JPH0984333A - Step-up circuit and solar cell generator using the same - Google Patents

Step-up circuit and solar cell generator using the same

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JPH0984333A
JPH0984333A JP7257068A JP25706895A JPH0984333A JP H0984333 A JPH0984333 A JP H0984333A JP 7257068 A JP7257068 A JP 7257068A JP 25706895 A JP25706895 A JP 25706895A JP H0984333 A JPH0984333 A JP H0984333A
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JP
Japan
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switching
switching element
elements
solar cell
voltage
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Application number
JP7257068A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimihiko Furukawa
公彦 古川
Hitoo Togashi
仁夫 富樫
Yasuhiro Makino
康弘 牧野
Masahiro Maekawa
正弘 前川
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Control Of Electrical Variables (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized step-up circuit which efficiently operates with low noise and a small-sized sollar cell generator using the same. SOLUTION: First and second capacitors 30, 31 and first and second switching elements 40, 41 are respectively connected in parallel with a pair of series lines 21, 22 from the pair of input terminals 2 of a step-up circuit to a pair of output terminals 20, and the connecting point of the capacitors 30, 31 is connected to the connecting point of the elements 40, 41. The coil 5 and the diode 6 are connected in series with the one line 21, and the diode 60 is connected in series with the other line 22. Both elements 40, 41 are controlled ON, OFF by a switch control circuit 9 to step-up input voltage from a solar cell 1 connected to the pair of the terminals 2 and to supply it from the pair of the terminals 20 to an inverter.

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、直流の入力電圧に
よって誘導素子にエネルギーを蓄え、該エネルギーを容
量素子に供給することにより、該容量素子の両端から昇
圧された出力電圧を取り出す昇圧回路、及びこれを用い
た太陽電池発電装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a booster circuit that stores energy in an inductive element by a DC input voltage and supplies the energy to a capacitive element to extract a boosted output voltage from both ends of the capacitive element. And a solar cell power generator using the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】太陽電池から得られる直流の電圧を、イ
ンバータにより交流に変換して、商用電力系統へ供給す
る太陽電池発電装置においては、インバータが商用電力
系統へ電力を供給するために必要な電圧を得るために、
インバータの後段に昇圧トランスを設ける方式が知られ
ている。しかし、昇圧トランスを用いた方式は効率が低
く、装置が大型となる問題がある。2. Description of the Related Art In a solar cell power generator for converting a direct current voltage obtained from a solar cell into an alternating current by an inverter and supplying the alternating current to a commercial power system, the inverter is required to supply power to the commercial power system. To get the voltage
A method is known in which a step-up transformer is provided after the inverter. However, the method using the step-up transformer has a problem that the efficiency is low and the device becomes large.

【０００３】これに対し、昇圧トランスを用いないトラ
ンスレス方式の太陽電池発電装置が知られている。トラ
ンスレス方式では、インバータ内に設けた昇圧回路によ
って太陽電池の出力電圧を昇圧し、インバータ回路へ供
給する。トランスレス方式によれば、効率が高く、装置
が小型となる。On the other hand, there is known a transformerless solar cell power generator which does not use a step-up transformer. In the transformerless method, the output voltage of the solar cell is boosted by the booster circuit provided in the inverter and supplied to the inverter circuit. According to the transformerless method, the efficiency is high and the device is small.

【０００４】ここで、従来の昇圧回路について具体的に
説明する。図１４に示す如く、一対の入力端子(23)(23)
から一対の出力端子(24)(24)へ向けて２本の直列線路(2
5)(26)が伸びており、両直列線路(25)(26)を互いに連結
する第１並列線路(32)には、コンデンサＣ(33)が介在す
る。又、前記第１並列線路(32)よりも入力端子(23)側に
て両直列線路(25)(26)を互いに連結する第２並列線路(4
4)には、スイッチング素子ＳＷ(45)が介在する。一方の
直列線路(25)には、スイッチング素子ＳＷ(45)と入力端
子(23)の間にコイルＬ(50)が、コンデンサＣ(33)とスイ
ッチング素子ＳＷ(45)の間にダイオード(61)が介在す
る。ここで、ダイオード(61)は、電流が直列線路(25)を
入力端子(23)から出力端子(24)に向かって流れる方向に
接続される。又、一対の入力端子(23)(23)には直流電源
(12)が接続されている。Here, the conventional booster circuit will be specifically described. As shown in FIG. 14, a pair of input terminals (23) (23)
From the pair of output terminals (24) (24) to the two series lines (2
5) (26) extends, and the capacitor C (33) intervenes in the first parallel line (32) connecting both series lines (25) and (26) to each other. Also, a second parallel line (4) connecting both series lines (25) and (26) to each other on the input terminal (23) side of the first parallel line (32).
The switching element SW (45) is interposed in 4). On one of the series lines (25), a coil L (50) is provided between the switching element SW (45) and the input terminal (23), and a diode (61) is provided between the capacitor C (33) and the switching element SW (45). ) Intervenes. Here, the diode (61) is connected in a direction in which a current flows through the series line (25) from the input terminal (23) toward the output terminal (24). The pair of input terminals (23) (23) has a DC power supply.
(12) is connected.

【０００５】スイッチング素子ＳＷ(45)をオンすると、
直流電源(12)により入力された電圧Ｖinによってコイル
Ｌ(50)にはエネルギーが蓄えられる。この状態でスイッ
チング素子ＳＷ(45)をオフすると、前記コイルＬ(50)に
蓄えられたエネルギーはダイオード(61)を通してコンデ
ンサＣ(33)に供給されて充電が行なわれる。これらの動
作が繰り返され、入力電圧Ｖin以上の出力電圧Ｖoutが
得られることとなる。When the switching element SW (45) is turned on,
Energy is stored in the coil L (50) by the voltage Vin input from the DC power supply (12). When the switching element SW (45) is turned off in this state, the energy stored in the coil L (50) is supplied to the capacitor C (33) through the diode (61) for charging. By repeating these operations, the output voltage Vout equal to or higher than the input voltage Vin is obtained.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記昇
圧回路においては、コイルに蓄えられたエネルギーが一
度にコンデンサに供給されるため、コイルに流れる電流
の変化率が大きく、効率が悪い問題がある。又、スイッ
チング素子のスイッチングによって、電流が増加から減
少或いはその逆に変化する際に、電流に乱れが生じるた
め、ノイズが発生し、インバータから得られる電力の品
質が低い問題がある。ここで、コイルのインダクタンス
を大きくすることにより、電流の変化率を小さくするこ
とが可能であるが、これによって昇圧回路全体が大型と
なる問題が生じる。又、住宅用太陽電池発電装置として
は、小型のものが要求されており、これにはコイルのイ
ンダクタンスを小さくすることが必要である。しかし、
コイルのインダクタンスを小さくすると、上述の電流変
動が更に大きくなり、これによって効率が低下すると共
にノイズの発生が顕著となる。本発明の目的は、効率が
高く、低ノイズで動作する小型の昇圧回路、及びこれを
用いた小型の太陽電池発電装置を提供することである。However, in the booster circuit, since the energy stored in the coil is supplied to the capacitor at one time, there is a problem that the rate of change of the current flowing through the coil is large and the efficiency is low. Also, when the current changes from an increase to a decrease or vice versa due to the switching of the switching element, the current is disturbed, so that noise is generated and the quality of the electric power obtained from the inverter is low. Here, it is possible to reduce the current change rate by increasing the inductance of the coil, but this causes a problem that the entire booster circuit becomes large. In addition, a small-sized solar cell power generator for residential use is required, and it is necessary to reduce the inductance of the coil for this purpose. But,
When the inductance of the coil is reduced, the above-mentioned current fluctuations are further increased, which lowers the efficiency and causes significant noise generation. It is an object of the present invention to provide a small booster circuit that operates with high efficiency and low noise, and a small solar cell power generator using the booster circuit.

【０００７】[0007]

【課題を解決する為の手段】本発明に係る昇圧回路は、
直流の入力電圧が印加されるべき一対の入力端子と、昇
圧された出力電圧が取り出されるべき一対の出力端子
と、一対の入力端子から一対の出力端子へ伸びる２本の
直列線路の内、少なくとも一方の直列線路に介在する誘
導素子と、両直列線路を互いに連結する並列線路に介在
すると共に、互いに直列に接続された第１及び第２容量
素子と、前記誘導素子を経て供給されるエネルギーによ
って第１及び第２容量素子を互いに位相のずれた周期で
充電するための充電手段とを具えている。A booster circuit according to the present invention comprises:
At least one of a pair of input terminals to which a DC input voltage should be applied, a pair of output terminals from which a boosted output voltage should be taken out, and at least two series lines extending from the pair of input terminals to the pair of output terminals Depending on the energy supplied through the inductive element interposed in one of the series lines, the first and second capacitive elements interposed in the parallel line connecting the both series lines with each other, and connected in series with each other, Charging means for charging the first and second capacitive elements in a cycle out of phase with each other.

【０００８】上記本発明の昇圧回路において、入力端子
から直流の入力電圧を印加することによって誘導素子に
はエネルギーが蓄えられる。該エネルギーは充電手段に
よって互いに位相のずれた周期で第１及び第２容量素子
に供給され、各容量素子が充電される。この結果、入力
電圧以上の出力電圧が得られることとなる。In the booster circuit of the present invention, energy is stored in the inductive element by applying a DC input voltage from the input terminal. The energy is supplied to the first and second capacitive elements by the charging means in a cycle out of phase with each other, and each capacitive element is charged. As a result, an output voltage higher than the input voltage can be obtained.

【０００９】この様に、誘導素子に蓄えられたエネルギ
ーは互いに位相のずれた周期で第１及び第２容量素子に
供給されるので、従来の昇圧回路に比べて誘導素子に流
れる電流の変化率は小さくなる。この結果、効率が高く
なると共に、電流波形の乱れが少なくなり、ノイズの発
生が抑制される。従って、コイルのインダクタンスを大
きくすることなく、効率が高く、低ノイズで動作する小
型の昇圧回路が実現できる。As described above, since the energy stored in the inductive element is supplied to the first and second capacitive elements in a cycle with a phase shift from each other, the rate of change of the current flowing in the inductive element is higher than that in the conventional booster circuit. Becomes smaller. As a result, the efficiency is increased, the disturbance of the current waveform is reduced, and the generation of noise is suppressed. Therefore, it is possible to realize a small booster circuit that operates with low noise and high efficiency without increasing the inductance of the coil.

【００１０】具体的には、前記充電手段は、前記２本の
直列線路を前記並列線路よりも入力端子側にて互いに連
結する第２の並列線路に、互いに直列に接続された第１
及び第２スイッチング素子が介在し、両容量素子の接続
点と両スイッチング素子の接続点とは互いに接続され、
前記２本の直列線路の夫々には、第１及び第２容量素子
よりも入力端子側に、両容量素子に対する充電時の電流
方向を順方向とする整流素子が介在し、第１及び第２ス
イッチング素子には、各スイッチング素子をオン／オフ
制御するスイッチング制御回路が接続されている。Specifically, the charging means includes a first parallel line that is connected in series to a second parallel line that connects the two series lines to each other on the input terminal side of the parallel line.
And the second switching element is interposed, and the connection point of both capacitance elements and the connection point of both switching elements are connected to each other,
In each of the two series lines, a rectifying element whose forward direction is the current direction at the time of charging the both capacitance elements is interposed on the input terminal side of the first and second capacitance elements. A switching control circuit that controls ON / OFF of each switching element is connected to the switching element.

