CN105706013A - 太阳电池调整系统、相关方法及最小电流检测及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用以在通过串联连接多个太阳电池模块所构成的串组中，即使有部分阴影产生时也能够维持整体的输出电流的系统、相关方法及最小电流检测及控制系统。本发明用于将串组的输出电压输入至反相器并转换成交流电压，且透过多级电压倍增整流电路来施加至串组，藉此，在优先地将补偿电流供给至阴影模块而维持串组整体的输出电流的同时，使阴影模块的动作电压下降。本发明又提供一种将各种转换器的输出侧电路部分多级连接至太阳电池模块而形成，且从转换器部分优先地将补偿电流供给至阴影模块的系统等。

Description

太阳电池调整系统、相关方法及最小电流检测及控制系统

技术领域

本发明关于一种部分阴影补偿装置，该部分阴影补偿装置用以在通过串联连接多个太阳电池模块所构成的串组(string)(太阳电池模块链)中，当部分阴影产生时模拟性地使各太阳电池模块的电性特性均等化。

背景技术

太阳电池是利用光电效应而将光能量转换成电力的电池，典型上具有接合p型半导体及n型半导体并安装电极等所形成的构造。太阳电池是因应日照条件或温度而使其动作特性变化者，施加于太阳电池的电压与流通于太阳电池的电流、及从太阳电池所产生的电力的关系，一般而言能够通过如图1所示的动作特性曲线来表示。如图1的动作特性曲线所示，太阳电池为在某一动作电压能够产生最大电力者，为了在采用太阳电池的太阳光发电系统中将太阳光能量应用至最大限度，必须采用电力调节器等来使太阳电池模块动作在最大电力点(MaximumPowerPoint，MPP)。

当将多枚的太阳电池模块串联，构成串组而加以使用时，由于会在一部分的太阳电池模块受阴影(以下将如此的阴影称为「部分阴影」)遮蔽而使各太阳电池模块特性产生不一致，会有导致受阴影遮蔽的太阳电池模块(以下称为「阴影模块」)遭受到逆偏压的可能性。要防止逆偏压，一般而言，大多与构成串组的各太阳电池模块并联连接旁通二极管(bypassdiode)后再使用串组，但众所周知，在部分阴影产生时，会由于连接在阴影模块的旁通二极管导通而造成阴影模块成为无法产生电力的状态，因此导致能够利用的电力大幅地下降。此外，由于会因应部分阴影的产生状况而在串组整体的动作特性曲线上产生多个MPP(图2中的B点与C点)，因此，电力调节器会有使串组动作在与真实的MPP(图2中的B点)不同的非最佳点(图2中的C点)的可能性。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2012－028435号公报。

专利文献2：日本特开2004－047585号公报。

专利文献3：日本特开2013－105318号公报。

专利文献4：日本特开2011－228598号公报。

专利文献5：日本特开2012－186881号公报。

(非专利文献)

非专利文献1：T.Shimizu,O,Hashimoto,andG.Kimura,“Anovelhigh-performanceutility-interactivephotovoltaicinvertersystem,”IEEETrans.PowerElectron.,Vol.18,No.2,pp.704-711,Mar.2003.

非专利文献2：T.Shimizu,M.Hirakata,T.Kamezawa,andH.Watanabe,“Generationcontrolcircuitforphotovoltaicmodules,”IEEETrans.PowerElectron.,Vol.16,No.3,pp.293-300,May2001.

非专利文献3：S.QinandR.C.N.Pilawa-Podgurski,“Sub-moduledifferentialpowerprocessingforphotovoltaicapplications,”IEEEAppliedPowerElectron.Conf.Expo.,pp.101-108,2013.

非专利文献4：J.T.Stauth,M.D.Seeman,andK.Kesarwani,“Resonantswitched-capacitorconvertersforsub-moduledistributedphotovoltaicpowermanagement,”IEEETrans.PowerElectron.,Vol.28,No.3,pp.1189-1198,Mar.2013.

非专利文献5：鹈野、久木田、「使用多级电压倍增整流电路的双开关型串联谐振型单元电压平衡电路(Double-SwitchSeries-ResonantCellVoltageEqualizerUsingVoltageMultiplierforSeries-ConnectedEnergyStorageCells)」、电气学会论文志D、社团法人电气学会、平成25年(西元2013年)4月、Vol.133No.4pp.475-483

发明内容

(发明所欲解决的课题)

就减少因部分阴影所造成的这些不良影响的手段而言，目前正在进行：通过微型转换器(Converter)/反相器(inverter，也有称为例如反用换流器等的情形)的每个太阳电池模块的个别控制、附加使用动作点扫瞄的真实的MPP探索演算法的控制的开发等。然而，在微型转换器/反相器方式中，由于在每个太阳必须有电池模块电力转换器，而会有高成本化倾向，在另一方面，使用动作点扫瞄的MPP探索演算法依然会有控制的复杂化或响应性下降、电力抽出率的下降等重大的课题。虽然也有其他多种的解决手法被提出，但也可推想到会因为必须根据庞大的资料量的演算或资讯检测的系统而使成本增加。

目前已有提出防止因为部分阴影所造成的特性劣化的各种部分阴影补偿装置。由于部分阴影补偿装置能够从未受阴影遮蔽的太阳电池模块(以下称「日照模块」)往阴影模块进行电力传送，藉此模拟性地将全部的太阳电池模块的电性特性予以均等化，因此即使在部分阴影产生时，也不须使用微型反相器或MPP探索演算法等，即可通过一般的电力调节器，来使太阳电池模块动作在MPP。就部分阴影补偿装置而言，目前已提案有采用图3a、图3b所示的双方向升降压转换器的方式或采用图4所示的切换电容器转换器的方式等。虽然这些部分阴影补偿装置的电路构成基本上与串联连接的蓄电单元用的电压均等化电路相同，但如后述，部分阴影补偿装置的特性与蓄电单元用均等化电路的特性有若干相异者为优选。在这些部分阴影补偿装置的方式中，由于必须有多个开关，因此随着太阳电池模块的串联连接数量的增加而使得电路构成有急速地复杂化的倾向，并且，由于电力传送局限在邻接的太阳电池模块间，因此在太阳电池模块的串列数量较多的情形，也会产生在经由多个太阳电池模块来进行电力传送的过程中损失变大的问题。

太阳光发电系统大多要求经过十年以上的长期运转，因此可靠性的确保极为重要。此外，当在太阳电池模块有电流涟波重迭时，一般而言，会导致使太阳电池模块的动作点周期性地自MPP偏离。为了提升可靠性，进行电路的简单化较有效，而减少涟波电流是为了MPP动作的稳定化而不可或缺的。有鉴于以上背景，就部分阴影补偿装置而言，具备简单的电路构成，并且使涟波电流输出降低的方式为优选。

图5为显示日照模块及阴影模块的电性特性的代表例。一般而言，太阳电池模块的MPP中的电压取决于太阳光的照射强度，且随着强度变弱而使MPP的电压V_MP也下降。在有部分阴影产生的情形，如图5所示，与未产生的情形相比较，V_MP也稍微变低。因此，为了在有部分阴影产生的情形下将全部的太阳电池模块的可发电的电力利用至最大限度，如在图5中的虚线A所示，使阴影模块动作在较日照模块还低的电压者为优选。然而，串联连接的蓄电单元用的已知的电压均等化电路是以使全部的蓄电单元的电压成为均一的方式动作，因此将其作为部分阴影补偿装置而直接加以使用时，如图5中的虚线B所示使各太阳电池模块的电压成为均等。因此，会有无法将各太阳电池模块的电力应用至最大限度的可能性。在使各太阳电池模块的电压呈均等的状态中，日照模块为能够动作在最大电力点，在另一方面，由于阴影模块为动作在远离最大电力点的点，因此无法有效地应用阴影模块的电力。

(解决课题的手段)

有鉴于以上的课题，本发明提供一种太阳电池调整系统(本案第1发明)，其具备有：多级电压倍增整流电路，对经串联连接的第1至第n(n为2以上的整数)个电容器的各者，并联连接2个经串联连接的二极管，又于2个经串联连接的二极管的各者的中间点连接中间电容器；太阳电池模块链，将作为对第k(k＝1，2，…n)个电容器呈并联连接的第k个太阳电池模块所提供的第1至第n个太阳电池模块予以串联连接所形成；以及反相器，具备有容量性元件及感应性元件，且接收分别施加于第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并将输入的总合电压转换成交流电压，且将交流电压输出至多级电压倍增整流电路。

通过前述太阳电池调整系统，能够一边对构成串组的太阳电池模块当中的阴影模块供给补偿电流，一边使阴影模块动作在较日照模块还低的动作电压。具体而言，如在后述的实施例所详加说明，因为起因于产生在反相器所含有的容量性元件与感应性元件、多级电压倍增整流电路所含有的中间电容器、以及电流路径的电阻所发生的阻抗，而在有电流自多级电压倍增整流电路优先地流入的阴影模块产生电压降。如后述，该电压降能够用等效输出电阻Rout来表示。如业已提及，阴影模块的MPP中的电压V_MP(假设温度等、日照以外的动作环境、及太阳电池模块的构造为相同)比日照模块的MPP中的电压V_MP还低。因此，当一边使用电力调节器或DC－DC转换器、负载等来调整而使串组内的日照模块动作在MPP附近，一边使本发明的太阳电池调整系统动作时，则阴影模块的动作电压也会朝MPP的电压V_MP调整。

前述反相器具备用以变更交流电压的频率的机构为优选。如在后述的实施例所详加说明，由于前述阻抗取决于自反相器所输的交流电压的频率，因此当变更频率时，也能够变更阴影模块的动作电压。藉此，能够使阴影模块的动作点更加接近MPP。就变更交流电压的频率的机构而言，可想到开关，但不限于此而可使用任何手段。

可将前述反相器构成为具备(1)输入电路及(2)谐振电路，其中(1)输入电路具备开关，且接收分别施加于第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并输出因应开关的切换状态的电压；而(2)谐振电路具备有容量性元件及感应性元件，且将从输入电路所输出的电压转换成交流电压，而对多级电压倍增整流电路输出交流电压。本发明的系统的一例，是采用开关作为用以变更交流电压的频率的机构。当采用如上述的反相器来构成本发明的系统时，则能够以「利用输入电路产生因应切换频率的矩形波状的电压，且通过利用谐振电路将其转换而输出正弦波状的交流电压」等的实施例，而从反相器输出交流电压。

能够将前述反相器构成为：使前述谐振电路通过变压器将交流电压变压后输出至多级电压倍增整流电路。由于可认为由上述的阻抗所造成的阴影模块的电压降取决于流入该阴影模块的电流的大小，因此当能够通过变压器将交流电压变压后输出至多级电压倍增整流电路从而变更该电流的大小时，则也能够变更阴影模块中的电压降。

能够以下述方式构成(1)前述输入电路、(2)前述谐振电路：(1)前述输入电路为将续流二极管与经串联连接的第1及第2开关的各者并联连接而形成，且构成为：通过随着时间切换第1及第2开关当中设为导通的开关，从而在对第1及第2开关的两端间输入有直流电压时，于位于第1及第2开关的中间点的第1端子、及位于第2开关的两端当中与第1端子不同侧的第2端子之间输出矩形波状的电压；(2)前述谐振电路构成为：具备有串联连接在第1端子与第3端子之间的电感器、及谐振电路内电容器，且在从输入电路接收到矩形波状的电压的输入时，对第3端子、及连接于第2端子的第4端子之间输出交流电压，又将交流电压通过变压器变压后输出至多级电压倍增整流电路。此构成对应于图8所示的本发明的典型的一实施例。

