(57)【要約】【課題】インバータのスイッチング素子を良好に放熱する。【解決手段】本開示の電力変換装置は、電流検知部で検知された交流電流の実効値が所定の設定値以下の場合、Ｎ個のインバータのうち少なくとも第１インバータを駆動させ、少なくとも第２インバータの駆動を停止させる停止指示を出力する切替制御部と、第１インバータに含まれるスイッチング素子と、第２インバータに含まれるスイッチング素子とが実装された回路基板とを備える。回路基板上で、第１インバータに含まれるスイッチング素子と、第２インバータに含まれるスイッチング素子とは、所定の隣接方向に隣り合って配置されている。【選択図】図１
2016127765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部に並列接続され、それぞれ複数のスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記電源部から供給される直流電力を交流電力に変換する、第１インバータ及び第２インバータを含むＮ（Ｎは２以上の整数）個のインバータと、
前記Ｎ個のインバータから出力されたＮ個の交流電力のそれぞれを平滑化するリアクトルと、
前記リアクトルにより平滑化された前記Ｎ個の交流電力を重畳し、負荷に出力する出力部と、
前記Ｎ個のインバータに対応し、３６０度／Ｎずつ位相がシフトしたＮ個のキャリア信号を生成するキャリア生成部と、
前記Ｎ個のインバータに対応し、所定の交流電流を出力するためのＮ個の変調波信号を生成する変調波生成部と、
前記Ｎ個のキャリア信号と、前記Ｎ個のキャリア信号に対応するＮ個の変調波信号とを比較して、前記Ｎ個のインバータに対応するＮ個のＰＷＭ信号を生成し、生成した前記Ｎ個のＰＷＭ信号を前記Ｎ個のインバータに出力するパルス生成部と、
前記リアクトルにより平滑化されたＮ個の電流の少なくとも１つ又は前記出力部から出力された電流を検知する電流検知部と、
前記電流検知部で検知された電流値が所定の設定値以下の場合、前記Ｎ個のインバータのうち少なくとも前記第１インバータを駆動させ、少なくとも前記第２インバータの駆動を停止させる停止指示を出力する切替制御部と、
前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子とが実装された回路基板と、
を備え、
前記回路基板上で、前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子とは、所定の隣接方向に隣り合って配置されている電力変換装置。
【請求項２】
前記回路基板上に設けられた放熱器を更に備え、
前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子とが、同一の前記放熱器に密着して配置されている請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第１インバータは、前記スイッチング素子として、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を含み、
前記第２インバータは、前記スイッチング素子として、第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を含み、
前記回路基板には、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び前記第４スイッチング素子が実装され、
前記回路基板上が４象限に区分けされ、第１象限から時計回りに第２象限、第３象限、第４象限とそれぞれ定義され、
前記第１象限と前記第２象限との境界が前記隣接方向に直交するように、前記第１象限が定義され、
前記第１スイッチング素子は、前記第１象限に配置され、前記第３スイッチング素子は、前記第２象限に前記第１スイッチング素子と隣り合って配置され、前記第２スイッチング素子は、前記第３象限に前記第１スイッチング素子と隣り合って配置され、前記第４スイッチング素子は、前記第４象限に前記第１スイッチング素子と隣り合って配置されている請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電源部と前記Ｎ個のインバータとの間に設けられ、スイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記電源部から出力された直流電圧を昇圧して前記Ｎ個のインバータに出力するＤＣ−ＤＣコンバータを更に備え、
前記回路基板には、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに含まれる前記スイッチング素子がさらに実装され、
前記回路基板上で、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子は、前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに含まれる前記スイッチング素子とに挟まれて配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
Ｎは３であり、
前記Ｎ個のインバータは、前記第１インバータ、前記第２インバータ、及び第３インバータからなり、
前記切替制御部は、前記電流検知部で検知された電流値が所定の設定値以下の場合、前記第１インバータ及び前記第３インバータを駆動させ、前記第２インバータの駆動を停止させ、
前記回路基板には、前記第３インバータに含まれる前記スイッチング素子がさらに実装され、
前記回路基板上で、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子は、前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第３インバータに含まれる前記スイッチング素子とに挟まれて配置されている請求項１記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記Ｎ個のインバータは３相インバータである請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
電源部に並列接続され、それぞれ複数のスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記電源部から供給される直流電力を交流電力に変換する第１インバータ及び第２インバータと、
前記電源部と前記第１インバータ及び前記第２インバータとの間に設けられ、スイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記電源部から出力された直流電圧を昇圧して前記第１インバータ及び前記第２インバータに出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第１インバータ及び前記第２インバータから出力された２個の交流電力のそれぞれを平滑化するリアクトルと、
前記リアクトルにより平滑化された前記２個の交流電力を重畳し、負荷に出力する出力部と、
前記第１インバータ及び前記第２インバータに対応し、１８０度位相がシフトした２個のキャリア信号を生成するキャリア生成部と、
前記第１インバータ及び前記第２インバータに対応し、所定の交流電流を出力するための２個の変調波信号を生成する変調波生成部と、
前記２個のキャリア信号と、前記２個のキャリア信号に対応する２個の変調波信号とを比較して、前記第１インバータ及び前記第２インバータに対応する２個のＰＷＭ信号を生成し、生成した前記２個のＰＷＭ信号を前記第１インバータ及び前記第２インバータに出力するパルス生成部と、
前記リアクトルにより平滑化された２個の電流の少なくとも１つ又は前記出力部から出力された電流を検知する電流検知部と、
前記電流検知部で検知された電流値が所定の設定値以下の場合、前記第１インバータを駆動させ、前記第２インバータの駆動を停止させる停止指示を出力する切替制御部と、
前記第１インバータが実装された第１回路基板と、
前記第２インバータが実装された第２回路基板と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータが実装された第３回路基板と、
前記第１回路基板、前記第２回路基板、及び前記第３回路基板を放熱するための放熱器と、
を備え、
前記第１回路基板、前記第２回路基板、及び前記第３回路基板は、所定の隣接方向に前記第１回路基板、前記第２回路基板、及び前記第３回路基板の順で、同一の前記放熱器に密着して配置されている電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のインバータを備える電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力変換装置の大出力化に対応するため、複数のインバータを並列接続させ、各インバータに流れる電流を減少させる多相電力変換装置が知られている。例えば、非特許文献１には、２個の３相インバータを並列接続させ、一方のインバータには位相がシフトされていない信号を用いてＳＶＰＷＭ制御し、他方のインバータには位相が１８０度シフトされた信号を用いてＳＶＰＷＭ制御する系統連系インバータが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｄｏｎｇｓｕｌ  Ｓｈｉｎ  外３名  ”Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｉｎｄｕｃｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ  Ｔｈｒｅｅ−Ｐｈａｓｅ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｇｒｉｄ−Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  Ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ”，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ  （ＡＰＥＣ），  ２０１３  Ｔｗｅｎｔｙ−Ｅｉｇｈｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  ＩＥＥＥ  Ｄａｔｅ  ｏｆ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ：１７−２１  Ｍａｒｃｈ  ２０１３、ｐ．２２３５−ｐ．２２３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記非特許文献１では、２つの３相インバータを駆動させた場合の電力変換効率と１つの３相インバータのみを駆動させた場合の電力変換効率とが、電力負荷に応じて変動することが全く考慮されていない。そのため、広範囲の電力負荷の領域において電力変換効率を向上させることができない。また、スイッチング素子の放熱についても、一切検討されていない。
【０００５】
本開示は、従来よりも広範囲の電力負荷の領域において電力変換効率を向上しつつ、スイッチング素子の配置を最適化することにより、スイッチング素子を良好に放熱し得る電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様による電力変換装置は、
電源部に並列接続され、それぞれ複数のスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記電源部から供給される直流電力を交流電力に変換する、第１インバータ及び第２インバータを含むＮ（Ｎは２以上の整数）個のインバータと、
前記Ｎ個のインバータから出力されたＮ個の交流電力のそれぞれを平滑化するリアクトルと、
前記リアクトルにより平滑化された前記Ｎ個の交流電力を重畳し、負荷に出力する出力部と、
前記Ｎ個のインバータに対応し、３６０度／Ｎずつ位相がシフトしたＮ個のキャリア信号を生成するキャリア生成部と、
前記Ｎ個のインバータに対応し、所定の交流電流を出力するためのＮ個の変調波信号を生成する変調波生成部と、
前記Ｎ個のキャリア信号と、前記Ｎ個のキャリア信号に対応するＮ個の変調波信号とを比較して、前記Ｎ個のインバータに対応するＮ個のＰＷＭ信号を生成し、生成した前記Ｎ個のＰＷＭ信号を前記Ｎ個のインバータに出力するパルス生成部と、
前記リアクトルにより平滑化されたＮ個の電流の少なくとも１つ又は前記出力部から出力された電流を検知する電流検知部と、
前記電流検知部で検知された電流値が所定の設定値以下の場合、前記Ｎ個のインバータのうち少なくとも前記第１インバータを駆動させ、少なくとも前記第２インバータの駆動を停止させる停止指示を出力する切替制御部と、
前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子とが実装された回路基板と、
を備え、
前記回路基板上で、前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子とは、所定の隣接方向に隣り合って配置されているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、従来よりも広範囲の電力負荷の領域において電力変換効率を向上しつつ、スイッチング素子の配置を最適化することにより、スイッチング素子を良好に放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図２】実施の形態１の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。
【図３】制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１の電力変換装置と比較例との電力変換効率を比較した実験結果を示すグラフである。
【図５】セクション（ａ）は、インバータを構成するスイッチの導通損失とスイッチング損失とを示すグラフである。セクション（ｂ）は、リアクトル損失を示すグラフである。
【図６】比較例の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図７】比較例の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。
【図８】実施の形態２の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図９】実施の形態３の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図１０】実施の形態４の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図１１】実施の形態４の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。
【図１２】実施の形態５の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図１３】実施の形態５の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図１４】実施の形態５の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。
【図１５】実施の形態６の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図１６】実施の形態７の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図１７】実施の形態７の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。
【図１８】実施の形態８の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図１９】実施の形態８の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。
【図２０】実施の形態８の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。
【図２１】実施の形態８の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。
【図２２】実施の形態８の制御部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の一態様に至る経緯）
近年、太陽電池の普及に伴い、家庭内や小規模の発電所に設置された太陽電池と、系統電源とを連系させるパワーコンディショナーの開発が活発に行われている。パワーコンディショナーは、一般に、スイッチング素子のオンオフにより太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換して系統電源に供給する。この場合、系統電源に供給される交流電力は、例えば、リップル率（高調波含有率）はある値内に収める、交流電圧の実効値をある値にするといった所定の条件が課せられている。そのため、パワーコンディショナーは、所定の条件を満たすように電力変換を行う必要がある。
【００１０】
そこで、本発明者は、太陽電池からなる直流電源に複数のインバータを並列接続させた、多相のインバータ（以下、マルチフェーズインバータと呼ぶ）に着目した。そして、本発明者は、マルチフェーズインバータにおいて、各インバータに対応するキャリア信号の位相を所定の間隔でずらすことで、リップルを低減できることを発見した。
【００１１】
しかしながら、マルチフェーズインバータでは、電力負荷が高い領域では、高い電力変換効率が得られるが、電力負荷が低い領域では、通常のインバータに比べて電力変換効率が低下することが明らかとなった。そこで、マルチフェーズインバータを用いながら、電力負荷が低い領域において電力変換効率を向上することが検討された。
【００１２】
また、インバータは、複数のスイッチング素子を備え、当該複数のスイッチング素子のスイッチングにより、直流電力を交流電力に変換する。一般に、スイッチング素子の温度が高くなるほど、スイッチング素子のオン抵抗は増大し、その結果、損失も増大する。このため、スイッチング素子の温度が過度に高くならないように、スイッチング素子を良好に放熱することが求められる。