【００１１】スイッチング制御回路によって一方のスイ
ッチング素子をオンすると、入力された電圧によって誘
導素子にエネルギーが蓄えられると共に、他方のスイッ
チング素子に対して並列に接続されている一方の容量素
子が充電される。これに対し、前記一方のスイッチング
素子をオフすると、他方若しくは両方の容量素子が充電
されることになる。When one of the switching elements is turned on by the switching control circuit, energy is stored in the inductive element by the input voltage, and at the same time, one capacitive element connected in parallel with the other switching element is charged. . On the other hand, when one of the switching elements is turned off, the other capacitive element or both capacitive elements are charged.

【００１２】又、具体的には、スイッチング制御回路
は、各スイッチング素子をオン期間が互いに重ならない
ように、或いは、一方のスイッチング素子のオンからオ
フへの切換え時点が他方のスイッチング素子のオフから
オンへの切換え時点と一致するように、又、両スイッチ
ング素子のオン期間が互いに重なるようにオン／オフ制
御する。Further, specifically, the switching control circuit is configured so that the ON periods of the switching elements do not overlap with each other, or the switching time of one of the switching elements is changed from OFF to OFF of the other switching element. The on / off control is performed so that it coincides with the time of switching to the on state and the on periods of both switching elements overlap each other.

【００１３】各スイッチング素子をオン期間が互いに重
ならないようにオン／オフ制御した場合、第１スイッチ
ング素子がオンで且つ第２スイッチング素子がオフの第
１モードと、第１及び第２スイッチング素子が共にオフ
の第２モードと、第１スイッチング素子がオフで且つ第
２スイッチング素子がオンの第３モードと、第１及び第
２スイッチング素子が共にオフの第４モードが周期的に
繰り返されることになる。第１モードにおいては、一対
の入力端子へ入力された電圧によって誘導素子にエネル
ギーが蓄えられると共に、第２容量素子が充電される。
第２モードにおいては、誘導素子に蓄えられたエネルギ
ーが第１及び第２容量素子に供給されて充電が行なわれ
る。第３モードにおいては、一対の入力端子へ入力され
た電圧によって誘導素子にエネルギーが蓄えられると共
に、第１容量素子が充電される。第４モードにおいて
は、誘導素子に蓄えられたエネルギーが第１及び第２容
量素子に供給されて充電が行なわれる。上述の如く、第
１及び第３モードでは、一対の入力端子へ入力された電
圧によって誘導素子にエネルギーが蓄えられると共に、
第２容量素子が充電されるので、誘導素子に蓄えられる
エネルギーが比較的少ない。又、第２及び第４モードで
は、誘導素子に蓄えられたエネルギーにより第１及び第
２容量素子が充電される。従って、両容量素子の両端の
電位差は比較的小さく、入力電圧の１乃至２倍程度の出
力電圧が得られる。When the switching elements are on / off controlled so that the on periods do not overlap with each other, a first mode in which the first switching element is on and the second switching element is off and the first and second switching elements are A second mode in which both are off, a third mode in which the first switching element is off and the second switching element is on, and a fourth mode in which both the first and second switching elements are off are periodically repeated. Become. In the first mode, the voltage input to the pair of input terminals causes energy to be stored in the inductive element and the second capacitive element to be charged.
In the second mode, the energy stored in the inductive element is supplied to the first and second capacitive elements for charging. In the third mode, energy is stored in the inductive element by the voltage input to the pair of input terminals, and the first capacitive element is charged. In the fourth mode, the energy stored in the inductive element is supplied to the first and second capacitive elements for charging. As described above, in the first and third modes, energy is stored in the inductive element by the voltage input to the pair of input terminals, and
Since the second capacitive element is charged, the energy stored in the inductive element is relatively small. In the second and fourth modes, the energy stored in the inductive element charges the first and second capacitive elements. Therefore, the potential difference between both ends of both capacitance elements is relatively small, and an output voltage that is about 1 to 2 times the input voltage can be obtained.

【００１４】各スイッチング素子をオン期間が互いに重
なるようにオン／オフ制御した場合、第１スイッチング
素子がオンで且つ第２スイッチング素子がオフの第１モ
ードと、第１及び第２スイッチング素子が共にオンの第
２モードと、第１スイッチング素子がオフで且つ第２ス
イッチング素子がオンの第３モードと、第１及び第２ス
イッチング素子が共にオンの第４モードが周期的に繰り
返されることになる。第１モードにおいては、誘導素子
に蓄えられたエネルギーが第２容量素子に供給されて充
電が行なわれる。第２モードにおいては、一対の入力端
子へ入力された電圧によって誘導素子にエネルギーが蓄
えられる。第３モードにおいては、誘導素子に蓄えられ
たエネルギーが第１容量素子に供給されて充電が行なわ
れる。第４モードにおいては、一対の入力端子へ入力さ
れた電圧によって誘導素子にエネルギーが蓄えられる。
上述の如く、第２及び第４モードでは、一対の入力端子
へ入力された電圧によって専ら誘導素子にエネルギーが
蓄えられるので、そのエネルギーは比較的大きくなる。
又、第１及び第３モードでは、誘導素子に蓄えられたエ
ネルギーが第１及び第２容量素子の何れか一方に集中的
に供給されて充電が行なわれる。従って、両容量素子の
両端の電位差は比較的大きく、入力電圧の２倍を越える
出力電圧が得られる。When each of the switching elements is controlled to be turned on / off so that the on periods overlap with each other, the first mode in which the first switching element is on and the second switching element is off and the first and second switching elements are both The second mode of ON, the third mode of OFF of the first switching element and ON of the second switching element, and the fourth mode of ON of both the first and second switching elements are periodically repeated. . In the first mode, the energy stored in the inductive element is supplied to the second capacitive element for charging. In the second mode, energy is stored in the inductive element by the voltage input to the pair of input terminals. In the third mode, the energy stored in the inductive element is supplied to the first capacitive element for charging. In the fourth mode, energy is stored in the inductive element by the voltage input to the pair of input terminals.
As described above, in the second and fourth modes, energy is stored in the inductive element exclusively by the voltage input to the pair of input terminals, and therefore the energy becomes relatively large.
In the first and third modes, the energy stored in the inductive element is concentratedly supplied to either one of the first and second capacitive elements for charging. Therefore, the potential difference between both ends of both capacitance elements is relatively large, and an output voltage exceeding twice the input voltage can be obtained.

【００１５】各スイッチング素子を一方のスイッチング
素子のオンからオフへの切換え時点が他方のスイッチン
グ素子のオフからオンへの切換え時点と一致するように
オン／オフ制御した場合、第１スイッチング素子がオン
で且つ第２スイッチング素子がオフの第１モードと、第
１スイッチング素子がオフで且つ第２スイッチング素子
がオンの第２モードが周期的に繰り返されることにな
る。一対の入力端子へ入力された電圧によって、第１モ
ードでは第２容量素子が充電され、第２モードでは第１
容量素子が充電される。この過程で誘導素子に対して入
力されるエネルギーと、誘導素子から各容量素子へ供給
されるエネルギーとがバランスして誘導素子に流れる電
流は一定となる。この場合、上述の第１及び第２スイッ
チング素子のオン期間が互いに重ならないようにオン／
オフ制御するときのオン期間のずれを０とした場合、或
いは、第１及び第２スイッチング素子のオン期間が互い
に重なるようにオン／オフ制御するときの重なり期間を
０とした場合に相当する動作が行なわれて、入力電圧の
略２倍の出力電圧が得られる。又、電流の経路が変化す
るだけで誘導素子に流れる電流は一定であるので、極め
て低ノイズで動作する。When the switching elements are on / off controlled so that the switching time point of one switching element from on to off coincides with the switching time point of the other switching element from off to on, the first switching element is turned on. In addition, the first mode in which the second switching element is off and the second mode in which the first switching element is off and the second switching element is on are periodically repeated. The second capacitive element is charged in the first mode by the voltage input to the pair of input terminals, and the first capacitive element is charged in the second mode.
The capacitive element is charged. In this process, the energy input to the inductive element and the energy supplied from the inductive element to each capacitive element are balanced, and the current flowing through the inductive element becomes constant. In this case, the ON / OFF periods of the above-mentioned first and second switching elements are set so as not to overlap each other.
An operation corresponding to the case where the deviation of the ON period during the OFF control is set to 0, or the overlapping period when the ON / OFF control is performed so that the ON periods of the first and second switching elements overlap each other is set to 0. Is performed and an output voltage approximately twice the input voltage is obtained. Further, since the current flowing through the inductive element is constant only by changing the current path, it operates with extremely low noise.

【００１６】更に具体的には、前記第１及び第２スイッ
チング素子に対して並列に第３スイッチング素子が接続
され、第３スイッチング素子は第１及び第２スイッチン
グ素子が共にオンとなるべき期間にオンとなるようオン
／オフ制御される。More specifically, a third switching element is connected in parallel to the first and second switching elements, and the third switching element is in a period when both the first and second switching elements should be turned on. It is on / off controlled to be on.

【００１７】第１及び第２スイッチング素子が共にオン
となるべき期間に、第３スイッチング素子もオンとなる
ことによって、第１及び第２スイッチング素子を流れる
べき電流の大部分が第３スイッチング素子を流れること
になる。この結果、２つのスイッチング素子に起因する
損失が、概ね１つのスイッチング素子に起因する損失に
減少する。Since the third switching element is also turned on during a period in which both the first and second switching elements should be turned on, most of the current flowing through the first and second switching elements is turned on by the third switching element. It will flow. As a result, the loss due to the two switching elements is reduced to the loss due to approximately one switching element.

【００１８】太陽電池から得られる直流の出力電圧を、
インバータにて交流電圧に変換して出力する太陽電池発
電装置において、インバータには太陽電池の出力電圧を
昇圧すべき昇圧回路と、該昇圧回路の出力電圧を交流に
変換すべきインバータ回路とが設けられ、昇圧回路は、
太陽電池の出力電圧が印加されるべき一対の入力端子
と、昇圧された電圧をインバータ回路へ供給すべき一対
の出力端子と、一対の入力端子から一対の出力端子へ伸
びる２本の直列線路の内、少なくとも一方の直列線路に
介在する誘導素子と、両直列線路を互いに連結する並列
線路に介在すると共に、互いに直列に接続された第１及
び第２容量素子と、前記誘導素子を経て供給されるエネ
ルギーによって第１及び第２容量素子を互いに位相のず
れた周期で充電するための充電手段とを具えている。The DC output voltage obtained from the solar cell is
In a solar cell power generator that converts an AC voltage into an AC voltage by an inverter and outputs the AC voltage, the inverter is provided with a booster circuit for boosting the output voltage of the solar cell and an inverter circuit for converting the output voltage of the booster circuit into AC. The boost circuit is
A pair of input terminals to which the output voltage of the solar cell should be applied, a pair of output terminals to which the boosted voltage should be supplied to the inverter circuit, and two series lines extending from the pair of input terminals to the pair of output terminals. Of the inductive element interposed in at least one of the series lines, the parallel line connecting the both serial lines with each other, and the first and second capacitive elements connected in series with each other, and supplied via the inductive element. Charging means for charging the first and second capacitive elements in a cycle out of phase with each other.

【００１９】太陽電池の出力電圧は、インバータの昇圧
回路の入力端子へ印加されて誘導素子にエネルギーが蓄
えられ、このエネルギーは互いに位相のずれた周期で第
１及び第２容量素子に供給される。この結果、一対の出
力端子には、上記本発明に係る昇圧回路と同様の動作に
より、商用電力系統に対して逆潮流可能な高さまで昇圧
された直流の電圧が得られ、該直流電圧はインバータ回
路によって交流に変換され、商用電力系統へ供給され
る。The output voltage of the solar cell is applied to the input terminal of the booster circuit of the inverter to store energy in the inductive element, and this energy is supplied to the first and second capacitive elements in a cycle out of phase with each other. . As a result, a DC voltage boosted to a height capable of reverse power flow with respect to the commercial power system is obtained at the pair of output terminals by the same operation as that of the booster circuit according to the present invention, and the DC voltage is the inverter voltage. It is converted into alternating current by the circuit and supplied to the commercial power system.