此外，本发明提供一种太阳电池调整系统(本案第2发明)，具备有：太阳电池模块链，以串联连接第1至第n(n为2以上的整数)个太阳电池模块的方式形成；第1多级电压倍增整流电路，具备第1至第n个电容器、第1至第n个二极管对、及第1至第n个中间电容器，该第1至第n个电容器是作为对第k(k＝1，2，…n)个太阳电池模块呈并联连接的第k个电容器而提供，该第1至第n个二极管对包含2个经串联连接的二极管，且作为对第k(k＝1，2，…n)个电容器呈并联连接的第k个二极管对而提供，而该第1至第n个中间电容器为连接于第1至第n个二极管对各者中的2个经串联连接的二极管的中间点；第2多级电压倍增整流电路，具备第n+1至第2n个电容器、第n+1至第2n个二极管对、及第n+1至第2n个中间电容器，该第n+1至第2n个电容器是作为对第k(k＝1，2，…n)个前述太阳电池模块呈并联连接的第n+k个电容器而提供，该第n+1至第2n个二极管对包含2个经串联连接的二极管，且作为对第n+k个电容器呈并联连接的第n+k个二极管对而提供，该第n+1至第2n个中间电容器为连接于第n+1至第2n个二极管对各者中的2个经串联连接的二极管的中间点；以及反相器，具备有容量性元件及感应性元件，且接收分别施加于第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并将输入的总合电压转换成交流电压，且将交流电压通过变压器变压后输出；其中变压器的二次线圈的一端连接于第1多级电压倍增整流电路，而二次线圈的另一端连接于第2多级电压倍增整流电路。

通过如上述的太阳电池调整系统，也能够一边对构成串组的太阳电池模块当中的阴影模块供给补偿电流，一边使阴影模块动作在较日照模块还低的动作电压。此外，当本案第2发明的太阳电池调整系统的一例是如图26所示来构成前述系统时，则如后述的实施例所详加说明，能够减少流通于太阳电池模块的涟波电流。

在本案第2发明中，前述反相器也是具备用以变更交流电压的频率的机构为优选。当能够变更频率时，则能够变更引起阴影模块的电压降的阻抗的大小，且也能够变更该阴影模块的动作电压。就变更交流电压的频率的机构而言，可想到开关，但不限于此而可使用任何手段。

在本案第2发明中，可将前述反相器构成为具备(1)输入电路及(2)谐振电路，其中(1)输入电路具备开关，且接收分别施加于第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并输出因应开关的切换状态的电压；(2)谐振电路具备有容量性元件及感应性元件，且将从输入电路所输出的电压转换成交流电压，而将交流电压通过变压器变压后输出。本案第2发明的系统的一例为采用开关作为用以变更交流电压的频率的机构。

在本案第2发明中，也能够以下述方式构成(1)前述输入电路、(2)前述谐振电路：(1)前述输入电路是将续流二极管与经串联连接的第1及第2开关的各者并联连接而形成，且构成为：通过随着时间切换第1及第2开关当中设为导通的开关，从而在对第1及第2开关的两端间输入有直流电压时，于位于第1及第2开关的中间点的第1端子、及位于第2开关的两端当中与第1端子不同侧的第2端子之间输出矩形波状的电压；(2)前述谐振电路构成为：具备有串联连接在第1端子与第3端子之间的电感器、及谐振电路内电容器，且在从输入电路接收到矩形波状的电压的输入时，对第3端子、及连接于第2端子的第4端子之间输出交流电压，又将交流电压通过变压器变压后输出。

此外，本发明提供一种控制太阳电池模块链的动作状态的方法(本案第3发明)，是使用本案第1发明及第2发明的太阳电池调整系统当中任一个具备变更交流电压的频率的机构的系统，以控制太阳电池模块链的动作状态的方法，该方法具备：量测太阳电池模块链的输出电力的步骤；变更通过反相器所输出的交流电压的频率的步骤；于变更频率之后，量测太阳电池模块链的输出电力的步骤；于变更频率之后所量测的输出电力为比变更之前所量测的输出电力还高的情形，当变更是频率的上升则使频率再上升，而当变更是频率的下降则使频率再下降的步骤；以及于变更频率之后所量测的输出电力为比变更之前所量测的输出电力还低的情形，当变更是频率的上升则使频率下降，而当变更是频率的下降则使频率上升的步骤；且通过反复进行量测太阳电池模块链的输出电力、及变更通过反相器所输出的交流电压的频率，以控制太阳电池模块链的动作状态。当通过该方法来控制太阳电池模块链的动作状态时，能够一边使用电力调节器或DC－DC转换器、负载等来调整而使串组内的日照模块动作在MPP附近，一边通过调整反相器所输出的交流电压的频率来调整而使阴影模块动作在MPP附近。也就是，能够将日照模块与阴影模块朝向彼此不同的MPP的电压V_MP来调整。

本发明又提供一种太阳电池调整系统(本案第4发明)，具备：经串联连接的第1至第n(n为2以上的整数)个太阳电池模块；输入电路，其输入分别施加于第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压；以及输出电路，其构成为：于稳定状态下，将通过因应开关的导通、关断的时间比转换总合电压而产生的输出电压，对第1至第n个太阳电池模块当中电压最低的1个以上的太阳电池模块输出，并且对电压最低的1个以上的太阳电池模块优先地输出电流。

本案发明者至目前为此，已发明了将升降压转换器多级连接于经串联连接的蓄电单元用的单开关式均等化电路(专利文献5)。该方式为单开关式，也就是能够以1个开关进行动作，而其他部分能够全部以被动元件来构成电路，故其与各种已知的单元电压均等化电路相比较，能够大幅地将电路构成予以简单化。本案发明者发现，通过将该方式的电路用于太阳电池串组，而可使自日照模块往阴影模块供给补偿电流并使串组以高输出动作，也就是前述方式的电路发挥作为部分阴影补偿装置的功能。

在本案第4发明中，能够将输入电路、输出电路以下述方式构成：输入电路具备：(i)输入电容器，其输入前述总合电压；(ii)电感器，其对输入电容器呈串联连接；以及(iii)开关，其连接于输入电容器与电感器之间；而输出电路具备：(iv)第1至第n个二极管－电感器电路，包含二极管、及连接于二极管的阳极的电感器，且对第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且，以未遮断从各个电感器朝向二极管的极性的电流的方式串联连接；以及(v)第1至第n个电容器，分别连接于第1至第n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点、及输入电路中的电感器与开关的中间点之间。如图41所示，本发明的太阳电池调整系统的一例，是通过对第1至第n的太阳电池模块多级连接SEPIC转换器的输出侧电路部分所构成。

此外，在本案第4发明中，能够将输入电路、输出电路以下述方式构成：输入电路具备：(i)输入电容器，其输入前述总合电压；(ii)开关，其对输入电容器呈串联连接、以及(iii)电感器，其连接于输入电容器与开关之间；而输出电路具备：(iv)第1至第n个二极管－电感器电路，其包含二极管、及连接于二极管的阴极的电感器，且对第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个二极管朝向电感器的极性的电流的方式串联连接；以及(v)第1至第n的电容器，其分别连接于第1至第n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点、及输入电路中的开关与电感器的中间点之间。如图42所示，本发明的太阳电池调整系统的一例，是通过对第1至第n个太阳电池模块多级连接Zeta转换器的输出侧电路部分所构成。

此外，在本案第4发明中，能够将输入电路、输出电路以下述方式构成：输入电路透过开关连接(i)第1闭回路、及(ii)第2闭回路，该(i)第1闭回路具备输入电容器及电感器，而该(ii)第2闭回路具备能量传送电容器及一次线圈；而输出电路具备(iii)第1至第n个二极管－电感器电路、(iv)二次线圈、及(v)第1至第n个电容器，该(iii)第1至第n个二极管－电感器电路包含二极管、及连接于该二极管的阴极的电感器，且对第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个二极管朝向电感器的极性的电流的方式串联连接；该(iv)二次线圈一端连接于第1个二极管－电感器电路的二极管的阳极；而该(v)第1至第n个电容器分别连接于第1至第n的二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点、及二次线圈的另一端之间；且构成为使施加于一次线圈的电压的极性反转并施加于二次线圈。如图43所示，本发明的太阳电池调整系统的一例是根据Cuk转换器所构成。由于Cuk转换器是使输入输出的极性对调的「反转式转换器」，因此如前述，采取使电压极性在一次、二次线圈间反转的构成。

本案第4发明的太阳电池调整系统具备下述者为优选：(i)最小补偿电流检测器，用以检测透过输出电路而流入至第1至第n个太阳电池模块的各者的补偿电流当中，最小的补偿电流；(ii)比较器，用以比较最小的补偿电流与基准电流、以及(iii)时间比控制机构，根据比较的结果，来控制开关的时间比。

如业已提及，通过将由本案发明者所发明的能够以1个开关进行动作的方式的均等化电路予以用于太阳电池串组，从而能够自日照模块往阴影模块供给补偿电流并使串组以高输出动作。然而，如前述的单元电压均等化电路，由于原理上为以使全部的单元电压自动地成为均一的方式而动作，故将该等单元电压均等化电路应用作为部分阴影补偿装置时，如后述，当未适切地进行控制时，则不仅对阴影模块、就连对日照模块也会供给过度的补偿电流，而会有在部分阴影补偿装置内招致不必要的电力损失的疑虑。因此，为了有效应用各太阳电池模块的发电电力，优选配合适切的控制方法采用部分阴影补偿装置。如前述，当采用检测最小补偿电流，且将之与基准电流比较，并根据比较结果来控制开关的时间比的构成时，能够抑制如前述的损失的产生。

能够将最小补偿电流检测器构成为：具备(i)上拉电阻器，其连接于电源与比较器之间；(ii)第1至第n个补偿电流感测器，其分别检测流入至第1至第n个太阳电池模块的补偿电流、以及(iii)第1至第n个检测器内二极管，其以未遮断从上拉电阻器往补偿电流感测器流通的电流的方式，分别连接于上拉电阻器与第1至第n个补偿电流感测器的各者之间；且能构成为通过使连接在经检测出第1至第n个补偿电流感测器当中最小的补偿电流的补偿电流感测器的检测器内二极管导通，从而对比较器输入与最小的补偿电流相对应的电压。此为用以检测最小补偿电流的采用类比电路的构成的一例。

除采用前述类比电路的构成以外，例如通过透过A/D转换器来将自上述的第1至第n个补偿电流感测器所输出的显示电流检测值的信号转换成输位信号并且输入至比较器，且利用比较器比较各补偿电流感测器的电流检测值以确定最小电流，进而在比较器中比较基准电流与该最小电流的构成，也能够获得同样的功能(此情形，「最小补偿电流检测器」是由第1至第n个补偿电流感测器、A/D转换器、及比较器所构成。用以进行基准电流与最小补偿电流的比较的比较器、以及用以比较各补偿电流感测器的电流检测值的比较器，其为相同或个别者均可。)。

