JP2000152647A - System interconnection inverter - Google Patents

System interconnection inverter

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JP2000152647A
JP2000152647A JP10314261A JP31426198A JP2000152647A JP 2000152647 A JP2000152647 A JP 2000152647A JP 10314261 A JP10314261 A JP 10314261A JP 31426198 A JP31426198 A JP 31426198A JP 2000152647 A JP2000152647 A JP 2000152647A
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眞一郎 住吉
Takeshi Kitaizumi
武 北泉
Takaaki Okude
隆昭 奥出
Masaharu Ohashi
正治 大橋
Kiyoshi Izaki
潔 井崎
Kenji Ito
謙次 伊藤
Tadashi Sadahira
匡史 貞平
Taketoshi Sato
武年 佐藤
Hideki Omori
英樹 大森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system interconnection inverter which can accurately form waveform of an output current, even if changes occur in the input voltage to the inverter and in the system voltage. SOLUTION: The high-frequency switching of a switching element of an inverter 5 is controlled, so that the upper limit and lower limit of the command value are generated in the predetermined hysteresis width for the command value forming the waveform of an output current is with a command value upper limit generating means 13 an a command value lower limit generating means 14, and an output reactor current of an output reactor 6a detected with an output reactor current detecting means 12 is maintained between the command value upper limit and command value lower limit. When the output reactor current becomes lower than the command value lower limit, a switching element Q1 is turned on and the switching element Q2 is turned off. When such an output reactor current exceeds the command value upper limit, the switching element Q1 is turned off, while the Q2 is turned on. The output reactor current takes values between the command upper limit and lower limit, and the average current thereof becomes an output, current depending on the command value.

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、太陽電池、燃料電
池などの直流電力を系統に連系し、交流電力として供給
する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 grid-connected inverter for linking DC power from a solar cell, a fuel cell, or the like to a system and supplying it as AC power.

【0002】[0002]

【従来の技術】以下、従来の系統連系インバータについ
て図面を参照しながら説明する。図11は従来の系統連
系インバータの一例の構成を示すブロック図である。
2. Description of the Related Art A conventional system interconnection inverter will be described below with reference to the drawings. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an example of a conventional system interconnection inverter.

【0003】従来、系統連系インバータは、直流の入力
電源1から直流電力を入力し、50Hzまたは60Hz
の交流に変換して系統2に交流電力を供給している。系
統連系インバータは、入力電圧Vinを系統電圧VACより
高い電圧に昇圧する昇圧コンバータ3と、昇圧された電
圧の高周波成分を除去する中間段コンデンサ4と、出力
電流を正弦波に波形成形するインバータ5と、インバー
タ5の出力から高周波ノイズを除去するフィルタ6とを
備え、系統2に接続されている。とくに、昇圧コンバー
タ3は、入力電圧を平滑する平滑コンデンサ3a、エネ
ルギー蓄積用の直流リアクトル3b、昇圧用スイッチン
グ素子3c、および昇圧用ダイオード3dで構成され、
インバータ5はスイッチング素子Q1〜Q4を4石使用し
たフルブリッジ構成となっている。
Conventionally, a grid-connected inverter inputs DC power from a DC input power supply 1 and outputs 50 Hz or 60 Hz.
And supplies AC power to the system 2. The system interconnection inverter includes a boost converter 3 for boosting the input voltage Vin to a voltage higher than the system voltage VAC, an intermediate-stage capacitor 4 for removing a high-frequency component of the boosted voltage, and an inverter for shaping the output current into a sine wave. 5 and a filter 6 for removing high-frequency noise from the output of the inverter 5, and are connected to the system 2. In particular, the boost converter 3 includes a smoothing capacitor 3a for smoothing an input voltage, a DC reactor 3b for accumulating energy, a boost switching element 3c, and a boost diode 3d.
The inverter 5 has a full bridge configuration using four switching elements Q1 to Q4.

【0004】上記構成における動作について図面を参照
しながら説明する。図11は上記従来例の動作を示す波
形図である。図11において、(a)は基準波と三角
波、(b)はスイッチング素子Q1 のゲート信号、
(c)はスイッチング素子Q2 のゲート信号、(d)は
スイッチング素子Q3 のゲート信号、(e)はスイッチ
ング素子Q4 のゲート信号を示す。系統連系インバータ
の出力電流io は出力電流検出手段7で検出され、電流
指令手段8が出力する正弦波形の指令値と比較される。
その差は誤差増幅器9によって基準波として出力され、
比較器10で三角波発生手段11の三角波と比較し、前
記三角波と前記基準波との大小により、スイッチング素
子Q1 とスイッチング素子Q2 のオンオフを決定する。
系統2の系統電圧VACが正のときはスイッチング素子Q
1 とスイッチング素子Q4 がオンとなることにより系統
2に電流が流れ、逆に、系統電圧VACが負のときはスイ
ッチング素子Q2 とスイッチング素子Q3 がオンとな
る。図12に示したように、スイッチング素子Q1 とス
イッチング素子Q2 とが高周波スイッチングし、スイッ
チング素子Q3 とスイッチング素子Q4 とが商用周波数
でスイッチングする。なお、スイッチング素子Q1 とス
イッチング素子Q4 との組み合せ、またはスイッチング
素子Q2 とスイッチング素子Q3 との組み合わせで同時
に高周波スイッチングする場合も同様である。
The operation of the above configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a waveform chart showing the operation of the conventional example. 11A shows a reference wave and a triangular wave, FIG. 11B shows a gate signal of the switching element Q1,
(C) shows the gate signal of the switching element Q2, (d) shows the gate signal of the switching element Q3, and (e) shows the gate signal of the switching element Q4. The output current io of the grid-connected inverter is detected by the output current detection means 7 and compared with a sine waveform command value output from the current command means 8.
The difference is output as a reference wave by the error amplifier 9,
The comparator 10 compares the triangular wave with the triangular wave generated by the triangular wave generating means 11, and determines on / off of the switching elements Q1 and Q2 according to the magnitude of the triangular wave and the reference wave.
When system voltage VAC of system 2 is positive, switching element Q
When the switch 1 and the switching element Q4 are turned on, a current flows through the system 2. On the contrary, when the system voltage VAC is negative, the switching element Q2 and the switching element Q3 are turned on. As shown in FIG. 12, the switching elements Q1 and Q2 perform high-frequency switching, and the switching elements Q3 and Q4 switch at the commercial frequency. The same applies to the case where high frequency switching is simultaneously performed by a combination of the switching element Q1 and the switching element Q4 or a combination of the switching element Q2 and the switching element Q3.

【0005】前記三角波は、一定の周波数で動作してい
るために、たとえば前記基準波を正弦波とした場合、イ
ンバータ5の入力電圧(ここでは中間段コンデンサ4の
電圧、すなわち中間段電圧VM )が一定ならばインバー
タ5の出力電圧の平均値は正弦波となるように制御され
る。したがって基準波を選択することによって出力電流
の波形が決定され、このとき、インバータ5の動作周波
数は三角波の動作周波数と一致する。なお、インバータ
5の出力電圧は出力リアクトル6aとフィルタコンデン
サ6bとからなるフィルタ6によって高周波成分が除去
される。
Since the triangular wave operates at a constant frequency, for example, when the reference wave is a sine wave, the input voltage of the inverter 5 (here, the voltage of the intermediate-stage capacitor 4, ie, the intermediate-stage voltage VM) Is constant, the average value of the output voltage of the inverter 5 is controlled to be a sine wave. Therefore, the waveform of the output current is determined by selecting the reference wave. At this time, the operating frequency of the inverter 5 matches the operating frequency of the triangular wave. The output voltage of the inverter 5 has a high frequency component removed by a filter 6 including an output reactor 6a and a filter capacitor 6b.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の系統
連系インバータでは、直流の入力電圧Vinが系統電圧V
ACの最大値よりも低い場合には、系統2に連系して力率
1運転を実現するためには昇圧コンバータ3とインバー
タ5とが必要であり、さらに機器の効率を向上させるた
めの手段として昇圧コンバータ3の動作を部分的に限定
するために中間段コンデンサ4の容量を数百μF以下に
小さくした構成した場合には、中間段電圧VM のリップ
ルが大きく、不安定である。また、一定周波数の三角波
と基準波との比較でスイッチング素子Q1 〜Q4 のオン
オフ時間を決定するPWM方式を採用し、得られた出力
電流io を検出して指令値と比較する高速フィードバッ
ク制御では、フィルタ6による出力電流io の位相遅れ
を補償する必要があり、その補償を実現するためには精
度の良いアクティブフィルタが不可欠となる。しかも先
に述べた入力電圧(ここでは中間段電圧VM )の不安定
性と系統2の各種の揺動(電圧、周波数、および位相)
が付加されるため、安定な制御を行って歪みの少ない出
力電流io を生成することが困難であった。
In such a conventional grid-connected inverter, the DC input voltage Vin is
When the AC value is lower than the maximum value, the boost converter 3 and the inverter 5 are required in order to realize the power factor 1 operation by linking to the grid 2, and a means for further improving the efficiency of the equipment. In the case where the capacity of the intermediate-stage capacitor 4 is reduced to several hundred μF or less to partially limit the operation of the boost converter 3, the ripple of the intermediate-stage voltage VM is large and unstable. Also, in a high-speed feedback control that adopts a PWM method in which the on / off time of the switching elements Q1 to Q4 is determined by comparing a triangular wave having a constant frequency with a reference wave, and the obtained output current io is detected and compared with a command value, It is necessary to compensate for the phase lag of the output current io due to the filter 6, and an accurate active filter is indispensable to realize the compensation. Moreover, the above-mentioned instability of the input voltage (here, the intermediate stage voltage VM) and various fluctuations of the system 2 (voltage, frequency, and phase)
Is added, it is difficult to perform stable control to generate an output current io with little distortion.

