(57)【要約】【課題】分散型電源と受電対象との間に介在する電力供給装置の効率を高くする。【解決手段】分散型電源１０に並列接続される電気二重層コンデンサ２０ａに入力側を接続して入力電力を入力し、出力側を交流電力系統６０に接続して出力電力を出力する電力供給装置１は、スイッチ部３０ａと、電力トランスと４０ａと、スイッチの導通・切断を制御する制御部５０ａと、を備える。制御部５０ａは、入力側の入力電圧が所定最低入力電圧以上である場合にスイッチの導通時間を制御し２次巻線Ｎ２から得られる出力電力を交流電力系統６０に対して供給する電力供給処理を開始し、スイッチ部の伝送する伝送電力が所定電力未満である場合にスイッチを切断して電力供給処理を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然環境に応じて発電電力が変化する分散型電源と前記分散型電源からの電力の供給がない場合においても少なくとも所定時間の間は所定電力を供給し続けても両端の電圧が所定電圧までは減少しない静電容量を有するコンデンサとの並列接続回路に入力側を接続して入力電力を入力し、出力側を受電対象に接続して出力電力を出力する電力供給装置であって、
前記電力供給装置は、
前記入力側に接続されるスイッチ部と、
前記スイッチ部によって断続された電力を入力する１次巻線と前記出力側に接続される２次巻線とを有する電力トランスと、
前記スイッチ部のスイッチの導通・切断を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記入力側の入力電圧が所定最低入力電圧以上である場合に前記スイッチの導通時間を制御し前記２次巻線から得られる出力電力を前記受電対象に対して供給する電力供給処理を開始し、
前記スイッチ部の伝送する伝送電力が前記所定電力未満である場合に前記スイッチを切断して前記電力供給処理を停止する、
電力供給装置。
【請求項２】
前記電力供給装置は、
複数個の前記電気二重層コンデンサの各々に接続される複数個の前記スイッチ部と、
前記複数個の各々のスイッチ部によって断続された電力の各々を入力する複数個の１次巻線を有し、
前記制御部は、
前記入力電圧が前記所定最低入力電圧以上である、前記複数個の中の一のスイッチ部のみを選択する選択処理をおこない、
前記電力供給処理を開始し、前記電力供給処理を停止した後に、
再び、前記選択処理に戻る一連の処理を繰り返す請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記所定出力電力の大きさを制御して前記入力電圧を定格電圧の範囲内の任意の電圧となるようにする、請求項１または請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記受電対象は、交流電力系統であり、
前記制御部は、
さらに、前記交流電圧系統に対して供給する電流を前記交流電圧系統の電圧の相似形とする制御をする、請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記受電対象は、
直流電力系統である、請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項６】
前記受電対象は、
並列接続される直流負荷と蓄電器とである、請求項３に記載の電力供給装置。
【請求項７】
前記受電対象は、直流負荷であり、
前記制御部は、
前記負荷に供給する出力電圧を所定直流電圧に制御する、請求項１または請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項８】
前記コンデンサが、電気二重層コンデンサまたはリチウムイオンキャパシタである請求項１ないし請求項７の１項に記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化を防止する観点から太陽光や風力を用いて発電する分散型電源に対する期待が増大している。分散型電源とは電力供給の一形態であり、比較的小規模な発電装置を消費地近くに分散配置して電力の供給をおこなう方式のことである。太陽光を用いる太陽電池、風力を用いる風力発電機は、発電電力が環境に大きく左右されるという特徴がある。このような自然環境依存性が高い分散型電源で発電した電力は、電力を受け取る対象（受電対象）に対して送電される。受電対象は、交流電力系統、直流電力系統、家庭用電気機器、産業機器がある。交流電力系統は従来からの社会インフラである。交流電力系統と分散型電源との関係は近年深まっており、分散型電源からの電力を交流電力系統を介して買取る制度が現在推進されている。直流電力系統は将来の社会インフラとしての期待が高まっている。電気機器（家庭用電気機器、産業機器等）の分野では、高性能化、小型化の要請の結果、半導体を用いたスイッチング電源回路および電動機のインバータ制御技術が普及しており、最新の電気機器の多くは交流電力のみならず直流電力でも動作する。
【０００３】
一方、地球人口の増大とともに年々、消費電力量は増大している。これに対処する方法として、大型の発電所と損失の大きい送電網に頼るよりは、消費地近くの分散型電源からの電力の活用がより有効であるとする提案がある。また、電力機器の電力効率を向上させて電力損失を低減することが、消費電力量の増大に対処する良策であるとの提案もある。
【０００４】
分散型電源に関係する従来の技術としては、太陽電池と交流電源系統との間にパワーコンディショナを介在させ、このパワーコンディショナの出力を日射量の多少にかかわらず電力を安定制御する技術が提案されている（特許文献１を参照）。また、複数の入力電源を効率よく単一出力として取り出すことができ、しかも入力電源の加算方法と制御方法の自由度が大きいＤＣ−ＤＣコンバータの技術が提案されている（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７１９９５号公報
【特許文献２】特開平５−２６８７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように分散型電源からの電力の活用に大きな期待が生まれている反面、分散型電源は、自然環境に応じて発電電力量が大きく変動するという問題がある。従って発電電力量が安定しない分散型電源と、受電対象との間に介在するインターフェイスである電力供給装置の性能が不十分であると分散型電源からの電力を有効に活用できない。すなわち、電力供給装置の電力効率が悪いと無駄に電力が損失される。そこで、分散型電源で発電した電力を効率よく、受電対象に供給する技術が切望されている。
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決し、分散型電源と受電対象との間に介在する効率が高い電力供給装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電力供給装置は、自然環境に応じて発電電力が変化する分散型電源と前記分散型電源からの電力の供給がない場合においても少なくとも所定時間の間は所定電力を供給し続けても両端の電圧が所定電圧までは減少しない静電容量を有するコンデンサとの並列接続回路に入力側を接続して入力電力を入力し、出力側を受電対象に接続して出力電力を出力する電力供給装置であって、前記電力供給装置は、前記入力側に接続されるスイッチ部と、前記スイッチ部によって断続された電力を入力する１次巻線と前記出力側に接続される２次巻線とを有する電力トランスと、前記スイッチ部のスイッチの導通・切断を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記入力側の入力電圧が所定最低入力電圧以上である場合に前記スイッチの導通時間を制御し前記２次巻線から得られる出力電力を前記受電対象に対して供給する電力供給処理を開始し、前記スイッチ部の伝送する伝送電力が前記所定電力未満である場合に前記スイッチを切断して前記電力供給処理を停止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電力供給装置によれば、スイッチ部の伝送する伝送電力が所定電力未満である場合にスイッチを切断して電力供給処理を停止するので高効率で動作し、電力損失が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態を示す図である。
【図２】制御部のブロック図である。
【図３】第１の実施形態のスイッチ部の動作を中心に説明するタイミングチャートである。
【図４】電力供給装置が交流電力系統に対して電力を供給する際の入力電力と効率との関係を示す図である。
【図５】第１の実施形態の電力供給装置の制御部の中央演算装置がおこなう処理を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態の電力供給装置の第１の実施例を示す図である。
【図７】第１の実施形態の電力供給装置の第２の実施例を示す図である。
【図８】第２の実施形態を示す図である。
【図９】第２の実施形態の第１の電力供給ブロックのスイッチ部および第２の電力供給ブロックのスイッチ部の動作を中心に説明するタイミングチャートである。
【図１０】第２の実施形態の電力供給装置の制御部の中央演算装置がおこなう処理を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態の変形を示す図である。
【図１２】第３の実施形態を示す図である。
【図１３】第３実施形態のスイッチ部の動作を中心に説明するタイミングチャートである。
【図１４】第３の実施形態の変形を示す図である。
【図１５】第３の実施形態の別の変形を示す図である。
【図１６】第４の実施形態を示す図である。
【図１７】第４の実施形態の電力供給装置の制御部の中央演算装置がおこなう処理を示すフローチャートである。
【図１８】第４の実施形態の変形を示す図である。
【図１９】第４の実施形態の別の変形を示す図である。
【図２０】第５の実施形態を示す図である。
【図２１】第５の実施形態の変形を示す図である。
【図２２】第６の実施形態を示す図である。
【図２３】第６の実施形態の電力供給装置の制御部の中央演算装置がおこなう処理を示すフローチャートである。
【図２４】第６の実施形態の変形を示す図である。
【図２５】第６の実施形態の変形の電力供給装置の制御部の中央演算装置がおこなう処理を示すフローチャートである。
【図２６】１次側回路についての実施形態の変形である。
【図２７】１次側回路についての実施形態の別の変形である。
【図２８】実施形態の２次側の電流センサを示す図である。
【図２９】実施形態の効率演算処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態の電源装置は、自然環境に応じて発電電力が変化する分散型電源と分散型電源からの電力の供給がない場合においても少なくとも所定時間の間は所定電力を供給し続けても両端の電圧が所定電圧までは減少しない静電容量を有するコンデンサとの並列接続回路に入力側を接続して入力電力を入力し、出力側を受電対象に接続して出力電力を出力する電力供給装置である。電力供給装置は、入力側に接続されるスイッチ部と、スイッチ部によって断続された電力を入力する１次巻線と出力側に接続される２次巻線とを有する電力トランスと、スイッチ部のスイッチの導通・切断を制御する制御部と、を備える。制御部は、電力供給装置の入力側の電圧である入力電圧が所定最低入力電圧以上である場合にスイッチの導通時間を制御し２次巻線から得られる出力電力を受電対象に対して供給する電力供給処理を開始し、スイッチ部の伝送する伝送電力が所定電力未満である場合にスイッチを切断して電力供給処理を停止する（すべての実施形態）。
【００１２】
また、電力供給装置は、複数個のスイッチ部と、複数個の１次巻線を有するようにしても良い。この場合には、分散型電源と電気二重層コンデンサとを複数個備え、各々の分散型電源と各々の電気二重層コンデンサとを並列接続し、各々のスイッチ部の入力側に電力を供給する。制御部は、入力電圧が所定最低入力電圧以上である、複数個の中の一のスイッチ部のみを選択する選択処理をおこない、電力供給処理を開始し、伝送電力が所定電力未満となったときに電力供給装置における電力供給処理を停止した後に、再び、選択処理に戻る一連の処理を繰り返す（第２の実施形態、第２の実施形態の変形、第３の実施形態の変形、第３の実施形態の別の変形、第４の実施形態の変形、第５の実施形態の変形、第６の実施形態の変形）。
【００１３】
また、制御部は、所定電力の大きさを制御して入力電圧を定格電圧の範囲内の任意の電圧としても良い（第１の実施形態、第２の実施形態、第２の実施形態の変形、第３の実施形態、第３の実施形態の変形、第３の実施形態の別の変形、第４の実施形態、第４の実施形態の変形、第４の実施形態の別の変形、第５の実施形態、第５の実施形態の変形）。
【００１４】
受電対象は、交流電力系統であっても良く、制御部は、電力供給装置から供給する電流を交流電圧系統の電圧の相似形とする制御をしても良い（第１の実施形態、第２の実施形態、第２の実施形態の変形、第３の実施形態、第３の実施形態の変形、第３の実施形態の別の変形）。
【００１５】
受電対象は、直流電力系統であっても良く（第４の実施形態、第４の実施形態の変形、第４の実施形態の別の変形）、並列接続される直流負荷と蓄電器とであっても良い（第５の実施形態、第５の実施形態の変形）。
【００１６】
また、受電対象は、直流負荷であっても良く、制御部は、負荷に供給する出力電圧を所定直流電圧とする制御をしても良い（第６の実施形態、第６の実施形態の変形）。
【００１７】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態を示す図である。
【００１８】
第１の実施形態の電力供給装置である電力供給装置１は、図１において、分散型電源１０と交流電力系統６０を除く構成部である。電力供給装置１は、分散型電源１０で得られる電力を交流電力系統６０に対して供給する。
【００１９】
ここで、分散型電源１０は、主として自然エネルギを電力に変換する電源であり、例えば、太陽電池、風力発電機である。太陽電池、風力発電機等を用いる分散型電源１０の特徴は、交流電力系統６０に対して供給可能な発電電力量が、自然環境に依存することである。例えば、分散型電源１０が太陽電池である場合には、発電電力量は太陽電池に照射される太陽光量に依存する。太陽光量は長期的には季節（日照時間、太陽光の太陽電池のパネルに対する入射角度）、短期的には日毎、時間毎の雲の量に依存する。また、分散型電源１０が風力発電機である場合には、発電電力量は風力発電機を回転させる風量に依存する。風量は、長期的には季節（季節特有の気圧配置）、短期的には日毎、時間毎の局地的な風量に依存する。
【００２０】
交流電力系統６０は、例えば、一般家庭で使用する単相100Vの商用の交流電力系統である。交流電力系統６０の特徴は、大電力送電網と大容量の交流発電機６１を備える点である。交流発電機６１は柱上トランスなどの複数のトランスを介して送電線の送電側の端末に備えられる。電力供給装置１と交流電力系統６０の接続点において、送電網は、例えば、分散型電源１０の1000倍以上の巨大な電力供給能力を有する。従って、分散型電源１０から交流電力系統６０に対して供給する電力量を分散型電源１０の側で変化させたとしても、交流電力系統６０に接続される図示しない他の機器および交流発電機６１にほとんど影響を与えない。
【００２１】
（第１の実施形態の電力供給装置の構成）
第１の実施形態の電力供給装置１は、電流センサ３６とスイッチ部３０ａと電力トランス４０ａと制御部５０とインダクタ３５と電圧センストランス５５とを備える。
【００２２】
分散型電源１０のスイッチ部３０ａの入力側は、電気二重層コンデンサ２０ａに対して並列に接続される。スイッチ部３０ａの出力側は、インダクタ３５を介して電力トランス４０ａの１次側巻線Ｎ１に並列に接続される。制御部５０ａは、電気二重層コンデンサの両端に発生する入力電圧ＶＩＮ、電力供給装置１の入力側に流れる入力電流ＩＩＮ、および交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣを入力し、これらに基づいてスイッチ制御信号ＣＳ１ないしスイッチ制御信号ＣＳ４を出力してスイッチ部３０ａを制御する。そして、電力トランス４０ａの２次側巻線Ｎ２を交流電力系統６０に対して並列に接続して、２次巻線側電流Ｉ２を交流電力系統６０に供給する。
【００２３】