此外，本发明提供一种太阳电池调整系统(本案第5发明。对应于图54、图59所示的共阴极构成。)，其具备：串联连接的第1至第n(n为2以上的整数)个太阳电池模块、第1输出电路、第2输出电路、及反相器；其中该第1输出电路具备：第1至第n个二极管－电感器电路，包含二极管、及连接于二极管的阳极的电感器，且对第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个电感器朝向二极管的极性的电流的方式串联连接；以及第1至第n个电容器，分别连接于第1至第n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点；该第2输出电路具备：第n+1至第2n个二极管－电感器电路，包含二极管、及连接于二极管的阳极的电感器，且对第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个电感器朝向二极管的极性的电流的方式串联连接；以及第n+1至第2n个电容器，其分别连接于第n+1至第2n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点；该反相器具备有容量性元件及感应性元件，且接收分别施加于第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并将输入的总合电压转换成交流电压，且将交流电压通过变压器变压后输出；且变压器的二次线圈的一端连接于第1输出电路，而二次线圈的另一端连接于第2输出电路。

在上述的单元电压均等化电路中，是处于因应单元的连接位置而流通相对较大的涟波电流的倾向。如上述，一般而言，太阳电池的动作点会大大地取决于电流，且在且大的涟波电流重迭的状态下，会有动作电压变得不稳定的倾向，因此，优选作为太阳电池用而使用的电力转换器(电力调节器等)为低涟波电流特性。因此，当将单元电压均等化电路应用作为部分阴影补偿装置的情形，优选将电路变形而具有低涟波电流特性。如于后述的实施例所详加说明，采用根据本案第5发明的太阳电池调整系统，则能够减少流通于太阳电池模块的涟波电流。

作为本案第5发明的另一实施例，本发明提供一种太阳电池调整系统(对应于图57、图60所示的共阳极构成。)，其具备：串联连接的第1至第n(n为2以上的整数)个太阳电池模块、第1输出电路、第2输出电路、及反相器；其中该第1输出电路具备：第1至第n个二极管－电感器电路，包含二极管、及连接于二极管的阴极的电感器，且对第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个二极管朝向电感器的极性的电流的方式串联连接；以及第1至第n个电容器，其分别连接于第1至第n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点；该第2输出电路具备：第n+1至第2n个二极管－电感器电路，其包含二极管、及连接于二极管的阴极的电感器，且对第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个二极管朝向电感器的极性的电流的方式串联连接；以及第n+1至第2n个电容器，其分别连接第n+1至第2n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点；该反相器具备有容量性元件及感应性元件，且接收分别施加于第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并将输入的总合电压转换成交流电压，且将交流电压通过变压器变压后输出；且变压器的二次线圈的一端连接于第1输出电路，而二次线圈的另一端连接于第2输出电路。

如后述的实施例中所说明，即使交换各二极管－电感器电路中的二极管与电感器的排列顺序，本案第5发明的系统也能够以同样的原理进行动作。

在本案第5发明中，能够将前述反相器构成为具备：开关链，其以串联连接第1开关及第2开关的方式形成；以及电容器链，其以串联连接2个反相器内电容器的方式形成，且并联连接于开关链；且构成为：使变压器的一次线圈连接于开关链中的2个开关的中间点、及电容器链中的2个反相器内电容器的中间点之间，藉此构成半桥式反相器，且将施加于一次线圈的电压变压而施加至二次线圈。

或者，在本案发明中，能够将前述反相器构成为具备：第1开关链，其以串联连接第1开关及第2开关的方式形成；以及第2开关链，其以串联连接第3开关及第4开关的方式形成，且并联连接于第1开关链；又构成为：使变压器的一次线圈连接于第1、第2开关的中间点、及第3、第4开关的中间点之间，藉此构成全桥式反相器，且将施加于一次线圈的电压变压而施加至二次线圈。

本案第5发明的太阳电池调整系统优选具备：(i)最小补偿电流检测器，用以检测透过第1、第2输出电路而流入至第1至第n个太阳电池模块的各者的补偿电流当中，最小的补偿电流；(ii)比较器，用以比较最小的补偿电流与基准电流；以及(iii)电流控制机构，根据比较的结果，来控制反相器的输出电流。与本案第4发明同样，在本案第5发明的太阳电池调整系统中，当采用检测最小补偿电流而将其与基准电流比较，根据比较结果，控制反相器所包含的开关的时间比等而控制反相器的输出电流的构成，则能够避免因为供给过度的补偿电流所造成的不必要的电力损失。

本案第5发明的太阳电池调整系统中，也能够将最小补偿电流检测器构成为具备：(i)上拉电阻器，其连接于电源与比较器之间；(ii)第1至第n个补偿电流感测器，其分别检测流入至第1至第n个太阳电池模块的补偿电流；以及(iii)第1至第n个检测器内二极管，其以未遮断从上拉电阻器往补偿电流感测器流通的电流的方式，分别连接于上拉电阻器与前述第1至第n个补偿电流感测器的各者之间；又构成为通过使连接在经检测出第1至第n个补偿电流感测器当中最小的补偿电流的补偿电流感测器的检测器内二极管导通，从而对比较器输入与该最小的补偿电流相对应的电压。如业已提及，在采用如上述的类比电路的构成之外，例如，也能够由第1至第n个补偿电流感测器、A/D转换器、及比较器来构成最小补偿电流检测器。

本发明又提供一种最小电流检测系统(本案第6发明)具备有：上拉电阻器，其连接于电源；第1至第n个电流感测器，其分别检测流通于第1至第n(n为2以上的整数)个电路元件的电流；第1至第n个二极管，其以未遮断从上拉电阻器往电流感测器流通的电流的方式，分别连接于上拉电阻器与第1至第n个电流感测器的各者之间；以及比较器，其连接于上拉电阻器；且构成为：通过使连接于经检测出第1至第n个电流感测器当中最小的电流的电流感测器的二极管导通，从而对比较器输入与最小的电流相对应的电压，且由比较器来比较该最小的电流与基准电流。

如上述的最小电流检测系统，并未限于上述的太阳电池模块，而能够用于用以检测流通于任何电路元件的电流，且检测流通于多个电路元件的电流当中最小的电流并与基准电流比较。通过如此构成，能够检查流通于目标的电路元件以外的元件的电流是否为基准以下等。

本发明又提供一种最小电流控制系统作为本案第6发明的进一步实施例，该最小电流控制系统具备有：上拉电阻器，其连接于电源；第1至第n个电流感测器，其分别检测流通于第1至第n(n为2以上的整数)个电路元件的电流；第1至第n个二极管，其以未遮断从上拉电阻器往电流感测器流通的电流的方式分别连接于上拉电阻器与第1至第n个电流感测器的各者之间；比较器，其连接于上拉电阻器；以及电流控制机构，其用以控制流通于第1至第n个电路元件的电流；且构成为：通过使连接在经检测出第1至第n个电流感测器当中最小的电流的电流感测器的二极管导通，从而对比较器输入与最小的电流相对应的电压，且由比较器来比较最小的电流与基准电流，根据比较的结果使电流控制机构来控制流通于第1至第n个电路元件的电流。

此实施例为除了用以检侧流通于多个电路元件的电流当中最小的电流并与基准电流比较的构成外，还具备用以根据比较结果来控制流通于电路元件的电流的机构。作为一例，在对于将因应开关的时间比而变化的转换器的输出电压予以往多个电路元件(太阳电池模块、蓄电单元、电阻器、电感器等、为任意者。)施加(也就是，因应时间比使流通于多个电路元件的电流变化)的系统采用前述最小电流控制系统的情形，电流控制机构能够构成为开关控制电路，且使用开关控制电路来控制开关的时间比，藉此能够控制流通于各电路元件的电流。(发明的效果)

(本案第1至第3发明)

只要采用本发明的太阳电池调整系统，则能够于部分阴影产生时使阴影模块的动作电压相较于日照模块的电压而相对地降低，因此增添部分阴影产生时的太阳电池的电性特性，且适切地设定等效输出电阻R_out，藉此，即使在部分阴影产生时也能够使日照模块与阴影模块双方动作在MPP附近。也就是，本发明的太阳电池调整系统为发挥作为部分阴影补偿装置的功能。此外，因应部分阴影的产生状况来控制部分阴影补偿装置的频率，并调整等效输出电阻R_out，藉此也能够达成同样的目的(于部分阴影产生时也使各模块动作在MPP附近)。在典型的一实施例中，部分阴影补偿装置的主电路是采用2个开关的双开关的构成，而其他部分能够仅以被动元件来构成，因此与各种已知的部分阴影补偿装置比较，能够大幅地将电路构成予以简单化。此外，将构成本部分阴影补偿装置的多级电压倍增整流电路设为对称型构成，藉此能够减少流通于太阳电池模块的涟波电流。

(本案第4至第6发明)

只要采用本发明的太阳电池调整系统，则能够于部分阴影产生时将补偿电流从日照模块往阴影模块供给，藉此令太阳电池串组整体以高输出动作。也就是，本发明的太阳电池调整系统是发挥作为部分阴影补偿装置的功能。在典型的实施例中，本发明的部分阴影补偿装置的主电路具有能够以少数个开关(最低1个)构成的电路构成，而其他部分能够仅以被动元件来构成，因此与各种已知的部分阴影补偿装置比较，能够大幅地将电路构成予以简单化。此外，通过采用本发明所提案的最小电流检测系统或最小电流控制系统，藉此能够一边从部分阴影补偿装置对阴影模块供给补偿电流，一边将对日照模块所供给的补偿电流予以最小化，从而将在部分阴影补偿装置内所产生的电力损失抑制为最小限度。该最小电流检测系统、控制系统并不限于利用于太阳电池模块，能够利用于检测、控制流通于任何电路元件的电流。此外，将本发明的部分阴影补偿装置的输出部分设为多级连接电流倍增器构成，从而能够大幅地减少对各太阳电池模块所供给的电流的涟波成分。

附图说明

图1为显示一般的太阳电池的动作特性的曲线。

图2为显示于有部分阴影产生时、及未产生时的各者中，其施加在串组整体的电压V_String、流通于串组整体的电流I_String、及串组整体的输出电力Power的关系的曲线。

图3a为采用升降压转换器的已知方式的部分阴影补偿装置的电路图。

图3b为采用多级升降压转换器的已知方式的部分阴影补偿装置的电路图。

图4为采用切换电容器转换器的已知的部分阴影补偿装置的电路图。

图5为显示日照模块与阴影模块的各自的动作特性的曲线。

图6为本发明的太阳电池调整系统的概念图。

图7为并用本发明的太阳电池调整系统、及DC－DC转换器的构成的电路图。

图8为本发明的一实施形态的太阳电池调整系统的电路图。

图9为显示使图8的太阳电池调整系统动作时的流通于各元件的电流、及施加于各元件的电压的时间变化的波形图。

图10a为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图8的太阳电池调整系统动作时，在模式2的期间中所流通的电流的路径的图。

图10b为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图8的太阳电池调整系统动作时，在模式3的期间中所流通的电流的路径的图。

图10c为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图8的太阳电池调整系统动作时，在模式4的期间中所流通的电流的路径的图。

图10d为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图8的太阳电池调整系统动作时，在模式1的期间中所流通的电流的路径的图。

图11为显示在太阳电池模块PV1的有阴影遮蔽状态的于图8的太阳电池调整系统内的各部的矩形波状电压波形、及从这些矩形波状电压波形的一次谐波近似所获得的正弦波状波形的图。