【0007】本発明は上記の課題を解決するもので、中
間段電圧VM の変動やリップル、系統の変動、フィルタ
6による位相遅れがなどある場合でも、特殊な波形の指
令値やフィルタを用いることもなく上記変動の影響を受
けずに安定に動作して的確に波形成形できる系統連系イ
ンバータを提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, and uses a command value or a filter having a special waveform even when there is a fluctuation in the intermediate stage voltage VM, a ripple, a fluctuation in the system, or a phase delay due to the filter 6. It is an object of the present invention to provide a grid-connected inverter that can operate stably without being affected by the above-mentioned fluctuations and can accurately shape a waveform.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に係わる本発明
は、直流リアクトルと昇圧用スイッチング素子と昇圧用
ダイオードとを備えて直流の入力電源からの入力電圧を
前記昇圧用スイッチング素子の高周波スイッチングによ
り昇圧して直流の中間段電圧を出力する昇圧コンバータ
と、前記中間段電圧における高周波成分を除去する数百
μF以下の容量を有する中間段コンデンサと、フルブリ
ッジに構成された4個のスイッチング素子のスイッチン
グにより前記中間段電圧から交流電流を出力するインバ
ータと、出力リアクトルとコンデンサとにより前記交流
電流における高周波成分を除去し、出力電流として交流
の系統に出力するフィルタとを備え、前記入力電圧が系
統電圧の絶対値より低い期間でのみ前記昇圧コンバータ
により昇圧し、前記入力電源から入力した直流電力を交
流電力に変換して前記系統に出力する系統連系インバー
タにおいて、前記出力電流を波形成形する指令値に対し
て所定のヒステリシス幅で指令値上限と指令値下限とを
設け、前記出力リアクトルを流れる出力リアクトル電流
を前記指令値上限と前記指令値下限との間のヒステリシ
ス幅の中に保つように前記インバータのスイッチング素
子の高周波スイッチングをヒステリシス制御するように
した系統連系インバータである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a DC reactor, a step-up switching element, and a step-up diode. Converter that outputs a DC intermediate-stage voltage by boosting the voltage, an intermediate-stage capacitor that removes high-frequency components in the intermediate-stage voltage and has a capacitance of several hundred μF or less, and four switching elements configured in a full bridge An inverter that outputs an AC current from the intermediate stage voltage by the switching of the filter, a filter that removes a high-frequency component of the AC current by an output reactor and a capacitor, and outputs the output current to an AC system, and the input voltage is The voltage is boosted by the boost converter only during a period lower than the absolute value of the system voltage, and In a system interconnection inverter that converts DC power input from an input power supply into AC power and outputs the AC power to the system, a command value upper limit and a command value lower limit with a predetermined hysteresis width with respect to a command value for shaping the output current. Wherein a high-frequency switching of the switching element of the inverter is controlled in a hysteresis manner such that an output reactor current flowing through the output reactor is kept within a hysteresis width between the command value upper limit and the command value lower limit. System inverter.

【0009】本発明により、中間段電圧の不安定性と系
統の電圧、周波数、位相などの各種の揺動に対して安定
に動作し、したがって、中間段コンデンサを小容量化し
た構成で中間段電圧が凸形を持つような、またリップル
が多い状態でも、特殊な指令値を用いることなく、出力
電流を正弦波に波形成形できる系統連系インバータを提
供することができる。
According to the present invention, the intermediate stage voltage operates stably with respect to the instability of the intermediate stage voltage and various fluctuations of the system voltage, frequency, phase and the like. It is possible to provide a grid-connected inverter capable of shaping the output current into a sine wave without using a special command value even when the power supply has a convex shape and a large amount of ripples.

【0010】請求項2に係わる本発明は、昇圧コンバー
タの直流リアクトルを流れる直流リアクトル電流を波形
成形する指令値に対して所定のヒステリシス幅で第2指
令値上限と第2指令値下限とを設け、前記昇圧コンバー
タが昇圧する期間では、前記直流リアクトル電流を前記
第2指令値上限と前記第2指令値下限との間のヒステリ
シス幅の中に保つように前記昇圧コンバータの昇圧用ス
イッチング素子の高周波スイッチングをヒステリシス制
御し、前記昇圧コンバータが昇圧しない期間では、前記
出力リアクトルを流れる出力リアクトル電流を指令値上
限と指令値下限との間のヒステリシス幅の中に保つよう
にインバータのスイッチング素子の高周波スイッチング
をヒステリシス制御するようにした請求項1に係わる系
統連系インバータである。
According to a second aspect of the present invention, a second command value upper limit and a second command value lower limit are provided with a predetermined hysteresis width with respect to a command value for shaping the DC reactor current flowing through the DC reactor of the boost converter. In a period during which the boost converter boosts, the high frequency of the boost switching element of the boost converter is maintained so that the DC reactor current is maintained within a hysteresis width between the second command value upper limit and the second command value lower limit. Hysteresis control of the switching is performed, and during a period in which the boost converter is not boosted, the high-frequency switching of the switching element of the inverter is performed such that the output reactor current flowing through the output reactor is kept within a hysteresis width between a command value upper limit and a command value lower limit. 2. The grid-connected inverter according to claim 1, wherein the inverter is controlled in a hysteresis manner. A.

【0011】これにより、入力電圧が系統電圧の絶対値
よりも低いときに昇圧コンバータで波形成形が可能とな
るので、4石のフルブリッジ構成のインバータの各スイ
ッチング素子は低周波での切り換え動作のみとなり、し
たがってインバータの低損失化が達成され、効率向上と
ヒートシンクの小形化に伴う機器全体の小形・軽量化し
た系統連系インバータを提供することができる。
With this configuration, when the input voltage is lower than the absolute value of the system voltage, the boost converter can perform waveform shaping. Therefore, each switching element of the four-bridge full-bridge inverter can only perform switching operation at a low frequency. Accordingly, a reduction in the loss of the inverter is achieved, and it is possible to provide a system-linked inverter in which the entire device is reduced in size and weight due to improvement in efficiency and downsizing of the heat sink.

【0012】請求項3に係わる本発明は、ヒステリシス
幅を直流の入力電圧、系統電圧の実効値、および出力電
力に対応して可変とするようにした請求項1または請求
項2のいずれかに係わる系統連系インバータである。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the hysteresis width is made variable in accordance with the DC input voltage, the effective value of the system voltage, and the output power. It is a related system interconnection inverter.

【0013】これにより、ヒステリシス動作における動
作周波数を直流の入力電圧、系統電圧の実効値、および
出力電力に対応して所定範囲に納めることができ、動作
周波数の変化が小さくなるので、フィルタの簡素化や、
スイッチング素子、コンデンサ、直流リアクトル、出力
リアクトルなどの電気部品について最適な設計可能な系
統連系インバータを提供することができる。
Thus, the operating frequency in the hysteresis operation can be kept within a predetermined range in accordance with the DC input voltage, the effective value of the system voltage, and the output power, and the change in the operating frequency is reduced. And
It is possible to provide a system interconnection inverter capable of optimally designing electrical components such as a switching element, a capacitor, a DC reactor, and an output reactor.

【0014】請求項4に係わる本発明は、ヒステリシス
幅を系統電圧の絶対値に対応して商用周期の中で可変と
するようにした請求項1ないし請求項3のいずれかに係
わる系統連系インバータである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a system interconnection according to any one of the first to third aspects, wherein the hysteresis width is made variable in a commercial cycle in accordance with the absolute value of the system voltage. It is an inverter.

【0015】これにより、ヒステリシス動作における動
作周波数を系統の一周期内でほぼ一定にすることがで
き、最適な動作周波数に設計可能な系統連系インバータ
を提供することができる。
Thus, the operating frequency in the hysteresis operation can be made substantially constant within one cycle of the system, and it is possible to provide a grid-connected inverter that can be designed to have an optimum operating frequency.

【0016】請求項5に係わる本発明は、指令値上限と
指令値下限とを決定するヒステリシス幅の外側に、過電
流に対応する過電流上限と不足電流に対応する不足電流
下限とを設け、前記過電流上限を超える過電流および前
記不足電流下限を下回る不足電流に対して強制的に通常
のヒステリシス制御に戻すようにした請求項1ないし請
求項4のいずれかに係わる系統連系インバータである。
According to a fifth aspect of the present invention, an overcurrent upper limit corresponding to an overcurrent and an undercurrent lower limit corresponding to an undercurrent are provided outside a hysteresis width for determining an instruction value upper limit and a command value lower limit, The system interconnection inverter according to any one of claims 1 to 4, wherein an overcurrent exceeding the upper limit of the overcurrent and an undercurrent falling below the lower limit of the undercurrent are forcibly returned to the normal hysteresis control. .

【0017】これにより、ヒステリシス動作中に過電流
や不足電流が発生しても、正常なヒステリシス動作に強
制的に戻すことができ、ヒステリシス幅からはずれると
いった誤動作が発生しても、そのあとで安全に動作を継
続できる系統連系インバータを提供することができる。
Thus, even if an overcurrent or an undercurrent occurs during the hysteresis operation, it is possible to forcibly return to the normal hysteresis operation, and even if an erroneous operation such as deviating from the hysteresis width occurs, the safety is maintained. And a system interconnection inverter capable of continuing operation.

【0018】請求項6に係わる本発明は、インバータお
よび昇圧コンバータを構成するすべてのスイッチング素
子のオン時間を検出するオン時間検出手段を備え、電流
を流しているスイッチング素子のオン時間が所定値を超
えるまではオフとしないことにより動作周波数に上限を
設けた請求項1ないし請求項5のいずれかに係わる系統
連系インバータである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an on-time detecting means for detecting the on-time of all the switching elements constituting the inverter and the boost converter. A system interconnection inverter according to any one of claims 1 to 5, wherein an upper limit is set for an operation frequency by not being turned off until exceeding.

【0019】これにより、ヒステリシス動作の動作周波
数が所定値以上になることがないため、誤動作が発生し
にくくなり、安定に動作する系統連系インバータを提供
することができる。
As a result, since the operating frequency of the hysteresis operation does not exceed a predetermined value, a malfunction is less likely to occur, and a grid-connected inverter that operates stably can be provided.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】請求項1に係わる本発明におい
て、出力リアクトル電流検出手段は、フィルタに備えた
直流リアクトルに流れる電流を検出する手段であり、カ
レントトランスなどで構成される。この電流はインバー
タから出力される電流の変化をそのままに示す。指令値
上限発生手段は、出力電流を波形成形する指令値に所定
値を加算した値、すなわち指令値上限を発生する手段で
あり、指令値下限発生手段は、前記指令値から所定値を
減算した値、すなわち指令値下限を発生する手段であ
る。要は、出力リアクトル電流が指令値に対して所定幅
の間で増加と減少とを繰り返す限界を与える。なお、指
令値上限と指令値下限との幅をヒステリシス幅と称す
が、一定幅に限定されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention according to claim 1, the output reactor current detecting means is means for detecting a current flowing in a DC reactor provided in a filter, and is constituted by a current transformer or the like. This current directly indicates a change in the current output from the inverter. The command value upper limit generating means is a value obtained by adding a predetermined value to a command value for shaping the output current, that is, a command value upper limit generating means, and the command value lower limit generating means subtracts a predetermined value from the command value. This is a means for generating a value, that is, a command value lower limit. The point is that the output reactor current has a limit to repeatedly increase and decrease within a predetermined width with respect to the command value. The width between the command value upper limit and the command value lower limit is referred to as a hysteresis width, but is not limited to a constant width.

