JP2003088140A - Step-up/down converter and system interconnection inverter using the same - Google Patents

Step-up/down converter and system interconnection inverter using the same

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JP2003088140A
JP2003088140A JP2001276928A JP2001276928A JP2003088140A JP 2003088140 A JP2003088140 A JP 2003088140A JP 2001276928 A JP2001276928 A JP 2001276928A JP 2001276928 A JP2001276928 A JP 2001276928A JP 2003088140 A JP2003088140 A JP 2003088140A
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JP
Japan
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transistor
transistors
converter
inverter
voltage
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JP2001276928A
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Japanese (ja)
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Takeshi Uematsu
武 上松
Katsuaki Tanaka
克明 田中
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Original Assignee
TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a step-up/down converter which can step up and step down the voltage through simplified control. SOLUTION: This step-up/down converter is capable of converting a DC voltage 11 supplied across the input terminals to the ripple current and is composed of the first and second transistors Q1, Q2 connected in series across the input terminals, third and fourth transistors Q3, Q4 connected in series across the output terminals, a reactor L1 connected between a node of the first and second transistors Q1, Q2 and a node of the third and fourth transistors Q3, Q4, and a control circuit 16 for PWM control of arm consisting of the third and fourth transistors Q3, Q4 while the PWM drive of the arm consisting of the first and second transistors Q1, Q2. Accordingly, the step-up/down operations may be controlled easily by adequately setting the duties of these arms.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、昇降圧コンバータ
及びこれを用いた系統連系インバータに関し、さらに詳
細には、簡単な制御によって昇圧動作と降圧動作を行う
ことができる昇降圧コンバータ及びこれを用いた系統連
系インバータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a buck-boost converter and a system interconnection inverter using the buck-boost converter, and more particularly to a buck-boost converter capable of performing a boosting operation and a bucking operation by simple control and the buck-boost converter. Regarding the grid-connected inverter used.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、太陽電池や燃料電池などの直
流電源より供給される直流電力を系統に連系して交流電
力に変換する回路として、系統連系インバータが知られ
ている。系統連系インバータの例としては、特開200
0−152651号公報に記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a system interconnection inverter has been known as a circuit for converting DC power supplied from a DC power source such as a solar cell or a fuel cell into AC power by converting it to AC power. As an example of a grid interconnection inverter, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 0-152651.

【0003】図7は、同公報に記載された従来の系統連
系インバータの回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional grid interconnection inverter described in the publication.

【0004】図7に示されるように、同公報に記載され
た従来の系統連系インバータは、入力電源1より供給さ
れる直流電圧を昇圧するとともに波形成形を行う昇圧コ
ンバータ2と、昇圧コンバータからの出力を平滑する中
間段コンデンサ3と、出力電流Ioを正弦波に波形成形
するインバータ4と、出力電圧を平滑するフィルタ5
と、昇圧コンバータ2及びインバータ4の動作を制御す
る制御回路6とを備えており、制御回路6は、入力電源
1の電圧が系統電圧よりも低い状態においては、昇圧コ
ンバータ2を高周波でスイッチングさせるとともにイン
バータ4を系統電圧の極性に応じて低周波でスイッチン
グさせ、入力電源1の電圧が系統電圧よりも高い状態に
おいては、昇圧コンバータ2のスイッチングを停止させ
るとともにインバータ4を高周波でスイッチングさせて
いる。
As shown in FIG. 7, the conventional grid-connected inverter described in the publication includes a boost converter 2 that boosts a DC voltage supplied from an input power source 1 and performs waveform shaping, and a boost converter. Intermediate stage capacitor 3 for smoothing the output of, the inverter 4 for shaping the output current Io into a sine wave, and the filter 5 for smoothing the output voltage.
And a control circuit 6 for controlling the operations of the boost converter 2 and the inverter 4. The control circuit 6 switches the boost converter 2 at a high frequency when the voltage of the input power supply 1 is lower than the system voltage. At the same time, the inverter 4 is switched at a low frequency according to the polarity of the system voltage, and when the voltage of the input power supply 1 is higher than the system voltage, the switching of the boost converter 2 is stopped and the inverter 4 is switched at a high frequency. .

【0005】これによって、入力電源1の電圧が系統電
圧よりも低い状態においては、昇圧コンバータ2によっ
て昇圧及び波形成形が行われるとともに、入力電源1の
電圧が系統電圧よりも高い状態においては、インバータ
4によって波形成形が行われることになる。
Thus, when the voltage of the input power supply 1 is lower than the system voltage, the boost converter 2 performs boosting and waveform shaping, and when the voltage of the input power supply 1 is higher than the system voltage, the inverter is used. Waveform shaping is performed according to 4.

【0006】図7に示される従来の系統連系インバータ
においては、昇圧コンバータ2の出力は直流であり、そ
の電圧を十分に安定させる必要があることから、中間段
コンデンサ3には非常に大きな容量(約5000μF)
が要求される。このため、かかる中間段コンデンサ3と
しては電解コンデンサが一般的に用いられる。
In the conventional grid-connected inverter shown in FIG. 7, the output of the step-up converter 2 is direct current, and its voltage needs to be sufficiently stabilized. Therefore, the intermediate stage capacitor 3 has a very large capacitance. (About 5000μF)
Is required. Therefore, an electrolytic capacitor is generally used as the intermediate stage capacitor 3.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
電解コンデンサは大型であり、しかも他のコンデンサと
比べて寿命が短いことから、このような部品を用いると
系統連系インバータ全体が大型化するばかりでなく、信
頼性が低下するという問題が生じる。ここで、電解コン
デンサの寿命を長くし信頼性を高めるためには、複数の
電解コンデンサを並列に用いることが有効であるが、こ
の場合、さらなる大型化をもたらしてしまう。
However, since electrolytic capacitors are generally large in size and have a shorter life than other capacitors, the use of such components not only increases the size of the entire grid interconnection inverter. However, there is a problem that reliability is lowered. Here, it is effective to use a plurality of electrolytic capacitors in parallel in order to prolong the life of the electrolytic capacitors and improve the reliability, but in this case, the size is further increased.

【0008】さらに、上述した従来の系統連系インバー
タにおいては、入力電源1の電圧が系統電圧よりも低い
状態における動作(昇圧動作)と、入力電源1の電圧が
系統電圧よりも高い状態における動作(降圧動作)とが
大きく異なるため、制御が複雑であるとともに、動作の
切り替わりにおける出力波形に乱れが生じやすいという
問題があった。
Further, in the above-mentioned conventional grid-connected inverter, the operation when the voltage of the input power source 1 is lower than the system voltage (step-up operation) and the operation when the voltage of the input power source 1 is higher than the system voltage. (Step-down operation) is very different from that of the control method, and there is a problem that the control is complicated and the output waveform is easily disturbed when the operation is switched.

【0009】したがって、本発明の目的は、簡単な制御
によって昇圧動作と降圧動作を行うことができる昇降圧
コンバータ及びこれを用いた系統連系インバータを提供
することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a step-up / down converter capable of performing step-up operation and step-down operation by simple control and a grid interconnection inverter using the same.

【0010】また、本発明の他の目的は、昇圧動作と降
圧動作の切り替わりをスムーズに行うことができる昇降
圧コンバータ及びこれを用いた系統連系インバータを提
供することである。
Another object of the present invention is to provide a step-up / down converter capable of smoothly switching between step-up operation and step-down operation, and a grid interconnection inverter using the same.

