(57)【要約】【課題】小型化を図った電力変換装置、およびそれを用いたパワーコンディショナを提供する。【解決手段】電力変換回路１は、第１変換回路１０と、アクティブフィルタ回路２０と、第２変換回路３０とを備える。第１変換回路１０は、太陽光発電装置４から印加される直流の入力電圧Ｖ１の大きさを変化させて直流の第１電圧Ｖ２として出力する。アクティブフィルタ回路２０は、第１電圧Ｖ２が交流に変換されることによって第１電圧Ｖ２に発生する脈動成分と逆の電圧成分である第３電圧Ｖ３を第１電圧Ｖ２に重畳させる。第２変換回路３０は、第１電圧Ｖ２に第３電圧Ｖ３を重畳させることによって得られた電圧を交流の第２電圧Ｖ４に変換する。【選択図】図１
2015226443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から印加される直流の入力電圧の大きさを変化させて直流の第１電圧として出力する第１変換回路と、
前記第１電圧が交流に変換されることによって前記第１電圧に発生する脈動成分と逆の電圧成分である第３電圧を前記第１電圧に重畳させるアクティブフィルタ回路と、
前記第１電圧に前記第３電圧を重畳させることによって得られた電圧を交流の第２電圧に変換する第２変換回路とを備える
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記アクティブフィルタ回路は、昇圧チョッパ回路と、コンデンサと、降圧チョッパ回路とを備え、
前記昇圧チョッパ回路の出力端子間に前記コンデンサが接続され、且つ、前記降圧チョッパ回路の入力端子間に前記コンデンサが接続されており、
前記昇圧チョッパ回路は、前記コンデンサを充電することによって、前記コンデンサの両端電圧を前記第１電圧以上に昇圧させるように構成され、
前記降圧チョッパ回路は、前記第１電圧が所定の基準電圧を下回った場合に、前記コンデンサから放電させることによって、前記第３電圧を前記第１電圧に重畳させるように構成された
ことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記降圧チョッパ回路は、前記第２電圧の半周期ごとに、前記第２電圧のゼロクロス点に対して位相遅れがπ／４から３π／４での範囲で、前記第３電圧を前記第１電圧に重畳する動作を行うように構成された
ことを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
前記第２変換回路の出力端子と系統電源との間に電気的に接続される解列器とを備える
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電力変換装置、およびそれを用いたパワーコンディショナに関し、より詳細には直流電源からの電力を変換する電力変換装置、およびそれを用いたパワーコンディショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅用の太陽光発電装置や燃料電池、蓄電装置などの普及に伴い、これらの直流電源の出力を交流に変換する電力変換装置として、多様な電力変換装置が提供されている。例えば特許文献１には、太陽光発電装置（solar generator）の出力を交流に変換する電力変換装置（DC/AC converter）が開示されている。この電力変換装置は、太陽光発電装置の出力端子間に、２個のスイッチ素子（switch unit）の直列回路が２つ並列に接続されたブリッジ回路を備えている。
【０００３】