【００１３】
しかしながら、上記非特許文献１では、マルチフェーズインバータについての開示はあるが、マルチフェーズインバータの電力変換効率が電力負荷の低い領域で低下することが全く考慮されていない。また、スイッチング素子の放熱についても、一切検討されていない。
【００１４】
以上の考察により、本発明者は、以下の本開示の各態様を想到するに至った。
【００１５】
本開示の一態様は、
電源部に並列接続され、それぞれ複数のスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記電源部から供給される直流電力を交流電力に変換する、第１インバータ及び第２インバータを含むＮ（Ｎは２以上の整数）個のインバータと、
前記Ｎ個のインバータから出力されたＮ個の交流電力のそれぞれを平滑化するリアクトルと、
前記リアクトルにより平滑化された前記Ｎ個の交流電力を重畳し、負荷に出力する出力部と、
前記Ｎ個のインバータに対応し、３６０度／Ｎずつ位相がシフトしたＮ個のキャリア信号を生成するキャリア生成部と、
前記Ｎ個のインバータに対応し、所定の交流電流を出力するためのＮ個の変調波信号を生成する変調波生成部と、
前記Ｎ個のキャリア信号と、前記Ｎ個のキャリア信号に対応するＮ個の変調波信号とを比較して、前記Ｎ個のインバータに対応するＮ個のＰＷＭ信号を生成し、生成した前記Ｎ個のＰＷＭ信号を前記Ｎ個のインバータに出力するパルス生成部と、
前記リアクトルにより平滑化されたＮ個の電流の少なくとも１つ又は前記出力部から出力された電流を検知する電流検知部と、
前記電流検知部で検知された電流値が所定の設定値以下の場合、前記Ｎ個のインバータのうち少なくとも前記第１インバータを駆動させ、少なくとも前記第２インバータの駆動を停止させる停止指示を出力する切替制御部と、
前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子とが実装された回路基板と、
を備え、
前記回路基板上で、前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子とは、所定の隣接方向に隣り合って配置されているものである。
【００１６】
本態様では、Ｎ個のインバータに対応するキャリア信号はそれぞれ、位相が３６０度／Ｎずつシフトされている。そのため、Ｎ個のインバータから出力された交流電流をリアクトルで平滑化した場合に発生するリップルは、各交流電流間で反転して表れる傾向が高くなる。その結果、Ｎ個のインバータから出力された交流電流を重畳することでリップルが相殺された交流電流を生成できる。
【００１７】
また、電源部に並列接続されたＮ個のインバータを備える電力変換装置において、Ｎ個のインバータを駆動させた場合の電力変換効率とＮ個未満のインバータを駆動させた場合の電力変換効率とを比較する。すると、出力電力が低い領域では後者の方が前者よりも電力変換効率が高いが、出力電力を上げていくと、この関係が逆転し、前者の方が後者よりも電力変換効率が高くなる。
【００１８】
本態様では、電流検知部で検知された電流が所定の設定値より大きければ、Ｎ個のインバータが駆動される。また、電流が所定の設定値以下であれば、少なくとも第１インバータが駆動され、少なくとも第２インバータの駆動が停止されている。そのため、電力変換効率が逆転する出力電力に対応する電流を設定値として予め設定しておくことで、従来よりも広範囲の出力電力の領域において電力変換効率を向上させることができる。
【００１９】
また、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータに含まれるスイッチング素子は発熱するが、第２インバータに含まれるスイッチング素子は発熱しない。一方、本態様では、回路基板上で、第１インバータに含まれるスイッチング素子と、第２インバータに含まれるスイッチング素子とは、所定の隣接方向に隣り合って配置されている。
【００２０】
このため、本態様によれば、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータのスイッチング素子を良好に放熱することができる。その結果、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータのスイッチング素子の温度を低下させることができる。
【００２１】
一般に、スイッチング素子の温度が上昇すると、スイッチング素子における損失が増大する。これに対して、本態様によれば、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータのスイッチング素子における損失の増大を抑制することができる。
【００２２】
また、上記態様において、
前記切替制御部は、前記電流検知部で検知された電流が所定の設定値以下の場合、前記Ｎ個のインバータのうち第１〜第ｊ（ｊは１以上、Ｎ−１以下の整数）インバータを駆動させ、第ｊ＋１〜第Ｎインバータの駆動を停止させる停止指示を出力し、
前記キャリア生成部は、前記停止指示が出力された場合、３６０度／ｊずつ位相がシフトした第１〜第ｊインバータに対応するｊ個のキャリア信号を生成し、
前記パルス生成部は、前記停止指示が出力された場合、前記第１〜第ｊインバータに対応するｊ個のキャリア信号と、前記第１〜第ｊインバータに対応するｊ個の変調波信号とを比較して、前記第１〜第ｊインバータに対応するｊ個のＰＷＭ信号を生成し、前記第１〜第ｊインバータに出力し、
前記回路基板上で、前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第Ｎインバータに含まれる前記スイッチング素子とは、前記隣接方向に隣り合って配置されていてもよい。
【００２３】
本態様によれば、上記態様と同様に、第１〜第ｊインバータが駆動され、第ｊ＋１〜第Ｎインバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータのスイッチング素子における損失の増大を抑制することができる。
【００２４】
また、上記態様において、
前記回路基板上で、前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第Ｎ（Ｎは４以上の整数）インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第Ｎ−２インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第Ｎ−１インバータに含まれる前記スイッチング素子とは、この順で、前記隣接方向に隣り合って配置されていてもよい。
【００２５】
本態様によれば、上記態様と同様に、第１〜第Ｎ−２インバータが駆動され、第Ｎ−１〜第Ｎインバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータのスイッチング素子と、第Ｎ−２インバータのスイッチング素子とにおける損失の増大を抑制することができる。
【００２６】
また、上記態様において、
前記回路基板上に設けられた放熱器を更に備え、
前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子とが、同一の前記放熱器に密着して配置されているとしてもよい。
【００２７】
第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータに含まれるスイッチング素子は発熱するが、第２インバータに含まれるスイッチング素子は発熱しない。一方、本態様では、第１インバータに含まれるスイッチング素子と、第２インバータに含まれるスイッチング素子とが、同一の放熱器に密着して配置されている。したがって、本態様によれば、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、放熱器により、第１インバータのスイッチング素子を良好に放熱することができる。
【００２８】
また、上記態様において、
前記第１インバータは、前記スイッチング素子として、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を含み、
前記第２インバータは、前記スイッチング素子として、第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子を含み、
前記回路基板には、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び前記第４スイッチング素子が実装され、
前記回路基板上が４象限に区分けされ、第１象限から時計回りに第２象限、第３象限、第４象限とそれぞれ定義され、
前記第１象限と前記第２象限との境界が前記隣接方向に直交するように、前記第１象限が定義され、
前記第１スイッチング素子は、前記第１象限に配置され、前記第３スイッチング素子は、前記第２象限に前記第１スイッチング素子と隣り合って配置され、前記第２スイッチング素子は、前記第３象限に前記第１スイッチング素子と隣り合って配置され、前記第４スイッチング素子は、前記第４象限に前記第１スイッチング素子と隣り合って配置されているとしてもよい。
【００２９】
本態様では、第１インバータに含まれる、第１スイッチング素子は、第１象限に配置され、第２スイッチング素子は、第３象限に第１スイッチング素子と隣り合って配置されている。また、第２インバータに含まれる、第３スイッチング素子は、第２象限に第１スイッチング素子と隣り合って配置され、第４スイッチング素子は、第４象限に第１スイッチング素子と隣り合って配置されている。このため、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との間の距離は、第１スイッチング素子と第３スイッチング素子との間の距離に比べて大きい。また、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との間の距離は、第１スイッチング素子と第４スイッチング素子との間の距離に比べて大きい。
【００３０】
したがって、本態様によれば、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１スイッチング素子が第１象限に配置され、かつ、第２スイッチング素子が第２象限又は第４象限に配置されている状態に比べて、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を良好に放熱することができる。
【００３１】
また、上記態様において、
前記電源部と前記Ｎ個のインバータとの間に設けられ、スイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記電源部から出力された直流電圧を昇圧して前記Ｎ個のインバータに出力するＤＣ−ＤＣコンバータを更に備え、
前記回路基板には、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに含まれる前記スイッチング素子がさらに実装され、
前記回路基板上で、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子は、前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに含まれる前記スイッチング素子とに挟まれて配置されているとしてもよい。
【００３２】
第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータに含まれるスイッチング素子と、ＤＣ−ＤＣコンバータに含まれるスイッチング素子とは発熱するが、第２インバータに含まれるスイッチング素子は発熱しない。一方、本態様では、第２インバータに含まれるスイッチング素子は、第１インバータに含まれるスイッチング素子と、ＤＣ−ＤＣコンバータに含まれるスイッチング素子とに挟まれて配置されている。
【００３３】
したがって、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、発熱する第１インバータに含まれるスイッチング素子と、発熱するＤＣ−ＤＣコンバータに含まれるスイッチング素子との間の距離は、発熱しない第２インバータに含まれるスイッチング素子が配置されている分、大きくなっている。その結果、本態様によれば、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合に、第１インバータに含まれるスイッチング素子と、ＤＣ−ＤＣコンバータに含まれるスイッチング素子とを良好に放熱することができる。
【００３４】
また、上記態様において、
Ｎは３であり、
前記Ｎ個のインバータは、前記第１インバータ、前記第２インバータ、及び第３インバータからなり、
前記切替制御部は、前記電流検知部で検知された電流値が所定の設定値以下の場合、前記第１インバータ及び前記第３インバータを駆動させ、前記第２インバータの駆動を停止させ、
前記回路基板には、前記第３インバータに含まれる前記スイッチング素子がさらに実装され、
前記回路基板上で、前記第２インバータに含まれる前記スイッチング素子は、前記第１インバータに含まれる前記スイッチング素子と、前記第３インバータに含まれる前記スイッチング素子とに挟まれて配置されているとしてもよい。
【００３５】
第１インバータ及び第３インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータに含まれるスイッチング素子と、第３インバータに含まれるスイッチング素子とは発熱するが、第２インバータに含まれるスイッチング素子は発熱しない。一方、本態様では、第２インバータに含まれるスイッチング素子は、第１インバータに含まれるスイッチング素子と、第３インバータに含まれるスイッチング素子とに挟まれて配置されている。
【００３６】
したがって、第１インバータ及び第３インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、発熱する第１インバータに含まれるスイッチング素子と、発熱する第３インバータに含まれるスイッチング素子との間の距離は、発熱しない第２インバータに含まれるスイッチング素子が配置されている分、大きくなっている。その結果、本態様によれば、第１インバータ及び第３インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合に、第１インバータに含まれるスイッチング素子と、第３インバータに含まれるスイッチング素子とを良好に放熱することができる。
【００３７】
また、上記態様において、
前記Ｎ個のインバータは３相インバータであってもよい。
【００３８】
この場合、インバータとして３相インバータを用いた場合であっても、上述の態様と同じ効果が得られる。
【００３９】
また、上記態様において、
電源部に並列接続され、それぞれ複数のスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記電源部から供給される直流電力を交流電力に変換する第１インバータ及び第２インバータと、
前記電源部と前記第１インバータ及び前記第２インバータとの間に設けられ、スイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のスイッチングにより前記電源部から出力された直流電圧を昇圧して前記第１インバータ及び前記第２インバータに出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第１インバータ及び前記第２インバータから出力された２個の交流電力のそれぞれを平滑化するリアクトルと、
前記リアクトルにより平滑化された前記２個の交流電力を重畳し、負荷に出力する出力部と、
前記第１インバータ及び前記第２インバータに対応し、１８０度位相がシフトした２個のキャリア信号を生成するキャリア生成部と、
前記第１インバータ及び前記第２インバータに対応し、所定の交流電流を出力するための２個の変調波信号を生成する変調波生成部と、
前記２個のキャリア信号と、前記２個のキャリア信号に対応する２個の変調波信号とを比較して、前記第１インバータ及び前記第２インバータに対応する２個のＰＷＭ信号を生成し、生成した前記２個のＰＷＭ信号を前記第１インバータ及び前記第２インバータに出力するパルス生成部と、
前記リアクトルにより平滑化された２個の電流の少なくとも１つ又は前記出力部から出力された電流を検知する電流検知部と、
前記電流検知部で検知された電流値が所定の設定値以下の場合、前記第１インバータを駆動させ、前記第２インバータの駆動を停止させる停止指示を出力する切替制御部と、
前記第１インバータが実装された第１回路基板と、
前記第２インバータが実装された第２回路基板と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータが実装された第３回路基板と、
前記第１回路基板、前記第２回路基板、及び前記第３回路基板を放熱するための放熱器と、
を備え、
前記第１回路基板、前記第２回路基板、及び前記第３回路基板は、所定の隣接方向に前記第１回路基板、前記第２回路基板、及び前記第３回路基板の順で、同一の前記放熱器に密着して配置されていてもよい。
【００４０】
本態様では、隣接方向に、第１インバータが実装された第１回路基板、第２インバータが実装された第２回路基板、及びＤＣ−ＤＣコンバータが実装された第３回路基板の順で、同一の放熱器に密着して配置されている。このため、本態様によれば、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータ及びＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子を良好に放熱することができる。その結果、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータ及びＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子の温度を低下させることができる。
【００４１】
