(57)【要約】【課題】  低コスト、かつ地絡検出の信頼性が高い電源装置を提供する。【解決手段】  地絡検出回路４４の一方入力端子は、抵抗器４１を介して太陽電池モジュール１１のプラス端子に接続されるとともに、抵抗器４２を介して太陽電池モジュール１２のプラス端子に接続され、かつ抵抗器４３を介して太陽電池モジュール１３のプラス端子に接続される。地絡検出回路４４の他方入力端子は、太陽電池モジュール１１〜１３の各々のマイナス端子に共通接続される。太陽電池モジュール１１〜１３による充電部に地絡が発生すると、地絡検出回路４４によって地絡が検出される。したがって、複数の直流電源の各々に対応して複数の地絡検出回路を設けていた従来に比べ、低コスト化が図れる。また、回路構成が単純化されるため、地絡検出の信頼性が向上する。【選択図】        図１
2005312287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の直流電力発生器によって生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する電源装置であって、
それぞれ前記複数の直流電力発生器に対応して設けられ、各々が対応する直流電力発生器の出力電圧を予め定められた電圧に変換して第１のノードに出力する複数のＤＣ／ＤＣコンバータ、
前記第１のノードに与えられた直流電力を交流電力に変換して前記商用電力系統に供給するインバータ、および
それぞれ前記複数の直流電力発生器に対応して設けられ、各々の一方電極が対応する直流電力発生器の正極端子に接続され、各々の他方電極が互いに接続された複数の抵抗器、
前記複数の抵抗器の他方電極と前記複数の直流電力発生器の負極端子に接続され、前記複数の直流電力発生器による充電部の地絡を検出し、地絡検出信号を出力する第１の地絡検出回路を備える、電源装置。
【請求項２】
複数の直流電力発生器によって生成された直流電力を交流電力に変換して商用電力系統に供給する電源装置であって、
それぞれ前記複数の直流電力発生器に対応して設けられ、各々が対応する直流電力発生器の出力電圧を予め定められた電圧に変換して第１のノードに出力する複数のＤＣ／ＤＣコンバータ、
前記第１のノードに与えられた直流電力を交流電力に変換して前記商用電力系統に供給するインバータ、および
それぞれ前記複数の直流電力発生器に対応して設けられ、各々の一方電極が対応する直流電力発生器の正極端子に接続され、各々の他方電極が互いに接続された複数の抵抗器、
前記複数の抵抗器の他方電極と前記複数の直流電力発生器の負極端子に接続され、前記複数の直流電力発生器による充電部の地絡を検出し、地絡検出信号を出力する第１の地絡検出回路を備える、電源装置。
【請求項３】
前記第１の地絡検出回路は、
前記複数の抵抗器の他方電極に共通接続された第１の入力ノードと、前記複数の直流電力発生器の負極端子に共通接続された第２の入力ノードとの間に直列接続された第１および第２の抵抗素子を含み、前記第１および第２の抵抗素子の間の出力ノードが基準電位のラインに接続された第１の分圧回路、および
前記第１の入力ノードと前記第２の入力ノードとの間に直列接続された第３および第４の抵抗素子を含み、通常時は、前記第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから前記基準電位の前記地絡検出信号を出力し、前記複数の直流電力発生器による充電部の地絡により前記第１の抵抗素子の端子間電圧が前記第２の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなったことに応じて、前記第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから前記基準電位よりも高電位の前記地絡検出信号を出力し、前記複数の直流電力発生器による充電部の地絡により前記第２の抵抗素子の端子間電圧が前記第１の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなったことに応じて、前記第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから前記基準電位よりも低電位の前記地絡検出信号を出力する第２の分圧回路を含む、請求項１または請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第１の地絡検出回路は、
前記複数の抵抗器の他方電極に共通接続された第１の入力ノードと、前記複数の直流電力発生器の負極端子に共通接続された第２の入力ノードとの間に直列接続された第１および第２の抵抗素子を含み、前記第１および第２の抵抗素子の間の出力ノードが基準電位のラインに接続された第１の分圧回路、
前記第１の入力ノードと前記第２の入力ノードとの間に直列接続された第３および第４の抵抗素子を含み、通常時は、前記第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから前記基準電位以下の電位を出力し、前記複数の直流電力発生器の出力部の地絡により前記第１の抵抗素子の端子間電圧が前記第２の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなった場合は、前記第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから前記基準電位よりも高い電位を出力する第２の分圧回路、
前記第１の入力ノードと前記第２の入力ノードとの間に直列接続された第５および第６の抵抗素子を含み、通常時は、前記第５および第６の抵抗素子の間の出力ノードから前記基準電位以上の電位を出力し、前記複数の直流電力発生器の出力部の地絡により前記第２の抵抗素子の端子間電圧が前記第１の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなった場合は、前記第５および第６の抵抗素子の間の出力ノードから前記基準電位よりも低い電位を出力する第３の分圧回路、および
通常時は、前記基準電位の前記地絡検出信号を出力し、前記基準電位と前記第２の分圧回路の出力ノードの電位とを比較して、前記第２の分圧回路の出力ノードの電位が前記基準電位よりも高くされたことに応じて、前記基準電位よりも高電位の前記地絡検出信号を出力し、前記基準電位と前記第３の分圧回路の出力ノードの電位とを比較して、前記第３の分圧回路の出力ノードの電位が前記基準電位よりも低くされたことに応じて、前記基準電位よりも低電位の前記地絡検出信号を出力する比較回路を含む、請求項１または請求項２に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１の地絡検出回路に含まれる複数の抵抗素子のうちの少なくとも１つの抵抗素子の抵抗値は可変である、請求項３または請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの抵抗素子は、
それらの一方電極が互いに接続された第１および第２の副抵抗素子、および
前記第１の副抵抗素子の他方電極と前記第２の副抵抗素子の他方電極との間に接続され、外部からの制御信号に応答してオン／オフする第１のスイッチ回路を含む、請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの抵抗素子は、
直列接続された第１および第２の副抵抗素子、および
前記第２の副抵抗素子の一方電極と他方電極との間に接続され、外部からの制御信号に応答してオン／オフする第１のスイッチ回路を含む、請求項５に記載の電源装置。
【請求項８】
さらに、前記地絡検出信号の電位が予め定められた範囲内にある場合は、前記複数の直流電力発生器による充電部に地絡が発生していないと判定し、前記地絡検出信号の電位が予め定められた範囲内にない場合は、前記複数の直流電力発生器による充電部に地絡が発生していると判定する制御部を備える、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の電源装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記複数の直流電力発生器による充電部に地絡が発生したと判定した場合に、前記複数の直流電力発生器と前記商用電力系統との間の経路を電気的に遮断する、請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記予め定められた範囲は、略基準電位である、請求項８または請求項９に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記予め定められた範囲は、前記基準電位よりも高い正側乖離基準値と、前記基準電位よりも低い負側乖離基準値との間の範囲である、請求項８または請求項９に記載の電源装置。
【請求項１２】
さらに、前記複数の直流電力発生器の各々の出力電圧のうち最も高い出力電圧を測定する最大電圧検出部を備え、
前記制御部は、前記最大電圧検出部によって測定された電圧に応じて、前記正側乖離基準値および前記負側乖離基準値を設定する、請求項１１に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記少なくとも１つの抵抗素子の前記第１のスイッチ回路のオン／オフの状態に応じて、前記正側乖離基準値および前記負側乖離基準値を設定変更する、請求項１１または請求項１２に記載の電源装置。
【請求項１４】
前記第１の地絡検出回路は、さらに、前記第１の分圧回路の出力ノードと前記基準電位のラインとの間に接続され、外部からの制御信号に応答して、地絡検出動作を行なう場合は前記第１の分圧回路の出力ノードと前記基準電位のラインとを接続し、地絡検出動作を行なわない場合は前記第１の分圧回路の出力ノードと前記基準電位のラインとを電気的に切離す第２のスイッチ回路を含む、請求項３から請求項１３までのいずれかに記載の電源装置。
【請求項１５】
さらに、前記複数の抵抗器の他方電極と前記複数の直流電力発生器の負極端子に接続され、前記複数の直流電力発生器による充電部の地絡を検出し、地絡検出信号を出力する、前記第１の地絡検出回路と同じ構成の第２の地絡検出回路、および
外部からの制御信号に応答して、前記第１および第２の地絡検出回路のうちのいずれか一方から出力される地絡検出信号を前記制御部へ選択的に与える選択回路を備え、