【００２０】具体的には前記充電手段は、前記２本の直
列線路を前記並列線路よりも入力端子側にて互いに連結
する第２の並列線路に、互いに直列に接続された第１及
び第２スイッチング素子が介在し、両容量素子の接続点
と両スイッチング素子の接続点とは互いに接続され、前
記２本の直列線路の夫々には、第１及び第２容量素子よ
りも入力端子側に、両容量素子に対する充電時の電流方
向を順方向とする整流素子が介在し、第１及び第２スイ
ッチング素子には、各スイッチング素子をオン／オフ制
御することによって、昇圧回路の出力電圧を目標値に設
定するスイッチング制御回路が接続されている。ここ
で、昇圧回路の出力電圧の目標値は、商用電力系統に対
して逆潮流可能な高さに設定され、上述の本発明に係る
昇圧回路の具体的構成と同様に第１及び第２スイッチン
グ素子がオン、オフして、オン期間の制御によって昇圧
回路の出力電圧が目標値に設定される。Specifically, the charging means includes first and second serial lines connected in series to a second parallel line connecting the two series lines to each other on the input terminal side of the parallel line. A switching element is interposed, the connection point of both capacitance elements and the connection point of both switching elements are connected to each other, and each of the two series lines is closer to the input terminal side than the first and second capacitance elements are. There is a rectifying element that forwards the current direction during charging to both capacitance elements, and the first and second switching elements are turned on / off to control the output voltage of the booster circuit to a target value. The switching control circuit to be set to is connected. Here, the target value of the output voltage of the booster circuit is set to a height at which reverse power flow is possible with respect to the commercial power system, and the first and second switching circuits have the same configuration as the specific configuration of the booster circuit according to the present invention. The element is turned on and off, and the output voltage of the booster circuit is set to the target value by controlling the on period.

【００２１】更に具体的には前記スイッチング制御回路
は、太陽電池の出力電圧が昇圧回路の目標出力電圧の２
分の１を上回るときは、第１及び第２スイッチング素子
のオン期間が互いに重ならないように各スイッチング素
子をオン／オフ制御し、太陽電池の出力電圧が昇圧回路
の目標出力電圧の２分の１を下回るときは、第１及び第
２スイッチング素子のオン期間が互いに重なるように各
スイッチング素子をオン／オフ制御する。例えば、太陽
電池の出力電圧が昇圧回路の目標出力電圧の２分の１を
上回るときは、スイッチング制御回路は第１及び第２ス
イッチング素子のオン期間を短縮して、両オン期間が互
いに重ならないように各スイッチング素子をオン／オフ
制御する。これによって、１〜２倍の昇圧比が得られ
る。又、太陽電池の出力電圧が昇圧回路の目標出力電圧
の２分の１を下回るときは、スイッチング制御回路は第
１及び第２スイッチング素子のオン期間を延長して、両
オン期間が互いに重なるように各スイッチング素子をオ
ン／オフ制御する。これによって、２倍を越える昇圧比
が得られる。この結果、昇圧回路は、太陽電池からの入
力電圧の大小に拘わらず、常に目標の出力電圧を発生し
て、インバータ回路へ入力する。従って、商用電力系統
に対して安定した電力を供給することが出来る。More specifically, in the switching control circuit, the output voltage of the solar cell is 2 times the target output voltage of the booster circuit.
When it exceeds one-half, the switching elements are ON / OFF controlled so that the ON periods of the first and second switching elements do not overlap each other, and the output voltage of the solar cell is halved of the target output voltage of the booster circuit. When it is less than 1, each switching element is on / off controlled so that the on periods of the first and second switching elements overlap each other. For example, when the output voltage of the solar cell exceeds one half of the target output voltage of the booster circuit, the switching control circuit shortens the ON periods of the first and second switching elements so that the ON periods do not overlap each other. Thus, each switching element is controlled to be turned on / off. As a result, a boosting ratio of 1 to 2 times can be obtained. Also, when the output voltage of the solar cell is less than one half of the target output voltage of the booster circuit, the switching control circuit extends the ON periods of the first and second switching elements so that the ON periods overlap each other. ON / OFF control each switching element. As a result, a step-up ratio exceeding 2 times can be obtained. As a result, the booster circuit always generates a target output voltage and inputs it to the inverter circuit regardless of the magnitude of the input voltage from the solar cell. Therefore, stable power can be supplied to the commercial power system.

【００２２】[0022]

【発明の効果】本発明に係る昇圧回路においては、誘導
素子に蓄えられたエネルギーを交互に第１及び第２容量
素子に供給して充電する方式を採用したので、誘導素子
に流れる電流の変化率は小さくなる。この結果、効率が
高くなると共に、電流波形の乱れが少なくなり、ノイズ
の発生が抑制される。従って、コイルのインダクタンス
を大きくすることなく、効率が高く、低ノイズで動作す
る小型の昇圧回路が実現できる。又、本発明に係る太陽
電池発電装置においては、昇圧動作における誘導素子に
流れる電流の変化率が小さいので、誘導素子のインダク
タンスを小さくした場合においても、高い効率を維持し
たまま誘導素子の小型化ひいては装置全体の小型化が可
能である。In the step-up circuit according to the present invention, the energy stored in the inductive element is alternately supplied to the first and second capacitive elements for charging, so that the current flowing through the inductive element changes. The rate becomes smaller. As a result, the efficiency is increased, the disturbance of the current waveform is reduced, and the generation of noise is suppressed. Therefore, it is possible to realize a small booster circuit that operates with low noise and high efficiency without increasing the inductance of the coil. Further, in the solar cell power generation device according to the present invention, since the rate of change of the current flowing through the inductive element during the step-up operation is small, miniaturization of the inductive element while maintaining high efficiency even when the inductance of the inductive element is reduced. As a result, the size of the entire device can be reduced.

【００２３】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の昇圧回路を太陽電
池発電装置に実施した形態につき、図面に沿って具体的
に説明する。図１は、太陽電池発電装置の全体構成を表
わしている。太陽電池(１)から得られる直流の出力電圧
は、先ずインバータ内の昇圧回路(10)によって商用電力
系統に対して逆潮流可能な高さまで昇圧され、インバー
タ内のインバータ回路(11)に供給される。これによっ
て、インバータ回路(11)の入力電圧は交流に変換され、
商用電力系統へ逆潮流される。次に、前記インバータ内
の昇圧回路(10)について、第１実施例及び第２実施例に
基づき、具体的に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment in which the booster circuit of the present invention is applied to a solar cell power generator will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of a solar cell power generator. The DC output voltage obtained from the solar cell (1) is first boosted by the step-up circuit (10) in the inverter to a height that allows reverse flow to the commercial power system, and is supplied to the inverter circuit (11) in the inverter. It As a result, the input voltage of the inverter circuit (11) is converted into alternating current,
Reverse flow to commercial power system. Next, the booster circuit (10) in the inverter will be specifically described based on the first and second embodiments.

【００２４】第１実施例 図２は本発明の第１実施例における昇圧回路の構成を表
わしている。一対の入力端子(２)(２)から一対の出力端
子(20)(20)へ向けて２本の線路(21)(22)が伸びている。
両直列線路(21)(22)を互いに連結する第１並列線路(３)
には、互いに直列に接続された第１コンデンサＣ１(30)
及び第２コンデンサＣ２(31)が介在すると共に、第１並
列線路(３)よりも入力端子(２)側にて前記２本の直列線
路(21)(22)を互いに連結する第２並列線路には、互いに
直列に接続された第１スイッチング素子ＳＷ１(40)及び
第２スイッチング素子ＳＷ２(41)が介在する。又、第１
コンデンサＣ１(30)及び第２コンデンサＣ２(31)の連結
点と第１スイッチング素子ＳＷ１(40)及び第２スイッチ
ング素子ＳＷ２(41)の連結点とが互いに接続されてい
る。 First Embodiment FIG. 2 shows the configuration of a booster circuit according to the first embodiment of the present invention. Two lines (21) and (22) extend from the pair of input terminals (2) and (2) to the pair of output terminals (20) and (20).
First parallel line (3) connecting both series lines (21) (22) to each other
Is a first capacitor C1 (30) connected in series with each other.
And a second parallel line interposing the second capacitor C2 (31) and connecting the two series lines (21) (22) to each other on the input terminal (2) side of the first parallel line (3). The first switching element SW1 (40) and the second switching element SW2 (41) which are connected in series with each other are interposed between the two. Also, the first
The connection point of the capacitor C1 (30) and the second capacitor C2 (31) and the connection point of the first switching element SW1 (40) and the second switching element SW2 (41) are connected to each other.

【００２５】一方の直列線路(21)には、入力端子(２)と
第１スイッチング素子ＳＷ１(40)の間にコイルＬ(５)
が、第１コンデンサＣ１(30)と第１スイッチング素子Ｓ
Ｗ１(40)の間に第１ダイオード(６)が介在する。ここで
第１ダイオード(６)は、電流が線路(21)を入力端子(２)
から出力端子(20)に向けて流れる方向に接続される。他
方の直列線路(22)には、第２コンデンサＣ２(31)と第２
スイッチング素子ＳＷ２(41)の間に、第２ダイオード(6
0)が介在している。ここで、第２ダイオード(60)は、電
流が線路(22)を出力端子(20)から入力端子(２)に向けて
流れる方向に接続されている。On one of the series lines (21), a coil L (5) is provided between the input terminal (2) and the first switching element SW1 (40).
Is the first capacitor C1 (30) and the first switching element S
The first diode (6) is interposed between W1 (40). In the first diode (6), the current flows through the line (21) to the input terminal (2).
From the output terminal to the output terminal (20). The other series line (22) has a second capacitor C2 (31) and a second capacitor C2 (31).
Between the switching element SW2 (41), the second diode (6
0) is interposed. Here, the second diode (60) is connected in a direction in which a current flows through the line (22) from the output terminal (20) toward the input terminal (2).

【００２６】又、一対の入力端子(２)(２)には太陽電池
(１)が、一対の出力端子(20)(20)には互いに直列に接続
された第１電位差検出器(７)及び第２電位差検出器(70)
が接続されると共に、第１電位差検出器(７)及び第２電
位差検出器(70)の連結点と、第１コンデンサＣ１(30)及
び第２コンデンサＣ２(31)の連結点とが互いに接続され
ている。一対の出力端子(20)(20)から得られる出力電圧
Ｖout、即ち、第１コンデンサＣ１(30)両端の電位差Ｖ1
と第２コンデンサＣ２(31)両端の電位差Ｖ2の和(Ｖ1＋
Ｖ2)は、前記インバータ回路(11)へ供給される。The pair of input terminals (2) and (2) has a solar cell.
(1) has a first potential difference detector (7) and a second potential difference detector (70) connected in series to the pair of output terminals (20) and (20).
And the connection point of the first potential difference detector (7) and the second potential difference detector (70) and the connection point of the first capacitor C1 (30) and the second capacitor C2 (31) are connected to each other. Has been done. The output voltage Vout obtained from the pair of output terminals (20) (20), that is, the potential difference V1 across the first capacitor C1 (30).
And the sum of the potential difference V2 across the second capacitor C2 (31) (V1 +
V2) is supplied to the inverter circuit (11).

【００２７】第１電位差検出器(７)及び第２電位差検出
器(70)によって検出された電位差Ｖ1及びＶ2は、スイッ
チング制御回路(８)へ供給される。これに応じて、スイ
ッチング制御回路(８)は、第１スイッチング素子ＳＷ１
(40)及び第２スイッチング素子ＳＷ２(41)をオン／オフ
するための第１駆動信号及び第２駆動信号を作成して、
各スイッチング素子へ送出する。The potential differences V1 and V2 detected by the first potential difference detector (7) and the second potential difference detector (70) are supplied to the switching control circuit (8). In response to this, the switching control circuit (8) causes the first switching element SW1
(40) and a second drive signal for turning on / off the second switching element SW2 (41) is created,
It is sent to each switching element.

