【手続補正書】
【提出日】平成24年3月23日(2012.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を変換するためのシステムであって、
２またはそれ以上の直流電源と、
各直流電源に接続されるパルス振幅変調電流コンバータとを備え、
前記コンバータの各々が、直流電流をそれぞれの直流電源から受け取るとともに、前記コンバータの出力端子でパルス振幅変調された電流パルスを与え、
各コンバータの前記出力端子が、前記システム内のその他のコンバータすべての出力端子と並列に電気的に接続され、
少なくとも２のコンバータの前記電流パルスが、互いに位相がずれており、
前記コンバータの前記パルス出力で変調される信号が復調されるように、前記コンバータすべての前記電流パルスが合計されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
各コンバータの前記電流パルスが、その他のコンバータすべての前記電流パルスに対して位相がずれていることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記信号が、データを伝えるための通信信号を与えることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記通信信号が、所与のコンバータから前記システム内の少なくとも１のその他のコンバータにデータを与えることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記通信信号が、所与のコンバータから前記システム内のその他のコンバータのすべてにデータを与えることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記データが位相データを含むことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記データが制御コマンドを含むことを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記データが動作データを含むことを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記２またはそれ以上の直流電源が光起電性パネルを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記通信信号が前記信号に重畳されることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
電力を変換するためのシステムであって、
直流電源と、
前記直流電源に接続される複数のパルス振幅変調電流コンバータとを備え、
前記コンバータの各々が、前記直流電源から直流電流を受け取るとともに、前記コンバータの出力端子でパルス振幅変調された電流パルスを与え、
各コンバータの前記出力端子が、前記システム内のその他のコンバータすべての出力端子と並列に電気的に接続され、
少なくとも２のコンバータの前記電流パルスが、互いに位相がずれており、
前記コンバータの前記パルス出力で変調される信号が復調されるように、前記コンバータすべての前記電流パルスが合計されることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、
各コンバータの前記電流パルスが、その他のコンバータすべての前記電流パルスに対して位相がずれていることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のシステムにおいて、
前記信号が、データを伝えるための通信信号を与えることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記通信信号が、所与のコンバータから前記システム内の少なくとも１のその他のコンバータにデータを与えることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記通信信号が、所与のコンバータから前記システム内のその他のコンバータのすべてにデータを与えることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記データが位相データを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記データが制御コマンドを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記データが動作データを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１１に記載のシステムにおいて、
前記直流電源が光起電性パネルを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記通信信号が前記信号に重畳されることを特徴とするシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
