陽電池の性能低下を防止する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、電源システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、電源システムの回路構成を示す図である。
【図３】図３は、スイッチング素子がＯＮのときの電流の流れを示す図である。
【図４】図４は、スイッチング素子がＯＦＦのときの電流の流れを示す図である。
【図５】図５は、デューティ比Ｄonを１／３とした例を示す図である。
【図６】図５は、デューティ比Ｄonを０．３７５とした例を示す図である。
【図７】図７は、デューティ比Ｄonを０．２７３とした例を示す図である。
【図８】図８は、ＰＩＤ現象の一例を説明するための概念図である。
【図９】図９は、太陽電池モジュールの構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る電源システムの構成を示す図である。図１において、電源システム１００は、太陽電池１１０や、パワーコンディショナ（以下、ＰＣＳ(Power Conditioning System)とも称す）３０を備え、分電盤４０を介して商用電力系統や負荷装置と
接続されている。
【００２１】
太陽電池１１０は、直列に接続された複数の太陽電池モジュール１によって構成される太陽電池ストリング１０が複数並列に接続されて構成される。各太陽電池モジュール１は、光起電力効果によって太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換し、直流電力として出力するモジュールである。太陽電池モジュール１は、例えば図９に示した公知の構成であり、ガラス１４とバックシート１２の間にセル１３を封止したパネルをフレーム１１で保持した構成である。なお、図９ではセル１３を模式的に一つ示しているが、太陽電池モジュール１内には複数のセル１３が設けられ、電極パターン１６によって直列に接続されて、更にこの直列に接続されたセル１３が複数並列に接続されている。これらのセル１３が太陽電池モジュール１の出力端子（不図示）と接続され、各セル１３で発電した電力が当該出力端子から出力される。これらセル１３等の内部回路とは別に、フレーム１１が接地されており、セル１３が、フレーム１１等との間に電位差（対地電位）を有することになるため、この対地電位によるＰＩＤの発生を後述のように抑制している。
【００２２】
パワーコンディショナ３０は、太陽電池１１０からの出力を直流の所定電圧に変換（本例では昇圧）するＤＣ／ＤＣコンバータ３１や、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１から出力された直流の電力を交流の電力に変換するインバータ回路３２を備え、インバータ回路３２から出力された交流の電力を商用電力系統や負荷装置へ供給する。また、パワーコンディショナ３０は、系統連系リレー等を備え、商用電力系統との接続（系統連系）や解列を制御してもよい。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る電源システム１００の回路構成を示す図である。太陽電池１１０に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、リアクトルＬ１、昇圧用のスイッチング素子Ｓ１、ダイオードＤ１，Ｄ２、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３を有する非絶縁型の昇圧回路である。
【００２４】
平滑用のコンデンサＣ１は、太陽電池１１０と並列に接続され、太陽電池１１０からＤＣ／ＤＣコンバータ３１へ入力される電力の電圧を平滑化する。
【００２５】
スイッチング素子Ｓ１は、一端が太陽電池１１０の正極と接続され、他端がリアクトルＬ１と接続されている。スイッチング素子Ｓ１は、制御部３３によって駆動されてスイッチングを行い、断続的にリアクトルＬ１に充放電させることにより昇圧を行う。
【００２６】
スイッチング素子Ｓ１は、例えば、ＭＯＳ（metal-oxide-semiconductor）型電界効果
トランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、バイポーラトランジスタ、サイリスタなど、スイッチングを行うデバイスであればよく、本例では、ＩＧＢＴを用いている。