【0021】上限比較器は、前記出力リアクトル電流の
値と前記指令値上限とを比較する手段であり、実施例で
は、出力リアクトル電流が指令値上限を超えるとフリッ
プフロップへのリセット信号を出力する。下限比較器
は、前記出力リアクトル電流の値と前記指令値下限とを
比較する手段であり、実施例では出力リアクトル電流が
指令値下限より小さくなるとフリップフロップへのセッ
ト信号を出力する。要は、出力リアクトル電流が指令値
上限と指令値下限との間にあるように監視するように機
能する。フリップフロップは、前記セット信号またはリ
セット信号に対応してオンまたはオフとなる手段であ
り、インバータにおけるスイッチング素子をオンまたは
オフとするゲート信号を与える。上記各手段により、イ
ンバータは、指令値上限を超えると電流を減少させ、指
令値下限より小さくなると電流を増加させると言う、前
記指令値を中心としたヒステリシス動作を行い、平均的
には指令値に従った波形の直流リアクトル電流を出力す
る。なお、他の構成要素は従来例と同じとする。
The upper limit comparator is means for comparing the value of the output reactor current with the upper limit of the command value. In the embodiment, when the output reactor current exceeds the upper limit of the command value, the upper limit comparator outputs a reset signal to the flip-flop. . The lower limit comparator is a means for comparing the value of the output reactor current with the lower limit of the command value. In the embodiment, when the output reactor current becomes smaller than the lower limit of the command value, the lower limit comparator outputs a set signal to the flip-flop. In short, it functions to monitor so that the output reactor current is between the upper limit of the command value and the lower limit of the command value. The flip-flop is a unit that is turned on or off in response to the set signal or the reset signal, and provides a gate signal that turns on or off a switching element in the inverter. By each of the above means, the inverter performs a hysteresis operation centering on the command value, that is, decreasing the current when the value exceeds the command value upper limit, and increasing the current when the value becomes smaller than the command value lower limit. And outputs a DC reactor current having a waveform according to. The other components are the same as in the conventional example.

【0022】請求項2に係わる本発明において、第2指
令値上限発生手段、第2指令値下限発生手段は、それぞ
れ指令値に対して設けた第2指令値上限と第2指令値下
限とを発生する手段であり、実施例1における指令値上
限と指令値下限と同様のものである。第2上限比較器、
第2下限比較器、第2フリップフロップについても同様
である。直流リアクトル電流検出手段は、昇圧コンバー
タにおける直流リアクトルの電流を検出する手段であ
り、昇圧コンバータからインバータに出力する電流の変
化をそのままに示し、実施例1における出力リアクトル
電流を用いた制御と同等の目的に供する。なお、実施例
では、昇圧期間ではインバータは波形成形しない例を示
しており、したがって、直流リアクトル電流に対する指
令値の波形は出力リアクトル電流に対する指令値の波形
と同じ正弦波形としているが、これに限定されるもので
はない。
In the present invention according to claim 2, the second command value upper limit generating means and the second command value lower limit generating means determine the second command value upper limit and the second command value lower limit provided for the command value, respectively. This is similar to the command value upper limit and the command value lower limit in the first embodiment. A second upper limit comparator,
The same applies to the second lower limit comparator and the second flip-flop. The DC reactor current detecting means is a means for detecting the current of the DC reactor in the boost converter, shows the change of the current output from the boost converter to the inverter as it is, and is equivalent to the control using the output reactor current in the first embodiment. Serve for purpose. In the embodiment, an example is shown in which the inverter does not shape the waveform during the boosting period. Therefore, the waveform of the command value for the DC reactor current has the same sine waveform as the waveform of the command value for the output reactor current. It is not something to be done.

【0023】請求項3に係わる本発明において、出力リ
アクトル電流が指令値下限から指令値上限に向かって増
加する場合、たとえばスイッチング素子Q1 がオンとな
って電流を流す場合、中間段電圧VM から出力電圧Vo
(=系統電圧VACの絶対値)に向かって電流を流すの
で、電位差(VM −Vo )に対してインダクタンスL1
出力リアクトルを介して(VM −Vo )/L1 の立ち上
がり、すなわち傾斜で電流が増加する。また、出力リア
クトル電流が指令値上限から指令値下限に向かって減少
する場合、たとえばスイッチング素子Q2 がオンとなっ
て電流を流す場合、中間段電圧VM は遮断され、出力電
圧Vo からゼロ電位へ向かって電流を流すので、インダ
クタンスL1 を介してVo /L1 の立ち下がり、すなわ
ち傾斜で電流が減少する。したがって、指令値下限から
指令値上限、または指令値上限から指令値下限への遷移
時間は、ほぼヒステリシス幅を上記傾斜で除算した値と
なる。
According to the present invention, when the output reactor current increases from the lower limit of the command value to the upper limit of the command value, for example, when the switching element Q1 is turned on and the current flows, the output from the intermediate stage voltage VM is output. Voltage Vo
(= Absolute value of the system voltage VAC), the inductance L1 with respect to the potential difference (VM-Vo).
Through the output reactor, the current increases at the rise of (VM-Vo) / L1, that is, at the slope. Further, when the output reactor current decreases from the upper limit of the command value toward the lower limit of the command value, for example, when the switching element Q2 is turned on and the current flows, the intermediate stage voltage VM is cut off and the output voltage Vo goes from the output voltage Vo to zero potential. As a result, the current decreases at the fall of Vo / L1 via the inductance L1, that is, at the slope. Therefore, the transition time from the command value lower limit to the command value upper limit or from the command value upper limit to the command value lower limit is substantially a value obtained by dividing the hysteresis width by the above slope.

【0024】この場合、ある時点における指令値下限か
ら指令値上限への遷移時間と、つぎの指令値上限から指
令値下限への遷移時間との合計時間の逆数をその時点に
おける動作周波数とすると、中間段電圧VM 、系統電圧
VACの絶対値および実効値、ヒステリシス幅などに依存
する動作周波数となる。逆に、これらに対応してヒステ
リシス幅を可変とすることにより上記動作周波数を所定
範囲内に納めるように設定することができる。
In this case, the reciprocal of the total time of the transition time from the lower limit of the command value to the upper limit of the command value at a certain time and the transition time from the upper limit of the command value to the lower limit of the command value at the time is defined as the operating frequency at that time. The operating frequency depends on the absolute value and effective value of the intermediate stage voltage VM, the system voltage VAC, the hysteresis width, and the like. Conversely, the operating frequency can be set to fall within a predetermined range by making the hysteresis width variable correspondingly.

【0025】請求項4に係わる本発明において、出力リ
アクトル電流の指令値下限から指令値上限に向かう立ち
上がりの傾斜は、系統電圧VACのゼロ付近がピーク付近
より大きくなる。したがって、ピーク付近のヒステリシ
ス幅をゼロ付近のヒステリシス幅よりも小さくするよう
な設定により、ヒステリシス動作の動作周波数をほぼ一
定にすることができる。なお、昇圧コンバータの昇圧動
作時の波形成形においても同様にできる。
In the present invention according to claim 4, the rising slope of the output reactor current from the lower limit of the command value to the upper limit of the command value is larger near zero of the system voltage VAC than near the peak. Therefore, by setting the hysteresis width near the peak to be smaller than the hysteresis width near zero, the operating frequency of the hysteresis operation can be made substantially constant. The same can be applied to the waveform shaping during the boosting operation of the boost converter.

【0026】請求項5に係わる本発明において、過電流
検出手段は、出力リアクトル電流の指令値上限を超える
過電流を検出し、不足電流検出手段は、指令値下限を下
回る出力リアクトル電流の不足電流を検出する。過電流
上限比較器は、指令値上限より大きい所定の過電流上限
と出力リアクトル電流とを比較し、超える場合にはリセ
ット信号をフリップフロップに出力する。また、不足電
流下限比較器は、指令値下限より小さい所定の不足電流
下限と出力リアクトル電流とを比較し、下回る場合には
セット信号をフリップフロップに出力する。したがっ
て、通常のヒステリシス動作に強制的に引き戻すように
機能する。なお、昇圧コンバータの昇圧動作時の波形成
形する場合においても同様にできる。
In the invention according to claim 5, the overcurrent detecting means detects an overcurrent exceeding the upper limit of the command value of the output reactor current, and the undercurrent detecting means detects the undercurrent of the output reactor current below the lower limit of the command value. Is detected. The overcurrent upper limit comparator compares a predetermined overcurrent upper limit that is larger than the command value upper limit with the output reactor current, and outputs a reset signal to the flip-flop if it exceeds. The undercurrent lower limit comparator compares a predetermined undercurrent lower limit smaller than the command value lower limit with the output reactor current, and outputs a set signal to the flip-flop when the lower limit is lower than the command value lower limit. Therefore, it functions to forcibly return to the normal hysteresis operation. Note that the same can be applied to the case of shaping the waveform during the boosting operation of the boosting converter.

【0027】請求項6に係わる本発明において、オン時
間検出手段は、インバータのスイッチング素子のオン時
間を検出し、所定最低限のオン時間Ton min未満であれ
ばスイッチング素子のオン状態を継続させる手段であ
り、実施例ではTon minに達するまでセット信号をフリ
ップフロップに出力する。ヒステリシス動作の動作周波
数が高くなり過ぎる事態を防止するように機能する。こ
の機能は、とくに系統電圧のゼロ電圧付近で電流の立ち
上がり傾斜が大きい場合に対して有効である。
In the present invention according to claim 6, the on-time detecting means detects the on-time of the switching element of the inverter and, if less than a predetermined minimum on-time Ton min, continues the on-state of the switching element. In the embodiment, the set signal is output to the flip-flop until Ton min is reached. It functions to prevent the operating frequency of the hysteresis operation from becoming too high. This function is effective especially when the rising slope of the current is large near the zero voltage of the system voltage.

【0028】以下、本発明の実施例について説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

【0029】[0029]

【実施例】(実施例1)以下、本発明の系統連系インバ
ータの実施例1について図面を参照しながら説明する。
本実施例は請求項1に係わる。
(Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of a system interconnection inverter of the present invention will be described with reference to the drawings.
This embodiment relates to claim 1.