图12为图8的太阳电池调整系统之中，显示于图11的电路部分的交流等效电路图。

图13为显示日照射量变动时的太阳电池模块的特性例的曲线。

图14为模拟性地显示仅在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态，且用于实验的电路构成图。

图15为显示采用太阳电池阵列/模拟器而进行的太阳电池调整系统的动作实验的结果的曲线(使切换频率变化时的阴影模块PV1的输出特性)。

图16为显示采用太阳电池阵列/模拟器而进行的太阳电池调整系统的动作实验的结果的曲线(各模块的动作特性)。

图17为显示采用太阳电池阵列/模拟器而进行的太阳电池模块链整体的动作实验的结果的曲线(使用太阳电池调整系统时、及未使用时的动作特性的比较)。

图18为显示在动作实验中，于未使用太阳电池调整系统时连接于各太阳电池模块的旁通二极管的连接样式的图。

图19为用以使用本发明的太阳电池调整系统来控制太阳电池模块链的动作状态的系统构成例。

图20为显示通过本发明进行的太阳电池模块链的动作状态控制方法的一例的流程图。

图21为显示通过本发明进行的太阳电池模块链的动作状态控制方法的一例的流程图。

图22为显示使切换频率变动时(也就是，使R_out变动时)中的阴影模块的动作点变化的样子的一例的图。

图23a为显示在太阳电池模块PV3有阴影遮蔽的状态使图8的太阳电池调整系统动作时，于模式2的期间中所流通的电流的路径的图。

图23b为显示在太阳电池模块PV3有阴影遮蔽的状态使图8的太阳电池调整系统动作时，于模式3的期间中所流通的电流的路径的图。

图23c为显示在太阳电池模块PV3有阴影遮蔽的状态使图8的太阳电池调整系统动作时，于模式4的期间中所流通的电流的路径的图。

图23d为显示在太阳电池模块PV3有阴影遮蔽的状态使图8的太阳电池调整系统动作时，于模式1的期间中所流通的电流的路径的图。

图24为显示在太阳电池模块PV1的有阴影遮蔽状态的于图8的太阳电池调整系统内的各部的矩形波状电压波形、及从这些矩形波状电压波形的一次谐波近似所获得的正弦波状波形的图。

图25为图8的太阳电池调整系统之中，显示于图24的电路部分的交流等效电路图。

图26为本发明的一实施形态的太阳电池调整系统的电路图。

图27a为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图26的太阳电池调整系统动作时，在模式2的期间中所流通的电流的路径的图。

图27b为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图26的太阳电池调整系统动作时，在模式3的期间中所流通的电流的路径的图。

图27c为显示在阳电池模块PV1的有阴影遮蔽状态使图26的太阳电池调整系统动作时，在模式4的期间中所流通的电流的路径的图。

图27d为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图26的太阳电池调整系统动作时，在模式1的期间中所流通的电流的路径的图。

图28为本发明的一实施形态的太阳电池调整系统的电路图。

图29a为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图28的太阳电池调整系统动作时，在模式2的期间中所流通的电流的路径的图。

图29b为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图28的太阳电池调整系统动作时，在模式3的期间中所流通的电流的路径的图。

图29c为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图28的太阳电池调整系统动作时，在模式4的期间中所流通的电流的路径的图。

图29d为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图28的太阳电池调整系统动作时，在模式1的期间中所流通的电流的路径的图。

图30为本发明的一实施形态的太阳电池调整系统的电路图。

图31a为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图30的太阳电池调整系统动作时，在模式2的期间中所流通的电流的路径的图。

图31b为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图30的太阳电池调整系统动作时，在模式3的期间中所流通的电流的路径的图。

图31c为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图30的太阳电池调整系统动作时，在模式4的期间中所流通的电流的路径的图。

图31d为显示在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态使图30的太阳电池调整系统动作时，在模式1的期间中所流通的电流的路径的图。

图32为半桥式单元的电路图。

图33为全桥式单元的电路图。

图34为串联谐振电路的电路图。

图35为并联谐振电路的电路图。

图36为串并联谐振电路的电路图。

图37为LLC电路的电路图。

图38为本发明的太阳电池调整系统的概念图。

图39为并用本发明的太阳电池调整系统、及DC－DC转换器的构成的电路图。

图40a为SEPIC转换器的电路图。

图40b为Zeta转换器的电路图。

图40c为Cuk转换器的电路图。

图41为本发明的一实施形态的以SEPIC转换器为基础的太阳电池调整系统的电路图。

图42为本发明的一实施形态的以Zeta转换器为基础的太阳电池调整系统的电路图。

图43为本发明的一实施形态的以Cuk转换器为基础的太阳电池调整系统的电路图。

图44为显示使图41的太阳电池调整系统动作时的流通于各元件的电流、及施加于各元件的电压的时间变化的波形图。

图45a为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图41的太阳电池调整系统动作时，在开关的导通期间中所流通的电流的路径的图。

图45b为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图41的太阳电池调整系统动作时，在开关的关断期间中所流通的电流的路径的图。

图46a为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图42的太阳电池调整系统动作时，在开关的导通期间中所流通的电流的路径的图。

图46b为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图42的太阳电池调整系统动作时，在开关的关断期间中所流通的电流的路径的图。

图47a为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图43的太阳电池调整系统动作时，在开关的导通期间中所流通的电流的路径的图。

图47b为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图43的太阳电池调整系统动作时，在开关的关断期间中所流通的电流的路径的图。

图48a为显示在太阳电池模块PV1、PV2有阴影遮蔽的状态使图41的太阳电池调整系统动作时，在开关的导通期间中所流通的电流的路径的图。

图48b为显示在太阳电池模块PV1、PV2有阴影遮蔽的状态使图41的太阳电池调整系统动作时，在开关的关断期间中所流通的电流的路径的图。

图49a为于部分阴影补偿时的电流供给的示意图(过度补偿时)。

图49b为于部分阴影补偿时的电流供给的示意图(补偿不足时)。

图49c为于部分阴影补偿时的电流供给的示意图(最适度补偿时)。

图50为用以实现于图49c所示的最适度补偿的最小电流控制系统的构成图。

图51为于实验所使用的各太阳电池模块的特性。

图52a为关于使本发明的太阳电池调整系统动作时的太阳电池模块PV1的动作特性的实验结果。

图52b为关于使本发明的太阳电池调整系统动作时的太阳电池模块PV2的动作特性的实验结果。

图52c为关于使本发明的太阳电池调整系统动作时的太阳电池模块PV3的动作特性的实验结果。

图52d为关于使本发明的太阳电池调整系统动作时的太阳电池模块PV4的动作特性的实验结果。

图53为显示于使用本发明的太阳电池调整系统时、及未使用时分别量测的串组的动作特性的实验结果。

图54为使用属于本发明的一实施形态的半桥式反相器、及共阴极多级连接电流倍增的太阳电池调整系统的电路图。

图55为显示使图54的太阳电池调整系统动作时的流通于各元件的电流、及施加于各元件的电压的时间变化的波形图。

图56a为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图54的太阳电池调整系统动作时，在模式1的期间中所流通的电流的路径的图。

图56b为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图54的太阳电池调整系统动作时，在模式2的期间中所流通的电流的路径的图。

图56c为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图54的太阳电池调整系统动作时，在模式3的期间中所流通的电流的路径的图。

图56d为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图54的太阳电池调整系统动作时，在模式4的期间中所流通的电流的路径的图。

图57为使用属于本发明的一实施形态的半桥式反相器、及共阳极多级连接电流倍增的太阳电池调整系统的电路图。

图58a为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图57的太阳电池调整系统动作时，在模式1的期间中所流通的电流的路径的图。

图58b为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图57的太阳电池调整系统动作时，在模式2的期间中所流通的电流的路径的图。

图58c为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图57的太阳电池调整系统动作时，在模式3的期间中所流通的电流的路径的图。

图58d为显示在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的状态使图57的太阳电池调整系统动作时，在模式4的期间中所流通的电流的路径的图。

图59为使用属于本发明的一实施形态的全桥式反相器、及共阴极多级连接电流倍增的太阳电池调整系统的电路图。

图60为使用属于本发明的一实施形态的全桥式反相器、及共阳极多级连接电流倍增的太阳电池调整系统的电路图。

符号说明

(本案第1至第3发明)

PV1至PV4太阳电池模块

Q1至Q8、Q_DC-DC、Qa至Qd开关

L1至L3、Lr、Lr1、Lr2、L_DC-DC电感器

D1至D8、D1a至D8a、D1b至D8b、Da至Dd、D_DC-DC二极管

C1至C4、C1a至C4a、C1b至C4b、Cr、Cr1、Cr2、Cm、Cn、C_DC-DC

电容器

Cout1至Cout4、Cout1a至Cout4a、Cout1b至Cout4b平滑电容器

Rr、rm、rn、R_out1电阻成分

(本案第4至第6发明)

PV1至PV4太阳电池模块

Q、Q1至Q8、Q_DC-DC、Qa、Qb开关

L1至L4、L1a至L4a、L1b至L4b、L_DC-DC、Lin、Lout、Lkg电感器

D、D1至D4、D1a至D4a、D1b至D4b、D_DC-DC、Da、Db二极管

C、C1至C4、C1a至C4a、C1b至C4b、C_DC-DC、Cin、Cout、Ca、Cb、

Cbk电容器

Vin、V_CC电源

Load负载

R－bias偏压电阻

具体实施方式

(本案第1至第3发明)

以下，使用附图，说明本案第1至第3发明的太阳电池调整系统、及太阳电池模块链的动作状态控制方法。但，本案第1至第3发明的太阳电池调整系统、及太阳电池模块链的动作状态控制方法的构成，并不限定为于各附图所显示的特定的具体构成，而能够在本发明的范围内适宜变更。例如，虽然在以下内容中各电容器主要以单独的蓄电元件而加以说明，但这些元件也可为包含任何能够充放电的元件、多个元件的模块、或者使用这些模块所构成的任何的装置。各蓄电元件的容量也可各自相异。此外，在以下的实施例中，太阳电池模块链(串组)为由4组太阳电池模块所构成，但不限于4组，而能够以任何的串联数量来构成太阳电池模块链。在以下内容中，虽然各开关均以MOSFET等半导体开关而加以说明，但也能够采用任何的电子开关、或机械式开关。

太阳电池调整系统的概念

图6显示采用串联4组太阳电池模块PV1至PV4所构成的本发明的太阳电池调整系统的概念图。图6中，V_PV1至V_PV4、I_PV1至I_PV4为分别显示施加于太阳电池模块PV1至PV4的电压、及从该等太阳电池模块PV1至PV4所输出的电流，而I_eq1至I_eq4为分别显示从PV拟似均等化器对于太阳电池模块PV1至PV4所供给的电流。I_string为显示流通于由太阳电池模块PV1至PV4所构成的太阳电池模块链整体的电流，该电流为对于输出给连接于太阳电池模块链的负载(未图示)输出的负载电流I_Load、及往PV模拟均等化器的输入电流I_eq-in有所贡献。V_String为对太阳电池模块链的两端所施加的电压。

对PV模拟均等化器施加有属于V_PV1至V_PV4的总合电压的V_String以作为输入电压，此外还对PV模拟均等化器供给来自太阳电池模块PV1至PV4的输入电流I_eq-in。由于各太阳电池模块为串联连接，故全部的太阳电池模块PV1至PV4为以欲流通相同大小的电流I_String的方式动作。然而，如图5所示，与日照模块中的能够供给的电流比较，由于阴影模块中的能够供给的电流较小，因此在大多数的情形，会导致阴影模块无法供给I_String的电流。