前記第２の地絡検出回路に含まれる複数の抵抗素子のうちの少なくとも１つの抵抗素子の抵抗値は、前記第１の地絡検出回路の対応する抵抗素子の抵抗値と異なる、請求項３から請求項１４までのいずれかに記載の電源装置。
【請求項１６】
前記複数の直流電力発生器のうちのいずれの直流電力発生器の正極端子で地絡が発生した場合においても、前記地絡検出信号の電位が前記基準電位よりも低い電位にされるように、前記複数の直流電力発生器の各々の出力電圧が予め定められる、請求項３または請求項４に記載の電源装置。
【請求項１７】
前記複数の直流電力発生器の各々は、太陽電池である、請求項１から請求項１６までのいずれかに記載の電源装置。
【請求項１８】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、その入力端子とその出力端子とが絶縁された状態で変圧動作を行なう絶縁トランスを含む、請求項１から請求項１７までのいずれかに記載の電源装置。
【請求項１９】
前記第１のスイッチ回路は、電界効果トランジスタを含む、請求項６または請求項７に記載の電源装置。
【請求項２０】
前記第１のスイッチ回路は、ジャンパ・スイッチである、請求項６または請求項７に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源装置に関し、特に、複数の直流電源によって生成された直流電力を交流電力に変換して出力する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池や燃料電池は、自然エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を生成する。近年の地球環境問題に対する意識の高まりを背景に、太陽電池や燃料電池を用いた発電システムは、地球温暖化の一因とされる二酸化炭素を排出しないクリーンな発電システムとして注目されている。
【０００３】
図１５は、従来の電源装置を用いた太陽光発電システムの概略構成を示す回路ブロック図である。図１５において、この電源装置は、系統連系インバータ装置２０２で構成され、直流電源部２０１によって生成された直流電力を交流電力に変換して商用電力系統２０３に与える。地絡が発生していない通常の状態において、スイッチ回路ＳＷ４１〜ＳＷ４６，ＳＷ５１，ＳＷ５２はオン状態にされる。
【０００４】
直流電源部２０１は、太陽電池モジュール２１１〜２１３を含む。系統連系インバータ装置２０２は、切換部２２１，２２４、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２２２、インバータ回路２２３、地絡検出回路２２５〜２２７、制御部２２８、表示部２２９を含む。切換部２２１は、スイッチ回路ＳＷ４１〜ＳＷ４６を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ部２２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３１〜２３３を含む。インバータ回路２２３は、トランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１４を含む。切換部２２４は、スイッチ回路ＳＷ５１，ＳＷ５２を含む。
【０００５】
太陽電池モジュール２１１〜２１３は、それぞれ太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して、系統連系インバータ装置２０２に直流電力を供給する。これらの太陽電池モジュール２１１〜２１３は、それぞれ複数の太陽電池セルを直列に接続してモジュール化したものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３１〜２３３は、それぞれ太陽電池モジュール２１１〜２１３によって生成された直流電力を切換部２２１を介して受ける。これらのＤＣ／ＤＣコンバータ２３１〜２３３は、それぞれ太陽電池モジュール２１１〜２１３から得られる直流電圧を所定の電圧に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３１〜２３３の出力部は１つに結合されて、インバータ回路２２３に接続される。
【０００６】
インバータ回路２２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３１〜２３３からの直流電力を交流電力に変換する。インバータ回路２２３において、トランジスタＴＲ１１〜ＴＲ１４がＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス振幅変調）制御されることによって、出力電力が調整される。インバータ回路２２３からの交流電力は、切換部２２４を介して商用電力系統２０３に供給される。
【０００７】
ここで、直流電源部２０１による充電部に地絡が発生した場合、地絡部を介して大電流が流れて発火や発煙、感電が発生してしまう可能性がある。これを防ぐために、地絡検出回路２２５〜２２７、制御部２２８および表示部２２９が設けられる。地絡検出回路２２５は、その一方入力端子が太陽電池モジュール２１１のプラス端子に接続され、その他方入力端子が太陽電池モジュール２１１のマイナス端子に接続され、太陽電池モジュール２１１による充電部おける地絡を検出する。地絡検出回路２２６は、その一方入力端子が太陽電池モジュール２１２のプラス端子に接続され、その他方入力端子が太陽電池モジュール２１２のマイナス端子に接続され、太陽電池モジュール２１２による充電部における地絡を検出する。地絡検出回路２２７は、その一方入力端子が太陽電池モジュール２１３のプラス端子に接続され、その他方入力端子が太陽電池モジュール２１３のマイナス端子に接続され、太陽電池モジュール２１３による充電部における地絡を検出する。
【０００８】
図１６は、図１５に示した地絡検出回路２２５の構成を詳細に示す回路図である。図１６において、この地絡検出回路２２５は、抵抗素子２４１〜２４６、検流器２４７および一方向性素子２４８，２４９を含む。ここで、太陽電池モジュール２１１の出力電圧をＥとする。
【０００９】
太陽電池モジュール２１１のプラス端子はノードＮ３１に接続され、マイナス端子はノードＮ３６に接続される。抵抗素子２４１はノードＮ３１とノードＮ３２との間に接続され、抵抗素子２４２はノードＮ３２とノードＮ３６との間に接続される。ノードＮ３２は接地電位ＧＮＤのラインに接続される。検流器２４７はノードＮ３２とノードＮ３３との間に接続される。抵抗素子２４３はノードＮ３１とノードＮ３４との間に接続され、抵抗素子２４４はノードＮ３４とノードＮ３６との間に接続される。抵抗素子２４５はノードＮ３１とノードＮ３５との間に接続され、抵抗素子２４６はノードＮ３５とノードＮ３６との間に接続される。一方向性素子２４８はノードＮ３４とノードＮ３３との間に接続され、一方向性素子２４９はノードＮ３３とノードＮ３５との間に接続される。
【００１０】
ここで、抵抗素子２４１の抵抗値をＲＰ１１、抵抗素子２４２の抵抗値をＲＮ１１、抵抗素子２４３の抵抗値をＲＰ１２、抵抗素子２４４の抵抗値をＲＮ１２、抵抗素子２４５の抵抗値をＲＰ１３、抵抗素子２４６の抵抗値をＲＮ１３とすると、下記の数式（１）（２）が成立する。
【００１１】
ＲＮ１１／（ＲＰ１１＋ＲＮ１１）  ＞  ＲＮ１２／（ＲＰ１２＋ＲＮ１２）                                                               …（１）
ＲＰ１１／（ＲＰ１１＋ＲＮ１１）  ＞  ＲＰ１３／（ＲＰ１３＋ＲＮ１３）                                                               …（２）
これらの数式（１）（２）より、地絡が発生していない通常の状態では、ノードＮ３４の電位はノードＮ３２の電位（ＧＮＤ）よりも低い電位（負電位）にされ、ノードＮ３５の電位はノードＮ３２の電位（ＧＮＤ）よりも高い電位（正電位）にされる。このため、一方向性素子２４８，２４９はともに逆方向電圧がかかり、検流器２４７には電流が流れない。
【００１２】
太陽電池モジュール２１１による充電部のプラス端子側で地絡が発生した場合、地絡部の電位が接地電位ＧＮＤにされる。これにより、ノードＮ３１の電位が接地電位ＧＮＤまで低下するため、ノードＮ３４の電位は−Ｅ×ＲＰ１２／（ＲＰ１２＋ＲＮ１２）になり、ノードＮ３５の電位は−Ｅ×ＲＰ１３／（ＲＰ１３＋ＲＮ１３）になる。したがって、一方向性素子２４９に順方向電圧がかかり、ノードＮ３２から検流器２４７および一方向性素子２４９を介してノードＮ３５に電流が流れ、地絡が検出される。なお、一方向性素子２４８には逆方向電圧がかかったままであるため、一方向性素子２４８には電流が流れない。
【００１３】
一方、太陽電池モジュール２１１による充電部のマイナス端子側で地絡が発生した場合、ノードＮ３６の電位が接地電位ＧＮＤまで上昇するため、ノードＮ３４の電位はＥ×ＲＮ１２／（ＲＰ１２＋ＲＮ１２）になり、ノードＮ３５の電位はＥ×ＲＮ１３／（ＲＰ１３＋ＲＮ１３）になる。したがって、一方向性素子２４８に順方向電圧がかかり、ノードＮ３４から一方向性素子２４８および検流器２４７を介してノードＮ３２に電流が流れ、地絡が検出される。なお、一方向性素子２４９には逆方向電圧がかかったままであるため、一方向性素子２４９には電流が流れない。
【００１４】
図１５に戻って、地絡検出回路２２６，２２７は、図１６に示した地絡検出回路２２５と同様の構成であり、同様に動作する。制御部２２８は、地絡検出回路２２５〜２２７によって地絡が検出された場合、スイッチ回路ＳＷ４１〜ＳＷ４６、ＳＷ５１，ＳＷ５２をオン状態からオフ状態に速やかに切換えるとともに、インバータ回路２２３の動作を停止させる。したがって、地絡発生時における停電範囲の拡大や公衆災害が防止される。制御部２２８は、さらに、表示部２２９に地絡発生の警告を表示させる。これにより、使用者が速やかに地絡事故の発生を認識することが可能となる。
【００１５】
下記の特許文献１には、直流電源電圧が変動する場合においても、一定の地絡検出感度が得られる安価で簡便な直流地絡検出装置が開示されている。これによると、電源電圧の変動に無関係な一定の地絡検出レベルを得ることが可能となる。
【００１６】
また、下記の特許文献２には、地絡抵抗の検出レベルが変動する入力電圧に左右されることなく設定できる直流地絡検出装置が開示されている。これによると、入力電圧が太陽電池のように変動しても、地絡抵抗の検出レベルが変動しない。