複数のＰＶプラスＰＡＭＣＣモジュールを含むアレイを説明する前に、始めに個々のＰＡＭＣＣを見ることとする。例えば、図４を参照すると、ＰＶパネルは、符号４０１で示されるダイオードおよびコンデンサにより電子的に表されている。前述したように、ソーラパネル４０１は、直流電源により置き換えることができる。ＰＡＭＣＣ（または時には“マイクロインバータ”）を含む構成要素は、まとめて単に“ＰＡＭＣＣ４００”と呼ばれる。電流は、正入力端子４０２および負入力端子４０３にＰＶ４０１によって与えられる。正入力端子４０２は、コイルＬ１・４０６と直列に接続されている。負入力端子４０４は、コイルＬ２・４０５と直列に接続されている。一実施形態においては、コイルＬ１・４０６およびＬ２・４０５は、２つの入力端子と２つの出力端子とを有する一対一トランスを構成する。そのような実施形態では、２つの電流パスにより良好な電流整合（current matching）が提供される。以下、単一のトランスのことを“Ｔ１”４０７と称することとする。スイッチＱ１・４０４、例えばＮＭＯＳ  ＦＥＴは、トランスＴ１・４０７の負荷側を跨ぐように接続され、スイッチＱ１・４０４のソースが、Ｔ１・４０７出力の負端子に並列に接続されている。なお、ＰＶ４０１の負側とＰＡＭＣＣ４００の負側がフローティング、すなわち、電気的に接地されていないことに留意されたい。コントローラ４１２は、ライン４１１上のＱ１・４０４の制御ゲート（Ｑ１Ｇ）に信号を与える出力端子４１４を有する。幾つかの実施形態では、コントローラ４１２が付加的論理回路を有するマイクロプロセッサであり、プログラムによって操作される。コントローラ４１２については以下により詳細に説明する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
コントローラ４１２は複数の出力端子を含み、その各々が独立に操作される。４つのコントローラ４１２の出力端子４１５乃至４１８は、４本のライン４１９乃至４２２により、４つのトライアック（ＣＲ１１・４２４；ＣＲ２２・４２３；ＣＲ１２・４２５；およびＣＲ２１・４２６それぞれ）の制御端子にそれぞれ接続されている（内部接続は図示せず）。各ライン、すなわち、各トライアックは、コントローラ４１２からの制御信号によって独立に制御される。ＣＲ１１・４２４およびＣＲ２２・４２３のアノード端子は、並列にＴ１・４０７の正出力端子と接続されている。トライアックＣＲ１２・４２５およびＣＲ２１・４２６のカソード端子は、並列にＴ１・４０７の負出力端子と接続されている。トライアックＣＲ１１・４２４のカソード端子およびトライアックＣＲ１２・４２５のアノード端子は、並列にコイルＬ１２・４３０と接続されている。トライアックＣＲ２２・４２３のカソード端子およびトライアックＣＲ２１・４２６のアノード端子は、並列にコイルＬ２２・４３１と接続されている。コイルＬ１２・４３０からの端子４３４は、“位相１”（Ｐ１）出力を与えるものとして任意に指定され、コイルＬ２２・４３１からの端子４３６は、“位相２”（Ｐ２）出力を与えるものとして任意に指定される。幾つかの実施形態では、コイルＬ１２・４３０およびＬ２２・４３１は一対一トランスで具体化されている。図４に例示される実施形態においては、コイルＬ１２・４３０およびＬ２２・４３１が別個のコイルとなっている。コンデンサＣ１２・４３８は、コイルＬ１２・４３０の入力側と中性出力端子４３２を跨いでいる。別のコンデンサＣ２２は、コイルＬ２２・４３１の入力側と中性出力端子４３２を跨いでいる。別の実施形態では、中性出力端子４３２がなくて、コイルＬ１２・４３０およびＬ２２・４３１の入力端子を跨ぐ単一のコンデンサがある。この実施形態では、コンデンサの電圧定格は、コンデンサＣ２２・４４０およびＣ１２・４３８のそれの少なくとも２倍である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
回路動作は、ソーラパネル４０１が十分な光に曝されてかなりの電流を生成するところから始まる。電流の存在は、Ｑ１・４０４を跨ぐ電圧の増加として観察することができる。この時点で、Ｑ１・４０４は、ライン４１１上のコントローラ４１２からの信号をＱ１ＧとＱ１Ｓとの間に加えることにより、始めはオン状態とされる。コントローラ４１２とトランジスタＱ１・４０４との間のインタフェースは、光学的に分離してトランス結合することができ、あるいはコントローラ４１２をＱ１Ｓに接続することもできる。この状態で、Ｌ１・４０６およびＬ２・４０５に電流を流すことが開始される。ＰＶ４０１を跨ぐ電圧が予め設定された値に低下するとき、コイルに電流を流す時間が、電流を計算するために測定され、通常の動作が次のグリッドゼロ交差から開始される。これは、一実施形態においては、Ｐ１が正に移りＰ２が負に移りながら、Ｐ１における電圧がＰ２よりも上側に交差する時となる。この時点では、ＣＲ１１・４２４およびＣＲ２１・４２６に電流が加えられたときに伝導するように、信号ＣＲ１１Ｔ・４１９およびＣＲ２１Ｔ・４２２がアサートされている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
［事例１：グリッドの正の半波長のためのＰＷＭ変調］
