(57)【要約】【課題】  商用系統電圧の２倍周波数のリプルによる影響を抑え、昇圧チョッパ部の損失を減少させ、安定性、耐久性を高める。【解決手段】  この昇圧チョッパ回路１は、直流電圧を交流電圧に変換して商用電力系統に出力する昇圧チョッパ部３と、昇圧チョッパ部３の出力電圧を検出する電圧検出部４と、電圧検出部４から入力した電圧の位相を調整する位相調整部５と、位相調整部５の出力に基づいて昇圧チョッパ部３を制御する制御部６とを備える。位相調整部５は入力電圧の位相を（９０＋α）°遅らせ、波形が反転した電圧を制御部６に出力する。制御部６は位相調整部５の出力電圧を目標値と比較し、ＰＩ演算後に三角波と比較することで、スイッチング素子８のゲート信号を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を交流電圧に変換して商用電力系統に出力する昇圧チョッパ部と、昇圧チョッパ部の出力電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部から入力した電圧の位相を調整する位相調整部と、位相調整部の出力に基づいて昇圧チョッパ部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする昇圧チョッパ回路。
【請求項２】
前記位相調整部が電圧検出部から入力した電圧の位相を略９０°遅らせて制御部に出力することを特徴とする請求項１記載の昇圧チョッパ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電圧を交流電圧に変換して商用電力系統に出力する昇圧チョッパ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図３に示すような昇圧チョッパ回路が知られている。この昇圧チョッパ回路５１は、直流電源５２の直流電圧を交流電圧に変換して商用電力系統（商用交流電源）の単相２線式線路に出力する昇圧チョッパ部５３と、昇圧チョッパ部５３の出力電圧を検出する電圧検出部５４と、電圧検出部５４の出力に基づいて昇圧チョッパ部５３のスイッチング素子５５を制御する制御部５６とから構成されている。
【０００３】
特許文献１には、この種の昇圧チョッパ回路を用い、太陽電池や燃料電池などの直流電圧を交流電圧に変換して商用電力系統に出力するインバータが記載されている。特許文献２には、直流電圧をＰＷＭ制御により所望周波数の交流電圧に変換して交流電動機を可変速駆動するＰＷＭインバータが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１８７３６２号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、商用電力系統に接続された昇圧チョッパ回路５１は、昇圧チョッパ部５３の出力電圧に商用系統電圧の２倍周波数のリプルが現れる。このリプルはインバータの動作を不安定にさせるうえ、昇圧リアクトル５７に流れる電流を不安定にし、スイッチング素子５５の損失を増加させる。また、リプル成分が制御部５６の出力を常に変動させるので、昇圧チョッパ回路５１の出力側にインバータを接続した場合、インバータ回路の入力電圧と出力電圧の波高値に大きな変動差が発生する。そのため、インバータが充分に余裕のある状態とあまり余裕のない状態とを繰り返して出力電圧を作り出すことになり、運転効率が悪く、インバータ回路のスイッチング素子に大きな負荷がかかる。しかも、リプルの最大値に対応できるように、スイッチング素子に耐圧性能の高い素子を選定する必要があり、インバータが大型化するという問題があった。
【０００５】
特許文献２では、昇圧チョッパ部におけるコンデンサの静電容量を大きくしたり、別個のコンデンサを増設したりすることで、リプルによる影響を抑える技術が提案されている。しかし、この構成によると、昇圧チョッパ部の回路が複雑化しかつ大型化する不都合がある。
【０００６】
本発明の目的は、商用系統電圧の２倍周波数のリプルによる影響を抑え、昇圧チョッパ部の損失を減少させ、安定性、耐久性を高めることができる昇圧チョッパ回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の昇圧チョッパ回路は、直流電圧を交流電圧に変換して商用電力系統に出力する昇圧チョッパ部と、昇圧チョッパ部の出力電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部から入力した電圧の位相を調整する位相調整部と、位相調整部の出力に基づいて昇圧チョッパ部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の昇圧チョッパ回路は、位相調整部が電圧検出部から入力した電圧の位相を略９０°遅らせて制御部に出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の昇圧チョッパ回路によれば、位相調整部が電圧検出部から入力した電圧の位相を調整して制御部に出力するので、制御部がリプルによる影響を受けにくくなり、制御部の出力が安定する。このため、昇圧チョッパ部の損失が減少し、動作が安定し、耐久性も向上する。また、昇圧チョッパ部のコンデンサを大型化したり増設したりする必要がないため、比較的小型かつ簡単な構成でリプルによる影響を巧みに抑制できる効果がある。
【００１０】
特に、位相調整部が電圧検出部から入力した電圧の位相を略９０°遅らせることにより、昇圧チョッパ部の出力電圧に含まれるリプル成分を効果的に打ち消し、制御部の出力をより安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この実施形態の昇圧チョッパ回路１は、太陽電池や燃料電池などの直流電源２の直流電圧を交流電圧に変換して商用電力系統の単相２線式線路に出力する昇圧チョッパ部３と、昇圧チョッパ部３の出力電圧を検出する電圧検出部４と、電圧検出部４から入力した電圧の位相を調整する位相調整部５と、位相調整部５の出力に基づいて昇圧チョッパ部３を制御する制御部６とから構成されている。
【００１２】
昇圧チョッパ部３は、従来と同様、昇圧リアクトル７、ＩＧＢＴ等からなるスイッチング素子８、ダイオード９、出力コンデンサ１０を備えている。電圧検出部４は出力コンデンサ１０の端子間電圧を検出して位相調整部５に出力する。位相調整部５は、例えば図２に示すように、商用電力系統の周波数が５０Ｈｚである場合、電圧検出器４から入力した端子間電圧の位相を（９０＋α）°遅らせ、波形が反転した電圧を制御部６に出力する。αは回路定数に応じて適宜に設定される。
【００１３】
そして、制御部６が、位相調整部５の出力電圧を目標値と比較し、この比較結果をＰＩ演算した後に三角波と比較することで、スイッチング素子８のゲート信号を生成して、昇圧チョッパ部３の出力電圧を所望値に制御するように構成されている。
【００１４】
従って、この昇圧チョッパ回路１によれば、位相調整部５が電圧検出部４から入力した電圧の位相を略９０°遅らせて制御部６に出力するので、制御部６が商用系統電圧の２倍周波数のリプルに過剰反応しなくなり、制御部６の出力が安定する。これにより、昇圧リアクトル７に流れる電流が安定し、スイッチング素子８の損失が減少し、昇圧チョッパ部３の動作が安定する。また、リアクトル電流が安定することで、昇圧リアクトル７のコアを小型化できるうえ、スイッチング素子８に流れるピーク電流値を小さく抑えて、素子耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す昇圧チョッパ回路の回路構成図である。
【図２】該昇圧チョッパ回路の位相調整部による作用を示す電圧波形図である。
【図３】従来の昇圧チョッパ回路を示す回路構成図である。
【符号の説明】
【００１６】
１    昇圧チョッパ回路
２    直流電源
３    昇圧チョッパ部
４    電圧検出部
５    位相調整部
６    制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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