【００１７】
また、下記の特許文献３には、直流電源の出力電圧が変動しても正確に地絡箇所を検出することができる地絡検出装置が開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−２３６３２０号公報
【特許文献２】特開平９−２１５１７５号公報
【特許文献３】特開２００１−２１６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、複数の直流電源を用いた従来の電源装置では、複数の直流電源の各々に対応して複数の地絡検出回路を設ける必要があったため、直流電源の数が多いと地絡検出回路もその分必要となり、コストが増加するという問題があった。また、配線が複雑になり信頼性が低下するという問題があった。
【００１９】
それゆえに、この発明の主たる目的は、低コスト、かつ地絡検出の信頼性が高い電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明に係る電源装置は、複数の直流電力発生器によって生成された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する電源装置であって、それぞれ複数の直流電力発生器に対応して設けられ、各々が対応する直流電力発生器の出力電圧を予め定められた電圧に変換して第１のノードに出力する複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、第１のノードに与えられた直流電力を交流電力に変換して商用電力系統に供給するインバータと、それぞれ複数の直流電力発生器に対応して設けられ、各々の一方電極が対応する直流電力発生器の正極端子に接続され、各々の他方電極が互いに接続された複数の抵抗器と、複数の抵抗器の他方電極と複数の直流電力発生器の負極端子に接続され、複数の直流電力発生器による充電部の地絡を検出し、地絡検出信号を出力する第１の地絡検出回路とを備えたものである。
【００２１】
この発明に係る電源装置は、複数の直流電力発生器によって生成された直流電力を交流電力に変換して商用電力系統に供給する電源装置であって、それぞれ複数の直流電力発生器に対応して設けられ、各々が対応する直流電力発生器の出力電圧を予め定められた電圧に変換して第１のノードに出力する複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、第１のノードに与えられた直流電力を交流電力に変換して商用電力系統に供給するインバータと、それぞれ複数の直流電力発生器に対応して設けられ、各々の一方電極が対応する直流電力発生器の正極端子に接続され、各々の他方電極が互いに接続された複数の抵抗器と、複数の抵抗器の他方電極と複数の直流電力発生器の負極端子に接続され、複数の直流電力発生器による充電部の地絡を検出し、地絡検出信号を出力する第１の地絡検出回路とを備えたものである。
【００２２】
好ましくは、第１の地絡検出回路は、複数の抵抗器の他方電極に共通接続された第１の入力ノードと、複数の直流電力発生器の負極端子に共通接続された第２の入力ノードとの間に直列接続された第１および第２の抵抗素子を含み、第１および第２の抵抗素子の間の出力ノードが基準電位のラインに接続された第１の分圧回路と、第１の入力ノードと第２の入力ノードとの間に直列接続された第３および第４の抵抗素子を含み、通常時は、第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位の地絡検出信号を出力し、複数の直流電力発生器による充電部の地絡により第１の抵抗素子の端子間電圧が第２の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなったことに応じて、第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位よりも高電位の地絡検出信号を出力し、複数の直流電力発生器による充電部の地絡により第２の抵抗素子の端子間電圧が第１の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなったことに応じて、第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位よりも低電位の地絡検出信号を出力する第２の分圧回路とを含む。
【００２３】
また好ましくは、第１の地絡検出回路は、複数の抵抗器の他方電極に共通接続された第１の入力ノードと、複数の直流電力発生器の負極端子に共通接続された第２の入力ノードとの間に直列接続された第１および第２の抵抗素子を含み、第１および第２の抵抗素子の間の出力ノードが基準電位のラインに接続された第１の分圧回路と、第１の入力ノードと第２の入力ノードとの間に直列接続された第３および第４の抵抗素子を含み、通常時は、第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位以下の電位を出力し、複数の直流電力発生器の出力部の地絡により第１の抵抗素子の端子間電圧が第２の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなった場合は、第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位よりも高い電位を出力する第２の分圧回路と、第１の入力ノードと第２の入力ノードとの間に直列接続された第５および第６の抵抗素子を含み、通常時は、第５および第６の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位以上の電位を出力し、複数の直流電力発生器の出力部の地絡により第２の抵抗素子の端子間電圧が第１の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなった場合は、第５および第６の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位よりも低い電位を出力する第３の分圧回路と、通常時は、基準電位の地絡検出信号を出力し、基準電位と第２の分圧回路の出力ノードの電位とを比較して、第２の分圧回路の出力ノードの電位が基準電位よりも高くされたことに応じて、基準電位よりも高電位の地絡検出信号を出力し、基準電位と第３の分圧回路の出力ノードの電位とを比較して、第３の分圧回路の出力ノードの電位が基準電位よりも低くされたことに応じて、基準電位よりも低電位の地絡検出信号を出力する比較回路とを含む。
【００２４】
また好ましくは、第１の地絡検出回路に含まれる複数の抵抗素子のうちの少なくとも１つの抵抗素子の抵抗値は可変である。
【００２５】
また好ましくは、少なくとも１つの抵抗素子は、それらの一方電極が互いに接続された第１および第２の副抵抗素子と、第１の副抵抗素子の他方電極と第２の副抵抗素子の他方電極との間に接続され、外部からの制御信号に応答してオン／オフする第１のスイッチ回路とを含む。
【００２６】
また好ましくは、少なくとも１つの抵抗素子は、直列接続された第１および第２の副抵抗素子と、第２の副抵抗素子の一方電極と他方電極との間に接続され、外部からの制御信号に応答してオン／オフする第１のスイッチ回路とを含む。
【００２７】
また好ましくは、さらに、地絡検出信号の電位が予め定められた範囲内にある場合は、複数の直流電力発生器による充電部に地絡が発生していないと判定し、地絡検出信号の電位が予め定められた範囲内にない場合は、複数の直流電力発生器による充電部に地絡が発生していると判定する制御部を備える。
【００２８】
また好ましくは、制御部は、複数の直流電力発生器による充電部に地絡が発生したと判定した場合に、複数の直流電力発生器と商用電力系統との間の経路を電気的に遮断する。
【００２９】
また好ましくは、予め定められた範囲は、略基準電位である。
【００３０】
また好ましくは、予め定められた範囲は、基準電位よりも高い正側乖離基準値と、基準電位よりも低い負側乖離基準値との間の範囲である。
【００３１】
また好ましくは、さらに、複数の直流電力発生器の各々の出力電圧のうち最も高い出力電圧を測定する最大電圧検出部を備える。制御部は、最大電圧検出部によって測定された電圧に応じて、正側乖離基準値および負側乖離基準値を設定する。
【００３２】
また好ましくは、制御部は、少なくとも１つの抵抗素子の第１のスイッチ回路のオン／オフの状態に応じて、正側乖離基準値および負側乖離基準値を設定変更する。
【００３３】
また好ましくは、第１の地絡検出回路は、さらに、第１の分圧回路の出力ノードと基準電位のラインとの間に接続され、外部からの制御信号に応答して、地絡検出動作を行なう場合は第１の分圧回路の出力ノードと基準電位のラインとを接続し、地絡検出動作を行なわない場合は第１の分圧回路の出力ノードと基準電位のラインとを電気的に切離す第２のスイッチ回路を含む。
【００３４】
また好ましくは、さらに、複数の抵抗器の他方電極と複数の直流電力発生器の負極端子に接続され、複数の直流電力発生器による充電部の地絡を検出し、地絡検出信号を出力する、第１の地絡検出回路と同じ構成の第２の地絡検出回路と、外部からの制御信号に応答して、第１および第２の地絡検出回路のうちのいずれか一方から出力される地絡検出信号を制御部へ選択的に与える選択回路とを備える。第２の地絡検出回路に含まれる複数の抵抗素子のうちの少なくとも１つの抵抗素子の抵抗値は、第１の地絡検出回路の対応する抵抗素子の抵抗値と異なる。
【００３５】
また好ましくは、複数の直流電力発生器のうちのいずれの直流電力発生器の正極端子で地絡が発生した場合においても、地絡検出信号の電位が基準電位よりも低い電位にされるように、複数の直流電力発生器の各々の出力電圧が予め定められる。
【００３６】
また好ましくは、複数の直流電力発生器の各々は、太陽電池である。
【００３７】
また好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、その入力端子とその出力端子とが絶縁された状態で変圧動作を行なう絶縁トランスを含む。
【００３８】
また好ましくは、第１のスイッチ回路は、電界効果トランジスタを含む。
【００３９】
また好ましくは、第１のスイッチ回路は、ジャンパ・スイッチである。
【発明の効果】
【００４０】