【００２８】ここで、スイッチング制御回路(８)による
オン／オフ制御の原理について説明する。図３の如く、
オン／オフ制御においては、１つの三角波、第１直流信
号及び第２直流信号の波形を利用し、三角波と第１直流
信号を比較して三角波の値が大きい期間は第１スイッチ
ング素子ＳＷ１(40)をオンとし、三角波と第２直流信号
を比較して三角波の値が小さい期間は第２スイッチング
素子ＳＷ２(41)をオンとする。ここで、第１電位差検出
器(７)及び第２電位差検出器(70)により検出された電位
差Ｖ1及びＶ2の和、即ち出力電圧Ｖoutが、目標出力電
圧Ｖrefに比べて大きい場合は、出力電圧Ｖoutを低下さ
せるべく、第１スイッチング素子ＳＷ１(40)及び第２ス
イッチング素子ＳＷ２(41)のオン時間を共に短くする必
要があるので、第１直流信号のレベルは高く、第２直流
信号のレベルは低く設定する。これに対し、電位差Ｖ1
及びＶ2の和、即ち出力電圧Ｖoutが、目標出力電圧Ｖre
fに比べて小さい場合は、出力電圧Ｖoutを上昇させるべ
く、第１スイッチング素子ＳＷ１(40)及び第２スイッチ
ング素子ＳＷ２(41)のオン時間を共に長くする必要があ
るので、第１直流信号のレベルは低く、第２直流信号の
レベルは高く設定する。又、電位差Ｖ1が電位差Ｖ2に比
べて大きい場合は、電位差Ｖ1を低下させると共に、電
位差Ｖ2を上昇させるべく、第１スイッチング素子ＳＷ
１(40)のオン時間を長く、第２スイッチング素子ＳＷ２
(41)のオン時間を短くする必要があるので、第１直流信
号及び第２直流信号のレベルは共に低く設定する。これ
に対し、電位差Ｖ1が電位差Ｖ2に比べて小さい場合は、
電位差Ｖ1を上昇させると共に、電位差Ｖ2を低下させる
べく、第１スイッチング素子ＳＷ１(40)のオン時間を短
く、第２スイッチング素子ＳＷ２(41)のオン時間を長く
する必要があるので、第１直流信号及び第２直流信号の
レベルは共に高く設定する。この様な動作を実現するた
めの第１直流信号及び第２直流信号は夫々、下記数１及
び数２で定義出来る。ここで、Ｍ及びＮは制御ゲインで
ある。Now, the principle of on / off control by the switching control circuit (8) will be described. As shown in Figure 3,
In the on / off control, the waveforms of one triangular wave, the first DC signal, and the second DC signal are used. The triangular wave and the first DC signal are compared, and the first switching element SW1 (40 ) Is turned on, the triangular wave and the second DC signal are compared, and the second switching element SW2 (41) is turned on during the period when the value of the triangular wave is small. Here, when the sum of the potential differences V1 and V2 detected by the first potential difference detector (7) and the second potential difference detector (70), that is, the output voltage Vout is larger than the target output voltage Vref, the output voltage In order to reduce Vout, it is necessary to shorten the ON time of both the first switching element SW1 (40) and the second switching element SW2 (41), so the level of the first DC signal is high and the level of the second DC signal is high. Set low. On the other hand, the potential difference V1
And V2, that is, the output voltage Vout is the target output voltage Vre
If it is smaller than f, it is necessary to lengthen both the ON times of the first switching element SW1 (40) and the second switching element SW2 (41) in order to increase the output voltage Vout, so that the first DC signal The level is set low and the level of the second DC signal is set high. When the potential difference V1 is larger than the potential difference V2, the first switching element SW is used to decrease the potential difference V1 and increase the potential difference V2.
1 (40) ON time is long, the second switching element SW2
Since it is necessary to shorten the on-time of (41), the levels of both the first DC signal and the second DC signal are set low. On the other hand, when the potential difference V1 is smaller than the potential difference V2,
In order to increase the potential difference V1 and decrease the potential difference V2, it is necessary to shorten the ON time of the first switching element SW1 (40) and lengthen the ON time of the second switching element SW2 (41). The level of both the signal and the second DC signal is set high. The first DC signal and the second DC signal for realizing such an operation can be defined by the following equations 1 and 2, respectively. Here, M and N are control gains.

【００２９】[0029]

【数１】 第１直流信号＝Ｍ(Ｖ1＋Ｖ2−Ｖref)−Ｎ(Ｖ1−Ｖ2)## EQU1 ## First DC signal = M (V1 + V2-Vref) -N (V1-V2)

【数２】 第２直流信号＝−Ｍ(Ｖ1＋Ｖ2−Ｖref)−Ｎ(Ｖ1−Ｖ2)## EQU00002 ## Second DC signal = -M (V1 + V2-Vref) -N (V1-V2)

【００３０】次に、上記の第１直流信号及び第２直流信
号を利用したオン／オフ制御を実現するためのスイッチ
ング制御回路(８)の構成及び動作について説明する。図
４は、スイッチング制御回路(８)の構成を表わしたもの
であり、前記第１電位差検出器(７)及び第２電位差検出
器(70)によって検出された電位差Ｖ1及びＶ2は、第１減
算増幅器(81)に入力されると共に、加算器(82)に入力さ
れる。第１減算増幅器(81)では、電位差Ｖ1から電位差
Ｖ2が減算され、その結果にゲインＮが乗算されて、信
号Ｎ(Ｖ1−Ｖ2)が作成され、後段へ出力される。一方、
加算器(82)では電位差Ｖ1と電位差Ｖ2が加算されて、信
号(Ｖ1＋Ｖ2)が作成され、第２減算増幅器(83)へ出力さ
れる。該第２減算増幅器(83)では、目標出力電圧Ｖref
が減算され、その結果にゲインＭが乗算されて、信号Ｍ
(Ｖ1＋Ｖ2−Ｖref)が作成され、後段へ出力される。Next, the configuration and operation of the switching control circuit (8) for realizing the on / off control using the above-mentioned first DC signal and second DC signal will be described. FIG. 4 shows the configuration of the switching control circuit (8). The potential difference V1 and V2 detected by the first potential difference detector (7) and the second potential difference detector (70) is the first subtraction. It is input to the amplifier (81) and also to the adder (82). In the first subtraction amplifier (81), the potential difference V2 is subtracted from the potential difference V1, and the result is multiplied by the gain N to generate a signal N (V1-V2), which is output to the subsequent stage. on the other hand,
In the adder (82), the potential difference V1 and the potential difference V2 are added to generate a signal (V1 + V2), which is output to the second subtraction amplifier (83). In the second subtraction amplifier (83), the target output voltage Vref
Is subtracted and the result is multiplied by the gain M to obtain the signal M
(V1 + V2-Vref) is created and output to the subsequent stage.

【００３１】次に、前記の信号Ｍ(Ｖ1＋Ｖ2−Ｖref)及
び信号Ｎ(Ｖ1−Ｖ2)は、第１減算器(84)に入力されると
共に、第２減算器(85)に入力される。第１減算器(84)で
は、信号Ｍ(Ｖ1＋Ｖ2−Ｖref)から信号Ｎ(Ｖ1−Ｖ2)が
減算され、第１直流信号(Ｍ(Ｖ1＋Ｖ2−Ｖref)−Ｎ(Ｖ1
−Ｖ2))が作成されて、第１比較器(86)へ出力される。
第１比較器(86)では、三角波発生回路(88)から出力され
る三角波信号から第１直流信号(Ｍ(Ｖ1＋Ｖ2−Ｖref)−
Ｎ(Ｖ1−Ｖ2))が減算され、その結果が正である場合に
オンとなる第１駆動信号が作成されて、前記第１スイッ
チング素子ＳＷ１(40)へ出力される。Next, the signal M (V1 + V2-Vref) and the signal N (V1-V2) are input to the first subtractor (84) and the second subtractor (85). In the first subtractor (84), the signal N (V1-V2) is subtracted from the signal M (V1 + V2-Vref), and the first DC signal (M (V1 + V2-Vref) -N (V1
-V2)) is created and output to the first comparator (86).
In the first comparator (86), the first DC signal (M (V1 + V2-Vref) − is obtained from the triangular wave signal output from the triangular wave generation circuit (88).
N (V1-V2)) is subtracted, and a first drive signal that is turned on when the result is positive is generated and output to the first switching element SW1 (40).

【００３２】一方、第２減算器(85)には、信号Ｍ(Ｖ1＋
Ｖ2−Ｖref)が符号を反転されて入力され、信号Ｎ(Ｖ1
−Ｖ2)が減算されて第２直流信号(−Ｍ(Ｖ1＋Ｖ2−Ｖre
f)−Ｎ(Ｖ1−Ｖ2))が作成され、第２比較器(87)に入力
される。該第２比較器(87)では、第２直流信号(−Ｍ(Ｖ
1＋Ｖ2−Ｖref)−Ｎ(Ｖ1−Ｖ2))から三角波発生回路(8
8)により出力された三角波信号が減算され、その結果が
正である場合にオンとなる第２駆動信号が作成されて、
前記第２スイッチング素子ＳＷ２(41)へ出力される。On the other hand, a signal M (V1 +
V2-Vref) is input with its sign inverted, and the signal N (V1
-V2) is subtracted and the second DC signal (-M (V1 + V2-Vre
f) -N (V1-V2)) is created and input to the second comparator (87). In the second comparator (87), the second DC signal (-M (V
1 + V2-Vref) -N (V1-V2)) to triangular wave generator (8
The triangular wave signal output by 8) is subtracted, and a second drive signal that is turned on when the result is positive is created,
It is output to the second switching element SW2 (41).

【００３３】前記第１駆動信号及び第２駆動信号が夫
々、第１スイッチング素子ＳＷ１(40)及び第２スイッチ
ング素子ＳＷ２(41)に供給されることによって、第１ス
イッチング素子ＳＷ１(40)及び第２スイッチング素子Ｓ
Ｗ２(41)がオン／オフ制御されることとなり、図３に示
す原理によって昇圧回路の出力電圧Ｖoutは目標出力電
圧Ｖrefに設定される。The first drive signal and the second drive signal are supplied to the first switching element SW1 (40) and the second switching element SW2 (41), respectively, so that the first switching element SW1 (40) and the second switching element SW1 (40) 2 switching element S
The W2 (41) is on / off controlled, and the output voltage Vout of the booster circuit is set to the target output voltage Vref according to the principle shown in FIG.