一般に、スイッチング素子の温度が上昇すると、スイッチング素子における損失が増大する。これに対して、本態様によれば、第１インバータが駆動され、第２インバータの駆動が停止されている場合には、第１インバータ及びＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子における損失の増大を抑制することができる。
【００４２】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面において、同じ構成要素については同じ符号が用いられている。
【００４３】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。図２は、実施の形態１の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。
【００４４】
図１に示されるように、実施の形態１の系統連系インバータ装置は、２つのパワーモジュールＰｍ１，Ｐｍ２を使用する。パワーモジュールＰｍ１は、回路基板Ｐｂ１を備え、パワーモジュールＰｍ２は、回路基板Ｐｂ２を備える。回路基板Ｐｂ１には、４つのスイッチＳｕ１，Ｓｕ２，Ｓｘ１，Ｓｘ２と、４つの接続導体ＢＴｐ１，ＢＴｎ１，ＢＬｕ１，ＢＬｕ２とが実装されている。回路基板Ｐｂ２には、４つのスイッチＳｖ１，Ｓｖ２，Ｓｙ１，Ｓｙ２と、４つの接続導体ＢＴｐ２，ＢＴｎ２，ＢＬｖ１，ＢＬｖ２とが実装されている。各接続導体は、パワーモジュールＰｍ１，Ｐｍ２の各主端子を外部に接続するためのものである。
【００４５】
図２に示されるように、実施の形態１の系統連系インバータ装置は、インバータ１，２、直流電源３、平滑コンデンサ４、制御部１１、及び合成部１３を備え、負荷Ｚ及び系統電源１０に接続される。合成部１３は、電流センサ５，６、リアクトル７，８、フィルタコンデンサ９、及び電圧センサ１２を備える。
【００４６】
リアクトル７は、２つのリアクトル７１，７２を含み、リアクトル８は、２つのリアクトル８１，８２を含む。図１、図２において、インバータ１，２、平滑コンデンサ４、制御部１１、合成部１３、及びパワーモジュールＰｍ１，Ｐｍ２は、電力変換装置を構成する。
【００４７】
直流電源３（電源部の一例）は、例えば太陽電池で構成される。直流電源３は、直流電圧を生成する。
【００４８】
インバータ１，２は、直流電源３に並列接続され、フルブリッジの単相インバータで構成されている。具体的には、インバータ１は、回路基板Ｐｂ１に実装されたスイッチＳｕ１，Ｓｘ１と、回路基板Ｐｂ２に実装されたスイッチＳｖ１，Ｓｙ１と、駆動回路Ｄ１１，Ｄ１２とを備える。インバータ２は、回路基板Ｐｂ１に実装されたスイッチＳｕ２，Ｓｘ２と、回路基板Ｐｂ２に実装されたスイッチＳｖ２，Ｓｙ２と、駆動回路Ｄ２１，Ｄ２２とを備える。各スイッチ（スイッチング素子の一例）は、本実施形態では、それぞれ、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴで構成されている。代替的に、各スイッチは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴが採用されてもよいし、ＩＧＢＴが採用されてもよい。
【００４９】
まず、インバータ１の回路構成が説明される。回路基板Ｐｂ１に実装されたスイッチＳｕ１のドレインは、パワーモジュールＰｍ１の主端子Ｔｐ１を介して（回路基板Ｐｂ１の導体パターンＰｔ１及び接続導体ＢＴｐ１を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｕ１のソースは、配線Ｗ１と導体パターンＰｔ２とを介して、スイッチＳｘ１のドレインに接続されている。スイッチＳｘ１のソースは、パワーモジュールＰｍ１の主端子Ｔｎ１を介して（回路基板Ｐｂ１の配線Ｗ３、導体パターンＰｔ４、及び接続導体ＢＴｎ１を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｕ１，Ｓｘ１のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ１１に接続されている。
【００５０】
回路基板Ｐｂ２に実装されたスイッチＳｖ１のドレインは、パワーモジュールＰｍ２の主端子Ｔｐ２を介して（回路基板Ｐｂ２の導体パターンＰｔ５及び接続導体ＢＴｐ２を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｖ１のソースは、配線Ｗ５と導体パターンＰｔ６とを介して、スイッチＳｙ１のドレインに接続されている。スイッチＳｙ１のソースは、パワーモジュールＰｍ２の主端子Ｔｎ２を介して（回路基板Ｐｂ２の配線Ｗ７、導体パターンＰｔ８、及び接続導体ＢＴｎ２を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｖ１，Ｓｙ１のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ１２に接続されている。
【００５１】
スイッチＳｕ１のソースは、パワーモジュールＰｍ１の主端子Ｌｕ１（回路基板Ｐｂ１の導体パターンＰｔ２及び接続導体ＢＬｕ１）とリアクトル７１とを介して、系統電源１０の端子Ｔ１に接続されている。スイッチＳｖ１のソースは、パワーモジュールＰｍ２の主端子Ｌｖ１（回路基板Ｐｂ２の導体パターンＰｔ６及び接続導体ＢＬｖ１）とリアクトル７２とを介して、系統電源１０の端子Ｔ２に接続されている。
【００５２】
次に、インバータ２の回路構成が説明される。回路基板Ｐｂ１に実装されたスイッチＳｕ２のドレインは、パワーモジュールＰｍ１の主端子Ｔｐ１を介して（回路基板Ｐｂ１の導体パターンＰｔ１及び接続導体ＢＴｐ１を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｕ２のソースは、配線Ｗ２と導体パターンＰｔ３とを介して、スイッチＳｘ２のドレインに接続されている。スイッチＳｘ２のソースは、パワーモジュールＰｍ１の主端子Ｔｎ１を介して（回路基板Ｐｂ１の配線Ｗ４、導体パターンＰｔ４、及び接続導体ＢＴｎ１を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｕ２，Ｓｘ２のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ２１に接続されている。
【００５３】
回路基板Ｐｂ２に実装されたスイッチＳｖ２のドレインは、パワーモジュールＰｍ２の主端子Ｔｐ２を介して（回路基板Ｐｂ２の導体パターンＰｔ５及び接続導体ＢＴｐ２を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｖ２のソースは、配線Ｗ６と導体パターンＰｔ７とを介して、スイッチＳｙ２のドレインに接続されている。スイッチＳｙ２のソースは、パワーモジュールＰｍ２の主端子Ｔｎ２を介して（回路基板Ｐｂ２の配線Ｗ８、導体パターンＰｔ８、及び接続導体ＢＴｎ２を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｖ２，Ｓｙ２のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ２２に接続されている。
【００５４】
スイッチＳｕ２のソースは、パワーモジュールＰｍ１の主端子Ｌｕ２（回路基板Ｐｂ１の導体パターンＰｔ３及び接続導体ＢＬｕ２）とリアクトル８１とを介して、系統電源１０の端子Ｔ１に接続されている。スイッチＳｖ２のソースは、パワーモジュールＰｍ２の主端子Ｌｖ２（回路基板Ｐｂ２の導体パターンＰｔ７及び接続導体ＢＬｖ２）とリアクトル８２とを介して、系統電源１０の端子Ｔ２に接続されている。
【００５５】
制御部１１から出力されるＰＷＭ信号に従い、インバータ１の駆動回路Ｄ１１は、スイッチＳｕ１，Ｓｘ１のオンオフを切り替え、駆動回路Ｄ１２は、スイッチＳｖ１，Ｓｙ１のオンオフを切り替える。制御部１１から出力されるＰＷＭ信号に従い、インバータ２の駆動回路Ｄ２１は、スイッチＳｕ２，Ｓｘ２のオンオフを切り替え、駆動回路Ｄ２２は、スイッチＳｖ２，Ｓｙ２のオンオフを切り替える。
【００５６】
インバータ１，２は、直流電源３から供給される直流電圧を、所望の交流電圧に変換する。ここで、所望の交流電圧としては、系統電源１０が採用する交流電圧が採用される。系統電源１０が採用する交流電圧としては、例えば、周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの正弦波が採用される。したがって、インバータ１，２には、系統電源１０に連系するために必要な変調波信号をキャリア信号と比較することで生成されたＰＷＭ信号が入力される。
【００５７】
平滑コンデンサ４は、直流電源３と並列接続されている。平滑コンデンサ４は、直流電圧の変動を抑制し、インバータ１，２の入力電圧を安定化させる。本実施形態では、平滑コンデンサ４として、小型化及び低コスト化に適した電解コンデンサが採用される。
【００５８】
リアクトル７１，７２は、インバータ１から出力されるパルス状の交流電力を平滑化し、変調波信号に応じた波形を持つ正弦波状の交流電力を生成する。リアクトル８１，８２は、インバータ２から出力されるパルス状の交流電力を平滑化し、変調波信号に応じた波形を持つ正弦波状の交流電力を生成する。
【００５９】
電流センサ５は、リアクトル７１の系統電源１０側の一端と接続点Ｋ３との間に設けられ、リアクトル７で平滑化されたインバータ１の交流電流Ｉｏｕｔ１を計測し、計測した交流電流Ｉｏｕｔ１を制御部１１に出力する。電流センサ６は、リアクトル８１の系統電源１０側の一端と接続点Ｋ４との間に設けられ、リアクトル８で平滑化されたインバータ２の交流電流Ｉｏｕｔ２を計測し、計測した交流電流Ｉｏｕｔ２を制御部１１に出力する。
【００６０】
接続点Ｋ３，Ｋ４は、リアクトル７１，７２で平滑化された交流電力と、リアクトル８１，８２で平滑化された交流電力とを重畳する。フィルタコンデンサ９は、系統電源１０の端子Ｔ１及び端子Ｔ２間に接続され、接続点Ｋ３，Ｋ４で重畳された交流電力から高周波成分を除去する。フィルタコンデンサ９により高周波成分が除去された交流電力は、系統電源１０及び負荷Ｚに出力される。接続点Ｋ３，Ｋ４及びフィルタコンデンサ９は、出力部の一例である。
【００６１】
電圧センサ１２は、フィルタコンデンサ９と並列接続され、フィルタコンデンサ９から出力された交流電圧Ｖｏｕｔを測定し、測定した交流電圧Ｖｏｕｔを制御部１１に出力する。負荷Ｚは、系統電源１０の端子Ｔ１と端子Ｔ２との間に接続されている。
【００６２】
図３は、制御部１１の構成を示すブロック図である。制御部１１は、例えばマイクロプロセッサで構成され、インバータ１，２を制御する。具体的には、制御部１１は、パルス生成部１１０、キャリア生成部１２０、変調波生成部１３０、設定部１４０、比較器１５０（切替制御部の一例）、及び切替指令生成部１６０（切替制御部の一例）を備える。
【００６３】
パルス生成部１１０は、インバータ１に対応するパルス生成部１１１及びインバータ２に対応するパルス生成部１１２を備える。キャリア生成部１２０は、インバータ１に対応するキャリア生成部１２１及びインバータ２に対応するキャリア生成部１２２を備える。変調波生成部１３０は、インバータ１に対応する変調波生成部１３１及びインバータ２に対応する変調波生成部１３２を備える。
【００６４】
変調波生成部１３１は、系統の交流電源１０に連系し、所望の交流電流を得るための変調波信号であって、インバータ１に対応する変調波信号を、交流電流Ｉｏｕｔ１及び交流電圧Ｖｏｕｔを用いて生成する。変調波生成部１３１は、生成した変調波信号をパルス生成部１１１に出力する。本実施の形態では、変調波生成部１３１は、系統電源１０と負荷Ｚ（発電量と負荷Ｚとの大きさによって、負荷Ｚのみへの電力供給の場合もあるし、負荷Ｚへの電力供給と系統へ逆潮流する場合もある）とに出力する交流電流Ｉｏｕｔの実効値を制御することで、系統電源１０と負荷Ｚとに目標実効値の交流電流を出力する。本実施の形態ではインバータの個数は２個である。したがって、変調波生成部１３１は、系統電源１０に連系し、交流電流Ｉｏｕｔの１／２の実効値を持つ交流電流が、リアクトル７から出力されるように変調波信号を生成する。
【００６５】
変調波生成部１３２は、変調波生成部１３１と同様に、交流電流Ｉｏｕｔ２及び交流電圧Ｖｏｕｔを用いて、インバータ２に対応する変調波信号を生成し、生成した変調波信号をパルス生成部１１２に出力する。
【００６６】
キャリア生成部１２１は、インバータ１に対応するキャリア信号を生成し、生成したキャリア信号をパルス生成部１１１に出力する。キャリア信号としては、系統電源１０が採用する交流電力の周波数に対して数１００〜数１０００倍の周波数を持つ三角波が採用できる。
【００６７】
キャリア生成部１２２は、キャリア生成部１２１が生成したキャリア信号に対して振幅が同一で位相が１８０度シフトしたキャリア信号を生成し、生成したキャリア信号をパルス生成部１１２に出力する。
【００６８】
パルス生成部１１１は、例えば、コンパレータで構成される。パルス生成部１１１は、変調波生成部１３１が生成した変調波信号とキャリア生成部１２１が生成したキャリア信号とを比較してインバータ１に対応するＰＷＭ信号を生成する。パルス生成部１１１は、生成したＰＷＭ信号をインバータ１に出力する。
【００６９】
具体的には、パルス生成部１１１は、スイッチＳｕ１，Ｓｙ１と、スイッチＳｖ１，Ｓｘ１とを相補的にオンオフさせる、スイッチＳｕ１，Ｓｙ１，Ｓｖ１，Ｓｘ１に対応する４つのＰＷＭ信号を生成し、生成した４つのＰＷＭ信号を駆動回路Ｄ１１，Ｄ１２に出力する。
【００７０】
パルス生成部１１２は、例えば、コンパレータで構成される。パルス生成部１１２は、パルス生成部１１１と同様に、変調波生成部１３２が生成した変調波信号とキャリア生成部１２２が生成したキャリア信号とを比較してインバータ２に対応するＰＷＭ信号を生成する。パルス生成部１１２は、生成したＰＷＭ信号をインバータ２に出力する。
【００７１】
ここで、キャリア生成部１２２が生成するキャリア信号は、キャリア生成部１２１が生成するキャリア信号に対して位相が１８０度シフトされている。よって、交流電流Ｉｏｕｔ１と交流電流Ｉｏｕｔ２とを重畳することで、両交流電流に含まれるリップルが相殺される。
【００７２】
ここで、図２を参照して、インバータ１，２の動作が簡単に説明される。まず、直流電源３により生成される直流電圧は、平滑コンデンサ４で平滑化され、インバータ１，２に印加される。直流電源３が生成する直流電圧をＥとする。インバータ１は、スイッチＳｕ１，Ｓｙ１がオン、且つスイッチＳｖ１，Ｓｘ１がオフのとき、＋Ｅの電圧をリアクトル７に出力する。一方、インバータ１は、スイッチＳｖ１，Ｓｘ１がオン、且つスイッチＳｕ１，Ｓｙ１がオフのとき、−Ｅの電圧をリアクトル７に出力する。これにより、リアクトル７には、＋Ｅと−Ｅとで電圧が変化するパルス状の交流電圧が流れる。このパルス状の交流電圧は、リアクトル７によって平滑化される。これにより、変調波信号に応じた波形を持つ低周波成分に、＋Ｅの区間で一定の傾きで増大し、−Ｅの区間で一定の傾きで減少する高周波のリップル成分が重畳された交流電流Ｉｏｕｔ１がリアクトル７から出力される。
【００７３】
一方、インバータ２も、インバータ１と同様、＋Ｅと−Ｅとで電圧が変化するパルス状の交流電圧を出力する。よって、変調波信号に応じた波形を持つ低周波成分に、＋Ｅの区間で一定の傾きで増大し、−Ｅの区間で一定の傾きで減少する高周波のリップル成分が重畳された交流電流Ｉｏｕｔ２がリアクトル８から出力される。ここで、インバータ２に対応するキャリア信号の位相は、インバータ１に対応するキャリア信号の位相に対して１８０度シフトされている。したがって、交流電流Ｉｏｕｔ１におけるリップル成分と交流電流Ｉｏｕｔ２におけるリップル成分とは、デューティー比が５０％に近づくにつれて、位相のずれが１８０度に近づく。
【００７４】
よって、接続点Ｋ３，Ｋ４において交流電流Ｉｏｕｔ１と交流電流Ｉｏｕｔ２とが重畳されることで、リップルが相殺され、リップルが抑制された交流電流Ｉｏｕｔが系統電源１０に出力される。
【００７５】
次に、図３に戻って、制御部１１の設定部１４０、比較器１５０、及び切替指令生成部１６０が説明される。設定部１４０は、切替指令生成部１６０がインバータ１、２のうち、一方のインバータの駆動を停止するか否かを判定する際に用いる設定値を設定する。本実施形態では、一方のインバータの駆動を停止する際には、インバータ１（第１インバータの一例）は駆動され、インバータ２（第２インバータの一例）の駆動が停止される。
【００７６】
比較器１５０は、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値と、設定部１４０が設定した設定値とを比較する。具体的には、比較器１５０は、交流電流Ｉｏｕｔ１をＡ／Ｄ変換した後、実効値を算出し、その実効値と設定値とを比較し、比較結果を切替指令生成部１６０に出力する。
【００７７】
切替指令生成部１６０は、比較結果が、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値が設定値以下であることを示す場合、インバータ２の駆動を停止させ、インバータ１のみを駆動させることを示す停止指示を変調波生成部１３１，１３２に出力する。この場合、切替指令生成部１６０は、パルス生成部１１２にゲートブロック信号も出力する。
【００７８】
一方、切替指令生成部１６０は、比較結果が交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値が設定値より大きいことを示す場合、停止指示及びゲートブロック信号を出力せず、インバータ１，２を駆動させる。
【００７９】
変調波生成部１３１は、切替指令生成部１６０から停止指示を受け付けた場合、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値が交流電流Ｉｏｕｔの実効値になるように変調波信号を生成し、パルス生成部１１１に出力する。ここで、インバータ１，２が駆動している場合の交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値は交流電流Ｉｏｕｔの実効値の１／２である。このため、変調波生成部１３１は、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値を２倍にする変調波信号を生成する。これにより、パルス生成部１１１から交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値を２倍にするＰＷＭ信号が出力される。