【0011】また、本発明のさらに他の目的は、中間段
コンデンサとして電解コンデンサを用いる必要のない系
統連系インバータを提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a grid interconnection inverter which does not need to use an electrolytic capacitor as an intermediate stage capacitor.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
直流電源からの電力を交流負荷及び系統の少なくとも一
方に供給する系統連系インバータであって、前記直流電
源より供給される直流電圧を脈流に変換するコンバータ
と、前記コンバータから供給される前記脈流を交流に変
換するインバータと、前記コンバータと前記インバータ
との間に設けられた中間コンデンサと、前記コンバータ
の動作を制御する制御回路とを備え、前記コンバータ
が、前記直流電源に直列に接続される第1及び第2のト
ランジスタと、前記インバータの入力端間に直列に接続
された第3及び第4のトランジスタと、前記第1及び第
2のトランジスタの節点と前記第3及び第4のトランジ
スタの節点との間に接続されたリアクトルとを有し、前
記制御回路は、前記第1及び第2のトランジスタからな
るアームをPWM駆動しながら、前記第3及び第4のト
ランジスタからなるアームをPWM駆動することを特徴
とする系統連系インバータによって達成される。
The object of the present invention is to:
A system interconnection inverter that supplies electric power from a DC power source to at least one of an AC load and a system, a converter that converts a DC voltage supplied from the DC power source into a pulsating flow, and the pulse supplied from the converter. An inverter for converting the flow into an alternating current; an intermediate capacitor provided between the converter and the inverter; and a control circuit for controlling the operation of the converter, wherein the converter is connected in series to the DC power supply. First and second transistors, third and fourth transistors connected in series between the input terminals of the inverter, nodes of the first and second transistors, and the third and fourth transistors And a reactor connected between the first and second nodes, and the control circuit PWM-drives the arm composed of the first and second transistors. While, the arm consisting of the third and fourth transistors is achieved by the system interconnection inverter, characterized in that the PWM drive.

【0013】本発明によれば、第1及び第2のトランジ
スタからなるアームをPWM駆動しながら第3及び第4
のトランジスタからなるアームをPWM駆動しているこ
とから、これらのデューティを適切に設定することによ
り簡単に昇降圧動作を行うことができ、さらに、昇圧動
作と降圧動作の切り替わりをスムーズに行うことができ
る。また、本発明によれば、中間コンデンサに要求され
る容量値が小さいことから、装置全体のサイズを小型化
することが可能となる。
According to the present invention, the arms formed of the first and second transistors are PWM-driven and the third and fourth arms are driven.
Since the arm composed of transistors is driven by PWM, it is possible to easily perform the step-up / down operation by appropriately setting the duty, and to smoothly switch between the step-up operation and the step-down operation. it can. Further, according to the present invention, since the capacitance value required for the intermediate capacitor is small, it is possible to reduce the size of the entire device.

【0014】本発明の好ましい実施態様においては、前
記中間コンデンサがフィルムコンデンサからなる。
In a preferred embodiment of the present invention, the intermediate capacitor is a film capacitor.

【0015】本発明の好ましい実施態様によれば、装置
全体の信頼性を高めることが可能となる。
According to the preferred embodiment of the present invention, the reliability of the entire apparatus can be improved.

【0016】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記中間コンデンサの容量値が数μF〜数十μFに
設定されている。
[0016] In a further preferred aspect of the present invention, the capacitance value of the intermediate capacitor is set to several µF to several tens µF.

【0017】本発明の好ましい実施態様においては、前
記制御回路は、前記直流電圧が前記系統の電圧の絶対値
よりも低い場合には、前記第1のトランジスタのデュー
ティが前記第3のトランジスタのデューティよりも大き
くなるように前記コンバータを制御する。
In a preferred aspect of the present invention, the control circuit is configured such that when the DC voltage is lower than the absolute value of the voltage of the system, the duty of the first transistor is the duty of the third transistor. The converter is controlled to be larger than the above.

【0018】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記制御回路は、前記直流電圧が前記系統の電圧の
絶対値よりも高い場合には、前記第1のトランジスタの
デューティが前記第3のトランジスタのデューティより
も小さくなるように前記コンバータを制御する。
In a further preferred aspect of the present invention, the control circuit is configured such that when the DC voltage is higher than an absolute value of the voltage of the system, the duty of the first transistor is equal to that of the third transistor. The converter is controlled so as to be smaller than the duty.

【0019】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記制御回路が、第1の制御信号と搬送波とを比較
することによって前記第1及び第2のトランジスタのオ
ン/オフを制御し、第2の制御信号と前記搬送波とを比
較することによって前記第3及び第4のトランジスタの
オン/オフを制御する。
[0019] In a further preferred aspect of the present invention, the control circuit controls ON / OFF of the first and second transistors by comparing a first control signal with a carrier wave, and a second control circuit controls the ON / OFF of the first and second transistors. The ON / OFF of the third and fourth transistors is controlled by comparing a control signal with the carrier wave.

【0020】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記第1の制御信号が実質的に正弦波波形である。
[0020] In a further preferred aspect of the present invention, the first control signal has a substantially sinusoidal waveform.

【0021】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記第2の制御信号が実質的に直流波形である。
[0021] In a further preferred aspect of the present invention, the second control signal is substantially a DC waveform.

【0022】本発明の前記目的はまた、入力端間に供給
される直流電圧を脈流に変換する昇降圧コンバータであ
って、前記入力端間に直列に接続された第1及び第2の
トランジスタと、出力端間に直列に接続された第3及び
第4のトランジスタと、前記第1及び第2のトランジス
タの節点と前記第3及び第4のトランジスタの節点との
間に接続されたリアクトルと、前記第1及び第2のトラ
ンジスタからなるアームをPWM駆動しながら、前記第
3及び第4のトランジスタからなるアームをPWM駆動
する制御回路とを有していることを特徴とする昇降圧コ
ンバータによって達成される。
The above object of the present invention is also a step-up / down converter for converting a DC voltage supplied between the input terminals into a pulsating current, wherein first and second transistors connected in series between the input terminals. A third and a fourth transistor connected in series between the output terminals, and a reactor connected between the node of the first and the second transistor and the node of the third and the fourth transistor. And a control circuit that PWM-drives the arm composed of the first and second transistors while PWM-driving the arm composed of the third and fourth transistors. To be achieved.

【0023】本発明によれば、第1及び第2のトランジ
スタからなるアームをPWM駆動しながら第3及び第4
のトランジスタからなるアームをPWM駆動しているこ
とから、これらのデューティを適切に設定することによ
り簡単に昇降圧動作を行うことができ、さらに、昇圧動
作と降圧動作の切り替わりをスムーズに行うことができ
る。
According to the present invention, the arms formed of the first and second transistors are PWM-driven and the third and fourth arms are driven.
Since the arm composed of transistors is driven by PWM, it is possible to easily perform the step-up / down operation by appropriately setting the duty, and to smoothly switch between the step-up operation and the step-down operation. it can.

【0024】本発明の好ましい実施態様においては、前
記制御回路は、昇圧動作時においては、前記第1のトラ
ンジスタのデューティが前記第3のトランジスタのデュ
ーティよりも大きくなるように前記第1乃至第4のトラ
ンジスタを制御する。
[0024] In a preferred aspect of the present invention, the control circuit is configured such that, during a boosting operation, the duty of the first transistor is larger than the duty of the third transistor. Control the transistor.