【００３４】次に、スイッチング制御回路(８)の制御に
よって、第１スイッチング素子ＳＷ１(40)及び第２スイ
ッチング素子ＳＷ２(41)のオン時間の比率が変化した場
合の昇圧回路(10)の動作について具体的に説明する。図
５は、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチン
グ素子ＳＷ２のオン期間が比較的短く、互いに重ならな
いようにオン／オフ制御された場合のモード変化を表わ
している。又、図６は、その場合の各スイッチング素子
のオン／オフ状態及び電流電圧波形を表わし、(ａ)及び
(ｂ)は夫々、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイ
ッチング素子ＳＷ２のオン／オフ状態、(ｃ)はコイルＬ
(５)に流れる電流ＩL、(ｄ)及び(ｆ)は夫々、第１コン
デンサＣ１(30)両端の電位差Ｖ1及び第２コンデンサＣ
２(31)両端の電位差Ｖ2、(ｅ)及び(ｇ)は夫々、第１コ
ンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２における電流Ｉ
1、Ｉ2の状態を表わしている。尚、同図(ｅ)において
“充電”とは、第１コンデンサＣ１を充電するために電
荷が供給されて電流が第１コンデンサＣ１に流れ込む状
態を意味し、“放電”とは、第１コンデンサＣ１から電
荷が放出されて電流が第１コンデンサＣ１から流れ出す
状態を意味している。図６(ａ)及び(ｂ)の如く、第１ス
イッチング素子ＳＷ１がオンで且つ第２スイッチング素
子ＳＷ２がオフの第１モードと、第１スイッチング素
子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２が共にオフの
第２モードと、第１スイッチング素子ＳＷ１がオフで
且つ第２スイッチング素子ＳＷ２がオンの第３モード
と、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング
素子ＳＷ２が共にオフの第４モードが周期Ｔで繰り返
されることになる。Next, the operation of the booster circuit (10) when the ratio of the ON time of the first switching element SW1 (40) and the second switching element SW2 (41) is changed by the control of the switching control circuit (8). Will be specifically described. FIG. 5 shows a mode change when the ON periods of the first switching element SW1 and the second switching element SW2 are relatively short and the ON / OFF control is performed so that they do not overlap each other. Further, FIG. 6 shows the ON / OFF state of each switching element and the current-voltage waveform in that case.
(b) is the ON / OFF state of the first switching element SW1 and the second switching element SW2, respectively, (c) is the coil L
The currents IL, (d) and (f) flowing in (5) are the potential difference V1 across the first capacitor C1 (30) and the second capacitor C, respectively.
2 The potential difference V2 across (31), (e) and (g) is the current I in the first capacitor C1 and the second capacitor C2, respectively.
1 represents the state of I2. In FIG. 6E, “charge” means a state in which electric charge is supplied to charge the first capacitor C1 and current flows into the first capacitor C1, and “discharge” means the first capacitor C1. This means a state in which electric charge is discharged from C1 and a current flows out from the first capacitor C1. As shown in FIGS. 6A and 6B, a first mode in which the first switching element SW1 is on and the second switching element SW2 is off, and a first mode in which both the first switching element SW1 and the second switching element SW2 are off. The second mode, the third mode in which the first switching element SW1 is off and the second switching element SW2 is on, and the fourth mode in which both the first switching element SW1 and the second switching element SW2 are off are repeated in a cycle T. It will be.

【００３５】第１モードにおいては、図５の如く閉
路が形成され、太陽電池(１)により入力された電圧Ｖin
によってコイルＬにエネルギーが蓄えられると共に、第
２コンデンサＣ２が充電される。従って、図６(ｃ)の如
く、コイルＬに流れる電流ＩLは増加し、第２コンデン
サＣ２については、図６(ｆ)及び(ｇ)の如く、電圧Ｖ2
は上昇し、電流Ｉ2は充電方向に僅かに増加しつつ流れ
る。又、第１コンデンサＣ１については、図６(ｄ)及び
(ｅ)の如く、電圧Ｖ1は、前モードにおいて第１コンデ
ンサＣ１に充電された電荷が出力側に供給されるために
低下し、これに伴って電流Ｉ1は放電方向に一定に流れ
る。In the first mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 5, and the voltage Vin input by the solar cell (1) is
Energy is stored in the coil L and the second capacitor C2 is charged. Therefore, as shown in FIG. 6 (c), the current IL flowing through the coil L increases, and the second capacitor C2 has a voltage V2 as shown in FIGS. 6 (f) and (g).
Rises and the current I2 flows while slightly increasing in the charging direction. Also, regarding the first capacitor C1, as shown in FIG.
As shown in (e), the voltage V1 decreases because the charge charged in the first capacitor C1 is supplied to the output side in the previous mode, and the current I1 constantly flows in the discharging direction accordingly.

【００３６】第２モードにおいては、図５の如く閉
路が形成され、コイルＬに蓄えられたエネルギーが第１
コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に供給されて充
電が行なわれる。従って、図６(ｃ)の如く、コイルＬに
流れる電流ＩLは減少し、第１コンデンサＣ１について
は、図６(ｄ)及び(ｅ)の如く、電圧Ｖ1は上昇し、電流
Ｉ1は充電方向に僅かに減少しつつ流れる。又、第２コ
ンデンサＣ２については、図６(ｆ)及び(ｇ)の如く、電
圧Ｖ2は上昇し、電流Ｉ2は充電方向に僅かに減少しつつ
流れる。In the second mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 5, and the energy stored in the coil L becomes the first
It is supplied to the capacitor C1 and the second capacitor C2 to be charged. Therefore, as shown in FIG. 6 (c), the current IL flowing through the coil L decreases, and for the first capacitor C1, the voltage V1 increases and the current I1 changes in the charging direction as shown in FIGS. 6 (d) and (e). It flows while decreasing slightly. Regarding the second capacitor C2, as shown in FIGS. 6F and 6G, the voltage V2 rises and the current I2 flows while slightly decreasing in the charging direction.

【００３７】第３モードにおいては、図５の如く閉
路が形成され、太陽電池(１)により入力された電圧Ｖin
によってコイルＬにエネルギーが蓄えられると共に、第
１コンデンサＣ１が充電される。従って、図６(ｃ)の如
く、コイルＬに流れる電流ＩLは増加し、第１コンデン
サＣ１については、図６(ｄ)及び(ｅ)の如く、電圧Ｖ1
は上昇し、電流Ｉ1は充電方向に僅かに増加しつつ流れ
る。又、第２コンデンサＣ２については、図６(ｆ)及び
(ｇ)の如く、電圧Ｖ2は、前モードにおいて第２コンデ
ンサＣ２に充電された電荷が出力側に供給されるために
低下し、これに伴って電流Ｉ2は放電方向に一定に流れ
る。In the third mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 5, and the voltage Vin input by the solar cell (1) is
Energy is stored in the coil L and the first capacitor C1 is charged. Therefore, as shown in FIG. 6C, the current IL flowing through the coil L increases, and the first capacitor C1 has a voltage V1 as shown in FIGS. 6D and 6E.
Rises and the current I1 flows while slightly increasing in the charging direction. Regarding the second capacitor C2, as shown in FIG.
As shown in (g), the voltage V2 decreases because the charge charged in the second capacitor C2 is supplied to the output side in the previous mode, and the current I2 constantly flows in the discharging direction accordingly.

【００３８】第４モードにおいては、図５の如く閉
路が形成され、コイルＬに蓄えられたエネルギーが第１
コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に供給されて充
電が行なわれる。従って、図６(ｃ)の如く、コイルＬに
流れる電流ＩLは減少し、第１コンデンサＣ１について
は、図６(ｄ)及び(ｅ)の如く、電圧Ｖ1は上昇し、電流
Ｉ1は充電方向に僅かに減少しつつ流れる。又、第２コ
ンデンサＣ２については、図６(ｆ)及び(ｇ)の如く、電
圧Ｖ2は上昇し、電流Ｉ2は充電方向に僅かに減少しつつ
流れる。In the fourth mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 5, and the energy stored in the coil L becomes the first
It is supplied to the capacitor C1 and the second capacitor C2 to be charged. Therefore, as shown in FIG. 6 (c), the current IL flowing through the coil L decreases, and for the first capacitor C1, the voltage V1 increases and the current I1 changes in the charging direction as shown in FIGS. 6 (d) and (e). It flows while decreasing slightly. Regarding the second capacitor C2, as shown in FIGS. 6F and 6G, the voltage V2 rises and the current I2 flows while slightly decreasing in the charging direction.

【００３９】上述の如く、第１モード及び第３モード
では、太陽電池(１)により入力された電圧Ｖinによっ
てコイルＬにエネルギーが蓄えられると共に、第２コン
デンサＣ２が充電されるので、コイルＬに蓄えられるエ
ネルギーが比較的少ない。又、第２モード及び第４モ
ードでは、コイルＬに蓄えられたエネルギーが第１コ
ンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に分散されて両コ
ンデンサの充電が行なわれる。従って、両コンデンサの
両端の電位差(Ｖ1＋Ｖ2)は比較的小さく、入力電圧Ｖin
の１乃至２倍程度の出力電圧Ｖoutが得られる。例えば
図５に示すように、太陽電池(１)により３００Ｖの直流
電圧Ｖinが入力された場合、第１モードでは、第２コ
ンデンサＣ２両端において２００Ｖの電位差Ｖ２が得ら
れ、第２モードでは、第１コンデンサＣ１両端及び第
２コンデンサＣ２両端において夫々２００Ｖの電位差Ｖ
１、Ｖ２が得られ、第３モードでは、第１コンデンサ
Ｃ１両端において２００Ｖの電位差Ｖ１が得られ、第４
モードでは、第２モードと同様に第１コンデンサＣ
１両端及び第２コンデンサＣ２両端において夫々２００
Ｖの電位差Ｖ１、Ｖ２が得られる。従って、入力電圧３
００Ｖに対して出力電圧４００Ｖが得られ、１倍以上２
倍以下の昇圧率が実現されることとなる。As described above, in the first mode and the third mode, energy is stored in the coil L by the voltage Vin input by the solar cell (1) and the second capacitor C2 is charged, so that the coil L is charged. Relatively little energy is stored. In the second mode and the fourth mode, the energy stored in the coil L is dispersed in the first capacitor C1 and the second capacitor C2 to charge both capacitors. Therefore, the potential difference (V1 + V2) across both capacitors is relatively small, and the input voltage Vin
An output voltage Vout that is about 1 to 2 times the output voltage Vout is obtained. For example, as shown in FIG. 5, when a DC voltage Vin of 300V is input by the solar cell (1), a potential difference V2 of 200V is obtained across the second capacitor C2 in the first mode, and in the second mode, A potential difference V of 200 V is applied across both ends of the first capacitor C1 and the second capacitor C2.
1 and V2 are obtained, and in the third mode, a potential difference V1 of 200V is obtained across the first capacitor C1, and the fourth mode is obtained.
In the mode, as in the second mode, the first capacitor C
200 at both ends and at both ends of the second capacitor C2, respectively.
Potential differences V1 and V2 of V are obtained. Therefore, input voltage 3
Output voltage of 400V is obtained with respect to 00V, more than 1 time 2
A boosting rate of twice or less will be realized.

【００４０】図７は、第１スイッチング素子ＳＷ１(40)
及び第２スイッチング素子ＳＷ２(41)が、一方のスイッ
チング素子のオンからオフへの切換え時点が他方のスイ
ッチング素子のオフからオンへの切換え時点と一致する
ようにオン／オフ制御された場合のモード変化を表わし
ている。又、図８は、その場合の各スイッチング素子の
オン／オフ状態及び電流電圧波形を表わし、(ａ)乃至
(ｇ)は夫々、図６の(ａ)乃至(ｇ)と同様の図である。図
８(ａ)及び(ｂ)の如く、第１スイッチング素子ＳＷ１が
オンで且つ第２スイッチング素子ＳＷ２がオフの第１モ
ードと、第１スイッチング素子ＳＷ１がオフで且つ第
２スイッチング素子ＳＷ２がオンの第２モードが周期
Ｔで繰り返されることになる。FIG. 7 shows the first switching element SW1 (40).
And a mode in which the second switching element SW2 (41) is on / off controlled so that the switching time point of one switching element from on to off coincides with the switching time point of the other switching element from off to on. It represents a change. FIG. 8 shows the ON / OFF state of each switching element and the current / voltage waveform in that case.
6G is a view similar to FIGS. 6A to 6G, respectively. As shown in FIGS. 8A and 8B, the first mode in which the first switching element SW1 is on and the second switching element SW2 is off, and the first switching element SW1 is off and the second switching element SW2 is on. The second mode of is repeated in the cycle T.