就太阳电池调整系统的利用样式的例而言，如图7所示，可例举透过DC－DC转换器来对太阳电池模块链连接负载的构成。图7所示的DC－DC转换器为升压型转换器，若设开关Q_DC-DC的时间比(相对于切换周期整体的导通期间的比率)为D，则在太阳电池模块链的输出电压V_String与负载电压V_Load之间成立下述数式(1)的关系。

【数式1】

$\frac{V_{Load}}{V_{String}}=\frac{1}{1-D}---\left(1\right)$

例如，由于使用定电压负载的情形的V_Load为固定，因此，一边通过检测电路检测太阳电池模块链、或各太阳电池模块所产生的电力，一边通过DC－DC转换器控制电路来控制时间比D，藉此能够以获得最大电力的方式来控制各太阳电池模块的电压。为了从日照模块获得最大电力，虽然应施加图5中以虚线B所示的电压，但此时流通于日照模块的电流超过了阴影模块所能流通的最大电流。因此，与日照模块中的最大电力相对应的电流无法流通于阴影模块，若完全没有电流补偿机构，则不可能从阴影模块获得最大电力。

本发明的太阳电池调整系统是通过使用PV模拟均等化器，对阴影模块供给补偿电流I_eq，俾使阴影模块也能够模拟性地供给I_String的电流。例如，在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽，而无法供给日照模块PV2至PV4所欲流通的电流的情形，为自PV模拟均等化器供给补偿电流I_eq1至阴影模块PV1。因此，由于从阴影模块PV1流通本身所供给的电流I_PV1、及补偿电流I_eq1，故形成太阳电池模块链能够流通以下述数式(2)所表示的电流I_String。

【数式2】

I_PV1+I_eq1＝I_String

(2)

(实施例1)

太阳电池调整系统的构成

图8显示对于串联4组太阳电池模块PV1至PV4的本发明的太阳电池调整系统的第1实施形态。图8的电路构成为使图6、图7中的PV模拟均等化器由串联谐振型反相器、及多级电压倍增整流电路所构成之例。

串联谐振型反相器

串联谐振型反相器为通过将电容器Cr、及电感器Lr与半桥式单元串联连接，且又在与多级电压倍增整流电路之间设置变压器所构成，其中该半桥式单元为通过将续流二极管Da、Db与经串联连接的开关Qa、Qb的各者并联连接所构成。在此，图8中，i_Sa、i_Sb为表示分别流通于开关Qa、Qb的电流，V_DSa、V_DSb为表示施加于开关Qa，Qb的各者的电压，而i_Lr为表示流通于电感器Lr的电流，而V_TP、V_TS为分别表示变压器的一次电压、二次电压。另外，图8中，串联谐振型反相器内的1至4的数字为对应于为了便于说明所标注的端子编号。

多级电压倍增整流电路

多级电压倍增整流电路包含：经串联连接的电容器Cout1至Cout4；二极管D1至D8，对于各个电容器并联连接2个串联连接的二极管所形成；及中间电容器C1至C4，于2个经串联连接的二极管的各者的中间点连接电容器所形成。在此，图8中，i_C1至i_C4为表示分别流通于中间电容器C1至C4的电流。另外，电容器的串联连接数量不限于4，可为2以上的任何的数量。

太阳电池调整系统的动作

串联谐振型反相器为由经串联连接的太阳电池模块PV1至PV4所驱动，且对于多级电压倍增整流电路在变压器二次线圈的部位供给正弦波状的交流电流。在另一方面，多级电压倍增整流电路为由前述正弦波状的交流电流所驱动，于动作时，是以对于在经串联连接的太阳电池模块的中电压最低的模块优先地分配电力的方式动作。当如图7所示般连接负载等，而使用经串联连接的太阳电池模块的情形，一般而言，阴影模块的电压变得会比其他的日照模块的电压还低。因此，通过使用本部分阴影补偿装置，从而能够由全模块(也包含阴影模块)来分配电力给阴影模块，以补偿阴影模块的电力不足分。以下，针对详细的动作原理进行说明。

太阳电池调整系统的动作

如图7所示，设为透过DC－DC转换器来连接负载等，而对太阳电池模块链整体施加电压，且仅在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽。与已知的一般的谐振型反相器相同，利用比由电容器Cr与电感器Lr所构成的串联电路的谐振频率还高的切换频率，将仅开关Qa为导通的状态与仅开关Qb为导通的状态，以50％以下的时间比针对两个开关交互地切换。于图9显示如上述的方式而使本发明的太阳电池调整系统动作时流通于各元件的电流、及施加于各元件的电压的波形，而于图10a至图10b显示在动作中所实现的4个模式期间中流通在系统内的电流的路径(由于电容器Cout1至Cout4为发挥作为平滑电容器的功能，因此忽视流通于电容器Cout1至Cout4的电流)。另外，图9的曲线中，V_GSa、V_GSb为分别表示开关Qa、Qb的闸极电压，而i_D1、i_D2为分别表示流通于二极管D1、D2的电流。

为了便于说明，首先说明模式2的动作(图10a)。在模式2的期间中，如图9中V_GS的曲线所示，设开关Qa为导通，设开关Qb为关断，且对包含电容器Cr及电感器Lr的谐振电路输出正电压(图8中，朝显示V_DSb的箭头方向上升的电压。参照图9中，V_DSb的曲线。)。藉此，正电流会流通于电容器Cr及电感器Lr(图8中，朝显示i_Lr的箭头方向流通的电流。自太阳电池模块PV1至PV4通过导通状态的开关Qa而往电容器Cr及电感器Lr流入。)。因为电容器Cr与电感器Lr的谐振现象，i_Lr会按照正弦波状变化(参照图9中，i_Lr的曲线。)。变压器的一次线圈为施加有交流电压，此交流电压经变压而作为二次电压输出至多级电压倍增整流电路(参照图9中，V_TS的曲线。)。由二次电压所产生的补偿电流为优先地流入至阴影模块PV1(以及，本实施例中位于路径上的日照模块PV2)。

通过关断开关Qa，从而使于模式2中流通于开关Qa的电流往续流二极管Db换流，且动作往模式3转移(图10b)。此时，虽然输入至谐振电路的电压V_DSb成为零(参照图9中，V_DSb的曲线。)，但是，因为谐振现象，流通于电感器Lr的电流i_Lr会继续按照正弦波状变化(参照图9中，i_Lr的曲线)。由于利用比谐振频率还高的频率进行切换，因此在往模式3的转移时，流通于电感器Lr的电流i_Lr依然为正。由于电感器Lr为感应性元件，因此电流i_Lr在往模式3的转移时为连续，在另一方面，在模式2中与i_Lr大小相等的电流i_Sa则是与往模式3的转移同时地成为零(参照图9中，i_Sa的曲线。)。因应于此，在模式2中为零的电流i_Sb为与往模式3的转移同时地形成为具有与i_Lr相等的大小(由于如图8所示定义电流i_Sb的极性，因此电流i_Sb与电流i_Lr的正负呈相反。参照图9中，电流i_Sb、i_Lr的曲线。)。自多级电压倍增整流电路往太阳电池模块链流通的电流的路径为与在模式2的期间中的路径相同。

于模式3的期间中，设开关Qb为导通。在电感器Lr的电流i_Lr切换成负的时序(timing)，动作往模式4转移(图10c)。

在模式4的期间中，与模式3的期间中同样地，虽然输入至谐振电路的电压V_Dsb为零(参照图9中V_DSb的曲线。)，但是，因为谐振现象，流通于电感器Lr的电流i_Lr会继续按照正弦波状变化(参照图9中，i_Lr的曲线。)。在模式4中，i_Lr的极性为与模式2、3相反，且对于多级电压倍增整流电路所输入的交流电压的极性也呈相反(参照图9中，V_TS的曲线。)。随之，流通于多级电压倍增整流电路及太阳电池模块链的电流的路径，也如图10c所示变化。中间电容器C1是透过二极管D2而放电，其放电电流为朝与模式2、3相反方向流通于日照模块PV2。

通过关断开关Qb，从而使于模式4中流通于开关Qb的电流往续流二极管Da换流，且动作往模式1转移(图10d)。此时，对于包含电感器Lr的谐振电路，输出大致固定的正电压v_DSb(参照图9中，v_DSb的曲线。)。由于利用比谐振频率还高的频率进行切换，因此在往模式1的转移时，流通于电感器Lr的电流i_Lr虽然为负，但会因为前述正电压v_DSb、及谐振现象而随着时间上升。由于电感器Lr为感应性元件，因此电流i_Lr在往模式1的转移时为连续，在另一方面，在模式4中与i_Lr大小相等的电流i_Sb则是与往模式1的转移同时地成为零(参照图9中，i_Sb的曲线。)。因应于此，在模式4中为零的电流i_Sa为与往模式1的转移同时地形成为与i_Lr相等(参照图9中，电流i_Sa、i_Lr的曲线)。自多级电压倍增整流电路往太阳电池模块链流通的电流的路径为与在模式4的期间中的路径相同。

在模式1的期间中，设开关Qa为导通。在电感器Lr的电流i_Lr切换成正的时序，动作往模式2转移。以下，以同样的方式使各模式随着时间实现。

如图10a至图10d所示，在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态，在多级电压倍增整流电路内电流所流通的元件为中间电容器C1、二极管D1、D2，这些元件为与太阳电池模块PV1成对的元件。电流仅流通于与阴影模块成对的元件这一点，在其他的太阳电池模块的有阴影遮蔽的情形基本上也相同。从图10a至图10d可知，通过使与阴影模块相对应的元件导通，从而对阴影模块供给补偿电流。

在另一方面，根据图10a至图10d所示的电流路径可知，电流也从多级电压倍增整流电路流通于日照模块PV2(如后述，例如太阳电池模块PV3成为阴影模块的情形，则未产生这样的电流。)。但是，从多级电压倍增整流电路往日照模块PV2所供给的电流，会在对模式1至4整体取平均时成为零(参照图9中，i_C1的曲线。)。也就是，净补偿电流未流通于日照模块PV2。然而，由于该电流是作为涟波电流并重迭于日照模块PV2，因此会有日照模块PV2的动作电压因为涟波电流而变动且不稳定化的疑虑。关于能够减少涟波电流的电路构成，将于后述的实施例2进行说明。

太阳电池调整系统的动作的逻辑性的考察

组合串联谐振型反相器与多级电压倍增整流电路的系统，也采用由本案发明者于先前所提出的日本专利申请案(日本特愿2012-046569)的发明(也参照非专利文献5。)。在该先前所提出的日本专利申请案中，当连接于多级电压倍增整流电路的蓄电单元链的单元电压有不一致的情形，就将该蓄电单元链的总合单元电压输入至串联谐振型反相器，且透过多级电压倍增整流电路，将反相器所产生的交流电压输入至该蓄电单元链，藉此对电压较低的蓄电单元充电并将单元电压予以均等化。