【００８０】
変調波生成部１３２は、切替指令生成部１６０から停止指示を受け付けた場合、交流電流Ｉｏｕｔ２を０にする変調波信号を生成し、パルス生成部１１２に出力する。
【００８１】
パルス生成部１１２は、ゲートブロック信号を受け付けた場合、インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｖ２，Ｓｘ２，Ｓｙ２を全てオフにする。ここで、パルス生成部１１２は、Ｉｏｕｔ２を０にする変調波信号を受け付けた場合、デューティー比が５０％のＰＷＭ信号をインバータ２に出力するため、インバータ２はオンオフを継続する。そこで、切替指令生成部１６０は、パルス生成部１１２にゲートブロック信号を出力することで、パルス生成部１１２からインバータ２の全てのスイッチＳｕ２，Ｓｖ２，Ｓｘ２，Ｓｙ２をオフにさせる信号を出力させ、インバータ２の駆動を完全に停止させている。これにより、インバータ２において不要な電力消費が抑制される。
【００８２】
以上により、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値が設定値より大きい場合、インバータ１，２により、負荷Ｚに交流電力が供給されるが、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値が設定値以下の場合、インバータ２から負荷Ｚへの電力供給が停止され、インバータ１のみから負荷Ｚへ電力が供給される。
【００８３】
一方、切替指令生成部１６０は、インバータ１のみを駆動させている場合において、比較器１５０による比較結果が、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値の１／２が設定値より大きくなったことを示す場合、変調波生成部１３１，１３２にインバータ２の駆動を再開させるための再開指示を出力すると共に、パルス生成部１１２へのゲートブロック信号の出力を停止する。
【００８４】
ここで、比較器１５０が交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値の１／２を設定値と比較している理由は、以下の通りである。インバータ１のみが駆動している場合の交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値は、インバータ１，２が駆動している場合の交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値の２倍である。一方、設定値はインバータ１，２が駆動している場合を基準にして設定されている。そこで、比較器１５０は、インバータ１のみが駆動されている場合、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値の１／２を設定値と比較している。
【００８５】
変調波生成部１３１は、インバータ１のみを駆動させている場合において、再開指示を受け付けた場合、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値を交流電流Ｉｏｕｔの実効値の１／２にするための変調波信号を生成し、パルス生成部１１１に出力する。これにより、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値を、交流電流Ｉｏｕｔの実効値の１／２にするＰＷＭ信号が、パルス生成部１１１からインバータ１に出力される。
【００８６】
変調波生成部１３２は、インバータ１のみが駆動されている場合において、再開指示を受け付けた場合、交流電流Ｉｏｕｔ２の実効値を交流電流Ｉｏｕｔの実効値の１／２にするための変調波信号を生成し、パルス生成部１１２に出力する。
【００８７】
パルス生成部１１２は、ゲートブロック信号の出力が停止されると、変調波生成部１３２から出力される変調波信号とキャリア生成部１２２から出力されたキャリア信号とを比較してＰＷＭ信号を生成し、インバータ２へのＰＷＭ信号の出力を再開する。
【００８８】
本開示では、設定部１４０の具体的な構成は特に限定しないが、一例として、インバータ１，２の駆動からインバータ１のみの駆動に切り替える交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値として予め定められた実効値を、デジタル値で記憶する設定テーブルが採用できる。
【００８９】
図４は、実施の形態１の電力変換効率と比較例の電力変換効率とを比較した実験結果を示すグラフである。図４において、縦軸は電力変換効率（％）を示し、横軸は規格化された出力電力を示す。規格化した出力電力とは、実際の出力電力（Ｗ）を基準電力で割った値である。電力変換効率は、装置の出力電力を入力電力で割った値である。また、実線で示す曲線４０１は、実施の形態１の電力変換効率を示し、一点鎖線で示す曲線４０２は、比較例の電力変換効率を示している。比較例は、実施の形態１の装置で、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値の大きさに関係なく、常にインバータ１，２が駆動されたものである。
【００９０】
図４の実験では、キャリア信号の周波数は１６ｋＨｚとし、直流電源は３３０Ｖとし、変調率は８８％（交流出力２００Ｖ相当）とした。また、系統電源１０には連系せず、負荷Ｚとして抵抗を接続した。
【００９１】
曲線４０１では、出力電力が３．５を超えると、インバータ１のみの駆動からインバータ１，２の駆動への切り換えが行われている。曲線４０１において、出力電力が３．５以上の高負荷領域では、電力変換効率は、曲線４０２と同じ結果である。
【００９２】
一方、図４の実験結果では、出力電力が３．５以下の低負荷領域では、実施の形態１の電力変換効率は、比較例の電力変換効率に比べて向上した。例えば、出力電力がおよそ０．６のときにおいて、実施の形態１の電力変換効率は、比較例の電力変換効率に比べて、およそ１．７％上昇した。
【００９３】
以下、駆動されるインバータの個数を切り換えることにより、電力変換効率が向上する原理について、図５を用いて説明する。
【００９４】
図５のセクション（ａ）は、インバータを構成するスイッチの導通損失とスイッチング損失とを示すグラフであり、縦軸は損失を示し、横軸は出力電力を示している。（ｉ）は、インバータ１のみを定格出力まで駆動した場合の導通損失及びスイッチング損失を示す損失カーブであり、（ｉｉ）は、インバータ１とインバータ２との両方を、定格出力まで駆動した場合の導通損失及びスイッチング損失を示す損失カーブである。
【００９５】
スイッチング損失とは、スイッチがターンオン、ターンオフする際に発生する損失である。導通損失とは、スイッチのオン期間における損失である。
【００９６】
（ｉ）、（ｉｉ）とも、スイッチング損失は出力電力が増大するにつれて緩やかに上昇している。また、（ｉ）、（ｉｉ）とも、導通損失は、出力電力の低い領域では、スイッチング損失よりも低いが、増大率がスイッチング損失よりも大きいため、出力電力が高い領域では、スイッチング損失よりも大きくなっている。
【００９７】
つまり、出力電力の低い領域では、スイッチの全損失のうち、スイッチング損失の占める割合が高いが、出力電力が高くなるに従い、スイッチの全損失のうち、導通損失の割合が増える。
【００９８】
導通損失は、スイッチの通電電流の２乗とスイッチのオン抵抗との積により見積もられる。したがって、オン抵抗の低いスイッチを用いた場合、出力電力が低い領域では、通電電流が小さいため、導通損失は極端に低く、出力電力が高い領域では、通電電流の２乗に比例して、大幅に増加する。また、出力電力が同じであれば、（ｉｉ）の場合、（ｉ）の場合に比べ、スイッチの通電電流は１／２となる。
【００９９】
ここで、スイッチのオン抵抗をＲｏｎ、（ｉ）の場合のスイッチの通電電流をｉｏｎとする。また、（ｉｉ）は（ｉ）に対してスイッチの個数が２倍である。したがって、（ｉｉ）の場合、スイッチの導通損失は、（ｉｏｎ／２）＾２＊Ｒｏｎ＊２＝１／２＊ｉｏｎ＾２＊Ｒｏｎとなる。一方、（ｉ）の場合のスイッチの導通損失は、（ｉｏｎ）＾２＊Ｒｏｎとなる。
【０１００】
よって、出力電力の高い領域では、（ｉｉ）の場合は、（ｉ）の場合に比べて導通損失が顕著に低くなる。
【０１０１】
一方、スイッチング損失は、スイッチの出力容量と、印加電圧の２乗と、キャリア周波数とに依存し、出力電力に応じてさほど変化しない。よって、出力電力の低い領域（オン／オフ時の電流の小さい領域）においては、スイッチの全損失のうち、スイッチング損失の占める割合が、導通損失に比べて高くなる。更に、（ｉｉ）の場合は、（ｉ）の場合に比べて、スイッチの出力容量が２倍となるため、スイッチング損失は大きくなる。そのため、（ｉｉ）の場合のスイッチング損失を示す損失カーブは、（ｉ）の場合のスイッチング損失を示す損失カーブに比べてほぼ一定のオフセット分だけ高くなっている。
【０１０２】
まとめると、出力電力の低い領域では、スイッチング損失の割合が支配的で、かつ、（ｉ）の方が（ｉｉ）よりもスイッチング損失が低いため、（ｉ）の方が、スイッチの全損失を低減することができる。一方、出力電力の高い領域では、導通損失が支配的で、かつ、（ｉｉ）の方が（ｉ）よりも導通損失が低いため、（ｉｉ）の方が（ｉ）よりもスイッチの全損失を低減できる。
【０１０３】
図５のセクション（ｂ）は、リアクトル損失を示すグラフであり、縦軸は損失を示し、横軸は出力電力を示している。（ｉ）はインバータ１のみを定格出力まで駆動した場合の損失カーブであり、（ｉｉ）は、インバータ１とインバータ２との両方を、定格出力まで駆動した場合の損失カーブである。リアクトル損失は、基本波成分（変調波信号の周波数成分：５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）による銅損と、リップル成分（キャリア信号の周波数の整数倍）による銅損と、鉄損とに大別される。
【０１０４】
銅損は、リアクトルの巻き線に基づく損失であり、通電電流の２乗と、リアクトルに流れる電流の周波数に対応する抵抗成分との積により見積もられる。出力電力が同じとすると、（ｉｉ）の場合、（ｉ）の場合に比べ、リアクトルに流れる電流は１／２となる。
【０１０５】
ここで、基本波成分におけるリアクトルの抵抗をＲａｃ、（ｉ）の場合のリアクトルに流れる基本波成分の電流をｉａｃとする。また、（ｉｉ）は（ｉ）に対してリアクトルの個数が２倍である。したがって、（ｉｉ）の場合、基本波成分による銅損は、（ｉａｃ／２）＾２＊Ｒａｃ＊２＝１／２＊ｉａｃ＊Ｒａｃとなる。一方、（ｉ）の場合の基本波成分による銅損は、（ｉａｃ）＾２＊Ｒａｃとなる。
【０１０６】
よって、出力電力の高い領域では、（ｉｉ）の場合は、（ｉ）の場合に比べて基本波成分における銅損が顕著に低くなる。
【０１０７】
リップル成分による銅損は、出力電力に応じてリップルが増大しないため、出力電力によらず一定である。また、（ｉｉ）は（ｉ）に対してリアクトルの個数が２倍である。そのため、出力電力に拘わらず、（ｉｉ）は（ｉ）に比べて、リップル成分による銅損が２倍になる。
【０１０８】
鉄損は、リアクトルの鉄芯に基づく損失であり、リップル成分による銅損と同様、出力電力によらず一定である。また、（ｉｉ）は、（ｉ）に対してリアクトルの個数が２倍である。そのため、出力電力に拘わらず、（ｉｉ）は、（ｉ）の場合に比べて鉄損が２倍になる。
【０１０９】
まとめると、出力電力の低い領域では、リップル成分による銅損と鉄損の割合が支配的であり、かつ、両損失は（ｉｉ）の方が（ｉ）よりも高いため、（ｉ）の方が（ｉｉ）よりもリアクトル損失を低減できる。一方、出力電力の高い領域では、基本波成分による銅損の割合が支配的であり、かつ、この銅損は（ｉ）の方が（ｉｉ）よりも高いため、（ｉｉ）の方が（ｉ）よりもリアクトル損失を低減できる。
【０１１０】
よって、スイッチの損失もリアクトル損失も、出力電力の低い領域では、（ｉ）の方が低く、出力電力の高い領域では（ｉｉ）の方が低くなる。よって、図４の結果のように、出力電力に応じて、（ｉ）と（ｉｉ）との切り換えを行うことで、広範囲の電力負荷の領域において電力変換効率を向上できる。
【０１１１】
そこで、本実施の形態では、（ｉ）及び（ｉｉ）において、電力変換効率が逆転する出力電力に対応する交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値を設定値として予め設定しておく。そして、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値が設定値以下の場合は、インバータ１のみを駆動させ、インバータ２の駆動を停止させる。一方、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値が設定値より大きい場合は、インバータ１，２を駆動させる。これにより、広範囲の電力負荷の領域において、電力変換効率を向上させることができる。
【０１１２】
次に、実施の形態１の全体の動作が簡単に説明される。まず、上述のように、インバータ１，２の駆動が開始される。比較器１５０は、電流センサ５を通じて交流電流Ｉｏｕｔ１のモニタを開始する。そして、比較器１５０が交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値が設定値以下になったことを検知したとする。この場合、切替指令生成部１６０は、インバータ２の駆動を停止させ、インバータ１のみを駆動させることを示す停止指示を変調波生成部１３１，１３２に出力し、かつ、パルス生成部１１２にゲートブロック信号を出力する。これにより、インバータ２の駆動が停止され、インバータ１のみが駆動される。その結果、低負荷領域において、インバータ１，２が駆動された場合に比べて、電力変換効率が向上する。
【０１１３】
なお、インバータ１，２の駆動中に交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値が設定値以下にならなかった場合は、インバータ１，２の駆動が継続される。
【０１１４】
一方、インバータ１のみが駆動している状態において、比較器１５０が、交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値の１／２が設定値より大きくなったことを検知したとする。この場合、切替指令生成部１６０は、インバータ２の駆動を再開させるための再開指示を変調波生成部１３１，１３２に出力し、かつ、パルス生成部１１２へのゲートブロック信号の出力を停止する。これにより、パルス生成部１１２からインバータ２に対してＰＷＭ信号の出力が再開され、インバータ１，２が駆動される。その結果、高負荷領域において、インバータ１のみが駆動された場合に比べて電力変換効率が向上する。
【０１１５】
次に、図１に戻って、実施の形態１における回路基板Ｐｂ１，Ｐｂ２上でのインバータ１，２の各スイッチの配置が説明される。
【０１１６】
インバータ１のスイッチＳｕ１は、図１中、回路基板Ｐｂ１の左端に配置されている。インバータ１のスイッチＳｕ１と、インバータ２のスイッチＳｕ２とは、Ｘ方向（隣接方向の一例）に、隣り合って配置されている。インバータ１のスイッチＳｕ１と、インバータ１のスイッチＳｘ１とは、Ｘ方向に直交するＹ方向に、隣り合って配置されている。すなわち、インバータ１のスイッチＳｘ１も、図１中、回路基板Ｐｂ１の左端に配置されている。インバータ１のスイッチＳｘ１と、インバータ２のスイッチＳｘ２とは、Ｘ方向に、隣り合って配置されている。
【０１１７】
インバータ１のスイッチＳｖ１は、図１中、回路基板Ｐｂ２の左端に配置されている。インバータ１のスイッチＳｖ１と、インバータ２のスイッチＳｖ２とは、Ｘ方向に、隣り合って配置されている。インバータ１のスイッチＳｖ１と、インバータ１のスイッチＳｙ１とは、Ｙ方向に、隣り合って配置されている。すなわち、インバータ１のスイッチＳｙ１も、図１中、回路基板Ｐｂ２の左端に配置されている。インバータ１のスイッチＳｙ１と、インバータ２のスイッチＳｙ２とは、Ｘ方向に、隣り合って配置されている。
【０１１８】
したがって、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合には、回路基板Ｐｂ１上では、インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１のみが発熱し、インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２は発熱しない。また、回路基板Ｐｂ２上では、インバータ１のスイッチＳｖ１，Ｓｙ１のみが発熱し、インバータ２のスイッチＳｖ２，Ｓｙ２は発熱しない。この実施の形態１におけるスイッチの配置を、スイッチ配置に関する比較例と比較する。
【０１１９】
図６は、比較例の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。図７は、比較例の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。
【０１２０】
図６の比較例では、２つのパワーモジュールＰｍ１１，Ｐｍ１２が使用される。パワーモジュールＰｍ１１は、回路基板Ｐｂ１１を備え、パワーモジュールＰｍ１２は、回路基板Ｐｂ１２を備える。図６の比較例では、インバータ１の各スイッチは、回路基板Ｐｂ１１に実装され、インバータ２の各スイッチは、回路基板Ｐｂ１２に実装されている。このインバータ１，２の各スイッチの配置以外は、図６、図７の比較例は、図１、図２の実施の形態１と同じである。すなわち、以下に説明されるように、インバータ１，２の電気的な回路構成は、図７の比較例と図２の実施の形態１とで同じである。
【０１２１】
まず、回路基板Ｐｂ１１に実装されたインバータ１の回路構成が説明される。スイッチＳｕ１のドレインは、パワーモジュールＰｍ１１の主端子Ｔｐ１０を介して（回路基板Ｐｂ１１の導体パターンＰｔ１１及び接続導体ＢＴｐ１０を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｕ１のソースは、配線Ｗ１１と導体パターンＰｔ１２とを介して、スイッチＳｘ１のドレインに接続されている。スイッチＳｘ１のソースは、パワーモジュールＰｍ１１の主端子Ｔｎ１０を介して（回路基板Ｐｂ１１の配線Ｗ１３、導体パターンＰｔ１４、及び接続導体ＢＴｎ１０を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｕ１，Ｓｘ１のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ１１に接続されている。