【0025】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記制御回路は、降圧動作時においては、前記第1
のトランジスタのデューティが前記第3のトランジスタ
のデューティよりも小さくなるように前記第1乃至第4
のトランジスタを制御する。
[0025] In a further preferred aspect of the present invention, the control circuit is configured such that, in a step-down operation, the first
So that the duty of the second transistor is smaller than the duty of the third transistor.
Control the transistor.

【0026】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記制御回路が、第1の制御信号と搬送波とを比較
することによって前記第1及び第2のトランジスタのオ
ン/オフを制御し、第2の制御信号と前記搬送波とを比
較することによって前記第3及び第4のトランジスタの
オン/オフを制御する。
[0026] In a further preferred aspect of the present invention, the control circuit controls ON / OFF of the first and second transistors by comparing a first control signal with a carrier wave, and a second control circuit controls the ON / OFF of the first and second transistors. The ON / OFF of the third and fourth transistors is controlled by comparing a control signal with the carrier wave.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。本
実施態様にかかる系統連系インバータは、直流電源より
供給される直流電力を系統に連系して交流電力に変換す
る回路であり、特に限定されないが、直流電源としては
太陽電池や燃料電池からの電源を用いることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to the accompanying drawings,
A preferred embodiment of the present invention will be described in detail. The grid-connected inverter according to the present embodiment is a circuit that links DC power supplied from a DC power supply to a grid and converts the power into AC power, and is not particularly limited, but a DC power supply is a solar cell or a fuel cell. The power source can be used.

【0028】図1は、本発明の好ましい実施態様にかか
る系統連系インバータ10の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a grid interconnection inverter 10 according to a preferred embodiment of the present invention.

【0029】図1に示されるように、本実施態様にかか
る系統連系インバータ10は、直流電源11からの直流
電力を受け、これを交流に変換して交流負荷18及び系
統19に供給する回路であり、直流電源11の両端間に
接続され直流電源11の電圧を昇圧又は降圧するととも
に波形成形を行う昇降圧コンバータ13と、昇降圧コン
バータ13の出力端間に接続された中間コンデンサ14
と、昇降圧コンバータ13の出力端間に接続され出力電
流Ioが正弦波となるよう極性切り替えを行うインバー
タ15と、インバータ15の出力と交流負荷18及び系
統19との間に接続された平滑回路17と、昇降圧コン
バータ13及びインバータ15の動作を制御する制御回
路16とを備えており、平滑回路17の出力は、交流負
荷18及び系統19に接続されている。
As shown in FIG. 1, the grid interconnection inverter 10 according to this embodiment receives a DC power from a DC power supply 11, converts the DC power into an AC, and supplies the AC load 18 and a grid 19 with the DC power. And a step-up / down converter 13 connected between both ends of the DC power supply 11 for stepping up or down the voltage of the DC power supply 11 and performing waveform shaping, and an intermediate capacitor 14 connected between the output ends of the step-up / step-down converter 13.
And an inverter 15 connected between the output terminals of the step-up / down converter 13 to switch the polarity so that the output current Io becomes a sine wave, and a smoothing circuit connected between the output of the inverter 15 and the AC load 18 and the grid 19. 17 and a control circuit 16 for controlling the operations of the step-up / down converter 13 and the inverter 15. The output of the smoothing circuit 17 is connected to the AC load 18 and the grid 19.

【0030】昇降圧コンバータ13は、直列に接続され
た第1のトランジスタQ1及び第2のトランジスタQ2
からなる第1のアームと、直列に接続された第3のトラ
ンジスタQ3及び第4のトランジスタQ4からなる第2
のアームと、第1及び第2のトランジスタQ1、Q2の
節点と第3及び第4のトランジスタQ3、Q4の節点と
の間に接続されたエネルギー蓄積用のリアクトルL1
と、それぞれ第1〜第4のトランジスタQ1〜Q4に並
列に接続されたダイオードD1〜D4とを備える。図1
に示されるように、第1及び第2のトランジスタQ1、
Q2からなる第1のアームは、直流電源11の両端間に
接続されている。また、第3及び第4のトランジスタQ
3、Q4からなる第2のアームは、昇降圧コンバータ1
3の出力端となる。
The step-up / down converter 13 includes a first transistor Q1 and a second transistor Q2 connected in series.
And a second arm composed of a third transistor Q3 and a fourth transistor Q4 connected in series.
Energy storage reactor L1 connected between the first arm and the node of the first and second transistors Q1 and Q2 and the node of the third and fourth transistors Q3 and Q4.
And diodes D1 to D4 connected in parallel to the first to fourth transistors Q1 to Q4, respectively. Figure 1
, The first and second transistors Q1,
The first arm made up of Q2 is connected between both ends of the DC power supply 11. Also, the third and fourth transistors Q
The second arm composed of Q3 and Q4 is a buck-boost converter 1
3 output terminal.

【0031】以下に詳述するが、昇降圧コンバータ13
は、直流電源11からの入力電圧Epvが系統電源19
の電圧Voの絶対値よりも低い場合には昇圧動作を行
い、直流電源11からの入力電圧Epvが系統電源19
の電圧Voの絶対値よりも高い場合には降圧動作を行
う。
The buck-boost converter 13 will be described in detail below.
Indicates that the input voltage Epv from the DC power supply 11 is the system power supply 19
When the voltage Vo is lower than the absolute value of the voltage Vo, the boosting operation is performed and the input voltage Epv from the DC power supply 11 is
When the voltage Vo is higher than the absolute value of the voltage Vo, the step-down operation is performed.

【0032】中間コンデンサ14は、昇降圧コンバータ
13に含まれるリアクトルL1とともにフィルタを構成
する。その容量値としては、昇降圧コンバータ13が昇
圧動作を行う際に発生するリップル電流を吸収するのに
十分な値が求められ、具体的には、インダクタンスが5
μH程度のリアクトルL1を用いた場合には、数μF〜
数十μF程度に設定すればよい。このため、中間コンデ
ンサ14としては、特に限定されるものではないが、フ
ィルムコンデンサを用いることが好ましい。フィルムコ
ンデンサは電解コンデンサと比べてその寿命が非常に長
いため、本実施態様にかかる系統連系インバータ10の
信頼性を損ねることはない。また、必要とする容量値が
比較的小さいため、系統連系インバータ10の大型化が
防止される。
The intermediate capacitor 14 constitutes a filter together with the reactor L1 included in the step-up / down converter 13. As the capacitance value, a value sufficient to absorb the ripple current generated when the buck-boost converter 13 performs the boost operation is required, and specifically, the inductance is 5
When the reactor L1 of about μH is used, several μF to
It may be set to about several tens of μF. Therefore, the intermediate capacitor 14 is not particularly limited, but a film capacitor is preferably used. Since the film capacitor has a very long life as compared with the electrolytic capacitor, the reliability of the grid interconnection inverter 10 according to the present embodiment is not impaired. Further, since the required capacitance value is relatively small, the grid interconnection inverter 10 is prevented from becoming large.

