JPH09121559A - Inverter device - Google Patents

Inverter device

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Publication number
JPH09121559A
JPH09121559A JP7275187A JP27518795A JPH09121559A JP H09121559 A JPH09121559 A JP H09121559A JP 7275187 A JP7275187 A JP 7275187A JP 27518795 A JP27518795 A JP 27518795A JP H09121559 A JPH09121559 A JP H09121559A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
inverter device
winding
current
neutral point
Prior art date
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Pending
Application number
JP7275187A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chihiro Okatsuchi
千尋 岡土
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba FA Systems Engineering Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7275187A priority Critical patent/JPH09121559A/en
Publication of JPH09121559A publication Critical patent/JPH09121559A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a compact high-efficiency inverter device which can obtain a single-phase three-wire or two-wire type AC voltage from one DC power source by outputting an AC voltage between the connecting point of two switch elements which are connected in series and a neutral point. SOLUTION: An inverter device is provided with boosting choppers 4-7 and 30 which obtain DC voltages P1 and N1 from one DC power source 1 and has a neutral point C and half bridge inverters 8 and 9 which are respectively connected between the positive sides and negative sides of the voltages P1 and N1 and composed of serial circuits of two switches. The inverter device outputs an AC voltage between the connecting point of the two switch elements which are connected in series and the neutral point. Therefore, a compact high- efficiency inverter device which can convert the DC voltage from one low- voltage DC power source 1 into a single-phase three-wire or two-wire type AC voltage without using any transformer, does not generate much noise nor leak current, and does not fluctuate the DC input voltage against the earth can be obtained.

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、1つの直流電源か
ら単相3線式或いは単相2線式の交流電圧を得るインバ
ータ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device for obtaining a single-phase, three-wire type or a single-phase, two-wire type AC voltage from one DC power source.

【0002】[0002]

【従来の技術】1つの直流電源から中性点を有する直流
電圧を得、単相3線式の交流系統に連系して運転するイ
ンバータ装置がある。本出願人は、この種の装置を先に
提案(特願平5-239432)したが、その構成を図6に示し
概要を説明する。
2. Description of the Related Art There is an inverter device which obtains a DC voltage having a neutral point from one DC power source and operates by connecting to a single-phase three-wire type AC system. The applicant of the present invention has previously proposed this type of device (Japanese Patent Application No. 5-239432), and its configuration will be shown in FIG. 6 and its outline will be described.

【0003】太陽電池 1の出力端子P、Nがコンデンサ
7に接続され1つの直流電源として機能する。リアクト
ル 3の一端が直流電源のP側に接続され他端がスイッチ
素子(IGBT) 4を介して直流電源のN側に接続さ
れ、IGBT 4をオンオフさせることによりリアクトル
3に充電電流を流すと共に、リアクトル 3の放電電流を
ダイオード 5とコンデンサ 6を介して流し、コンデンサ
6を充電するチョッパ回路として動作させ、コンデンサ
6の充電電圧を制御する。コンデンサ 6とコンデンサ 7
は電圧が加算されるように直列接続され、中性点Cを有
する直流電圧P1、N1 が得られる。
The output terminals P and N of the solar cell 1 are capacitors
It is connected to 7 and functions as one DC power supply. One end of the reactor 3 is connected to the P side of the DC power supply and the other end is connected to the N side of the DC power supply via the switch element (IGBT) 4, and the reactor is turned on and off by turning the IGBT 4 on and off.
The charging current flows through the capacitor 3 and the discharging current of the reactor 3 through the diode 5 and the capacitor 6,
It operates as a chopper circuit to charge 6 and a capacitor
Control charge voltage of 6. Capacitor 6 and Capacitor 7
Are connected in series so that the voltages are added, and DC voltages P1 and N1 having a neutral point C are obtained.

【0004】この中性点Cは単相3線式の交流系統(交
流電源13a,13b )の中性点に接続され、中性点Cを有す
る直流電圧のP1 とN1 間に、IGBT8aと8bの直列回
路でなる第1のハーフブリッジインバータ 8と、IGB
T9aと9bの直列回路でなる第2のハーフブリッジインバ
ータ 9が接続され、この第1、第2のハーフブリッジイ
ンバータ 8、 9の交流出力端子は、リアクトル10a と電
流検出器11a 、リアクトル10b と電流検出器11b を介し
てそれぞれ交流電源13a 、13b の一端に接続される。交
流電源13a 、13b にそれぞれ並列に接続されたコンデン
サ12a 、12b はPWM制御に伴う交流出力電圧に含まれ
るリップル電圧を吸収するためのものである。
The neutral point C is connected to the neutral point of a single-phase three-wire AC system (AC power supplies 13a and 13b), and the IGBTs 8a and 8b are connected between P1 and N1 of the DC voltage having the neutral point C. 1st half-bridge inverter 8 consisting of a series circuit of
The second half-bridge inverter 9 consisting of a series circuit of T9a and 9b is connected. The AC output terminals of the first and second half-bridge inverters 8 and 9 are the reactor 10a and the current detector 11a, the reactor 10b and the current 10b. The detectors 11b are connected to one ends of the AC power supplies 13a and 13b, respectively. The capacitors 12a and 12b connected in parallel to the AC power supplies 13a and 13b are for absorbing the ripple voltage contained in the AC output voltage due to the PWM control.

【0005】電圧制御部17は電圧基準Vdrと電圧検出器
15を介して検出されるコンデンサ 6の電圧検出値Vd を
比較し、その誤差を減少させるように電流基準Idrを出
力し、電流制御部18は電流基準Idrと電流検出器 2を介
して検出されるリアクトル 3に流れる電流検出値Id と
を比較してその誤差を減少させるように電流制御信号I
c を出力する。PWM制御回路19は電流制御信号Ic に
基づいてPWM信号G1 を出力し、前述のようにIGB
T 4をオン・オフさせてコンデンサ 6の充電電圧を電圧
基準に一致させるように制御する。
The voltage control unit 17 includes a voltage reference Vdr and a voltage detector.
The voltage detection value Vd of the capacitor 6 detected through 15 is compared, and the current reference Idr is output so as to reduce the error, and the current control unit 18 is detected through the current reference Idr and the current detector 2. The current control signal I is compared with the detected current value Id flowing through the reactor 3 to reduce the error.
Output c. The PWM control circuit 19 outputs the PWM signal G1 based on the current control signal Ic, and as described above, the IGB
The charging voltage of the capacitor 6 is controlled so as to match the voltage reference by turning on and off T 4.