この発明に係る電源装置では、それぞれ複数の直流電力発生器に対応して設けられ、各々が対応する直流電力発生器の出力電圧を予め定められた電圧に変換して第１のノードに出力する複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、第１のノードに与えられた直流電力を交流電力に変換して商用電力系統に供給するインバータと、それぞれ複数の直流電力発生器に対応して設けられ、各々の一方電極が対応する直流電力発生器の正極端子に接続され、各々の他方電極が互いに接続された複数の抵抗器と、複数の抵抗器の他方電極と複数の直流電力発生器の負極端子に接続され、複数の直流電力発生器による充電部の地絡を検出し、地絡検出信号を出力する第１の地絡検出回路とが設けられる。したがって、複数の直流電力発生器に対して１つの地絡検出回路を設けることによって、地絡が検出される。このため、複数の直流電源の各々に対応して複数の地絡検出回路を設けていた従来に比べ、低コスト化が図れる。また、回路構成が単純化されるため、地絡検出の信頼性が向上する。
【００４１】
好ましくは、第１の地絡検出回路は、複数の抵抗器の他方電極に共通接続された第１の入力ノードと、複数の直流電力発生器の負極端子に共通接続された第２の入力ノードとの間に直列接続された第１および第２の抵抗素子を含み、第１および第２の抵抗素子の間の出力ノードが基準電位のラインに接続された第１の分圧回路と、第１の入力ノードと第２の入力ノードとの間に直列接続された第３および第４の抵抗素子を含み、通常時は、第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位の地絡検出信号を出力し、複数の直流電力発生器による充電部の地絡により第１の抵抗素子の端子間電圧が第２の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなったことに応じて、第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位よりも高電位の地絡検出信号を出力し、複数の直流電力発生器による充電部の地絡により第２の抵抗素子の端子間電圧が第１の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなったことに応じて、第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位よりも低電位の地絡検出信号を出力する第２の分圧回路とを含む。この場合は、第２の分圧回路の出力ノードの電位が基準電位から変化することによって、地絡が検出される。
【００４２】
また好ましくは、第１の地絡検出回路は、複数の抵抗器の他方電極に共通接続された第１の入力ノードと、複数の直流電力発生器の負極端子に共通接続された第２の入力ノードとの間に直列接続された第１および第２の抵抗素子を含み、第１および第２の抵抗素子の間の出力ノードが基準電位のラインに接続された第１の分圧回路と、第１の入力ノードと第２の入力ノードとの間に直列接続された第３および第４の抵抗素子を含み、通常時は、第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位以下の電位を出力し、複数の直流電力発生器の出力部の地絡により第１の抵抗素子の端子間電圧が第２の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなった場合は、第３および第４の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位よりも高い電位を出力する第２の分圧回路と、第１の入力ノードと第２の入力ノードとの間に直列接続された第５および第６の抵抗素子を含み、通常時は、第５および第６の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位以上の電位を出力し、複数の直流電力発生器の出力部の地絡により第２の抵抗素子の端子間電圧が第１の抵抗素子の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなった場合は、第５および第６の抵抗素子の間の出力ノードから基準電位よりも低い電位を出力する第３の分圧回路と、通常時は、基準電位の地絡検出信号を出力し、基準電位と第２の分圧回路の出力ノードの電位とを比較して、第２の分圧回路の出力ノードの電位が基準電位よりも高くされたことに応じて、基準電位よりも高電位の地絡検出信号を出力し、基準電位と第３の分圧回路の出力ノードの電位とを比較して、第３の分圧回路の出力ノードの電位が基準電位よりも低くされたことに応じて、基準電位よりも低電位の地絡検出信号を出力する比較回路とを含む。この場合は、第１から第３までの分圧回路の出力ノードの電位をそれぞれ比較することによって、地絡が検出される。
【００４３】
また好ましくは、第１の地絡検出回路に含まれる複数の抵抗素子のうちの少なくとも１つの抵抗素子の抵抗値は可変である。この場合は、地絡検出が不可な状態を回避することができ、地絡が確実に検出される。
【００４４】
また好ましくは、少なくとも１つの抵抗素子は、それらの一方電極が互いに接続された第１および第２の副抵抗素子と、第１の副抵抗素子の他方電極と第２の副抵抗素子の他方電極との間に接続され、外部からの制御信号に応答してオン／オフする第１のスイッチ回路とを含む。この場合も、地絡検出が不可な状態を回避することができ、地絡が確実に検出される。
【００４５】
また好ましくは、少なくとも１つの抵抗素子は、直列接続された第１および第２の副抵抗素子と、第２の副抵抗素子の一方電極と他方電極との間に接続され、外部からの制御信号に応答してオン／オフする第１のスイッチ回路とを含む。この場合も、地絡検出が不可な状態を回避することができ、地絡が確実に検出される。
【００４６】
また好ましくは、さらに、地絡検出信号の電位が予め定められた範囲内にある場合は、複数の直流電力発生器による充電部に地絡が発生していないと判定し、地絡検出信号の電位が予め定められた範囲内にない場合は、複数の直流電力発生器による充電部に地絡が発生していると判定する制御部が設けられる。この場合は、制御部によって、地絡検出信号の電位に基づいて地絡が発生したか否かが判定される。
【００４７】
また好ましくは、制御部は、複数の直流電力発生器による充電部に地絡が発生したと判定した場合に、複数の直流電力発生器と商用電力系統との間の経路を電気的に遮断する。この場合は、地絡発生時における停電範囲の拡大や公衆災害が防止される。
【００４８】
また好ましくは、予め定められた範囲は、略基準電位である。この場合は、地絡検出信号の電位が略基準電位であるか否かに基づいて、地絡が発生したか否かが判定される。
【００４９】
また好ましくは、予め定められた範囲は、基準電位よりも高い正側乖離基準値と、基準電位よりも低い負側乖離基準値との間の範囲である。この場合は、正側乖離基準値と負側乖離基準値とを個別に設定することによって、地絡検出感度の均等化が図られる。
【００５０】
また好ましくは、さらに、複数の直流電力発生器の各々の出力電圧のうち最も高い出力電圧を測定する最大電圧検出部を備える。制御部は、最大電圧検出部によって測定された電圧に応じて、正側乖離基準値および負側乖離基準値を設定する。この場合は、地絡検出感度の更なる均等化が図られる。
【００５１】
また好ましくは、制御部は、少なくとも１つの抵抗素子の第１のスイッチ回路のオン／オフの状態に応じて、正側乖離基準値および負側乖離基準値を設定変更する。この場合は、地絡検出感度の更なる均等化が図られる。
【００５２】
また好ましくは、第１の地絡検出回路は、さらに、第１の分圧回路の出力ノードと基準電位のラインとの間に接続され、外部からの制御信号に応答して、地絡検出動作を行なう場合は第１の分圧回路の出力ノードと基準電位のラインとを接続し、地絡検出動作を行なわない場合は第１の分圧回路の出力ノードと基準電位のラインとを電気的に切離す第２のスイッチ回路を含む。この場合は、任意のタイミングで地絡検出動作を行なうことができる。
【００５３】
また好ましくは、さらに、複数の抵抗器の他方電極と複数の直流電力発生器の負極端子に接続され、複数の直流電力発生器による充電部の地絡を検出し、地絡検出信号を出力する、第１の地絡検出回路と同じ構成の第２の地絡検出回路と、外部からの制御信号に応答して、第１および第２の地絡検出回路のうちのいずれか一方から出力される地絡検出信号を制御部へ選択的に与える選択回路とを備える。第２の地絡検出回路に含まれる複数の抵抗素子のうちの少なくとも１つの抵抗素子の抵抗値は、第１の地絡検出回路の対応する抵抗素子の抵抗値と異なる。この場合も、地絡検出が不可な状態を回避することができ、地絡が確実に検出される。
【００５４】
また好ましくは、複数の直流電力発生器のうちのいずれの直流電力発生器の正極端子で地絡が発生した場合においても、地絡検出信号の電位が基準電位よりも低い電位にされるように、複数の直流電力発生器の各々の出力電圧が予め定められる。この場合は、地絡検出が不可な状態を回避することができ、地絡が確実に検出される。
【００５５】
また好ましくは、複数の直流電力発生器の各々は、太陽電池である。この場合も、地絡検出が不可な状態を回避することができ、地絡が確実に検出される。
【００５６】
また好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、その入力端子とその出力端子とが絶縁された状態で変圧動作を行なう絶縁トランスを含む。この場合は、複数の直流電力発生器と商用電力系統とが絶縁されるため、安全な状態で地絡検出を行なうことができる。
【００５７】
また好ましくは、第１のスイッチ回路は、電界効果トランジスタを含む。この場合は、第１のスイッチ回路の小体積化、および長寿命化を図ることができる。
【００５８】
また好ましくは、第１のスイッチ回路は、ジャンパ・スイッチである。この場合は、第１のスイッチ回路の実装が容易化、および低コストを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電源装置を用いた太陽光発電システムの概略構成を示す回路ブロック図である。図１において、この電源装置（系統連系装置）は、系統連系インバータ装置２で構成され、直流電源部１によって生成された直流電力を交流電力に変換して商用電力系統３に与える。地絡が発生していない通常の状態において、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ６，ＳＷ１１，ＳＷ１２はオン状態にされる。