【0033】インバータ15は、いわゆるフルブリッジ
回路であり、直列に接続された第5のトランジスタQ5
及び第6のトランジスタQ6からなる第3のアームと、
直列に接続された第7のトランジスタQ7及び第8のト
ランジスタQ8からなる第4のアームと、それぞれ第5
〜第8のトランジスタQ5〜Q8に並列に接続されたダ
イオードD5〜D8とを備える。図1に示されるよう
に、第5及び第6のトランジスタQ5、Q6からなる第
3のアーム及び第7及び第8のトランジスタQ7、Q8
からなる第4のアームは、いずれも昇降圧コンバータ1
3の出力端間に接続されており、第5及び第6のトラン
ジスタQ5、Q6の節点と第7及び第8のトランジスタ
Q7、Q8の節点との間に平滑回路17が接続される。
The inverter 15 is a so-called full bridge circuit, which is a fifth transistor Q5 connected in series.
And a third arm composed of a sixth transistor Q6,
A fourth arm composed of a seventh transistor Q7 and an eighth transistor Q8 connected in series, and a fourth arm
~ Eighth transistors Q5 to Q8 and diodes D5 to D8 connected in parallel. As shown in FIG. 1, a third arm composed of fifth and sixth transistors Q5 and Q6 and seventh and eighth transistors Q7 and Q8.
Each of the fourth arms is composed of a buck-boost converter 1
The smoothing circuit 17 is connected between the output terminals of the third and third nodes, and between the nodes of the fifth and sixth transistors Q5 and Q6 and the nodes of the seventh and eighth transistors Q7 and Q8.

【0034】平滑回路17は、ノイズ除去用のリアクト
ルL2及びコンデンサCOからなる。
The smoothing circuit 17 comprises a reactor L2 for removing noise and a capacitor CO.

【0035】さらに、平滑回路17と交流負荷18及び
系統19との間には、出力電流Ioを検出する出力電流
モニタMが備えられており、その検出値は制御回路16
に供給される。
Further, an output current monitor M for detecting the output current Io is provided between the smoothing circuit 17, the AC load 18, and the system 19, and the detected value is the control circuit 16.
Is supplied to.

【0036】制御回路16は、昇降圧コンバータ13の
動作を制御するための昇降圧コンバータ制御回路21
と、インバータ15の動作を制御するためのインバータ
制御回路22とを備えている。
The control circuit 16 is a buck-boost converter control circuit 21 for controlling the operation of the buck-boost converter 13.
And an inverter control circuit 22 for controlling the operation of the inverter 15.

【0037】図2は、昇降圧コンバータ制御回路21の
構成を概略的に示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the step-up / down converter control circuit 21.

【0038】図2に示されるように、昇降圧コンバータ
制御回路21は、全波整流器31と、ピーク電圧検出回
路32と、減算器33と、補償器34と、加算器35
と、正弦波生成器36と、乗算器37と、減算器38
と、補償器39と、加算器40と、搬送波発生回路41
と、ゲート回路42と、昇降圧コンバータ駆動回路43
とを備える。
As shown in FIG. 2, the buck-boost converter control circuit 21 includes a full-wave rectifier 31, a peak voltage detection circuit 32, a subtractor 33, a compensator 34, and an adder 35.
, Sine wave generator 36, multiplier 37, and subtractor 38
, Compensator 39, adder 40, and carrier generation circuit 41
, A gate circuit 42, and a buck-boost converter drive circuit 43
With.

【0039】全波整流器31は、出力電流モニタMの検
出値mを受けてこれを整流する回路であり、その出力は
ピーク電圧検出回路32に供給される。全波整流器31
としては、例えば、ダイオードによるフルブリッジ回路
を用いることができる。
The full-wave rectifier 31 is a circuit that receives the detected value m of the output current monitor M and rectifies it, and its output is supplied to the peak voltage detection circuit 32. Full wave rectifier 31
For example, a full bridge circuit using a diode can be used.

【0040】ピーク電圧検出回路32は、全波整流器3
1からの出力を直流化し、その直流電圧にπ/2を乗じ
ることによって、全波整流器31より供給される交流電
圧のピーク値を算出する。得られたピーク値は、減算器
33に供給される。
The peak voltage detection circuit 32 includes the full-wave rectifier 3
The peak value of the AC voltage supplied from the full-wave rectifier 31 is calculated by converting the output from 1 into DC and multiplying the DC voltage by π / 2. The obtained peak value is supplied to the subtractor 33.

【0041】減算器33は、出力電流の波高値の目標値
Ipeakからフィルタ31の出力値を減算する回路で
あり、その出力は補償器34に供給される。出力電流の
波高値の目標値Ipeakは、本実施態様にかかる系統
連系インバータ10の運転状況に応じて外部から与えら
れる。
The subtractor 33 is a circuit for subtracting the output value of the filter 31 from the target value Ipeak of the peak value of the output current, and its output is supplied to the compensator 34. The target value Ipeak of the peak value of the output current is given from the outside according to the operating condition of the grid interconnection inverter 10 according to the present embodiment.

【0042】補償器34は、制御性能の改善と安定化を
図るための回路であり、例えば、増幅器を用いることが
できる。
The compensator 34 is a circuit for improving and stabilizing the control performance, and for example, an amplifier can be used.

【0043】加算器35は、補償器34の出力値と直流
電源11の最大電力時の電圧Epvnとを加算する回路
であり、その出力である制御信号S3はゲート回路42
に供給される。かかる制御信号S3は、直流電源11の
最大電力時の電圧Epvnを、現在の出力電流の検出値
m及び出力電流の波高値の目標値Ipeakに基づいて
補正した直流信号である。
The adder 35 is a circuit for adding the output value of the compensator 34 and the voltage Epvn at the maximum power of the DC power supply 11, and the output of the control signal S3 is the gate circuit 42.
Is supplied to. The control signal S3 is a DC signal obtained by correcting the voltage Epvn at the maximum power of the DC power supply 11 based on the current detected value m of the output current and the target value Ipeak of the peak value of the output current.

【0044】正弦波生成器36は、正弦波sinを生成
する回路であり、その周波数としては系統電源19の周
波数と実質的に一致させられる。
The sine wave generator 36 is a circuit for generating a sine wave sin, and its frequency is substantially matched with the frequency of the system power supply 19.

【0045】乗算器37は、正弦波生成器36の出力で
ある正弦波sinと出力電流の波高値の目標値Ipea
kとを乗じる回路であり、その出力である出力電流の目
標値m’は減算器38に供給される。
The multiplier 37 outputs the sine wave sin output from the sine wave generator 36 and the target value Ipea of the peak value of the output current.
The target value m ′ of the output current, which is the output of the circuit, is supplied to the subtractor 38.

【0046】減算器38は、乗算器37の出力である出
力電流の目標値m’から出力電流モニタMの検出値mを
減算する回路であり、その出力は補償器39に供給され
る。
The subtractor 38 is a circuit for subtracting the detected value m of the output current monitor M from the target value m ′ of the output current output from the multiplier 37, and its output is supplied to the compensator 39.

【0047】補償器39は、制御性能の改善と安定化を
図るための回路であり、例えば、増幅器を用いることが
できる。
The compensator 39 is a circuit for improving and stabilizing the control performance, and for example, an amplifier can be used.

【0048】加算器40は、補償器39の出力値と出力
電圧Voの検出値とを加算する回路であり、その出力で
ある制御信号S1はゲート回路42に供給される。かか
る制御信号S1は、系統電源19の電圧波形を、現在の
出力電流の検出値m及び出力電流の波高値の目標値Ip
eakに基づいて補正した正弦波信号である。
The adder 40 is a circuit for adding the output value of the compensator 39 and the detected value of the output voltage Vo, and the control signal S1 which is the output thereof is supplied to the gate circuit 42. The control signal S1 changes the voltage waveform of the system power supply 19 into the detected value m of the current output current and the target value Ip of the peak value of the output current.
It is a sine wave signal corrected based on eak.