分散型電源１０は、例えば、太陽電池、風力発電機である。太陽電池は電流源として機能し、風力発電機は電圧源として機能する点に若干の異なりはあるが、電力供給装置１の作用に大きな異なりはない。電流源であるか電圧源であるかによって作用に異なりが生じる点については個別に説明をする。
【００２４】
電気二重層コンデンサ２０ａは、電気二重層と呼ばれる固体と液体との界面に正負の電荷が蓄えられることを利用したエネルギー蓄積・供給デバイスであり、小形でファラド(F)単位の静電容量が得られるコンデンサである。電流源である太陽電池から電気二重層コンデンサ２０ａへ電流が供給されると電気二重層コンデンサの両端の入力電圧ＶＩＮは積算電流量に応じて上昇する。また、電圧源である風力発電機から電気二重層コンデンサ２０ａへ電流が供給されると入力電圧ＶＩＮは最終的には風力発電機の発電電圧まで上昇する。そして、電気二重層コンデンサ２０ａに1/2×Ｃ×ＶＩＮ２（単位：ジュール）のエネルギが蓄えられる。ここで、Ｃは電気二重層コンデンサ２０ａの容量である。
【００２５】
スイッチ部３０ａは、スイッチＳ１、スイッチＳ２、スイッチＳ３、スイッチＳ４を有する周知なるフルブリッジ接続である。以下の説明においては、まず、スイッチＳ１ないしスイッチＳ４は、双方向に流れる電流を切断し、双方向に流れる電流を導通するスイッチであるとして説明する。
【００２６】
電力トランス４０ａは、交流電力系統６０の周波数である50Hz（ヘルツ）または60Hzの正弦波で使用可能なトランスである。電力トランス４０ａは、１次側巻線Ｎ１と２次側巻線Ｎ２とを備える。
【００２７】
インダクタ３５はスイッチ部３０ａで発生する50kHz（キロヘルツ）〜100kHzのスイッチング周波数成分を除去する高周波除去フィルタとして機能し、50Ｈｚまたは60Ｈｚに対してはインダクタとしてはほとんど機能しない。電圧センストランス５５は、交流電力系統６０と電力供給装置１とを分離して感電を防止するとともに、制御部５０ａで処理可能な電圧値の交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣを発生するものである。電圧センストランス５５は、１次側巻線ＳＮ１と２次側巻線ＳＮ２とを備える。
【００２８】
図２は、制御部５０ａのブロック図である。
【００２９】
制御部５０ａは、中央演算装置(CPU: Central-Processing Unit）５０１、ラム（RAM）５０２、ロム（ROM）５０３、スイッチ部インターフェイス（I/O）５０４、２次側インターフェイス（I/O）５０５、入力電圧・電流インターフェイス（I/O）５０６、等の構成部を有しており、これらの各構成部は相互に情報のやり取りが可能となるようにバスラインに接続される。インターフェイス（I/O）５０４ないしインターフェイス（I/O）５０６の各インターフェイスは、入出力インターフェイスとして構成されているが、出力インターフェイスとしてのみ、または、入力インターフェイスとしてのみ使用することもできる。
【００３０】
制御部５０ａは、スイッチ制御信号ＣＳ１によってスイッチＳ１を制御し、スイッチ制御信号ＣＳ２によってスイッチＳ２を制御し、スイッチ制御信号ＣＳ３によってスイッチＳ３を制御し、スイッチ制御信号ＣＳ４によってスイッチＳ４を制御する。
【００３１】
（第１の実施形態の電力供給装置の動作）
図３は、第１実施形態のスイッチ部３０ａの動作を中心に説明するタイミングチャートである。
【００３２】
図３は、スイッチＳ１とスイッチＳ２とスイッチＳ３とスイッチＳ４と電流センサ３６で検出するトランス電流ＩＴとトランス電流ＩＴから検出する入力電流ＩＩＮと入力電圧ＶＩＮとの相互の関係を示す。図３の上段から順に、図３（ａ）はスイッチＳ１、スイッチＳ２が導通している時刻および時間、図３（ｂ）はスイッチＳ３、スイッチＳ４が導通している時刻および時間を示し、長方形部分が導通している時間を表す。図３（ｃ）はトランス電流ＩＴを示し、図３（ｄ）は入力電流ＩＩＮを示し、図３（ｅ）は電気二重層コンデンサ２０ａの両端の電圧である入力電圧ＶＩＮを示す。図３（ａ）ないし図３（ｄ）の各々の信号波形は、後述する制御部５０ａにおける処理によって生じる。ここで、２次巻線側電流Ｉ２＝（Ｎ１／Ｎ２）×トランス電流ＩＴである。（Ｎ１／Ｎ２）は、１次側巻線Ｎ１の巻数Ｎ１と２次側巻線Ｎ２の巻数Ｎ２との比である。
【００３３】
導通している時間の１個を代表して導通時間τで表す。スイッチＳ１ないしスイッチＳ４の導通・切断の繰り返し周期を周期ＴＳで表す。周期ＴＳは、例えば、スイッチング周波数が50kHzのときは20μsec、スイッチング周波数が100kHzのときの10μsecであり、実施形態においてはスイッチング周期は20μsecないし10μsecの範囲である。
【００３４】
トランス電流ＩＴは、インダクタ３５がなければ図３（ａ）、図３（ｂ）と同様の形状のパルス幅が変化する電流となるが、インダクタ３５の作用により平滑化され正弦波となる。トランス電流ＩＴは、後述する力率を１とする力率改善の処理の結果として交流電力系統６０の電圧波形と同じ周期ＴＡＣの正弦波の電流となる。周期ＴＡＣは、例えば、交流電力系統６０の周波数が50Hz（ヘルツ）のときは20msec（ミリ秒）、60Hzのときは16.67msecである。入力電流ＩＩＮは、トランス電流ＩＴの絶対値であり、一方向に流れる電流である。
【００３５】
実施形態において周期ＴＳが20μsec、周期ＴＡＣが20msecのときは、周期ＴＡＣ／周期ＴＳ＝1000（個）、周期ＴＡＣ／２に対して500（個）の周期ＴＳが対応する。よって、周期ＴＡＣ／２の間に500個のパルス幅信号（ＰＷＭ信号：ピーダブリュエム信号）が存在するが、図３においては、見易くするために、500個のパルス幅信号を10個のパルス幅信号（導通時間τが0のパルス幅信号も含む）に置き替えて動作の説明をしている。
【００３６】
スイッチＳ１とスイッチＳ２とは同時に導通し、同時に切断する。スイッチＳ３とスイッチＳ４とは同時に導通し、同時に切断する。スイッチＳ１とスイッチＳ２とが導通するときはスイッチＳ３とスイッチＳ４とは切断し、スイッチＳ３とスイッチＳ４とが導通するときはスイッチＳ１とスイッチＳ２とは切断する。そして、スイッチＳ１とスイッチＳ２とが同時に導通する場合に、スイッチＳ１、１次側巻線Ｎ１、インダクタ３５、スイッチＳ２の順の方向に流れる電流路（第１の電流路）が周期ＴＳ毎に導通の時間τ（パルス幅）を変えながら周期ＴＡＣの半周期に渡り形成される。一方、スイッチＳ３とスイッチＳ４とが同時に導通する場合に、スイッチＳ３、インダクタ３５、１次側巻線Ｎ１、スイッチＳ４の順の方向に流れる電流路（第２の電流路）が周期ＴＳ毎に導通の時間τを変えながら周期ＴＡＣの他の半周期に渡り形成される。ここで、導通時間τの変化範囲は、0からＴＳまでである。
【００３７】
スイッチＳ１とスイッチＳ２の導通する導通時間τに応じて第１の電流路を流れる電流の大きさが定まり、スイッチＳ３とスイッチＳ４の導通する導通時間τに応じて第２の電流路を流れる電流の大きさが定まる。第１の電流路を流れる電流および第２の電流路を流れる電流のいずれもが、第１の電流路および第２の電流路に含まれる高周波除去フィルタとして機能するインダクタ３５の作用によって周期ＴＳに対応する周波数以上の高周波成分は減衰せられる。そして、電力トランス４０ａに周期ＴＡＣの正弦波電流であるトランス電流ＩＴを流すように、制御部５０ａはスイッチ部３０ａを制御する。
【００３８】
次に、制御部５０ａがどのようにして所望の入力電流ＩＩＮを流す制御をおこなうかについて説明をする。
【００３９】
交流電力系統電圧ＶＡＣと２次巻線側電流Ｉ２、すなわちトランス電流ＩＴとが相似形であれば、力率１で電力供給装置１から交流電力系統６０に電力を供給することができる。ここで、力率１の場合には、無効電力が発生せず電力供給装置１の効率および交流電力系統６０における送電効率を高くすることができる。
【００４０】
制御部５０ａは、スイッチ部３０ａのスイッチＳ１ないしスイッチＳ４を制御して力率１を保つようなトランス電流ＩＴを以下のアルゴリズムに従いフィードバックループを用いて発生させる。
【００４１】
制御部５０ａの中央演算装置５０１は、ロム５０３に格納されたソフトウエアを用いて（数１）の演算をおこなう。
【００４２】
τ＝ＫＧ×(｜ＳＶＡＣ|−|ＫＩ×ＩＴ｜)・・・・・・（数１）
【００４３】
τはスイッチＳ１とスイッチＳ２の導通時間τまたはスイッチＳ３とスイッチＳ４の導通時間τである。｜ＳＶＡＣ｜は、電圧センストランス５５から検出する交流電力系統電圧ＶＡＣに応じた交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣの絶対値である。定数ＫＩはトランス電流ＩＴの振幅の大きさを設定するための定数である。定数ＫＧはフィードバックループのゲインを定める定数であり、ゲイン最適化のための位相補償特性を含む。
【００４４】
フィードバックループの作用によって｜ＳＶＡＣ|−|ＫＩ×ＩＴ｜＝0とするように、各々のスイッチの導通時間τは時刻とともに変化する。このようにして制御部５０ａは、トランス電流ＩＴの絶対値を交流電力系統電圧ＶＡＣの絶対値の相似形とする制御、すなわち力率１とする制御をおこなう。定数ＫＩの値を小さくしてトランス電流ＩＴの振幅を大きくすることができ、定数ＫＩの値を大きくしてトランス電流ＩＴの振幅を小さくすることができる。（数１）において絶対値の演算をおこなったのは、交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣの正、負の極性によらず制御系をフィードバックループとして動作させるためである。
【００４５】
（数２）は、交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣが正なら1、交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣが負なら-1となる表記であり、極性を検出する演算である。
【００４６】
Ｓｉｇｎ（ＳＶＡＣ）・・・・・・・・・・・・・・（数２）
【００４７】
（数２）の演算の結果が１であればスイッチＳ１とスイッチＳ２の導通する導通時間τを制御するスイッチ制御信号ＣＳ１とスイッチ制御信号ＣＳ２とを出力し、（数２）の演算の結果が−1であればスイッチＳ３とスイッチＳ４の導通する導通時間τを制御するスイッチ制御信号ＣＳ３とスイッチ制御信号ＣＳ４とを出力する。このようにして、制御部５０ａは、交流電力系統電圧ＶＡＣの極性に応じて電力供給装置１から出力する２次巻線側電流Ｉ２の極性の正負を切り替えて交流電力系統６０に力率１となるようにして電力を供給する。
【００４８】
（第１の実施形態の要部）
図４は、電力供給装置１が交流電力系統６０に対して電力を供給する際の入力電力ＰＩＮ（実効値）と効率ηとの関係を示す図である。
【００４９】
図４の意味するところは、入力電力ＰＩＮが小さいときには、スイッチ部３０ａのスイッチング損、インダクタ３５および電力トランス４０ａにおけるヒステリシス損が支配的となり効率ηは悪い。また、入力電力ＰＩＮが大きいときには、スイッチ部３０ａの電流損、インダクタ３５および電力トランス４０ａにおける電流損が支配的となり効率ηは悪い。図４から見て取れるように効率が最も良い領域は、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１から電力Ｐ２の範囲である。
【００５０】
（数３）で表される入力電力ＰＩＮは電力供給装置１の入力側に供給される実効電力Ｒｅである。（数４）で表される出力電力ＰＯＵＴは、電力供給装置１が交流電力系統６０に対して供給する実効電力Ｒｅである。実効電力を得るための積分期間は通常は周期ＴＡＣであるが、実効値を得る演算時間の短縮のため実施形態では以下の演算をおこなっている。交流電力である出力電力ＰＯＵＴは、電圧波形および電流波形が正弦波であることと、力率１であるので（電圧×電流）の積は常に正であることから、積分期間として周期ＴＡＣ／２を用いている。入力電力ＰＩＮについては、電気二重層コンデンサ２０ａの容量が大きいので周期ＴＡＣよりも長時間、入力電圧ＶＩＮが一定電圧であるとみなして積分期間をより自由に選択することも可能ではあるが、中央演算装置５０１における処理を簡略化するために、出力電力ＰＯＵＴの積分期間に合わせた演算をおこなっている。
【００５１】
2015033209.tif 000003
【００５２】
効率ηは（数５）で表される。
【００５３】
η＝ＰＯＵＴ／ＰＩＮ・・・・・・・・・・・・（数５）
【００５４】
入力電流ＩＩＮとトランス電流ＩＴとの関係は、（数６）で表される。
【００５５】
ＩＩＮ＝｜ＩＴ｜・・・・・・・・・・・・・（数６）
【００５６】
（数６）で表される入力電流ＩＩＮ（図３（ｄ）を参照）は、トランス電流ＩＴ（図３（ｃ）を参照）の絶対値である。２次巻線側電流Ｉ２は、力率１では、交流電力系統電圧ＶＡＣと同位相の正弦波である。２次巻線側電流Ｉ２＝（Ｎ１／Ｎ２）×トランス電流ＩＴであるので、２次巻線側電流Ｉ２は図３（ｃ）に示すトランス電流ＩＴと相似形である。
【００５７】
電力供給装置１の（数５）で表される効率ηと分散型電源１０から電力供給装置１に供給される入力電力ＰＩＮとの関係について、分散型電源１０が太陽電池である場合を例にして説明をする。
【００５８】
太陽電池に照射される太陽光が雲により遮られる場合、太陽電池に照射される太陽光の入射角度が小さい場合には、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１よりも下回ることもある。このような場合には、電力供給装置１の効率ηが悪くなり電力損失が大きい。そこで、制御部５０ａは、無駄な電力損失を生じないように入力電力ＰＩＮを0にする制御をおこなう。
【００５９】
入力電力ＰＩＮを0にする制御は、第１の電流路および第２の電流路を形成されないようにして電力トランス４０ａに流れる電流を切断する。スイッチ部３０ａのスイッチＳ１またはスイッチＳ２の少なくともいずれかを切断とすれば第１の電流路は形成されない。また、スイッチＳ３またはスイッチＳ４の少なくともいずれかを切断とすれば第２の電流路は形成されない。
【００６０】
第１の電流路および第２の電流路が形成されない状態においては、太陽電池からの電流は電気二重層コンデンサ２０ａのみに流入して入力電圧ＶＩＮは上昇し、1/2×Ｃ×ＶＩＮ２で表されるエネルギの量は増加する。制御部５０ａは、入力電圧ＶＩＮを監視し、入力電圧ＶＩＮが予め定める所定電圧に達すると再びスイッチＳ１ないしスイッチＳ４の制御を開始して電力Ｐ１ないし電力Ｐ２の範囲の入力電力ＰＩＮを電気二重層コンデンサ２０ａからスイッチ部３０ａに供給する。
【００６１】
（第１の制御方法）
電力供給装置１が電力Ｐ１以上の入力電力ＰＩＮを維持できるかどうかは、交流電力系統６０に対して実際に電力を供給しながら（数３）を演算しなければ分からない。つまり、電力供給装置１を動作させる前にはそのことを知ることが原則としてはできない。この原則によれば、電力供給装置１の動作を開始する契機を知り得ないこととなる。
【００６２】
しかしながら、電力Ｐ１以上の入力電力ＰＩＮを維持できるか否かを電力供給装置１の動作の開始以前に知ることができなければ、電力供給装置１が動作を停止した後、例えば、一定時間経ると必ず、電力供給装置１を動作させ交流電力系統６０に電力を供給する試し運転をしなければならない。試し運転においては、電力供給装置１の伝送する電力が電力Ｐ１以上であるとは限らず、結果として電力供給装置１を高効率に動作させることができない。そこで、電気二重層コンデンサ２０ａに蓄積されている1/2×Ｃ×ＶＩＮ２で表されるエネルギの蓄積量が所定量以上、つまり、入力電圧ＶＩＮが所定電圧以上である場合に、電力供給装置１が電力供給を開始するための条件（開始条件）を満たすと判断するようにしている。
【００６３】
開始条件を満たす予め定める入力電圧ＶＩＮを最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮと定義する。この最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮは、絶対最大定格電圧よりも低い電圧に設定する。絶対最大定格電圧は、一般の電気装置においても電力供給装置１と同様に定められている故障をすることなく動作することを保証する電圧である。絶対最大定格電圧はスイッチ部３０ａの耐圧電圧等々で定められ、さらに、組み合わせる電気二重層コンデンサ２０ａの耐圧電圧によっても定められることがある。
【００６４】