ＰＡＭＣＣ４００の動作を説明するにあたり、図５乃至図８を参照することとする。なお、構成要素は図４のものに対応するが、説明が不明瞭とならないように、符号を省略していることに留意されたい。しかしながら、図４により与えられる符号を引用するものとする。図５に目を向けると、Ｌ１・４０６およびＬ２・４０５には電流が流れ、Ｑ１・４０４は、パルス幅変調期間中、オフ状態とされている。オフの期間が終了した後は、Ｑ１・４０４が、電流スイッチングサイクルの終わりまでオン状態とされる。Ｑ１・４０４がオフである期間中、Ｌ１・４０６およびＬ２・４０５に予め蓄積された電流が、ＰＶ４０１に流れる電流とともに、ＣＲ１１・４２４およびＣＲ２１・４２６の入力端子に加えられ、それらは、グリッドの正の半分のサイクル全体のための信号ＣＲ１１Ｔ・４１９およびＣＲ２１Ｔ・４２２の結果として、イネーブルの状態を保持する。グリッドの正の半分のサイクルは、出力端子Ｐ１・４３４の電圧が出力端子Ｐ２・４３６の電圧より大きい状態として規定される。トライアックＣＲ１１・４２４によって伝えられる電流パルス中の電荷は、始めはコンデンサＣ１２・４３８に蓄積されて、出力端子Ｐ１・４３４に接続されるコイルＬ１２の端部と比較してコイルＬ１２・４３０の近位端で正のより大きな値となる電圧を形成する。トライアックＣＲ２１・４２６によって伝えられる電流パルス中の電荷は、始めはコンデンサＣ２２・４４０に蓄積されて、出力端子Ｐ２・４３６に接続されるコイルＬ２２の端部と比較してコイルＬ２２・４３１の近位端で負のより大きな値となる電圧を形成する。これは、Ｌ１２・４３０、Ｃ１２・４３８を含む再構成フィルタと、Ｌ２２・４３１、Ｃ２２・４４０を含む再構成フィルタの双方の初期条件となる。この時点で、再構成フィルタは、それらに伝達されるパルス幅変調された電流パルスを、図５に示すようにグリッドに伝達される電流５０５のパルス振幅変調（ＰＡＭ）の半分の正弦波に変換することとなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
グリッド電圧の負のゼロ交差（negative zero crossing）は、Ｐ１・４３４がＰ２・４３６より正の大きな値であった後で端子Ｐ１・４３４の電圧が端子Ｐ２・４３６の電圧と等しくなる状態として規定される。負のゼロ交差の前に、Ｑ１・４０４はオン状態とされ、それにより、ＣＲ１１・４２４およびＣＲ２１・４２６から電流が除去される。この時点で、信号ＣＲ１１Ｔ・４１９およびＣＲ２１Ｔ・４２２はデアサートされ、それにより、トライアックＣＲ１１・４２４およびＣＲ２１・４２６がグリッドの負の半分のサイクル中に電流を伝導するのを防止する。負のゼロ交差の後に、端子Ｐ１・４３４の電圧が端子Ｐ２・４３６の電圧より負の大きな値になり、その後、信号ＣＲ２２Ｔ・４２０およびＣＲ１２Ｔ・４２１がアサートされ、それにより、ＣＲ２２・４２３およびＣＲ１２・４２５をイネーブル状態としてそれらに電流が加えられるときに伝導させるものとする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
グリッド電圧の正のゼロ交差（positive zero crossing）は、端子Ｐ１・４３４の電圧が端子Ｐ２・４３６の電圧より負の大きな値であった後で端子Ｐ１・４３４の電圧が端子Ｐ２・４３６の電圧と等しくなる状態として規定される。正のゼロ交差の前に、Ｑ１・４０４はオン状態とされ、それにより、トライアックＣＲ１２・４２５およびＣＲ２２・４２３から電流が除去される。この時点で、信号ＣＲ１２Ｔ・４２１およびＣＲ２２Ｔ・４２０はデアサートされ、それにより、トライアックＣＲ１２・４２５およびＣＲ２２・４２３がグリッドの正の半分のサイクル中に電流を伝導するのを防止する。正のゼロ交差の後に、端子Ｐ１・４３４が端子Ｐ２・４３６より正の大きな値になるとともに、信号ＣＲ１１Ｔ・４１９およびＣＲ２１Ｔ・４２２がアサートされ、それにより、トライアックＣＲ１１・４２４およびＣＲ２１・４２６をイネーブル状態としてそれらに電流が加えられるときに伝導させるものとする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図１４に例示される代替的な実施形態では、別のトランジスタが加えられ、Ｑ１Ａ・１４０２およびＱ１Ｂ・１４０４が、図４の回路で示して説明した単一のトランジスタＱ１・４０４に取って代わる。２つのトランジスタＱ１Ａ・１４０２およびＱ１Ｂ・１４０４を使用することには幾つかの潜在的な利点が有り、それには、各トランジスタを跨ぐ電圧を低減すること、Ｑ１・４０４のＲｄｓ＿ｏｎ条件と比較して各トランジスタのＲｄｓ＿ｏｎ（“オン”抵抗）条件をより緩和することを可能にすること、相対的に低電圧および安定したＰＶ４０１のアノードおよびカソード端部に対して各トランジスタを駆動することを可能にすることが含まれる。この構成では、Ｑ１Ａ・１４０２およびＱ１Ｂ・１４０４はともに、前述したＱ１・４０４のように同時にオンおよびオフ状態とされる。回路動作のその他の面はすべて同じままである。Ｑ１Ａ・１４０２およびＱ１Ｂ・１４０４は、異なるトランジスタ型式であり、よって、それらの制御ゲートへの個々の信号は、コントローラ１４１２によって与えられる。コントローラ１４１２は、その他の点では、図４のコントローラ４１２と同じであり、追加の出力端子が、ライン１４０１および１４０３を介して制御ゲートＱ１Ａ・１４０２およびＱ１Ｂ・１４０４に接続されている。