【００４１】第１モードにおいては、図７の如く閉
路が形成され、太陽電池(１)により入力された電圧Ｖin
によって、第２コンデンサＣ２が充電される。従って、
第２コンデンサＣ２については、図８(ｆ)及び(ｇ)の如
く、電圧Ｖ2は上昇し、電流Ｉ2は充電方向に一定に流れ
る。又、第１コンデンサＣ１については、図８(ｄ)及び
(ｅ)の如く、電圧Ｖ1は、前モードにおいて第１コンデ
ンサＣ１に充電された電荷が出力側に供給されるために
低下し、これに伴って電流Ｉ1は放電方向に一定に流れ
る。In the first mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 7, and the voltage Vin input by the solar cell (1) is
As a result, the second capacitor C2 is charged. Therefore,
Regarding the second capacitor C2, the voltage V2 rises and the current I2 flows constantly in the charging direction as shown in FIGS. 8 (f) and 8 (g). Also, regarding the first capacitor C1, FIG.
As shown in (e), the voltage V1 decreases because the charge charged in the first capacitor C1 is supplied to the output side in the previous mode, and the current I1 constantly flows in the discharging direction accordingly.

【００４２】第２モードにおいては、図７の如く閉
路が形成され、太陽電池(１)により入力された電圧Ｖin
によって、第１コンデンサＣ１が充電される。従って、
第１コンデンサＣ１については、図８(ｄ)及び(ｅ)の如
く、電圧Ｖ1は上昇し、電流Ｉ1は充電方向に一定に流れ
る。又、第２コンデンサＣ２については、図８(ｆ)及び
(ｇ)の如く、電圧Ｖ2は、前モードにおいて第２コンデ
ンサＣ２に充電された電荷が出力側に供給されるために
低下し、これに伴って電流Ｉ2は放電方向に一定に流れ
る。In the second mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 7, and the voltage Vin input by the solar cell (1) is
Thus, the first capacitor C1 is charged. Therefore,
Regarding the first capacitor C1, as shown in FIGS. 8D and 8E, the voltage V1 rises and the current I1 constantly flows in the charging direction. Further, regarding the second capacitor C2, as shown in FIG.
As shown in (g), the voltage V2 decreases because the charge charged in the second capacitor C2 is supplied to the output side in the previous mode, and the current I2 constantly flows in the discharging direction accordingly.

【００４３】又、図８(ｃ)の如く、コイルＬに流れる電
流ＩLは、第１モード及び第２モードを通して一定
である。これは、この過程において、コイルＬに対して
入力されるエネルギーと、コイルＬから第１コンデンサ
Ｃ１及び第２コンデンサＣ２へ供給されるエネルギーと
がつり合っているからである。この場合、入力電圧Ｖin
の略２倍の出力電圧Ｖoutが得られる。例えば図７に示
すように、太陽電池(１)により２００Ｖの直流電圧Ｖin
が入力された場合、第１モードでは、第２コンデンサ
Ｃ２両端において２００Ｖの電位差Ｖ２が得られ、第２
モードでは、第１コンデンサＣ１両端において２００
Ｖの電位差Ｖ１が得られる。従って、入力電圧２００Ｖ
に対して出力電圧４００Ｖが得られ、２倍の昇圧率が実
現されることとなる。Further, as shown in FIG. 8C, the current IL flowing through the coil L is constant throughout the first mode and the second mode. This is because the energy input to the coil L and the energy supplied from the coil L to the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are balanced in this process. In this case, input voltage Vin
An output voltage Vout approximately twice that of the above can be obtained. For example, as shown in FIG. 7, a DC voltage Vin of 200 V is applied by the solar cell (1).
Is input, a potential difference V2 of 200 V is obtained across the second capacitor C2 in the first mode, and
In mode, 200 across the first capacitor C1
A potential difference V1 of V is obtained. Therefore, input voltage 200V
Therefore, an output voltage of 400 V is obtained, and a double boosting rate is realized.

【００４４】図９は、第１スイッチング素子ＳＷ１(40)
及び第２スイッチング素子ＳＷ２(41)のオン期間が比較
的長く、互いに重なるようにオン／オフ制御された場合
のモード変化を表わしている。又、図１０は、その場合
の各スイッチング素子のオン／オフ状態及び電流電圧波
形を表わし、(ａ)乃至(ｇ)は夫々、図６の(ａ)乃至(ｇ)
と同様の図である。図１０(ａ)及び(ｂ)の如く、第１ス
イッチング素子ＳＷ１がオンで且つ第２スイッチング素
子ＳＷ２がオフの第１モードと、第１スイッチング素
子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２が共にオンの
第２モードと、第１スイッチング素子ＳＷ１がオフで
且つ第２スイッチング素子ＳＷ２がオンの第３モード
と、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング
素子ＳＷ２が共にオンの第４モードが周期Ｔで繰り返
されることになる。FIG. 9 shows the first switching element SW1 (40).
And the mode change when the ON period of the second switching element SW2 (41) is relatively long and the ON / OFF control is performed so as to overlap each other. Further, FIG. 10 shows the on / off state and the current-voltage waveform of each switching element in that case, and (a) to (g) are (a) to (g) of FIG. 6, respectively.
FIG. As shown in FIGS. 10A and 10B, the first mode in which the first switching element SW1 is on and the second switching element SW2 is off, and the first mode in which both the first switching element SW1 and the second switching element SW2 are on. The second mode, the third mode in which the first switching element SW1 is off and the second switching element SW2 is on, and the fourth mode in which both the first switching element SW1 and the second switching element SW2 are on are repeated in a cycle T. It will be.

【００４５】第１モードにおいては、図９の如く閉
路が形成され、コイルＬに蓄えられたエネルギーが第２
コンデンサＣ２に供給されて充電が行なわれる。従っ
て、図１０(ｃ)の如く、コイルＬに流れる電流ＩLは減
少し、第２コンデンサＣ２については、図１０(ｆ)及び
(ｇ)の如く、電圧Ｖ2は上昇し、電流Ｉ2は充電方向に減
少しつつ流れる。又、第１コンデンサＣ１については、
図１０(ｄ)及び(ｅ)の如く、電圧Ｖ1は、前モードにお
いて第１コンデンサＣ１に充電された電荷が出力側に供
給されるために低下し、これに伴って電流Ｉ1は放電方
向に一定に流れる。In the first mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 9, and the energy stored in the coil L becomes the second
It is supplied to the capacitor C2 to be charged. Therefore, as shown in FIG. 10 (c), the current IL flowing through the coil L decreases, and for the second capacitor C2, FIG.
As shown in (g), the voltage V2 rises and the current I2 flows while decreasing in the charging direction. Also, regarding the first capacitor C1,
As shown in FIGS. 10 (d) and 10 (e), the voltage V1 is lowered because the charge charged in the first capacitor C1 is supplied to the output side in the previous mode, and the current I1 is discharged in the discharge direction. It flows constantly.

【００４６】第２モードにおいては、図９の如く閉
路が形成され、太陽電池(１)により入力された電圧Ｖin
によって、コイルＬにエネルギーが蓄えられる。従っ
て、図１０(ｃ)の如く、コイルＬに流れる電流ＩLは増
加する。又、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ
２については、電圧Ｖ1及びＶ2は、図１０(ｄ)及び(ｆ)
の如く、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に
充電された電荷が出力側に供給されるために低下し、こ
れに伴って、電流Ｉ1及びＩ2は、図１０(ｅ)及び(ｇ)の
如く、放電方向に一定に流れる。In the second mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 9, and the voltage Vin input by the solar cell (1) is input.
Energy is stored in the coil L. Therefore, as shown in FIG. 10C, the current IL flowing through the coil L increases. Also, the first capacitor C1 and the second capacitor C
For voltage 2, V1 and V2 are as shown in FIGS. 10 (d) and (f).
As described above, the charges charged in the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are supplied to the output side, and thus decrease, and accordingly, the currents I1 and I2 are shown in FIGS. 10 (e) and 10 (g). As such, it flows constantly in the discharge direction.

【００４７】第３モードにおいては、図９の如く閉
路が形成され、コイルＬに蓄えられたエネルギーが第１
コンデンサＣ１に供給されて充電が行なわれる。従っ
て、図１０(ｃ)の如く、コイルＬに流れる電流ＩLは減
少し、第１コンデンサＣ１については、図１０(ｄ)及び
(ｅ)の如く、電圧Ｖ1は上昇し、電流Ｉ1は充電方向に減
少しつつ流れる。又、第２コンデンサＣ２については、
図１０(ｆ)及び(ｇ)の如く、電圧Ｖ2は、前モードにお
いて第２コンデンサＣ２に充電された電荷が出力側に供
給されるために低下し、これに伴って電流Ｉ2は放電方
向に一定に流れる。In the third mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 9, and the energy stored in the coil L becomes the first
It is supplied to the capacitor C1 to be charged. Therefore, as shown in FIG. 10 (c), the current IL flowing through the coil L decreases, and for the first capacitor C1, as shown in FIG. 10 (d) and
As shown in (e), the voltage V1 rises and the current I1 flows while decreasing in the charging direction. Also, regarding the second capacitor C2,
As shown in FIGS. 10 (f) and 10 (g), the voltage V2 is lowered because the charge charged in the second capacitor C2 in the previous mode is supplied to the output side, and accordingly, the current I2 is discharged. It flows constantly.

【００４８】第４モードにおいては、図９の如く閉
路が形成され、太陽電池(１)により入力された電圧Ｖin
によって、コイルＬにエネルギーが蓄えられる。従っ
て、図１０(ｃ)の如く、コイルＬに流れる電流ＩLは増
加する。又、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ
２については、電圧Ｖ1及びＶ2は、図１０(ｄ)及び(ｆ)
の如く、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２に
充電された電荷が出力側に供給されるために低下し、こ
れに伴って、電流Ｉ1及びＩ2は、図１０(ｅ)及び(ｇ)の
如く、放電方向に一定に流れる。In the fourth mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 9, and the voltage Vin input by the solar cell (1) is input.
Energy is stored in the coil L. Therefore, as shown in FIG. 10C, the current IL flowing through the coil L increases. Also, the first capacitor C1 and the second capacitor C
For voltage 2, V1 and V2 are as shown in FIGS. 10 (d) and (f).
As described above, the charges charged in the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are supplied to the output side, and thus decrease, and accordingly, the currents I1 and I2 are shown in FIGS. 10 (e) and 10 (g). As such, it flows constantly in the discharge direction.

【００４９】上述の如く、第２モード及び第４モード
では、太陽電池(１)により入力された電圧Ｖinによっ
て専らコイルＬにエネルギーが蓄えられるので、そのエ
ネルギーは比較的大きくなる。又、第１モード及び第
３モードでは、コイルＬに蓄えられたエネルギーが第
１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２の何れか一方
に集中的に供給されて充電が行なわれる。従って、両コ
ンデンサの両端の電位差(Ｖ1＋Ｖ2)は比較的大きく、入
力電圧Ｖinの２倍を越える出力電圧Ｖoutが得られる。
例えば図９に示すように、太陽電池(１)により１５０Ｖ
の直流電圧Ｖinが入力された場合、第１モードでは、
第２コンデンサＣ２両端において２００Ｖの電位差Ｖ２
が得られ、第３モードでは、第１コンデンサＣ１両端
において２００Ｖの電位差Ｖ１が得られる。従って、入
力電圧１５０Ｖに対して出力電圧４００Ｖが得られ、２
倍以上の昇圧率が実現されることとなる。As described above, in the second mode and the fourth mode, energy is stored in the coil L exclusively by the voltage Vin input by the solar cell (1), and therefore the energy becomes relatively large. In addition, in the first mode and the third mode, the energy stored in the coil L is concentratedly supplied to either one of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 for charging. Therefore, the potential difference (V1 + V2) across both capacitors is relatively large, and an output voltage Vout exceeding twice the input voltage Vin can be obtained.
For example, as shown in FIG.
When the DC voltage Vin of is input, in the first mode,
A potential difference V2 of 200 V across the second capacitor C2
In the third mode, a potential difference V1 of 200V is obtained across the first capacitor C1. Therefore, an output voltage of 400V is obtained for an input voltage of 150V, and 2
A boosting rate of more than double will be realized.