相对于此，在本发明中，是于多级电压倍增整流电路连接有太阳电池模块链。即使因为部分阴影的存在而于太阳电池模块电压间有不一致的情形，也会通过将该太阳电池模块电压的总合电压输入至反相器，且透过多级电压倍增整流电路，将反相器所产生的交流电压输入至该太阳电池模块链，而优先地使补偿电流流通至电压较低的阴影模块。通过从阴影模块释放本身的输出电流及补偿电流，从而能够维持作为太阳电池模块链整体的高输出电流。

也就是，由于供给至阴影模块的补偿电流是作为太阳电池模块链的输出电流而释放，因此，不会因为该补偿电流使阴影模块「被充电」而将太阳电池模块的电压均等化。因此，补偿电流会优先地持续流通至电压较低的阴影模块。此时，起因于存在于反相器及多级电压倍增整流电路内的电容器或电感器、及电阻，而在补偿电流的路径上产生阻抗，使阴影模块产生电压降。通过以上的机制，阴影模块会将电压维持在相较于日照模块的电压而相对地较低的状态。此外，通过控制阻抗值，从而也能够调整上述电压降的大小来将阴影模块引导至MPP附近。以下，就此点详加说明。

于图11显示：与上述动作相关的各部的电压波形、及通过一次谐波近似所获得的这些各部的电压波形的正弦波近似波形。但图11中的PV－m、PV－n相当于本实施例中的阴影模块PV1、日照模块PV2。此外，R_r、r_m、r_n表示产生于各个电流路径的电阻成份。另外，在图11中省略电容器Cout1、Cout2。

由于对于由电容器Cr及电感器Lr所构成的串联谐振电路的输入电压V_DSb为振幅V_in＝V_PV1+V_PV2+V_PV3+V_PV4的矩形波状电压，因此能够通过一次谐波近似而近似于正弦波状电压。在此，使输入电压V_DSb通过以下述数式(3)所表示的振幅V_m-in的正弦波状电压来近似。

【数式3】

$V_{m-in}=\frac{2}{\mathrm{\π}}{V}_{in}---\left(3\right)$

此外，图8中，二极管D1、D2的中间点、及二极管D3、D4的中间点的接地所相对的电位V_A及V_B(参照图11)，是当偶数编号的二极管导通时分别为V_PV-m+V_D、V_PV-n+V_PV-m+V_D(设太阳电池模块PV－m、PV－n的电压分别为V_PV-m、V_PV-n，而设二极管的顺向电压降为V_D。)，而当奇数编号的二极管导通时分别为－V_D、V_PV-m－V_D。也就是，电位V_A及V_B在上述动作中，振幅分别为V_PV-m+2V_D与V_PV-n+2V_D的矩形波状电压。与输入电压V_DSb同样地，这些振幅的电压也通过一次谐波近似而以正弦波状电压近似。在此，使上述电位V_A及V_B分别通过振幅以下述数式(4)、(5)所表示的正弦波状电压来近似。

【数式4】

$V_{m-A}=\frac{2}{\mathrm{\π}}(V_{PV-m}+2V_D)---\left(4\right)$

【数式5】

$V_{m-B}=\frac{2}{\mathrm{\π}}(V_{PV-n}+2V_D)---\left(5\right)$

能够使用假想性的交流电源，而以图12的等效电路来置换本发明的太阳电池调整系统，其中该假想性的交流电源为使如上述通过一次谐波近似所获得的振幅V_m-in、V_m-A、V_m-B的正弦波状电压产生者。图12中的V_m-in、V_m-A、V_m-B为对应于各个交流电源产生的交流电压的振幅。此外，图12中的Z_r，Z_m，Z_n分别为由图11中的电阻R_r、电容器C_r、及电感器L_r所形成的阻抗、由电阻r_m及电容器C_m所形成的阻抗、由电阻r_n及电容器C_n所形成的阻抗，且分别以下述数式(6)至(8)来表示。

【数式6】

$Z_r=R_r+j\{{\mathrm{\ωL}}_r-\left(\frac{1}{{\mathrm{\ωC}}_r}\right)\}---\left(6\right)$

【数式7】

$Z_m=r_m-j\left(\frac{1}{{\mathrm{\ωC}}_m}\right)---\left(7\right)$

【数式8】

$Z_n=r_n-j\left(\frac{1}{{\mathrm{\ωC}}_n}\right)---\left(8\right)$

但是，j为表示虚数单位，R_r、r_m、r_n为表示分别以相同符号所示的电阻的大小，C_r、C_m、C_n为表示分别以相同符号所示的电容器的容量，L_r为表示以相同符号所示的电感器的电感，而ω为表示开关Qa、Qb的切换的角频率。

为了使太阳电池调整系统动作(使于图10a至图10d所示的电流以0A以上流通)，假设图12所示的各部的阻抗为零的情形，必须满足以下数式(9)至(10)。

【数式9】

V_m-in＞NV_m-A

(9)

【数式10】

V_m-in＞NV_m-B

(10)

但是，N为变压器的匝数比(一次线圈的匝数：二次线圈的匝数＝N：1)。

根据上述数式(3)至(5)、及数式(9)、(10)，可得出下述数式(11)、(12)。

【数式11】

V_in＞N(V_PV-m+2V_D)

(11)

【数式12】

V_in＞N(V_PV-n+2V_D)

(12)

如数式(3)至(5)所示，由于V_m-in、V_m-A、V_m-B分别反映了输入电压V_in、阴影模块PV－m的电压V_PV-m、日照模块PV－n的电压V_PV-n，因此在图12的等效电路中可理解到：通过输入电压V_in所供给的电力为透过由电阻R_r、电容器C_r、电感器L_r所构成的串联电路(在图12中以Z_r表示。)而传达给变压器，进而在变压器二次侧(多级电压倍增整流电路侧)，分别透过由电容器C_m与电阻r_m所构成的串联电路(在图12中以Z_m表示。)和由电容器C_n与电阻r_n所构成的串联电路(在图12中以Z_n表示。)，而分别分配电力给阴影模块PV－m、及日照模块PV－n。

其中，振幅V_m-A的假想交流电源、及振幅V_m-B的假想交流电源为分别透过Z_m与Z_n所表示的串联电路，而共同地连接于变压器二次线圈。因此，假设若振幅V_m-A、V_m-B为相同大小，且与其相对应的假想交流电源的相位相等，并且阻抗Z_m、Z_n相等，则可知会在振幅V_m-A的假想交流电源、及振幅V_m-B的假想交流电源流通相等的电流。此外，由于振幅V_m-A、V_m-B如数式(4)、(5)所示反映了各太阳电池模块的电压V_PV-m、V_PV-n，因此可知在太阳电池模块间产生电压差时，为优先地使电流流通至电压较低的太阳电池模块。在本实施例中，太阳电池模块PV－m为阴影模块，一般而言，在串联连接的太阳电池模块链中，阴影模块的动作电压会变得较其他的日照模块的动作电压还低。因此，通过使用本太阳电池调整系统，从而从串联连接的全太阳电池模块对阴影模块(也就是，经串联连接的太阳电池模块的中电压较低的太阳电池模块)再分配电力，而能够补偿阴影模块中的电力不足分。

此外，如数式(6)至(8)所示，各部的阻抗为取决于开关Qa、Qb的切换频率。当令本发明的太阳电池调整系统于固定频率动作时，可推想到会随着流入至阴影模块PV－m的补偿电流I_eqm的增加，使电压降起因于阻抗Z_m而发生，而使阴影模块PV－m的电压V_PV-m下降。换言之，可视为当通过本发明的太阳电池调整系统来对阴影模块供给补偿电流时，在电路内会产生引起阴影模块的电压降的电阻(以下，称为「等效输出电阻R_out」)。若利用等效输出电阻R_out，则可使阴影模块的电压相较于日照模块而相对地下降，也就是，可一边将日照模块的电压相对地保持为较高，一边将阴影模块的动作状态往部分阴影产生时的MPP附近引导。

一般而言，太阳电池模块的V_MP大大地取决于日辐射量，典型而言，如图13所示，会因应日照射量而使动作特性变化。在日辐射量的相对较高的区域中，V_MP的轨迹能够以如图13中的虚线所示以直线近似。如下述方式定义该直线的斜率。

【数式13】

$R_{PV}=\frac{{\mathrm{\ΔV}}_{MP}}{{\mathrm{\ΔI}}_{MP}}=\frac{V_{MP}-V_{MP-shaded}}{I_{MP}-I_{MP-shaded}}---\left(13\right)$

但，V_MP、I_MP为于日照模块中在MPP的电压与电流，而V_MP-shaded，I_MP-shaded为较小于上述日照射量，且于某日照射量中在MPP的电压与电流。

如使用图6所说明，在使用本发明的太阳电池调整系统时，是使补偿电流I_eq供给至阴影模块，俾以能够模拟性地使全部的模块输出相同的电流I_String。也就是，在日照模块与阴影模块分别在V_MP与V_MP-shaded的电压动作且产生I_MP与I_MP-shaded的电流时，补偿电流I_eq形成相当于数式(13)中ΔI_MP。

举例而言，考量到如本实施例般在串联4组太阳电池模块当中的1组太阳电池模块有阴影遮蔽的情形。此时，虽然有补偿电流I_eq供给到阴影模块，但当假设使随着I_eq的增加所伴随的输出电压下降分以I_eq×R_out的形式表示时，能够从上述数式(11)、(12)获得下述数式。

【数式14】

V_in＝3V_MP+V_MP-shaded＞N×(V_MP-shaded+2V_D+I_eqR_out)

(14)

上述数式(14)为即使在完全没有补偿电流流通的时点(I_eq＝0)、或补偿电流较小而补偿不足够的时点也成立的数式。在有足够的补偿电流流通的状态，因为电压的平衡而使以下的数式(15)成立。

【数式15】

V_in＝3V_MP+V_MP-shaded＝N×(V_MP-shaded+2V_D+I_eqR_out)

(15)

当在上述数式(15)中令I_eq＝ΔI_MP时，使用数式(13)能够获得下述数式(16)。

【数式16】

$R_{out}=\frac{(4-N)V_{MP}+{\mathrm{\ΔI}}_{MP}{R}_{PV}(N-1)-2{\mathrm{NV}}_D}{{\mathrm{N\ΔI}}_{MP}}---\left(16\right)$

当太阳电池调整系统的等效输出电阻R_out满足数式(16)时，则不仅日照模块、就连阴影模块也能够动作在此时的最大电力点电压附近。

关于太阳电池调整系统的动作的实验

针对具备图8的电路构成的本发明的太阳电池调整系统，进行如下实验。

(等效输出电阻R_out的量测)

首先，建构具备图8的电路构成的太阳电池调整系统。另外，中间电容器C1至C4的容量为33μF，平滑电容器Cout1至Cout4的容量为66μF，二极管D1至D8为顺向电压降V_D＝0.43V的肖特基二极管，电容器Cr的容量为220nF，电感器Lr的电感为18.6μH，而变压器的一次线圈的匝数为23、二次线圈的匝数为6(匝数比N＝23/6)。

接着，移除太阳电池模块PV1至PV4，对串联谐振型反相器的输入部(开关群Qa、Qb的两端)连接外部直流电源，又仅对电容器Cout1连接可变电阻器Rout1，藉此模拟地构成仅在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的状态(图14)。