【０１２２】
スイッチＳｖ１のドレインは、導体パターンＰｔ１１を介して、スイッチＳｕ１のドレインに接続されている。つまり、スイッチＳｖ１のドレインも、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｖ１のソースは、配線Ｗ１２と導体パターンＰｔ１３とを介して、スイッチＳｙ１のドレインに接続されている。スイッチＳｙ１のソースは、配線Ｗ１４と導体パターンＰｔ１４と配線Ｗ１３とを介して、スイッチＳｘ１のソースに接続されている。すなわち、スイッチＳｙ１のソースも、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｖ１，Ｓｙ１のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ１２に接続されている。
【０１２３】
スイッチＳｕ１のソースは、パワーモジュールＰｍ１１の主端子Ｌｕ１０（回路基板Ｐｂ１１の導体パターンＰｔ１２及び接続導体ＢＬｕ１０）とリアクトル７１とを介して、系統電源１０の端子Ｔ１に接続されている。スイッチＳｖ１のソースは、パワーモジュールＰｍ１１の主端子Ｌｖ１０（回路基板Ｐｂ１１の導体パターンＰｔ１３及び接続導体ＢＬｖ１０）とリアクトル７２とを介して、系統電源１０の端子Ｔ２に接続されている。
【０１２４】
次に、回路基板Ｐｂ１２に実装されたインバータ２の回路構成が説明される。スイッチＳｕ２のドレインは、パワーモジュールＰｍ１２の主端子Ｔｐ２０を介して（回路基板Ｐｂ１２の導体パターンＰｔ１５及び接続導体ＢＴｐ２０を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｕ２のソースは、配線Ｗ１５と導体パターンＰｔ１６とを介して、スイッチＳｘ２のドレインに接続されている。スイッチＳｘ２のソースは、パワーモジュールＰｍ１２の主端子Ｔｎ２０を介して（回路基板Ｐｂ１２の配線Ｗ１７、導体パターンＰｔ１８及び接続導体ＢＴｎ２０を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｕ２，Ｓｘ２のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ２１に接続されている。
【０１２５】
スイッチＳｖ２のドレインは、導体パターンＰｔ１５を介して、スイッチＳｕ２のドレインに接続されている。つまり、スイッチＳｖ２のドレインも、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｖ２のソースは、配線Ｗ１６と導体パターンＰｔ１７とを介して、スイッチＳｙ２のドレインに接続されている。スイッチＳｙ２のソースは、配線Ｗ１８と導体パターンＰｔ１８と配線Ｗ１７とを介して、スイッチＳｘ２のソースに接続されている。すなわち、スイッチＳｙ２のソースも、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｖ２，Ｓｙ２のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ２２に接続されている。
【０１２６】
スイッチＳｕ２のソースは、パワーモジュールＰｍ１２の主端子Ｌｕ２０（回路基板Ｐｂ１２の導体パターンＰｔ１６及び接続導体ＢＬｕ２０）とリアクトル８１とを介して、系統電源１０の端子Ｔ１に接続されている。スイッチＳｖ２のソースは、パワーモジュールＰｍ１２の主端子Ｌｖ２０（回路基板Ｐｂ１２の導体パターンＰｔ１７及び接続導体ＢＬｖ２０）とリアクトル８２とを介して、系統電源１０の端子Ｔ２に接続されている。
【０１２７】
このように、図７の比較例におけるインバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１，Ｓｖ１，Ｓｙ１及びインバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２，Ｓｖ２，Ｓｙ２の電気的な回路構成は、図２の実施の形態１と同じである。
【０１２８】
図６の比較例では、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合には、回路基板Ｐｂ１１上に実装されたインバータ１の全てのスイッチＳｕ１，Ｓｘ１，Ｓｖ１，Ｓｙ１が発熱し、回路基板Ｐｂ１２上に実装されたインバータ２の全てのスイッチＳｕ２，Ｓｘ２，Ｓｖ２，Ｓｙ２は発熱しない。
【０１２９】
本実施の形態１では、図１に示されるように、インバータ１の各スイッチは、回路基板Ｐｂ１と回路基板Ｐｂ２とに分散して配置されている。したがって、本実施の形態１によれば、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止される際に、発熱するスイッチの間の距離は、図６の比較例に比べて、長くされている。このため、本実施の形態１によれば、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止される際に、図６の比較例に比べて、インバータ１の各スイッチを良好に放熱することができる。その結果、各スイッチのジャンクション温度を低下させることができる。
【０１３０】
また、スイッチのオン抵抗は、一般的に、正の温度特性となる。このため、スイッチのジャンクション温度を低下させることにより、スイッチのオン抵抗を低下させることができる。その結果、本実施の形態１によれば、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止される際に、図６の比較例に比べて、インバータ１の各スイッチにおける損失を低減することができる。
【０１３１】
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。以下、上記実施の形態と異なる点を中心に、実施の形態２が説明される。
【０１３２】
図８の実施の形態２では、図１の実施の形態１に対して、回路基板Ｐｂ１上で、インバータ１のスイッチＳｘ１の位置と、インバータ２のスイッチＳｘ２の位置とが入れ替わっている。これに伴って、配線Ｗ１と配線Ｗ２とが交差し、接続導体ＢＬｕ１の位置と接続導体ＢＬｕ２の位置とが入れ替わっている。
【０１３３】
インバータ１のスイッチＳｕ１の位置と、インバータ２のスイッチＳｕ２の位置とは、図１の実施の形態１と同じである。すなわち、スイッチＳｕ１は、図８中、回路基板Ｐｂ１の左端に配置されている。インバータ１のスイッチＳｕ１（第１スイッチング素子の一例）と、インバータ２のスイッチＳｕ２（第３スイッチング素子の一例）とは、Ｘ方向に隣り合って配置されている。
【０１３４】
回路基板Ｐｂ１上で、インバータ１のスイッチＳｕ１とインバータ２のスイッチＳｘ２（第４スイッチング素子の一例）とは、Ｙ方向に、隣り合って配置されている。インバータ２のスイッチＳｕ２とインバータ１のスイッチＳｘ１（第２スイッチング素子の一例）とは、Ｙ方向に、隣り合って配置されている。
【０１３５】
言い換えると、回路基板Ｐｂ１上が、図８中、破線で示されるように４象限に区分けされ、第１象限Ｑ１から時計回りに第２象限Ｑ２、第３象限Ｑ３、第４象限Ｑ４とそれぞれ定義される。第１象限Ｑ１と第２象限Ｑ２との境界がＸ方向に直交するように、第１象限Ｑ１が定義される。インバータ１のスイッチＳｕ１は、第１象限Ｑ１に配置されている。インバータ２のスイッチＳｕ２は、第２象限Ｑ２に、インバータ１のスイッチＳｕ１と隣り合って配置されている。インバータ１のスイッチＳｘ１は、第３象限Ｑ３に、インバータ１のスイッチＳｕ１と隣り合って配置されている。インバータ２のスイッチＳｘ２は、第４象限Ｑ４に、インバータ１のスイッチＳｕ１と隣り合って配置されている。
【０１３６】
また、図８の実施の形態２では、図１の実施の形態１に対して、回路基板Ｐｂ２上で、インバータ１のスイッチＳｙ１の位置と、インバータ２のスイッチＳｙ２の位置とが入れ替わっている。これに伴って、配線Ｗ５と配線Ｗ６とが交差し、接続導体ＢＬｖ１の位置と接続導体ＢＬｖ２の位置とが入れ替わっている。
【０１３７】
インバータ１のスイッチＳｖ１の位置と、インバータ２のスイッチＳｖ２の位置とは、図１の実施の形態１と同じである。すなわち、スイッチＳｖ１は、図８中、回路基板Ｐｂ２の左端に配置されている。インバータ１のスイッチＳｖ１（第１スイッチング素子の一例）と、インバータ２のスイッチＳｖ２（第３スイッチング素子の一例）とは、Ｘ方向に隣り合って配置されている。
【０１３８】
回路基板Ｐｂ２上で、インバータ１のスイッチＳｕ１とインバータ２のスイッチＳｘ２（第４スイッチング素子の一例）とは、Ｙ方向に、隣り合って配置されている。インバータ２のスイッチＳｖ２とインバータ１のスイッチＳｙ１（第２スイッチング素子の一例）とは、Ｙ方向に、隣り合って配置されている。
【０１３９】
言い換えると、回路基板Ｐｂ２上が、図８中、破線で示されるように４象限に区分けされ、第１象限Ｑ１１から時計回りに第２象限Ｑ１２、第３象限Ｑ１３、第４象限Ｑ１４とそれぞれ定義される。第１象限Ｑ１１と第２象限Ｑ１２との境界がＸ方向に直交するように、第１象限Ｑ１１が定義される。インバータ１のスイッチＳｖ１は、第１象限Ｑ１１に配置されている。インバータ２のスイッチＳｖ２は、第２象限Ｑ２１に、インバータ１のスイッチＳｖ１と隣り合って配置されている。インバータ１のスイッチＳｙ１は、第３象限Ｑ１３に、インバータ１のスイッチＳｖ１と隣り合って配置されている。インバータ２のスイッチＳｙ２は、第４象限Ｑ１４に、インバータ１のスイッチＳｖ１と隣り合って配置されている。
【０１４０】
このような配置において、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止される際には、回路基板Ｐｂ１では、スイッチＳｕ１，Ｓｘ１のみが発熱し、回路基板Ｐｂ２では、スイッチＳｖ１，Ｓｙ１のみが発熱する。
【０１４１】
実施の形態１では、図１に示されるように、回路基板Ｐｂ１上において、インバータ１のスイッチＳｕ１とスイッチＳｘ１とは、Ｙ方向に隣り合って配置されていた。これに対して、実施の形態２では、図８に示されるように、回路基板Ｐｂ１上において、インバータ１のスイッチＳｕ１とスイッチＳｘ１とは、Ｘ方向とＹ方向との両方に交差する方向に、隣り合って配置されている。したがって、実施の形態２では、インバータ１のスイッチＳｕ１とスイッチＳｘ１との間の距離は、実施の形態１に比べて、大きくなっている。
【０１４２】
同様に、実施の形態１では、図１に示されるように、回路基板Ｐｂ２上において、インバータ１のスイッチＳｖ１とスイッチＳｙ１とは、Ｙ方向に隣り合って配置されていた。これに対して、実施の形態２では、図８に示されるように、インバータ１のスイッチＳｖ１とスイッチＳｙ１とは、Ｘ方向とＹ方向との両方に交差する方向に、隣り合って配置されている。したがって、実施の形態２では、インバータ１のスイッチＳｖ１とスイッチＳｙ１との間の距離は、実施の形態１に比べて、大きくなっている。
【０１４３】
このため、実施の形態２によれば、実施の形態１に比べて、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止される際に、インバータ１の各スイッチを更に良好に放熱することができ、各スイッチにおける損失を更に低減することができる。
【０１４４】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。以下、上記実施の形態と異なる点を中心に、実施の形態３が説明される。
【０１４５】
実施の形態３では、１つのパワーモジュールＰｍ３が使用される。パワーモジュールＰｍ３は、１枚の回路基板Ｐｂ３を備える。実施の形態３では、図９に示されるように、インバータ１，２の８個全てのスイッチが、１枚の回路基板Ｐｂ３上に実装されている。なお、インバータ１，２の各スイッチの位置関係は、図１に示される実施の形態１と同じである。
【０１４６】
この実施の形態３でも、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、この実施の形態３において、スイッチＳｘ１とスイッチＳｘ２との位置を入れ替え、スイッチＳｙ１とスイッチＳｙ２との位置を入れ替えることにより、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
更に、実施の形態３では、回路基板Ｐｂ３の枚数が１枚に削減されているため、系統連系インバータ装置の組立工数を削減し、低コスト化を実現することができる。
【０１４８】
また、スイッチＳｕ１，Ｓｕ２，Ｓｖ１，Ｓｖ２の各ドレインは、大型の導体パターンＰｔ１０で互いに接続されている。このため、実施の形態３では、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止される際に、実施の形態１に比べて、インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｖ１を更に良好に放熱することができる。
【０１４９】
また、導体パターンＰｔ１０により接続導体ＢＴｐ２（図１）が不要になる。また、スイッチＳｘ１，Ｓｘ２，Ｓｙ１，Ｓｙ２の各ソースは、大型の導体パターンＰｔ４０で互いに接続されている。このため、接続導体ＢＴｎ２（図１）が不要になる。その結果、実施の形態３では、実施の形態１に比べて、部品点数を削減し、低コスト化を実現することができる。
【０１５０】
（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。図１１は、実施の形態４の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。以下、上記実施の形態と異なる点を中心に、実施の形態４が説明される。
【０１５１】
実施の形態４では、１つのパワーモジュールＰｍ４が使用される。パワーモジュールＰｍ４は、１枚の回路基板Ｐｂ４を備える。また、実施の形態４では、図１０、図１１に示されるように、スイッチＳｕ１，Ｓｘ１，Ｓｖ１，Ｓｙ１，Ｓｕ２，Ｓｘ２，Ｓｖ２，Ｓｙ２として、三端子を有するディスクリート部品が用いられる。スイッチＳｕ１，Ｓｘ１，Ｓｖ１，Ｓｙ１，Ｓｕ２，Ｓｘ２，Ｓｖ２，Ｓｙ２は、１枚の回路基板Ｐｂ４上に実装されている。各スイッチＳｕ１，Ｓｘ１，Ｓｖ１，Ｓｙ１，Ｓｕ２，Ｓｘ２，Ｓｖ２，Ｓｙ２の回路基板Ｐｂ４上における位置関係は、図１に示される実施の形態１（図９に示される実施の形態３）と同様である。
【０１５２】
インバータ１のスイッチＳｕ１のソースとスイッチＳｘ１のドレインとは、回路基板Ｐｂ４の配線パターンＰｕｘ１で接続されている。配線パターンＰｕｘ１は、リアクトル７１を介して、系統電源１０の端子Ｔ１に接続されている。スイッチＳｕ２のソースとスイッチＳｘ２のドレインとは、回路基板Ｐｂ４の配線パターンＰｕｘ２で接続されている。配線パターンＰｕｘ２は、リアクトル８１を介して、系統電源１０の端子Ｔ１に接続されている。
【０１５３】
スイッチＳｖ１のソースとスイッチＳｙ１のドレインとは、回路基板Ｐｂ４の配線パターンＰｖｙ１で接続されている。配線パターンＰｖｙ１は、リアクトル７２を介して、系統電源１０の端子Ｔ２に接続されている。スイッチＳｖ２のソースとスイッチＳｙ２のドレインとは、回路基板Ｐｂ４の配線パターンＰｖｙ２で接続されている。配線パターンＰｖｙ２は、リアクトル８２を介して、系統電源１０の端子Ｔ２に接続されている。
【０１５４】
このように、図１１の実施の形態４におけるインバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１，Ｓｖ１，Ｓｙ１及びインバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２，Ｓｖ２，Ｓｙ２の電気的な回路構成は、図２の実施の形態１と同じである。
【０１５５】
図１０において、Ｘ方向に隣り合って配置されているインバータ１のスイッチＳｕ１とインバータ２のスイッチＳｕ２とは、放熱器Ｈｓ１に実装されている。Ｘ方向に隣り合って配置されているインバータ１のスイッチＳｘ１とインバータ２のスイッチＳｘ２とは、放熱器Ｈｓ３に実装されている。Ｘ方向に隣り合って配置されているインバータ１のスイッチＳｖ１とインバータ２のスイッチＳｖ２とは、放熱器Ｈｓ２に実装されている。Ｘ方向に隣り合って配置されているインバータ１のスイッチＳｙ１とインバータ２のスイッチＳｙ２とは、放熱器Ｈｓ４に実装されている。
【０１５６】
このように、各放熱器Ｈｓ１〜Ｈｓ４には、インバータ１のスイッチと、インバータ２のスイッチとが、１個ずつ実装されている。なお、図１０では、放熱器Ｈｓ１，Ｈｓ２の紙面奥側に配置されているスイッチＳｕ１，Ｓｕ２，Ｓｖ１，Ｓｖ２を見易くするために、放熱器Ｈｓ１，Ｈｓ２の紙面手前側の側面において、フィンを表す線の図示が省略されている。
【０１５７】
実施の形態４において、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止される際には、各放熱器Ｈｓ１〜Ｈｓ４では、一方のスイッチのみが発熱し、他方のスイッチは発熱しない。このため、実施の形態４によれば、実施の形態１と同様に、各スイッチを良好に放熱することができ、スイッチの損失を低減することができる。
【０１５８】
なお、図１０において、放熱器Ｈｓ２を省略し、放熱器Ｈｓ１を大型化し、大型化された放熱器Ｈｓ１に、スイッチＳｕ１，Ｓｕ２，Ｓｖ１，Ｓｖ２が実装されてもよい。同様に、放熱器Ｈｓ４を省略し、放熱器Ｈｓ３を大型化し、大型化された放熱器Ｈｓ３に、スイッチＳｘ１，Ｓｘ２，Ｓｙ１，Ｓｙ２が実装されてもよい。このように、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止される際に、発熱するスイッチと発熱しないスイッチとの組を同じ放熱器に実装することにより、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。