【００２７】
リアクトルＬ１は、一端がスイッチング素子Ｓ１に接続され、他端がダイオードＤ１のアノードに接続されている。リアクトルＬ１は、その中間にタップＴ０を有しており、以下このリアクトルＬ１のうち、スイッチング素子Ｓ１側の端部とタップＴ０との間をリアクトルＬ１１、ダイオードＤ１側の端部とタップＴ０との間をリアクトルＬ１２とも称する。本実施形態において、リアクトルＬ１１とリアクトルＬ１２は、同一のコア上に同一の捲回数で捲回され、密結合されている。なお、リアクトルＬ１１，Ｌ１２の捲回数は、これに限定されるものではない。タップＴ０は、コンデンサＣ２とコンデンサＣ３との間と太陽電池１１０の負極とを結ぶラインの途中部に接続されている。即ち、タップＴ０は、コンデンサＣ２とコンデンサＣ３との間、および太陽電池１１０の負極に接続されている。
【００２８】
ダイオードＤ１は、アノードがリアクトルＬ１に接続され、カソードがコンデンサＣ２の高電位側端部及びインバータ回路３２の正極と接続され、正極側の電流を整流する。
【００２９】
コンデンサＣ２は、高電位側の一端がダイオードＤ１のカソード及びインバータ回路３２の正極と接続され、他端が負側コンデンサＣ３と接続されている。以下、このコンデンサＣ２を正側コンデンサとも称する。コンデンサＣ３は、高電位側の一端が正側コンデンサＣ２と接続され、他端がインバータ回路３２の負極及びダイオードＤ２のアノードと接続されている。即ち、負側コンデンサＣ３は、正極側ＤＣバス３８と負極側ＤＣバス３９との間で、正側コンデンサＣ２と直列に接続されている。以下、コンデンサＣ３を負側コンデンサとも称する。本実施形態において、コンデンサＣ２，Ｃ３は、同容量の電界コンデンサであり、インバータ回路３２に入力される電力を平滑化している。
【００３０】
ダイオードＤ２は、カソードがリアクトルＬ１に接続され、アノードが平滑用負側コンデンサＣ３の低電位側の端部及びインバータ回路３２の負極と接続され、負側の電流を整流する。
【００３１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング動作により、太陽電池１１０から入力された直流の電圧（例えば２００Ｖ）を所定の電圧（例えば３００Ｖ）に昇圧する。
【００３２】
インバータ回路３２は、スイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５や、リアクトルＬ２，Ｌ３、コンデンサＣ４を備えている。インバータ回路３２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１から入力さ
れた直流電力を交流電力に変換し、分電盤４０を介して商用電力系統や負荷装置へ交流電力を出力する。
【００３３】
スイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５は、ブリッジを形成している。例えば、スイッチング素子Ｓ２とスイッチング素子Ｓ３がインバータ回路３２の正負極間に接続され、これらスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３と並列にスイッチング素子Ｓ４とスイッチング素子Ｓ５がインバータ回路３２の正負極間に接続されている。リアクトルＬ２は、一端がスイッチング素子Ｓ４とスイッチング素子Ｓ５との間に接続され、他端がインバータ回路３２の出力端子の一つと接続されている。リアクトルＬ３は、一端がスイッチング素子Ｓ２とスイッチング素子Ｓ３との間に接続され、他端がリアクトルＬ２と別の出力端子と接続されている。コンデンサＣ４は、インバータ回路３２の出力端子間に接続されている。なお、インバータ回路３２は、この構成に限定されるものではなく、公知の他の構成を用いてもよい。例えば、本実施形態では、単相の例を示したが、二相や三相の構成であってもよい。
【００３４】
スイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５は、制御部３３によってスイッチングされる。例えば、制御部３３は、スイッチング素子Ｓ２とスイッチング素子Ｓ５をＯＮしたときに、スイッチング素子Ｓ４とスイッチング素子Ｓ３をＯＦＦした状態とする。また、制御部３３は、スイッチング素子Ｓ２とスイッチング素子Ｓ５をＯＦＦしたときに、スイッチング素子Ｓ４とスイッチング素子Ｓ３をＯＮした状態とする。制御部３３は、この状態を交互に繰り返すことでＤＣ／ＤＣコンバータ３１から入力された直流電力を交流電力に変換する。