【００５０】第２実施例 図１１は、本発明の第２実施例における構成を表わして
おり、上記第１実施例の構成に加えて、第３スイッチン
グ素子ＳＷ３(43)と論理演算器(９)を装備したものであ
る。第３スイッチング素子ＳＷ３(43)は、コイルＬ(５)
と第１スイッチング素子ＳＷ１(40)及び第２スイッチン
グ素子ＳＷ２(41)の間にて、２本の直列線路(21)(22)を
互いに連結する第３並列線路(42)に介在する。論理演算
器(９)は、スイッチング制御回路(８)から出力される第
１及び第２駆動信号を入力信号とし、両駆動信号の論理
積をとって、第３スイッチング素子ＳＷ３(43)をオン／
オフするための第３駆動信号を作成する。そして、第３
駆動信号を第３スイッチング素子ＳＷ３(43)へ送出す
る。これによって、第３スイッチング素子ＳＷ３(43)が
オン／オフ制御されることとなる。他の具体的構成は第
１実施例と同一であるので説明を省略する。 Second Embodiment FIG. 11 shows the configuration of the second embodiment of the present invention. In addition to the configuration of the first embodiment, a third switching element SW3 (43) and a logical operation unit (9) are shown. ) Is equipped. The third switching element SW3 (43) is a coil L (5)
And the first switching element SW1 (40) and the second switching element SW2 (41), the two parallel lines (21) and (22) are connected to each other through a third parallel line (42). The logical operation unit (9) uses the first and second drive signals output from the switching control circuit (8) as input signals, calculates the logical product of both drive signals, and turns on the third switching element SW3 (43). /
A third drive signal for turning off is created. And the third
The drive signal is sent to the third switching element SW3 (43). As a result, the third switching element SW3 (43) is on / off controlled. Since the other specific structure is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

【００５１】又、スイッチング制御回路(８)の構成及び
動作については第１実施例と同様であるので説明を省略
する。Further, the structure and operation of the switching control circuit (8) are the same as those in the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.

【００５２】ここで、第３スイッチング素子ＳＷ３(43)
が実際にオンとなるのは、第１スイッチング素子ＳＷ１
(40)及び第２スイッチング素子ＳＷ２(41)のオン期間が
比較的長く、互いに重なるようにオン／オフ制御された
場合である。従って、第１スイッチング素子ＳＷ１(40)
及び第２スイッチング素子ＳＷ２(41)のオン期間が比較
的短く、互いに重ならないようにオン／オフ制御された
場合の動作、及び一方のスイッチング素子のオンからオ
フへの切換え時点が他方のスイッチング素子のオフから
オンへの切換え時点と一致するようにオン／オフ制御さ
れた場合の動作は夫々、上記第１実施例と同一である。Here, the third switching element SW3 (43)
Is actually turned on when the first switching element SW1
This is a case where the on period of (40) and the second switching element SW2 (41) is comparatively long and the on / off control is performed so as to overlap each other. Therefore, the first switching element SW1 (40)
And the operation when the ON period of the second switching element SW2 (41) is relatively short and the ON / OFF control is performed so that they do not overlap with each other, and the switching point of one switching element from ON to OFF is the other switching element. The operations performed when the on / off control is performed so as to coincide with the time of switching from off to on are the same as those in the first embodiment.

【００５３】図１２は、第１スイッチング素子ＳＷ１(4
0)及び第２スイッチング素子ＳＷ２(41)のオン期間が比
較的長く、互いに重なるようにオン／オフ制御された場
合のモード変化を表わしている。又、図１３は、その場
合の各スイッチング素子のオン／オフ状態を表わし、
(ａ)は第１スイッチング素子ＳＷ１、(ｂ)は第２スイッ
チング素子ＳＷ２、(ｃ)は第３スイッチング素子ＳＷ３
の状態を表わしている。図１３の如く、第１スイッチン
グ素子ＳＷ１がオンで且つ第２スイッチング素子ＳＷ２
及び第３スイッチング素子ＳＷ３がオフの第１モード
と、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素
子ＳＷ２及び第３スイッチング素子ＳＷ３が全てオンの
第２モードと、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第３
スイッチング素子ＳＷ３がオフで且つ第２スイッチング
素子ＳＷ２がオンの第３モードと、第１スイッチング
素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第３スイ
ッチング素子ＳＷ３が全てオンの第４モードが周期Ｔ
で繰り返されることになる。FIG. 12 shows the first switching element SW1 (4
0) and the second switching element SW2 (41) have a relatively long ON period, and represent the mode change when the ON / OFF control is performed so as to overlap each other. Further, FIG. 13 shows the on / off state of each switching element in that case,
(a) is the first switching element SW1, (b) is the second switching element SW2, and (c) is the third switching element SW3.
Represents the state of. As shown in FIG. 13, the first switching element SW1 is on and the second switching element SW2 is
And a first mode in which the third switching element SW3 is off, a second mode in which all the first switching element SW1, the second switching element SW2, and the third switching element SW3 are on, and a first switching element SW1 and a third mode.
The cycle T includes a third mode in which the switching element SW3 is off and the second switching element SW2 is on, and a fourth mode in which the first switching element SW1, the second switching element SW2, and the third switching element SW3 are all on.
Will be repeated.

【００５４】第１モードにおいては、図１２の如く
閉路が形成され、コイルＬに蓄えられたエネルギーが第
２コンデンサＣ２に供給されて充電が行なわれる。第２
モードにおいては、図１２の如く閉路が形成され、
太陽電池(１)により入力された電圧Ｖinによって、コイ
ルＬにエネルギーが蓄えられる。第３モードにおいて
は、図１２の如く閉路が形成され、コイルＬに蓄えら
れたエネルギーが第１コンデンサＣ１に供給されて充電
が行なわれる。第４モードにおいては、図１２の如
く閉路が形成され、太陽電池(１)により入力された電圧
Ｖinによって、コイルＬにエネルギーが蓄えられる。こ
の様に、充放電の動作については上記第１実施例と同様
であるので、コイルＬに流れる電流ＩL、第１コンデン
サＣ１及び第２コンデンサＣ２両端の電位差Ｖ1、Ｖ2及
び電流Ｉ1、Ｉ2の状態は図１０と同様に変化する。又、
第１実施例と同様に、両コンデンサの両端からは入力電
圧Ｖinの２倍を越える出力電圧Ｖoutが得られる。例え
ば図１２に示すように、太陽電池(１)により１５０Ｖの
直流電圧Ｖinが入力された場合、第１モードでは、第
２コンデンサＣ２両端において２００Ｖの電位差Ｖ２が
得られ、第３モードでは、第１コンデンサＣ１両端に
おいて２００Ｖの電位差Ｖ１が得られる。従って、入力
電圧１５０Ｖに対して出力電圧４００Ｖが得られ、２倍
以上の昇圧率が実現されることとなる。In the first mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 12, and the energy stored in the coil L is supplied to the second capacitor C2 for charging. Second
In the mode, a closed circuit is formed as shown in FIG.
Energy is stored in the coil L by the voltage Vin input by the solar cell (1). In the third mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 12, and the energy stored in the coil L is supplied to the first capacitor C1 for charging. In the fourth mode, a closed circuit is formed as shown in FIG. 12, and energy is stored in the coil L by the voltage Vin input by the solar cell (1). As described above, since the charging / discharging operation is the same as that of the first embodiment, the state of the current IL flowing through the coil L, the potential differences V1 and V2 across the first capacitor C1 and the second capacitor C2, and the currents I1 and I2. Changes as in FIG. or,
Similar to the first embodiment, an output voltage Vout that exceeds twice the input voltage Vin is obtained from both ends of both capacitors. For example, as shown in FIG. 12, when a direct current voltage Vin of 150V is input by the solar cell (1), a potential difference V2 of 200V is obtained across the second capacitor C2 in the first mode, and a third difference in the third mode. A potential difference V1 of 200 V is obtained across the one capacitor C1. Therefore, the output voltage of 400V is obtained with respect to the input voltage of 150V, and the boosting rate more than double is realized.

【００５５】この様にして得られた昇圧回路(10)の出力
電圧Ｖoutは、インバータ回路(11)に入力され、交流に
変換されて商用電力系統へ供給される。The output voltage Vout of the booster circuit (10) thus obtained is input to the inverter circuit (11), converted into alternating current and supplied to the commercial power system.

【００５６】上述の２つの実施例における昇圧回路によ
れば、コイルＬ(５)に蓄えられたエネルギーを交互に第
１コンデンサＣ１(30)及び第２コンデンサＣ２(31)に供
給して充電する方式を採用したので、コイルＬ(５)に流
れる電流の変化率は小さくなる。この結果、効率が高く
なると共に、電流波形の乱れが少なくなり、ノイズが抑
制される。According to the booster circuits in the above two embodiments, the energy stored in the coil L (5) is alternately supplied to the first capacitor C1 (30) and the second capacitor C2 (31) to be charged. Since the method is adopted, the rate of change of the current flowing through the coil L (5) becomes small. As a result, the efficiency is increased, the disturbance of the current waveform is reduced, and the noise is suppressed.

【００５７】又、第２実施例における昇圧回路によれ
ば、第２モード及び第４モードでは、第１実施例に
おいて第１スイッチング素子ＳＷ１(40)及び第２スイッ
チング素子ＳＷ２(41)を流れるべき電流の大部分が第３
スイッチング素子ＳＷ３(43)を流れることになる。従っ
て、第１スイッチングＳＷ１(３)及び第２スイッチング
素子ＳＷ２(41)による損失が、概ね第３スイッチング素
子ＳＷ３(43)のみによる損失に減少する。この結果、よ
り高い効率が得られることとなる。Further, according to the booster circuit in the second embodiment, in the second mode and the fourth mode, the first switching element SW1 (40) and the second switching element SW2 (41) in the first embodiment should flow. Most of the current is the third
It will flow through the switching element SW3 (43). Therefore, the loss due to the first switching SW1 (3) and the second switching element SW2 (41) is reduced to the loss due to only the third switching element SW3 (43). As a result, higher efficiency can be obtained.

【００５８】上述の２つの実施例の太陽電池発電装置に
よれば、太陽電池の温度や日射量に拘わらず、常に昇圧
回路(10)の出力電圧を目標出力電圧に設定することが出
来るので、商用電力系統へ安定した電力供給が可能であ
る。又、昇圧動作におけるコイルＬ(５)に流れる電流の
変化率が小さいので、コイルＬ(５)のインダクタンスを
小さくした場合においても、高い効率を維持したままコ
イルＬ(５)の小型化ひいては装置全体の小型化が図られ
ることになる。According to the solar cell power generators of the above two embodiments, the output voltage of the booster circuit (10) can always be set to the target output voltage regardless of the temperature of the solar cell and the amount of solar radiation. Stable power supply to the commercial power system is possible. Further, since the rate of change of the current flowing through the coil L (5) in the boosting operation is small, even when the inductance of the coil L (5) is reduced, the coil L (5) can be downsized while maintaining high efficiency, and thus the device. The overall size can be reduced.