【００６０】
直流電源部１は、太陽電池モジュール１１〜１３を含む。系統連系インバータ装置２は、切換部２１，２４、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２２、インバータ回路２３、地絡検出部２５、制御部２６、表示部２７を含む。切換部２１は、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ６を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３を含む。インバータ回路２３は、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４を含む。切換部２４は、スイッチ回路ＳＷ１１，ＳＷ１２を含む。地絡検出部２５は、抵抗器４１〜４３および地絡検出回路４４を含む。
【００６１】
太陽電池モジュール１１〜１３は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して、系統連系インバータ装置２に直流電力を供給する。これらの太陽電池モジュール１１〜１３は、それぞれ複数の太陽電池セルを直列に接続してモジュール化したものである。太陽電池モジュール１１〜１３の各々の定格電圧は２００Ｖ、定格電力は１５００Ｗである。家庭用の太陽光発電システムでは、たとえば、単結晶シリコン太陽電池セルが用いられる。
【００６２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３は、それぞれ太陽電池モジュール１１〜１３によって生成された直流電力を切換部２１を介して受ける。これらのＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３は、スイッチングレギュレータによって、それぞれ太陽電池モジュール１１〜１３から得られる直流電圧を所定の電圧（たとえば、３５０Ｖ）に変換する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３は、それぞれ最大電力追従方式（山登り法）を用いて太陽電池モジュール１１〜１３からの直流電力を効率よく取出す。これらのＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３は、一次側と二次側を絶縁するための絶縁トランスを用いているため、直流電源部１と商用電力系統３とは絶縁される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３の出力部は１つに結合されて、インバータ回路２３に接続される。
【００６３】
インバータ回路２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３からの直流電力を交流電力に変換する。インバータ回路２３において、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４がＰＷＭ制御されることによって、出力電力が調整される。インバータ回路２３からの交流電力は、切換部２４を介して商用電力系統３に供給される。
【００６４】
ここで、直流電源部１による充電部のあるノードに地絡が発生した場合、絶縁トランスを用いたＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３によって直流電源部１と商用電力系統３とは絶縁されているためその時点で大電流が流れるなどの危険はない。しかし、地絡が発生したノードと逆極性側のノードにもさらに地絡した場合は安全性が保障されない。そこで、直流電源部１による充電部の１つのノードのみが地絡した時点、すなわち大電流が流れるなどの危険が生じる前の時点で地絡を検出するために、抵抗器４１〜４３、地絡検出回路４４、制御部２６および表示部２７が設けられる。抵抗器４１〜４３を設けたことによって、太陽電池モジュール１１〜１３の各々の出力電圧の差が大きい場合に電流が太陽電池モジュール１１〜１３に逆流するのが抑制される。
【００６５】
地絡検出回路４４の一方入力端子は、抵抗器４１を介して太陽電池モジュール１１のプラス端子に接続されるとともに、抵抗器４２を介して太陽電池モジュール１２のプラス端子に接続され、かつ抵抗器４３を介して太陽電池モジュール１３のプラス端子に接続される。地絡検出回路４４の他方入力端子は、太陽電池モジュール１１〜１３の各々のマイナス端子に共通接続される。太陽電池モジュール１１〜１３による充電部に地絡が発生すると、地絡検出回路４４によって地絡が検出される。地絡検出回路４４は、地絡検出信号を制御部２６に出力する。
【００６６】
図２は、図１に示した地絡検出回路４４の構成を詳細に示す回路図である。図２において、この地絡検出回路４４は、抵抗素子５１〜５７、スイッチ回路ＳＷ１３およびダイオード５８，５９を含む。ここで、太陽電池モジュール１１〜１３の出力電圧をそれぞれＥ１〜Ｅ３とする。
【００６７】
太陽電池モジュール１１〜１３のプラス端子は、それぞれ抵抗器４１〜４３を介してノードＮ１に共通接続される。太陽電池モジュール１１〜１３のマイナス端子はノードＮ６に共通接続される。抵抗素子５１はノードＮ１とノードＮ２との間に接続され、抵抗素子５２はノードＮ２とノードＮ６との間に接続される。スイッチ回路ＳＷ１３はノードＮ２と接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続され、抵抗素子５３はノードＮ２と出力ノードＮ３との間に接続される。抵抗素子５４はノードＮ１とノードＮ４との間に接続され、抵抗素子５５はノードＮ４とノードＮ６との間に接続される。抵抗素子５６はノードＮ１とノードＮ５との間に接続され、抵抗素子５７はノードＮ５とノードＮ６との間に接続される。ダイオード５８はノードＮ４と出力ノードＮ３との間に接続され、ダイオード５９は出力ノードＮ３とノードＮ５との間に接続される。出力ノードＮ３から図１に示した制御部２６へ地絡検出信号が与えられる。
【００６８】
抵抗素子５１，５２は分圧回路を構成し、ノードＮ１，Ｎ６間の電圧を分圧する。抵抗素子５４，５５は分圧回路を構成し、ノードＮ１，Ｎ６間の電圧を分圧してノードＮ４の電位を定める。抵抗素子５６，５７は分圧回路を構成し、ノードＮ１，Ｎ６間の電圧を分圧してノードＮ５の電位を定める。
【００６９】
ここで、抵抗素子５１の抵抗値をＲＰ１、抵抗素子５２の抵抗値をＲＮ１、抵抗素子５４の抵抗値をＲＰ２、抵抗素子５５の抵抗値をＲＮ２、抵抗素子５６の抵抗値をＲＰ３、抵抗素子５７の抵抗値をＲＮ３とすると、下記の数式（３）（４）が成立する。
【００７０】
ＲＮ１／（ＲＰ１＋ＲＮ１）  ≧  ＲＮ２／（ＲＰ２＋ＲＮ２）     …（３）
ＲＰ１／（ＲＰ１＋ＲＮ１）  ≧  ＲＰ３／（ＲＰ３＋ＲＮ３）     …（４）
たとえば、抵抗値ＲＰ１，ＲＮ１を２．９１ＭΩ、抵抗値をＲＰ２，ＲＮ３を３．００ＭΩ、ＲＮ２，ＲＰ３を２．８２ＭΩとする。
【００７１】
スイッチ回路ＳＷ１３は、外部からの制御信号によって、地絡検出動作を行なう場合はオン状態にされ、地絡検出動作を行なわない場合はオフ状態にされる。たとえば、スイッチ回路ＳＷ１３を太陽電池モジュール１１〜１３の発電開始時にのみオン状態にすることによって、太陽電池の発電開始時にのみ地絡検出動作が行なわれる。また、このスイッチ回路ＳＷ１３を一定間隔でオン／オフ制御すると、一定間隔で地絡検出動作を行なうこともできる。このように、スイッチ回路ＳＷ１３を設けたことによって、任意のタイミングで地絡検出動作を行なうことができる。
【００７２】
地絡検出動作時において、地絡が発生していない状態では、スイッチ回路ＳＷ１３がオン状態にされていることに応じてノードＮ２の電位が接地電位ＧＮＤにされる。したがって、数式（３）（４）より、ノードＮ４の電位は、ノードＮ２の電位（ＧＮＤ）と等しいかそれよりも低い電位にされ、ノードＮ５の電位は、ノードＮ２の電位（ＧＮＤ）と等しいかそれよりも高い電位にされる。このため、ダイオード５８，５９に順方向電圧がかからず、地絡検出用の抵抗素子５３には電流が流れない。このとき、出力ノードＮ３から接地電位ＧＮＤの地絡検出信号が出力される。ここで、抵抗素子５３の抵抗値は、抵抗素子５１，５２，５４〜５７の抵抗値に比べて十分に小さい値（たとえば、３０ｋΩ）とする。
【００７３】
次に、太陽電池モジュール１１のプラス端子側で地絡が発生した場合の動作について説明する。太陽電池モジュール１１と抵抗器４１との間の配電線で、絶縁劣化や絶縁不良などにより配電線と地面との間に電流が流れる地絡が発生した場合、地絡部の電位が接地電位ＧＮＤにされる。太陽電池モジュール１１〜１３の出力電圧がすべて同等である場合は、地絡部の電位が接地電位ＧＮＤにされたことに応じてノードＮ１の電位が低下する。このとき、抵抗素子５２の端子間電圧が抵抗素子５１の端子間電圧よりも所定レベル以上大きくなった場合、ノードＮ５の電位が負電位まで低下してダイオード５９に順方向電圧がかかり、ノードＮ２から抵抗素子５３およびダイオード５９を介してノードＮ５に電流が流れる。出力ノードＮ３の電位は、ノードＮ５と同じ電位（負電位）にされる。なお、ノードＮ４の電位が負電位にされていること応じてダイオード５８には逆方向電圧がかかっているため、ダイオード５８には電流が流れない。このように、ダイオード５８，５９は比較回路を構成し、ノードＮ２の電位（ＧＮＤ）とノードＮ４，Ｎ５の電位とを比較して、比較結果に応じて出力ノードＮ３の電位を変化させる。したがって、太陽電池モジュール１１〜１３のプラス端子側で地絡が発生した場合は、出力ノードＮ３から負電位の地絡検出信号が出力される。
【００７４】
ここで、太陽電池モジュール１１〜１３のプラス端子側で地絡が発生しても、地絡が検出されない場合が想定し得る。太陽電池モジュール１１〜１３が異なる角度で設置された場合、日射量に応じて、太陽電池モジュール１１〜１３の出力電圧Ｅ１〜Ｅ３がそれぞれ異なる場合がある。たとえば、太陽電池モジュール１１の出力電圧Ｅ１が太陽電池モジュール１２，１３の出力電圧Ｅ２，Ｅ３に比べて十分に小さい場合、太陽電池モジュール１１と抵抗器４１との間の配電線で地絡が発生しても、ノードＮ１の電位が十分に低下しないことがある。この場合、ノードＮ５の電位が十分に低下せず、ダイオード５９にそのしきい値電圧を超える順方向電圧がかからない。このとき、地絡が検出されず、出力ノードＮ３から接地電位ＧＮＤの地絡検出信号が出力される。