電力供給装置１の動作の開始の契機を定める最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮは、絶対最大定格電圧よりも低い入力電圧ＶＩＮとなるよう適宜に定め得る。また、電力供給装置１から電力Ｐ１以上の電力を所定時間以上取り出せるような入力電圧ＶＩＮを実機による実験によって見出すことによっても容易に最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮを定めることができる。
【００６５】
要するに、電力供給装置１は以下のようにして受電対象である交流電力系統６０に電力を供給する。制御部５０ａは、入力側の入力電圧ＶＩＮが所定最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ以上である場合にスイッチＳ１ないしスイッチＳ４の導通時間を制御し２次巻線から得られる出力電力を交流電力系統６０に対して供給する電力供給処理を開始し、スイッチ部３０ａの伝送する伝送電力が所定電力（電力Ｐ１）未満である場合にスイッチを切断して電力供給処理を停止する。このようにすれば、電力供給装置１を入力電力ＰＩＮを電力Ｐ１以上として高い効率で動作させることが可能である。
【００６６】
より具体的には、電力供給装置１は、入力電圧ＶＩＮが所定最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ以上となると電力の伝送を開始した後は以下のように動作する。（数１）の予め定める固定値である定数ＫＩの値に基づき電力Ｐ１以上の電力を供給するようにする。そして、（数３）に基づき入力電力ＰＩＮを演算し、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１を下回ると、電力供給装置１は交流電力系統６０に対する電力の供給を停止する。ここで、（数１）の定数ＫＩの値に基づき入力電流ＩＩＮを調整することができるので、電力Ｐ１以上を伝送できる定数ＫＩの固定値を予め定めておくことができる。また、入力電圧ＶＩＮが低下して来ると定数ＫＩの値にかかわらず電力Ｐ１以上を伝送できなくなる。
【００６７】
または、以下のように制御することもできる。入力電圧ＶＩＮが低下して入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１未満になりそうであれば、制御部５０ａが定数ＫＩの値を減じながら、電力Ｐ１以上の伝送電力をより長い時間維持することができる。定数ＫＩの値を減じても電力Ｐ１以上の伝送電力を維持できなくなれば電力供給装置１は交流電力系統６０に対する電力の供給を停止する。
【００６８】
電力供給装置１から交流電力系統６０に対して電力の供給を停止した後は、分散型電源１０から電気二重層コンデンサ２０ａに電流が流れ込み、電気二重層コンデンサ２０ａに蓄積される1/2×Ｃ×ＶＩＮ２で表されるエネルギが増大するので、次の電力供給の準備をすることができる。
【００６９】
このような制御が実施形態における原則的な制御であるが、利用価値の高い原則的な制御にも以下のような改善すべき点がある。電力供給装置１が電力伝送を開始する最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮが低すぎる場合には、短時間しか電力を交流電力系統６０に対して伝送できない場合もあり得る。また、交流電力系統６０に対する電力開始直後の入力電圧ＶＩＮの値が過大となる場合もあり得る。
【００７０】
このような原則的な制御をより改善するための、より高度の制御方法のいくつかについて以下に説明をする。
【００７１】
（第２の制御方法）
電力供給装置１は、一定の幅を有する定格電圧の中心点で動作させる場合において通常は効率が最も高い。この定格電圧の中心点を定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦと定義する。より高度の制御方法における定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦと最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮとの関係について説明をする。定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦと最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮとの関係は、（数７）から導かれる。
【００７２】
1/2×Ｃ×ＶＩＮＭＩＮ2≧Ｐ１×ＴＤ＋1/2×Ｃ×ＶＩＮＲＥＦ2・・・（数７）
【００７３】
（数７）の左辺は、最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮにおける電気二重層コンデンサ２０ａの蓄積エネルギである。（数７）の右辺のＰ１×ＴＤは、電気二重層コンデンサ２０ａに対して分散型電源１０からの電力の供給がない場合において、時間ＴＤの間、電力供給装置１に対し電力Ｐ１を入力した場合における減少エネルギである。また、1/2×Ｃ×ＶＩＮＲＥＦ2は定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦにおけるエネルギである。（数７）の意味するところは、（数７）の条件を満たせば、最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮにおいて電力供給装置１の動作を開始し、電力Ｐ１を電力供給装置１に入力し続ければ分散型電源１０からの電力の供給がない場合においても時間ＴＤが経過するまでは電気二重層コンデンサ２０ａの両端の電圧は定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦまでは減少しないということである。（数８）は（数７）の条件から導かれる時間ＴＤの値である。
【００７４】
ＴＤ≧｛Ｃ／（２×Ｐ１）｝×（ＶＩＮＭＩＮ2−ＶＩＮＲＥＦ2）・・・（数８）
【００７５】
（数８）によって、制御部５０ａは、電力供給装置１が電力Ｐ１の入力電力ＰＩＮを時間ＴＤ以上維持することができるかどうかを電力供給装置１を動作させる前に入力電圧ＶＩＮの値によって判断することができる。分散型電源１０からの電力の供給がない場合においても電力供給装置１を少なくとも時間ＴＤの間、動作させ短時間で動作と停止とを繰り返すことを防止してより効率を向上させるという観点から、時間ＴＤは適宜に定め得る時間である。この裏返しが上述したように、電気二重層コンデンサ２０ａは、分散型電源１０からの電力の供給がない場合においても少なくとも時間ＴＤの間は電力Ｐ１を電力供給装置１に入力し続けても電気二重層コンデンサ２０ａの両端の電圧が定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦまでは減少しない容量（静電容量）を有するものでなければならないということである。電力供給装置１の動作後は入力電力ＰＩＮを刻々演算して正確に高効率で電力供給がされているか否かを判断することができる。
【００７６】
ここで、（数８）から明らかなように、時間ＴＤは、電気二重層コンデンサ２０ａの容量が大きくなる程長くなる。また、容量が大きくなる程、最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮが低くても時間ＴＤを長くできる。よって、まず、分散型電源１０からの電力の供給がない場合においても電力Ｐ１を電力供給装置１に入力し続けられる時間ＴＤを決め、入力電圧ＶＩＮＭＩＮを次に決め、さらに、電力Ｐ１を得るための定数ＫＩを定め、最後に（数８）に基づいて電気二重層コンデンサ２０ａの容量を定めることによって、最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮを過大な値とすることなく、かつ、効率を向上させるに必要なる連続動作の時間ＴＤを確保し高効率に電力供給装置１を動作させるという目的を達することができる。
【００７７】
電気機器は、一般的に定格電圧を定め、定格電圧の下限の定格下限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＩＮから定格電圧の上限の定格上限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＡＸまで定格に定める性能を保証している。従って、（数７）、（数８）における定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦを、定格下限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＩＮから定格上限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＡＸまでの間の任意の電圧に置き替えることもできる。（数８）から明らかなように、定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦを定格下限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＩＮに置き替える場合には時間ＴＤはより長いものとなる。また、定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦを定格上限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＡＸに置き替える場合には時間ＴＤはより短いものとなり、定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦを置き替える電圧に応じて時間ＴＤは変化する。
【００７８】
制御部５０ａは、入力側の入力電圧ＶＩＮが最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ以上である場合にスイッチの導通時間を制御し２次巻線から得られる出力電力を受電対象である交流電力系統６０に対して供給する電力供給処理を開始する。（数１）の定数ＫＩは、入力電流ＩＩＮの大きさを決定するので、電力Ｐ１＝（定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦ×入力電流ＩＩＮ）が成立するような定数ＫＩを予め設定しておけば、分散型電源１０からの電力供給がないとしても、電力供給装置１は効率を高く保ちながら、略、時間ＴＤの間は電力Ｐ１以上の電力を供給できることとなる。そして、スイッチ部３０ａの伝送する伝送電力が電力Ｐ１未満となれば、スイッチを切断して電力供給処理を停止する。
【００７９】
第２の制御方法の変形として、電力ＰＩＮが電力Ｐ１に近づいて来た場合には、定数Ｋ１を小さくし、電流ＩＩＮを増加させ、通常は、電力ＰＩＮが電力Ｐ１未満になることを防止できる。このようにすれば、さらに、長時間に渡り、電力供給装置１の効率を高く保ちながら電力Ｐ１以上の電力を伝送し続けることができる。そして、電流ＩＩＮを増加させても、電力ＰＩＮが増加しなくなった段階においてスイッチ部３０ａの伝送する伝送電力が電力Ｐ１未満となれば、スイッチを切断して電力供給処理を停止する。
【００８０】
第１の制御方法においては、最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮを適宜に定めた。例えば、実験によって最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮを定めた。一方、第２の制御方法は、（数７）に基づいて最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮを定めた。第２の制御方法によれば、電力供給装置１は効率を高く保ちながら、略、時間ＴＤの間は電力Ｐ１以上の電力を供給できるので、電力供給装置１の動作時間の予測性がより高くなるとともに、最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮを所望の値とするための電気二重層コンデンサ２０ａの容量を解析的に求めることによって電力供給装置１の動作の信頼性を高くすることができる。
【００８１】
（第３の制御方法）
さらに別の電力制御の方法として、電力Ｐ１が出力できなくなってから電力供給装置１のスイッチを切断して電力供給処理を停止するのではなく、動作に余裕を持たせ、電力Ｐ１の限界が来る前にスイッチを切断して電力供給処理を停止しても良い。処理が複雑であるので、フローチャートを参照して以下、説明をする。
【００８２】
図５は、第１の実施形態の電力供給装置１の制御部５０ａの中央演算装置５０１がおこなう処理を示すフローチャートである。
【００８３】
（制御処理のフローチャート）
図５を参照して、制御部５０ａの中央演算装置５０１がおこなう演算、制御について説明をする。中央演算装置５０１は、図５（ａ）のイニシャル処理のスタートからリターンまでの一連の処理と、図５（ｂ）の電力供給処理のスタートからリターンまでの一連の処理とを割込によって実行する。
【００８４】
中央演算装置５０１は、図５（ａ）のイニシャル処理のスタートからリターンまでの一連の処理を中央演算装置５０１のリセットの直後の割込、または電力供給処理でイニシャル処理の先頭番地が割込レジスタに書かれた直後の割込において実行する。中央演算装置５０１は、図５（ｂ）の電力供給処理のスタートからリターンまでの一連の処理を、割込レジスタに電力処理の先頭番地が書き込まれている場合に実行する。すなわち、イニシャル処理のみを実行する割込処理、電力供給処理のみを実行する割込処理、イニシャル処理に続いて電力供給処理を実行する割込処理の３種類がある。割込は、タイマー割込であり、割込の周期は周期ＴＳであるとして以下に説明をする。
【００８５】
（イニシャル処理）
図５（ａ）に示すイニシャル処理は、中央演算装置５０１をリセットした後、およびイニシャル処理の先頭番地を割込レジスタに書き込んだ後、次の割込によって割込レジスタに書かれたイニシャル処理の先頭番地から処理を実行することによって開始する。イニシャル処理は、電力供給処理における各々のパラメータを予め定める初期値にする処理、スイッチＳ１ないしスイッチＳ４のすべてを切断する処理、次の割込において実行する番地を割込レジスタに書き込む処理を含む。
【００８６】
ステップＳＴ１１において中央演算装置５０１は、予め定める初期値である最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮと定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦと定数ＫＧ（数１を参照）と定数ＫＩ（数１を参照）と規定電力ＰＲＥＦと微差ΔＫＩと微差ΔＰと電力Ｐ１とをロム５０３から読み出し中央演算装置５０１のレジスタに格納する。また、スイッチ制御信号ＣＳ１ないしスイッチ制御信号ＣＳ４のすべてをスイッチＳ１ないしスイッチＳ４が切断するように導通時間τ＝0に設定する。
なお、定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦを、上述したように定格下限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＩＮから定格上限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＡＸまでの間の任意の電圧に置き替えても良い。
【００８７】
最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮは、上述したように電気二重層コンデンサ２０ａに蓄えられているエネルギによって電力Ｐ１を電力供給装置１に時間ＴＤの間は供給可能であろうとして電力供給装置１の定格入力電圧の範囲内で予め設定する最低の電圧である。
定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦは、電力供給装置１の定格の範囲内の中心の入力電圧ＶＩＮである。
定数Ｋ１の初期値は、フィードバックループの作用によって周期ＴＳ毎に更新される。定数Ｋ１が収束するまでの短期間にスイッチに過大な電力が供給されることを防止するために最終的に収束すると予想される値よりも大きな値に設定する。
微差ΔＫＩは、ロムから読み出した定数Ｋ１の値を少しずつ変化させるための定数である。例えば、定数Ｋ１の初期値の1/100〜1/1000程度に設定する。
規定電力ＰＲＥＦの初期値は、電力Ｐ１以上であって電力Ｐ２未満の予め定める電力である。例えば、電力Ｐ１と電力Ｐ２との中間の値である。