ところで、この種の電力変換装置では、ブリッジ回路の入力電圧（直流）は最終出力電圧（交流）の瞬時値（絶対値）を下回らないことが必須要件となる。つまり、電力変換装置は、ブリッジ回路の入力電圧を最終出力電圧の最大値（絶対値）より大きな値に維持する必要がある。また、ブリッジ回路の入力電力（直流）の瞬時値は一定となるのに対して、出力電力（交流）の瞬時値は１周期内で変動するため、入力電力と出力電力との差分である変動成分を蓄積するためのデバイスが必要になる。そのため、特許文献１に記載の電力変換装置は、エネルギーを貯めるためのデバイスとしてエネルギーストレージ（intermediate energy storage）を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７０４６５３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、太陽光発電装置に接続されるパワーコンディショナのように定格容量の比較的大きな電力変換装置では、エネルギーストレージに貯蔵すべきエネルギーも比較的大きくなるため、一般的に、大容量の電解コンデンサがエネルギーストレージに用いられる。この種の電解コンデンサは比較的大型であるから、他の部品に比べて電力変換装置全体の体積に占める割合が高く、エネルギーストレージが電力変換装置全体としての小型化を妨げる要因となっている。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、小型化を図った電力変換装置、およびそれを用いたパワーコンディショナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電力変換装置は、直流電源から印加される直流の入力電圧の大きさを変化させて直流の第１電圧として出力する第１変換回路と、前記第１電圧が交流に変換されることによって前記第１電圧に発生する脈動成分と逆の電圧成分である第３電圧を前記第１電圧に重畳させるアクティブフィルタ回路と、前記第１電圧に前記第３電圧を重畳させることによって得られた電圧を交流の第２電圧に変換する第２変換回路とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のパワーコンディショナは、上述の電力変換装置と、前記第２変換回路の出力端子と系統電源との間に電気的に接続される解列器とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、小型化を図った電力変換装置、およびそれを用いたパワーコンディショナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の電力変換装置を用いたパワーコンディショナの回路図である。
【図２】本実施形態のパワーコンディショナの各測定点における波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態に係る電力変換装置１、およびそれを用いたパワーコンディショナ３について図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されず、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１２】
本実施形態の電力変換装置１は、図１に示すように、第１変換回路１０と、アクティブフィルタ回路２０と、第２変換回路３０とを備えている。第１変換回路１０は、直流電源である太陽光発電装置（ＰＶ：Photovoltaics）４から印加される直流の入力電圧Ｖ１の大きさを変化させて直流の第１電圧Ｖ２として出力する。アクティブフィルタ回路２０は、第１電圧Ｖ２が交流電圧に変換されることによって第１電圧Ｖ２に発生する脈動成分と逆の電圧成分である第３電圧Ｖ３を発生する。第２変換回路３０は、第１電圧Ｖ２に第３電圧Ｖ３を重畳させることによって得られた電圧を交流の第２電圧Ｖ４に変換する。
【００１３】
また、本実施形態のパワーコンディショナ３は、図１に示すように、上記の電力変換装置１と、解列器２とを備えている。解列器２は、電力変換装置１の出力端子、すなわち第２変換回路３０の出力端子３０１，３０２と系統電源５との間に電気的に接続される。
【００１４】