【０１５９】
（実施の形態５）
図１２、図１３は、実施の形態５の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。図１４は、実施の形態５の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。以下、上記実施の形態と異なる点を中心に、実施の形態５が説明される。
【０１６０】
図１２、図１３に示されるように、実施の形態５では、２つのパワーモジュールＰｍ５，Ｐｍ６が使用される。パワーモジュールＰｍ５は、回路基板Ｐｂ５を備え、パワーモジュールＰｍ６は、回路基板Ｐｂ６を備える。回路基板Ｐｂ５には、６つのスイッチＳｕ１，Ｓｘ１，Ｓｕ２，Ｓｘ２，Ｓｕ３，Ｓｘ３と、６つの接続導体ＢＴｐ１，ＢＴｎ１，ＢＬｕ１，ＢＬｕ２，ＢＬｕ３，ＢＴｎ３とが実装されている。回路基板Ｐｂ６には、６つのスイッチＳｖ１，Ｓｙ１，Ｓｖ２，Ｓｙ２，Ｓｖ３，Ｓｙ３と、６つの接続導体ＢＴｐ２，ＢＴｎ２，ＢＬｖ１，ＢＬｖ２，ＢＬｖ３，ＢＴｎ４とが実装されている。
【０１６１】
図１４に示されるように、実施の形態５の系統連系インバータ装置は、インバータ１，２、直流電源３、平滑コンデンサ４、制御部１１Ａ、合成部１３、チョッパ回路１４（ＤＣ−ＤＣコンバータの一例）、リアクトル１５、及び平滑コンデンサ１６を備え、負荷Ｚ及び系統電源１０に接続される。リアクトル１５は、２つのリアクトル１５１，１５２を含む。
【０１６２】
合成部１３は、図２に示される実施の形態１と同様に構成されている。すなわち、合成部１３は、図２に示されるように、電流センサ５，６、リアクトル７，８、フィルタコンデンサ９、及び電圧センサ１２を備える。リアクトル７は、２つのリアクトル７１，７２を含み、リアクトル８は、２つのリアクトル８１，８２を含む。
【０１６３】
チョッパ回路１４は、直流電源３とインバータ１，２との間に設けられている。チョッパ回路１４は、直流電源３の電圧を、系統電源１０の電圧の最大値より十分高い電圧となるように昇圧する。チョッパ回路１４は、回路基板Ｐｂ５に実装されたスイッチＳｕ３，Ｓｘ３と、回路基板Ｐｂ６に実装されたスイッチＳｖ３，Ｓｙ３と、駆動回路Ｄ３１，Ｄ３２とを備える。
【０１６４】
まず、チョッパ回路１４の回路構成が説明される。回路基板Ｐｂ５に実装されたスイッチＳｕ３のドレインは、パワーモジュールＰｍ５の主端子Ｔｐ１を介して（回路基板Ｐｂ５の導体パターンＰｔ２１及び接続導体ＢＴｐ１を介して）、平滑コンデンサ４の正極に接続されている。スイッチＳｕ３のソースは、配線Ｗ２７と導体パターンＰｔ２４とを介して、スイッチＳｘ３のドレインに接続されている。スイッチＳｘ３のソースは、パワーモジュールＰｍ５の主端子Ｔｎ３を介して（回路基板Ｐｂ５の配線Ｗ２８、導体パターンＰｔ２５、及び接続導体ＢＴｎ３を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｕ３，Ｓｘ３のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ３１に接続されている。
【０１６５】
回路基板Ｐｂ６に実装されたスイッチＳｖ３のドレインは、パワーモジュールＰｍ６の主端子Ｔｐ２を介して（回路基板Ｐｂ６の導体パターンＰｔ２６及び接続導体ＢＴｐ２を介して）、平滑コンデンサ４の正極に接続されている。スイッチＳｖ３のソースは、配線Ｗ３７と導体パターンＰｔ２９とを介して、スイッチＳｙ３のドレインに接続されている。スイッチＳｙ３のソースは、パワーモジュールＰｍ６の主端子Ｔｎ４を介して（回路基板Ｐｂ６の配線Ｗ３８、導体パターンＰｔ３０、及び接続導体ＢＴｎ４を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｖ３，Ｓｙ３のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ３２に接続されている。
【０１６６】
スイッチＳｕ３のソースは、パワーモジュールＰｍ５の主端子Ｌｕ３（回路基板Ｐｂ５の導体パターンＰｔ２４、配線Ｗ２９、及び接続導体ＢＬｕ３）とリアクトル１５１とを介して、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｖ３のソースは、パワーモジュールＰｍ６の主端子Ｌｖ３（回路基板Ｐｂ６の導体パターンＰｔ２９、配線Ｗ３９、及び接続導体ＢＬｖ３）とリアクトル１５２とを介して、直流電源３の正極に接続されている。平滑コンデンサ１６は、直流電源３に並列に接続されている。
【０１６７】
チョッパ回路としては、通常、上アームにダイオードを用いた回路が一般的である。しかし、本実施の形態５のチョッパ回路１４は、電力変換効率を高めることが可能な、上アームにスイッチを用いた同期整流方式としている。
【０１６８】
次に、インバータ１の回路構成が説明される。回路基板Ｐｂ５に実装されたスイッチＳｕ１のドレインは、パワーモジュールＰｍ５の主端子Ｔｐ１を介して（回路基板Ｐｂ５の導体パターンＰｔ２１及び接続導体ＢＴｐ１を介して）、平滑コンデンサ４の正極に接続されている。スイッチＳｕ１のソースは、配線Ｗ２１と導体パターンＰｔ２２とを介して、スイッチＳｘ１のドレインに接続されている。スイッチＳｘ１のソースは、パワーモジュールＰｍ５の主端子Ｔｎ１を介して（回路基板Ｐｂ５の配線Ｗ２２、導体パターンＰｔ２５、及び接続導体ＢＴｎ１を介して）、平滑コンデンサ４の負極に接続されている。
【０１６９】
接続導体ＢＴｎ１と接続導体ＢＴｎ３とは、導体パターンＰｔ２５で接続されている。このため、パワーモジュールＰｍ５において、平滑コンデンサ４の負極と直流電源３の負極とが、接続されることとなる。スイッチＳｕ１，Ｓｘ１のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ１１に接続されている。
【０１７０】
回路基板Ｐｂ６に実装されたスイッチＳｖ１のドレインは、パワーモジュールＰｍ６の主端子Ｔｐ２を介して（回路基板Ｐｂ６の導体パターンＰｔ２６及び接続導体ＢＴｐ２を介して）、平滑コンデンサ４の正極に接続されている。スイッチＳｖ１のソースは、配線Ｗ３１と導体パターンＰｔ２７とを介して、スイッチＳｙ１のドレインに接続されている。スイッチＳｙ１のソースは、パワーモジュールＰｍ６の主端子Ｔｎ２を介して（回路基板Ｐｂ６の配線Ｗ３２、導体パターンＰｔ３０、及び接続導体ＢＴｎ２を介して）、平滑コンデンサ４の負極に接続されている。
【０１７１】
接続導体ＢＴｎ２と接続導体ＢＴｎ４とは、導体パターンＰｔ３０で接続されている。このため、パワーモジュールＰｍ６においても、平滑コンデンサ４の負極と直流電源３の負極とは、接続されることとなる。スイッチＳｖ１，Ｓｙ１のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ１２に接続されている。
【０１７２】
スイッチＳｕ１のソースは、パワーモジュールＰｍ５の主端子Ｌｕ１（回路基板Ｐｂ５の導体パターンＰｔ２２及び接続導体ＢＬｕ１）とリアクトル７１（図２）とを介して、系統電源１０の端子Ｔ１に接続されている。スイッチＳｖ１のソースは、パワーモジュールＰｍ６の主端子Ｌｖ１（回路基板Ｐｂ６の導体パターンＰｔ２７、配線Ｗ３３、及び接続導体ＢＬｖ１）とリアクトル７２（図２）とを介して、系統電源１０の端子Ｔ２に接続されている。
【０１７３】
このように、インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｖ１のドレインは、直流電源３の正極ではなくて、チョッパ回路１４のスイッチＳｕ３，Ｓｖ３のドレインに接続されている。これ以外の実施の形態５のインバータ１の回路構成は、図２に示される実施の形態１のインバータ１の回路構成と同じである。
【０１７４】
次に、インバータ２の回路構成が説明される。回路基板Ｐｂ５に実装されたスイッチＳｕ２のドレインは、パワーモジュールＰｍ６の主端子Ｔｐ１を介して（回路基板Ｐｂ５の導体パターンＰｔ２１及び接続導体ＢＴｐ１を介して）、平滑コンデンサ４の正極に接続されている。スイッチＳｕ２のソースは、配線Ｗ１４と導体パターンＰｔ２３とを介して、スイッチＳｘ２のドレインに接続されている。スイッチＳｘ２のソースは、パワーモジュールＰｍ５の主端子Ｔｎ１を介して（回路基板Ｐｂ５の配線Ｗ２５、導体パターンＰｔ２５、及び接続導体ＢＴｎ１を介して）、平滑コンデンサ４の負極に接続されている。スイッチＳｕ２，Ｓｘ２のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ２１に接続されている。
【０１７５】
回路基板Ｐｂ６に実装されたスイッチＳｖ２のドレインは、パワーモジュールＰｍ６の主端子Ｔｐ２を介して（回路基板Ｐｂ６の導体パターンＰｔ２１及び接続導体ＢＴｐ２を介して）、平滑コンデンサ４の正極に接続されている。スイッチＳｖ２のソースは、配線Ｗ３４と導体パターンＰｔ２８とを介して、スイッチＳｙ２のドレインに接続されている。スイッチＳｙ２のソースは、パワーモジュールＰｍ６の主端子Ｔｎ２を介して（回路基板Ｐｂ６の配線Ｗ３５、導体パターンＰｔ３０、及び接続導体ＢＴｎ２を介して）、平滑コンデンサ４の負極に接続されている。スイッチＳｖ２，Ｓｙ２のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ２２に接続されている。
【０１７６】
スイッチＳｕ２のソースは、パワーモジュールＰｍ５の主端子Ｌｕ２（回路基板Ｐｂ５の導体パターンＰｔ２３、配線Ｗ２６、及び接続導体ＢＬｕ２）とリアクトル８１（図２）とを介して、系統電源１０の端子Ｔ１に接続されている。スイッチＳｖ２のソースは、パワーモジュールＰｍ６の主端子Ｌｖ２（回路基板Ｐｂ６の導体パターンＰｔ２８、配線Ｗ３６、及び接続導体ＢＬｖ２）とリアクトル８２とを介して、系統電源１０の端子Ｔ２に接続されている。
【０１７７】
このように、インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｖ２のドレインは、直流電源３の正極ではなくて、チョッパ回路１４のスイッチＳｕ３，Ｓｖ３のドレインに接続されている。これ以外の実施の形態５のインバータ２の回路構成は、実施の形態１のインバータ２の回路構成と同じである。
【０１７８】
制御部１１Ａは、実施の形態１の制御部１１と同様に、インバータ１の駆動回路Ｄ１１，Ｄ１２とインバータ２の駆動回路Ｄ２１，Ｄ２２とにＰＷＭ信号を出力して、インバータ１，２の各スイッチのオンオフを制御する。制御部１１Ａは、更に、チョッパ回路１４の駆動回路Ｄ３１，Ｄ３２にＰＷＭ信号を出力して、チョッパ回路１４のスイッチＳｕ３，Ｓｘ３，Ｓｖ３，Ｓｙ３のオンオフを制御する。
【０１７９】
この場合において、制御部１１Ａは、スイッチＳｖ３，Ｓｙ３のゲートに出力されるＰＷＭ信号を生成するためのキャリア信号の位相を、スイッチＳｕ３，Ｓｘ３のゲートに出力されるＰＷＭ信号を生成するためのキャリア信号の位相を基準として、１８０度シフトしている。
【０１８０】
このように、位相が１８０度シフトされたキャリア信号を用いて、ＰＷＭ信号を生成することによって、入出力電流のリップルがキャンセルされる。特に、チョッパ回路１４のＰＷＭ信号のデューティ比が５０％のときは、リップルが完全にキャンセルされる。このため、平滑コンデンサ４，１６に流れる電流に含まれるリップルも相殺され、平滑コンデンサ４，１６に流れる電流のリップルも低減できる。
【０１８１】
本実施形態では、平滑コンデンサ４，１６は、電解コンデンサで構成されている。電解コンデンサは、リップルに起因して自己発熱する。この自己発熱は、電解コンデンサの寿命に影響を与える。そのため、リップルを低減することにより、電解コンデンサの寿命を考慮して多数設けられた電解コンデンサの個数を削減でき、低コスト化を図ることができる。或いは、リップルを低減することにより、個数はそのままで、電解コンデンサの長寿命化を図ることにより商品の付加価値を向上することができる。
【０１８２】
次に、図１２、図１３を参照して、実施の形態５における回路基板Ｐｂ５，Ｐｂ６上でのインバータ１，２及びチョッパ回路１４の各スイッチの配置が説明される。
【０１８３】
図１２中、回路基板Ｐｂ５の左端からＸ方向に順に、インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１、インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２、チョッパ回路１４のスイッチＳｕ３，Ｓｘ３が、配置されている。すなわち、インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２は、インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１と、チョッパ回路１４のスイッチＳｕ３，Ｓｘ３とに挟まれて、配置されている。
【０１８４】
インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合には、回路基板Ｐｂ５上では、図１２中、回路基板Ｐｂ５の左端に配置されているインバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１と、回路基板Ｐｂ５の右端に配置されているチョッパ回路１４のスイッチＳｕ３，Ｓｘ３とが発熱し、回路基板Ｐｂ５の中央に配置されているインバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２は発熱しない。図１２のようなスイッチの配置により、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合に、回路基板Ｐｂ５上で、発熱源となるインバータ１のスイッチとチョッパ回路１４のスイッチとの間の距離が大きくされている。
【０１８５】
図１３中、回路基板Ｐｂ６の左端からＸ方向に順に、インバータ１のスイッチＳｖ１，Ｓｙ１、インバータ２のスイッチＳｖ２，Ｓｙ２、チョッパ回路１４のスイッチＳｖ３，Ｓｙ３が、配置されている。すなわち、インバータ２のスイッチＳｖ２，Ｓｙ２は、インバータ１のスイッチＳｖ１，Ｓｙ１と、チョッパ回路１４のスイッチＳｖ３，Ｓｙ３とに挟まれて、配置されている。
【０１８６】
インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合には、回路基板Ｐｂ６上では、図１３中、回路基板Ｐｂ６の左端に配置されているインバータ１のスイッチＳｖ１，Ｓｙ１と、回路基板Ｐｂ６の右端に配置されているチョッパ回路１４のスイッチＳｖ３，Ｓｙ３とが発熱し、回路基板Ｐｂ６の中央に配置されているインバータ２のスイッチＳｖ２，Ｓｙ２は発熱しない。図１３のようなスイッチの配置により、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合に、回路基板Ｐｂ６上で、発熱源となるインバータ１のスイッチとチョッパ回路１４のスイッチとの間の距離が大きくされている。
【０１８７】
したがって、実施の形態５によれば、実施の形態１と同様に、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている際に、インバータ１の各スイッチ及びチョッパ回路１４の各スイッチを良好に放熱することができ、スイッチにおける損失を低減することができる。
【０１８８】
（実施の形態６）
図１５は、実施の形態６の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。以下、上記実施の形態と異なる点を中心に、実施の形態６が説明される。
【０１８９】
実施の形態６は、実施の形態５と同様にチョッパ回路１４（図１４）を備えているが、パワーモジュールの構成が、実施の形態５と異なっている。
【０１９０】
図１５に示されるように、実施の形態６では、３つのパワーモジュールＰｍ１１，Ｐｍ１２，Ｐｍｃが使用される。パワーモジュールＰｍ１１，Ｐｍ１２は、それぞれ、図６に示されるパワーモジュールＰｍ１１，Ｐｍ１２と同様に構成されている。すなわち、回路基板Ｐｂ５には、インバータ１（図７）の４つのスイッチＳｕ１，Ｓｘ１，Ｓｖ１，Ｓｙ１と、４つの接続導体ＢＴｐ１０，ＢＴｎ１０，ＢＬｕ１０，ＢＬｖ１０とが実装されている。回路基板Ｐｂ６には、インバータ２（図７）の４つのスイッチＳｕ２，Ｓｘ２，Ｓｖ２，Ｓｙ２と、４つの接続導体ＢＴｐ２０，ＢＴｎ２０，ＢＬｕ２０，ＢＬｖ２０とが実装されている。
【０１９１】
なお、インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｖ１のドレインは、接続導体ＢＴｐ１０を介して、直流電源３の正極ではなくて、実施の形態５と同様に、チョッパ回路１４（図１４）のスイッチＳｕ３，Ｓｖ３のドレインに接続されている。また、インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｖ２のドレインは、接続導体ＢＴｐ２０を介して、直流電源３の正極ではなくて、実施の形態５と同様に、チョッパ回路１４（図１４）のスイッチＳｕ３，Ｓｖ３のドレインに接続されている。
【０１９２】
パワーモジュールＰｍｃは、回路基板Ｐｂｃを備える。回路基板Ｐｂｃには、チョッパ回路１４（図１４）の４つのスイッチＳｕ３，Ｓｘ３，Ｓｖ３，Ｓｙ３と、４つの接続導体ＢＴｐ３０，ＢＴｎ３０，ＢＬｕ３０，ＢＬｖ３０とが実装されている。
【０１９３】
回路基板Ｐｂｃに実装されたスイッチＳｕ３及びスイッチＳｖ３のドレインは、回路基板Ｐｂｃの導体パターンＰｔｃ１及び接続導体ＢＴｐ３０を介して、平滑コンデンサ４（図１４）の正極に接続されている。スイッチＳｕ３のソースは、配線Ｗｃ１と導体パターンＰｔｃ２とを介して、スイッチＳｘ３のドレインに接続されている。スイッチＳｖ３のソースは、配線Ｗｃ３と導体パターンＰｔｃ３とを介して、スイッチＳｙ３のドレインに接続されている。スイッチＳｘ３のソースは、回路基板Ｐｂｃの配線Ｗｃ２、導体パターンＰｔｃ４、及び接続導体ＢＴｎ３０を介して、直流電源３（図１４）の負極に接続されている。スイッチＳｙ３のソースは、回路基板Ｐｂｃの配線Ｗｃ４、導体パターンＰｔｃ４、及び接続導体ＢＴｎ３０を介して、直流電源３（図１４）の負極に接続されている。スイッチＳｕ３，Ｓｘ３，Ｓｖ３，Ｓｙ３のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄ３１（図１４）に接続されている。