【0049】搬送波発生回路41は、搬送波S2を発生
する回路であり、かかる搬送波S2はゲート回路42に
供給される。搬送波S2の周波数は、系統電源19の周
波数よりも十分に高く設定され、特に限定されるもので
はないが、約16KHz程度に設定することが好まし
い。
The carrier wave generation circuit 41 is a circuit for generating a carrier wave S2, and the carrier wave S2 is supplied to the gate circuit 42. The frequency of the carrier wave S2 is set sufficiently higher than the frequency of the system power supply 19, and although not particularly limited, it is preferably set to about 16 KHz.

【0050】ゲート回路42は、制御信号S1、制御信
号S3及び搬送波S2を受け、制御信号S1と搬送波S
2を比較することによって昇降圧コンバータ制御信号c
1及びc2を生成するとともに、制御信号S3と搬送波
S2を比較することによって昇降圧コンバータ制御信号
c3及びc4を生成する回路である。その詳細について
は後述する。
The gate circuit 42 receives the control signal S1, the control signal S3 and the carrier wave S2, and receives the control signal S1 and the carrier wave S2.
By comparing two, the buck-boost converter control signal c
1 and c2, and a circuit that generates the step-up / down converter control signals c3 and c4 by comparing the control signal S3 with the carrier wave S2. The details will be described later.

【0051】昇降圧コンバータ駆動回路43は、昇降圧
コンバータ制御信号c1〜c4を増幅して昇降圧コンバ
ータ駆動信号C1〜C4を生成し、これらを第1乃至第
4のトランジスタQ1〜Q4のゲートにそれぞれ供給す
ることにより昇降圧コンバータ13を駆動する回路であ
る。したがって、昇降圧コンバータ駆動回路43には、
それぞれ昇降圧コンバータ制御信号c1〜c4を受け昇
降圧コンバータ駆動信号C1〜C4を出力する4つのバ
ッファ回路が含まれている。
The step-up / step-down converter drive circuit 43 amplifies the step-up / step-down converter control signals c1 to c4 to generate step-up / step-down converter drive signals C1 to C4, which are applied to the gates of the first to fourth transistors Q1 to Q4. It is a circuit that drives the step-up / down converter 13 by supplying each. Therefore, the buck-boost converter drive circuit 43 has
It includes four buffer circuits that receive the step-up / down converter control signals c1 to c4 and output the step-up / down converter drive signals C1 to C4, respectively.

【0052】図3は、インバータ制御回路22の構成を
概略的に示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the inverter control circuit 22.

【0053】図3に示されるように、インバータ制御回
路22は、出力電圧Voを受けてインバータ制御信号c
5〜c8を生成するインバータ制御信号生成回路51
と、インバータ制御信号c5〜c8を受けてインバータ
駆動信号C5〜C8を生成するインバータ駆動回路52
とを備える。
As shown in FIG. 3, the inverter control circuit 22 receives the output voltage Vo and receives the inverter control signal c.
Inverter control signal generation circuit 51 for generating 5 to c8
And an inverter drive circuit 52 that receives the inverter control signals c5 to c8 and generates the inverter drive signals C5 to C8.
With.

【0054】インバータ制御信号生成回路51は、出力
電圧Voの極性を検出し、これに基づいてインバータ制
御信号c5〜c8を生成する。より具体的には、出力電
圧Voの極性が正である場合には、インバータ制御信号
c5及びc8をハイレベル、インバータ制御信号c6及
びc7をローレベルとし、逆に、出力電圧Voの極性が
負である場合には、インバータ制御信号c6及びc7を
ハイレベル、インバータ制御信号c5及びc8をローレ
ベルとする。
The inverter control signal generation circuit 51 detects the polarity of the output voltage Vo and generates the inverter control signals c5 to c8 based on this. More specifically, when the polarity of the output voltage Vo is positive, the inverter control signals c5 and c8 are set to high level, the inverter control signals c6 and c7 are set to low level, and conversely, the polarity of the output voltage Vo is negative. If so, the inverter control signals c6 and c7 are set to high level, and the inverter control signals c5 and c8 are set to low level.

【0055】インバータ駆動回路52は、インバータ制
御信号c5〜c8を増幅してインバータ駆動信号C5〜
C8を生成し、これらを第5〜第8のトランジスタQ5
〜Q8のゲートにそれぞれ供給することによりインバー
タ15を駆動する回路である。したがって、インバータ
駆動回路52には、それぞれインバータ制御信号c5〜
c8を受けインバータ駆動信号C5〜C8を出力する4
つのバッファ回路が含まれている。
The inverter drive circuit 52 amplifies the inverter control signals c5 to c8 and outputs the inverter drive signals C5 to C5.
C8 is generated and these are added to the fifth to eighth transistors Q5.
Is a circuit for driving the inverter 15 by supplying each to the gates of Q8 to Q8. Therefore, the inverter drive circuit 52 has the inverter control signals c5 to c5.
Receives c8 and outputs inverter drive signals C5 to C8 4
Two buffer circuits are included.

【0056】次に、本実施態様にかかる系統連系インバ
ータ10の動作について説明する。
Next, the operation of the grid interconnection inverter 10 according to this embodiment will be described.

【0057】上述の通り、本実施態様にかかる系統連系
インバータ10に含まれる昇降圧コンバータ13は、直
流電源11からの入力電圧Epvが系統電源19の電圧
Voの絶対値よりも低い場合には昇圧動作を行い、直流
電源11からの入力電圧Epvが系統電源19の電圧V
oの絶対値よりも高い場合には降圧動作を行う。昇降圧
コンバータ13に対する昇圧制御及び降圧制御は、第1
のトランジスタQ1のデューティd1と第3のトランジ
スタQ3のデューティd3の比を制御することによって
行われる。次式は、これを説明するための式である。
As described above, the step-up / down converter 13 included in the system interconnection inverter 10 according to the present embodiment is used when the input voltage Epv from the DC power supply 11 is lower than the absolute value of the voltage Vo of the system power supply 19. The boosting operation is performed, and the input voltage Epv from the DC power supply 11 is the voltage V of the system power supply 19.
When it is higher than the absolute value of o, the step-down operation is performed. The step-up control and the step-down control for the step-up / down converter 13 are the first
Is controlled by controlling the ratio of the duty d1 of the transistor Q1 and the duty d3 of the third transistor Q3. The following formula is a formula for explaining this.

【0058】 e=(Epv×d1)/d3 (1) 式(1)において、eは昇降圧コンデンサ13の出力
電圧、すなわち、中間コンデンサ14の両端電圧であ
る。
E B = (Epv × d1) / d3 (1) In Expression (1), e B is the output voltage of the step-up / down capacitor 13, that is, the voltage across the intermediate capacitor 14.

【0059】式(1)から明らかなように、昇降圧コン
デンサ13の出力電圧eは、第1のトランジスタQ1
のデューティd1と第3のトランジスタQ3のデューテ
ィd3の比によって決まり、第1のトランジスタQ1の
デューティd1の方が第3のトランジスタQ3のデュー
ティd3よりも大きい場合には昇圧動作、逆に、第3の
トランジスタQ3のデューティd3の方が第1のトラン
ジスタQ1のデューティd1よりも大きい場合には降圧
動作となる。
As is clear from the equation (1), the output voltage e B of the step-up / down capacitor 13 is equal to the first transistor Q1.
Of the first transistor Q1 and the duty d3 of the third transistor Q3, and when the duty d1 of the first transistor Q1 is larger than the duty d3 of the third transistor Q3, the boosting operation is performed. When the duty d3 of the transistor Q3 is larger than the duty d1 of the first transistor Q1, the step-down operation is performed.