【００５９】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。The above description of the embodiments is for explaining the present invention, and should not be understood so as to limit the invention described in the claims or to reduce the scope.
In addition, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

【００６０】例えば、第１スイッチング素子ＳＷ１(40)
及び第２スイッチング素子ＳＷ２(41)のオン／オフ制御
は、上述のハードウエアからなるスイッチング制御回路
(８)に限らず、マイクロコンピュータによって実現する
ことも可能である。又、第３スイッチング素子ＳＷ３(4
3)を設けた例では、第３スイッチング素子(43)がオンと
なる期間、第１及び第２スイッチング素子(40)(41)は必
ずしもオンの状態を維持する必要はない。For example, the first switching element SW1 (40)
And the on / off control of the second switching element SW2 (41) is performed by the switching control circuit including the above hardware.
Not limited to (8), it can be realized by a microcomputer. Also, the third switching element SW3 (4
In the example in which 3) is provided, the first and second switching elements 40 and 41 do not necessarily need to be kept on during the period when the third switching element 43 is turned on.

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

【図１】太陽電池発電装置の全体構成を示すブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a solar cell power generation device.

【図２】本発明の第１実施例における昇圧回路を表わす
図である。FIG. 2 is a diagram showing a booster circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図３】オン／オフ制御の原理を説明する波形図であ
る。FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the principle of on / off control.

【図４】第１実施例の昇圧回路に採用されているスイッ
チング制御回路の構成を表わすブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a switching control circuit used in the booster circuit of the first embodiment.

【図５】第１実施例において、第１スイッチング素子及
び第２スイッチング素子のオン期間が互いに重ならない
ようにオン／オフ制御された場合の昇圧回路のモード変
化を表わす図である。FIG. 5 is a diagram showing a mode change of the booster circuit when ON / OFF control is performed so that the ON periods of the first switching element and the second switching element do not overlap each other in the first example.

【図６】図５のモード変化における各スイッチング素子
のオン／オフ状態及び電流電圧波形を表わす図である。6 is a diagram showing ON / OFF states and current-voltage waveforms of each switching element in the mode change of FIG.

【図７】第１実施例において、一方のスイッチング素子
のオンからオフへの切換え時点が他方のスイッチング素
子のオフからオンへの切換え時点と一致するようにオン
／オフ制御された場合の昇圧回路のモード変化を表わす
図である。FIG. 7 is a booster circuit in the first embodiment in which ON / OFF control is performed so that a switching time point of one switching element from ON to OFF coincides with a switching time point of another switching element from OFF to ON. FIG. 6 is a diagram showing a mode change of FIG.

【図８】図７のモード変化における各スイッチング素子
のオン／オフ状態及び電流電圧波形を表わす図である。8 is a diagram showing ON / OFF states of respective switching elements and current-voltage waveforms in the mode change of FIG. 7.

【図９】第１実施例において、第１スイッチング素子及
び第２スイッチング素子のオン期間が互いに重なるよう
にオン／オフ制御された場合の昇圧回路のモード変化を
表わす図である。FIG. 9 is a diagram showing a mode change of the booster circuit when the on / off control is performed so that the on periods of the first switching element and the second switching element overlap each other in the first example.

【図１０】図９のモード変化における各スイッチング素
子のオン／オフ状態及び電流電圧波形を表わす図であ
る。10 is a diagram showing ON / OFF states and current-voltage waveforms of each switching element in the mode change of FIG.

【図１１】第２実施例における昇圧回路を表わす図であ
る。FIG. 11 is a diagram illustrating a booster circuit according to a second embodiment.

【図１２】第２実施例において、第１スイッチング素子
及び第２スイッチング素子のオン期間が互いに重なるよ
うにオン／オフ制御された場合の昇圧回路のモード変化
を表わす図である。FIG. 12 is a diagram showing a mode change of the booster circuit when the ON / OFF control is performed so that the ON periods of the first switching element and the second switching element overlap each other in the second example.

【図１３】図１２のモード変化における各スイッチング
素子のオン／オフ状態を表わす図である。13 is a diagram showing an on / off state of each switching element in the mode change of FIG.

【図１４】従来の昇圧回路を表わす図である。FIG. 14 is a diagram showing a conventional booster circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(１) 太陽電池 (30) 第１コンデンサ (31) 第２コンデンサ (40) 第１スイッチング素子 (41) 第２スイッチング素子 (５) コイル (８) スイッチング制御回路 (1) Solar cell (30) First capacitor (31) Second capacitor (40) First switching element (41) Second switching element (5) Coil (8) Switching control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前川 正弘 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiro Maekawa 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 直流の入力電圧が印加されるべき一対の
入力端子と、昇圧された出力電圧が取り出されるべき一
対の出力端子と、一対の入力端子から一対の出力端子へ
伸びる２本の直列線路の内、少なくとも一方の直列線路
に介在する誘導素子と、両直列線路を互いに連結する並
列線路に介在すると共に、互いに直列に接続された第１
及び第２容量素子と、前記誘導素子を経て供給されるエ
ネルギーによって第１及び第２容量素子を互いに位相の
ずれた周期で充電するための充電手段とを具えている昇
圧回路。1. A pair of input terminals to which a DC input voltage is applied, a pair of output terminals from which a boosted output voltage is to be taken out, and two series extending from the pair of input terminals to the pair of output terminals. The inductive element interposed in at least one of the lines and the parallel line connecting the two serial lines with each other, and the first in series connected to each other.
And a second capacitance element and a booster circuit for charging the first and second capacitance elements with a cycle out of phase with each other by the energy supplied through the inductive element. 【請求項２】 充電手段は、前記２本の直列線路を前記
並列線路よりも入力端子側にて互いに連結する第２の並
列線路に、互いに直列に接続された第１及び第２スイッ
チング素子が介在し、両容量素子の接続点と両スイッチ
ング素子の接続点とは互いに接続され、前記２本の直列
線路の夫々には、第１及び第２容量素子よりも入力端子
側に、両容量素子に対する充電時の電流方向を順方向と
する整流素子が介在し、第１及び第２スイッチング素子
には、各スイッチング素子をオン／オフ制御するスイッ
チング制御回路が接続されている請求項１に記載の昇圧
回路。2. The charging means includes first and second switching elements connected in series to a second parallel line connecting the two series lines on the input terminal side with respect to the parallel line. The connection point of both capacitance elements and the connection point of both switching elements are connected to each other, and each of the two series lines has a capacitance of both capacitance elements on the input terminal side of the first and second capacitance elements. The rectifying element which makes the current direction at the time of charging to the forward direction intervene, and a switching control circuit for controlling ON / OFF of each switching element is connected to the first and second switching elements. Boost circuit. 【請求項３】 スイッチング制御回路は、第１及び第２
スイッチング素子のオン期間が互いに重ならないように
各スイッチング素子をオン／オフ制御する請求項２に記
載の昇圧回路。3. The switching control circuit comprises first and second switching control circuits.
The booster circuit according to claim 2, wherein the switching elements are on / off controlled so that the on periods of the switching elements do not overlap each other. 【請求項４】 スイッチング制御回路は、一方のスイッ
チング素子のオンからオフへの切換え時点が他方のスイ
ッチング素子のオフからオンへの切換え時点と一致する
ように、各スイッチング素子をオン／オフ制御する請求
項２に記載の昇圧回路。4. The switching control circuit controls ON / OFF of each switching element so that the switching time of one switching element from ON to OFF coincides with the switching time of the other switching element from OFF to ON. The booster circuit according to claim 2. 【請求項５】 スイッチング制御回路は、第１及び第２
スイッチング素子のオン期間が互いに重なるように各ス
イッチング素子をオン／オフ制御する請求項２に記載の
昇圧回路。5. The switching control circuit includes first and second switching control circuits.
The booster circuit according to claim 2, wherein the switching elements are on / off controlled so that the on periods of the switching elements overlap each other. 【請求項６】 前記第１及び第２スイッチング素子に対
して並列に第３スイッチング素子が接続され、第３スイ
ッチング素子は第１及び第２スイッチング素子が共にオ
ンとなるべき期間にオンとなるようオン／オフ制御され
る請求項２に記載の昇圧回路。6. A third switching element is connected in parallel to the first and second switching elements, and the third switching element is turned on during a period when both the first and second switching elements should be turned on. The booster circuit according to claim 2, which is on / off controlled. 【請求項７】 太陽電池から得られる直流の出力電圧
を、インバータにて交流電圧に変換して出力する太陽電
池発電装置において、インバータには太陽電池の出力電
圧を昇圧すべき昇圧回路と、該昇圧回路の出力電圧を交
流に変換すべきインバータ回路とが設けられ、昇圧回路
は、太陽電池の出力電圧が印加されるべき一対の入力端
子と、昇圧された電圧をインバータ回路へ供給すべき一
対の出力端子と、一対の入力端子から一対の出力端子へ
伸びる２本の直列線路の内、少なくとも一方の直列線路
に介在する誘導素子と、両直列線路を互いに連結する並
列線路に介在すると共に、互いに直列に接続された第１
及び第２容量素子と、前記誘導素子を経て供給されるエ
ネルギーによって第１及び第２容量素子を互いに位相の
ずれた周期で充電するための充電手段とを具えている太
陽電池発電装置。7. A solar cell power generator for converting a DC output voltage obtained from a solar cell into an AC voltage by an inverter and outputting the AC voltage, wherein the inverter has a booster circuit for boosting the output voltage of the solar cell, An inverter circuit for converting the output voltage of the booster circuit into an alternating current is provided, and the booster circuit includes a pair of input terminals to which the output voltage of the solar cell should be applied and a pair of input terminals for supplying the boosted voltage to the inverter circuit. Of the output terminal, the inductive element interposed in at least one of the two serial lines extending from the pair of input terminals to the output terminal, and the parallel line connecting the two serial lines to each other, and First connected in series with each other
And a second capacitance element, and a charging means for charging the first and second capacitance elements in a cycle out of phase with each other by energy supplied through the inductive element. 【請求項８】 充電手段は、前記２本の直列線路を前記
並列線路よりも入力端子側にて互いに連結する第２の並
列線路に、互いに直列に接続された第１及び第２スイッ
チング素子が介在し、両容量素子の接続点と両スイッチ
ング素子の接続点とは互いに接続され、前記２本の直列
線路の夫々には、第１及び第２容量素子よりも入力端子
側に、両容量素子に対する充電時の電流方向を順方向と
する整流素子が介在し、第１及び第２スイッチング素子
には、各スイッチング素子をオン／オフ制御することに
よって、昇圧回路の出力電圧を目標値に設定するスイッ
チング制御回路が接続されている請求項７に記載の太陽
電池発電装置。8. The charging means includes first and second switching elements connected in series to a second parallel line connecting the two series lines on the input terminal side of the parallel line. The connection point of both capacitance elements and the connection point of both switching elements are connected to each other, and each of the two series lines has a capacitance of both capacitance elements on the input terminal side of the first and second capacitance elements. There is a rectifying element having a forward current direction during charging with respect to the first and second switching elements, and each switching element is turned on / off to set the output voltage of the booster circuit to a target value. The solar cell power generation device according to claim 7, wherein a switching control circuit is connected. 【請求項９】 スイッチング制御回路は、太陽電池の出
力電圧が昇圧回路の目標出力電圧の２分の１を上回ると
きは、第１及び第２スイッチング素子のオン期間が互い
に重ならないように各スイッチング素子をオン／オフ制
御し、太陽電池の出力電圧が昇圧回路の目標出力電圧の
２分の１を下回るときは、第１及び第２スイッチング素
子のオン期間が互いに重なるように各スイッチング素子
をオン／オフ制御する請求項８に記載の太陽電池発電装
置。9. The switching control circuit, when the output voltage of the solar cell exceeds one half of the target output voltage of the booster circuit, performs switching so that the ON periods of the first and second switching elements do not overlap each other. When the output voltage of the solar cell is below 1/2 of the target output voltage of the booster circuit by controlling the ON / OFF of the elements, each switching element is turned on so that the ON periods of the first and second switching elements overlap each other. The solar cell power generation device according to claim 8, which is controlled to be turned on / off.
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