【0030】図1は本実施例の構成を示すブロック図で
ある。なお、図11と同じ構成要素には同一番号を付与
して詳細な説明を省略する。本実施例が従来例と異なる
点は、出力電流検出手段7に代えて、フィルタ6にイン
バータ5の出力電流を検出する出力リアクトル電流検出
手段12を備えるとともに、指令値の上限を発生する指
令値上限発生手段13と、指令値の下限を発生する指令
値下限発生手段14と、出力リアクトル電流検出手段1
2の出力と前記指令値の上限とを比較する上限比較器1
5と、出力リアクトル電流検出手段12の出力と前記指
令値の下限とを比較する下限比較器16と、フリップフ
ロップ17とを備えたことにある。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. The same components as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted. This embodiment differs from the conventional example in that the filter 6 is provided with an output reactor current detecting means 12 for detecting the output current of the inverter 5 in place of the output current detecting means 7 and a command value for generating an upper limit of the command value. Upper limit generating means 13, command value lower limit generating means 14 for generating a lower limit of the command value, and output reactor current detecting means 1
Upper limit comparator 1 for comparing the output of 2 with the upper limit of the command value
5, a lower limit comparator 16 for comparing the output of the output reactor current detecting means 12 with the lower limit of the command value, and a flip-flop 17.

【0031】上記構成における動作について図面を参照
しながら説明する。図2は本実施例の動作を示す波形図
である。図2において、(a)は指令値の上限(以下、
指令値上限と称す)と指令値の下限(以下、指令値下限
と称す)、(b)はスイッチング素子Q1 のゲート信
号、(c)はスイッチング素子Q2 のゲート信号、
(d)はスイッチング素子Q3 のゲート信号、(e)は
スイッチング素子Q4 のゲート信号を示す。
The operation of the above configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a waveform chart showing the operation of the present embodiment. In FIG. 2, (a) is the upper limit of the command value (hereinafter, referred to as the upper limit)
Command value upper limit) and command value lower limit (hereinafter referred to as command value lower limit), (b) is the gate signal of switching element Q1, (c) is the gate signal of switching element Q2,
(D) shows the gate signal of the switching element Q3, and (e) shows the gate signal of the switching element Q4.

【0032】中間段電圧VM は、系統2に電力を注入す
るために系統電圧VACよりも少なくとも数十V程度は高
くなければならないために、たとえば入力電圧VinがD
C200Vで系統電圧VACがAC200Vの場合、系統
電圧VACのピークを中心に4〜5msの期間は昇圧し、
それ以外の系統電圧VACの絶対値が入力電圧Vinよりも
十分小さい期間では昇圧を行わない。さらに、中間段コ
ンデンサ4の容量を小さくしていることから低周波的に
は乎滑されないため、オン時間を変調して系統電圧VAC
の絶対値との差を数十V程度以内に維持できる。これに
より中間段電圧VM は部分的に凸の波形になる。
Since the intermediate stage voltage VM must be at least several tens of volts higher than the system voltage VAC in order to inject power into the system 2, for example, when the input voltage Vin is D
When the system voltage VAC is AC200V at C200V, the voltage is boosted for a period of 4 to 5 ms around the peak of the system voltage VAC,
The boosting is not performed during a period in which the absolute value of the other system voltage VAC is sufficiently smaller than the input voltage Vin. Furthermore, since the capacitance of the intermediate-stage capacitor 4 is reduced, it is not smoothed in terms of low frequency.
Can be maintained within about several tens of volts. As a result, the intermediate stage voltage VM has a partially convex waveform.

【0033】このような中間段電圧VM が入力となるイ
ンバータ5において、スイッチング素子Q4 がオン、Q
3 がオフとなっている商用周波数の半波の期間では、フ
ィルタ6を構成する出力リアクトル6aの電流を概ね正
弦波に制御するために、出力リアクトル電流検出手段1
2によって出力リアクトル電流を検出し、前記出力リア
クトル電流が指令値下限よりも小さくなった場合、フリ
ップフロップ17の出力がセットされ、スイッチング素
子Q1 をオン、スイッチング素子Q2 をオフとする。こ
れにより出力リアクトル電流が増加する。また逆に、出
力リアクトル電流が指令値上限よりも大きい場合、フリ
ップフロップ17の出力がリセットされ、スイッチング
素子Q1 をオフ、スイッチング素子Q2 をオンとして出
力リアクトル電流は減少する。
In the inverter 5 to which the intermediate stage voltage VM is input, the switching element Q4 is turned on,
During the half-wave period of the commercial frequency when 3 is off, the output reactor current detecting means 1 controls the current of the output reactor 6a constituting the filter 6 to be substantially sinusoidal.
2, the output reactor current is detected. If the output reactor current becomes smaller than the lower limit of the command value, the output of the flip-flop 17 is set, and the switching element Q1 is turned on and the switching element Q2 is turned off. As a result, the output reactor current increases. Conversely, when the output reactor current is larger than the command value upper limit, the output of the flip-flop 17 is reset, the switching element Q1 is turned off and the switching element Q2 is turned on, and the output reactor current decreases.

【0034】以上の動作により、出力リアクトル電流は
指令値上限と指令値下限のと間を遷移する。ここで、指
令値を正弦波とすることで、出力リアクトル電流の平均
値は正弦波となる。なお、出力リアクトル電流の高周波
成分は、フィルタコンデンサ6bで除去することができ
る。
By the above operation, the output reactor current transitions between the command value upper limit and the command value lower limit. Here, when the command value is a sine wave, the average value of the output reactor current is a sine wave. The high-frequency component of the output reactor current can be removed by the filter capacitor 6b.

【0035】以上のように本実施例によれば、中間段コ
ンデンサ4が数百μF以下と小さい系統連系インバータ
において、昇圧コンバータ3における高周波スイッチン
グを系統2の1周期内で部分的に行って中間段電圧VM
が部分的に凸になるような場合でも、出力電流io を概
ね正弦波に波形成形できる系統連系インバータを提供す
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, in a system interconnection inverter in which the intermediate stage capacitor 4 is as small as several hundred μF or less, high-frequency switching in the boost converter 3 is partially performed within one cycle of the system 2. Intermediate stage voltage VM
Can be provided with a system interconnection inverter capable of shaping the output current io into a substantially sinusoidal waveform even when is partially convex.

【0036】なお、本実施例ではインバータ5は高周波
スイッチングを行うハーフブリッジインバータの出力を
商用周波数で切り換える動作としたが、4石のスイッチ
ング素子Q1 〜Q4 のすべてが高周波スイッチングする
構成でも同様の効果を得られることは言うまでもない。
In this embodiment, the inverter 5 performs the operation of switching the output of the half-bridge inverter that performs high-frequency switching at the commercial frequency. However, the same effect can be obtained even when all the four switching elements Q1 to Q4 perform high-frequency switching. Needless to say, it can be obtained.

【0037】(実施例2)以下、本発明の系統連系イン
バータの実施例2について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項2に係わる。
(Embodiment 2) Hereinafter, Embodiment 2 of a system interconnection inverter of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 2.

【0038】図3は本実施例の構成を示すブロック図で
ある。なお、図1と同じ構成要素には同一番号を付与し
て詳細な説明を省略する。本実施例が実施例1と異なる
点は、出力電流io の波形成形のすべてをインバータ5
で行わず、入力電圧Vinが系統電圧VACの絶対値より低
い期間で昇圧コンバータ3が昇圧動作するとき、その高
周波スイッチングにヒステリシス制御を用いて波形成形
するようにしたことにある。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. This embodiment is different from the first embodiment in that all of the waveform shaping of the output current io is performed by the inverter 5.
When the boost converter 3 performs a boost operation in a period in which the input voltage Vin is lower than the absolute value of the system voltage VAC, the waveform is shaped by using hysteresis control for the high-frequency switching.

【0039】図3において、18は系統2の系統電圧V
ACを検出する系統電圧検出手段、19は入力電源1の入
力電圧Vinを検出する入力電圧検出手段、20は系統電
圧VACの絶対値と入力電圧Vinとを比較する入出力電圧
比較器、21は昇圧コンバータ3における直流リアクト
ル3bの直流リアクトル電流iLd を検出する直流リア
クトル電流検出手段、22は指令値の上限として第2指
令値上限を発生する第2指令値上限発生手段、23は指
令値の下限として第2指令値下限を発生する第2指令値
下限発生手段、24は第2指令値上限と前記直流リアク
トル電流iLdとを比較する第2上限比較器、25は第
2指令値下限と前記直流リアクトル電流iLd とを比較
する第2下限比較器、26は第2上限比較器24の比較
結果と第2下限比較器25の比較結果とによりセットま
たはリセットされる第2フリップフロップ、27はフリ
ップフロップ17によるスイッチング素子Q1 〜Q4 の
スイッチングと第2フリップフロップ26による昇圧用
スイッチング素子3cのスイッチングとを、入出力電圧
比較器20の比較結果により切り換えるスイッチング切
換手段である。
In FIG. 3, reference numeral 18 denotes a system voltage V of the system 2.
System voltage detecting means for detecting AC; 19, input voltage detecting means for detecting the input voltage Vin of the input power supply 1; 20, input / output voltage comparator for comparing the absolute value of the system voltage VAC with the input voltage Vin; DC reactor current detecting means for detecting DC reactor current iLd of DC reactor 3b in boost converter 3, 22 is a second command value upper limit generating means for generating a second command value upper limit as an upper limit of the command value, and 23 is a lower limit of the command value A second command value lower limit generating means for generating a second command value lower limit, 24 a second upper limit comparator for comparing the second command value upper limit with the DC reactor current iLd, 25 a second command value lower limit and the DC The second lower limit comparator 26 for comparing the reactor current iLd with the second lower limit comparator 25 is set or reset based on the comparison result of the second upper limit comparator 24 and the comparison result of the second lower limit comparator 25. Flip-flops 27 are switching switching means for switching the switching of the switching elements Q1 to Q4 by the flip-flop 17 and the switching of the boosting switching element 3c by the second flip-flop 26 according to the comparison result of the input / output voltage comparator 20.