以固定频率的方式交互地切换仅设开关Qa为导通的状态、及仅设开关Qb为导通的状态，来使图14的系统动作。一边使可变电阻器的电阻值变化一边使系统动作，量测流通于可变电阻器的电流的电流值以作为补偿电流，且一并量测电容器Cout1的电压(模拟地表示V_PV1。)，且以直线近似其关联。算出相对于特定频率的等效输出电阻R_out，以作为该电流值的变化与该电压值的变化的比(近似曲线的斜率)。

针对各个固定频率(85kHz、93.5kHz、102kHz、110.5kHz)，通过上述方法算出等效输出电阻R_out，并且量测因应模拟的V_PV1而变化的输出电力(相对于可变电阻器Rout1的电力)、及电力转换效率(自外部直流电源所输入的电力与消耗在可变电阻器Rout1的电力的比)。于图15的曲线显示量测结果。在任一个切换频率中，输出电流－输出电压的关系均大致能够以直线近似，从近似直线算出如写入至图15中所示的等效输出电阻R_out。如上述，由于在太阳电池调整系统内的各部的阻抗会有频率依存性，因此，等效输出电阻R_out也随着频率变化。

(太阳电池模块、及太阳电池模块链的动作特性的量测)

接着，将太阳电池阵列/模拟器(AgilentTechnologies公司制，E4350B)作为太阳电池模块PV1至PV4而连接至与图8相同电路构成的系统，且模拟地实现产生部分阴影的状态。具体而言，假设在通过4组(模拟)太阳电池模块PV1至PV4所构成的太阳电池模块链之中，仅在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的情形，且太阳电池模块PV2至PV4的V_MP与I_MP为分别以模拟器设定为12V、4.0A，而太阳电池模块PV1的V_MP-shaded与I_MP-shaded为分别设定9.0V、2.0A。在前述的条件下，设开关Qa、Qb的切换频率为85kHz(R_out＝595mΩ)，而一边改变对太阳电池模块链施加的电压，一边使太阳电池调整系统动作。

于图16显示在前述实验所获得的日照模块PV2至PV4与阴影模块PV1各自的动作特性曲线。PV1(w/Eq)为表示在电流值包含有补偿电流的阴影模块PV1的模拟性的动作特性，而PV1(w/oEq)为表示阴影模块PV1的真实的动作特性。在使太阳电池模块链动作在I_String＝4.0A时，太阳电池模块PV2至PV4的动作点成为图16中的A点。在另一方面，太阳电池调整系统会以使阴影模块PV1的产生电流与补偿电流I_eq1的总合成为4.0A的方式动作。因此，通过太阳电池调整系统所补偿的阴影模块PV1的模拟性动作点为形成存在于I_String＝4.0A的直线上。根据数式(16)，阴影模块PV1的模拟性动作点(以补偿电流与阴影模块PV1的输出电流的总合电流来界定电流，且以阴影模块PV1的电压来界定电压时的动作点)以及实际动作点为成为图16中的B点及C点。图16中的倾斜的虚线为显示I_String＝4.0A时的R_out＝595mΩ的特性，且表示阴影模块PV1的动作点为存在于该直线上。

图17为于上述太阳电池阵列/模拟器连接于负载并量测的采用与未采用太阳电池调整系统的情形中，作为太阳电池模块链整体的特性的量测结果。在未采用太阳电池调整系统的情形(如图18所示采用旁通二极管的情形)，是受部分阴影的影响而存在有2个最大电力点(V_String＝35V与50V附近)，相对于此，在采用太阳电池调整系统的情形仅有1个最大电力点(V_String＝45V附近)。所获得的最大电力也是一样，在采用太阳电池调整系统的情形为158W左右，比未采用的情形的140W左右有所提升。

通过这些实验，显示出即使日照模块的V_MP与阴影模块的V_MP-shaded大大地相异的条件下，也能够通过应用太阳电池调整系统的等效输出电阻R_out，而使任一个模块均动作在最大电力点附近。

太阳电池模块链的动作状态控制方法

以上，已针对利用固定的切换频率中的等效输出电阻R_out来对阴影模块供给补偿电流，并且通过阻抗的效果来使阴影模块的电压相较于日照模块的电压而相对地降低的动作加以说明。然而，太阳电池的特性不仅大大地受到日辐射量影响，也会大大地受到温度影响，更会在长期使用下使特性劣化。随着这些特性变化、劣化，在图13所示的R_PV的値也变化。如数式(16)所示，为了在本发明的太阳电池调整系统中将阴影模块的电力应用至最大限度，必须考虑R_PV的值并适切地设定R_out。然而，由于在固定的切换频率中无法动态地调整R_out，因此无法对应于随着特性变化、劣化所伴随的R_PV的变化。

针对该问题，能够通过因应于随着太阳电池模块的特性变化、劣化所伴随的R_PV的变动使串联谐振反相器的切换频率变化，而随时调节等效输出电阻R_out来对应。于图19、图20显示通过使切换频率变化，而一边调节等效输出电阻R_out一边使太阳电池调整系统动作用的系统构成、及流程图。

如图19所示，在太阳电池调整系统连接有用以量测太阳电池模块PV1至PV4的总合电力(太阳电池模块链的电力)的输出电力检测电路。利用输出电力检测电路所检测的总合电力为传送至输出电力比较电路，且至少会在预定期间记忆于该比较电路。输出电力比较电路构成为：进行在所记忆的输出电力当中于不同的量测时序下所量测的2个输出电力值的比较。显示比较结果(先量测的输出电力与后量测的输出电力中的何者较大)的信号为传送至开关控制电路。

开关控制电路为以通过特定频率来切换使开关Qa、Qb中仅有任一方成为导通的状态、及仅有另一方成为导通的状态(并且一边任意地设置使两开关关断的失效时间(deadtime))的方式，而控制开关Qa、Qb的电路，特别是具有使频率上升及下降的功能。上升幅度、下降幅度可为预先设为固定值而输入至开关控制电路，且也可为能够在任何的时序从外部电路(未图示)输入。又开关控制电路是至少会在预定期间记忆最后进行的频率的变更为上升还是下降。开关控制电路构成为：从输出电力比较电路接收比较结果，当后量测的输出电力大于先量测的输出电力的情形，设下次的频率变更为与前次的频率变更相同的变更，而当先量测的输出电力大于后量测的输出电力的情形，设下次的频率变更为与前次的频率变更相反的变更(当两输出电力为相同的情形，设下次的频率变更为与前次相同或相反均可。要进行何者，式通过预先设定的方式决定)。

接着，根据图20的流程图加以说明采用图19的系统的太阳电池模块链的动作状态控制方法。另外，各步骤的执行时序是设为使用任何的时脉电路(未图示)等来加以控制。

首先，输出电力检测电路会量测太阳电池模块链的输出电力(I_String×V_String，或者负载电流I_Load×V_String)的初始值P₀(步骤2001)。接着，开关控制电路使切换频率上升(也就是增大R_out)(步骤2002)。之后，输出电力检测电路会再次量测太阳电池模块链的输出电力P₁(步骤2003)。输出电力比较电路是从检测电路接收所量测的电力P₀、P₁并予以记忆，且比较两电力值的大小。当P₁＞P₀时，则再次返回流程图的最初的步骤2001，且开关控制电路会使切换频率更为上升，并反复进行相同动作。当P₁＜P₀时，则开关控制电路为相反地使切换频率减少且往使R_out下降的方向动作(步骤2005)。在此时，也使输出电力检测电路量测频率的变动前后的太阳电池串组的电力P₂与P₃(步骤2004、2006)，且由输出电力比较电路判断P₂、P₃的大小关系。开关控制电路是根据比较结果，如流程图所示使频率上升或下降。

另外，虽然在图20的流程图中，是在比较电力P₀、P₁、及比较电力P₂、P₃之后再次量测输出电力，但也可省略该量测。也就是，也可如图21般修正图20的流程图。依循于图21的流程图时，例如，在步骤2002使切换频率上升并在步骤2003量测电力P₁之后，当为P₁＞P₀时，则会在输出电力比较电路将该P₁记忆于P₀的记忆体区域、且消除记忆于P₁的记忆体区域的量测值后，由开关控制电路进行步骤2002。同样地，在步骤2005使切换频率下降并在步骤2006量测电力P₃之后，当为P₃＞P₂时，则会在输出电力比较电路将该P₃记忆于P₂的记忆体区域、且消除记忆于P₃的记忆体区域的量测值后，由开关控制电路进行步骤2005。同样地，在步骤2005使切换频率下降并在步骤2006量测电力P₃之后，当并非为P₃＞P₂时，则会在输出电力比较电路将该P₃记忆于P₀的记忆体区域、且消除记忆于P₃的记忆体区域的量测值后，由开关控制电路进行步骤2002。另外，在接着步骤2003、2006的下一个所进行的电力值的比较中，当两电力为相等时，可当作到达最大电力点并结束处理，也可有备于动作特性的变化而返回至开始且再度开始处理。此外，也可将步骤2002与步骤2005对调。

图22显示于使切换频率变动时(也就是使R_out变动时)的阴影模块的动作点的变化的样子的一例。在此，为了便于说明，仅描绘阴影模块的特性。当阴影模块的初始的动作点为a的情形，则根据图20或图21的流程图使切换频率增大且使R_out增大。其结果，由于阴影模块的动作点转移至b，以结论而言会使太阳电池串组的输出电力增加，因此，会根据流程图使切换频率进一步增大，且使R_out进一步增大。结果，由于阴影模块的动作点移动至c，因此，以结果而言会使太阳电池串组的输出电力下降。因此，根据流程图，这次会使切换频率下降并使R_out减少。结果，由于阴影模块的动作点再次返回b点，而太阳电池串组的输出电力上升，因此，会根据流程图使切换频率进一步下降而使R_out进一步减少。结果，由于动作点移动至a，故太阳电池串组的电力会下降。如以上的方式，随着频率的变动(R_out的变动)，阴影模块的动作点会在a至c变动。虽然阴影模块的动作点会变动，但是，通过根据图20或图21的流程图进行控制，即使在太阳电池模块有特性变化、劣化的情形，也能够使阴影模块动作在最大电力点附近。

当在太阳电池模块PV1以外有阴影遮蔽的情形

以上，已针对在图8的电路中主要在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的情形加以说明，但即使是在其他的模块有阴影遮蔽的情形，本发明的太阳电池调整系统也能够以同样的原理动作。

举一例而言，于图23a至图23d显示：当在太阳电池模块PV3有阴影遮蔽的情形，于根据图9的V_GS的曲线来切换开关Qa、Qb的导通关断时，流通在电路内的在各模式的电流的路径。

首先，在模式2的期间中(图23a)，如图9中V_GS的曲线所示，设开关Qa为导通，而设开关Qb为关断，且对含有电容器Cr及电感器Lr的谐振电路输出正电压(图8中，朝显示V_DSb的箭头方向上升的电压)。藉此，正电流会流通于电容器Cr及电感器Lr(图8中，朝显示i_Lr的箭头方向流通的电流。自太阳电池模块PV1至PV4通过导通状态的开关Qa而往电容器Cr及电感器Lr流入。)。因为电容器Cr与电感器Lr的谐振现象，i_Lr会按照正弦波状变化。变压器的一次线圈为施加有交流电压，此交流电压经变压而作为二次电压输出至多级电压倍增整流电路。通过该二次电压使电容器C3充电。