微差ΔＰは、ロムから読み出した規定電力ＰＲＥＦの値を少しずつ変化させるための定数である。例えば、規定電力ＰＲＥＦの初期値の1/100〜1/1000程度に設定する。
【００８８】
ステップＳＴ１２において中央演算装置５０１は、入力電圧ＶＩＮが最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ以上であるか、未満であるかを判断する。入力電圧ＶＩＮが最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ以上である場合（Ｙｅｓ）には処理をステップＳＴ１３に移し、入力電圧ＶＩＮが最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ未満である場合（Ｎｏ）には処理をステップＳＴ１４に移す。
【００８９】
ステップＳＴ１３において中央演算装置５０１は、電力供給処理の先頭番地を割込レジスタに書き込み、イニシャル処理は終了する。
次の割込処理は、電力供給処理の先頭番地からスタートする。
【００９０】
ステップＳＴ１４において中央演算装置５０１は、イニシャル処理の先頭番地を割込レジスタに書き込み、イニシャル処理は終了する。
次の割込処理は、イニシャル処理の先頭番地からスタートする。
【００９１】
（電力供給処理）
電力供給処理においては、中央演算装置５０１は、電力供給装置１から交流電力系統６０に対して電力供給を次の割込においてもするか否かを割込毎に判断する。中央演算装置５０１は、電力供給の制御をする場合には、力率１を保つとともに入力電圧ＶＩＮを電力供給装置１の定格電圧の中心の電圧である定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦに保つようにするためのための入力電力ＰＩＮである規定電力ＰＲＥＦを自動設定する。規定電力ＰＲＥＦの範囲は、実施形態においては、電力Ｐ１から分散型電源１０の最大能力である電力Ｐ２までの間とする。この目的を達するために、中央演算装置５０１は、イニシャル処理で設定した初期値である、定数ＫＩと規定電力ＰＲＥＦとを、割込処理毎に更新し、更新した定数ＫＩと規定電力ＰＲＥＦとを更新してレジスタに格納する。中央演算装置５０１は、割込毎の電力制御の各種演算においてレジスタに格納された更新された定数ＫＩと規定電力ＰＲＥＦとを使用する。
【００９２】
ステップＳＴ１０１において中央演算装置５０１は、入力電圧・電流インターフェイス５０６を介して入力電圧ＶＩＮ（図３（ｅ）を参照）、入力電流ＩＩＮ（図３（ｄ）を参照）を取得する。また、２次側インターフェイス５０５を介して交流電力系統電圧ＶＡＣと相似形の交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣを取得する。
ここで、入力電圧・電流インターフェイス５０６（図２を参照）の図示しないハードウエアがトランス電流ＩＴ（図３（ｃ））の絶対値を検出して中央演算装置５０１は、入力電流ＩＩＮを得る。トランス電流ＩＴを取得した後、中央演算装置５０１で絶対値を得る演算をしても良い。
【００９３】
ステップＳＴ１０２において中央演算装置５０１は、（数１）に基づいてスイッチ導通の導通時間τを演算する。
【００９４】
ステップＳＴ１０３において中央演算装置５０１は、（数２）に基づき交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣの極性を演算する。
【００９５】
ステップＳＴ１０４において中央演算装置５０１は、スイッチ部インターフェイス５０４を介して、交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣの極性とスイッチ導通の導通時間τを反映するスイッチ制御信号ＣＳ１ないしスイッチ制御信号ＣＳ４を出力する。
スイッチ制御信号ＣＳ１ないしスイッチ制御信号ＣＳ４の各々によってスイッチ部３０ａのスイッチＳ１ないしスイッチＳ４の各々は制御される。
このようなステップＳＴ１０２ないしステップＳＴ１０４までの処理によって力率１を実現する。
【００９６】
ステップＳＴ１０５において中央演算装置５０１は、（数３）に基づき周期ＴＡＣ／２における実効電力である入力電力ＰＩＮを演算する。
原則的処理では、割込周期である周期ＴＳ毎に入力電圧ＶＩＮと入力電流ＩＩＮとの積を演算して、（（周期ＴＡＣ／２）／周期ＴＳ）回の割込毎に実効値である入力電力ＰＩＮを算出するところ、周期ＴＳの割込毎に入力電力ＰＩＮの算出の処理するために実施形態では以下のような演算をする。
周期ＴＳ毎に、（（周期ＴＡＣ／２）／周期ＴＳ）個の中の最も古いサンプリング時刻における入力電圧ＶＩＮと入力電流ＩＩＮとの積を捨てて、今回のサンプリング時刻における入力電圧ＶＩＮと入力電流ＩＩＮとの積を加算して平方根を得て移動実効値を求めて入力電力ＰＩＮを得る演算をする。
【００９７】
ステップＳＴ１０６において中央演算装置５０１は、入力電力ＰＩＮが規定電力ＰＲＥＦ以上であるか否かを判断し、入力電力ＰＩＮが規定電力ＰＲＥＦ以上である場合（Ｙｅｓ）には処理をステップＳＴ１０７に移し、入力電力ＰＩＮが規定電力ＰＲＥＦ未満である場合（Ｎｏ）には処理をステップＳＴ１０８に移す。
【００９８】
ステップＳＴ１０７において中央演算装置５０１は、定数ＫＩに微差ΔＫＩを加算して定数ＫＩの値をより大きくし、更新した定数ＫＩの値をレジスタに書き込む。
定数ＫＩの値をより大きくすると、力率１を保ちながら次の割込からトランス電流ＩＴ（すなわち、入力電流ＩＩＮ）を減少して、入力電力ＰＩＮは規定電力ＰＲＥＦに近づく（数１を参照）。
【００９９】
ステップＳＴ１０８において中央演算装置５０１は、定数ＫＩから微差ΔＫＩを減算して定数ＫＩの値をより小さくし、更新した定数ＫＩの値をレジスタに書き込む。
定数ＫＩの値をより小さくすると、力率１を保ちながら次の割込からトランス電流ＩＴ（すなわち、入力電流ＩＩＮ）を増加して、入力電力ＰＩＮは規定電力ＰＲＥＦに近づく（数１を参照）。
【０１００】
ステップＳＴ１０９において中央演算装置５０１は、入力電圧ＶＩＮが定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦ以上であるか否かを判断し、入力電圧ＶＩＮが定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦ以上である場合（Ｙｅｓ）には処理をステップＳＴ１１０に移し、入力電圧ＶＩＮが定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦ未満である場合（Ｎｏ）には処理をステップＳＴ１１１に移す。
【０１０１】
ステップＳＴ１１０において中央演算装置５０１は、規定電力ＰＲＥＦに微差ΔＰを加算して規定電力ＰＲＥＦの値をより大きくし、更新した規定電力ＰＲＥＦの値をレジスタに書き込む。
規定電力ＰＲＥＦの値をより大きくすると、次の割込において、入力電力ＰＩＮは、より大きくした規定電力ＰＲＥＦに近づき、その結果として入力電力ＰＩＮは増加するので、入力電圧ＶＩＮは低下して入力電圧ＶＩＮを定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦに保つことができる。
【０１０２】
ステップＳＴ１１１において中央演算装置５０１は、規定電力ＰＲＥＦから微差ΔＰを減算して規定電力ＰＲＥＦの値をより小さくし、更新した規定電力ＰＲＥＦの値をレジスタに書き込む。
規定電力ＰＲＥＦの値をより小さくすると、次の割込において、入力電力ＰＩＮは、より小さくした規定電力ＰＲＥＦに近づき、その結果として入力電力ＰＩＮは減少するので、入力電圧ＶＩＮは上昇して入力電圧ＶＩＮを定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦに保つことができる。
【０１０３】
ステップＳＴ１１２において中央演算装置５０１は、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１以上であるか否かを判断し、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１以上である場合（Ｙｅｓ）には電力供給処理は終了し、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１未満である場合（Ｎｏ）にはステップＳＴ１１３に処理を移す。そして、Ｙｅｓの場合には、次の割込では、再び電力供給処理をおこなう。
【０１０４】
ステップＳＴ１１３において中央演算装置５０１は、イニシャル処理の先頭番地を割込レジスタに書き込み、電力供給処理は終了する。そして、次の割込では、イニシャル処理をおこなう。
【０１０５】
第３の制御法においては、制御部５０ａは、力率１に保つとともに入力電圧ＶＩＮを定格電圧の中心電圧である定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦに保ちながら、効率ηが高い電力Ｐ１ないし電力Ｐ２の範囲の入力電力ＰＩＮで交流電力系統６０に対して電力を供給する。第３の制御法においては、入力電圧ＶＩＮを一定に保つので、電力供給装置１の動作の信頼性はより高いものとなる。上述したように、定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦを、定格下限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＩＮから定格上限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＡＸまでの間の任意の電圧に置き替えることもできる。
【０１０６】
第３の制御法においても第１の制御方法および第２の制御方法と同様に、制御部５０ａは、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１を下回る場合には、第１の電流路および第２の電流路を形成しないようにして電力供給装置１の動作を停止し、太陽電池からの電流を電気二重層コンデンサ２０ａのみに蓄える。なお、太陽電池から取り出し得る最大電力よりも、電力Ｐ２が大きくなるようにスイッチ部３０ａと電力トランス４０ａとを主要構成部とするインバータの定格電力を定める場合には電力Ｐ２が電力伝送に際して制限となることはない。
【０１０７】
従来の技術では、太陽電池から得られる電力が小電力であってもスイッチ部３０ａと電力トランス４０ａとを主要構成部とするインバータは、常時、交流電力系統６０に電力伝送するように動作したので、太陽電池から得られる電力が小さい場合の効率ηは悪かった。第１の実施形態においては、太陽電池から得られる電力が小電力である場合には電力伝送をすることなく電気二重層コンデンサ２０ａにエネルギを蓄え、効率ηが高い領域のみで太陽電池から得られる電力を交流電力系統６０に電力伝送する。よって、総合的な効率は従来技術に比べて向上する。
【０１０８】
次に、分散型電源１０が風力発電機である場合について説明をする。
【０１０９】
分散型電源１０が風力発電機である場合においても、風力が弱まり入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１に達しないときにはインバータは交流電力系統６０に電力伝送する動作を中止する。ここで、風力発電機は電圧源として機能するので風力が弱まる場合には風力発電機の発電電圧が電気二重層コンデンサ２０ａの両端の電圧である入力電圧ＶＩＮを下回る。このとき、電気二重層コンデンサ２０ａに蓄えられたエネルギが風力発電機に逆流するので風力の強弱に応じて電力が、風力発電機と電気二重層コンデンサ２０ａとの間で行き来して損失となる。
【０１１０】
よって、風力発電機と電気二重層コンデンサ２０ａとの間に逆流を防止するダイオードを配することが望ましい。このようにすれば、風力が弱まった場合でも電気二重層コンデンサ２０ａに蓄えられたエネルギは風力発電機に戻ることなく保存され、かつ、電気二重層コンデンサ２０ａが風力発電機の負荷とはならないので風車の回転の運動エネルギもまた保存される。
【０１１１】
風力が強くなり風力発電機の発電電圧が高くなり電気二重層コンデンサ２０ａの両端の電圧が回復して、電力Ｐ１を供給可能な入力電圧ＶＩＮに達したことを制御部５０ａが検出すると、再び、電力供給装置１は、効率ηが高い領域のみで交流電力系統６０に対して電力伝送する。このように逆流を防止するダイオードを配することにより、風力発電機から交流電力系統６０に対する電力伝送の総合的な効率は、さらに高くなる。
【０１１２】
電力供給装置１における総合的な効率が高くなると、より多くの電力が交流電力系統６０に対して伝送可能となり、交流発電機６１の負担が軽減するという技術的効果が生じる。また、電力供給装置１からの供給する電力量の増加に応じて分散型電源１０の電力を売電する者の利益もより大きくなるという経済的効果が生じる。
【０１１３】
（第１の実施例）
図６は、第１の実施形態の電力供給装置の第１の実施例を示す図である。
【０１１４】
図６を参照して、第１の実施例について説明をする。第１の実施例は、分散型電源１０が太陽電池であり、スイッチＳ１ないしスイッチＳ４がＭＯＳＦＥＴ（モスエフイーティ：metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である場合の第１の実施形態の実施例である。電力供給装置１ａのスイッチ部３０ａａの各ＭＯＳＦＥＴは製造プロセス上形成されるボデイダイオードをドレインとソース間に有する。４個のボデイダイオードは、電力トランス４０ａの１次側巻線Ｎ１を入力側とし、電気二重層コンデンサ２０ａを出力側とするブリッジ整流回路を形成する。
【０１１５】
上述したようにスイッチＳ１ないしスイッチＳ４が双方向スイッチの場合には、スイッチが切断であるときはいずれの方向にも電流が流れない。しかしながら、ＭＯＳＦＥＴで構成されるスイッチＳａ１ないしスイッチＳａ４が切断である場合においてはこのブリッジ整流回路のみによる電流路が形成され、電力トランス４０ａの１次側巻線Ｎ１に発生する交流電力はこのブリッジ整流回路で整流され、直流電圧が電気二重層コンデンサ２０ａに印加される。
【０１１６】
ここで、電気二重層コンデンサ２０ａの両端の入力電圧ＶＩＮがブリッジ整流回路で整流される直流電圧よりも低い場合にはブリッジ整流回路からの電流は電気二重層コンデンサ２０ａに流れる。一方、電気二重層コンデンサ２０ａの両端の入力電圧ＶＩＮがブリッジ整流回路で整流される直流電圧よりも高い場合にはブリッジ整流回路からの電流は電気二重層コンデンサ２０ａに流れないので、太陽電池からの供給される電流はすべて電気二重層コンデンサ２０ａに流れ込みエネルギとして蓄えられる。そして、制御部５０ａは、電気二重層コンデンサ２０ａに十分エネルギが蓄えられた段階で電力Ｐ１以上の電力を交流電力系統６０に対して伝送する制御をおこなう。
【０１１７】
（第２の実施例）
図７は、第１の実施形態の電力供給装置の第２の実施例を示す図である。
【０１１８】
図７を参照して、第２の実施例について説明をする。第２の実施例は、分散型電源１０が風力発電機であり、第１の実施例と同様にスイッチＳａ１ないしスイッチＳａ４はＭＯＳＦＥＴである場合の実施例である。第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、電圧源として機能する風力発電機と電気二重層コンデンサ２０ａと間に逆流防止ダイオード２１が接続される点である。
【０１１９】
第２の実施例においては、電力供給装置１ｂは、逆流防止ダイオード２１を備えて、上述したように無駄に電力が消費されることを防止する。風力が弱く風力発電機の発電電圧が低いときには、逆流防止ダイオード２１が電気二重層コンデンサ２０ａから風力発電機に対して電流を流すことを防止する。また、電気二重層コンデンサ２０ａは風力発電機の負荷とならないので風力発電機の回転運動を妨げず、風力発電機に連結される風車の運動エネルギの消散は少なく、風車の回転数は急激に減少することはない。そして風力が強くなり、風力発電機の起電圧が入力電圧ＶＩＮを上回ると逆流防止ダイオード２１が導通して電気二重層コンデンサ２０ａに充電電流を流す。制御部５０ａは、電気二重層コンデンサ２０ａに十分エネルギが蓄えられた段階で電力Ｐ１以上の電力を交流電力系統６０に対して伝送する制御をおこなう。このようして風力発電機が発生する電力を有効に活用できる。
【０１２０】
［第２の実施形態］
図８は、第２の実施形態を示す図である。
【０１２１】