【０１９４】
スイッチＳｕ３のソースは、回路基板Ｐｂｃの配線Ｗｃ１、導体パターンＰｔｃ２及び接続導体ＢＬｕ３０とリアクトル１５１（図１４）とを介して、直流電源３（図１４）の正極に接続されている。スイッチＳｖ３のソースは、回路基板Ｐｂ６の配線Ｗｃ３、導体パターンＰｔｃ３、及び接続導体ＢＬｖ３０とリアクトル１５２（図１４）とを介して、直流電源３（図１４）の正極に接続されている。
【０１９５】
回路基板Ｐｂ１１、回路基板Ｐｂ１２、及び回路基板Ｐｂｃは、Ｘ方向に、回路基板Ｐｂ１１、回路基板Ｐｂ１２、及び回路基板Ｐｂｃの順で、同一の放熱器Ｈｓ５に密着して配置されている。
【０１９６】
インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合には、図１５中、左端に配置されている回路基板Ｐｂ１１と、右端に配置されている回路基板Ｐｂｃとが発熱し、中央に配置されている回路基板Ｐｂ１２は発熱しない。図１５のように回路基板Ｐｂ１１，Ｐｂ１２，Ｐｂｃを放熱器Ｈｓ５に密着して配置することにより、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合に、発熱源となる回路基板Ｐｂ１１と回路基板Ｐｂｃとの間の距離が大きくされている。
【０１９７】
したがって、実施の形態６によれば、実施の形態１と同様に、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている際に、インバータ１の各スイッチ及びチョッパ回路１４の各スイッチを良好に放熱することができ、スイッチにおける損失を低減することができる。
【０１９８】
（実施の形態７）
図１６は、実施の形態７の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。図１７は、実施の形態７の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。以下、上記実施の形態と異なる点を中心に、実施の形態７が説明される。
【０１９９】
実施の形態６では、インバータ１，２及びチョッパ回路１４の４つのスイッチは、それぞれ１枚の回路基板に実装されていた。これに対して、実施の形態７では、インバータ１，２及びチョッパ回路１４の４つのスイッチは、それぞれ２つずつに分けて２枚の回路基板に実装されている。
【０２００】
実施の形態７の系統連系インバータ装置は、インバータ１，２及びチョッパ回路１４を備えており、図１７に示されるように、電気的な回路構成は、実施の形態５（図１４）と同様である。
【０２０１】
実施の形態７の系統連系インバータ装置は、図１６に示されるように、６つのパワーモジュールＰｍ１ａ，Ｐｍ１ｂ，Ｐｍ１ｃ，Ｐｍ２ａ，Ｐｍ２ｂ，Ｐｍ２ｃを含む。
【０２０２】
インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１は、パワーモジュールＰｍ１ａの回路基板Ｐｂ１ａに実装され、スイッチＳｖ１，Ｓｙ１は、パワーモジュールＰｍ２ａの回路基板Ｐｂ２ａに実装されている。
【０２０３】
インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２は、パワーモジュールＰｍ１ｂの回路基板Ｐｂ１ｂに実装され、スイッチＳｖ２，Ｓｙ２は、パワーモジュールＰｍ２ｂの回路基板Ｐｂ２ｂに実装されている。
【０２０４】
チョッパ回路１４のスイッチＳｕ３，Ｓｘ３は、パワーモジュールＰｍ１ｃの回路基板Ｐｂ１ｃに実装され、スイッチＳｖ３，Ｓｙ３は、パワーモジュールＰｍ２ｃの回路基板Ｐｂ２ｃに実装されている。
【０２０５】
６つの回路基板Ｐｂ１ａ、回路基板Ｐｂ１ｂ、回路基板Ｐｂ１ｃ、回路基板Ｐｂ２ａ、回路基板Ｐｂ２ｂ、及び回路基板Ｐｂ２ｃは、同一の放熱器Ｈｓ６に密着して配置されている。
【０２０６】
回路基板Ｐｂ１ａ、回路基板Ｐｂ１ｂ、回路基板Ｐｂ１ｃは、Ｘ方向に、この順で、配置されている。回路基板Ｐｂ２ａは、Ｙ方向に、回路基板Ｐｂ１ａと隣り合って配置されている。回路基板Ｐｂ２ａ、回路基板Ｐｂ２ｂ、回路基板Ｐｂ２ｃは、Ｘ方向に、この順で、配置されている。
【０２０７】
インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合には、図１６中、左端に配置されている回路基板Ｐｂ１ａ，Ｐｂ２ａと、右端に配置されている回路基板Ｐｂ１ｃ，Ｐｂ２ｃとが発熱し、中央に配置されている回路基板Ｐｂ１ｂ，Ｐｂ２ｂは発熱しない。図１７のように６つの回路基板を同一の放熱器Ｈｓ６に密着して配置することにより、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合に、発熱源となる回路基板Ｐｂ１ａ，Ｐｂ２ａと、回路基板Ｐｂ１ｃ，Ｐｂ２ｃとの間の距離が大きくされている。
【０２０８】
したがって、実施の形態７によれば、実施の形態１と同様に、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている際に、インバータ１の各スイッチ及びチョッパ回路１４の各スイッチを良好に放熱することができ、スイッチにおける損失を低減することができる。
【０２０９】
（実施の形態８）
図１８、図１９は、実施の形態８の系統連系インバータ装置に使用されるパワーモジュールの構成を概略的に示す図である。図２０，図２１は、実施の形態８の系統連系インバータ装置の回路を概略的に示す図である。図２２は、実施の形態８の制御部１１の構成を示すブロック図である。以下、上記実施の形態と異なる点を中心に、実施の形態８が説明される。
【０２１０】
上記各実施の形態では、インバータ１，２は、それぞれ単相インバータで構成されていた。これに対して、実施の形態８では、インバータ１，２は、それぞれ３相インバータで構成されている。
【０２１１】
図１８、図１９に示されるように、実施の形態８の系統連系インバータ装置は、２つのパワーモジュールＰｍ７，Ｐｍ８を使用する。パワーモジュールＰｍ７は、回路基板Ｐｂ７を備え、パワーモジュールＰｍ８は、回路基板Ｐｂ８を備える。回路基板Ｐｂ７には、６つのスイッチＳｕ１，Ｓｘ１，Ｓｕ２，Ｓｘ２，Ｓｗ１，Ｓｚ１と、６つの接続導体ＢＴｐ１，ＢＴｎ１，ＢＬｕ１，ＢＬｕ２，ＢＬｗ１、ＢＴｎ３とが実装されている。回路基板Ｐｂ８には、６つのスイッチＳｖ１，Ｓｙ１，Ｓｖ２，Ｓｙ２，Ｓｗ２，Ｓｚ２と、６つの接続導体ＢＴｐ２，ＢＴｎ２，ＢＬｖ１，ＢＬｖ２，ＢＬｗ２，ＢＴｎ４とが実装されている。各接続導体は、パワーモジュールＰｍ７，Ｐｍ８の各主端子を外部に接続するためのものである。
【０２１２】
図２０、図２１に示されるように、実施の形態８の系統連系インバータ装置は、インバータ１，２、直流電源３、平滑コンデンサ４、制御部１１、電流センサ５，６、リアクトル７，８、フィルタコンデンサ９、及び電圧センサ１２を備え、負荷Ｚ及び系統電源１０に接続される。
【０２１３】
リアクトル７は、３つのリアクトル７１，７２，７３を含み、リアクトル８は、３つのリアクトル８１，８２，８３を含む。図１８〜図２１において、インバータ１，２、平滑コンデンサ４、制御部１１、電流センサ５，６、リアクトル７，８、フィルタコンデンサ９、電圧センサ１２、及びパワーモジュールＰｍ７，Ｐｍ８は、電力変換装置を構成する。
【０２１４】
インバータ１，２は、直流電源３に並列接続され、フルブリッジの３相インバータで構成されている。具体的には、インバータ１は、回路基板Ｐｂ７に実装されたスイッチＳｕ１，Ｓｘ１，Ｓｗ１，Ｓｚ１と、回路基板Ｐｂ８に実装されたスイッチＳｖ１，Ｓｙ１と、駆動回路Ｄｕ１，Ｄｖ１，Ｄｗ１とを備える。スイッチＳｕ１，Ｓｘ１はＵ相のスイッチであり、スイッチＳｖ１，Ｓｙ１はＶ相のスイッチであり、スイッチＳｗ１，Ｓｚ１はＷ相のスイッチである。
【０２１５】
インバータ２は、回路基板Ｐｂ７に実装されたスイッチＳｕ２，Ｓｘ２と、回路基板Ｐｂ８に実装されたスイッチＳｖ２，Ｓｙ２，Ｓｗ２，Ｓｚ２と、駆動回路Ｄｕ２，Ｄｖ２，Ｄｗ２とを備える。スイッチＳｕ２，Ｓｘ２はＵ相のスイッチであり、スイッチＳｖ２，Ｓｙ２はＶ相のスイッチであり、スイッチＳｗ２，Ｓｚ２はＷ相のスイッチである。
【０２１６】
各スイッチ（スイッチング素子の一例）は、本実施形態では、それぞれ、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴで構成されている。代替的に、各スイッチは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴが採用されてもよいし、ＩＧＢＴが採用されてもよい。
【０２１７】
まず、インバータ１の回路構成が説明される。回路基板Ｐｂ７に実装されたスイッチＳｕ１のドレインは、パワーモジュールＰｍ７の主端子Ｔｐ１を介して（回路基板Ｐｂ７の導体パターンＰｔ２１及び接続導体ＢＴｐ１を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｕ１のソースは、配線Ｗ２１と導体パターンＰｔ２２とを介して、スイッチＳｘ１のドレインに接続されている。スイッチＳｘ１のソースは、パワーモジュールＰｍ７の主端子Ｔｎ１を介して（回路基板Ｐｂ７の配線Ｗ２２、導体パターンＰｔ２５、及び接続導体ＢＴｎ１を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｕ１，Ｓｘ１のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄｕ１に接続されている。
【０２１８】
回路基板Ｐｂ７に実装されたスイッチＳｗ１のドレインは、パワーモジュールＰｍ７の主端子Ｔｐ１を介して（回路基板Ｐｂ７の導体パターンＰｔ２１及び接続導体ＢＴｐ１を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｗ１のソースは、配線Ｗ２７と導体パターンＰｔ２４とを介して、スイッチＳｚ１のドレインに接続されている。スイッチＳｚ１のソースは、パワーモジュールＰｍ７の主端子Ｔｎ３を介して（回路基板Ｐｂ７の配線Ｗ２８、導体パターンＰｔ２５、及び接続導体ＢＴｎ３を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｗ１，Ｓｚ１のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄｗ１に接続されている。
【０２１９】
回路基板Ｐｂ８に実装されたスイッチＳｖ１のドレインは、パワーモジュールＰｍ８の主端子Ｔｐ２を介して（回路基板Ｐｂ８の導体パターンＰｔ２６及び接続導体ＢＴｐ２を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｖ１のソースは、配線Ｗ３１と導体パターンＰｔ２７とを介して、スイッチＳｙ１のドレインに接続されている。スイッチＳｙ１のソースは、パワーモジュールＰｍ８の主端子Ｔｎ２を介して（回路基板Ｐｂ８の配線Ｗ３２、導体パターンＰｔ３０、及び接続導体ＢＴｎ２を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｖ１，Ｓｙ１のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄｖ１に接続されている。
【０２２０】
スイッチＳｕ１のソース（スイッチＳｘ１のドレイン）は、パワーモジュールＰｍ７の主端子Ｌｕ１（回路基板Ｐｂ７の導体パターンＰｔ２２、配線Ｗ２３、及び接続導体ＢＬｕ１）とリアクトル７１とを介して、系統電源１０の端子Ｔｕに接続されている。スイッチＳｖ１のソース（スイッチＳｙ１のドレイン）は、パワーモジュールＰｍ８の主端子Ｌｖ１（回路基板Ｐｂ８の導体パターンＰｔ２７、配線Ｗ３３、及び接続導体ＢＬｖ１）とリアクトル７２とを介して、系統電源１０の端子Ｔｖに接続されている。スイッチＳｗ１のソース（スイッチＳｚ１のドレイン）は、パワーモジュールＰｍ７の主端子Ｌｗ１（回路基板Ｐｂ７の導体パターンＰｔ２４、配線Ｗ２９、及び接続導体ＢＬｗ１）とリアクトル７３とを介して、系統電源１０の端子Ｔｗに接続されている。
【０２２１】
次に、インバータ２の回路構成が説明される。回路基板Ｐｂ７に実装されたスイッチＳｕ２のドレインは、パワーモジュールＰｍ７の主端子Ｔｐ１を介して（回路基板Ｐｂ７の導体パターンＰｔ２１及び接続導体ＢＴｐ１を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｕ２のソースは、配線Ｗ２４と導体パターンＰｔ２３とを介して、スイッチＳｘ２のドレインに接続されている。スイッチＳｘ２のソースは、パワーモジュールＰｍ７の主端子Ｔｎ３を介して（回路基板Ｐｂ７の配線Ｗ２５、導体パターンＰｔ２５、及び接続導体ＢＴｎ３を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｕ２，Ｓｘ２のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄｕ２に接続されている。
【０２２２】
回路基板Ｐｂ８に実装されたスイッチＳｖ２のドレインは、パワーモジュールＰｍ８の主端子Ｔｐ２を介して（回路基板Ｐｂ８の導体パターンＰｔ２６及び接続導体ＢＴｐ２を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｖ２のソースは、配線Ｗ３４と導体パターンＰｔ２８とを介して、スイッチＳｙ２のドレインに接続されている。スイッチＳｙ２のソースは、パワーモジュールＰｍ８の主端子Ｔｎ４を介して（回路基板Ｐｂ８の配線Ｗ３５、導体パターンＰｔ３０、及び接続導体ＢＴｎ４を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｖ１，Ｓｙ１のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄｖ２に接続されている。
【０２２３】
回路基板Ｐｂ８に実装されたスイッチＳｗ２のドレインは、パワーモジュールＰｍ８の主端子Ｔｐ２を介して（回路基板Ｐｂ７の導体パターンＰｔ２６及び接続導体ＢＴｐ２を介して）、直流電源３の正極に接続されている。スイッチＳｗ２のソースは、配線Ｗ３７と導体パターンＰｔ２９とを介して、スイッチＳｚ２のドレインに接続されている。スイッチＳｚ２のソースは、パワーモジュールＰｍ８の主端子Ｔｎ４を介して（回路基板Ｐｂ８の配線Ｗ３８、導体パターンＰｔ３０、及び接続導体ＢＴｎ４を介して）、直流電源３の負極に接続されている。スイッチＳｗ２，Ｓｚ２のゲートは、配線及び導体パターンＰｇを介して、駆動回路Ｄｗ２に接続されている。
【０２２４】
スイッチＳｕ２のソース（スイッチＳｘ２のドレイン）は、パワーモジュールＰｍ７の主端子Ｌｕ２（回路基板Ｐｂ７の導体パターンＰｔ２３、配線Ｗ２６、及び接続導体ＢＬｕ２）とリアクトル８１とを介して、系統電源１０の端子Ｔｕに接続されている。スイッチＳｖ２のソース（スイッチＳｙ２のドレイン）は、パワーモジュールＰｍ８の主端子Ｌｖ２（回路基板Ｐｂ８の導体パターンＰｔ２８、配線Ｗ３６、及び接続導体ＢＬｖ２）とリアクトル８２とを介して、系統電源１０の端子Ｔｖに接続されている。スイッチＳｗ２のソース（スイッチＳｚ２のドレイン）は、パワーモジュールＰｍ８の主端子Ｌｗ２（回路基板Ｐｂ８の導体パターンＰｔ２９、配線Ｗ３９、及び接続導体ＢＬｗ２）とリアクトル８３とを介して、系統電源１０の端子Ｔｗに接続されている。
【０２２５】
制御部１１から出力されるＰＷＭ信号に従い、インバータ１の駆動回路Ｄｕ１は、スイッチＳｕ１，Ｓｘ１のオンオフを切り替え、駆動回路Ｄｖ１は、スイッチＳｖ１，Ｓｙ１のオンオフを切り替え、駆動回路Ｄｗ１は、スイッチＳｗ１，Ｓｚ１のオンオフを切り替える。制御部１１から出力されるＰＷＭ信号に従い、インバータ２の駆動回路Ｄｕ２は、スイッチＳｕ２，Ｓｘ２のオンオフを切り替え、駆動回路Ｄｖ２は、スイッチＳｖ２，Ｓｙ２のオンオフを切り替え、駆動回路Ｄｗ２は、スイッチＳｗ２，Ｓｚ２のオンオフを切り替える。
【０２２６】
リアクトル７１，７２，７３は、それぞれ、インバータ１から出力される交流電力を平滑化し、パルス幅に応じた振幅を持つ正弦波状の交流電力を出力する。リアクトル８１，８２，８３は、それぞれ、インバータ２から出力される交流電力を平滑化し、パルス幅に応じた振幅を持つ正弦波状の交流電力を出力する。
【０２２７】
電流センサ５１は、リアクトル７１の系統電源１０側の一端と接続点Ｋ３との間に設けられ、リアクトル７１で平滑化された交流電流Ｉｏｕｔ＿ｕ１を計測し、制御部１１に出力する。電流センサ５２は、リアクトル７３の系統電源１０側の一端と接続点Ｋ４との間に設けられ、リアクトル７３で平滑化された交流電流Ｉｏｕｔ＿ｗ１を計測し、制御部１１に出力する。
【０２２８】
電流センサ５３は、リアクトル８１の系統電源１０側の一端と接続点Ｋ３との間に設けられ、リアクトル８１で平滑化された交流電流Ｉｏｕｔ＿ｕ２を計測し、制御部１１に出力する。電流センサ５４は、リアクトル８３の系統電源１０側の一端と接続点Ｋ４との間に設けられ、リアクトル８３で平滑化された交流電流Ｉｏｕｔ＿ｗ２を計測し、制御部１１に出力する。
【０２２９】
接続点Ｋ３は、リアクトル７１で平滑化されたＵ相の交流電力と、リアクトル８１で平滑化されたＵ相の交流電力とを重畳する。接続点Ｋ５は、リアクトル７２で平滑化されたＶ相の交流電力と、リアクトル８２で平滑化されたＶ相の交流電力とを重畳する。接続点Ｋ４は、リアクトル７３で平滑化されたＷ相の交流電力と、リアクトル８３で平滑化されたＷ相の交流電力とを重畳する。
【０２３０】
フィルタコンデンサ９１は、系統電源１０の端子Ｔｕ及びＴｖ間に接続され、Ｕ，Ｖ相間の交流電力から高周波成分を除去し、系統電源１０及び負荷Ｚに出力する。フィルタコンデンサ９２は、系統電源１０の端子Ｔｖ及びＴｗ間に接続され、Ｖ，Ｗ相間の交流電力から高周波成分を除去し、系統電源１０及び負荷Ｚに出力する。フィルタコンデンサ９３は、系統電源１０の端子Ｔｕ及びＴｗ間に接続され、Ｕ，Ｗ相間の交流電力から高周波成分を除去し、系統電源１０及び負荷Ｚに出力する。
【０２３１】
フィルタコンデンサ９１には、Ｕ，Ｖ相間の交流電圧Ｖｏｕｔ＿ｕを測定するための電圧センサ（図略）が並列に接続され、フィルタコンデンサ９２には、Ｖ，Ｗ相間の交流電圧Ｖｏｕｔ＿ｖを測定するための電圧センサ（図略）が並列に接続され、フィルタコンデンサ９３には、Ｕ，Ｗ相間の交流電圧Ｖｏｕｔ＿ｗを測定するための電圧センサ（図略）が並列に接続されている。