【0060】次に、第1のトランジスタQ1のデューテ
ィd1及び第3のトランジスタQ3のデューティd3の
決定方法について説明する。
Next, a method of determining the duty d1 of the first transistor Q1 and the duty d3 of the third transistor Q3 will be described.

【0061】図4は、制御信号S1のレベルが制御信号
S3のレベルよりも高い状態におけるゲート回路42の
動作を示すタイミング図であり、直流電源11からの入
力電圧Epvが系統電源19の電圧Voの絶対値よりも
低い場合にこのような状態となる。尚、図4は、非常に
短い期間を拡大して示していることから、実質的に正弦
波である制御信号S1のレベルは直線的に示されてい
る。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the gate circuit 42 when the level of the control signal S1 is higher than the level of the control signal S3. The input voltage Epv from the DC power supply 11 is the voltage Vo of the system power supply 19. This is the case when it is lower than the absolute value of. Since FIG. 4 shows a very short period in an enlarged manner, the level of the control signal S1 which is substantially a sine wave is shown linearly.

【0062】図4に示されるように、ゲート回路42
は、制御信号S1と搬送波S2を比較し、制御信号S1
が搬送波S2よりも高い期間においては昇降圧コンバー
タ制御信号c1をハイレベルとし、逆に、制御信号S1
が搬送波S2よりも低い期間においては昇降圧コンバー
タ制御信号c2をハイレベルとする。さらに、ゲート回
路42は、制御信号S3と搬送波S2を比較し、制御信
号S3が搬送波S2よりも高い期間においては昇降圧コ
ンバータ制御信号c3をハイレベルとし、逆に、制御信
号S3が搬送波S2よりも低い期間においては昇降圧コ
ンバータ制御信号c4をハイレベルとする。
As shown in FIG. 4, the gate circuit 42
Compares the control signal S1 with the carrier wave S2,
Is higher than the carrier wave S2, the buck-boost converter control signal c1 is set to high level, and conversely, the control signal S1
During the period when is lower than the carrier wave S2, the buck-boost converter control signal c2 is set to the high level. Further, the gate circuit 42 compares the control signal S3 with the carrier wave S2, sets the buck-boost converter control signal c3 to the high level in the period when the control signal S3 is higher than the carrier wave S2, and conversely, the control signal S3 is higher than the carrier wave S2. In the low period, the buck-boost converter control signal c4 is set to the high level.

【0063】これにより、昇降圧コンバータ制御信号c
1とc2は互いに逆相信号となり、昇降圧コンバータ制
御信号c3とc4は互いに逆相信号となるので、第1及
び第2のトランジスタQ1、Q2からなるアームと、第
3及び第4のトランジスタQ3、Q4からなるアーム
は、いずれも同時にPWM駆動されることになる。但
し、第1のトランジスタQ1と第2のトランジスタQ2
が同時にオンしたり、第3のトランジスタQ3と第4の
トランジスタQ4が同時にオンすることがないよう、昇
降圧コンバータ制御信号c1とc2の間及び昇降圧コン
バータ制御信号c3とc4の間にはデッドタイムが挿入
される。
As a result, the buck-boost converter control signal c
1 and c2 are opposite-phase signals to each other, and the step-up / down converter control signals c3 and c4 are opposite-phase signals to each other, so that the arm formed of the first and second transistors Q1 and Q2 and the third and fourth transistors Q3. , Q4 are simultaneously PWM-driven. However, the first transistor Q1 and the second transistor Q2
Are not turned on at the same time, or the third transistor Q3 and the fourth transistor Q4 are not turned on at the same time, there is dead between the buck-boost converter control signals c1 and c2 and between the buck-boost converter control signals c3 and c4. The time is inserted.

【0064】このような動作が行われることから、制御
信号S1のレベルが制御信号S3のレベルよりも高い状
態においては、第1のトランジスタQ1のデューティd
1の方が第3のトランジスタQ3のデューティd3より
も必然的に大きくなり、昇降圧コンバータ13は昇圧動
作を行う。昇降圧コンバータ13が昇圧動作を行う場
合、図4に示されるように、第1乃至第4のトランジス
タQ1〜Q4の導通状態としては、第1のトランジスタ
Q1と第3のトランジスタQ3がオンしている状態(状
態1)、第1のトランジスタQ1と第4のトランジスタ
Q4がオンしている状態(状態3)及び第2のトランジ
スタQ2と第4のトランジスタQ4がオンしている状態
(状態4)を繰り返すことになる。昇降圧コンバータ1
3が昇圧動作を行う場合には、第2のトランジスタQ2
と第3のトランジスタQ3がオンしている状態(状態
2)は存在しない。
Since such an operation is performed, when the level of the control signal S1 is higher than the level of the control signal S3, the duty d of the first transistor Q1 is increased.
1 is inevitably larger than the duty d3 of the third transistor Q3, and the buck-boost converter 13 performs a boosting operation. When the step-up / step-down converter 13 performs the boosting operation, as shown in FIG. 4, the first to fourth transistors Q1 to Q4 are turned on and the first transistor Q1 and the third transistor Q3 are turned on. State (state 1), state in which the first transistor Q1 and the fourth transistor Q4 are on (state 3), and state in which the second transistor Q2 and the fourth transistor Q4 are on (state 4) Will be repeated. Buck-boost converter 1
3 performs the boosting operation, the second transistor Q2
The state (state 2) in which the third transistor Q3 is on does not exist.

【0065】図5は、制御信号S1のレベルが制御信号
S3のレベルよりも低い状態におけるゲート回路42の
動作を示すタイミング図であり、直流電源11からの入
力電圧Epvが系統電源19の電圧Voの絶対値よりも
高い場合にこのような状態となる。尚、図5は、非常に
短い期間を拡大して示していることから、実質的に正弦
波である制御信号S1のレベルは直線的に示されてい
る。
FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the gate circuit 42 when the level of the control signal S1 is lower than the level of the control signal S3. The input voltage Epv from the DC power supply 11 is the voltage Vo of the system power supply 19. This is the case when it is higher than the absolute value of. It should be noted that since FIG. 5 shows a very short period in an enlarged manner, the level of the control signal S1 that is substantially a sine wave is shown linearly.