【0006】最大電力制御(MPPT)回路20は、太陽
電池 1から最大出力電力を引き出すための出力電流基準
Imrを出力するものであるが、本発明には関係しないの
で詳細説明は省略する。電流基準回路21は出力電流基準
Imrと変圧器14を介して検出される交流電源13a 或いは
13b の電圧検出値Va に基づいて、交流電源の電圧位相
に同期した振幅Imrの交流の電流基準Ir を出力し、反
転回路22は電流基準Ir の極性を反転して位相差180 度
の電流基準−Ir を出力する。電流制御部23,24 はそれ
ぞれ電流基準Ir 、−Ir と電流検出器11a 、11b を介
して検出されるハーフブリッジインバータ 8、 9の交流
出力電流I1a、I1bとを比較してその誤差を減少させる
ように制御信号を出力し、PWM制御回路25、26を介し
てPWM信号G2 、G3 を出力し、ハーフブリッジイン
バータ 8、 9の交流出力電流I1a、I1bが電流基準Ir
、−Ir と一致するようにPWM制御する。これによ
り、太陽電池 1から引き出された最大出力電力は交流系
統側へ供給され連系運転が行われる。
The maximum power control (MPPT) circuit 20 outputs an output current reference Imr for extracting the maximum output power from the solar cell 1, but since it is not related to the present invention, its detailed description will be omitted. The current reference circuit 21 uses the output current reference Imr and the transformer 14 to detect the AC power supply 13a or
Based on the detected voltage value Va of 13b, an AC current reference Ir having an amplitude Imr synchronized with the voltage phase of the AC power source is output, and the inverting circuit 22 inverts the polarity of the current reference Ir to obtain a current reference with a phase difference of 180 degrees. -Ir is output. The current control units 23, 24 compare the current references Ir, -Ir with the AC output currents I1a, I1b of the half-bridge inverters 8, 9 detected via the current detectors 11a, 11b, respectively, and reduce the error. The control signals are output as described above, the PWM signals G2 and G3 are output through the PWM control circuits 25 and 26, and the AC output currents I1a and I1b of the half bridge inverters 8 and 9 are the current reference Ir.
, -Ir, and PWM control is performed. As a result, the maximum output power drawn from the solar cell 1 is supplied to the AC system side and the interconnection operation is performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図6の方式では、太陽
電池 1の出力電圧をそのまま片側の直流電源として使用
しているので、この直流電圧は交流電源13a,13b の電圧
のピーク値より高い電圧にする必要がある。ところが太
陽電池のセル面積が増大したり、電力容量が小さい場
合、太陽電池の電圧が160 V未満の設計となると交流電
圧110 Vのピーク値以下となり電流制御が不可能とな
る。このような場合にはインバータにより直流電圧を一
旦高周波に変換し、変圧器で昇圧した後、整流して昇圧
された直流電圧を得る方法を採用していた。このような
方法では回路が複雑になること、変圧器の磁束飽和を避
けるため磁束密度を下げて使用するので変圧器が比較的
大形になること、電力変換のためにスイッチ素子の電力
損失が増加して変換効率が低下し、コストも上昇するな
どの欠点があった。本発明はこれらの問題を解決するこ
とを目的としている。
In the system shown in FIG. 6, the output voltage of the solar cell 1 is used as it is as the DC power supply on one side, so this DC voltage is higher than the peak value of the voltage of the AC power supplies 13a and 13b. Must be voltage. However, when the cell area of the solar cell is increased or the power capacity is small, if the voltage of the solar cell is designed to be less than 160 V, the AC voltage becomes less than the peak value of 110 V, and the current control becomes impossible. In such a case, a method has been adopted in which a DC voltage is once converted into a high frequency by an inverter, boosted by a transformer, and then rectified to obtain a boosted DC voltage. This method complicates the circuit, reduces the magnetic flux density in order to avoid the magnetic flux saturation of the transformer, and thus the transformer is relatively large, and the power loss of the switch element for power conversion is small. However, there are drawbacks such as an increase in conversion efficiency, a decrease in conversion efficiency, and an increase in cost. The present invention aims to solve these problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインバータ装置は次のように構成する。1つ
の直流電源から中性点を有する直流電圧を得る昇圧チョ
ッパと、前記直流電圧の正負間に接続され、2個のスイ
ッチ素子の直列回路でなるハーフブリッジインバータを
備え、2個のスイッチ素子の直列接続点と前記中性点と
の間に交流電圧を出力する。(請求項1)(図1,3) 更に、前記ハーフブリッジインバータを2組備え、2組
のハーフブリッジインバータの交流出力と前記中性点と
の間に単相3線式の交流電圧を出力する。(請求項2)
(図1,3) 更に、電圧基準と前記直流電圧とを比較してその誤差を
減少させるように前記昇圧チョッパを制御する電圧制御
部を設け、前記直流電圧を一定に制御する。(請求項
3)(図1,図3) 更に、前記昇圧チョッパは、第1巻線と第2巻線を有す
るリアクトルと、前記第1巻線に前記直流電源から供給
される電流をオンオフするスイッチ素子を備え、前記ス
イッチ素子をオンさせて前記第1巻線に前記直流電源か
ら電流を供給して前記リアクトルにエネルギーを蓄積
し、前記スイッチ素子をオフさせて蓄積したエネルギー
を前記第1巻線と第2巻線からダイオードを介して直列
接続され2組のコンデンサに放電させ、中性点を有する
直流電圧を得る構成とする。(請求項4)(図1,5
(a)(b)) 更に、前記昇圧チョッパは、前記直流電源の正負間に接
続されるリアクトルとスイッチ素子の直列回路を備え、
前記スイッチ素子をオンさせて前記直流電源から供給さ
れる電流により前記リアクトルにエネルギーを蓄積し、
前記スイッチ素子をオフさせて蓄積されたエネルギーを
ダイオードを介して直列接続された2組のコンデンサに
放電させ、中性点を有する直流電圧を得る構成とする。
(請求項5)(図3) 更に、前記昇圧チョッパは、中間タップ付巻線を有する
リアクトルと、前記直流電源から前記巻線の一端と中間
タップ間の巻線に流す電流をオンオフするスイッチ素子
を備え、前記スイッチ素子をオンさせて前記直流電源か
ら供給される電流により前記リアクトルにエネルギーを
蓄積し、前記スイッチ素子をオフさせて蓄積したエネル
ギーを前記巻線の全体からダイオードを介して直列接続
され2組のコンデンサに放電させ、中性点を有する直流
電圧を得る構成とする。(請求項6)(図4(a)(c),図
5(c) ) 更に、180°の位相差を有する2組の電流基準と前記
2組のハーフブリッジインバータの出力電流検出値とを
それぞれ比較してその誤差を減少させるように該2組の
ハーフブリッジインバータをそれぞれ制御する2組の電
流制御部を備える。(請求項7)(図3) 更に、前記リアクトルに蓄積されたエネルギーを前記第
1巻線と第2巻線から直列接続された前記2組のコンデ
ンサに所定のエネルギー配分でそれぞれ供給し、2組の
コンデンサの電圧をバランスさせる。(請求項8)(図
1,図4(c) ,図5(a)(b)(c) ) 更に、前記直流電圧の中性点電位の変動に応じて補正信
号を生成し前記電流基準に加える補正手段を設け、前記
補正信号により中性点電位の変動を抑制するように前記
ハーフブリッジインバータの出力電流に直流成分を流
す。(請求項9)(図3) 更に、前記直流電圧の中性点電位の変動に応じて正極或
いは負極と中性点との間に流れる電流をオンオフするス
イッチを設け、中性点電位の変動に応じて前記直流電源
の正側と負側から供給される電流を変化させて中性点電
位の変動を抑制する。(請求項10)(図5(a)(b))
In order to achieve the above object, the inverter device of the present invention is constructed as follows. A boost chopper that obtains a DC voltage having a neutral point from one DC power source, and a half-bridge inverter that is connected between the positive and negative sides of the DC voltage and that is a series circuit of two switching elements, and is provided with two switching elements. An AC voltage is output between the series connection point and the neutral point. (Claim 1) (FIGS. 1 and 3) Further, two sets of the half bridge inverters are provided, and a single-phase three-wire type AC voltage is output between the AC outputs of the two sets of the half bridge inverters and the neutral point. To do. (Claim 2)
(FIGS. 1 and 3) Further, a voltage control unit for controlling the boost chopper so as to reduce the error by comparing the voltage reference with the DC voltage is provided, and the DC voltage is controlled to be constant. (Claim 3) (FIGS. 1 and 3) Further, the boost chopper turns on / off a reactor having a first winding and a second winding and a current supplied from the DC power supply to the first winding. A switch element is provided, the switch element is turned on, a current is supplied to the first winding from the DC power source to store energy in the reactor, and the switch element is turned off to store the stored energy. The line and the second winding are connected in series via a diode and discharged into two sets of capacitors to obtain a DC voltage having a neutral point. (Claim 4) (Figs. 1 and 5)
(a) (b)) Furthermore, the boost chopper includes a series circuit of a reactor and a switch element connected between the positive and negative sides of the DC power supply,
Energy is accumulated in the reactor by a current supplied from the DC power source by turning on the switch element,
The switch element is turned off to discharge the accumulated energy to two sets of capacitors connected in series via a diode to obtain a DC voltage having a neutral point.
(Claim 5) (FIG. 3) Further, the boost chopper includes a reactor having a winding with an intermediate tap and a switch element for turning on / off a current flowing from the DC power supply to the winding between one end of the winding and the intermediate tap. Energy is stored in the reactor by a current supplied from the DC power supply by turning on the switching element, and the energy stored by turning off the switching element is connected in series from the entire winding through a diode. The two sets of capacitors are discharged to obtain a DC voltage having a neutral point. (Claim 6) (FIGS. 4 (a) (c) and 5 (c)) Further, two sets of current references having a phase difference of 180 ° and output current detection values of the two sets of half bridge inverters are provided. Two sets of current control units are provided to respectively control the two sets of half-bridge inverters so as to reduce the error by comparing them. (Claim 7) (Fig. 3) Further, the energy stored in the reactor is supplied to the two sets of capacitors connected in series from the first winding and the second winding with predetermined energy distribution, respectively, and 2 Balance the voltage on the pair of capacitors. (Claim 8) (Fig. 1, Fig. 4 (c), Fig. 5 (a) (b) (c)) Furthermore, a correction signal is generated according to the fluctuation of the neutral point potential of the DC voltage, and the current reference is generated. Is provided, and a DC component is caused to flow in the output current of the half bridge inverter so as to suppress the fluctuation of the neutral point potential by the correction signal. (Claim 9) (FIG. 3) Further, a switch for turning on / off a current flowing between the positive electrode or the negative electrode and the neutral point according to the fluctuation of the neutral point potential of the direct current voltage is provided to change the neutral point potential. The current supplied from the positive side and the negative side of the DC power supply is changed according to the above, and the fluctuation of the neutral point potential is suppressed. (Claim 10) (Fig. 5 (a) (b))