【００７５】
たとえば、太陽電池モジュール１１〜１３の出力電圧Ｅ１〜Ｅ３が下記の数式（５）〜（７）に示す検出不可能条件を満たす特殊な場合において、太陽電池モジュール１１〜１３のプラス端子側で発生した地絡が検出されない。ここでは、説明を分かりやすくするために、抵抗素子５１，５２、５４〜５７の抵抗値ＲＰ１，ＲＮ１，ＲＰ２，ＲＮ２，ＲＰ３，ＲＮ３をすべてＲＰＮとする。
【００７６】
Ｅ１  ≒  ＲＰＮ×（Ｅ２＋Ｅ３）／（３×ＲＰ０＋５×ＲＰＮ）…（５）
Ｅ２  ≒  ＲＰＮ×（Ｅ１＋Ｅ３）／（３×ＲＰ０＋５×ＲＰＮ）…（６）
Ｅ３  ≒  ＲＰＮ×（Ｅ１＋Ｅ２）／（３×ＲＰ０＋５×ＲＰＮ）…（７）
ただし、抵抗器４１〜４３の抵抗値はすべてＲＰ０（たとえば、１．００ＭΩ）である。数式（５）に示す検出不可能条件を満たす特殊な場合において、太陽電池モジュール１１のプラス端子側で発生した地絡は検出されない。また、数式（６）に示す検出不可能条件を満たす特殊な場合において、太陽電池モジュール１２のプラス端子側で発生した地絡は検出されない。また、数式（７）に示す検出不可能条件を満たす特殊な場合において、太陽電池モジュール１３のプラス端子側で発生した地絡は検出されない。
【００７７】
ここで、数式（５）〜（７）が成立する理由について説明する。図３は、数式（５）が成立する理由を説明するための回路図であって、図２と対比される図である。図３の回路図を参照して、図２の回路図と異なる点は、太陽電池モジュール１１〜１３がｎ個（ただし、ｎは任意の自然数）の直流電源ＤＣＰＳ１〜ＤＣＰＳｎで置換されている点と、抵抗器４１〜４３がｎ個の抵抗器ＲＤＣＰＳ１〜ＲＤＣＰＳｎで置換されている点と、スイッチ回路ＳＷ１３が削除されている点である。ここで、直流電源ＤＣＰＳ１〜ＤＣＰＳｎの出力電圧をＥ１〜Ｅｎとし、抵抗素子５１，５２、５４〜５７の抵抗値ＲＰ１，ＲＮ１，ＲＰ２，ＲＮ２，ＲＰ３，ＲＮ３をすべてＲＰＮとする。
【００７８】
図３において、ノードＮ１の電位をＥ０とする。直流電源ＤＣＰＳ１と抵抗器ＲＤＣＰＳ１との間の配電線で地絡が発生した場合、ノードＮ６の電位を−Ｅ１とする。ここで、ノードＮ１の電位Ｅ０が十分に低下せずに電位Ｅ０＝Ｅ１となった場合、ノードＮ２，Ｎ４，Ｎ５の電位はともに接地電位ＧＮＤにされる。このため、ダイオード５８，６９に順方向電圧がかからず、ノードＮ４とノードＮ２との間、およびノードＮ２とノードＮ５との間において電流は流れない（点線部参照）。
【００７９】
図４は、図３に示した回路図を簡略化した等化回路図である。図４において、図３に示した抵抗素子５４〜５７が抵抗素子６１で置換されている。この抵抗素子６１の抵抗値はＲＰＮである。また、直流電源ＤＣＰＳ１と抵抗器ＲＤＣＰＳ１との間の地絡部、およびノードＮ２はともに接地電位ＧＮＤのラインに接続される。
【００８０】
ここで、キルヒホッフの法則により、ノードＮ１に流れ込む電流の総和が０になるため、下記の数式（８）が成立する。
【００８１】
【数１】
2005312287.tif 000003
【００８２】
この数式（８）において、Ｅ１＝Ｅ０を代入して整理すると、下記の数式（９）が成立する。
【００８３】
【数２】
2005312287.tif 000004
【００８４】
この数式（９）において、ｎ＝３を代入することによって、上述の数式（５）が導かれる。また、数式（６）（７）も数式（５）と同様に導かれる。
【００８５】
しかし、実際には、数式（５）〜（７）に示した検出不可能条件を満たす状況が一時的に発生した場合でも、太陽電池の出力電圧は変動する特性を有するため地絡検出が不可な状態を回避することができ、確実に地絡が検出される。太陽電池以外の定電圧を出力する直流電源を用いる場合においては、直流電源の出力電圧が数式（５）〜（７）に示した検出不可能条件を満たさない構成にすれば、地絡検出が不可な状態を回避することができる。
【００８６】
図２に戻って、次に、太陽電池モジュール１１のマイナス端子側で地絡が発生した場合の動作について説明する。太陽電池モジュール１１とノードＮ６との間の配電線で地絡が発生した場合、地絡部の電位が接地電位ＧＮＤにされる。これに応じて、ノードＮ６の電位は負電位から接地電位ＧＮＤまで上昇し、抵抗素子５１の端子間電圧が大きくなり、抵抗素子５２の端子間電圧がほぼ０Ｖになって、ノードＮ４の電位が上昇して正電位にされる。したがって、ダイオード５８に順方向電圧がかかり、ノードＮ４からダイオード５８および抵抗素子５３を介してノードＮ２に電流が流れる。このとき、出力ノードＮ３の電位はノードＮ４と同じ電位（正電位）にされる。なお、ノードＮ５の電位が正電位にされていること応じてダイオード５９には逆方向電圧がかかっているため、ダイオード５９には電流が流れない。このように、太陽電池モジュール１１〜１３のマイナス端子側で地絡が発生した場合は、出力ノードＮ３から正電位の地絡検出信号が出力される。この場合は、太陽電池モジュール１１〜１３のプラス端子側で地絡が発生した場合のように数式（５）〜（７）に示した検出不可能条件を考慮する必要はなく、確実に地絡が検出される。
【００８７】
また、太陽電池モジュール１１〜１３うちのいずれかの太陽電池モジュールのプラス端子側およびマイナス端子側の両方で同時に地絡が発生した場合でも、他の太陽電池モジュールが出力電圧を生成していれば確実に地絡が検出される。
【００８８】
図１に戻って、制御部２６は、地絡検出回路４４からの地絡検出信号が接地電位ＧＮＤである場合は、地絡が発生していないと判定し、地絡検出信号が正電位または負電位である場合は、地絡が発生したと判定する。そして、地絡が発生したと判定すると、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ６、ＳＷ１１，ＳＷ１２をオン状態からオフ状態に速やかに切換えるとともに、インバータ回路２３の動作を停止させる。したがって、地絡発生時における停電範囲の拡大や公衆災害が防止される。制御部２６は、さらに、表示部２７に地絡発生の警告を表示させる。これにより、使用者が速やかに地絡事故の発生を認識することが可能となる。
【００８９】
なお、図１および図２を参照して、抵抗器４１〜４３のうちのいずれか１つの抵抗器だけを取付け、他の２つの抵抗器を取外してオープンにした状態で地絡検出動作を行なうと、取付けられた抵抗器に対応する太陽電池モジュールのプラス端子側で地絡が発生した場合は地絡が検出され、他の太陽電池モジュールのプラス端子側で地絡が発生した場合は地絡が検出されない。これにより、太陽電池モジュール１１〜１３の各々に対して個別に地絡検出を行なうことができるため、地絡発生箇所を特定することができる。
【００９０】
したがって、この実施の形態１では、複数の直流電源に対して１つの地絡検出回路４４を設けることによって、地絡が確実に検出される。このため、複数の直流電源の各々に対応して複数の地絡検出回路を設ける必要があった従来に比べ、低コスト化が図れる。また、回路構成が単純化されるため、地絡検出の信頼性が向上する。
【００９１】
なお、ここでは、直流電源部１が３つの太陽電池モジュール１１〜１３を含む場合について説明したが、太陽電池モジュールの数は２つであっても、４つ以上の任意の数であってもよい。
【００９２】
また、ここでは、太陽電池モジュール１１〜１３を単結晶シリコン太陽電池で構成した場合について説明したが、太陽電池モジュール１１〜１３を多結晶シリコン太陽電池や化合物半導体太陽電池など、他の種類の太陽電池で構成してもよい。
【００９３】
さらに、ここでは、直流電源部１が太陽電池である場合について説明したが、直流電源部１は燃料電池などの直流電源、またはそれらの組合わせであってもよい。
【００９４】
なお、ここでは、一例として系統連系インバータ装置２で構成される電源装置が、負荷が接続された商用電力系統３に電力供給する場合について説明したが、図５に示すように、インバータ装置４で構成される電源装置が負荷５のみに電力供給する場合も同様である。
【００９５】
［実施の形態１の変更例］
図６は、この発明の実施の形態１の変更例による電源装置を用いた太陽光発電システムの概略構成を示すブロック図であって、図１と対比される図である。図６の太陽光発電システムを参照して、図１の太陽光発電システムと異なる点は、地絡検出部２５が、系統連系インバータ装置７１の外部に設けられている点である。なお、図６において、図１と対応する部分においては同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００９６】
この電源装置は、地絡検出部２５および系統連系インバータ装置７１で構成され、直流電源部１によって生成された直流電力を交流電力に変換して商用電力系統３に与える。このように、地絡検出部２５を系統連系インバータ装置７１の外部に設けた場合、必要に応じて地絡検出部２５を任意に取付けたり、取外したりすることができる。
【００９７】
［実施の形態２］
図７は、この発明の実施の形態２による地絡検出回路８１の構成を詳細に示す回路図であって、図２と対比される図である。図７の地絡検出回路８１を参照して図２の地絡検出回路４４と異なる点は、抵抗素子９１〜９３およびスイッチ回路ＳＷ１４〜ＳＷ１６が追加されている点である。なお、図７において、図２と対応する部分においては同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００９８】
抵抗素子９１およびスイッチ回路ＳＷ１４は、ノードＮ２とノードＮ６との間に直列接続される。抵抗素子９２およびスイッチ回路ＳＷ１５は、ノードＮ４とノードＮ６との間に直列接続される。抵抗素子９３およびスイッチ回路ＳＷ１６は、ノードＮ５とノードＮ６との間に直列接続される。
【００９９】
これらのスイッチ回路ＳＷ１４〜ＳＷ１６を外部制御信号によって任意にオン／オフ制御することによって、ノードＮ１，Ｎ２間の抵抗値とノードＮ２，Ｎ６間の抵抗値との比率、ノードＮ１，Ｎ４間の抵抗値とノードＮ４，Ｎ６間の抵抗値との比率、およびノードＮ１，Ｎ５間の抵抗値とノードＮ５，Ｎ６間の抵抗値との比率を変化させることができる。したがって、この実施の形態２では、数式（５）〜（７）に示したような地絡検出が不可な状態を回避することができ、地絡を確実に検出することができる。
【０１００】