【0040】上記構成における動作について図面を参照
しながら説明する。図4は本実施例の動作を示す波形図
である。図4において、(a)は指令値、指令値上限、
および指令値下限、(b)はインバータ5におけるスイ
ッチング素子Q1 のゲート信号、(c)はスイッチング
素子Q2 のゲート信号、(d)はスイッチング素子Q3
のゲート信号、(e)はスイッチング素子Q4 のゲート
信号、(f)は昇圧用スイッチング素子3cにおけるト
ランジスタQF のゲート信号、(g)は入力電圧Vinと
系統電圧VACの絶対値とを示す。
The operation in the above configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a waveform chart showing the operation of this embodiment. In FIG. 4, (a) is a command value, a command value upper limit,
(B) is the gate signal of the switching element Q1 in the inverter 5, (c) is the gate signal of the switching element Q2, and (d) is the switching element Q3.
(E) shows the gate signal of the switching element Q4, (f) shows the gate signal of the transistor QF in the boosting switching element 3c, and (g) shows the input voltage Vin and the absolute value of the system voltage VAC.

【0041】系統連系インバータは、系統電圧VACの絶
対値が入力電圧Vinよりも低い期間では、出力リアクト
ル電流を指令値上限と指令値下限とを用いて正弦波に制
御している。また、直流リアクトル電流検出手段21を
備え、検出した直流リアクトル電流を第2上限比較器2
4と第2下限比較器25とに入力し、それぞれ第2指令
値上限と第2指令値下限と比較して、第2フリップフロ
ップ26により昇圧用スイッチング素子を駆動するゲー
ト信号を生成している。また、入出力電圧比較器20
は、系統電圧検出手段18からの系統電圧VACと入力電
圧検出手段19からの入力電圧Vinとを比較し、概ね入
力電圧Vinが系統電圧VACの絶対値よりも高いときは、
スイッチング切換手段27によりインバータ5を選択
し、指令値上限と指令値下限とによるヒステリシス制御
を行い、また、概ね系統電圧VACの絶対値が入力電圧V
inよりも低いときは、昇圧コンバータ3を選択して、第
2指令値上限と第2指令値下限とによるヒステリシス制
御を行う。
The system interconnection inverter controls the output reactor current to a sine wave using the command upper limit and the command lower limit during a period when the absolute value of the system voltage VAC is lower than the input voltage Vin. Further, a DC reactor current detecting means 21 is provided, and the detected DC reactor current is
4 and the second lower limit comparator 25, and compares them with the second command value upper limit and the second command value lower limit, respectively, to generate a gate signal for driving the boosting switching element by the second flip-flop 26. . Also, the input / output voltage comparator 20
Compares the system voltage VAC from the system voltage detecting means 18 with the input voltage Vin from the input voltage detecting means 19, and when the input voltage Vin is generally higher than the absolute value of the system voltage VAC,
The inverter 5 is selected by the switching switching means 27, and the hysteresis control is performed by the upper limit of the command value and the lower limit of the command value.
When it is lower than in, the boost converter 3 is selected and the hysteresis control based on the second command value upper limit and the second command value lower limit is performed.

【0042】昇圧コンバータ3においてヒステリシス制
御を行う場合、直流リアクトル電流検出手段21によっ
て直流リアクトル電流を検出し、直流リアクトル電流が
第2指令値下限発生手段23の指令値下限よりも小さく
なった場合には第2フリップフロップ26の出力をセッ
トし、昇圧用スイッチング素子3cのトランジスタQF
をオンとする。これにより直流リアクトル電流が増加す
る。また逆に、直流リアクトル電流が第2指令値上限発
生手段22の第2指令値上限よりも大きい場合は、第2
フリップフロップ26の出力をリセットし、トランジス
タQF をオフとして、直流リアクトル電流は減少する。
このとき、出力電流は減少する。これらの動作により、
昇圧コンバータ3が昇圧動作を行う期間の直流リアクト
ル電流は第2指令値上限と第2指令値下限との間に維持
され、インバータ5に出力される。
When the boost converter 3 performs the hysteresis control, the DC reactor current detecting means 21 detects the DC reactor current, and when the DC reactor current becomes smaller than the command value lower limit of the second command value lower limit generating means 23. Sets the output of the second flip-flop 26, and sets the transistor QF of the boosting switching element 3c.
Is turned on. As a result, the DC reactor current increases. On the other hand, if the DC reactor current is larger than the second command value upper limit of the second command value upper limit generating means 22,
The output of the flip-flop 26 is reset, the transistor QF is turned off, and the DC reactor current decreases.
At this time, the output current decreases. With these actions,
The DC reactor current during the period in which boost converter 3 performs the boost operation is maintained between the second command value upper limit and the second command value lower limit, and is output to inverter 5.

【0043】以上の動作により、指令値上限、指令値下
限、第2指令値上限、および第2指令値下限を適切に設
定することにより、出力電流io の平均値が正弦波に波
形成形される。なお、直流リアクトル電流および出力リ
アクトル電流の遷移に伴う高周波成分は中間段コンデン
サ4とフィルタ6とにより除去される。
With the above operation, the command value upper limit, the command value lower limit, the second command value upper limit, and the second command value lower limit are appropriately set, whereby the average value of the output current io is shaped into a sine wave. . The high-frequency components accompanying the transition of the DC reactor current and the output reactor current are removed by the intermediate stage capacitor 4 and the filter 6.

【0044】以上のように本実施例によれば、昇圧コン
バータ3の直流リアクトル電流を制御することで、概ね
入力電圧Vinが系統電圧VACの絶対値よりも低いときに
は昇圧コンバータ3により波形成形が可能となり、この
ときにはインバータ5は低周波の切り換えのみとなるの
で損失を低減することができ、効率向上とともにヒート
シンクの小形化に伴って機器全体を小形・軽量化するこ
とができる。
As described above, according to this embodiment, by controlling the DC reactor current of the boost converter 3, when the input voltage Vin is substantially lower than the absolute value of the system voltage VAC, the waveform can be shaped by the boost converter 3. In this case, since the inverter 5 performs only the switching of the low frequency, the loss can be reduced, the efficiency can be improved, and the whole device can be reduced in size and weight with the downsizing of the heat sink.

【0045】(実施例3)以下、本発明の系統連系イン
バータの実施例3について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項3に係わる。なお、本実施例の構
成をブロック図で示すと図1と同じになり、図面を省略
する。
(Embodiment 3) Hereinafter, Embodiment 3 of a system interconnection inverter of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 3. Note that the configuration of the present embodiment is the same as FIG. 1 when shown in a block diagram, and the drawing is omitted.

【0046】上記構成における動作について説明する。
図5は本実施例の動作を示す波形図である。ある出力電
流を得ようとする場合に、出力リアクトル電流の指令値
に対する指令値上限と指令値下限との電圧ヒステリシス
幅をVH1、中間段電圧をVM 、出力電圧をVo 、出力
リアクトルのインダクタンスをL1 とすると、出力リア
クトル電流iL1 は(VM −Vo )/L1 の傾きで電流
が増加する。ここで中間段電圧VM やVo が変化した場
合、ヒステリシス幅を変化させてVH2を新たに設定す
ることにより出力リアクトル電流iL1 を一定に保ちな
がら、昇圧用スイッチング素子3cのオン時間を一定に
保つことが可能となる。たとえば、中間段電圧VM が増
加したときはヒステリシス幅を広げ、中間段電圧VM が
減少したときはヒステリシス幅を小さくすることによ
り、傾斜の変化に対応してヒステリシス幅を変え、オン
時間を一定に保つことができる。また、オフ時間はVo
/L1 の傾きで電流が減少するため、オフ時間もほぼ一
定とすることができる。
The operation in the above configuration will be described.
FIG. 5 is a waveform chart showing the operation of this embodiment. When a certain output current is to be obtained, the voltage hysteresis width between the command value upper limit and the command value lower limit for the command value of the output reactor current is VH1, the intermediate stage voltage is VM, the output voltage is Vo, and the inductance of the output reactor is L1. Then, the output reactor current iL1 increases at a gradient of (VM-Vo) / L1. If the intermediate stage voltage VM or Vo changes, the on-time of the boosting switching element 3c is kept constant while the output reactor current iL1 is kept constant by changing the hysteresis width to newly set VH2. Becomes possible. For example, by increasing the hysteresis width when the intermediate stage voltage VM increases, and decreasing the hysteresis width when the intermediate stage voltage VM decreases, the hysteresis width is changed in accordance with the change in the slope, and the on-time is kept constant. Can be kept. The off time is Vo
Since the current decreases with the slope of / L1, the off time can be made substantially constant.

【0047】以上のように本実施例によれば、入力電圧
Vin、系統電圧VAC、出力電力の変化に対してヒステリ
シス幅を加減することにより動作周波数の範囲を限定す
ることができ、それに伴って誤動作が発生する可能性を
低減しながら、出力電流ioを正弦波に波形成形できる
系統連系インバータを提供することができる。
As described above, according to this embodiment, the range of the operating frequency can be limited by adjusting the hysteresis width with respect to changes in the input voltage Vin, the system voltage VAC, and the output power. It is possible to provide a grid-connected inverter capable of shaping the output current io into a sine wave while reducing the possibility of occurrence of a malfunction.

【0048】(実施例4)以下、本発明の系統連系イン
バータの実施例4について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項4に係わる。なお、本実施例の構
成をブロック図で示すと図3と同じになり、図面を省略
する。
(Embodiment 4) Hereinafter, Embodiment 4 of a system interconnection inverter of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 4. In addition, if the configuration of the present embodiment is shown in a block diagram, it is the same as FIG. 3, and the drawing is omitted.

【0049】上記構成における動作について説明する。
図6は本実施例の動作を示す波形図である。図6におい
て、(a)は指令値、指令値上限、および指令値下限、
(b)は系統電圧VACのピーク付近における詳細、
(c)は系統電圧VACのゼロ付近における詳細を示す。
The operation in the above configuration will be described.
FIG. 6 is a waveform chart showing the operation of this embodiment. In FIG. 6, (a) is a command value, a command value upper limit, and a command value lower limit,
(B) shows details near the peak of the system voltage VAC,
(C) shows details of the system voltage VAC near zero.

【0050】ヒステリシス幅を一定とした場合、系統電
圧VACの絶対値のゼロ付近では中間段電圧VM と出力電
圧Vo との電位差が大きくなるため出力リアクトル電流
の増加方向の傾斜は大きくなり、系統電圧VACのピーク
付近に比べて動作周波数が高くなる。したがって、図6
(a)に示したように、ヒステリシス幅をピーク付近で
は小さく、ゼロ付近では大きくすることにより、正弦波
の一周期内において動作周波数が一定となるようにする
ことができる。
When the hysteresis width is constant, the potential difference between the intermediate stage voltage VM and the output voltage Vo becomes large near the absolute value of the system voltage VAC, and the slope of the output reactor current in the increasing direction becomes large. The operating frequency is higher than near the VAC peak. Therefore, FIG.
As shown in (a), by increasing the hysteresis width near the peak and increasing it near zero, the operating frequency can be kept constant within one cycle of the sine wave.