【０２３２】
負荷Ｚは、端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗと接続されている。
【０２３３】
変調波生成部１３１は、交流電流Ｉｏｕｔ＿ｕ１，Ｉｏｕｔ＿ｗ１及び交流電圧Ｖｏｕｔ＿ｕ，Ｖｏｕｔ＿ｖ，Ｖｏｕｔ＿ｗを用いて、所望の交流電流を出力するための変調波信号であって、インバータ１に対応する変調波信号を生成し、パルス生成部１１１に出力する。
【０２３４】
変調波生成部１３２は、交流電流Ｉｏｕｔ＿ｕ２，Ｉｏｕｔ＿ｗ２及び交流電圧Ｖｏｕｔ＿ｕ，Ｖｏｕｔ＿ｖ，Ｖｏｕｔ＿ｗを用いて、所望の交流電流を出力するための変調波信号であって、インバータ２に対応する変調波信号を生成し、パルス生成部１１２に出力する。
【０２３５】
パルス生成部１１１は、図３と同様、変調波生成部１３１が生成した変調波信号とキャリア生成部１２１が生成したキャリア信号とを比較してインバータ１に対応するＰＷＭ信号を生成するが、インバータ１が３相インバータであるため、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の位相が１２０度ずつシフトしたＰＷＭ信号を生成する。
【０２３６】
具体的には、パルス生成部１１１は、スイッチＳｕ１，Ｓｖ１，Ｓｗ１に対して位相が１２０度ずつシフトしたＰＷＭ信号であって、スイッチＳｕ１，Ｓｘ１を相補的にオン／オフさせ、スイッチＳｖ１，Ｓｙ１を相補的にオン／オフさせ、スイッチＳｗ１，Ｓｚ１を相補的にオン／オフさせるＰＷＭ信号を生成する。
【０２３７】
パルス生成部１１２は、パルス生成部１１１と同様、インバータ２に対応するＰＷＭ信号を生成する。ここで、キャリア生成部１２２が生成するキャリア信号はキャリア生成部１２１が生成するキャリア信号に対して位相が１８０度シフトしている。よって、実施の形態１と同様の原理により、リップルが相殺された交流電流が得られる。
【０２３８】
キャリア生成部１２１、キャリア生成部１２２、設定部１４０、比較器１５０、及び切替指令生成部１６０は図３と同じである。
【０２３９】
比較器１５０は、交流電流Ｉｏｕｔ＿ｕ１，Ｉｏｕｔ＿ｗ１をモニタしており、両交流電流と設定部１４０が設定した設定値とを比較し、比較結果を切替指令生成部１６０に出力する。
【０２４０】
切替指令生成部１６０は、比較器１５０による比較結果が、交流電流Ｉｏｕｔ＿ｕ１，Ｉｏｕｔ＿ｗ１の少なくともいずれか一方の実効値が設定値以下であることを示す場合、インバータ２の駆動を停止させ、インバータ１のみを駆動させることを示す停止指示を変調波生成部１３１，１３２に出力する。この場合、切替指令生成部１６０は、パルス生成部１１２にゲートブロック信号も出力する。これにより、図３と同様にして、インバータ２の駆動が完全に停止される。
【０２４１】
一方、切替指令生成部１６０は、インバータ１のみを駆動させている場合において、比較器１５０による比較結果が、交流電流Ｉｏｕｔ＿ｕ１，Ｉｏｕｔ＿ｗ１の少なくともいずれか一方の実効値の１／２が設定値より大きくなったことを示す場合、変調波生成部１３１，１３２にインバータ２の駆動を再開させるための再開指示を出力すると共に、パルス生成部１１２へのゲートブロック信号の出力を停止する。これにより、図３と同様にして、インバータ１，２が駆動される。なお、実効値の１／２と設定値とを比較する理由は図３と同じである。
【０２４２】
次に、図１８、図１９を参照して、実施の形態８における回路基板Ｐｂ７，Ｐｂ８上でのインバータ１，２の各スイッチの配置が説明される。
【０２４３】
図１８中、回路基板Ｐｂ７の左端からＸ方向に順に、インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１、インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２、インバータ１のスイッチＳｗ１，Ｓｚ１が、配置されている。すなわち、インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２は、インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１と、インバータ１のスイッチＳｗ１，Ｓｚ１とに挟まれて、配置されている。
【０２４４】
インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合には、回路基板Ｐｂ７上では、図１８中、回路基板Ｐｂ７の左端に配置されているインバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１と、回路基板Ｐｂ７の右端に配置されているインバータ１のスイッチＳｗ１，Ｓｚ１とが発熱し、回路基板Ｐｂ７の中央に配置されているインバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２は発熱しない。図１８のようなスイッチの配置により、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合に、回路基板Ｐｂ７上で、発熱源となるインバータ１のスイッチの間の距離が大きくされている。
【０２４５】
図１９中、回路基板Ｐｂ６の左端からＸ方向に順に、インバータ１のスイッチＳｖ１，Ｓｙ１、インバータ２のスイッチＳｖ２，Ｓｙ２，Ｓｗ２，Ｓｚ２が配置されている。
【０２４６】
インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合には、回路基板Ｐｂ８上では、図１９中、回路基板Ｐｂ８の左端に配置されているインバータ１のスイッチＳｖ１，Ｓｙ１のみが発熱し、回路基板Ｐｂ６の中央から右端にかけて配置されているインバータ２のスイッチＳｖ２，Ｓｙ２，Ｓｗ２，Ｓｚ２は発熱しない。図１９のようなスイッチの配置により、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合に、回路基板Ｐｂ８上で、発熱源となるインバータ１のスイッチが２個のみにされている。
【０２４７】
したがって、３相インバータを採用した実施の形態８によれば、単相インバータの実施の形態１と同様に、インバータ１のみが駆動され、インバータ２の駆動が停止されている際に、インバータ１の各スイッチを良好に放熱することができ、スイッチにおける損失を低減することができる。
【０２４８】
（変形例）
上記実施の形態では、インバータの個数は２つであったが、変形例はインバータの個数をＮ（２以上の整数）個の任意の個数としたことを特徴とする。以下、Ｎ個のインバータは単相インバータであるものとして説明する。
【０２４９】
この場合、変調波生成部１３０は、Ｎ個のインバータに対応するＮ個の変調波生成部１３０＿１〜１３０＿Ｎを備える。また、キャリア生成部１２０は、Ｎ個のインバータに対応するＮ個のキャリア生成部１２０＿１〜１２０＿Ｎを備える。また、パルス生成部１１０は、Ｎ個のインバータに対応するＮ個のパルス生成部１１０＿１〜１１０＿Ｎを備える。
【０２５０】
Ｎ個のインバータが駆動されている場合、キャリア生成部１２０＿１〜１２０＿Ｎは、それぞれ、位相が３６０度／Ｎずつ位相がシフトしたキャリア信号を生成する。例えば、Ｎ＝３の場合、キャリア生成部１２０＿２，１２０＿３は、それぞれ、キャリア生成部１２０＿１が生成するキャリア信号に対して位相が１２０度、２４０度シフトされたキャリア信号を生成する。
【０２５１】
変調波生成部１３０＿１〜１３０＿Ｎは、それぞれ、対応するインバータが出力する交流電流Ｉｏｕｔ＿１〜Ｉｏｕｔ＿Ｎと交流電圧Ｖｏｕｔとをモニタし、交流電圧Ｖｏｕｔを目標実効値にするための変調波信号を生成する。
【０２５２】
パルス生成部１１０＿１〜１１０＿Ｎは、それぞれ、対応する変調波生成部１３０＿１〜１３０＿Ｎから出力された変調波信号と、対応するキャリア生成部１２０＿１〜１２０＿Ｎから出力されたキャリア信号とを比較し、ＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を対応するインバータに出力する。
【０２５３】
比較器１５０は、Ｎ個のインバータのうち、常時駆動される１つのインバータから出力される交流電流（ここでは、便宜上、交流電流Ｉｏｕｔ１とする。）の実効値を設定値と比較する。
【０２５４】
切替指令生成部１６０は、Ｎ個のインバータの駆動中に、比較器１５０から交流電流Ｉｏｕｔの実効値が設定値以下であることを示す比較結果を受け付けた場合、第１〜第ｊインバータを駆動させ、第ｊ＋１〜第Ｎインバータの駆動を停止させる停止指示を出力する。このとき、切替指令生成部１６０は、パルス生成部１１０＿ｊ＋１〜１１０＿Ｎにゲートブロック信号を出力する。なお、ｊは１以上、Ｎ−１以下の整数である。
【０２５５】
Ｎ個のインバータが駆動しているときの交流電流Ｉｏｕｔ＿１〜Ｉｏｕｔ＿Ｎの実効値をＬとすると、第１〜第ｊインバータに対応する変調波生成部１３０＿１〜１３０＿ｊは、実効値がＬからＮ・Ｌ／ｊに上昇された変調波信号を生成する。一方、第ｊ＋１〜第Ｎインバータに対応する変調波生成部１３０＿ｊ＋１〜１３０＿Ｎは、実効値がＬから０に減少された変調波信号を生成する。これにより、第１〜第ｊインバータから出力された交流電流Ｉｏｕｔ＿１〜Ｉｏｕｔ＿ｊを重畳することで、実効値がＮ・Ｌの交流電流Ｉｏｕｔが生成され、切り替えの前後で、系統電源１０に出力される交流電流Ｉｏｕｔの実効値は変化しない。
【０２５６】
キャリア生成部１２０＿１〜１２０＿ｊは、切替指令生成部１６０から停止指示が出力されると、それぞれ、位相が３６０度／ｊずつシフトされたキャリア信号を生成する。
【０２５７】
パルス生成部１１０＿１〜１１０＿ｊは、切替指令生成部１６０から停止指示が出力されると、それぞれ、実効値がＬからＮ・Ｌ／ｊに上昇された変調波信号と、キャリア生成部１２０＿１〜１２０＿ｊから出力されたキャリア信号とを比較し、第１〜第ｊインバータに対応するＰＷＭ信号を生成する。一方、パルス生成部１１０＿ｊ＋１〜１１０＿Ｎは、それぞれ、ＰＷＭ信号の出力を停止する。
【０２５８】
ここで、キャリア信号は位相が３６０度／ｊずつシフトしているため、実施の形態１と同じ原理で、交流電流Ｉｏｕｔ＿１〜Ｉｏｕｔ＿ｊを重畳することでリップルが相殺される。
【０２５９】
以上により、第１〜第ｊインバータが駆動され、第ｊ＋１〜第Ｎインバータの駆動が停止される。例えば、インバータの個数が５個、停止されるインバータの個数が２個であるとすると、第１〜第３インバータのキャリア信号は、位相が１２０度ずつシフトされた信号となる。
【０２６０】
一方、切替指令生成部１６０は、第１〜第ｊインバータの駆動中に、比較器１５０から交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値のｊ／Ｎが設定値より大きくなった場合、第ｊ＋１〜第Ｎインバータの駆動を再開させる再開指示を出力すると共に、パルス生成部１１０＿ｊ＋１〜１１０＿Ｎへのゲートブロック信号の出力を停止する。ここで、実効値のｊ／Ｎが設定値と比較されているのは、設定値はＮ個のインバータが駆動されている場合の交流電流Ｉｏｕｔ１の実効値（Ｌ）に基づいて設定されているからである。
【０２６１】
再開指示を受け付けた変調波生成部１３０＿１〜１３０＿ｊは、実効値がＮ・Ｌ／ｊからＬに減少された変調波信号を生成する。一方、再開指示を受け付けた変調波生成部１３０＿ｊ＋１〜１３０＿Ｎは、実効値が０からＬに上昇された変調波信号を生成する。これにより、切り替えの前後で、系統電源１０に出力される交流電流Ｉｏｕｔの実効値は変化しない。
【０２６２】
そして、常に駆動されるインバータのスイッチと、最初に駆動が停止されるインバータのスイッチとは、回路基板上で、所定の隣接方向に隣り合うように配置される。
【０２６３】
例えばＮ＝３の場合の各インバータのスイッチの配置が、図１２、図１３を利用して説明される。上記実施の形態５では、図１２、図１３に示されるスイッチＳｕ３，Ｓｘ３，Ｓｖ３，Ｓｙ３は、チョッパ回路１４のスイッチであった。ここでは、スイッチＳｕ３，Ｓｘ３，Ｓｖ３，Ｓｙ３は、直流電源３に対してインバータ１，２と並列に接続されたインバータ１４（第３インバータの一例）のスイッチであると定義する。すなわち、図１４に示されるチョッパ回路１４は、直流電源３に対してインバータ１，２と並列に接続されたインバータ１４と読み替える。
【０２６４】
この場合において、出力電力が高いときには、３個すべてのインバータ１，２，１４が駆動される。出力電力が低下すると、最初にインバータ２（第２インバータの一例）の駆動が停止され、インバータ１，１４の駆動は継続される。更に出力電力が低下すると、インバータ１４の駆動も停止されて、インバータ１（第１インバータの一例）のみが駆動される。
【０２６５】
図１２中、回路基板Ｐｂ５の左端からＸ方向に順に、インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１、インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２、インバータ１４のスイッチＳｕ３，Ｓｘ３が、配置されている。すなわち、インバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２は、インバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１と、インバータ１４のスイッチＳｕ３，Ｓｘ３とに挟まれて、配置されている。
【０２６６】
インバータ１，１４が駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合には、回路基板Ｐｂ５上では、図１２中、回路基板Ｐｂ５の左端に配置されているインバータ１のスイッチＳｕ１，Ｓｘ１と、回路基板Ｐｂ５の右端に配置されているインバータ１４のスイッチＳｕ３，Ｓｘ３とが発熱し、回路基板Ｐｂ５の中央に配置されているインバータ２のスイッチＳｕ２，Ｓｘ２は発熱しない。図１２のようなスイッチの配置により、インバータ１，１４が駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合に、回路基板Ｐｂ５上で、発熱源となるインバータ１のスイッチとインバータ１４のスイッチとの間の距離が大きくされている。
【０２６７】
図１３中、回路基板Ｐｂ６の左端からＸ方向に順に、インバータ１のスイッチＳｖ１，Ｓｙ１、インバータ２のスイッチＳｖ２，Ｓｙ２、インバータ１４のスイッチＳｖ３，Ｓｙ３が、配置されている。すなわち、インバータ２のスイッチＳｖ２，Ｓｙ２は、インバータ１のスイッチＳｖ１，Ｓｙ１と、インバータ１４のスイッチＳｖ３，Ｓｙ３とに挟まれて、配置されている。
【０２６８】
インバータ１，１４が駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合には、回路基板Ｐｂ６上では、図１３中、回路基板Ｐｂ６の左端に配置されているインバータ１のスイッチＳｖ１，Ｓｙ１と、回路基板Ｐｂ６の右端に配置されているインバータ１４のスイッチＳｖ３，Ｓｙ３とが発熱し、回路基板Ｐｂ６の中央に配置されているインバータ２のスイッチＳｖ２，Ｓｙ２は発熱しない。図１３のようなスイッチの配置により、インバータ１，１４が駆動され、インバータ２の駆動が停止されている場合に、回路基板Ｐｂ６上で、発熱源となるインバータ１のスイッチとインバータ１４のスイッチとの間の距離が大きくされている。
【０２６９】
したがって、Ｎ＝３の場合にも、インバータ１，１４が駆動され、インバータ２の駆動が停止されている際に、上記実施の形態１と同様に、インバータ１，１４の各スイッチを良好に放熱することができ、スイッチにおける損失を低減することができる。
【０２７０】
以上のように、インバータの個数をＮ個とした場合であっても、常に駆動されるインバータ（例えば第１インバータ）のスイッチと、最初に駆動が停止されるインバータ（例えば第Ｎインバータ）のスイッチとが、回路基板上で、所定の隣接方向に隣り合うように配置される。この配置によって、最初に駆動が停止されるインバータの駆動が停止された際に、上記実施の形態１と同様に、常に駆動されるインバータのスイッチを良好に放熱することができ、インバータのスイッチの損失を低減することができる。
【０２７１】
（その他）
上記各実施の形態では、スイッチは、ＭＯＳＦＥＴのみで構成されているが、本開示は、これに限られない。例えば、スイッチは、ＭＯＳＦＥＴと、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードと同じ向きに並列に接続されたショットキーバリアダイオードとによって構成されてもよい。
【０２７２】
上記各実施の形態では、フルブリッジ回路の単相インバータが例示されているが、本開示は、これに限定されるものではない。例えば３相インバータでも、各スイッチを同様に配置することにより、同様の効果を得ることができる。また、単相インバータ又は３相インバータをハーフブリッジ回路で構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２７３】
本開示は、太陽電池といった種々の発電装置と系統電源とを連系させるパワーコンディショナーにとって有用である。
【符号の説明】
【０２７４】
１，２  インバータ
３  直流電源
４，１６  平滑コンデンサ
５，６  電流センサ
７，８  リアクトル
９  フィルタコンデンサ
１０  系統電源
１１，１１Ａ  制御部
１２  電圧センサ
１４  チョッパ回路
１１０，１１１，１１２  パルス生成部
１２０，１２１，１２２  キャリア生成部
１３０，１３１，１３２  変調波生成部
１４０  設定部
１５０  比較器
１６０  切替指令生成部
Ｋ３，Ｋ４  接続点
Ｈｓ１〜Ｈｓ４  放熱器
Ｐｂ１〜Ｐｂ６  回路基板
Ｓｕ１，Ｓｘ１，Ｓｖ１，Ｓｙ１  スイッチ
Ｓｕ２，Ｓｘ２，Ｓｖ２，Ｓｙ２  スイッチ
Ｓｕ３，Ｓｘ３，Ｓｖ３，Ｓｙ３  スイッチ
【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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