図８に示す第２の実施形態の各構成部の第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付し、説明を省略する。第２の実施形態の電力供給装置２は、第１の電力供給ブロックと第２の電力供給ブロックとを備える。
【０１２２】
第１の電力供給ブロックは、スイッチＳ１１とスイッチＳ２１とスイッチＳ３１とスイッチＳ４１とを有するスイッチ部３０ａ１と、電力トランス４０ｂの第１の１次側巻線Ｎ１１と、第１のインダクタ３５１と、第１の電流センサ３６１と、第１の電気二重層コンデンサ２０ａ１と、分散型電源１０１と、第２の電力供給ブロックと共用される制御部５０ｂと、を構成部とする。
【０１２３】
スイッチ部３０ａ１のスイッチＳ１１と第１の実施形態のスイッチ部３０ａのスイッチＳ１は同様の構成を有し同様に動作し、スイッチＳ２１とスイッチＳ２は同様の構成を有し同様に動作し、スイッチＳ３１とスイッチＳ３は同様の構成を有し同様に動作し、スイッチＳ４１とスイッチＳ４は同様の構成を有し同様に動作する。インダクタ３５１は、第１の実施形態のインダクタ３５と同様の構成を有し同様に動作し、電流センサ３６１は第１の実施形態の電流センサ３６と同様の構成を有し同様に動作し、電気二重層コンデンサ２０ａ１は第１の実施形態の電気二重層コンデンサ２０ａと同様の構成を有し同様に動作する。
【０１２４】
第２の電力供給ブロックは、スイッチＳ１２とスイッチＳ２２とスイッチＳ３２とスイッチＳ４２とを有するスイッチ部３０ａ２と、電力トランス４０ｂの第２の１次側巻線Ｎ１２と、第２のインダクタ３５２と、第２の電流センサ３６２と、第２の電気二重層コンデンサ２０ａ２と、分散型電源１０２と、第１の電力供給ブロックと共用される制御部５０ｂと、を構成部とする。
【０１２５】
スイッチ部３０ａ２のスイッチＳ１２と第１の実施形態のスイッチ部３０ａのスイッチＳ１は同様の構成を有し同様に動作し、スイッチＳ２２とスイッチＳ２は同様の構成を有し同様に動作し、スイッチＳ３２とスイッチＳ３は同様の構成を有し同様に動作し、スイッチＳ４２とスイッチＳ４は同様の構成を有し同様に動作する。インダクタ３５２は、第１の実施形態のインダクタ３５と同様の構成を有し同様に動作し、電流センサ３６２は第１の実施形態の電流センサ３６と同様の構成を有し同様に動作し、電気二重層コンデンサ２０ａ２は第１の実施形態の電気二重層コンデンサ２０ａと同様の構成を有し同様に動作する。
【０１２６】
第２の実施形態の制御部５０ｂは、図２に示す第２の実施形態の制御部５０ａと同様な構成を有しているが、スイッチ部インターフェイス５０４、２次側インターフェイス５０５、入力電圧・電流インターフェイス５０６のいずれもが第１実施形態よりも増加した信号数に対応している。また、中央演算装置５０１で実行するロム５０３に格納するプログラムも第１の電力供給ブロックと第２の電力供給ブロックとを制御するプログラムである点において第１実施形態と異なる。
【０１２７】
図９は、第１の電力供給ブロックのスイッチ部３０ａ１および第２の電力供給ブロックのスイッチ部３０ａ２の動作を中心に説明するタイミングチャートである。
【０１２８】
図９の上段から順に、図９（ａ）はスイッチＳ１１、スイッチＳ２１が導通している時刻および時間、図９（ｂ）はスイッチＳ３１、スイッチＳ４１が導通している時刻および時間、図９（ｃ）はスイッチＳ１２、スイッチＳ２２が導通している時刻および時間、図９（ｄ）はスイッチＳ３２、スイッチＳ４２が導通している時刻および時間の各々を示す。スイッチ制御信号ＣＳ１１がスイッチＳ１１を導通・切断し、スイッチ制御信号ＣＳ２１がスイッチＳ２１を導通・切断し、スイッチ制御信号ＣＳ３１がスイッチＳ３１を導通・切断し、スイッチ制御信号ＣＳ４１がスイッチＳ４１を導通・切断する。スイッチ制御信号ＣＳ１２がスイッチＳ１２を導通・切断し、スイッチ制御信号ＣＳ２２がスイッチＳ２２を導通・切断し、スイッチ制御信号ＣＳ３２がスイッチＳ３２を導通・切断し、スイッチ制御信号ＣＳ４２がスイッチＳ４２を導通・切断する。
【０１２９】
周期ＴＡＣは交流電力系統６０の電圧の周期であり、図３にＴＡＣの符号を付して示す周期である。時間Ｔ１は、スイッチＳ１２ないしスイッチＳ４２が切断し、スイッチＳ１１ないしスイッチＳ４１が導通・切断している時間を表す。時間Ｔ２は、スイッチＳ１１ないしスイッチＳ４１が切断し、スイッチＳ１２ないしスイッチＳ４２が導通・切断している時間を表す。時間Ｔ１は第１の電力供給ブロックが交流電力系統６０に対して電力を供給している時間、時間Ｔ２は第２の電力供給ブロックが交流電力系統６０に対して電力を供給している時間である。
【０１３０】
図９（ｅ）は第１の１次側巻線Ｎ１１に流れるトランス電流ＩＴ１、図９（ｆ）は第２の１次側巻線Ｎ１２に流れるトランス電流ＩＴ２の各々を示す。図９（ｇ）は２次巻線側電流Ｉ２を示す。ここで、２次巻線側電流Ｉ２＝（Ｎ１１／Ｎ２）×トランス電流ＩＴ１＋（Ｎ１２／Ｎ２）×トランス電流ＩＴ２である。（Ｎ１１／Ｎ２）は第１の１次側巻線Ｎ１１の巻数Ｎ１１と２次側巻線Ｎ２の巻数Ｎ２との比、（Ｎ１２／Ｎ２）は第２の１次側巻線Ｎ１２の巻数Ｎ１２と２次側巻線Ｎ２の巻数Ｎ２との比である。
【０１３１】
図９（ａ）ないし図９（ｇ）の横軸は同一の時刻ｔを表す。図３（ａ）ないし図９（ｄ）の各々の長方形部分が導通している時間、それ以外は切断を表す。第１の実施形態と同様に導通している時間がパルス幅変調されている。各スイッチの導通・切断の繰り返し周期は周期ＴＳである。
【０１３２】
第１のトランス電流ＩＴ１、第２のトランス電流ＩＴ２の各々は交流電力系統６０の電圧波形と同じ正弦波の波形であり、正弦波の周期は周期ＴＡＣ、すなわち、20msecまたは16.67msecである。図９には図示しないが各スイッチの導通・切断の周期ＴＳは、図３と同様に例えば、20μsec〜10μsecである。
【０１３３】
スイッチＳ１１とスイッチＳ２１とは同時に導通・切断し、スイッチＳ３１とスイッチＳ４１とは同時に導通・切断する。時間Ｔ１において、スイッチＳ１１とスイッチＳ２１とが導通時間τ（τは第１のトランス電流ＩＴ１を正弦波とするように変化する）を有して導通・切断する半周期の時間ＴＡＣ／２においてはスイッチＳ３１とスイッチＳ４１とは切断し、スイッチＳ３１とスイッチＳ４１とが導通時間τを有して導通・切断する他の半周期の時間ＴＡＣ／２においてはスイッチＳ１１とスイッチＳ２１とは切断する。時間Ｔ２においては、スイッチＳ１１、スイッチＳ２１、スイッチＳ３１、スイッチＳ４１のいずれもが切断する。
【０１３４】
また、スイッチＳ１２とスイッチＳ２２とは同時に導通・切断し、スイッチＳ３２とスイッチＳ４２とは同時に導通・切断する。時間Ｔ２において、スイッチＳ１２とスイッチＳ２２とが導通時間τ（τは第２のトランス電流ＩＴ２を正弦波とするように変化する）を有して導通・切断する半周期の時間ＴＡＣ／２においてはスイッチＳ３２とスイッチＳ４２とは切断し、スイッチＳ３２とスイッチＳ４２とが導通時間τを有して導通・切断する他の半周期の時間ＴＡＣ／２においてはスイッチＳ１２とスイッチＳ２２とは切断する。時間Ｔ１においては、スイッチＳ１２、スイッチＳ２２、スイッチＳ３２、スイッチＳ４２のいずれもが切断する。
【０１３５】
（第２実施形態の要部）
第１の入力電流ＩＩＮ１と第１の入力電圧ＶＩＮ１とを演算して得られる入力電力ＰＩＮ１（数３の入力電力ＰＩＮを参照）が、効率ηが良好なる電力の範囲である電力Ｐ１と電力Ｐ２の範囲（図４を参照）において電力を交流電力系統６０に対して供給する点は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同様にして時間ＴＤを定めれば、時間Ｔ１＞時間ＴＤとなり、第１の電力供給ブロックが頻繁に電力供給の動作と停止と繰り返すことを防止して、第１の電力供給ブロックの効率を向上させることができる。また、第２の入力電流ＩＩＮ２と第２の入力電圧ＶＩＮ２とを演算して得られる入力電力ＰＩＮ２（数３の入力電力ＰＩＮを参照）が、効率ηが良好なる電力の範囲である電力Ｐ１と電力Ｐ２の範囲において電力を交流電力系統６０に対して供給する点は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同様にして時間ＴＤを定めれば、時間Ｔ２＞時間ＴＤとなり、第２の電力供給ブロックが頻繁に電力供給の動作と停止と繰り返すことを防止して、第２の電力供給ブロックの効率を向上させることができる。
【０１３６】
図９において、第１の電力供給ブロックが交流電力系統６０に対する電力の供給を開始後、入力電力ＰＩＮ１が電力Ｐ１を下回るまでの時間が時間Ｔ１である。制御部５０ｂは、入力電力ＰＩＮ１が電力Ｐ１を下回ることを検出すると、第１の電力供給ブロックからの電力の供給を停止し、入力電圧ＶＩＮ２によって第２の電力供給ブロックが電力Ｐ１以上の入力電力ＰＩＮ２で交流電力系統６０に対する電力の供給を開始することができる（Ｙｅｓ）か、否（Ｎｏ）かのいずれであるかを判断する。制御部５０ｂは、判断結果がＹｅｓである場合には、第２の電力供給ブロックが交流電力系統６０に対する電力の供給を開始するように制御をする。
【０１３７】
そして、時間Ｔ２が経過した後、制御部５０ｂは、入力電力ＰＩＮ２が電力Ｐ１を下回ることを検出すると、入力電圧ＶＩＮ１によって第１の電力供給ブロックが電力Ｐ１以上の入力電力ＰＩＮ１で交流電力系統６０に対する電力の供給を開始することができる（Ｙｅｓ）か、否（Ｎｏ）かのいずれであるかを判断する。制御部５０ｂは、判断結果がＹｅｓである場合には、直ちに第１の電力供給ブロックが交流電力系統６０に対する電力の供給を開始するように制御をする（図９を参照）。一方、判断結果がＮｏである場合には、図９には図示しないが、第１の電力供給ブロックまたは第２の電力供給ブロックのいずれかが電力の供給の開始ができるようになるまで交流電力系統６０に対する電力の供給を停止するように制御をする。
【０１３８】
第２の実施形態によれば、第１の電力供給ブロックおよび第２の電力供給ブロックのいずれもが高い効率ηを維持しながら交流電力系統６０に対する電力の供給をおこなうことができる。例えば、第１の分散型電源１０１の受光面が東向きに配置された太陽電池であり、第２の分散型電源１０２の受光面が西向きに配置された太陽電池である場合には太陽の朝から夜までの天空上の移動に合せて高効率な電力伝送ができる。また、太陽光を遮る雲が東西に移動する場合においても雲の移動に合せて高効率な電力伝送ができる。
【０１３９】
図１０は、第２の実施形態の電力供給装置２の制御部５０ｂの中央演算装置５０１がおこなう処理を示すフローチャートである。
【０１４０】
図１０（ａ）は、イニシャル処理を示し、図１０（ｂ）は第１の電力供給処理を示し、１０（ｃ）は第２の電力供給処理を示す。図１０（ｂ）、１０（ｃ）の各々は、図５（ｂ）とまったく同じ構造であるので、全体の記載は省略する。図１０（ｂ）は、第１の電力供給ブロックを制御する第１の電力供給処理であり、１０（ｃ）は、第２の電力供給ブロックを制御する第２の電力供給処理である。同一の割込の周期では同一ブロックの電力処理しか実行しない。第１の電力供給処理の実行中においては第２の電力供給処理の実行はおこなわず、第２の電力供給処理の実行中においては第１の電力供給処理の実行はおこなわない。
【０１４１】
一方のブロックにおける電力供給処理を停止して他方のブロックにおける電力供給処理を実行する場合には、必ずイニシャル処理を介して処理が移る。第１の電力供給処理を停止して第２の電力供給処理を実行する場合には、第１の電力供給処理、次の割込の周期におけるイニシャル処理に続いて第２の電力供給処理、さらに次の割込の周期における第２の電力供給処理へと処理は移る。第２の電力供給処理を停止して第１の電力供給処理を実行する場合には、第２の電力供給処理、次の割込の周期におけるイニシャル処理に続いて第１の電力供給処理、さらに次の割込の周期における第１の電力供給処理へと処理は移る。具体的には、イニシャル処理において割込レジスタに書き込まれた番地が第１の電力供給処理の先頭番地であるか、第２の電力供給処理の先頭番地であるかによって、第１の電力供給処理または第２の電力供給処理のいずれの電力供給処理を実行するかが決まる。イニシャル処理を実行する毎に、更新された定数ＫＩと規定電力ＰＲＥＦとは、初期値に戻る。イニシャル処理において第１の電力供給と第２の電力供給とのいずれもが給電可能ではない場合には、割込毎にイニシャル処理を繰り返し、処理はイニシャル処理に留まる。
【０１４２】
（イニシャル処理）
第２の実施形態におけるイニシャル処理の説明は、後述する電力供給ブロックがｎ個である第２の実施形態の変形における処理も含めて一般的に説明する。
【０１４３】
図１０（ａ）におけるステップＳＴ２１は、図５（ａ）に示すイニシャル処理のステップＳＴ１１と同様である。後述するｊＯＬＤがレジスタに既に記憶されている。
【０１４４】
ステップＳＴ２２において中央演算装置５０１は、ｊＮＥＷ＝ｊＯＬＤ＋１のインクリメント演算をおこない、ｍ＝ｊＮＥＷ（ｍｏｄｕｌｏ  ｎ）のモジュロ演算をおこない、入力電圧ＶＩＮを検出すべき電力供給ブロックが第（ｍ＋１）の電力供給ブロックであることを特定する。
ここで、ｊＮＥＷは、入力電圧ＶＩＮの累積検出回数であり、ｎは電力供給ブロックの総数である。この実施形態では電力供給ブロックの総数は２であるので、ｎ＝２である。ｍ＝ｊＮＥＷ（ｍｏｄｕｌｏ  ｎ）のモジュロ演算では、ｍはｊＮＥＷ／ｎの剰余と定義される。ｎ＝２の場合、ｊＮＥＷが２では（ｍ＋１）＝１、ｊＮＥＷが３では（ｍ＋１）＝２、ｊＮＥＷが４では（ｍ＋１）＝１、ｊＮＥＷが５では（ｍ＋１）＝２、・・・と（ｍ＋１）の値は、１，２を繰り返す。つまり、第１の電力供給ブロックと第２の電力供給ブロックとを交互に特定できる。
ｎが２以外であるときは、ｊＮＥＷがインクリメントする毎に、（ｍ＋１）は１、２、・・・・ｎ、１、２、・・・・ｎ、１、２、・・・と１からｎまでを繰り返す。つまり、第１の電力供給ブロックないし第ｎの電力供給ブロックを順番に特定できる。
【０１４５】
ステップＳＴ２３において中央演算装置５０１は、第（ｍ＋１）の電力供給ブロックの入力電圧ＶＩＮが最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ以上である場合（Ｙｅｓ）には処理をステップＳＴ２４に移し、入力電圧ＶＩＮが最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ未満である場合（Ｎｏ）には処理をステップＳＴ２５に移す。
【０１４６】
ステップＳＴ２４において中央演算装置５０１は、第（ｍ＋１）の電力供給ブロックを制御する当該電力供給処理の先頭番地を割込レジスタに書き込み、ｊＯＬＤ＝ｊＮＥＷとレジスタの内容を置き替えて、イニシャル処理を終了する。
次の割込処理は、当該電力供給処理（第（ｍ＋１）の電力供給処理）の先頭番地からスタートする。
【０１４７】
ステップＳＴ２５において中央演算装置５０１は、イニシャル処理の先頭番地を割込レジスタに書き込み、ｊＯＬＤ＝ｊＮＥＷとレジスタの内容を置き替えて、イニシャル処理を終了する。
次の割込処理は、イニシャル処理の先頭番地からスタートする。
【０１４８】
ステップＳＴ２２ないしステップＳＴ２５の処理を具体的に当てはめて説明する。ｊＯＬＤ＝5であるとして説明をする。電力供給ブロックの総数が2であるので、ｎ＝2である。ｊＯＬＤ＝5であるので、直前に入力電圧ＶＩＮを検出した電力供給ブロックは第２の電力供給ブロックであった。
【０１４９】
ステップＳＴ２２において中央演算装置５０１は、ｊＮＥＷ＝5（ｊＯＬＤ）＋１のインクリメント演算をおこない、ｍ＝6（ｊＮＥＷ）（ｍｏｄｕｌｏ  ２）のモジュロ演算をおこない、入力電圧ＶＩＮを検出すべき電力供給ブロックが第１の電力供給ブロックであることを特定する。
【０１５０】
ステップＳＴ２３において中央演算装置５０１は、第１の電力供給ブロックの入力電圧ＶＩＮが最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ以上である場合（Ｙｅｓ）には処理をステップＳＴ２４に移し、入力電圧ＶＩＮが最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ未満である場合（Ｎｏ）には処理をステップＳＴ２５に移す。
【０１５１】
ステップＳＴ２４において中央演算装置５０１は、第１の電力供給ブロックを制御する第１の電力供給処理の先頭番地を割込レジスタに書き込み、ｊＯＬＤ＝ｊＮＥＷと置き替えて、イニシャル処理を終了する。
次の割込処理は、第１の電力供給処理の先頭番地からスタートする。
【０１５２】