【0051】以上のように本実施例によれば、出力リア
クトル電流のヒステリシス幅を系統電圧VACの絶対値に
対応して可変することにより、動作周波数がほぼ一定と
なり、最適なインバータの動作周波数で設計することが
でき、さらに低騒音化も実現した系統連系インバータを
提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the operating frequency becomes substantially constant by varying the hysteresis width of the output reactor current in accordance with the absolute value of the system voltage VAC. It is possible to provide a grid-connected inverter that can be designed and that also achieves low noise.

【0052】なお、本実施例ではインバータ5の出力リ
アクトル電流による波形成形の場合について示したが、
昇圧コンバータ3の直流リアクトル電流で波形成形する
場合についても同様であることは言うまでもない。
In this embodiment, the case where the waveform is formed by the output reactor current of the inverter 5 has been described.
It goes without saying that the same applies to the case where the waveform is formed by the DC reactor current of boost converter 3.

【0053】(実施例5)以下、本発明の系統連系イン
バータの実施例5について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項5に係わる。
(Embodiment 5) Hereinafter, a fifth embodiment of a system interconnection inverter according to the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 5.

【0054】図7は本実施例の構成を示すブロック図で
ある。なお、図1と同じ構成要素には同一番号を付与し
て詳細な説明を省略する。本実施例が実施例1と異なる
点は、出力リアクトル電流に対して過電流検出手段28
と不足電流検出手段29とを設けるとともに、出力リア
クトル電流と比較する過電流上限比較器30と不足電流
下限比較器31とを設けたことにある。過電流検出手段
28は指令値上限を超えた出力リアクトル電流の過電流
を検出し、不足電流検出手段29は、指令値下限を下回
る出力リアクトル電流の不足電流を検出する。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. The present embodiment is different from the first embodiment in that the output reactor current
And an undercurrent detection means 29, and an overcurrent upper limit comparator 30 and an undercurrent lower limit comparator 31 for comparing with an output reactor current are provided. The overcurrent detecting means 28 detects an overcurrent of the output reactor current exceeding the upper limit of the command value, and the undercurrent detecting means 29 detects an undercurrent of the output reactor current below the lower limit of the command value.

【0055】上記構成における動作について説明する。
図8は本実施例の動作を示す波形図である。図8におい
て、(a)は指令値上限、指令値下限、指令値、過電流
上限、および不足電流下限、(b)はピーク付近におけ
る詳細を示す。
The operation in the above configuration will be described.
FIG. 8 is a waveform chart showing the operation of this embodiment. In FIG. 8, (a) shows a command value upper limit, a command value lower limit, a command value, an overcurrent upper limit, and an undercurrent lower limit, and (b) shows details near a peak.

【0056】通常、出力リアクトル電流はヒステリシス
幅VH1の中を遷移するが、たとえば指令値上限に到達
して、スイッチング素子Q1 がオフとならなければなら
ないときに、何らかの理由でオンの状態を続けてしまっ
た場合、本実施例では、過電流検出手段28が出力リア
クトル電流の過電流を検出し、過電流上限比較器30
は、ヒステリシス幅の外側に設けたVHLの幅を有する
過電流上限と出力リアクトル電流とを比較し、フリップ
フロップ17にリセット信号を出力して強制的にスイッ
チング素子Q1 をオフとする。反対に、出力リアクトル
電流が指令値下限のヒステリシス幅から外れてオフの状
態を続けた場合は、不足電流検出手段29と不足電流下
限比較器31とによって不足電流下限を下回る異常と判
断し、強制的にスイッチング素子Q1 をオンする。
Normally, the output reactor current transitions within the hysteresis width VH1, but when it reaches the upper limit of the command value and the switching element Q1 must be turned off, it keeps on for some reason. In this case, in this embodiment, the overcurrent detecting means 28 detects the overcurrent of the output reactor current,
Compares the output reactor current with the overcurrent upper limit having a width of VHL provided outside the hysteresis width, outputs a reset signal to the flip-flop 17, and forcibly turns off the switching element Q1. Conversely, when the output reactor current deviates from the hysteresis width of the command value lower limit and continues to be in the off state, the undercurrent detection means 29 and the undercurrent lower limit comparator 31 determine that the abnormality is below the lower limit of the undercurrent, and the forced operation is performed. The switching element Q1 is turned on.

【0057】以上のように本実施例によれば、出力リア
クトル電流のヒステリシス制御において誤動作が発生し
ても安全に動作を続けることができる系統連系インバー
タを提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a system interconnection inverter that can safely continue operation even if a malfunction occurs in the hysteresis control of the output reactor current.

【0058】なお、本実施例ではインバータ5のスイッ
チング素子Q1 の動作として説明したが、昇圧コンバー
タ3により波形成形する場合についても同様である。
Although the operation of the switching element Q1 of the inverter 5 has been described in the present embodiment, the same applies to the case where the waveform is shaped by the boost converter 3.

【0059】(実施例6)以下、本発明の系統連系イン
バータの実施例6について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項6に係わる。
(Embodiment 6) Hereinafter, Embodiment 6 of a system interconnection inverter of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to claim 6.

【0060】図9は本実施例の構成を示すブロック図で
ある。なお、図1と同じ構成要素には同一番号を付与し
て詳細な説明を省略する。本実施例が実施例1と異なる
点は、インバータ5のスイッチング素子Q1 またはQ3
のオン時間を検出するオン時間検出手段32を備えたこ
とにある。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. This embodiment is different from the first embodiment in that the switching element Q1 or Q3
Is provided with on-time detecting means 32 for detecting the on-time.

【0061】上記構成における動作について説明する。
図10は本実施例の動作を示す波形図である。図10に
おいて、(a)は指令値上限、指令値下限、および指令
値、(b)はピーク付近における詳細を示す。図10に
おいて、通常、出力リアクトル電流はヒステリシス幅V
H1の中を遷移するが、入力電圧Vin、中間段電圧VM
、系統電圧VAC、出力電力などの条件に対応してヒス
テリシス幅に対応したオン時間が設定されているとして
も、オン時間検出手段32によって検出されたオン時間
が、所定最低限のオン時間Ton minに達していなかった
場合、フリップフロップ17にセット信号を出力して、
そのTon minを超えるまで、スイッチング素子Q1 のオ
ンの状態を継続させる。これによりヒステリシス動作の
動作周波数が非常に高くなる事態を防止する。
The operation in the above configuration will be described.
FIG. 10 is a waveform chart showing the operation of this embodiment. 10A shows the command value upper limit, the command value lower limit, and the command value, and FIG. 10B shows details near the peak. In FIG. 10, normally, the output reactor current has a hysteresis width V
H1 transitions, the input voltage Vin, the intermediate stage voltage VM
Even if the on-time corresponding to the hysteresis width is set in accordance with the conditions such as the system voltage VAC and the output power, the on-time detected by the on-time detecting means 32 is the predetermined minimum on-time Ton min , The set signal is output to the flip-flop 17 and
Until the time exceeds Ton min, the on state of the switching element Q1 is continued. This prevents the operating frequency of the hysteresis operation from becoming extremely high.

【0062】以上のように本実施例によれば、出力リア
クトル電流のヒステリシス制御を行うときに動作周波数
が所定値以上になることがないため、誤動作が発生しに
くくなり、安全に動作を続ける系統連系インバータを提
供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the operation frequency does not exceed a predetermined value when the hysteresis control of the output reactor current is performed, so that a malfunction is less likely to occur and a system that can safely operate. An interconnection inverter can be provided.

【0063】[0063]

【発明の効果】請求項1に係わる本発明は、直流リアク
トルと昇圧用スイッチング素子と昇圧用ダイオードとを
備えて直流の入力電源からの入力電圧を前記昇圧用スイ
ッチング素子の高周波スイッチングにより昇圧して直流
の中間段電圧を出力する昇圧コンバータと、前記中間段
電圧における高周波成分を除去する数百μF以下の容量
を有する中間段コンデンサと、フルブリッジに構成され
た4個のスイッチング素子のスイッチングにより前記中
間段電圧から交流電流を出力するインバータと、出力リ
アクトルとコンデンサとにより前記交流電流における高
周波成分を除去し、出力電流として交流の系統に出力す
るフィルタとを備え、前記入力電圧が系統電圧の絶対値
より低い期間でのみ前記昇圧コンバータにより昇圧し、
前記入力電源から入力した直流電力を交流電力に変換し
て前記系統に出力する系統連系インバータにおいて、前
記出力電流を波形成形する指令値に対して所定のヒステ
リシス幅で指令値上限と指令値下限とを設け、前記出力
リアクトルを流れる出力リアクトル電流を前記指令値上
限と前記指令値下限との間のヒステリシス幅の中に保つ
ように前記インバータのスイッチング素子の高周波スイ
ッチングをヒステリシス制御するようにした系統連系イ
ンバータとすることにより、中間段電圧の不安定性と系
統の電圧、周波数、位相などの各種の揺動に対して安定
に動作し、したがって、中間段コンデンサの容量を数百
μF以下と小さくした構成の系統連系インバータにおい
て、中間段電圧が部分的に凸形になるような状態でも、
指令値に特殊な波形を用いることなく、正弦波を指令値
とすることで出力電流を概ね正弦波にすることができ
る。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a DC reactor, a boosting switching element, and a boosting diode, and boosts an input voltage from a DC input power supply by high-frequency switching of the boosting switching element. A boost converter that outputs a DC intermediate-stage voltage, an intermediate-stage capacitor that removes high-frequency components in the intermediate-stage voltage, has a capacitance of several hundred μF or less, and performs switching of four switching elements configured in a full bridge. An inverter that outputs an AC current from the intermediate stage voltage; and a filter that removes a high-frequency component of the AC current by an output reactor and a capacitor and outputs the AC current as an output current to an AC system. Boosted by the boost converter only in a period lower than the value,
In a system interconnection inverter that converts DC power input from the input power supply to AC power and outputs the AC power to the system, a command value upper limit and a command value lower limit with a predetermined hysteresis width with respect to a command value for shaping the output current. And a system wherein the high-frequency switching of the switching element of the inverter is subjected to hysteresis control so as to keep the output reactor current flowing through the output reactor within a hysteresis width between the command value upper limit and the command value lower limit. By using an interconnected inverter, it operates stably with respect to the instability of the intermediate stage voltage and various fluctuations of the system voltage, frequency, phase, etc. Therefore, the capacitance of the intermediate stage capacitor is reduced to several hundred μF or less. In the system interconnection inverter with the above configuration, even if the intermediate stage voltage is partially convex,
By using a sine wave as the command value without using a special waveform for the command value, the output current can be made substantially a sine wave.