本実施形態では、パワーコンディショナ３が、直流電源としての太陽光発電装置４に電気的に接続されて使用される住宅用途について例示するが、パワーコンディショナ３の用途を限定する趣旨ではない。パワーコンディショナ３は、例えば家庭用燃料電池、蓄電装置など、太陽光発電装置４以外の直流電源に電気的に接続されてもよく、また、例えば店舗、工場、事務所など住宅以外の施設に用いられてもよい。さらに、電力変換装置１についても、その用途をパワーコンディショナ３に限定する趣旨ではなく、電力変換装置１は、パワーコンディショナ３以外に用いられてもよい。
【００１５】
先ず、本実施形態の電力変換装置１について説明する。電力変換装置１は、図１に示すように、一対の入力端子１０１，１０２と、一対の出力端子１１１，１１２とを備えている。一対の入力端子１０１，１０２は、太陽光発電装置４に接続箱（図示せず）を介して電気的に接続される。一対の出力端子１１１，１１２は、解列器２を介して系統電源５に電気的に接続されている。また、本実施形態の電力変換装置１は、第１変換回路１０、アクティブフィルタ回路２０、第２変換回路３０に加えて、制御回路４０およびＡＣフィルタ回路５０を備えている。
【００１６】
第１変換回路１０は、入力コンデンサ１１と、インダクタ１２と、スイッチ素子１３と、ダイオード１４と、コンデンサ１５とを備え、昇圧チョッパの回路構成を有している。
【００１７】
入力コンデンサ１１は、入力端子１０１，１０２間に電気的に接続されている。インダクタ１２とスイッチ素子１３とは直列に接続されており、インダクタ１２およびスイッチ素子１３の直列回路は、インダクタ１２が高電位（正極）側となるように、入力コンデンサ１１の両端間に接続されている。インダクタ１２とスイッチ素子１３との接続点にはダイオード１４のアノードが接続されている。ダイオード１４のカソードと、入力コンデンサ１１の低電位（負極）側の端子との間にはコンデンサ１５が接続されている。スイッチ素子１３には例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）が用いられる。スイッチ素子１３は、制御回路４０から入力される制御信号Ｓ１に応じて、オン／オフが切り替えられる。スイッチ素子１３のスイッチング動作によって、太陽光発電装置４からの入力電圧Ｖ１を昇圧した直流の第１電圧Ｖ２が、コンデンサ１５の両端間に発生する。
【００１８】
アクティブフィルタ回路２０は、昇圧チョッパ回路２１と、コンデンサ２２と、降圧チョッパ回路２３とを備えている。コンデンサ２２は昇圧チョッパ回路２１の出力端子間に接続され、且つ、コンデンサ２２は降圧チョッパ回路２３の入力端子間に接続されている。
【００１９】
昇圧チョッパ回路２１は、インダクタ２４とスイッチ素子２５とダイオード２６とを備える。インダクタ２４とスイッチ素子２５とは直列に接続されており、インダクタ２４およびスイッチ素子２５の直列回路は、インダクタ２４が高電位（正極）側となるように、入力コンデンサ１１の両端間に接続されている。インダクタ２４とスイッチ素子２５との接続点にはダイオード２６のアノードが接続されている。ダイオード２６のカソードと、入力コンデンサ１１の低電位（負極）側の端子との間（すなわち、昇圧チョッパ回路２１の出力端子間）にはコンデンサ２２が接続されている。スイッチ素子２５には例えばＭＯＳＦＥＴが用いられる。スイッチ素子２５は、制御回路４０から入力される制御信号Ｓ２に応じて、オン／オフが切り替えられる。制御回路４０は、スイッチ素子２５のオン／オフを制御することによってコンデンサ２２を充電し、コンデンサ２２の両端電圧を第１電圧Ｖ２以上に昇圧させる。
【００２０】