【0066】図5に示されるように、制御信号S1のレ
ベルが制御信号S3のレベルよりも低い状態において
は、第3トランジスタQ3のデューティd3の方が第1
のトランジスタQ1のデューティd1よりも必然的に大
きくなり、昇降圧コンバータ13は降圧動作を行う。昇
降圧コンバータ13が降圧動作を行う場合、図5に示さ
れるように、第1乃至第4のトランジスタQ1〜Q4の
導通状態としては、第1のトランジスタQ1と第3のト
ランジスタQ3がオンしている状態(状態1)、第2の
トランジスタQ2と第3のトランジスタQ3がオンして
いる状態(状態2)及び第2のトランジスタQ2と第4
のトランジスタQ4がオンしている状態(状態4)を繰
り返すことになる。昇降圧コンバータ13が昇圧動作を
行う場合には、第1のトランジスタQ1と第4のトラン
ジスタQ4がオンしている状態(状態3)は存在しな
い。
As shown in FIG. 5, when the level of the control signal S1 is lower than the level of the control signal S3, the duty d3 of the third transistor Q3 is the first.
Inevitably becomes larger than the duty d1 of the transistor Q1 and the step-up / down converter 13 performs the step-down operation. When the step-up / step-down converter 13 performs the step-down operation, as shown in FIG. 5, the first to fourth transistors Q1 to Q4 are turned on and the first transistor Q1 and the third transistor Q3 are turned on. State (state 1), state in which the second transistor Q2 and the third transistor Q3 are on (state 2), and state in which the second transistor Q2 and the fourth transistor Q2
The state (state 4) in which the transistor Q4 is turned on is repeated. When the step-up / down converter 13 performs a boosting operation, there is no state (state 3) in which the first transistor Q1 and the fourth transistor Q4 are on.

【0067】図6(a)〜(d)は、それぞれ状態1〜
状態4における系統連系インバータ10の等価回路図で
ある。
6A to 6D show states 1 to 1, respectively.
7 is an equivalent circuit diagram of the grid interconnection inverter 10 in state 4. FIG.

【0068】図6から明らかなように、状態1と状態3
が繰り返される場合、昇降圧コンバータ13の出力電圧
は直流電源11からの入力電圧Epvよりも高くなり
(昇圧動作)、状態1と状態2が繰り返される場合、昇
降圧コンバータ13の出力電圧は直流電源11からの入
力電圧Epvよりも低くなる(降圧動作)。
As is apparent from FIG. 6, state 1 and state 3
Is repeated, the output voltage of the buck-boost converter 13 becomes higher than the input voltage Epv from the DC power supply 11 (step-up operation), and when the states 1 and 2 are repeated, the output voltage of the buck-boost converter 13 is the DC power supply. It becomes lower than the input voltage Epv from 11 (step-down operation).

【0069】以上説明した動作により、昇降圧コンバー
タ13の出力端間の電圧波形は脈流波形となって系統電
源19の電圧の絶対値と実質的に一致し、これがインバ
ータ15によって正弦波に変換された後、系統電源19
に供給される。
By the operation described above, the voltage waveform between the output ends of the step-up / down converter 13 becomes a pulsating waveform and substantially matches the absolute value of the voltage of the system power supply 19, which is converted into a sine wave by the inverter 15. System power 19
Is supplied to.

【0070】このように、本実施態様によれば、昇降圧
コンバータ13を構成する第1〜第4のトランジスタQ
1〜Q4のオン/オフは、制御信号S1及びS3と搬送
波S2とを比較することにより決定されることから、昇
降圧コンバータ13による降圧動作と昇圧動作との切り
替えが自動的に行われることになり、昇圧動作と降圧動
作の切り替わりをスムーズに行うことができる。
As described above, according to this embodiment, the first to fourth transistors Q constituting the step-up / down converter 13 are formed.
Since ON / OFF of 1 to Q4 is determined by comparing the control signals S1 and S3 with the carrier wave S2, the buck-boost converter 13 automatically switches between the step-down operation and the step-up operation. Therefore, it is possible to smoothly switch between the step-up operation and the step-down operation.

【0071】また、本実施態様においては、中間コンデ
ンサ14は昇降圧コンバータ13が昇圧動作を行う際に
発生するリップル電流を吸収すればよいことから、その
容量値としては数μF〜数十μF程度でよく、小型なフ
ィルムコンデンサを用いることができる。これにより、
系統連系インバータ10全体を小型化することが可能と
なる。また、上述の通り、フィルムコンデンサは電解コ
ンデンサと比べてその寿命が非常に長いことから、本実
施態様にかかる系統連系インバータ10の信頼性が大幅
に高められる。
Further, in the present embodiment, the intermediate capacitor 14 has only to absorb the ripple current generated when the step-up / down converter 13 performs the boosting operation, so that the capacitance value thereof is about several μF to several tens μF. And a small film capacitor can be used. This allows
It is possible to downsize the entire grid interconnection inverter 10. Further, as described above, the life of the film capacitor is much longer than that of the electrolytic capacitor, so that the reliability of the grid interconnection inverter 10 according to this embodiment is significantly improved.

【0072】本発明は、以上の実施態様に限定されるこ
となく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることはいうまでもない。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. It goes without saying that it is a thing.

【0073】例えば、上記実施態様にかかる系統連系イ
ンバータ10を自立運転させる場合には、昇降圧コンバ
ータ制御回路21に供給される出力電流モニタMの検出
値mの代わりに出力電圧Voを用い、出力電圧Voの代
わりに出力電圧の目標値を用いればよい。
For example, when the grid interconnection inverter 10 according to the above embodiment is operated independently, the output voltage Vo is used in place of the detection value m of the output current monitor M supplied to the buck-boost converter control circuit 21, The target value of the output voltage may be used instead of the output voltage Vo.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な制御によって昇圧動作と降圧動作を行うことがで
きる昇降圧コンバータ及びこれを用いた系統連系インバ
ータを提供することが可能となる。また、本発明によれ
ば、小型であり且つ信頼性の高い系統連系インバータを
提供することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a step-up / down converter capable of performing a step-up operation and a step-down operation by simple control, and a system interconnection inverter using the step-up / step-down converter. Further, according to the present invention, it is possible to provide a small-sized and highly reliable grid interconnection inverter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の好ましい実施態様にかかる系統連系イ
ンバータ10の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a grid interconnection inverter 10 according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】昇降圧コンバータ制御回路21の構成を概略的
に示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of a step-up / down converter control circuit 21.

【図3】インバータ制御回路22の構成を概略的に示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of an inverter control circuit 22.

【図4】制御信号S1のレベルが制御信号S3のレベル
よりも高い状態におけるゲート回路42の動作を示すタ
イミング図である。
FIG. 4 is a timing chart showing an operation of the gate circuit when the level of the control signal S1 is higher than the level of the control signal S3.

【図5】制御信号S1のレベルが制御信号S3のレベル
よりも低い状態におけるゲート回路42の動作を示すタ
イミング図である。
FIG. 5 is a timing chart showing an operation of the gate circuit when the level of the control signal S1 is lower than the level of the control signal S3.

【図6】(a)〜(d)は、それぞれ状態1〜状態4に
おける系統連系インバータ10の等価回路図である。
6 (a) to 6 (d) are equivalent circuit diagrams of the grid interconnection inverter 10 in states 1 to 4, respectively.