【0064】請求項2に係わる本発明は、昇圧コンバー
タの直流リアクトルを流れる直流リアクトル電流を波形
成形する指令値に対して所定のヒステリシス幅で第2指
令値上限と第2指令値下限とを設け、前記昇圧コンバー
タが昇圧する期間では、前記直流リアクトル電流を前記
第2指令値上限と前記第2指令値下限との間のヒステリ
シス幅の中に保つように前記昇圧コンバータの昇圧用ス
イッチング素子の高周波スイッチングをヒステリシス制
御し、前記昇圧コンバータが昇圧しない期間では、前記
出力リアクトルを流れる出力リアクトル電流を指令値上
限と指令値下限との間のヒステリシス幅の中に保つよう
にインバータのスイッチング素子の高周波スイッチング
をヒステリシス制御するようにした請求項1に係わる系
統連系インバータとすることにより、インバータにおけ
る損失を低減でき、したがって、ヒートシンクの小型化
が可能になり、小型・軽量の系統連系インバータを提供
することができる。
According to a second aspect of the present invention, a second command value upper limit and a second command value lower limit are provided with a predetermined hysteresis width with respect to a command value for shaping the DC reactor current flowing through the DC reactor of the boost converter. In a period during which the boost converter boosts, the high frequency of the boost switching element of the boost converter is maintained so that the DC reactor current is maintained within a hysteresis width between the second command value upper limit and the second command value lower limit. Hysteresis control of the switching is performed, and during a period in which the boost converter is not boosted, the high-frequency switching of the switching element of the inverter is performed such that the output reactor current flowing through the output reactor is kept within a hysteresis width between a command value upper limit and a command value lower limit. 2. The grid-connected inverter according to claim 1, wherein the inverter is controlled in a hysteresis manner. By can reduce the loss in the inverter, therefore, enables miniaturization of the heat sink, it is possible to provide a system interconnection inverter small and light.

【0065】請求項3に係わる本発明は、ヒステリシス
幅を直流の入力電圧、系統電圧の実効値、および出力電
力に対応して可変とするようにした請求項1または請求
項2のいずれかに係わる系統連系インバータとすること
により、ヒステリシス動作における動作周波数を直流の
入力電圧、系統電圧の実効値、および出力電力に対応し
て所定範囲に納めることができ、動作周波数の変化が小
さくなるので、フィルタの簡素化や、スイッチング素
子、コンデンサ、直流リアクトル、および出力リアクト
ルなどの電気部品について最適な設計可能な系統連系イ
ンバータを提供することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the hysteresis width is made variable in accordance with the DC input voltage, the effective value of the system voltage, and the output power. By using the related grid-connected inverter, the operating frequency in the hysteresis operation can be within a predetermined range corresponding to the DC input voltage, the effective value of the system voltage, and the output power, and the change in the operating frequency is reduced. In addition, it is possible to provide a system interconnection inverter capable of simplifying a filter and optimally designing an electric component such as a switching element, a capacitor, a DC reactor, and an output reactor.

【0066】請求項4に係わる本発明は、ヒステリシス
幅を系統電圧の絶対値に対応して商用周期の中で可変と
するようにした請求項1ないし請求項3のいずれかに係
わる系統連系インバータとすることにより、ヒステリシ
ス動作における動作周波数を系統の一周期内でほぼ一定
にすることができ、最適な動作周波数に設計可能な系統
連系インバータを提供することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a system interconnection according to any one of the first to third aspects, wherein the hysteresis width is variable in a commercial cycle in accordance with the absolute value of the system voltage. By using the inverter, the operation frequency in the hysteresis operation can be made substantially constant within one cycle of the system, and a system interconnection inverter that can be designed to have an optimum operation frequency can be provided.

【0067】請求項5に係わる本発明は、指令値上限と
指令値下限とを決定するヒステリシス幅の外側に、過電
流に対応する過電流上限と不足電流に対応する不足電流
下限とを設け、前記過電流上限を超える過電流および前
記不足電流下限を下回る不足電流に対して強制的に通常
のヒステリシス制御に戻すようにした請求項1ないし請
求項4のいずれかに係わる系統連系インバータとするこ
とにより、ヒステリシス動作中に過電流や不足電流が発
生しても、正常なヒステリシス動作に強制的に戻すこと
ができ、ヒステリシス幅からはずれるといった誤動作が
発生しても、そのあとで安全に動作を継続できる系統連
系インバータを提供することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, an overcurrent upper limit corresponding to an overcurrent and an undercurrent lower limit corresponding to an undercurrent are provided outside a hysteresis width for determining an instruction value upper limit and a command value lower limit, The system interconnection inverter according to any one of claims 1 to 4, wherein an overcurrent exceeding the overcurrent upper limit and an undercurrent falling below the undercurrent lower limit are forcibly returned to the normal hysteresis control. Therefore, even if an overcurrent or undercurrent occurs during the hysteresis operation, it is possible to forcibly return to the normal hysteresis operation, and even if a malfunction such as deviating from the hysteresis width occurs, the operation can be safely performed after that. A continuous grid-connected inverter can be provided.

【0068】請求項6に係わる本発明は、インバータお
よび昇圧コンバータを構成するすべてのスイッチング素
子のオン時間を検出するオン時間検出手段を備え、電流
を流しているスイッチング素子のオン時間が所定値を超
えるまではオフとしないことにより動作周波数に上限を
設けた請求項1ないし請求項5のいずれかに係わる系統
連系インバータとすることにより、ヒステリシス動作の
動作周波数が所定値以上になることがないため、誤動作
が発生しにくくなり、安定に動作する系統連系インバー
タを提供することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an on-time detecting means for detecting the on-time of all the switching elements constituting the inverter and the boost converter. The operating frequency of the hysteresis operation does not exceed a predetermined value by employing the system interconnection inverter according to any one of claims 1 to 5, wherein the operating frequency is not turned off until exceeding the upper limit. Therefore, a malfunction is less likely to occur, and a grid-connected inverter that operates stably can be provided.

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

【図1】本発明の系統連系インバータの実施例1の構成
を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a system interconnection inverter according to a first embodiment of the present invention;

【図2】同実施例の動作を示す波形図FIG. 2 is a waveform chart showing the operation of the embodiment.

【図3】本発明の系統連系インバータの実施例2の構成
を示すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a system interconnection inverter according to a second embodiment of the present invention;

【図4】同実施例の動作を示す波形図FIG. 4 is a waveform chart showing the operation of the embodiment.

【図5】本発明の系統連系インバータの実施例3の動作
を示す波形図
FIG. 5 is a waveform chart showing the operation of the system interconnection inverter according to the third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の系統連系インバータの実施例4の動作
を示す波形図
FIG. 6 is a waveform chart showing an operation of a system interconnection inverter according to a fourth embodiment of the present invention;

【図7】本発明の系統連系インバータの実施例5の構成
を示すブロック図
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a system interconnection inverter according to a fifth embodiment of the present invention;

【図8】同実施例の動作を示す波形図FIG. 8 is a waveform chart showing the operation of the embodiment.

【図9】本発明の系統連系インバータの実施例6の構成
を示すブロック図
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a system interconnection inverter according to a sixth embodiment of the present invention;

【図10】同実施例の動作を示す波形図FIG. 10 is a waveform chart showing the operation of the embodiment.

【図11】従来の系統連系インバータの構成を示すブロ
ック図
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional grid-connected inverter.

【図12】同従来例の動作を示す波形図FIG. 12 is a waveform chart showing the operation of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力電源 2 系統 3 昇圧コンバータ 3a 平滑コンデンサ 3b 直流リアクトル 3c 昇圧用スイッチング素子 3d 昇圧用ダイオード 4 中間段コンデンサ 5 インバータ 6 フィルタ 6a 出力リアクトル 6b フィルタコンデンサ 7 出力電流検出手段 8 電流指令手段 9 誤差増幅器 10 比較器 11 三角波発生手段 12 出力リアクトル電流検出手段 13 指令値上限発生手段 14 指令値下限発生手段 15 上限比較器 16 下限比較器 17 フリップフロップ 18 系統電圧検出手段 19 入力電圧検出手段 20 入出力電圧比較器 21 直流リアクトル電流検出手段 22 第2指令値上限発生手段 23 第2指令値下限発生手段 24 第2上限比較器 25 第2下限比較器 26 第2フリップフロップ 27 スイッチング切換手段 28 過電流検出手段 29 不足電流検出手段 30 過電流上限比較器 31 不足電流下限比較器 32 オン時間検出手段 Vin 入力電圧 VM 中間段電圧 Vo 出力電圧 VAC 系統電圧 VH1、VH2 ヒステリシス幅 io 出力電流 iL1 出力リアクトル電流 iLd 直流リアクトル電流 Q1、Q2、Q3、Q4 スイッチング素子 QF トランジスタ Reference Signs List 1 input power supply 2 system 3 boost converter 3a smoothing capacitor 3b DC reactor 3c boost switching element 3d boost diode 4 intermediate stage capacitor 5 inverter 6 filter 6a output reactor 6b filter capacitor 7 output current detecting means 8 current command means 9 error amplifier 10 Comparator 11 Triangular wave generating means 12 Output reactor current detecting means 13 Command upper limit generating means 14 Command lower limit generating means 15 Upper limit comparator 16 Lower limit comparator 17 Flip-flop 18 System voltage detecting means 19 Input voltage detecting means 20 Input / output voltage comparison Unit 21 DC reactor current detecting means 22 Second command value upper limit generating means 23 Second command value lower limit generating means 24 Second upper limit comparator 25 Second lower limit comparator 26 Second flip-flop 27 Switching switching means 28 Overvoltage Current detecting means 29 Undercurrent detecting means 30 Overcurrent upper limit comparator 31 Undercurrent lower limit comparator 32 On time detecting means Vin Input voltage VM Intermediate stage voltage Vo Output voltage VAC System voltage VH1, VH2 Hysteresis width io Output current iL1 Output reactor current iLd DC reactor current Q1, Q2, Q3, Q4 Switching element QF transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥出 隆昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大橋 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 井崎 潔 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 謙次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 貞平 匡史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐藤 武年 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大森 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5G066 HA30 HB05 5H007 AA02 AA08 BB07 CA01 CB02 CB04 CB05 CC03 CC12 DA03 DA05 DA06 DC02 DC04 DC05 FA03 FA04 FA13  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takaaki Okude 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Kiyoshi Izaki 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Ito 1006, Kadoma Kadoma, Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 1006, Kadoma, Kadoma, Fumonma-shi Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Taketoshi Sato 1006, Kadoma, Kadoma, Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 5G066 HA30 HB05 5H007 AA02 AA08 BB07 CA01 CB02 CB04 CB05 CC0 3 CC12 DA03 DA05 DA06 DC02 DC04 DC05 FA03 FA04 FA13