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1〜4,8に対応
する実施例の構成を図1に示す。図1は要部構成を示し
たもので、30は一次巻線n1 と二次巻線n2 を有するリ
アクトル、31は太陽電池 1と並列に接続されるコンデン
サ、32は制御用電源、33は電流検出値の最大値を検出す
るピーク検出回路、35はダイオードである。その他は従
来(図6)と同じもので構成され、同一番号を付し説明
は省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the configuration of an embodiment corresponding to claims 1 to 4 and 8 of the present invention. Fig. 1 shows the configuration of the main parts. 30 is a reactor having a primary winding n1 and a secondary winding n2, 31 is a capacitor connected in parallel with the solar cell 1, 32 is a control power supply, and 33 is a current. A peak detection circuit that detects the maximum detection value, and 35 is a diode. Others are the same as those of the conventional one (FIG. 6), the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

【0010】リアクトル30の一次巻線n1 の一端がコン
デンサ31(太陽電池 1)の一端(P側)に接続され、該
一次巻線n1 の他端がスイッチ素子(IGBT) 4を介
してコンデンサ31の他端(N側)に接続される。ダイオ
ード35のアノード側が一次巻線n1 とIGBT 4の接続
点に接続され、カソード側がコンデンサ 6と 7の接続点
に接続されると共にリアクトル30の二次巻線n2 の一端
に接続され、二次巻線n2 の他端はダイオード 5を介し
てコンデンサ 6の一端に接続される。
One end of the primary winding n1 of the reactor 30 is connected to one end (P side) of a capacitor 31 (solar cell 1), and the other end of the primary winding n1 is connected via a switch element (IGBT) 4 to the capacitor 31. Is connected to the other end (N side) of. The anode side of the diode 35 is connected to the connection point of the primary winding n1 and the IGBT 4, the cathode side is connected to the connection point of the capacitors 6 and 7, and is also connected to one end of the secondary winding n2 of the reactor 30. The other end of the line n2 is connected to one end of a capacitor 6 via a diode 5.

【0011】上記構成において、IGBT 4をオンさせ
ると一次巻線n1 に電流が流れ、太陽電池 1から供給さ
れる所定の電力(エネルギー)がリアクトル30に蓄積さ
れ、IGBT 4をオフさせるとそのエネルギーが放電電
流として一次巻線n1 と二次巻線n2 から放出されコン
デンサ 6とコンデンサ 7が充電され、IGBT 4をオン
オフさせることによりチョッパ回路として機能する。コ
ンデンサ31は常時太陽電池 1で充電され、電流を供給す
るとき充電電荷を放出してP−N間の直流電圧の変動を
抑制する。
In the above-mentioned structure, when the IGBT 4 is turned on, a current flows through the primary winding n 1, a predetermined electric power (energy) supplied from the solar cell 1 is accumulated in the reactor 30, and when the IGBT 4 is turned off, the energy is stored. Is discharged as a discharge current from the primary winding n1 and the secondary winding n2 to charge the capacitors 6 and 7, and the IGBT 4 is turned on / off to function as a chopper circuit. The capacitor 31 is always charged by the solar cell 1, and releases a charge when supplying a current to suppress the fluctuation of the DC voltage between P and N.

【0012】電圧制御部17は電圧基準Vdrと電圧検出器
15を介して検出されるコンデンサ 6の電圧検出値Vd と
を比較しその誤差を減少させるように電流基準Idrを出
力する。ピーク検出回路33はリアクトル30の一次巻線n
1 に流れる電流Id のピーク値Idpを検出し、電流制御
部18は電流基準Idrと電流Id のピーク値Idpを比較し
てその誤差を減少させるように制御信号Ic を出力し、
PWM制御回路19は制御信号Ic に基づいてPWM信号
G1 を出力し、IGBT 4をオンオフさせてパルス幅変
調制御を行い、コンデンサ 6の電圧が電圧基準と等しく
なるように制御する。
The voltage controller 17 includes a voltage reference Vdr and a voltage detector.
The voltage reference value Vd of the capacitor 6 detected via 15 is compared and the current reference Idr is output so as to reduce the error. The peak detection circuit 33 is the primary winding n of the reactor 30.
The peak value Idp of the current Id flowing in 1 is detected, the current controller 18 compares the current reference Idr with the peak value Idp of the current Id, and outputs the control signal Ic so as to reduce the error.
The PWM control circuit 19 outputs the PWM signal G1 based on the control signal Ic, turns on and off the IGBT 4 to perform pulse width modulation control, and controls so that the voltage of the capacitor 6 becomes equal to the voltage reference.