降圧チョッパ回路２３は、スイッチ素子２７とダイオード２８とインダクタ２９とを備えている。降圧チョッパ回路２３の入力端子間には、コンデンサ２２が電気的に接続されている。ここで、コンデンサ２２の両端間には、スイッチ素子２７が高電位（正極）側となるようにして、スイッチ素子２７およびダイオード２８の直列回路が電気的に接続されている。また、ダイオード２８のアノードはコンデンサ２２の低電位（負極）側の端子に電気的に接続されている。そして、スイッチ素子２７とダイオード２８との接続点にはインダクタ２９の一端が電気的に接続され、インダクタ２９の他端はコンデンサ１５の高電位（正極）側の端子に電気的に接続されている。これにより、降圧チョッパ回路２３の出力端子間にコンデンサ１５が接続される。
【００２１】
スイッチ素子２７には例えばＭＯＳＦＥＴが用いられる。スイッチ素子２７は、制御回路４０から入力される制御信号Ｓ３に応じて、オン／オフが切り替えられる。制御回路４０は、第１電圧Ｖ２が所定の基準電圧を下回った場合、スイッチ素子２７をオンにしてコンデンサ２２から放電させ、第１電圧Ｖ２にコンデンサ２２からの第３電圧Ｖ３を重畳させた電圧を第２変換回路３０に入力させる。すなわち、降圧チョッパ回路２３は、第１電圧Ｖ２が所定の基準電圧を下回った場合、第１電圧Ｖ２に発生する脈動成分と逆の電圧成分である第３電圧Ｖ３を、第１電圧Ｖ２に重畳させる動作を行う。
【００２２】
第２変換回路３０は、第１変換回路１０の出力端子間に電気的に接続されており、フルブリッジ接続された４個のスイッチ素子３１〜３４を備えている。この第２変換回路３０は、第１変換回路１０およびアクティブフィルタ回路２０から入力される直流電圧を、交流の第２電圧Ｖ４に変換して出力するように構成されている。
【００２３】
具体的に説明すると、第１変換回路１０の出力端子間（コンデンサ１５の両端間）には、スイッチ素子３１，３２の直列回路と、スイッチ素子３３，３４の直列回路とが並列に接続されている。スイッチ素子３１，３２の接続点が第２変換回路３０の一方の出力端子３０１となり、スイッチ素子３３，３４の接続点が第２変換回路３０の他方の出力端子３０２となる。出力端子３０１は、ＡＣフィルタ回路５０のインダクタ５１を介して出力端子１１１に接続される。また出力端子３０２は、ＡＣフィルタ回路５０のインダクタ５２を介して出力端子１１２に接続される。
【００２４】
スイッチ素子３１にはダイオード３５が、スイッチ素子３３にはダイオード３７が、それぞれ、カソードがコンデンサ１５の高電位（正極）側の端子に接続されるようにして、並列に接続されている。同様に、スイッチ素子３２にはダイオード３６が、スイッチ素子３４にはダイオード３８が、それぞれ、アノードがコンデンサ１５の低電位（負極）側の端子に接続されるようにして、並列に接続されている。スイッチ素子３１〜３４には例えばデプレッション型のｎチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられ、ダイオード３５〜３８はＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードで構成されている。
【００２５】
スイッチ素子３１〜３４のオン／オフは制御回路４０によって制御される。制御回路４０は、対角に位置するスイッチ素子３１およびスイッチ素子３４を組にして、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号によりスイッチ素子３１，３４のオン、オフを同時に切り替える。また制御回路４０は、対角に位置するスイッチ素子３２およびスイッチ素子３３を組にして、ＰＷＭ信号によりスイッチ素子３２，３３のオン、オフを同時に切り替える。
【００２６】
ＡＣフィルタ回路５０はリアクトル５１，５２とコンデンサ５３とを備える。リアクトル５１の一端は第２変換回路３０の出力端子３０１に接続される。リアクトル５１の他端にはコンデンサ５３の一端が接続される。コンデンサ５３の他端と出力端子３０２の間にはリアクトル５２が接続される。すなわち、出力端子３０１と出力端子３０２の間に、リアクトル５１とコンデンサ５３とリアクトル５２との直列回路が接続されており、コンデンサ５３の両端が出力端子１１１，１１２に接続されている。ＡＣフィルタ回路５０は、第２変換回路３０から系統電源５に出力される第２電圧Ｖ４に含まれる高周波成分を減衰させて、正弦波状の交流波形とする機能を備えている。なお、第２電圧Ｖ４は商用電源系統に同期した５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電圧となる。