ステップＳＴ２５において中央演算装置５０１は、イニシャル処理の先頭番地を割込レジスタに書き込み、ｊＯＬＤ＝ｊＮＥＷと置き替えて、イニシャル処理は終了する。
次の割込処理は、イニシャル処理の先頭番地からスタートする。
【０１５３】
（電力供給処理）
図１０（ｂ）に示す第１の電力供給処理においては、図５（ｂ）の各ステップの、符号ＣＳ１〜符号ＣＳ４は符号ＣＳ１１〜符号ＣＳ４１に、符号Ｓ１〜符号Ｓ４は符号Ｓ１１〜符号Ｓ４１に、符号ＶＩＮは符号ＶＩＮ１に、符号ＩＴは符号ＩＴ１に、符号ＰＩＮは符号ＰＩＮ１に、符号ＰＲＥＦは符号ＰＲＥＦ１に各々を置き替える。
図１０（ｃ）に示す第２の電力供給処理においては、図５（ｂ）の各ステップの、符号ＣＳ１〜符号ＣＳ４は符号ＣＳ１２〜符号ＣＳ４２に、符号Ｓ１〜符号Ｓ４は符号Ｓ１２〜符号Ｓ４２に、符号ＶＩＮは符号ＶＩＮ２に、符号ＩＴは符号ＩＴ２に、符号ＰＩＮは符号ＰＩＮ２に、符号ＰＲＥＦは符号ＰＲＥＦ２に各々を置き替える。
その他の各処理は、図５（ｂ）に示すと同じ内容であるので説明を省略する。
【０１５４】
（第２の実施形態の変形）
図１１は、第２の実施形態の変形を示す図である。
【０１５５】
第２の実施形態では電源供給ブロックが２個であったが、第２の実施形態の変形例の電力供給装置２ａでは、電源供給ブロックの数を３以上の任意の整数ｎとして、ｎ個まで電源供給ブロックの数を拡張するものである。第１の電源供給ブロックの第１の１次側巻線Ｎ１１ないし第ｎの電源供給ブロックの第ｎの１次側巻線Ｎ１ｎの各々が電力トランス４０ｃに配される。第１の電源供給ブロックから第ｎの電源供給ブロックのいずれかの１個の電源供給ブロックから交流電力系統６０に対して電力を供給するときには、その他の電源供給ブロックの動作は停止するように制御部５０ｃは制御をする。
【０１５６】
制御部５０ｃは、第1の入力電圧ＶＩＮ１ないし第ｎの入力電圧ＶＩＮｎを検出し、電気二重層コンデンサに十分エネルギが蓄積されている電源供給ブロックから順に交流電力系統６０に対して電力を供給するように制御をする。フローチャートは図示しないが、第１の電力供給処理および第２の電力供給処理に替えて、第１の電力供給処理ないし第ｎの電力供給処理を有すること以外は、１０図に示すフローチャートと同様である。
【０１５７】
第２の実施形態の変形によれば、例えば、ｎ個のより小型の太陽電池を東西南北の様々の方位、様々の地上高位置に取付ける。このようにすれば太陽光の利用率は向上する。すなわち、ｎ個の分散型電源の各々の太陽電池の太陽光に対面する角度、地上の太陽光を遮る建物の配置に応じて異なる発電電力を有する分散型電源に接続する複数の電源供給ブロックを設ける。制御部５０ｃは、ｎ個の電源供給ブロックから、予め付与した電源供給ブロックの番号の順に入力電圧を検出して、高効率に電力供給が可能な電源供給ブロックから順次、交流電力系統６０に対して電力を供給するように制御をする。このようにすれば、交流電力系統６０に対する総合的な電力供給量を大きくすることができる。
【０１５８】
［第３の実施形態］
図１２は、第３の実施形態を示す図である。
【０１５９】
第３の実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態およびこれらの変形と同様に、電力供給装置３は受電対象である交流電力系統６０に対して電力を供給する。第３の実施形態は、電力トランス４０ｄとしてスイッチング周波数で動作する高周波トランスを用いて装置の小型化を図るものである。
【０１６０】
図１２に示す第３の実施形態の各構成部について、上述した実施形態と同一部分には同一の符号を付し、説明を省略する。第３の実施形態の電力供給装置３は、第１の実施形態の電力供給装置１には無い２次巻線側の第１の高周波整流部と第２の高周波整流部とを備える。また、電力トランス４０ｃは、第１の実施形態の交流電力系統の周波数の電力トランス４０ａではなく、スイッチ部３０ａのスイッチング周波数に対応する高周波の電力トランス４０ｃである。また、電圧センストランス５５に替え、ホトカプラ５６を用いているが、電圧センストランス５５を用いても良い。制御部５０ａから出力されるスイッチ制御信号ＣＳ１ないしスイッチ制御信号ＣＳ４は図３に示すものとは異なる（図１３を参照）。
【０１６１】
第３の実施形態の電力トランス４０ｄには、１次側巻線Ｎ１にスイッチング周波数の正方向、負方向の高周波電流が交互にトランス電流ＩＴとして流れる。これによって、電力トランス４０ｄは高周波トランスとして構成可能となりトランスの小型化ができる。
【０１６２】
２次巻線は２次側巻線Ｎ２１と２次側巻線Ｎ２２とを備え、２次側巻線Ｎ２１と２次側巻線Ｎ２２との接続点は中間タップを形成する。第１の高周波整流部は、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２、ダイオードＤ３およびスイッチＳ５を有し、第２の高周波整流部は、ダイオードＤ４、ダイオードＤ５、ダイオードＤ６およびスイッチＳ６を有し、第１の高周波整流部と第２の高周波整流部との共有部としてインダクタ３８およびコンデンサ３９からなるスイッチング周波数成分を除去するローパスフィルタとして機能する高周波フィルタ部を備える。第１の高周波整流部、第２の高周波整流部および高周波フィルタ部はいずれもスイッチング周波数に対応可能な部材である。
【０１６３】
図１３は、第３実施形態のスイッチ部３０ａの動作を中心に説明するタイミングチャートである。
【０１６４】
図１３の上段から順に、図１３（ａ）はスイッチＳ５が導通している時刻および時間、図１３（ｂ）はスイッチＳ６が導通している時刻および時間、図１３（ｃ）はスイッチＳ１、スイッチＳ２が導通している時刻および時間、図１３（ｄ）はスイッチＳ３、スイッチＳ４が導通している時刻および時間、図１３（ｅ）はトランス電流ＩＴ、図１３（ｆ）は入力電流ＩＩＮ、図１３（ｇ）はコンデンサ３９の両端電圧、図１３（ｈ）は入力電圧・電流インターフェイス５０６の図示しないハードウエア（例えば、整流回路と抵抗とコンデンサのフィルタ）によって検出する、トランス電流ＩＴの正、負側絶対値の平滑値、すなわち、入力電流ＩＩＮの平滑値、の各々を示す。
【０１６５】
図１３（ａ）ないし図１３（ｈ）の横軸は同一の時刻ｔを表す。図１３（ａ）ないし図１３（ｄ）の各々の長方形部分が導通している時間、それ以外は切断を表す。図１３（ｅ）のトランス電流ＩＴは、横軸より上の長方形部分が正方向の電流、下の長方形部分が負方向の電流である。図１３（ｆ）の入力電流ＩＩＮは、トランス電流ＩＴの絶対値の正方向の電流である。図１３（ｃ）ないし図１３（ｆ）の長方形部分はいずれもスイッチング周波数においてパルス幅が変化するＰＷＭ（ピーダブリュエム）波形である。パルス周期は、例えば、スイッチング周波数が50kHzのときは、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）の各信号の周期は20μsec（スイッチング周期ＴＳ）である。
【０１６６】
従って、周期ＴＳが20μsec、周期ＴＡＣが20msecのときは、周期ＴＡＣ／周期ＴＳ＝1000である。実施形態では周期ＴＡＣ／２に対して500個の周期ＴＳが対応するのであるが、図１３においては見易くするために、500個を5個（導通時間τが0も含む）に置き替えて動作の説明をしている。
【０１６７】
スイッチＳ１とスイッチＳ２とは同時に導通し、同時に切断する。スイッチＳ３とスイッチＳ４とは同時に導通し、同時に切断する。スイッチＳ１とスイッチＳ２とが導通するときはスイッチＳ３とスイッチＳ４とは切断し、スイッチＳ３とスイッチＳ４とが導通するときはスイッチＳ１とスイッチＳ２とは切断する。そして、スイッチＳ１とスイッチＳ２とが同時に導通する場合に、スイッチＳ１、１次側巻線Ｎ１、スイッチＳ２の順の方向に流れる電流路（第１の電流路）が形成される。一方、スイッチＳ３とスイッチＳ４とが同時に導通する場合に、スイッチＳ３、１次側巻線Ｎ１、スイッチＳ４の順の方向に流れる電流路（第２の電流路）が形成される。
【０１６８】
スイッチＳ１とスイッチＳ２の導通時間τに応じて第１の電流路を流れる電流の大きさが定まり、スイッチＳ３とスイッチＳ４の導通時間τに応じて第２の電流路を流れる電流の大きさが定まる。
【０１６９】
制御部５０ａは、図１３（ｅ）に示すように第１の電流路を流れる正方向電流、第２の電流路を流れる負方向電流とスイッチング周期ＴＳ／２毎に交互に切替えるので電力トランス４０ｃはスイッチング周期ＴＳが短くなる程、小型化できる。制御部５０ａがどのようにして所望の入力電流ＩＩＮを流す制御をおこなうかについては、基本的な演算処理は第１の実施形態と同様である。異なる点は、入力電圧・電流インターフェイス５０６の図示しないハードウエアによって図１３（ｈ）に示すトランス電流ＩＴの正、負側絶対値の平滑値を求める点と、この平滑値をトランス電流ＩＴとして中央演算装置５０１が検出し、（数１）、（数３）を演算する点である。
【０１７０】
また、制御部５０ａは、交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣの極性を検出し、交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣが正であるときは、図１３（ａ）に示すスイッチ制御信号ＣＳ５を出力してスイッチＳ５を導通するように制御し、交流電力系統電圧信号ＳＶＡＣが負であるときは、図１３（ｂ）に示すスイッチ制御信号ＣＳ６を出力してスイッチＳ６を導通するように制御する。このようにして、交流電力系統６０の電圧の極性と、電力供給装置３が出力する電圧の極性とを同一とすることができる。
【０１７１】
制御部５０ａは、入力側の入力電圧ＶＩＮが所定最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ以上である場合にスイッチの導通時間を制御し２次巻線から得られる出力電力を受電対象である交流電力系統６０に対して供給する電力供給処理を開始する。そして、第１の実施形態と同様に、予め定数ＫＩの固定値を定め、または、定数ＫＩの値を減じながら、電力Ｐ１以上の伝送電力を維持する。そして、スイッチ部３０ａの伝送する伝送電力が所定電力である電力Ｐ１未満である場合にスイッチを切断して前記電力供給処理を停止する。
【０１７２】
このようにして電力Ｐ１以上の電力を伝送し続ければ電力供給装置３の効率を高く保つことができる。しかしながら、電気二重層コンデンサ２０ａに蓄積されているエネルギが不足すると、定数ＫＩの値を減じ電流ＩＩＮを増加させても電力ＰＩＮは増加せず、電力Ｐ１以上を供給できない場合もある。そこで、電力Ｐ１の限界まで電力供給をするのではなく、動作に余裕を持たせ、以下のようにしても良い。
【０１７３】
制御部５０ａは、電力供給処理を開始した後は、入力電圧ＶＩＮを監視しながら、入力電流ＩＩＮを調整して入力電力ＰＩＮの値を制御する。具体的には、第１の実施形態と同様に、入力電圧ＶＩＮが電力供給装置３の定格入力電圧の中心の定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦに維持されるように電力Ｐ１ないし電力Ｐ２の範囲で入力電力ＰＩＮを増減する。このような制御は、図５を参照して説明したものと同様である。
【０１７４】
このようにして、制御部５０ａは、入力電圧ＶＩＮを定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦに維持にしながら、電力Ｐ１ないし電力Ｐ２の範囲で入力電力ＰＩＮを供給する。そして、制御部５０ａは、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１を下回る場合には、第１の電流路および第２の電流路を形成しないようにして、太陽電池からの電流をスイッチ部３０ａに供給することなく、電気二重層コンデンサ２０ａのみに蓄える。なお、太陽電池から取り出し得る最大電力よりも、電力Ｐ２が大きくなるようにスイッチ部３０ａと電力トランス４０ａとを主要構成部とするインバータの定格電力を定める場合には電力Ｐ２が電力伝送に際して制限となることはない。
【０１７５】
第３の実施形態においては、分散型電源１０から得られる電力が小電力である場合には電力伝送をすることなく電気二重層コンデンサ２０ａにエネルギを蓄え、効率ηが高い領域のみで分散型電源１０から得られる電力を交流電力系統６０に電力伝送する。よって、総合的な効率は従来技術に比べて向上する。
【０１７６】
さらに、第３の実施形態においては、電力トランス４０ｄとしてスイッチング周波数で動作する高周波トランスを用いるので装置の小型化を図ることができる。
【０１７７】
（第３の実施形態の変形）
第３の実施形態の構成部の一部と、上述した第２の実施形態の構成部の一部または第２の実施形態の変形例とを組み合わせる新たな実施形態も実施可能である。
【０１７８】
図１４は、第３の実施形態の変形を示す図である。
【０１７９】
図１４は、第３の実施形態と図８に示す第２の実施形態とを組み合わせる実施形態である。図１４に示す電力供給装置３ａにおいては、第２実施形態と同様に、第１の電力供給ブロック（電気二重層コンデンサ２０ａ１、スイッチ部３０ａ１、電力トランス４０ｄの１次側巻線Ｎ１１を主要構成部とする）と第２の電力供給ブロック（電気二重層コンデンサ２０ａ２、スイッチ部３０ａ２、電力トランス４０ｄの１次側巻線Ｎ１２を主要構成部とする）とは同時に動作をしない。すなわち、第１の電力供給ブロックのスイッチ部３０ａ１が電力を供給する動作をするときには、第２の電力供給ブロックのスイッチ部３０ａ２は停止して電力を供給する動作をしない。また、第２の電力供給ブロックのスイッチ部３０ａ２が電力を供給する動作をするときには、第１の電力供給ブロックのスイッチ部３０ａ１は停止して電力を供給する動作をしない。
【０１８０】
図１４に示す電力供給装置３ａの制御の処理は、図１０に示す処理と同様である。
【０１８１】
図１５は、第３の実施形態の別の変形を示す図である。
【０１８２】
図１５は、第３の実施形態と図１１に示す第２の実施形態の変形とを組み合わせる実施形態である。図１５に示す第３の実施形態の変形においては、電力供給装置３ｂは、ｎ個の電力供給ブロックを有し、ｎ個の電力供給ブロックの各々は第３の実施形態と同様の構成を有する。制御部５０ｃはｎ個の電力供給ブロックの中の１個の電力供給ブロックのみが電力供給をおこなう制御をおこなう。電力供給装置３ｂの制御の処理は、図１０に示す処理と同様である。
【０１８３】
［第４の実施形態］
図１６は、第４の実施形態を示す図である。
【０１８４】
上述した第１の実施形態ないし第３の実施形態は、分散型電源から受電対象である交流電力系統に対して電力を供給する実施形態であるが、第４の実施形態は受電対象である直流電力系統６２に対して電力を供給する実施形態である。
【０１８５】
図１６に示す第４の実施形態の電力供給装置４は、直流電力を出力する。よって、電力供給装置４は、図１２に示す第３の実施形態の電力供給装置３と比較すると、電力トランス４０ｄの２次側の構成が以下の点で異なる。第３の実施形態では電力トランス４０ｄの２次側に交流電圧を出力するのに対して、第４の実施形態では電力トランス４０ｄの２次側に直流電圧を出力する。また、第３の実施形態では高周波の電力トランスを用いて電力伝送をするのに対して、第４の実施形態では商用周波数を用いて電力伝送をする。このために、第３の実施形態では電力トランス４０ｄの２次側に高周波ダイオードであるダイオードＤ１ないしダイオードＤ６を備えるが、第４の実施形態では商用周波のブリッジ整流器を用い、スイッチＳ５、スイッチＳ６は不要である。
【０１８６】
電力供給装置４は分散型電源１０で得られる電力を直流電力系統６２に対して供給する。電力供給装置４と電力供給装置３とは、電力系統に供給する電力が直流電力であるか交流電力であるか以外の違いはない。従って、第３の実施形態と同様の制御方式の採用が可能である。ただし、直流電力の場合には力率の概念はなく、力率は常に１と考えることができ、第４の実施形態においては、電力供給装置４が出力する直流電圧が直流電力系統６２の電圧よりも高ければ力率１で、電力供給装置４から直流電力系統６２に対する電力供給が可能である。一方、第３の実施形態においては、電力供給装置３から出力する交流電流の波形が交流電力系統の電圧波形と相似形でなければ力率１で、電力供給装置３から交流電力系統に対する電力供給ができない。
【０１８７】