【0013】図2(a) はチョッパ回路の機能を説明する
ための等価回路図、図2(b) はそのスイッチ素子 4をオ
ンオフさせたときの動作波形図である。パルス幅変調周
期T0 の期間中にスイッチ素子 4を所定時間T1 だけオ
ンさせると、太陽電池 1の電圧E1 がリアクトル30の一
次巻線n1 に印加されインダクタンスの値Lで決まる電
流変化率(E1 /L)で電流i1 が増加し所定のエネル
ギー(Li2 )が蓄積される。この所定期間T1 の間、
二次巻線n2 の電圧e2 は一次巻線n1 と二次巻線n2
の巻数比a(=n1 /n2 )で決まる電圧(−E1 /
a)が誘起するがダイオード 5で阻止され電流i2 は流
れない。スイッチ素子 4をオフさせると、リアクトル30
に蓄積されたエネルギーが一次巻線n1 と二次巻線n2
から放出され、一次巻線n1 からダイオード35を介して
コンデンサ 7に充電電流i1 が流れ、二次巻線n2 から
ダイオード 5を介してコンデンサ 6に充電電流i2 が流
れ、一次巻線n1 の電圧e3 はコンデンサ 7の充電電圧
E3 にクランプされ、二次巻線n2 の電圧e2 はコンデ
ンサ 6の充電電圧E2 にクランプされる。コンデンサ6,
7 と負荷で定まる放電時定数はパルス幅変調周期T0 よ
り十分大く設定されるので、各充電電圧E2 、E3 はほ
ぼ一定の値となる。
FIG. 2 (a) is an equivalent circuit diagram for explaining the function of the chopper circuit, and FIG. 2 (b) is an operation waveform diagram when the switch element 4 is turned on / off. When the switching element 4 is turned on for a predetermined time T1 during the pulse width modulation period T0, the voltage E1 of the solar cell 1 is applied to the primary winding n1 of the reactor 30 and the current change rate (E1 / increased current i1 at L) a predetermined energy (Li 2) are accumulated. During this predetermined period T1,
The voltage e2 of the secondary winding n2 is equal to the primary winding n1 and the secondary winding n2.
Of the voltage (-E1 //) determined by the turn ratio a (= n1 / n2) of
Although a) is induced, it is blocked by the diode 5 and the current i2 does not flow. When the switch element 4 is turned off, the reactor 30
The energy stored in the primary winding n1 and the secondary winding n2
Is discharged from the primary winding n1 to the capacitor 7 via the diode 35 to the capacitor 7, the secondary winding n2 to the capacitor 6 via the diode 5 to charge current i2, and the voltage e3 of the primary winding n1. Is clamped to the charging voltage E3 of the capacitor 7, and the voltage e2 of the secondary winding n2 is clamped to the charging voltage E2 of the capacitor 6. Capacitor 6,
Since the discharge time constant determined by 7 and the load is set sufficiently larger than the pulse width modulation period T0, each charging voltage E2, E3 becomes a substantially constant value.

【0014】スイッチ素子 4がオフしたとき、一次巻線
n1 の電流i1 は二次巻線n2 に電流i2 が流れるので
等アンペアターンの法則によりその分だけ急減し、減少
した電流i1 がコンデンサ 7を充電する。また、スイッ
チ素子 4がオンする時点で二次巻線n2 に電流i2 が流
れていると、スイッチ素子 4のオンと同時に等アンペア
ターンの法則によりその分だけ電流i1 は瞬時に増加す
る。
When the switching element 4 is turned off, the current i1 of the primary winding n1 flows through the secondary winding n2, so that the current i1 sharply decreases according to the equal ampere-turn law, and the reduced current i1 causes the capacitor 7 to decrease. To charge. If the current i2 is flowing through the secondary winding n2 when the switch element 4 is turned on, the current i1 is instantaneously increased by the equal ampere-turn law at the same time when the switch element 4 is turned on.

【0015】本実施例では太陽電池 1の電圧E1 が交流
電源13a,13b の電圧のピーク値より低い場合を考慮して
いるのでコンデンサ 7の電圧E3 も昇圧し、従来通りコ
ンデンサ 6の電圧E2 を制御している。太陽電池 1の電
圧E1 を100 V、コンデンサ6の電圧E2 を200 V、コ
ンデンサ 7の電圧E3 を200 Vに制御する場合、巻数比
aを1/2に設定し、コンデンサ 6の電圧E2 を200 V
に制御すると二次巻線n2 の電圧が200 V(ピーク値)
となり一次巻線n1 の電圧は100 Vとなり、コンデンサ
7の電圧E3 は太陽電池 1の電圧100 Vと一次巻線n1
の電圧100 Vが加算され200 Vに制御される。従って、
コンデンサ 7の電圧E3 はE1 +aE2に制御される。
In this embodiment, the case where the voltage E1 of the solar cell 1 is lower than the peak value of the voltage of the AC power supplies 13a and 13b is taken into consideration. Therefore, the voltage E3 of the capacitor 7 is also boosted and the voltage E2 of the capacitor 6 is changed as before. Have control. To control the voltage E1 of the solar cell 1 to 100 V, the voltage E2 of the capacitor 6 to 200 V, and the voltage E3 of the capacitor 7 to 200 V, set the turns ratio a to 1/2 and set the voltage E2 of the capacitor 6 to 200 V. V
When controlled to, the voltage of the secondary winding n2 is 200 V (peak value)
The voltage of the primary winding n1 becomes 100 V and the capacitor
The voltage E3 of 7 is 100 V of the solar cell 1 and the primary winding n1.
The voltage of 100 V is added and the voltage is controlled to 200 V. Therefore,
The voltage E3 of the capacitor 7 is controlled to E1 + aE2.

【0016】上述したように、コンデンサ 6に対しては
2倍の昇圧チョッパとして機能し、コンデンサ 7に対し
ては1倍の昇圧チョッパとして機能する。昇圧チョッパ
は昇圧比によって効率が変化するが、昇圧比1の場合は
効率は100 %に接近する。本実施例の場合、出力容量の
3/4 を昇圧チョッパで制御することになる。
As described above, the capacitor 6 functions as a double boost chopper, and the capacitor 7 functions as a single boost chopper. The efficiency of the boost chopper changes depending on the boost ratio, but when the boost ratio is 1, the efficiency approaches 100%. In the case of this embodiment,
3/4 will be controlled by the boost chopper.

【0017】なお、制御用電源32は制御回路へ電力を供
給するためのもので、本実施例では、コンデンサ 7側に
接続した例を示しているが、コンデンサ 6側に接続して
も良い。また、本実施例は図5(a) に示すように、極性
を反転させて実施することができる。
The control power supply 32 is for supplying electric power to the control circuit. In the present embodiment, an example in which it is connected to the capacitor 7 side is shown, but it may be connected to the capacitor 6 side. Further, this embodiment can be carried out by reversing the polarities as shown in FIG.