これらのスイッチ回路ＳＷ１４〜ＳＷ１６には、たとえば、ＮチャネルＭＯＳトランジスタを用いる。ＮチャネルＭＯＳトランジスタは、ＰチャネルＭＯＳトランジスタに比べて大きな電流を流せる、他のスイッチング素子に比べて体積が小さい、長寿命であるなどの利点がある。また、これらのスイッチ回路ＳＷ１４〜ＳＷ１６にはジャンパ・スイッチを用いてもよい。ジャンパ・スイッチは、回路基板上の信号ピンにジャンパ・プラグを付けたり外したりすることによって回路がオン／オフする非常に簡単な構造であるため、実装が容易でコストも安いという利点がある。
【０１０１】
［実施の形態２の変更例］
図８は、この発明の実施の形態２の変更例による地絡検出回路１０１の構成を詳細に示す回路図であって、図２と対比される図である。図８の地絡検出回路１０１を参照して図２の地絡検出回路４４と異なる点は、抵抗素子１１１〜１１３およびスイッチ回路ＳＷ１７〜ＳＷ１９が追加されている点である。なお、図８において、図２と対応する部分においては同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【０１０２】
抵抗素子５２，１１１は、ノードＮ２とノードＮ６との間に直列接続される。スイッチ回路ＳＷ１７は、抵抗素子５２，１１１間のノードＮ１１とノードＮ６との間に接続される。抵抗素子５５，１１２は、ノードＮ４とノードＮ６との間に直列接続される。スイッチ回路ＳＷ１８は、抵抗素子５５，１１２間のノードＮ１２とノードＮ６との間に接続される。抵抗素子５７，１１３は、ノードＮ５とノードＮ６との間に直列接続される。スイッチ回路ＳＷ１９は、抵抗素子５７，１１３間のノードＮ１３とノードＮ６との間に接続される。
【０１０３】
これらのスイッチ回路ＳＷ１７〜ＳＷ１９を外部制御信号によって任意にオン／オフ制御することによって、ノードＮ１，Ｎ２間の抵抗値とノードＮ２，Ｎ６間の抵抗値との比率、ノードＮ１，Ｎ４間の抵抗値とノードＮ４，Ｎ６間の抵抗値との比率、およびノードＮ１，Ｎ５間の抵抗値とノードＮ５，Ｎ６間の抵抗値との比率を変化させることができる。したがって、この実施の形態２の変更例では、実施の形態２と同様に、数式（５）〜（７）に示したような地絡検出が不可な状態を回避することができ、地絡を確実に検出することができる。
【０１０４】
これらのスイッチ回路ＳＷ１７〜ＳＷ１９には、たとえば、ＮチャネルＭＯＳトランジスタを用いる。ＮチャネルＭＯＳトランジスタは、ＰチャネルＭＯＳトランジスタに比べて大きな電流を流せる、他のスイッチング素子に比べて体積が小さい、長寿命であるなどの利点がある。また、これらのスイッチ回路ＳＷ１７〜ＳＷ１９にはジャンパ・スイッチを用いてもよい。ジャンパ・スイッチは、実装が容易でコストも安いという利点がある。
【０１０５】
［実施の形態３］
図９は、この発明の実施の形態３による電源装置を用いた太陽光発電システムの概略構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図９の太陽光発電システムを参照して図１の太陽光発電システムと異なる点は、地絡検出回路１３１および選択部１３２，１３３が追加されている点である。選択部１３２は、スイッチ回路ＳＷ２１〜ＳＷ２４を含み、選択部１３３は、スイッチ回路ＳＷ２５，ＳＷ２６を含む。なお、図９において、図１と対応する部分においては同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【０１０６】
地絡検出部１２１において、地絡検出回路１３１は、地絡検出回路４４と並列に設けられる。ノードＮ２１は、抵抗器４１を介して太陽電池モジュール１１のプラス端子に接続されるとともに、抵抗器４２を介して太陽電池モジュール１２のプラス端子に接続され、かつ抵抗器４３を介して太陽電池モジュール１３のプラス端子に接続される。ノードＮ２２は、太陽電池モジュール１１〜１３の各々のマイナス端子に共通接続される。スイッチ回路ＳＷ２１は、ノードＮ２１と地絡検出回路４４の一方入力端子との間に接続される。スイッチ回路ＳＷ２２は、ノードＮ２２と地絡検出回路４４の他方入力端子との間に接続される。スイッチ回路ＳＷ２３は、ノードＮ２１と地絡検出回路１３１の一方入力端子との間に接続される。スイッチ回路ＳＷ２４は、ノードＮ２２と地絡検出回路１３１の他方入力端子との間に接続される。スイッチ回路ＳＷ２５は、地絡検出回路４４の出力端子と制御部２６の入力端子との間に接続される。スイッチ回路ＳＷ２６は、地絡検出回路１３１の出力端子と制御部２６の入力端子との間に接続される。
【０１０７】
地絡検出回路１３１の回路構成は、地絡検出回路４４の回路構成と同様であるが、内部の抵抗素子の抵抗値が異なる。このため、地絡検出回路１３１の検出不可能条件は、数式（５）〜（７）に示した地絡検出回路４４の検出不可能条件と異なる。スイッチ回路ＳＷ２１〜ＳＷ２６は、外部からの制御信号によって、地絡検出回路４４，１３１のいずれか一方で地絡検出動作が行なわれるようにオン／オフ制御される。すなわち、地絡検出回路４４で地絡検出動作を行なう場合は、スイッチ回路ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２５がオン状態にされ、スイッチ回路ＳＷ２３，ＳＷ２４，ＳＷ２６がオフ状態にされる。一方、地絡検出回路１３１で地絡検出動作を行なう場合は、スイッチ回路ＳＷ２３，ＳＷ２４，ＳＷ２６がオン状態にされ、スイッチ回路ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２５がオフ状態にされる。このようにして、地絡検出回路４４，１３１のいずれか一方から出力された地絡検出信号が制御部２６に選択的に与えられる。したがって、この実施の形態３では、数式（５）〜（７）に示したような地絡検出が不可な状態を回避することができ、地絡を確実に検出することができる。
【０１０８】
［実施の形態４］
図１０は、この発明の実施の形態４による地絡検出回路１４１の構成を詳細に示す回路図であって、図２と対比される図である。図１０の地絡検出回路１４１を参照して図２の地絡検出回路４４と異なる点は、抵抗素子５４〜５７およびダイオード５８，８９が削除され、抵抗素子１５１，１５２が追加されている点である。また図１０ではスイッチ回路ＳＷ１３を省略しているが、図２と同様にスイッチ回路ＳＷ１３を設けてもよい。なお、図１０において、図２と対応する部分においては同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【０１０９】
抵抗素子１５１，１５２は分圧回路を構成し、ノードＮ１，Ｎ６間の電圧を分圧して出力ノードＮ３の電位を定める。抵抗素子１５１の抵抗値をＲＰ４、抵抗素子１５２の抵抗値をＲＮ４とする。ここで、抵抗素子５１，５２の分圧比（ＲＰ１：ＲＮ１）と抵抗素子１５１，１５２の分圧比（ＲＰ４：ＲＮ４）は同一になるように各抵抗値が設定される。抵抗素子５１，５２の分圧比と抵抗素子１５１，１５２の分圧比が等しいため、地絡が発生していない状態において、出力ノードＮ３の電位はノードＮ２と同じ接地電位ＧＮＤにされる。
【０１１０】
太陽電池モジュール１１のプラス端子側、太陽電池モジュール１１と抵抗器４１との間の配電線で地絡が発生した場合、地絡部の電位が接地電位ＧＮＤにされる。太陽電池モジュール１１〜１３の出力電圧がすべて同等である場合は、地絡部の電位が接地電位ＧＮＤにされたことに応じてノードＮ１の電位が低下する。このとき、抵抗素子５２の端子間電圧が抵抗素子５１の端子間電圧よりも大きくなり、出力ノードＮ３の電位が接地電位ＧＮＤから低下して負電位にされる。このように、太陽電池モジュール１１〜１３のプラス端子側で地絡が発生した場合は、出力ノードＮ３から負電位の地絡検出信号が出力される。
【０１１１】
太陽電池モジュール１１のマイナス端子側、太陽電池モジュール１１とノードＮ６との間の配電線で地絡が発生した場合、地絡部の電位が接地電位ＧＮＤにされる。これに応じて、ノードＮ６の電位は負電位から接地電位ＧＮＤまで上昇し、抵抗素子５１の端子間電圧が大きくなり、抵抗素子５２の端子間電圧がほぼ０Ｖになって、ノードＮ３の電位が接地電位ＧＮＤから上昇して正電位にされる。このように、太陽電池モジュール１１〜１３のマイナス端子側で地絡が発生した場合は、出力ノードＮ３から正電位の地絡検出信号が出力される。
【０１１２】
制御部２６（図１参照）は、地絡検出回路１４１からの地絡検出信号の電位が所定範囲内にあるか否かに基づいて、地絡が発生したか否かを判定する。具体的には、地絡検出信号が負側乖離基準値よりも高く正側乖離基準値よりも低い場合は、地絡が発生していないと判定する。一方、地絡検出信号の電位が予め設定された負側乖離基準値よりも低い場合、および地絡検出信号の電位が予め設定された正側乖離基準値よりも高い場合は、地絡が発生したと判定する。そして、地絡が発生したと判定すると、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ６、ＳＷ１１，ＳＷ１２をオン状態からオフ状態に速やかに切換えるとともに、インバータ回路２３の動作を停止させる。
【０１１３】
太陽電池モジュール１１のプラス端子側で所定の抵抗値ＲＧを有する地絡が発生した場合における出力ノードＮ３の電位の変化量と、太陽電池モジュール１１のマイナス端子側で所定の抵抗値ＲＧを有する地絡が発生した場合における出力ノードＮ３の電位の変化量とが異なることがある。このため、正側乖離基準値と負側乖離基準値とをそれぞれ個別に設定する。これにより、太陽電池モジュールのプラス端子側で地絡が発生した場合とマイナス端子側で地絡が発生した場合における地絡検出感度の違いが補正され、地絡検出感度の均等化が図られる。ここで、所定の抵抗値ＲＧを有する地絡が発生した場合とは、地絡部の電位が接地電位ＧＮＤよりも抵抗値ＲＧに対応する分だけ高い電位にされる場合を意味する。
【０１１４】
したがって、この実施の形態４では、実施の形態１と同様に、複数の直流電源に対して１つの地絡検出回路１４１を設けることによって、地絡が確実に検出される。このため、低コスト、かつ地絡検出の信頼性が高い電源装置が実現できる。さらに、正側乖離基準値と負側乖離基準値とをそれぞれ個別に設定することによって、地絡検出感度の均等化が図られる。
【０１１５】