【００３５】
次にＤＣ／ＤＣコンバータ３１の動作について説明する。図３は、スイッチング素子Ｓ１がＯＮのときの電流の流れを示す図、図４は、スイッチング素子Ｓ１がＯＦＦのときの電流の流れを示す図である。なお、図３，図４において、記号Ｖinは太陽電池１１０の電圧を示し、記号Ｎ１，Ｎ２は、それぞれリアクトルＬ１１，Ｌ１２のターン数を示し、記号Ｒは、インバータ回路３２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力側端子に接続された負荷を示している。また、図３，図４は、Ｎ１＝Ｎ２のときの電流の流れを示している。
【００３６】
制御部３３によりスイッチング素子Ｓ１がＯＮされたとき、太陽電池１１０からＤＣ／ＤＣコンバータ３１に入力された電流は、図３に示すように、スイッチング素子Ｓ１を介してリアクトルＬ１１に流れ、リアクトルＬ１１にエネルギーを蓄える。このとき、コンデンサＣ２，Ｃ３が放電することにより、コンデンサＣ２，Ｃ３から負荷Ｒに電流が流れる。故にリアクトルＬ１１に流れる電流は、リアクトルＬ１２側ではなく、タップＴ０から太陽電池１１０の負極へ流れる。
【００３７】
一方、制御部３３によりスイッチング素子Ｓ１がＯＦＦされたときには、図４に示すように、リアクトルＬ１１に蓄えられたエネルギーによって、電流が、リアクトルＬ１からダイオードＤ１を介して負荷Ｒへ流れ、更にダイオードＤ２を介してリアクトルＬ１へ流れる。また、リアクトルＬ１からの電流は、コンデンサＣ２，Ｃ３を充電する。このとき、正側コンデンサＣ２に印加される電圧をＶ１、負側コンデンサＣ３に印加される電圧をＶ２とすると、電圧Ｖ１，Ｖ２は、下記の式１、式２で示される値となる。なお、Ｄonは、スイッチング素子Ｓ１のデューティー比、即ちスイッチング素子Ｓ１の駆動時間のうちスイッチング素子Ｓ１がＯＮである時間の割合である。
【数１】
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式１・式２に示されるように、電圧Ｖ１は、リアクトルＬ１１の捲回数Ｎ１とリアクトルＬ１２の捲回数Ｎ２との比を電圧Ｖ２に乗じた値である。このため捲回数Ｎ１と捲回数Ｎ２が同じであれば、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２は、同じ値となる。即ち、Ｎ１＝Ｎ２とすると、Ｖ１＝Ｖ２となる。
【００３８】
そして、図２に示すように、アース４１に対する正極側ＤＣバス３８の電圧は、（Ｖ１＋Ｖ２）／２となり、アース４１に対する負極側ＤＣバス３９の電圧は、−（Ｖ１＋Ｖ２）／２となる。従って、Ｖ１＝Ｖ２の場合、正側コンデンサＣ２と負側コンデンサＣ３の間に接続された太陽電池１１０の負極の電位は、アース４１の電位と等しくなる。ＰＩＤ現象は、例えば、太陽電池モジュール１のセルがｐ型半導体を用いたものである場合、フレームに対する電位（対地電位）が負となることによって発生する為、太陽電池１１０の負極の電位をアース４１の電位と等しくすることで、ＰＩＤ現象による性能低下を防止できる。
【００３９】
更に、本実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、スイッチング素子Ｓ１のデューティ比の設定によって、太陽電池１１０から入力される電圧を昇圧する構成をとることも、降圧する構成をとることもできる。例えば、リアクトルＬ１，Ｌ２の捲回数Ｎ１，Ｎ２を同じとし、デューティ比Ｄonを１／３とした場合、式１より、電圧Ｖ１は太陽電池１１０からの入力電圧Ｖinの１／２となる。同様にデューティ比Ｄonを１／３とした場合、式２より、電圧Ｖ２は太陽電池１１０からの入力電圧Ｖinの１／２となる。即ち、Ｖin＝Ｖ１＋Ｖ２となる。
【００４０】