【0018】本実施例によれば、低電圧の1つの直流電
源から中性点を有する高電圧の直流電圧を得る場合に、
効率の良いDC/DC変換を行わせることができる。本
発明の請求項5、7、9に対応する実施例の構成を図3
に示す。
According to the present embodiment, when a high voltage DC voltage having a neutral point is obtained from one low voltage DC power source,
It is possible to perform efficient DC / DC conversion. FIG. 3 shows the configuration of an embodiment corresponding to claims 5, 7, and 9 of the present invention.
Shown in

【0019】この実施例は、リアクトル 3、IGBT
4、ダイオード 5からなる通常の昇圧チョッパ回路でコ
ンデンサ 6とコンデンサ 7の直列回路を充電して直列回
路全体の電圧(P1-N1 間)を一定に制御し、コンデン
サ 6とコンデンサ 7の直列接続点(中性点)Cの電位変
動に応じてハーフブリッジインバータ 8、 9の出力電流
を補正制御するようにしたもので、図3(a) はその要部
を示したものである。
In this embodiment, the reactor 3 and the IGBT are used.
4, the normal boost chopper circuit consisting of diode 5 charges the series circuit of capacitor 6 and capacitor 7 to control the voltage (between P1 and N1) of the entire series circuit to be constant, and the series connection point of capacitor 6 and capacitor 7 (Neutral point) The output currents of the half-bridge inverters 8 and 9 are corrected and controlled according to the potential change of C, and FIG. 3 (a) shows the main part thereof.

【0020】図3(a) において、太陽電池 1の電圧はチ
ョッパ回路により中性点Cを有する直流電圧P1 、N1
に変換される。直流電圧P1 、N1 間に抵抗40と41の直
列回路を接続し、電圧検出部42は抵抗40と41の直列接続
点C1 とコンデンサ 6とコンデンサ 7の直列接続点(中
性点)Cとの間の電圧誤差ΔVを検出し、補正部44は電
圧誤差ΔVに基づいて補正信号Idcを出力する。加算部
45、46は電流基準Ir、−Ir にそれぞれ補正信号Idc
を加えて補正された電流基準Ir1、−Ir1を出力する。
電流制御部23、24は補正された電流基準Ir1、−Ir1に
基づいて従来と同様にハーフブリッジインバータ8,9 の
交流出力電流を制御し、ポールトランス43でなる単相3
線式の交流電源に電力を供給する。
In FIG. 3 (a), the voltage of the solar cell 1 is DC voltage P1, N1 having a neutral point C by a chopper circuit.
Is converted to A series circuit of resistors 40 and 41 is connected between the DC voltages P1 and N1, and the voltage detecting unit 42 connects the series connection point C1 of the resistances 40 and 41 and the series connection point (neutral point) C of the capacitor 6 and the capacitor 7. The voltage error ΔV between them is detected, and the correction unit 44 outputs the correction signal Idc based on the voltage error ΔV. Adder
45 and 46 are correction signals Idc for the current references Ir and -Ir, respectively.
Then, the corrected current references Ir1 and -Ir1 are output.
The current control units 23 and 24 control the AC output currents of the half-bridge inverters 8 and 9 based on the corrected current references Ir1 and -Ir1 in the same manner as in the conventional case, and the single-phase 3 consisting of the pole transformer 43.
It supplies power to a line AC power supply.

【0021】抵抗40と41の抵抗値を等しく設定すると、
コンデンサ 6の電圧とコンデンサ 7の電圧が等しい場
合、電圧検出部42から出力される補正信号Idcの値はゼ
ロとなるので、加算部45、46から出力される電流基準I
r1、−Ir1は入力側の電流基準Ir 、−Ir と同じ値と
なり何も補正を行うことなく従来と同様にハーフブリッ
ジインバータ8,9 の交流出力電流を制御する。
If the resistance values of the resistors 40 and 41 are set equal,
When the voltage of the capacitor 6 and the voltage of the capacitor 7 are equal, the value of the correction signal Idc output from the voltage detecting unit 42 becomes zero, so that the current reference I output from the adding units 45 and 46 is obtained.
r1 and -Ir1 have the same values as the current reference Ir and -Ir on the input side, and the AC output currents of the half-bridge inverters 8 and 9 are controlled as before without any correction.

【0022】しかし、ハーフブリッジインバータ8,9 の
出力電力の僅かな差(出力電流、系統電圧、効率等の
差)によりコンデンサ 6とコンデンサ 7の電圧がアンバ
ランスになり、中性点Cの電位が一定値以上変動する
と、出力電流の波形歪みや直流分が発生する場合があ
る。この場合、本実施例では、中性点Cの電位が変動し
て電圧検出部42から電圧誤差ΔVが検出されると、補正
部44から電圧誤差ΔVに応じた補正信号Idcが出力され
て電流基準Ir 、−Ir に補正信号Idcが加算され、ハ
ーフブリッジインバータ 8と 9の出力電流I1aとI1bが
補正制御され、コンデンサ 6とコンデンサ 7から放電さ
れる電荷量が制御され電圧誤差ΔVがゼロになるように
制御される。
However, due to a slight difference in the output power of the half-bridge inverters 8 and 9 (difference in output current, system voltage, efficiency, etc.), the voltages of the capacitors 6 and 7 become unbalanced, and the potential of the neutral point C is increased. If the value fluctuates by a certain value or more, waveform distortion or DC component of the output current may occur. In this case, in this embodiment, when the potential of the neutral point C fluctuates and the voltage error ΔV is detected by the voltage detection unit 42, the correction unit Idc outputs a correction signal Idc corresponding to the voltage error ΔV and the current The correction signal Idc is added to the references Ir and -Ir, the output currents I1a and I1b of the half-bridge inverters 8 and 9 are corrected and controlled, the charge amount discharged from the capacitors 6 and 7 is controlled, and the voltage error ΔV becomes zero. Controlled to be.

【0023】例えば、コンデンサ 6の電圧が上昇しコン
デンサ 7の電圧が低下した場合、補正信号Idcはハーフ
ブリッジインバータ8,9 の交流出力電流I1a、I1bに過
渡的に直流分Idcを発生させ、コンデンサ 6の放電電荷
量を増加させ、コンデンサ 7の放電電荷量を減少させ
る方向に作用させ、結果的にコンデンサ 6とコンデン
サ7の電圧がバランスするように作用する。
For example, when the voltage of the capacitor 6 increases and the voltage of the capacitor 7 decreases, the correction signal Idc transiently generates a direct current component Idc in the AC output currents I1a and I1b of the half-bridge inverters 8 and 9 to generate the capacitor Idc. The discharge charge amount of 6 is increased and the discharge charge amount of the capacitor 7 is decreased, so that the voltages of the capacitors 6 and 7 are balanced.