なお、このように、制御部２６において、地絡検出信号の電位が負側乖離基準値および正側乖離基準値によって定められる所定範囲内にあるか否かに基づいて、地絡が発生したか否かを判定する方法は、実施の形態１から実施の形態３において説明した地絡検出回路４４，８１，１０１に対しても適用可能である。この場合も、同様の効果を奏する。
【０１１６】
［実施の形態５］
図１１は、この発明の実施の形態５による電源装置を用いた太陽光発電システムの概略構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図１１の太陽光発電システムを参照して図１の太陽光発電システムと異なる点は、電圧検出回路１７１およびダイオード１７２〜１７４が追加され、地絡検出回路４４が地絡検出回路１４１で置換されている点である。この地絡検出回路１４１は、実施の形態４において図１０に示した構成である。なお、図１１において、図１と対応する部分においては同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【０１１７】
地絡検出部１６１において、太陽電池モジュール１１〜１３の各々のプラス端子は、ダイオード１７２〜１７４を介して電圧検出回路１７１の一方入力端子に共通接続される。太陽電池モジュール１１〜１３の各々のマイナス端子は、地絡検出回路４４の他方入力端子に共通接続される。電圧検出回路１７１は、一方入力端子と他方入力端子の間の電圧を測定する。太陽電池モジュール１１〜１３の各々の出力電圧（直流電圧）が異なる場合、電圧検出回路１７１によって、太陽電池モジュール１１〜１３の各々の出力電圧のうち最大の出力電圧が測定される。たとえば、太陽電池モジュール１１の出力電圧が最大である場合、ダイオード１７２に順方向電圧がかかり、ダイオード１７３，１７４には逆方向電圧がかかる。このため、電圧検出回路１７１によって、太陽電池モジュール１１の出力電圧が測定される。電圧検出回路１７１は、その測定電圧値を制御部２６に与える。電圧検出回路１７１およびダイオード１７２〜１７４は最大電圧検出部１６２を構成する。
【０１１８】
制御部２６は、地絡検出回路１４１からの地絡検出信号の電位が所定範囲内にあるか否かに基づいて、地絡が発生したか否かを判定する。具体的には、地絡検出信号が負側乖離基準値よりも高く正側乖離基準値よりも低い場合は、地絡が発生していないと判定する。一方、地絡検出信号の電位が予め設定された負側乖離基準値よりも低い場合、および地絡検出信号の電位が予め設定された正側乖離基準値よりも高い場合は、地絡が発生したと判定する。そして、地絡が発生したと判定すると、スイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ６、ＳＷ１１，ＳＷ１２をオン状態からオフ状態に速やかに切換えるとともに、インバータ回路２３の動作を停止させる。ここで、これらの負側乖離基準値および正側乖離基準値は、電圧検出回路１７１から与えられる測定電圧値に応じて定められる。
【０１１９】
図１２は、この実施の形態５において設定される正側乖離基準値および負側乖離基準値と測定電圧値との関係を示す図である。図１２を参照して、正側乖離基準値は測定電圧値に比例して増加し、負側乖離基準値は測定電圧値に比例して減少するように設定される。これは、測定電圧値が大きいほど地絡発生時における地絡検出信号の電位の変化量が大きくなるためである。このような乖離基準値と測定電圧値との関係は、たとえば制御部２６内に設けられるマイコンなどに予めプログラミングしておけばよい。
【０１２０】
したがって、この実施の形態５では、最大電圧検出部１６２による測定電圧値に応じて、正側乖離基準値および負側乖離基準値が設定される。これにより、地絡検出感度の更なる均等化が図られる。
【０１２１】
［実施の形態６］
図１３は、この発明の実施の形態６による地絡検出回路１８１の構成を詳細に示す回路図であって、図１０と対比される図である。図１３の地絡検出回路１８１を参照して図１０の地絡検出回路１４１と異なる点は、抵抗素子１９１およびスイッチ回路ＳＷ３１が追加されている点である。なお、図１３において、図１０と対応する部分においては同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【０１２２】
抵抗素子１９１およびスイッチ回路ＳＷ３１は、ノードＮ２とノードＮ６との間に直列接続される。抵抗素子１９２およびスイッチ回路ＳＷ３２は、ノードＮ３とノードＮ６との間に直列接続される。これらのスイッチ回路ＳＷ３１，ＳＷ３２には、たとえば、ＮチャネルＭＯＳトランジスタやジャンパ・スイッチを用いる。これらのスイッチ回路ＳＷ３１，ＳＷ３２を外部制御信号によって任意にオン／オフ制御することによって、ノードＮ１，Ｎ２間の抵抗値とノードＮ２，Ｎ６間の抵抗値との比率、およびノードＮ１，Ｎ３間の抵抗値とノードＮ３，Ｎ６間の抵抗値との比率を変化させることができる。この場合、実施の形態２において図７を用いて説明したように、地絡検出が不可な状態を回避することができ、地絡を確実に検出することができる。
【０１２３】
図１４は、この実施の形態６において設定される正側乖離基準値および負側乖離基準値と測定電圧値との関係を示す図である。図１４を参照して、実線はスイッチ回路ＳＷ３１，ＳＷ３２がともにオフ状態である場合に対応し、点線はスイッチ回路ＳＷ３１，ＳＷ３２がともにオン状態である場合に対応する。このような乖離基準値と測定電圧値との関係は、たとえば制御部２６内に設けられるマイコンなどに予めプログラミングしておけばよい。
【０１２４】
スイッチ回路ＳＷ３１，ＳＷ３２がオフ状態からオン状態に切換えられると、ノードＮ２，Ｎ６間の抵抗値およびノードＮ３，Ｎ６間の抵抗値はともに小さくなる。このため、ノードＮ１，Ｎ２間の抵抗値とノードＮ２，Ｎ６間の抵抗値との比率、およびノードＮ１，Ｎ３間の抵抗値とノードＮ３，Ｎ６間の抵抗値との比率が変化する。したがって、地絡が発生した場合における出力ノードＮ３の電位の変化量が変わる。このため、スイッチ回路ＳＷ３１，ＳＷ３２のオフ状態およびオン状態の各々に対応した正側乖離基準値と負側乖離基準値を設定する。これにより、スイッチ回路ＳＷ３１，ＳＷ３２のオフ状態とオン状態における地絡検出感度の違いが補正され、地絡検出感度の均等化が図られる。
【０１２５】
以上のように、この実施の形態６では、スイッチ回路ＳＷ３１，ＳＷ３２のオフ状態およびオン状態の各々に対応して正側乖離基準値と負側乖離基準値が設定される。これにより、地絡検出感度の更なる均等化が図られる。
【０１２６】
なお、図示しないが、実施の形態２の変更例において図７を用いて説明したように、抵抗素子およびスイッチ回路を追加した構成にしてもよい。この場合も、同様の動作および効果が成立する。
【０１２７】
また、このように、制御部２６においてスイッチ回路のオフ状態およびオン状態の各々に対応した正側乖離基準値と負側乖離基準値を設定する方法は、実施の形態２および実施の形態２の変更例において説明した地絡検出回路８１，１０１に対しても適用可能である。この場合も、同様の効果を奏する。
【０１２８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】この発明の実施の形態１による電源装置を用いた太陽光発電システムの概略構成を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示した地絡検出回路の構成を詳細に示す回路図である。
【図３】数式（５）が成立する理由を説明するための回路図である。
【図４】図３に示した回路図を簡略化した等化回路図である。
【図５】インバータ装置で構成される電源装置が負荷のみに電力供給する場合の構成を示す回路ブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１の変更例による電源装置を用いた太陽光発電システムの概略構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２による地絡検出回路の構成を詳細に示す回路図である。
【図８】この発明の実施の形態２の変更例による地絡検出回路の構成を詳細に示す回路図である。
【図９】この発明の実施の形態３による電源装置を用いた太陽光発電システムの概略構成を示す回路ブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による地絡検出回路１４１の構成を詳細に示す回路図である。
【図１１】この発明の実施の形態５による電源装置を用いた太陽光発電システムの概略構成を示す回路ブロック図である。
【図１２】この実施の形態５において設定される正側乖離基準値および負側乖離基準値と測定電圧値との関係を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態６による地絡検出回路１８１の構成を詳細に示す回路図である。
【図１４】この実施の形態６において設定される正側乖離基準値および負側乖離基準値と測定電圧値との関係を示す図である。
【図１５】従来の電源装置を用いた太陽光発電システムの概略構成を示す回路ブロック図である。
【図１６】図１５に示した地絡検出回路２２５の構成を詳細に示す回路図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１，２０１  直流電源部、２，７１，２０２  系統連系インバータ装置、３，２０３  商用電力系統、１１〜１３，２１１〜２１３  太陽電池モジュール、４  インバータ装置、５  負荷、２１，２４，２２１，２２４  切換部、２２，２２２  ＤＣ／ＤＣコンバータ部、２３，２２３  インバータ回路、２５，１６１  地絡検出部、２６，２２８  制御部、２７，２２９  表示部、３１〜３３，２３１〜２３３  ＤＣ／ＤＣコンバータ、４１〜４３  抵抗器、４４，８１，１０１，１３１，１４１，１８１，２２５〜２２７  地絡検出回路、５１〜５７，６１，９１〜９３，１１１〜１１３，１５１，１５２，１９１，１９２，２４１〜２４６  抵抗素子、１６２  最大電圧検出部、５８，５９，１７２〜１７４  ダイオード、１３２，１３３  選択部、１７１  電圧検出回路、２４７  検流器、２４８，２４９  一方向性素子。
【図１】
2005312287.tif 000005
【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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