【００２７】
次に、本実施形態の電力変換装置１の動作を図２に基づいて説明する。図２は、第１電圧Ｖ２、第２電圧Ｖ４、太陽光発電装置４からの入力電流Ｉ１、第１変換回路１０の出力電流Ｉ２、昇圧チョッパ回路２１の出力電流Ｉ３、降圧チョッパ回路２３の出力電流Ｉ４、入力電圧Ｖ１、第２変換回路３０の出力電力Ｐ１、制御信号Ｓ３をそれぞれ示した波形図である。
【００２８】
本実施形態の電力変換装置１では、制御回路４０が、第１変換回路１０のスイッチ素子１３、アクティブフィルタ回路２０のスイッチ素子２５，２７、第２変換回路３０のスイッチ素子３１〜３４のオン／オフを個別に制御している。
【００２９】
制御回路４０は、スイッチ素子１３を所定のオンデューティ（固定値）でオン／オフさせることによって、コンデンサ１５の両端間に、太陽光発電装置４からの入力電圧Ｖ１（直流）を昇圧した第１電圧Ｖ２を発生させる。本実施形態の制御回路４０は、第１変換回路１０の第１電圧Ｖ２が、第３変換回路３０からの出力電圧のピーク値（約２８２Ｖ）以上の所定の基準電圧（例えば３４０Ｖ）となるように、第１変換回路１０に昇圧動作を行わせる。
【００３０】
また制御回路４０は、第１変換回路１０から出力される第１電圧Ｖ２を交流の第２電圧Ｖ４に変換させるように、第２変換回路３０のスイッチ素子３１〜３４を制御する。すなわち、制御回路４０は、第２電圧Ｖ４の正の半周期では、スイッチ素子３２，３３をオフさせた状態で、スイッチ素子３１，３４をＰＷＭ制御する。また制御回路４０は、第２電圧Ｖ４の負の半周期では、スイッチ素子３１，３４をオフさせた状態で、スイッチ素子３２，３３をＰＷＭ制御する。制御回路４０が、上記のような制御を行うことによって、系統電源５と周波数および位相を同期させた正弦波形の第２電圧Ｖ４を発生させる。
【００３１】
ところで、直流の第１電圧Ｖ２を交流電圧に変換する動作によって、図２の例では、第１電圧Ｖ２に変動幅がＤ１の脈動成分（リップル成分）が発生し、太陽光発電装置４から入力される入力電圧Ｖ１に変動幅がＤ２の脈動成分が発生している。
【００３２】
本実施形態の制御回路４０は、第２変換回路３０の入力電圧に発生する脈動成分を抑制するため、第１電圧Ｖ２に発生する脈動成分と逆の電圧成分をアクティブフィルタ回路２０に発生させるようにスイッチ素子２５，２７のオン／オフを制御する。
【００３３】
すなわち、制御回路４０は、スイッチ素子２５を所定のオンデューティ（固定値）でオン／オフさせることで、昇圧チョッパ回路２１に昇圧動作を行わせ、コンデンサ２２の両端間に、第１電圧Ｖ２以上の電圧値（例えば６００Ｖ）の直流電圧を発生させる。
【００３４】
また、制御回路４０は、第１電圧Ｖ２をモニタしており、第１電圧Ｖ２が所定の基準電圧（例えば３４０Ｖ）を下回ると、スイッチ素子２７を所定のオンデューティ（固定値）でオン／オフさせ、コンデンサ２２から放電させる。これにより、第１電圧Ｖ２に、コンデンサ２２から放電された第３電圧Ｖ３を重畳させた直流電圧が、第２変換回路３０に入力される。このように、コンデンサ１５の両端間に発生する第１電圧Ｖ２が基準電圧を下回ると、アクティブフィルタ回路２０は、第１電圧Ｖ２に発生する脈動成分と逆の電圧成分である第３電圧Ｖ３を、第１電圧Ｖ２に重畳させる動作を行う。第２変換回路３０には、第１電圧Ｖ２に第３電圧Ｖ３を重畳させた電圧が入力されるので、アクティブフィルタ回路２０が存在しない場合に比べて、第２変換回路３０の入力電圧に発生する脈動成分が抑制される。よって、第２変換回路３０から出力される第２電圧Ｖ４の電圧波形に生じる波形歪みが低減される。