【0024】図3(b) はハーフブリッジインバータ8,9
の交流出力電流I1a、I1bの波形図で、(イ)は補正が
行われない場合、(ロ)は補正が行われた場合を示して
いる。補正が行われた場合は(ロ)に示すように、補正
信号Idcは交流出力電流I1a、I1bの両方に同相の直流
分Idcを生じさせる。図は判りやすくするため直流分I
dcを大きく表現しているが実際には1%未満で十分であ
る。センタータップ付きのポールトランス43に対して直
流分Idcを同相で出力すると、直流励磁磁束が打ち消さ
れるので磁束飽和が発生せず何等悪影響を及ぼすことな
くコンデンサ電圧のバランス制御を行うことが可能とな
る。
FIG. 3 (b) shows a half bridge inverter 8,9.
In the waveform diagrams of the AC output currents I1a and I1b of (1), (a) shows the case where the correction is not carried out, and (b) shows the case where the correction is carried out. When the correction is performed, the correction signal Idc causes a direct-current component Idc of the same phase in both the AC output currents I1a and I1b as shown in (B). DC component I for clarity
Although dc is expressed largely, less than 1% is actually sufficient. When the DC component Idc is output in the same phase to the pole transformer 43 with the center tap, the DC exciting magnetic flux is canceled, so that the magnetic flux saturation does not occur and the balance control of the capacitor voltage can be performed without any adverse effect. .

【0025】本発明の請求項6、10に対応する実施例
を図4(a) に示す。この実施例は、リアクトル30の巻線
の途中にタップを設け、IGBT 4をオンさせて直流電
源 1からリアクトル30の一部の巻線n1 に電流を流して
リアクトル30にエネルギーを蓄積し、IGBT 4をオフ
させて蓄積されたエネルギーを全巻線(n1 +n2 )か
らダイオード 5を介してをコンデンサ 6と 7の直列回路
に放出させ、中性点Cを有する直流電圧P1 、N1 を得
るようにしたもので、昇圧チョッパとして機能する。
An embodiment corresponding to claims 6 and 10 of the present invention is shown in FIG. 4 (a). In this embodiment, a tap is provided in the winding of the reactor 30, the IGBT 4 is turned on, a current is passed from the DC power supply 1 to a part of the winding n1 of the reactor 30, energy is accumulated in the reactor 30, and the IGBT 30 is stored. 4 is turned off and the stored energy is discharged from all the windings (n1 + n2) through the diode 5 to the series circuit of the capacitors 6 and 7 to obtain the DC voltages P1 and N1 having the neutral point C. It functions as a boost chopper.

【0026】この方式は昇圧比を高くする場合、IGB
T 4のオン時間T1 が巻線n1 とn2 の巻数比により決
定することができ、ダイオード 5に流れる電流を小さく
することができる利点がある。
In this method, when the step-up ratio is increased, the IGB
The on-time T1 of T4 can be determined by the turn ratio of the windings n1 and n2, which has the advantage that the current flowing through the diode 5 can be reduced.

【0027】また、抵抗40と41の直列回路を直流電圧の
P1 、N1 間に接続し、トランジスタ47,48 のエミッタ
を中性点Cに接続しコレクタを抵抗49,50 を介して直流
電圧のP1 、N1 に接続し、ベースを抵抗40と41の直列
接続点C1 に接続して電圧バランス制御回路57を構成
し、コンデンサ 6と 7の電圧がアンバランスとなり中性
点Cの電位が変動したとき、トランジスタ47或いは48の
ベースに電流が流れ抵抗49或いは50に電流が流れてコン
デンサ 6と 7の電圧をバランスさせるよう制御する。例
えば、コンデンサ 6の電圧がコンデンサ 7の電圧より大
きくなるとトランジスタ47のベースに電流が流れトラン
ジスタ47がオンしてコンデンサ 6の電荷が抵抗49に放電
され電圧を低下させ電圧バランスを保つように制御す
る。
Also, a series circuit of resistors 40 and 41 is connected between P1 and N1 of the DC voltage, the emitters of transistors 47 and 48 are connected to the neutral point C, and the collectors of the DC voltage are connected via resistors 49 and 50. A voltage balance control circuit 57 is constructed by connecting P1 and N1 and connecting the base to the series connection point C1 of the resistors 40 and 41. The voltage of the capacitors 6 and 7 becomes unbalanced and the potential of the neutral point C fluctuates. At this time, a current flows through the base of the transistor 47 or 48, and a current flows through the resistor 49 or 50 so that the voltages of the capacitors 6 and 7 are balanced. For example, when the voltage of the capacitor 6 becomes higher than the voltage of the capacitor 7, a current flows through the base of the transistor 47, the transistor 47 is turned on, the charge of the capacitor 6 is discharged to the resistor 49, the voltage is lowered, and the voltage balance is maintained. .

【0028】また、上述した電圧バランス制御回路57は
図4(b) のように、トランジスタ47,48 の代わりにフォ
トモスリレー55,56 を用いた回路に変形して実施するこ
とができる。フォトモスリレーはフォトダイオード側に
所定電流が流れるとスイッチ部のFETがオンする構造
で、動作時間は多少遅い(数ミリ秒)がコンデンサ電圧
のバランス制御には十分である。
Further, the voltage balance control circuit 57 described above can be implemented by modifying it into a circuit using the photo MOS relays 55, 56 instead of the transistors 47, 48 as shown in FIG. 4 (b). The photoMOS relay has a structure in which the FET of the switch section is turned on when a predetermined current flows to the photodiode side, and the operation time is somewhat slow (several milliseconds), but it is sufficient for balance control of the capacitor voltage.

【0029】図4(a)(b)の実施例によれば、電圧バラン
ス制御のために流れる直流分が交流側に流出しない利点
がある。本発明の請求項6に対応する別の実施例を図4
(c) に示す。この実施例は、リアクトル30に蓄積された
エネルギーをコンデンサ 7、 6に供給する場合に、リア
クトル30の巻線n1 、n2 の巻数比によってエネルギー
配分を決定し、電圧バランスをとるようにしたもので、
基本思想は図1と同じである。リアクトル30の巻線のタ
ップにダイオード51のアノードとスイッチ素子52のエミ
ッタを接続し、コンデンサ 6と 7の直列接続点(中性点
C)にダイオード51のカソードとスイッチ素子52のコレ
クタを接続し、スイッチ素子52ベースを抵抗54を介して
リアクトル30の巻線n2 の一端に接続して構成する。そ
してスイッチ素子 4を所定時間オンさせて巻線n1 に電
流を流しリアクトル30にエネルギーを蓄積した後、スイ
ッチ素子 4をオフさせて巻線n2 に誘起する電圧により
スイッチ素子52をオンさせ、巻線n2 の放電電流をダイ
オード 5とスイッチ素子52を介してコンデンサ 6に流
し、巻線n1 の放電電流はダイオード51を介してコンデ
ンサ 7に流し、巻線n2と巻線n1 からそれぞれ所定の
エネルギーを供給することによりコンデンサ 6と7の電
圧をバランスさせる。この回路は、チョッパ回路が動作
する前にコンデンサ 7の電圧が太陽電池 1の電圧に充電
されるので、チョッパ回路が動作した時、コンデンサ 7
の電圧がコンデンサ 6の電圧より高くならないように、
巻線n2 の放電電流をスイッチ素子52を介して流すよう
にしている。なお、双方向ゼナーダイオード53はスイッ
チ素子52に印加されるゲート電圧を所定電圧に抑制する
ためのものである。
According to the embodiment shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), there is an advantage that the direct current component for controlling the voltage balance does not flow out to the alternating current side. FIG. 4 shows another embodiment corresponding to claim 6 of the present invention.
This is shown in (c). In this embodiment, when the energy stored in the reactor 30 is supplied to the capacitors 7 and 6, the energy distribution is determined by the turns ratio of the windings n1 and n2 of the reactor 30, and the voltage is balanced. ,
The basic idea is the same as in FIG. Connect the anode of the diode 51 and the emitter of the switch element 52 to the tap of the winding of the reactor 30, and connect the cathode of the diode 51 and the collector of the switch element 52 to the series connection point (neutral point C) of the capacitors 6 and 7. The base of the switch element 52 is connected to one end of the winding n2 of the reactor 30 via the resistor 54. Then, the switching element 4 is turned on for a predetermined time, a current is passed through the winding n1 to store energy in the reactor 30, and then the switching element 4 is turned off and the switching element 52 is turned on by the voltage induced in the winding n2. The discharge current of n2 is passed through the diode 5 and the switch element 52 to the capacitor 6, the discharge current of winding n1 is passed through the diode 51 to the capacitor 7, and the predetermined energy is supplied from the winding n2 and the winding n1. To balance the voltage of capacitors 6 and 7. In this circuit, the voltage of the capacitor 7 is charged to the voltage of the solar cell 1 before the chopper circuit operates, so when the chopper circuit operates, the capacitor 7
So that the voltage on the
The discharge current of the winding n2 is made to flow through the switch element 52. The bidirectional Zener diode 53 is for suppressing the gate voltage applied to the switch element 52 to a predetermined voltage.