図５は、デューティ比Ｄonを１／３とした例を示す図であり、図５（Ａ）は、ダイオードＤ２を通る電流の波形、図５（Ｂ）は、ダイオードＤ１を通る電流の波形、図５（Ｃ）は、リアクトルＬ１２を通る電流の波形、図５（Ｄ）は、リアクトルＬ１１を通る電流の波形、図５（Ｅ）は、出力電圧Ｖ１＋Ｖ２を示す。また、図５の例では、入力電圧Ｖinを２５０Ｖ、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング周波数を２０ｋＨｚとしている。このように入力電圧Ｖinを２５０Ｖ、デューティ比Ｄonを１／３とした場合、出力電圧Ｖ１＋Ｖ２も２５０Ｖとなり、入力電圧Ｖinと等しくなる。
【００４１】
また、Ｖ１＝Ｖ２とし、Ｄon＞１／３とした場合、式１，式２から出力電圧Ｖ１＋Ｖ２が入力電圧Ｖinより大きくなる。即ち、Ｖin＜Ｖ１＋Ｖ２となり、入力電圧Ｖinを昇圧できる。
【００４２】
図６は、デューティ比Ｄonを０．３７５とした例を示す図であり、図６（Ａ）は、ダイオードＤ２を通る電流の波形、図６（Ｂ）は、ダイオードＤ１を通る電流の波形、図６（Ｃ）は、リアクトルＬ１２を通る電流の波形、図６（Ｄ）は、リアクトルＬ１１を通る電流の波形、図６（Ｅ）は、出力電圧Ｖ１＋Ｖ２を示す。図６の例においても図５の例と同じく、入力電圧Ｖinを２５０Ｖ、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング周波数を２０ｋＨｚとしている。このように入力電圧Ｖinを２５０Ｖ、デューティ比Ｄonを０．３７５とし
た場合、出力電圧Ｖ１＋Ｖ２が３００Ｖとなり、入力電圧Ｖinよりも高くなる。
【００４３】
また、Ｖ１＝Ｖ２とし、Ｄon＜１／３とした場合、式１，式２から出力電圧Ｖ１＋Ｖ２が入力電圧Ｖinより小さくなる。即ち、Ｖin＞Ｖ１＋Ｖ２となり、入力電圧Ｖinを降圧できる。
【００４４】
図７は、デューティ比Ｄonを０．２７３とした例を示す図であり、図７（Ａ）は、ダイオードＤ２を通る電流の波形、図７（Ｂ）は、ダイオードＤ１を通る電流の波形、図７（Ｃ）は、リアクトルＬ１２を通る電流の波形、図７（Ｄ）は、リアクトルＬ１１を通る電流の波形、図７（Ｅ）は、出力電圧Ｖ１＋Ｖ２を示す。図７の例では、入力電圧Ｖinを４００Ｖ、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング周波数を２０ｋＨｚとしている。このように入力電圧Ｖinを４００Ｖ、デューティ比Ｄonを０．２７３とした場合、出力電圧Ｖ１＋Ｖ２が約３００Ｖとなり、入力電圧Ｖinよりも低くなる。
【００４５】
このように本実施形態の電源システム１００では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１が入力電圧Ｖinを昇圧する構成をとることも、入力電圧Ｖinを降圧する構成をとることもできるため、設計の自由度が向上する。即ち、太陽電池１１０のモジュール数や系統側の要求仕様に応じて、入力電圧Ｖinを所定の電圧に変換する構成とすることができる。
【００４６】
また、特許文献１のパワーコンディショナは、入力電圧を昇圧してインバータに供給する構成となっており、入力電圧を降圧することはできないが、本実施形態のパワーコンディショナ３０はスイッチング素子Ｓ１のデューティ比Ｄonの設定によって降圧する構成をとることが可能である。これにより例えば太陽電池１１０からの入力電圧Ｖinを高くした場合であってもＤＣ／ＤＣコンバータ３１で降圧することにより、電力変換効率の低下を抑制することができる。
【００４７】
上述した本発明の実施形態及び変形例はあくまでも例示に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。また、上述した実施形態及び変形例において示した特徴的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当然にその組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  太陽電池モジュール
１０  太陽電池ストリング
３０  パワーコンディショナ
３１  コンバータ
３２  インバータ回路
３３  制御部
４０  分電盤
４１  アース
１００  電源システム
１１０  太陽電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図９】
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