また、アクティブフィルタ回路２０を備えることによって、第１電圧Ｖ２に発生する脈動成分の許容量が大きくなるから、アクティブフィルタ回路２０が存在しない場合に比べて、第１変換回路１０が備えるエネルギーストレージ（コンデンサ１５）の容量を小さくできる。また、第２変換回路３０の入力電圧に発生する脈動成分が抑制されることで、第１変換回路１０の入力電圧に発生する脈流成分も抑制されるから、アクティブフィルタ回路２０が存在しない場合に比べて、入力コンデンサ１１の容量も小さくできる。また、コンデンサ２２には、脈動成分と同程度のエネルギーを充放電するのに必要な容量でよく、コンデンサ１５と同程度の容量の部品を使用できる。よって、エネルギーストレージに小容量で小型の部品を使用できるから全体として小型の電力変換装置１およびパワーコンディショナ３を実現できる。
【００３５】
次に、電力変換装置１を用いたパワーコンディショナ３について説明する。パワーコンディショナ３は、上述した電力変換装置１と、解列器２とを備えている。パワーコンディショナ３の出力、すなわち電力変換装置１の出力は、解列器２を介して、分電盤（図示せず）に設けられた連系ブレーカ（図示せず）に電気的に接続されることによって、系統電源５に接続される。
【００３６】
パワーコンディショナ３は、定常時、解列器２を閉じた状態で系統連系運転を行い、直流電源である太陽光発電装置４から入力される直流電力を交流電力に変換し、系統電源５と連系して負荷（図示せず）に電力を供給する。なお、詳しい説明は省略するが、パワーコンディショナ３は、系統電源５の停電等の異常時には、解列器２を開放し、系統電源５から解列された状態で交流電力を負荷（図示せず）に出力する自立運転を行うように構成されている。
【００３７】
ここで、解列器２は、電力変換装置１の一方の出力端子１１１と系統電源５との間に電気的に接続された第１接点部２０１と、電力変換装置１の他方の出力端子１１１と系統電源５との間に電気的に接続された第２接点部２０２とを備える。ただし、解列器２は、出力端子１１１および出力端子１１２の少なくとも一方と系統電源５との間に電気的に接続されていればよく、第１接点部２０１および第２接点部２０２のいずれかは省略されてもよい。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の電力変換装置１は、第１変換回路１０と、アクティブフィルタ回路２０と、第２変換回路３０とを備えている。第１変換回路１０は、直流電源である太陽光発電装置４から印加される直流の入力電圧Ｖ１の大きさを変化させて直流の第１電圧Ｖ２として出力する。アクティブフィルタ回路２０は、第１電圧Ｖ２が交流に変換されることによって第１電圧Ｖ２に発生する脈動成分と逆の電圧成分である第３電圧Ｖ３を、第１電圧Ｖ２に重畳させる。第２変換回路３０は、第１電圧Ｖ２に第３電圧Ｖ３を重畳させることによって得られた電圧を交流の第２電圧Ｖ４に変換する。
【００３９】
アクティブフィルタ回路２０から出力される第３電圧Ｖ３が第１電圧Ｖ２に重畳されることによって、第２変換回路３０に入力される直流電圧の脈動成分が抑制されるから、第２変換回路３０から出力される交流波形の歪みを低減できる。また、アクティブフィルタ回路２０を備えることによって、第１電圧Ｖ２に発生する脈動成分の許容量が大きくなるから、アクティブフィルタ回路２０が存在しない場合に比べて、第１変換回路１０が備えるエネルギーストレージ（コンデンサ１５）の容量を小さくできる。よって、第１変換回路１０が備えるエネルギーストレージに小容量で小型の部品を使用できるから全体として小型の電力変換装置１を実現できる。
【００４０】
また、本実施形態の電力変換装置１において、アクティブフィルタ回路２０は、昇圧チョッパ回路２１と、コンデンサ２２と、降圧チョッパ回路２３とを備えることも好ましい。昇圧チョッパ回路２１の出力端子間にコンデンサ２２が接続され、且つ、降圧チョッパ回路２３の入力端子間にコンデンサ２２が接続される。昇圧チョッパ回路２１は、コンデンサ２２を充電することによって、コンデンサ２２の両端電圧を第１電圧Ｖ２以上に昇圧させるように構成される。降圧チョッパ回路２３は、第１電圧Ｖ２が所定の基準電圧を下回った場合に、コンデンサ２２から放電させることによって、第３電圧Ｖ３を第１電圧Ｖ２に重畳させるように構成される。