【0030】本実施例によれば、スイッチ素子 4の耐電
圧を低くすることができ、MOSFETを使用すること
が可能となり効率を良くすることができる。また、図5
(b) に示すように、リアクトル30の巻線n1 とn2 の放
電ルートを変更して太陽電池 1の一端(P側)を直流電
圧P1 、N1 の中性点Cと同電位になるように接続して
実施することができる。基本的な技術思想は図1と同じ
であるが、巻線n1 がコンデンサ 6にエネルギーを供給
し、巻線n2 がコンデンサ 7にエネルギーを供給するよ
うにし、巻線n1 とn2 の巻数比は図1の場合とは逆に
なる。(請求項4、8) また、図5(c) に示すように、リアクトル30の巻線にセ
ンタータップを設け、リアクトル30に蓄積されたエネル
ギーをコンデンサ 6と 7に平等に配分するようにして実
施することができる。この実施例は負荷に供給する全電
力をチョッパ回路を介して伝達するので少し効率が低下
するが、太陽電池 1の一端(P側)を直流電圧P1 、N
1 の中性点Cと同電位にすることができ、回路構成がシ
ンプルになる利点がある。(請求項6、8)
According to this embodiment, the withstand voltage of the switch element 4 can be lowered, the MOSFET can be used, and the efficiency can be improved. FIG.
As shown in (b), the discharge routes of the windings n1 and n2 of the reactor 30 are changed so that one end (P side) of the solar cell 1 has the same potential as the neutral point C of the DC voltages P1 and N1. Can be connected and implemented. The basic technical idea is the same as in Fig. 1, but winding n1 supplies energy to capacitor 6, winding n2 supplies energy to capacitor 7, and the winding ratio between windings n1 and n2 is It is the opposite of the case of 1. (Claims 4 and 8) Further, as shown in Fig. 5 (c), a center tap is provided on the winding of the reactor 30 so that the energy accumulated in the reactor 30 is evenly distributed to the capacitors 6 and 7. It can be carried out. In this embodiment, since all the electric power supplied to the load is transmitted through the chopper circuit, the efficiency is slightly lowered, but one end (P side) of the solar cell 1 is connected to the DC voltage P1, N.
The neutral point C of 1 can be set to the same potential, which has the advantage of simplifying the circuit configuration. (Claims 6 and 8)

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、低い電圧の1つの直流
電源からトランスを用いることなく単相3線式や単相2
線式の交流電圧に変換することができ、しかも直流入力
電圧の対アース変動が無くノイズや漏洩電流の少ない高
効率でコンパクトなインバータ装置を提供することがで
きる。
According to the present invention, a single-phase three-wire system or a single-phase two-phase system can be used without using a transformer from one DC power source of a low voltage.
It is possible to provide a highly efficient and compact inverter device that can be converted into a line-type AC voltage and that has no fluctuation in the DC input voltage with respect to ground and has little noise or leakage current.

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

【図1】本発明の請求項1〜4、8に対応する実施例の
要部構成図。
FIG. 1 is a main part configuration diagram of an embodiment corresponding to claims 1 to 4 and 8 of the present invention.

【図2】上記実施例の作用を説明するための図で、(a)
は等価回路図、(b) は波形図。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the embodiment, and FIG.
Is an equivalent circuit diagram and (b) is a waveform diagram.

【図3】本発明の請求項3、7、9に対応する実施例の
要部構成図。
FIG. 3 is a main part configuration diagram of an embodiment corresponding to claims 3, 7, and 9 of the present invention.

【図4】(a) は本発明の請求項6、10に対応する実施
例、(b) は本発明の請求項10に対応する実施例、(c)
は本発明の請求項6、8に対応する実施例の要部構成
図。
4 (a) is an embodiment corresponding to claims 6 and 10 of the present invention, (b) is an embodiment corresponding to claim 10 of the present invention, (c)
Is a main part configuration diagram of an embodiment corresponding to claims 6 and 8 of the present invention.

【図5】(a) は本発明の請求項4、8に対応する実施
例、(b) は本発明の請求項4、8に対応する実施例、
(c) は本発明の請求項6、8に対応する実施例の要部構
成図。
5 (a) is an embodiment corresponding to claims 4 and 8 of the present invention, (b) is an embodiment corresponding to claims 4 and 8 of the present invention,
(c) is a main part configuration diagram of an embodiment corresponding to claims 6 and 8 of the present invention.

【図6】従来のインバータ装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional inverter device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…太陽電池 2…電流検出器 3…リアクトル 4,8a,8b,9a,9b
…IGBT 5…ダイオード 6,7…コンデン
サ 10a,10b …リアクトル 11a,11b …電流
検出器 12a,12b …コンデンサ 13a,13b …交流
電源 14…変圧器 15…電圧検出器 17,18,23,24 …増幅器 19,25,26…PW
M回路 20…最大電力点制御回路 21…電流基準回
路 22…反転回路 30…リアクトル(タッ
プ付又は二次巻線付) 31…コンデンサ 32…制御用電源 33…ピーク検出器 35…ダイオード 40,41 …抵抗 42…電圧検出器 43…ポールトランス 44…補正部 45,46 …加算回路
1 ... Solar cell 2 ... Current detector 3 ... Reactor 4,8a, 8b, 9a, 9b
… IGBT 5… Diodes 6, 7… Capacitors 10a, 10b… Reactors 11a, 11b… Current detectors 12a, 12b… Capacitors 13a, 13b… AC power supply 14… Transformer 15… Voltage detectors 17, 18, 23, 24… Amplifier 19,25,26… PW
M circuit 20 ... Maximum power point control circuit 21 ... Current reference circuit 22 ... Inversion circuit 30 ... Reactor (with tap or secondary winding) 31 ... Capacitor 32 ... Control power supply 33 ... Peak detector 35 ... Diode 40, 41 … Resistor 42… Voltage detector 43… Pole transformer 44… Correction unit 45,46… Addition circuit