従って、第４の実施形態においては、電力供給装置４が供給する入力電流ＩＩＮの電流波形と直流電力系統６２の電圧波形との位相を合わせる力率改善の処理は当然ながら必要ない。入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１を下回ることなく電力の供給をする電力伝送の方法は第４の実施形態と第３の実施形態とで異なりはない。
【０１８８】
（数１）は、交流電力、直流電力を問わず定数ＫＩの減増によって入力電流ＩＩＮの増減ができることを表す。よって、第１の実施形態、第３の実施形態におけると同様の制御方法が採用できる。具体的には、制御部５０ａは、入力側の入力電圧ＶＩＮが所定最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ以上である場合にスイッチの導通時間を制御し２次巻線から得られる出力電力を受電対象である直流電力系統６２に対して供給する電力供給処理を開始する。そして、第１の実施形態、第３の実施形態と同様に、予め定数ＫＩの固定値を定め、または、定数ＫＩの値を減じながら、電力Ｐ１以上の伝送電力を維持する。そして、スイッチ部３０ａの伝送する伝送電力が所定電力である電力Ｐ１未満である場合にスイッチを切断して前記電力供給処理を停止する。
【０１８９】
第４の実施形態においては、受電対象が直流電力系統６２であるところから、同じ制御の効果をより簡易な処理によって得ることができる。以下に、より簡易な処理の内容について説明をする。
【０１９０】
制御部５０ａがおこなう制御の概略を以下にまとめる。
【０１９１】
入力電力ＰＩＮの実効値は、（数９）で表され、（数３）で表される交流電力の場合とは演算が異なる。つまり、直流電力であるので瞬時の電力は実効電力と等しい。
【０１９２】
ＰＩＮ＝ＶＩＮ×ＩＩＮ・・・・・・・・・・・（数９）
【０１９３】
また、スイッチＳ１ないしスイッチＳ４の導通する導通時間τは（数１０）であらわされ、（数１）で表される交流電力の場合とは演算が異なる。
【０１９４】
τ＝ＫＧ×（ＰＲＥＦ−ＰＩＮ）
＝ＫＧ×｛ＰＲＥＦ−（ＶＩＮ×ＩＩＮ）｝・・（数１０）
【０１９５】
制御部５０ａは、入力電圧ＶＩＮと入力電流ＩＩＮとを得て、（数９）に基づき入力電力ＰＩＮを演算し、（数１０）に基づきスイッチＳ１ないしスイッチＳ４の導通する導通時間τを変化させ、入力電力ＰＩＮの値が規定電力ＰＲＥＦとなるようにフィードバック制御をおこなう。この演算によって、正確に規定電力ＰＲＥＦの伝送電力を維持することができる。規定電力ＰＲＥＦを電力Ｐ１以上とすれば、電力供給装置４は高効率で動作する。
【０１９６】
交流電力系統におけると同様に直流電流系統においても、以下のようにして入力電圧ＶＩＮを定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦとなす制御をおこなうことができる。
【０１９７】
制御部５０ａは、入力電圧ＶＩＮが定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦ以上となると、入力電力ＰＩＮを増加する。一方、入力電圧ＶＩＮが定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦ未満となると、入力電力ＰＩＮを減少する。このようにして、入力電圧ＶＩＮが定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦとなるようにしながら、電力Ｐ１ないし電力Ｐ２の範囲で入力電力ＰＩＮを制御する。そして、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１を下回ると、電力供給装置４は直流電力系統６２に対する電力供給を停止する。
【０１９８】
制御部５０ａは、入力電力ＰＩＮを規定電力ＰＲＥＦになるようにする制御と、入力電圧ＶＩＮが定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦになるようにする制御とを併用してより高度の制御をおこなうことができる。制御処理が複雑であるのでフローチャートを用いて説明をする。
【０１９９】
（制御処理のフローチャート）
図１７は、第４の実施形態の電力供給装置の制御部の中央演算装置がおこなう処理を示すフローチャートである。
【０２００】
図１７を参照して、制御部５０ａの中央演算装置５０１がおこなう演算、制御について説明をする。中央演算装置５０１は、図１７（ａ）のイニシャル処理のスタートからリターンまでの一連の処理と、図１７（ｂ）の電力供給処理のスタートからリターンまでの一連の処理とを割込によって実行する。
【０２０１】
中央演算装置５０１は、図１７（ａ）のイニシャル処理のスタートからリターンまでの一連の処理を中央演算装置５０１のリセットの直後または割込レジスタにイニシャル処理の先頭番地が書き込まれている場合に実行する。中央演算装置５０１は、図１７（ｂ）の電力供給処理のスタートからリターンまでの一連の処理を、割込レジスタに電力処理の先頭番地が書き込まれている場合に実行する。すなわち、イニシャル処理のみを実行する割込処理、電力供給処理のみを実行する割込処理、イニシャル処理に続いて電力供給処理を実行する割込処理の３種類がある。割込は、タイマー割込であり、割込の周期は周期ＴＳであるとして以下に説明をする。
【０２０２】
（イニシャル処理）
図１７（ａ）に示すイニシャル処理は、図５（ａ）に示すイニシャル処理と以下の点が異なる。ステップＳＴ２１は、定数ＫＩ、微差ΔＫＩのロムからの読出しがない点においてステップＳＴ１１と異なる。ステップＳＴ２２ないしステップＳＴ２４は、ステップＳＴ１２ないしステップ１４の各々と同じである。
【０２０３】
（電力供給処理）
電力供給処理においては、中央演算装置５０１は、電力供給装置１から交流電力系統６０に対して電力供給をするか否かを判断する。中央演算装置５０１は、電力供給の制御をする場合には、入力電圧ＶＩＮを電力供給装置１の定格電圧の中心の電圧である定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦに保つようにするための入力電力ＰＩＮである規定電力ＰＲＥＦの範囲を電力Ｐ１から分散型電源１０の最大能力である電力Ｐ２までの間に自動設定をする。この目的を達するために、中央演算装置５０１は、イニシャル処理で設定した初期値である、規定電力ＰＲＥＦを割込処理毎に更新し、更新した規定電力ＰＲＥＦをレジスタに格納する。中央演算装置５０１は、割込毎の電力制御の各種演算においてレジスタに格納された更新された規定電力ＰＲＥＦを使用する。
【０２０４】
ステップＳＴ２０１において中央演算装置５０１は、入力電圧・電流インターフェイス５０６を介して入力電圧ＶＩＮ、トランス電流ＩＴを取得し、トランス電流ＩＴから入力電流ＩＩＮを取得する。
【０２０５】
ステップＳＴ２０２において中央演算装置５０１は、（数９）に基づいて入力電力ＰＩＮを演算する。
【０２０６】
ステップＳＴ２０３において中央演算装置５０１は、（数１０）に基づいてスイッチ導通の導通時間τを演算する。
【０２０７】
ステップＳＴ２０４において中央演算装置５０１は、スイッチ部インターフェイス５０４を介して、スイッチ導通の導通時間τを反映するスイッチ制御信号ＣＳ１ないしスイッチ制御信号ＣＳ４を出力する。
スイッチ制御信号ＣＳ１ないしスイッチ制御信号ＣＳ４の各々によってスイッチ部３０ａのスイッチＳ１ないしスイッチＳ４の各々は制御される。
【０２０８】
ステップＳＴ２０５において中央演算装置５０１は、入力電力ＰＩＮが規定電力ＰＲＥＦ以上であるか否かを判断し、入力電力ＰＩＮが規定電力ＰＲＥＦ以上である場合（Ｙｅｓ）には処理をステップＳＴ２０６に移し、入力電力ＰＩＮが規定電力ＰＲＥＦ未満である場合（Ｎｏ）には処理をステップＳＴ２０７に移す。
【０２０９】
ステップＳＴ２０６において中央演算装置５０１は、規定電力ＰＲＥＦに微差ΔＰを加算して規定電力ＰＲＥＦの値をより大きくし、更新した規定電力ＰＲＥＦの値をレジスタに書き込む。
規定電力ＰＲＥＦの値をより大きくすると、次の割込において、入力電力ＰＩＮは、より大きくした規定電力ＰＲＥＦに近づき、その結果として、入力電圧ＶＩＮは低下して入力電圧ＶＩＮを定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦに保つことができる。
【０２１０】
ステップＳＴ２０７において中央演算装置５０１は、規定電力ＰＲＥＦから微差ΔＰを減算して規定電力ＰＲＥＦの値をより小さくし、更新した規定電力ＰＲＥＦの値をレジスタに書き込む。
規定電力ＰＲＥＦの値をより小さくすると、次の割込において、入力電力ＰＩＮは、より小さくした規定電力ＰＲＥＦに近づき、その結果として、入力電圧ＶＩＮは上昇して入力電圧ＶＩＮを定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦに保つことができる。
【０２１１】
ステップＳＴ２０８において中央演算装置５０１は、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１以上であるか否かを判断し、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１以上である場合（Ｙｅｓ）には電力供給処理は終了し、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１未満である場合（Ｎｏ）にはステップＳＴ２０９に処理を移す。そして、Ｙｅｓの場合には、次の割込では、再び電力供給処理をおこなう。
【０２１２】
ステップＳＴ２０９において中央演算装置５０１は、イニシャル処理の先頭番地を割込レジスタに書き込み、電力供給処理は終了する。そして、次の割込では、イニシャル処理をおこなう。
【０２１３】
このようにして、制御部５０ａは、入力電圧ＶＩＮを定格電圧の中心電圧である定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦに保ちながら、効率ηが高い電力Ｐ１ないし電力Ｐ２の範囲の入力電力ＰＩＮを直流電力系統６２に対して供給する。制御部５０ａは、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１を下回る場合には、第１の電流路および第２の電流路を形成しないようにして電力供給装置１の動作を停止し、分散型電源１０からの電流を電気二重層コンデンサ２０ａのみに蓄える。なお、太陽電池から取り出し得る最大電力よりも、電力Ｐ２が大きくなるようにスイッチ部３０ａと電力トランス４０ａとを主要構成部とするインバータの定格電力を定める場合には電力Ｐ２が電力伝送に際して制限となることはない。
【０２１４】
第４の実施形態においては、分散型電源１０から得られる電力が小電力である場合には電力伝送をすることなく電気二重層コンデンサ２０ａにエネルギを蓄え、効率ηが高い領域のみで分散型電源１０から得られる電力を直流電力系統６２に電力伝送する。よって、総合的な効率は従来技術に比べて向上する。
【０２１５】
（第４の実施形態の変形）
図１８は、第４の実施形態の変形を示す図である。図１９は、第４の実施形態の別の変形を示す図である。
【０２１６】
図１８は、ｎ個の電力ブロックを有する構成の場合の変形である。図１９は、電力トランス４０ｄを高周波トランス、２次側をスイッチング周波数に対応する高周波ダイオードとインダクタ３８とで構成する場合である。
【０２１７】
第４の実施形態は直流電流系統に対して直流電力を供給する点において、交流電流系統に対して交流電力を供給する第１の実施形態ないし第３の実施形態と異なる。そのために、１次側については力率改善のための構成が無くてもよく、２次側から直流を出力する構成が必要であるが、電力系統に対する電力伝送の方式の基本は共通する。よって、図示はしないが第４の実施形態の構成部の一部と、上述した第１の実施形態ないし第３の実施形態各々の実施形態の構成部の一部とを組み合わせる新たな実施形態も実施可能である。
【０２１８】
［第５の実施形態］
図２０は、第５の実施形態を示す図である。
【０２１９】
図２０に示す第５の実施形態の電力供給装置５は分散型電源１０で得られる電力を直流負荷７０と蓄電器８０に対して供給する。第５の実施形態と第４の実施形態とは、直流電力を出力する電力トランス４０ａの２次側については同様の構成が可能である。
【０２２０】
図２０に示す第５の実施形態の電力供給装置５は、スイッチ部３０ａと制御部５０ａと電力トランス４０ａと２次側の整流回路であるブリッジ整流器９１と電流センサ３６とインダクタ３５とを備える。電力供給装置５の出力端子に並列に蓄電器８０が接続される点が第４の実施形態とは異なる。蓄電器８０の作用は、電力供給装置５の出力端子からの電力の供給が停止したときに、直流負荷７０に電力を供給するとともに直流負荷電圧ＶＬを一定値に保持するものである。
【０２２１】
第５の実施形態において、制御部がおこなう処理は、第４の実施形態と同様に図１７に示す処理を用いることができる。
【０２２２】
電力供給装置５の出力側からの２次巻線側電流Ｉ２は、直流負荷７０と蓄電器８０とに分流するので、直流負荷７０に流れる電流がより小さいときは蓄電器８０により大きな電流が流れる。また、蓄電器８０の充電された状態が不十分であるときは大きな充電電流が蓄電器８０に流れ、蓄電器８０の充電された状態が十分であるときはより小さな充電電流が流れ、蓄電器８０の充電された状態が完全であるときには充電電流は流れない。このようにして、電力Ｐ１ないし電力Ｐ２の範囲で入力電力ＰＩＮを制御する。そして、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１を下回ると、電力供給装置５は出力端子から直流負荷７０および蓄電器８０に対する電力供給を停止する。直流負荷７０の両端の直流負荷電圧ＶＬは、蓄電器８０の充電された状態、入力電力ＰＩＮに応じて僅かに変動するが、直流負荷７０の動作に影響は与えない。
【０２２３】
（第５の実施形態の変形）
第５の実施形態は、第４の実施形態の直流電力系統６２を直流負荷７０と蓄電器８０に替えるものであるので、このような置き替えをすれば、第４の実施形態の変形のすべてを第５の実施形態の変形とすることができる。図２１はこのような置き替えの例である。図２１に示す実施の形態において上述した実施形態と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【０２２４】
図２１は、第５の実施形態の変形を示す図である。
【０２２５】
図２１は、第５の実施形態の構成の一部と第２の実施形態の変形の構成の一部とを組み合わせる実施形態である。第５の実施形態の変形はこれらに限られず、図示はしないが第５の実施形態の構成部の一部と、上述した第１の実施形態ないし第４の実施形態の各々の実施形態の構成部の一部とを組み合わせる新たな実施形態も実施可能である。
【０２２６】
［第６の実施形態］
図２２は、第６の実施形態を示す図である。
【０２２７】
第６の実施形態において、電力供給装置６は受電対象である直流負荷７０に電力を供給する。電力供給における制御方法は第１の実施形態ないし第５の実施形態およびそれらの変形と共通する。具体的には、制御部５０ａは、入力側の入力電圧ＶＩＮが所定最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮ以上である場合にスイッチの導通時間を制御し２次巻線から得られる出力電力を受電対象である直流負荷７０に対して供給する電力供給処理を開始する。そして、第１の実施形態ないし第５の実施形態と同様に、予め定数ＫＩの固定値を定め、または、定数ＫＩの値を減じながら、電力Ｐ１以上の伝送電力を維持する。そして、スイッチ部３０ａの伝送する伝送電力が所定電力である電力Ｐ１未満である場合にスイッチを切断して前記電力供給処理を停止する。ここで、スイッチの導通時間の制御は直流負荷７０の電圧が所定電圧となるように制御する。
【０２２８】
第６の実施形態の電力供給装置６の構成部について説明をする。直流電力を出力する電力トランス４０ａの２次側については第４の実施形態と同様の構成が可能である。ただし、第４の実施形態においては制御部が、電力供給装置４が出力する直流電力系統電圧ＶＤＣを制御しないが、第６の実施形態においては制御部が直流負荷電圧ＶＬを制御する点において相違する。また、直流負荷電圧ＶＬを制御するために、２次側の直流負荷電圧ＶＬから１次側の直流負荷電圧信号ＳＶＬを検出する検出部、例えば、ホトカプラ５６が必須である。
【０２２９】
第６の実施形態の電力供給装置６の制御部５０ａがおこなう制御の概略を以下にまとめる。
【０２３０】
