[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及将直流电力转换为交流电力的电力转换装置，特别涉及在将分散电源与系统连接的功率调节器等中使用的电力转换装置。

背景技术

在以往的功率调节器中，例如在太阳能功率调节器中所示，使用斩波器(chopper)从作为太阳能电池的分散电源升压，在其后级上插入PWM控制的反相器(inverter)，发生作为输出的交流电压。

以下表示这种以往的功率调节器的基本的动作。从太阳能电池输出的直流电力驱动功率调节器的内部控制电源，内部电路可以工作。内部电路具备斩波器电路和反相器部，斩波器电路将太阳能电池的电压升压至与系统连接所需要的电压。反相器部含有4个开关，为了成为与系统电压同步的相位的输出电流而进行PWM切换。这样在输出中输出长条形的波形，通过改变输出的时间比率来控制输出的平均电压，输出的电压用设置在输出一侧上的平滑滤波器进行平均化，向系统输出交流电力(例如，参照非专利文献1)。

非专利文献1：“太阳能功率调节器型KP40F的开发”OMRONTECHNICS Vol.42 No.2(通卷142号)2002年

在将太阳能电压与系统连接的以往的功率调节器中，反相器的输出电压的最大值由根据斩波器的升压电压的大小来决定。因此，例如在输出200V的交流电压的情况下，经过升压的直流电压需要大于等于282V，一般根据裕量设定得更高。太阳能电压的输出电压一般是200V左右，或者小于它，如上所述需要升压到282V及以上。如果升压率高，则斩波器部的损失增大，功率调节器整体的效率降低。

此外，因为使用反相器部的PWM切换动作在输出中发生正弦波的电流或电压，所以在输出一侧需要大型的平滑滤波器，难以实现装置构成的小型化。

发明内容

本发明就是为了解决上述那样的问题而提出的，其目的在于，在将来自直流电源的电力转换为交流而输出到系统或负载的电力转换装置中，得到降低各部的损失且提高转换效率，而且促进了装置构成的小型化的电力转换装置。

本发明的电力转换装置串联连接多个将直流电源的直流电力转换为交流电力的单相反相器的交流一侧，用从上述多个单相反相器中选择出的规定的组合产生的各发生电压的总和，来控制输出电压。在上述多个单相反相器中交流一侧相互相邻连接的成为第1、第2单相反相器的输入的第1、第2直流电源经由DC/DC变换器相互连接。而后，上述DC/DC变换器从电压大的一方的上述第1直流电源向电压小的一方的上述第2直流电源经由上述第1、第2单相反相器内的切换元件供给电力。

在这种电力转换装置中，能够通过各单相反相器的电压的组合得到高精度且平滑的输出电压波形，能够使输出一侧的滤波器小型化或者省略它，能够使装置构成小型化以及便宜。此外，在成为各单相反相器的输入的直流电源之间，从第1直流电源向第2直流电源提供电力，因为以各单相反相器的电压的总和输出，所以可以在转换效率高，损失小的情况下输出高的电压。此外，因为用DC/DC变换器从第1直流电源经由第1、第2单相反相器内的切换元件向第2直流电源提供电力，所以能够以效率高的电力传送提供电力。由此，转换效率提高，能够得到小型便宜地构成的电力转换装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的功率调节器的示意构成图。

图2是表示本发明的实施方式1的功率调节器的电路构成的图。

图3是说明本发明的实施方式1的DC/DC变换器的动作的图。

图4是表示本发明的实施方式2的功率调节器的图。

图5是表示本发明的实施方式2的DC/DC变换器的例子的图。

图6是说明本发明的实施方式2的DC/DC变换器的动作的图。

图7是表示本发明的实施方式2的DC/DC变换器的另一例子的图。

图8是表示本发明的实施方式3的功率调节器的电路构成的图。

图9是说明本发明的实施方式3的DC/DC变换器的动作的图。

图10是表示本发明的实施方式4的双向DC/DC变换器的图。

图11是表示本发明的实施方式4的另一例子的双向DC/DC变换器的图。

图12是表示本发明的实施方式4的第2个另一例子的双向DC/DC变换器的图。

图13是说明本发明的实施方式5的输出脉冲调整的图。

图14是表示本发明的实施方式7的功率调节器的示意构成图。

图15是本发明的实施方式7的旁路电路的构成图。

图16是本发明的实施方式7的旁路电路的另一例子的构成图。