【００４１】
このように、第１電圧Ｖ２が基準電圧を下回った場合は、降圧チョッパ回路２３がコンデンサ２２から放電させることで、第３電圧Ｖ３を第１電圧Ｖ２に重畳させるから、第２変換回路３０の入力電圧の低下を抑制できる。これにより、第２変換回路３０の入力電圧を安定化でき、第２変換回路３０から出力される第２電圧Ｖ４の波形歪みを低減できる。
【００４２】
また、本実施形態の電力変換装置１において、降圧チョッパ回路２３は、第２電圧Ｖ４の半周期ごとに、第２電圧Ｖ４のゼロクロス点に対して位相遅れがπ／４から３π／４までの範囲で、第３電圧Ｖ３を第１電圧Ｖ２に重畳する動作を行ってもよい。図２の例では、制御回路４０は、第２電圧Ｖ４の半周期ごとに、第２電圧Ｖ４のゼロクロス点に対して位相遅れがπ／４から３π／４までの範囲で、制御信号Ｓ３をスイッチ素子２７に印加している。したがって、降圧チョッパ回路２３は、第２電圧Ｖ４の半周期ごとに、第２電圧Ｖ４のゼロクロス点に対して位相遅れがπ／４から３π／４までの範囲のみで、第３電圧Ｖ３を第１電圧Ｖ２に重畳する動作を行うように構成される。
【００４３】
第２電圧Ｖ４のゼロクロス点に対して位相遅れがπ／４から３π／４までの範囲では、第２変換回路３０の出力電力Ｐ１が、太陽光発電装置４からの入力電力を上回り、第１電圧Ｖ２が基準電圧を下回る可能性がある。この期間において、第１電圧Ｖ２が基準電圧を下回った場合は、第３電圧Ｖ３を第１電圧Ｖ２に重畳する動作を行っているので、第２変換回路３０に入力される直流電圧に発生する脈動成分が低減する。
【００４４】
また、本実施形態に係るパワーコンディショナ３は、図１に示すように、上記の電力変換装置１と、解列器２とを備えている。解列器２は、電力変換装置１の出力端子、すなわち第２変換回路３０の出力端子と系統電源５との間に電気的に接続される。
【００４５】
パワーコンディショナ３が上記の電力変換装置１を備えているから、全体として小型のパワーコンディショナ３を実現できる。
【００４６】
なお、本実施形態の電力変換装置１において、スイッチ素子１３，２５，２７，３１〜３４にはＭＯＳＴＦＥＴが用いられているが、これらのスイッチ素子１３，２５，２７，３１〜３４はＭＯＳＦＥＴに限定されない。スイッチ素子１３，２５，２７，３１〜３４は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やその他のパワー半導体デバイスでもよい。またスイッチ素子１３は、例えばＧａＮ（窒化ガリウム）などのワイドバンドギャップの半導体材料を用いたパワー半導体デバイスでもよい。ワイドバンドギャップとは、例えばシリコン（Ｓｉ）のバンドギャップ（１．１ｅＶ）の２倍以上のバンドギャップ（２．２ｅＶ以上）をいう。スイッチ素子１３が、ワイドバンドギャップの半導体材料を用いたパワー半導体デバイスであれば、オン抵抗が比較的低く且つ大電流にも対応可能であって高耐圧のパワーデバイスを実現することが可能になる。ここでいうワイドバンドギャップ半導体とは、たとえば周期律表第２周期の軽元素を構成要素とする半導体と定義されており、窒化物系半導体のほか、ＳｉＣ（炭化ケイ素）なども含んでいる。
【符号の説明】
【００４７】
１  電力変換回路
２  解列器
３  パワーコンディショナ
４  太陽光発電装置（直流電源）
５  系統電源
１０  第１変換回路
２０  アクティブフィルタ回路
３０  第２変換回路
２１  昇圧チョッパ回路
２２  コンデンサ
２３  降圧チョッパ回路
Ｖ１  入力電圧
Ｖ２  第１電圧
Ｖ３  第３電圧
Ｖ４  第２電圧
【図１】
2015226443.tif 000003
【図２】
2015226443.tif 000004