スイッチＳ１ないしスイッチＳ４の導通する導通時間τは、（数１１）であらわされる。通常の安定化電源と同様に、直流負荷電圧信号ＳＶＬを基準電圧ＶＲＥＦと等しくするために導通時間τを制御するものである。ここで、直流負荷７０を接続する電力供給装置６の出力端子における直流負荷電圧ＶＬと直流負荷電圧信号ＳＶＬの電圧比率は所定比率ＫＬである。
【０２３１】
τ＝ＫＧ×（ＶＲＥＦ−ＳＶＬ）・・・・・・（数１１）
【０２３２】
制御部５０ａは、入力電圧・電流インターフェイス５０６を介して入力電圧ＶＩＮとトランス電流ＩＴから入力電流ＩＩＮとを得て、２次側インターフェイス５０５を介して直流負荷電圧信号ＳＶＬを得る。（数９）に基づき入力電力ＰＩＮを演算し、（数１１）に基づきスイッチＳ１ないしスイッチＳ４の導通する導通時間τを得て、直流負荷電圧信号ＳＶＬの値が基準電圧ＶＲＥＦとなるようにフィードバック制御をおこなう。基準電圧ＶＲＥＦは、直流負荷７０の両端の直流負荷電圧ＶＬと所定比率となるように設定される。よって、フィードバック制御の作用によって、電力供給装置６の出力端子の電圧は一定の電圧ＶＬとなるように制御される。
【０２３３】
（制御処理のフローチャート）
図２３は、第６の実施形態の電力供給装置の制御部の中央演算装置がおこなう処理を示すフローチャートである。
【０２３４】
図２３を参照して、制御部５０ａの中央演算装置５０１がおこなう演算、制御について説明をする。中央演算装置５０１は、図２３（ａ）のイニシャル処理のスタートからリターンまでの一連の処理と、図２３（ｂ）の電力供給処理のスタートからリターンまでの一連の処理とを割込によって実行する。
【０２３５】
中央演算装置５０１は、図２３（ａ）のイニシャル処理のスタートからリターンまでの一連の処理を中央演算装置５０１のリセットの直後または割込レジスタにイニシャル処理の先頭番地が書き込まれている場合に実行する。中央演算装置５０１は、図２３（ｂ）の電力供給処理のスタートからリターンまでの一連の処理を、割込レジスタに電力処理の先頭番地が書き込まれている場合に実行する。すなわち、イニシャル処理のみを実行する割込処理、電力供給処理のみを実行する割込処理、イニシャル処理に続いて電力供給処理を実行する割込処理の３種類がある。割込は、タイマー割込であり、割込の周期は周期ＴＳであるとして以下に説明をする。
【０２３６】
（イニシャル処理）
図２３（ａ）に示すイニシャル処理は、ステップＳＴ３１では、最低入力電圧ＶＩＮＭＩＮと定数ＫＧと基準電圧ＶＲＥＦと電力Ｐ１とをロム５０３から読み出しレジスタに格納する。また、スイッチ制御信号ＣＳ１ないしスイッチ制御信号ＣＳ４のすべてを導通時間τ＝0に設定する。
ステップＳＴ３２ないしステップＳＴ３４は、ステップＳＴ２２ないしステップＳＴ２４の各々と同じである。
【０２３７】
（電力供給処理）
ステップＳＴ３０１において中央演算装置５０１は、入力電圧・電流インターフェイス５０６を介して入力電圧ＶＩＮを取得し、トランス電流ＩＴから入力電流ＩＩＮを取得する。また、２次側インターフェイス５０５を介して直流負荷電圧ＶＬと所定比率ＫＬの直流負荷電圧信号ＳＶＬを取得する。
【０２３８】
ステップＳＴ３０２において中央演算装置５０１は、（数９）に基づいて入力電力ＰＩＮを演算する。
【０２３９】
ステップＳＴ３０３において中央演算装置５０１は、（数１１）に基づいてスイッチ導通の時間である導通時間τを演算する。
【０２４０】
ステップＳＴ３０４において中央演算装置５０１は、スイッチ部インターフェイス５０４を介して、スイッチ導通時間τを反映するスイッチ制御信号ＣＳ１ないしスイッチ制御信号ＣＳ４を出力する。
スイッチ制御信号ＣＳ１ないしスイッチ制御信号ＣＳ４の各々によってスイッチ部３０ａのスイッチＳ１ないしスイッチＳ４の各々は制御され、直流負荷電圧信号ＳＶＬは基準電圧ＶＲＥＦに近づく。
【０２４１】
ステップＳＴ３０５において中央演算装置５０１は、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１以上であるか否かを判断し、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１以上である場合（Ｙｅｓ）には電力供給処理は終了し、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１未満である場合（Ｎｏ）にはステップＳＴ３０６に処理を移す。Ｙｅｓの場合には、次の割込処理は電力供給処理である。
【０２４２】
ステップＳＴ３０６において中央演算装置５０１は、イニシャル処理の先頭番地を割込レジスタに書き込み、電力供給処理は終了する。そして次の割込処理はイニシャル処理である。
【０２４３】
このようにして、制御部５０ａは、直流負荷電圧信号ＳＶＬを基準電圧ＶＲＥＦに保ちながら、すなわち、直流負荷電圧ＶＬを所望の定電圧に保ちながら、効率ηが高い電力Ｐ１ないし電力Ｐ２の範囲の入力電力ＰＩＮを直流負荷７０に対して供給する。制御部５０ａは、入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１を下回る場合には、第１の電流路および第２の電流路を形成しないようにして電力供給装置５の動作を停止し、分散型電源１０からの電流を電気二重層コンデンサ２０ａのみに蓄える。このときに、直流負荷７０に対してコンデンサ３９から電力が供給される。
【０２４４】
従来の技術では、分散型電源１０から得られる電力が小電力であってもスイッチ部３０ａと電力トランス４０ａとを主要構成部とするインバータは、常時、少なくとも直流負荷７０に電力伝送するように動作したので、効率ηは悪かった。第６の実施形態においては、分散型電源１０から得られる電力が小電力である場合には電力伝送をすることなく電気二重層コンデンサ２０ａにエネルギを蓄え、効率ηが高い領域のみで分散型電源１０から得られる電力を直流負荷７０対して電力伝送する。よって、総合的な効率は従来技術に比べて向上する。
【０２４５】
（第６の実施形態の変形）
図２４は、第６の実施形態の変形を示す図である。
【０２４６】
第６の実施形態の電力供給装置６の直流負荷７０は一般の電子機器であるので、分散型電源１０の発電電力が減少する場合でも電力の供給の停止をすることができない。図２４に示す第６の実施形態の変形の電力供給装置６ａは、複数の分散型電源および電気二重層コンデンサを備え、電力供給が可能なエネルギが十分に蓄えられた電気二重層コンデンサに接続される電力供給ブロックから順次、直流負荷７０に対して電力を供給するものである。このような構成を採用すれば、ある電気二重層コンデンサのエネルギが減少した場合でも、別の電気二重層コンデンサのエネルギを直流負荷７０に供給し、直流負荷７０に対する電力の供給を継続できる。
【０２４７】
図２５は、第６の実施形態の変形の電力供給装置の制御部の中央演算装置がおこなう処理を示すフローチャートである。
【０２４８】
制御部の中央演算装置がおこなう処理は、図１０に示す処理と同様に、複数の電力供給処理を選択的におこなうが、各々の電力供給処理の内容は図２３に示す内容と同じである。イニシャル処理においてレジスタに読み出す初期値の設定は、図２３に示す処理と同じである。
【０２４９】
（その他の変形）
図２６、図２７は、１次側回路についての変形である。
【０２５０】
図２６、図２７は、上述したすべての実施形態の１次側回路について実施可能な変形である。図２６は、１次側については周知なるハーフブリッジ回路を採用するものであり、上述したすべての実施形態において構成の一部とすることができる。図２７は共振型回路を採用するものであり、導通時間τを変えるのではなく導通時間τは一定としてスイッチング周期を変え、トランスに流れる電流は電流共振によって正弦波とするとともにゼロ電圧スイッチングするものであり、上述したすべての実施形態において構成の一部とすることもできる。
【０２５１】
また、２次側の整流回路については、両波整流回路、全波整流回路、同期整流回路等の周知なる種々の整流回路を用いることができる。
【０２５２】
また、電力供給装置の入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１以上、電力Ｐ２未満の場合に電力供給装置が動作することに替え、電力供給装置の出力電力ＰＯＵＴが電力Ｐ１×1/η以上、電力Ｐ２×1/η未満の場合に電力供給装置が動作するようにしても良い。両者は、電力供給装置が伝送する電力を入力側で定義するか、出力側で定義するかの違いに過ぎない。要は、電力供給装置が高効率を維持して伝送できる電力が第１の所定電力以上、または、第１の所定電力以上および第２の所定電力未満の場合に電力供給装置が動作するようにすれば良い。
【０２５３】
また、上述した実施形態では、分散型電源に並列に接続される電気二重層コンデンサは電力供給装置の外部に配置され、電力供給装置の入力側に接続されるが、電気二重層コンデンサを電力供給装置の内部に配置する電力供給装置も実施可能である。
【０２５４】
また、電気二重層コンデンサは大容量コンデンサの一種であり、大容量コンデンサであれば電気二重層コンデンサに替え実施形態に用いることができる。例えば、電解コンデンサを並列接続したものを電気二重層コンデンサに替えて用いることができる。また、電気二重層コンデンサに替えてリチウムイオンキャパシタを用いることもできる。リチウムイオンキャパシタは、リチウムイオン二次電池の負極と電気二重層の正極を組み合わせた構造を有する大容量コンデンサの一種である。
【０２５５】
要するに、第１の実施形態を参照して説明をしたように、本実施形態の電力供給装置の入力側に接続するコンデンサは、「分散型電源（分散型電源１０）からの電力の供給がない場合においても少なくとも所定時間（時間ＴＤ）の間は所定電力（電力Ｐ１）を供給し続けても両端（そのコンデンサの両端）の電圧が所定電圧（定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦ）までは減少しない容量（静電容量）を有するものでなければならないということである。また、「所定時間（時間ＴＤ）」は、上述したように電力供給装置が短時間で動作と停止とを繰り返すことを防止してより効率を向上させるという観点から定める時間である。
【０２５６】
また、図５、図１０、図１７に記載のフローチャートにおいて、「定格中心入力電圧ＶＩＮＲＥＦ」を、「定格下限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＩＮから定格上限入力電圧ＶＩＮＲＥＦＭＡＸまでの間の任意の電圧」に置き替えることもできる。
【０２５７】
図２８は、実施形態の２次側の電流センサを示す図である。
図２９は、実施形態の効率演算処理を示すフローチャートである。
【０２５８】
図２８に示すように、例えば、電力供給装置３ａは、２次側の電流センサ３７を設け、２次巻線側電流Ｉ２に応じた２次巻線側電流信号ＳＩ２を中央演算装置５０１が検出する。２次側の電圧センサを用いない実施形態を示す図１６、図１８、図１９、図２０、図２１においては、さらに２次側の電圧センサ、例えば、ホトカプラ５６を設け、直流電力系統電圧ＶＤＣに応じた、直流電力系統電圧信号ＳＶＤＣを検出する。そして、中央演算装置５０１は、受電対象が交流電力系統６０である場合には（数４）に基づきＲｅ（ＶＡＣ×Ｉ２）を演算し、受電対象が直流電力系統６２である場合には同様にしてＲｅ（ＶＤＣ×Ｉ２）を演算し、受電対象が直流負荷７０である場合には同様にしてＲｅ（ＶＬ×Ｉ２）の各々を演算して実効電力である出力電力ＰＯＵＴを算出することができる。
【０２５９】
図２９のフローチャートは、タイマー割込においておこなう処理である。実際の実効電力である入力電力ＰＩＮと２次側から受電対象に対して出力される実際の実効電力である出力電力ＰＯＵＴとを演算し、入力電力ＰＩＮ／出力電力ＰＯＵＴを演算して効率ηを算出し、効率ηが所定値を下回る場合には電力供給装置から受電対象に対する電力供給を停止するようにしても良い。図２９に示すフローチャートは、例えば、独立した効率演算処理のルーチンとすることによって、上述したすべて電力供給処理と併用することができる。
【０２６０】
要するに、効率演算処理は以下のように機能する。受電対象に電力を供給する電力供給処理を開始し、割込毎に入力電力ＰＩＮ／出力電力ＰＯＵＴを演算して効率ηを求め、効率ηが所定効率ηＩ未満である場合にスイッチを切断して電力供給処理を停止する。このようにすれば、電力供給装置１を高い効率で動作させることが可能である。
【０２６１】
効率演算処理は、上述した各々の実施形態の電力供給処理に続けて同一の割込周期においておこなう。または、効率演算処理は、電力供給処理における入力電力ＰＩＮが電力Ｐ１以上であるか否かの判定の処理おこなわないように電力供給処理を変更し、このような電力供給処理に続けて同一の割込周期において効率演算処理をおこなう。
【０２６２】
図２９のフローチャートに示すように、効率演算処理においては、例えば、以下の処理を順次おこなう。
【０２６３】
ステップＳＴ５０１において中央演算装置５０１は、受電対象に応じて出力電力ＰＯＵＴを演算する。
ステップＳＴ５０２において中央演算装置５０１は、（数５）に基づいて効率η＝入力電力ＰＩＮ／出力電力ＰＯＵＴを演算して効率ηを求める。入力電力ＰＩＮは、既に電力供給処理において演算されている。
ステップＳＴ５０３において中央演算装置５０１は、効率ηが予め定めた効率ηＩ、例えば、95%以上であるか否かを判断し、効率ηが効率ηＩ以上である場合（Ｙｅｓ）には効率演算処理は終了し、効率ηが効率ηＩ未満である場合（Ｎｏ）にはステップＳＴ５０４に処理を移す。Ｙｅｓの場合には、次の割込処理は電力供給処理である。
【０２６４】
ステップＳＴ５０４において中央演算装置５０１は、イニシャル処理の先頭番地を割込レジスタに書き込み、電力供給処理は終了する。そして次の割込処理はイニシャル処理である。
【０２６５】
上述したすべての実施形態の構成の一部分を組み合わせて、新たな実施形態とすることができる。
【符号の説明】
【０２６６】
１、１ａ、２、２ａ、３、３ａ、３ｂ、３ｃ、４、４ａ、５、５ａ、６、６ａ  電力供給装置、  １０、１０１、１０２、１０ｎ  分散型電源、  ２０ａ、２０ａ１、２０ａ２  電気二重層コンデンサ、  ２１  逆流防止ダイオード、  ３０ａ、３０ａ１、３０ａ２、３０ａａ  スイッチ部、  ３５、３８、３５１、３５２  インダクタ、  ３６、３６１、３６２、３７  電流センサ、  ３９  コンデンサ、  ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ  電力トランス、  ５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ  制御部、  ５５  電圧センストランス、  ５６  ホトカプラ、  ６０  交流電力系統、  ６１  交流発電機、  ６２  直流電力系統、  ７０  直流負荷、  ８０  蓄電器、  ９１  ブリッジ整流器、  ５０１  中央演算装置、  ５０３  ロム、  ５０４  スイッチ部インターフェイス、  ５０５  ２次側インターフェイス、  ５０６  入力電圧・電流インターフェイス、  ＣＳ１、Ｓ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２、ＣＳ２１、ＣＳ２２、ＣＳ３、Ｓ３１、ＣＳ３２、ＣＳ４、ＣＳ４、ＣＳ４１、ＣＳ４２、ＣＳ５、ＣＳ６  スイッチ制御信号、  Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６  ダイオード、  Ｉ２  ２次巻線側電流、  ＩＩＮ、ＩＩＮ、ＩＩＮ２  入力電流、  ＩＴ、ＩＴ１、ＩＴ２  トランス電流、  Ｎ１、Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１ｎ  １次側巻線、  Ｎ２、Ｎ２１、Ｎ２２  ２次側巻線、  Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ４、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ５、Ｓ６、Ｓａ１、Ｓａ４  スイッチ、  ＳＩ２  ２次巻線側電流信号、  ＳＶＡＣ  交流電力系統電圧信号、  ＳＶＬ  直流負荷電圧信号、ＶＩＮ、ＶＩＮ１、ＶＩＮ２、ＶＩＮｎ  入力電圧、  ＶＬ  直流負荷電圧
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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