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1つの直流電源から中性点を有する直流電
圧を得る昇圧チョッパと、前記直流電圧の正負間に接続
され、2個のスイッチ素子の直列回路でなるハーフブリ
ッジインバータを備え、2個のスイッチ素子の直列接続
点と前記中性点との間に交流電圧を出力することを特徴
とするインバータ装置。
1. A step-up chopper that obtains a DC voltage having a neutral point from one DC power source, and a half-bridge inverter that is connected between the positive and negative sides of the DC voltage and that is a series circuit of two switch elements. An inverter device which outputs an AC voltage between a series connection point of the individual switch elements and the neutral point.
【請求項2】請求項1に記載のインバータ装置におい
て、前記ハーフブリッジインバータを2組備え、2組の
ハーフブリッジインバータの交流出力と前記中性点との
間に単相3線式の交流電圧を出力することを特徴とする
インバータ装置。
2. The inverter device according to claim 1, wherein two sets of the half bridge inverters are provided, and a single-phase three-wire type AC voltage is provided between the AC outputs of the two sets of the half bridge inverters and the neutral point. An inverter device characterized by outputting
【請求項3】請求項1又は請求項2に記載のインバータ
装置において、電圧基準と前記直流電圧とを比較してそ
の誤差を減少させるように前記昇圧チョッパを制御する
電圧制御部を設け、前記直流電圧を一定に制御すること
を特徴とするインバータ装置。
3. The inverter device according to claim 1, further comprising a voltage control unit for controlling the boost chopper so as to reduce a difference between a voltage reference and the DC voltage and reduce an error thereof. An inverter device characterized in that a DC voltage is controlled to be constant.
【請求項4】請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の
インバータ装置において、前記昇圧チョッパは、第1巻
線と第2巻線を有するリアクトルと、前記第1巻線に前
記直流電源から供給される電流をオンオフするスイッチ
素子を備え、前記スイッチ素子をオンさせて前記第1巻
線に前記直流電源から電流を供給して前記リアクトルに
エネルギーを蓄積し、前記スイッチ素子をオフさせて蓄
積したエネルギーを前記第1巻線と第2巻線からダイオ
ードを介して直列接続され2組のコンデンサに放電さ
せ、中性点を有する直流電圧を得る構成とすることを特
徴とするインバータ装置。
4. The inverter device according to claim 1, wherein the boost chopper includes a reactor having a first winding and a second winding, and the DC power supply in the first winding. A switch element for turning on and off a current supplied from the DC power source to supply current to the first winding to store energy in the reactor and turn off the switch element. An inverter device characterized in that the stored energy is discharged from two coils, which are connected in series from the first winding and the second winding via a diode, to obtain a DC voltage having a neutral point.
【請求項5】請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の
インバータ装置において、前記昇圧チョッパは、前記直
流電源の正負間に接続されるリアクトルとスイッチ素子
の直列回路を備え、前記スイッチ素子をオンさせて前記
直流電源から供給される電流により前記リアクトルにエ
ネルギーを蓄積し、前記スイッチ素子をオフさせて蓄積
されたエネルギーをダイオードを介して直列接続された
2組のコンデンサに放電させ、中性点を有する直流電圧
を得る構成とすることを特徴とするインバータ装置。
5. The inverter device according to any one of claims 1 to 3, wherein the boost chopper includes a series circuit of a reactor and a switch element connected between the positive and negative sides of the DC power supply, and the switch element. Is turned on to store energy in the reactor by a current supplied from the DC power source, the switch element is turned off to discharge the stored energy to two sets of capacitors connected in series via a diode, and An inverter device having a configuration for obtaining a DC voltage having a characteristic.
【請求項6】請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の
インバータ装置において、前記昇圧チョッパは、中間タ
ップ付巻線を有するリアクトルと、前記直流電源から前
記巻線の一端と中間タップ間の巻線に流す電流をオンオ
フするスイッチ素子を備え、前記スイッチ素子をオンさ
せて前記直流電源から供給される電流により前記リアク
トルにエネルギーを蓄積し、前記スイッチ素子をオフさ
せて蓄積したエネルギーを前記巻線の全体からダイオー
ドを介して直列接続され2組のコンデンサに放電させ、
中性点を有する直流電圧を得る構成とすることを特徴と
するインバータ装置。
6. The inverter device according to any one of claims 1 to 3, wherein the boost chopper includes a reactor having a winding with an intermediate tap, and between the DC power source and one end of the winding and the intermediate tap. A switch element for turning on / off a current flowing through the winding, and turning on the switch element to store energy in the reactor by a current supplied from the DC power source, turning off the switch element to store the stored energy. The entire winding is connected in series via a diode and discharged into two sets of capacitors,
An inverter device having a configuration for obtaining a DC voltage having a neutral point.
【請求項7】請求項4乃至請求項6のいずれかに記載の
インバータ装置において、180°の位相差を有する2
組の電流基準と前記2組のハーフブリッジインバータの
出力電流検出値とをそれぞれ比較してその誤差を減少さ
せるように該2組のハーフブリッジインバータをそれぞ
れ制御する2組の電流制御部を備えたことを特徴とする
インバータ装置。
7. The inverter device according to any one of claims 4 to 6, wherein the inverter device has a phase difference of 180 °.
Two sets of current control units are provided to respectively control the two sets of half-bridge inverters so as to reduce the error by comparing the set current reference with the output current detection values of the two sets of half-bridge inverters. An inverter device characterized in that
【請求項8】請求項4に記載のインバータ装置におい
て、前記リアクトルに蓄積されたエネルギーを前記第1
巻線と第2巻線から直列接続された前記2組のコンデン
サに所定のエネルギー配分でそれぞれ供給し、2組のコ
ンデンサの電圧をバランスさせることを特徴とするイン
バータ装置。
8. The inverter device according to claim 4, wherein the energy stored in the reactor is converted to the first energy.
An inverter device characterized in that the two sets of capacitors connected in series from a winding and a second winding are respectively supplied with a predetermined energy distribution to balance the voltages of the two sets of capacitors.
【請求項9】請求項7に記載のインバータ装置におい
て、前記直流電圧の中性点電位の変動に応じて補正信号
を生成し前記電流基準に加える補正手段を設け、前記補
正信号により中性点電位の変動を抑制するように前記ハ
ーフブリッジインバータの出力電流に直流成分を流すこ
とを特徴とするインバータ装置。
9. The inverter device according to claim 7, further comprising a correction unit that generates a correction signal in response to a change in neutral point potential of the DC voltage and adds the correction signal to the current reference, and the neutral point is generated by the correction signal. An inverter device, wherein a direct current component is caused to flow in an output current of the half bridge inverter so as to suppress a potential change.
【請求項10】請求項7に記載のインバータ装置におい
て、前記直流電圧の中性点電位の変動に応じて正極或い
は負極と中性点との間に流れる電流をオンオフするスイ
ッチを設け、中性点電位の変動に応じて前記直流電源の
正側と負側から供給される電流を変化させて中性点電位
の変動を抑制することを特徴とするインバータ装置。
10. The inverter device according to claim 7, further comprising a switch for turning on / off a current flowing between a positive electrode or a negative electrode and a neutral point according to a change of a neutral point potential of the DC voltage. An inverter device, characterized in that the current supplied from the positive side and the negative side of the DC power supply is changed according to the change of the point potential to suppress the change of the neutral point potential.
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