【図7】従来の系統連系インバータの回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional grid interconnection inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 系統連系インバータ 11 直流電源 13 昇降圧コンバータ 14 中間コンデンサ 15 インバータ 16 制御回路 17 平滑回路 18 交流負荷 19 系統電源 21 昇降圧コンバータ制御回路 22 第2の昇降圧コンバータ制御回路 31 全波整流器 32 ピーク電圧検出回路 33 減算器 34 補償器 35 加算器 36 正弦波生成器 37 乗算器 38 減算器 39 補償器 40 加算器 41 搬送波発生回路 42 ゲート回路 43 昇降圧コンバータ駆動回路 51 制御信号生成回路 52 インバータ駆動回路 10 grid-connected inverter 11 DC power supply 13 Buck-Boost Converter 14 Intermediate capacitor 15 inverter 16 Control circuit 17 Smoothing circuit 18 AC load 19 system power supply 21 Buck-Boost Converter Control Circuit 22 Second Buck-Boost Converter Control Circuit 31 Full-wave rectifier 32 Peak voltage detection circuit 33 Subtractor 34 Compensator 35 adder 36 Sine wave generator 37 Multiplier 38 Subtractor 39 Compensator 40 adder 41 Carrier wave generation circuit 42 gate circuit 43 Buck-Boost Converter Drive Circuit 51 control signal generation circuit 52 Inverter drive circuit

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Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源からの電力を交流負荷及び系統
の少なくとも一方に供給する系統連系インバータであっ
て、前記直流電源より供給される直流電圧を脈流に変換
するコンバータと、前記コンバータから供給される前記
脈流を交流に変換するインバータと、前記コンバータと
前記インバータとの間に設けられた中間コンデンサと、
前記コンバータの動作を制御する制御回路とを備え、前
記コンバータが、前記直流電源に直列に接続される第1
及び第2のトランジスタと、前記インバータの入力端間
に直列に接続された第3及び第4のトランジスタと、前
記第1及び第2のトランジスタの節点と前記第3及び第
4のトランジスタの節点との間に接続されたリアクトル
とを備え、前記制御回路は、前記第1及び第2のトラン
ジスタからなるアームをPWM駆動しながら、前記第3
及び第4のトランジスタからなるアームをPWM駆動す
ることを特徴とする系統連系インバータ。
1. A grid interconnection inverter that supplies electric power from a DC power supply to at least one of an AC load and a grid, and a converter that converts a DC voltage supplied from the DC power supply into a pulsating current, and from the converter. An inverter for converting the supplied pulsating flow into an alternating current, and an intermediate capacitor provided between the converter and the inverter,
A control circuit for controlling the operation of the converter, wherein the converter is connected in series to the DC power supply;
And a second transistor, a third and a fourth transistor connected in series between the input terminals of the inverter, a node of the first and the second transistor, and a node of the third and the fourth transistor. And a reactor connected between the first and second transistors, and the control circuit performs PWM driving of the arm including the first and second transistors while
And a system interconnection inverter characterized by PWM-driving an arm made up of a fourth transistor.
【請求項2】 前記中間コンデンサがフィルムコンデン
サからなることを特徴とする請求項1に記載の系統連系
インバータ。
2. The grid interconnection inverter according to claim 1, wherein the intermediate capacitor is a film capacitor.
【請求項3】 前記中間コンデンサの容量値が数μF〜
数十μFであることを特徴とする請求項1または2に記
載の系統連系インバータ。
3. The capacitance value of the intermediate capacitor is several μF to
The grid-connected inverter according to claim 1, wherein the grid-connected inverter is several tens of μF.
【請求項4】 前記制御回路は、前記直流電圧が前記系
統の電圧の絶対値よりも低い場合には、前記第1のトラ
ンジスタのデューティが前記第3のトランジスタのデュ
ーティよりも大きくなるように前記コンバータを制御す
ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記
載の系統連系インバータ。
4. The control circuit sets the duty of the first transistor to be larger than the duty of the third transistor when the DC voltage is lower than the absolute value of the voltage of the system. The grid-connected inverter according to any one of claims 1 to 3, which controls a converter.
【請求項5】 前記制御回路は、前記直流電圧が前記系
統の電圧の絶対値よりも高い場合には、前記第1のトラ
ンジスタのデューティが前記第3のトランジスタのデュ
ーティよりも小さくなるように前記コンバータを制御す
ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記
載の系統連系インバータ。
5. The control circuit sets the duty of the first transistor smaller than the duty of the third transistor when the DC voltage is higher than the absolute value of the voltage of the system. The grid-connected inverter according to any one of claims 1 to 4, which controls a converter.
【請求項6】 前記制御回路が、第1の制御信号と搬送
波とを比較することによって前記第1及び第2のトラン
ジスタのオン/オフを制御し、第2の制御信号と前記搬
送波とを比較することによって前記第3及び第4のトラ
ンジスタのオン/オフを制御することを特徴とする請求
項1乃至5のいずれか1項に記載の系統連系インバー
タ。
6. The control circuit controls ON / OFF of the first and second transistors by comparing a first control signal with a carrier wave, and compares the second control signal with the carrier wave. The grid-connected inverter according to any one of claims 1 to 5, wherein ON / OFF of the third and fourth transistors is controlled by performing the operation.
【請求項7】 前記第1の制御信号が実質的に正弦波波
形であることを特徴とする請求項6に記載の系統連系イ
ンバータ。
7. The grid-connected inverter according to claim 6, wherein the first control signal has a substantially sinusoidal waveform.
【請求項8】 前記第2の制御信号が実質的に直流波形
であることを特徴とする請求項6または7に記載の系統
連系インバータ。
8. The grid-connected inverter according to claim 6, wherein the second control signal has a substantially DC waveform.
【請求項9】 入力端間に供給される直流電圧を脈流に
変換する昇降圧コンバータであって、前記入力端間に直
列に接続された第1及び第2のトランジスタと、出力端
間に直列に接続された第3及び第4のトランジスタと、
前記第1及び第2のトランジスタの節点と前記第3及び
第4のトランジスタの節点との間に接続されたリアクト
ルと、前記第1及び第2のトランジスタからなるアーム
をPWM駆動しながら、前記第3及び第4のトランジス
タからなるアームをPWM駆動する制御回路とを有して
いることを特徴とする昇降圧コンバータ。
9. A step-up / down converter for converting a DC voltage supplied between input terminals into a pulsating current, wherein a first and a second transistor connected in series between the input terminals and an output terminal are provided. A third and a fourth transistor connected in series,
While PWM driving the reactor connected between the node of the first and second transistors and the node of the third and fourth transistors and the arm composed of the first and second transistors, A step-up / step-down converter having a control circuit for PWM-driving an arm made up of a third transistor and a fourth transistor.
【請求項10】 前記制御回路は、昇圧動作時において
は、前記第1のトランジスタのデューティが前記第3の
トランジスタのデューティよりも大きくなるように前記
第1乃至第4のトランジスタを制御することを特徴とす
る請求項9に記載の昇降圧コンバータ。
10. The control circuit controls the first to fourth transistors such that the duty of the first transistor is larger than the duty of the third transistor during a boosting operation. The buck-boost converter according to claim 9, which is characterized in that.
【請求項11】 前記制御回路は、降圧動作時において
は、前記第1のトランジスタのデューティが前記第3の
トランジスタのデューティよりも小さくなるように前記
第1乃至第4のトランジスタを制御することを特徴とす
る請求項9または10に記載の昇降圧コンバータ。
11. The control circuit controls the first to fourth transistors such that the duty of the first transistor is smaller than the duty of the third transistor during the step-down operation. The buck-boost converter according to claim 9 or 10.
【請求項12】 前記制御回路が、第1の制御信号と搬
送波とを比較することによって前記第1及び第2のトラ
ンジスタのオン/オフを制御し、第2の制御信号と前記
搬送波とを比較することによって前記第3及び第4のト
ランジスタのオン/オフを制御することを特徴とする請
求項9乃至11のいずれか1項に記載の昇降圧コンバー
タ。
12. The control circuit controls ON / OFF of the first and second transistors by comparing a first control signal with a carrier wave, and compares the second control signal with the carrier wave. The buck-boost converter according to any one of claims 9 to 11, wherein ON / OFF of the third and fourth transistors is controlled by doing so.
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