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流リアクトルと昇圧用スイッチング素
子と昇圧用ダイオードとを備えて直流の入力電源からの
入力電圧を前記昇圧用スイッチング素子の高周波スイッ
チングにより昇圧して直流の中間段電圧を出力する昇圧
コンバータと、前記中間段電圧における高周波成分を除
去する数百μF以下の容量を有する中間段コンデンサ
と、フルブリッジに構成された4個のスイッチング素子
のスイッチングにより前記中間段電圧から交流電流を出
力するインバータと、出力リアクトルとコンデンサとに
より前記交流電流における高周波成分を除去し、出力電
流として交流の系統に出力するフィルタとを備え、前記
入力電圧が系統電圧の絶対値より低い期間でのみ前記昇
圧コンバータにより昇圧し、前記入力電源から入力した
直流電力を交流電力に変換して前記系統に出力する系統
連系インバータにおいて、前記出力電流を波形成形する
指令値に対して所定のヒステリシス幅で指令値上限と指
令値下限とを設け、前記出力リアクトルを流れる出力リ
アクトル電流を前記指令値上限と前記指令値下限との間
のヒステリシス幅の中に保つように前記インバータのス
イッチング素子の高周波スイッチングをヒステリシス制
御するようにした系統連系インバータ。
1. A booster comprising a DC reactor, a boosting switching element, and a boosting diode, boosting an input voltage from a DC input power supply by high-frequency switching of the boosting switching element and outputting a DC intermediate stage voltage. A converter, an intermediate-stage capacitor having a capacity of several hundred μF or less for removing high-frequency components in the intermediate-stage voltage, and an alternating current output from the intermediate-stage voltage by switching four switching elements configured in a full bridge. An inverter, and a filter that removes a high-frequency component of the AC current with an output reactor and a capacitor and outputs the AC current as an output current to an AC system, and the boost converter only during a period in which the input voltage is lower than the absolute value of the system voltage. DC power input from the input power supply to AC power In the system interconnection inverter that outputs the output current to the system, a command value upper limit and a command value lower limit are provided with a predetermined hysteresis width for a command value for shaping the output current, and an output reactor current flowing through the output reactor is provided. ... A system interconnection inverter in which high-frequency switching of a switching element of the inverter is controlled in a hysteresis manner so as to maintain a hysteresis width between the command value upper limit and the command value lower limit.
【請求項2】 昇圧コンバータの直流リアクトルを流れ
る直流リアクトル電流を波形成形する指令値に対して所
定のヒステリシス幅で第2指令値上限と第2指令値下限
とを設け、前記昇圧コンバータが昇圧する期間では、前
記直流リアクトル電流を前記第2指令値上限と前記第2
指令値下限との間のヒステリシス幅の中に保つように前
記昇圧コンバータの昇圧用スイッチング素子の高周波ス
イッチングをヒステリシス制御し、前記昇圧コンバータ
が昇圧しない期間では、前記出力リアクトルを流れる出
力リアクトル電流を指令値上限と指令値下限との間のヒ
ステリシス幅の中に保つようにインバータのスイッチン
グ素子の高周波スイッチングをヒステリシス制御するよ
うにした請求項1記載の系統連系インバータ。
2. A second command value upper limit and a second command value lower limit with a predetermined hysteresis width for a command value for shaping a DC reactor current flowing through a DC reactor of a boost converter, and the boost converter boosts the voltage. In the period, the DC reactor current is increased by the second command value upper limit and the second command value upper limit.
Hysteresis control is performed on the high-frequency switching of the boosting switching element of the boost converter so as to maintain the hysteresis width between the command value lower limit and the output reactor current flowing through the output reactor during the period in which the boost converter does not boost. 2. The system interconnection inverter according to claim 1, wherein the high-frequency switching of the switching element of the inverter is hysteresis controlled so as to keep the hysteresis width between the upper limit of the value and the lower limit of the command value.
【請求項3】 ヒステリシス幅を直流の入力電圧、系統
電圧の実効値、および出力電力に対応して可変とするよ
うにした請求項1または請求項2のいずれかに記載の系
統連系インバータ。
3. The system interconnection inverter according to claim 1, wherein the hysteresis width is made variable in accordance with the DC input voltage, the effective value of the system voltage, and the output power.
【請求項4】 ヒステリシス幅を系統電圧の絶対値に対
応して商用周期の中で可変とするようにした請求項1な
いし請求項3のいずれかに記載の系統連系インバータ。
4. The system interconnection inverter according to claim 1, wherein the hysteresis width is variable in a commercial cycle in accordance with the absolute value of the system voltage.
【請求項5】 指令値上限と指令値下限とを決定するヒ
ステリシス幅の外側に、過電流に対応する過電流上限と
不足電流に対応する不足電流下限とを設け、前記過電流
上限を超える過電流および前記不足電流下限を下回る不
足電流に対して強制的に通常のヒステリシス制御に戻す
ようにした請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の
系統連系インバータ。
5. An overcurrent upper limit corresponding to an overcurrent and an undercurrent lower limit corresponding to an undercurrent are provided outside a hysteresis width for determining an instruction value upper limit and a command value lower limit. 5. The system interconnection inverter according to claim 1, wherein a normal hysteresis control is forcibly returned to a current and an undercurrent lower than the undercurrent lower limit. 6.
【請求項6】 インバータおよび昇圧コンバータを構成
するすべてのスイッチング素子のオン時間を検出するオ
ン時間検出手段を備え、電流を流しているスイッチング
素子のオン時間が所定値を超えるまではオフとしないこ
とにより動作周波数に上限を設けた請求項1ないし請求
項5のいずれかに記載の系統連系インバータ。
6. An on-time detecting means for detecting on-time of all switching elements constituting an inverter and a boost converter, wherein the on-time detecting means does not turn off until the on-time of a switching element which is flowing a current exceeds a predetermined value. The system interconnection inverter according to any one of claims 1 to 5, wherein an operating frequency is provided with an upper limit by:
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176783A (en) * 2000-12-08 2002-06-21 Nissin Electric Co Ltd Power converter for linkage
JP2008507945A (en) * 2004-07-20 2008-03-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Three-phase solar converter circuit and method
WO2011090210A1 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 三洋電機株式会社 Power conversion apparatus, grid connection apparatus, and grid connection system
JP2013090458A (en) * 2011-10-18 2013-05-13 Nippon Soken Inc Electric power conversion device
CN103227577A (en) * 2012-01-27 2013-07-31 Lg电子株式会社 Power converting apparatus and photovoltaic module
KR20140010218A (en) * 2012-07-16 2014-01-24 엘지전자 주식회사 Power converting apparatus, and photovoltaic module
KR20140010217A (en) * 2012-07-16 2014-01-24 엘지전자 주식회사 Power converting apparatus, and photovoltaic module
US8879285B2 (en) 2011-02-03 2014-11-04 Nippon Soken, Inc. Power converter for outputting power to a system
JP2015180120A (en) * 2014-03-18 2015-10-08 株式会社安川電機 Power converter, power generation system, controller for power converter, and control method for power converter

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5618022B1 (en) 2013-06-11 2014-11-05 住友電気工業株式会社 Inverter device
JP5618023B1 (en) 2013-06-11 2014-11-05 住友電気工業株式会社 Inverter device
JP6327106B2 (en) 2014-01-10 2018-05-23 住友電気工業株式会社 Conversion device
JP6303970B2 (en) 2014-10-17 2018-04-04 住友電気工業株式会社 Conversion device

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176783A (en) * 2000-12-08 2002-06-21 Nissin Electric Co Ltd Power converter for linkage
JP4856069B2 (en) * 2004-07-20 2012-01-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Three-phase solar converter circuit and method
JP2008507945A (en) * 2004-07-20 2008-03-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Three-phase solar converter circuit and method
CN102474103B (en) * 2010-01-25 2014-06-11 三洋电机株式会社 Power conversion apparatus, grid connection apparatus, and grid connection system
WO2011090210A1 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 三洋電機株式会社 Power conversion apparatus, grid connection apparatus, and grid connection system
JPWO2011090210A1 (en) * 2010-01-25 2013-05-23 三洋電機株式会社 Power conversion device, grid interconnection device, and grid interconnection system
CN102474103A (en) * 2010-01-25 2012-05-23 三洋电机株式会社 Power conversion apparatus, grid connection apparatus, and grid connection system
US8564261B2 (en) 2010-01-25 2013-10-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Power converting apparatus, grid interconnection apparatus and grid interconnection system
US8879285B2 (en) 2011-02-03 2014-11-04 Nippon Soken, Inc. Power converter for outputting power to a system
JP2013090458A (en) * 2011-10-18 2013-05-13 Nippon Soken Inc Electric power conversion device
CN103227577A (en) * 2012-01-27 2013-07-31 Lg电子株式会社 Power converting apparatus and photovoltaic module
US20130193775A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Lg Electronics Inc. Power converting apparatus and photovoltaic module
US9281759B2 (en) 2012-01-27 2016-03-08 Lg Electronics Inc. Power converting apparatus and photovoltaic module
KR20140010217A (en) * 2012-07-16 2014-01-24 엘지전자 주식회사 Power converting apparatus, and photovoltaic module
KR20140010218A (en) * 2012-07-16 2014-01-24 엘지전자 주식회사 Power converting apparatus, and photovoltaic module
KR101954195B1 (en) * 2012-07-16 2019-03-05 엘지전자 주식회사 Power converting apparatus, and photovoltaic module
KR101954194B1 (en) * 2012-07-16 2019-03-05 엘지전자 주식회사 Power converting apparatus, and photovoltaic module
JP2015180120A (en) * 2014-03-18 2015-10-08 株式会社安川電機 Power converter, power generation system, controller for power converter, and control method for power converter

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