通过关断开关Qa，从而使于模式2中流通于开关Qa的电流往续流二极管Db换流，且动作往模式3转移(图23b)。此时，虽然输入至谐振电路的电压V_DSb成为零，但是，因为谐振现象，流通于电感器Lr的电流i_Lr会继续按照正弦波状变化。由于利用比谐振频率还高的频率进行切换，因此在往模式3的转移时，流通于电感器Lr的电流i_Lr依然为正。由于电感器Lr为感应性元件，因此电流i_Lr在往模式3的转移时为连续，在另一方面，在模式2中与i_Lr相等的电流i_Sa则是与往模式3的转移同时地成为零。因应于此，在模式2中为零的电流i_Sb为与往模式3的转移同时地形成为具有与i_Lr相等的大小。自多级电压倍增整流电路往太阳电池模块链流通的电流的路径为与在模式2的期间中的路径相同。

于模式3的期间中，设开关Qb为导通。在电感器Lr的电流i_Lr切换成负的时序，动作往模式4转移(图23c)。

在模式4的期间中，与模式3的期间中同样地，虽然输入至谐振电路的电压V_Dsb为零，但是，因为谐振现象，流通于电感器Lr的电流i_Lr会继续按照正弦波状变化。在模式4中，i_Lr的极性为与模式2、3相反，且对于多级电压倍增整流电路所输入的交流电压的极性也呈相反。随之，流通于多级电压倍增整流电路及太阳电池模块链的电流的路径，也如图23c所示变化。电容器C3为透过二极管D6而放电，其放电电流为作为补偿电流而供给至日照模块PV3。

通过关断开关Qb，从而使于模式4中流通于开关Qb的电流往续流二极管Da换流，且动作往模式1转移(图23d)。此时，对于包含电感器Lr的谐振电路，输出大致固定的正电压v_DSb。由于利用比谐振频率还高的频率进行切换，因此在往模式1的转移时，流通于电感器Lr的电流i_Lr虽然为负，但会因为上述正电压v_DSb、及谐振现象而随着时间上升。由于电感器Lr为感应性元件，因此电流i_Lr在往模式1的转移时为连续，在另一方面，在模式4中与i_Lr大小相等的电流i_Sa则是与往模式1的转移同时地成为零。因应于此，在模式4中为零的电流i_Sa为与往模式1的转移同时地形成为与i_Lr相等。自多级电压倍增整流电路往太阳电池模块链流通的电流的路径为与在模式4的期间中的路径相同。

在模式1的期间中，设开关Qa为导通。在电感器Lr的电流i_Lr切换成正的时序，动作往模式2转移。以下，以同样的方式使各模式随着时间实现。

如此，当在太阳电池模块PV3有阴影遮蔽的情形，也能够将该太阳电池模块电压的总合电压输入至反相器，且透过多级电压倍增整流电路将反相器所产生的交流电压输入至该太阳电池模块链，藉此优先地使补偿电流流通至电压较低的阴影模块PV3。此外，因为产生在补偿电流的路径上的阻抗而使得于阴影模块PV3产生电压降，因此，通过控制该阻抗的值，从而也能够将阴影模块PV3引导至MPP附近。

与图11同样地，于图24显示：在太阳电池模块PV3有阴影遮蔽时之与上述动作相关的各部的电压波形、及通过一次谐波近似所获得的这些各部的电压波形的正弦波近似波形。但是，图24中的PV－m为相当于本实施例的阴影模块PV3。此外，R_r、r_m为表示产生于各自的电流路径的电阻成分。另外，在图24也与图11同样地省略电容器Cout3。

在此情形下，也能够通过一次谐波近似，而将输入电压V_DSb与在图24中的V_A所示的电压，分别使振幅以上述数式(3)、(4)所表示的正弦波状电压来近似。能够采用使这些正弦波状电压产生的假想性的交流电源，而以图25的等效电路来置换本发明的太阳电池调整系统。图25中的V_m-in、V_m-A为对应于各个交流电源所产生的交流电压的振幅。此外，图25中的Z_r、Z_m分别为由图24中的电阻R_r、电容器C_r、及电感器L_r所形成的阻抗、由电阻r_m及电容器C_m所形成的阻抗，且分别以上述数式(6)、(7)来表示。根据使用上述数式(9)至(16)并业经说明的理由，即使在此情形中，当太阳电池调整系统的等效输出电阻R_out满足数式(16)时，也能够则不仅日照模块、就连阴影模块也能够动作在最大电力点电压附近。等效输出电阻R_out的调整，例如能够根据图20、图21的流程图来进行。

(实施例2)

于图26显示本发明的太阳电池调整系统的第2实施形态。其属于通过在图8所示的第1实施形态进一步使用第2多级电压倍增整流电路并取得对称型的电路构成，从而能够减少流通于各模块的涟波电流的电路构成。

于图27a至图27d显示：在图26所示的本发明的太阳电池调整系统中，当在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的情形，于根据图9的V_GS的曲线来切换开关Qa、Qb的导通关断时，流通在电路内的在各模式2至4、1的电流的路径。但，省略电容器Cout1a至Cout4a、Cout1b至Cout4b。在模式2、3中，经由变压器二次线圈的中间电容器C1b的放电电流为透过二极管D2b而作为补偿电流流入阴影模块PV1，且该电流是经由二极管D1a来对中间电容器C1a充电(图27a，图27b)。在模式4、1中，经由变压器二次线圈的中间电容器C1a的放电电流是经由二极管D2a而作为补偿电流流入阴影模块PV1，且该电流是经由二极管D1b来对中间电容器C1b充电(图27c，图27d)。另外，流通于各元件的电流或施加至各元件的电压的基本动作波形为与图9所示者为相同。

在图10a至图10d所示的第1实施形态的电流路径中，于从多级电压倍增整流电路供给补偿电流至阴影模块PV1时，也有电流流通至日照模块PV2(经由变压器二次线圈所供给的电流)。由于从多级电压倍增整流电路供给至日照模块PV2的平均电流为零，因此实质上补偿电流并未被供给至日照模块PV2，但是涟波电流会如图示般流通。当该涟波电流成分大时，日照模块PV2的动作点会在V_MP附近变动，且会有使动作不稳定的疑虑。

相对地，在图27a至图27b所示的电流路径中，经由变压器二次线圈的补偿电流仅流通于阴影模块PV1。当在太阳电池模块PV3有阴影遮蔽的情形，由于在模式2、3中，也会使经由变压器二次线圈的中间电容器C3b的放电电流透过二极管D6b而作为补偿电流流入阴影模块PV3，且该电流还会经由二极管D5a来对中间电容器C3a充电，此外在模式4、1中，经由变压器二次线圈的中间电容器C3a的放电电流是经由二极管D6a而作为补偿电流流入阴影模块PV3，且该电流还会经由二极管D5b来对电容器中间C3b充电，故同样地，补偿电流仅流通于阴影模块PV3。

如此，由于在第2实施形态中，仅对阴影模块从变压器二次线圈供给电流，而对其他的日照模块未流通来自变压器二次线圈的电流，因此，与第1实施形态比较能够减少日照模块的涟波电流。

此外，与图8所示的系统同样地，在图26的太阳电池调整系统中，也会因为起因于存在于反相器及多级电压倍增整流电路内的电容器或电感器、及电阻，而在补偿电流的路径上产生阻抗，使阴影模块产生电压降。因此，不但阴影模块相较于日照模块的电压而相对地维持在电压较低的状态，而且还会通过根据例如图20、图21的流程图的频率控制来控制阻抗的值，藉此，也能够调整上述电压降的大小并将阴影模块引导至MPP附近。另外，虽未记载于图26，但通常太阳电池模块链会另行透过DC－DC转换器等来连接负载(图7)。以典型的使用样式而言，为一边通过DC－DC转换器的控制来调整施加至太阳电池模块链整体的电压，一边通过图26中的开关Qa、Qb的频率调整来调整阴影模块的电压降，而使全部的太阳电池模块接近于按每个模块不同的MPP。

(具体电路构成的变化)

本发明的太阳电池调整系统的具体电路构成，并未局限于图8或图27所示的构成，而能够在本发明的范围内适宜变更。

例如，能够任意地选择反相器与多级电压倍增整流电路的连接点。举一例而言，于图28显示：在图8的电路构成中变更上述连接点所形成的本发明的太阳电池调整系统的电路构成。此种电路构成的系统也能够以与上述实施形态同样的原理动作。

于图29a至图29d显示：在图28所示的本发明的太阳电池调整系统中，当在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的情形，于根据图9的V_GS的曲线来切换开关Qa、Qb的导通关断时，流通在电路内之在各模式2至4、1的电流的路径。在模式2、3中，经由变压器二次线圈的电容器C1的放电电流是透过二极管D2而作为补偿电流流入阴影模块PV1(图29a、图29b)。在模式4、1中，经由变压器二次线圈的电流是经由二极管D1来对中间电容器C1充电(图29c、图29d)。流通于各元件的电流或施加至各元件的电压的基本性动作波形为与图9所示者相同。

作为其他的变更例，也能够不使用变压器来构成本发明的太阳电池调整系统。于图30显示此种系统的电路构成的一例。

于图31a至图31d显示：在图30所示的本发明的太阳电池调整系统中，当在太阳电池模块PV1有阴影遮蔽的情形，于根据图9的V_GS的曲线来切换开关Qa、Qb的导通关断时，流通在电路内的在各模式2至4、1的电流的路径。对于阴影模块PV1，是在模式3(图31b)、模式1(图31d)流入补偿电流，在另一方面，对日照模块所供给的补偿电流若取模式1至4整体的平均则为零。

与图8所示的系统同样地，在图28、图30的太阳电池调整系统中，也会因为起因于反相器及存在于多级电压倍增整流电路内的电容器或电感器、及电阻，而在补偿电流的路径上产生阻抗，使阴影模块产生电压降。因此，不但阴影模块维持在电压较低的状态，而且还会通过根据例如图20、图21的流程图的频率控制来控制阻抗的值，藉此，也能够调整上述电压降的大小并将阴影模块引导至MPP附近。以典型的使用样式而言，也能够如图7所示透过DC－DC转换器等来连接负载，且一边通过DC－DC转换器的控制来调整施加至太阳电池模块链整体的电压，一边通过Qa、Qb的频率调整来调整阴影模块的电压降，而使全部的太阳电池模块接近于按每个模块不同的MPP。

另外，在上述的各实施例中，虽然通过连接半桥式单元、以及、串联连接电容器Cr与电感器Lr所形成的谐振电路从而构成反相器，但本发明的太阳电池调整系统所使用的反相器并未局限于此。只要是能够将太阳电池模块链的电压转换为交流电压，且将该交流电压输入至多级电压倍增整流电路的反相器，就能够利用同样的原理使本发明的系统动作。

例如，也可采用全桥式单元(图33)来取代半桥式单元(图32)。全桥式单元型是通过将串联连接开关Qa、Qb所形成的开关组、与串联连接开关Qc、Qd所形成的开关组并联连接，又于各个开关并联连接续流二极管Da至Dd所构成。在对开关Qa、Qb的两端间(开关Qc、Qd的两端间)输入有电压Vin的状态下，于设开关Qa及Qd为导通的状态与设开关Qb及Qc为导通的状态之间随着时间切换连接状态，藉此对端子1、2之间输出峰值电压Vin、谷底电压－Vin的矩形形状的电压。另外，在采用全桥式单元作为输入电路的情形，必须在后段采用具备变压器的谐振电路等，而使全桥电路与多级电压倍增整流电路的电压准位独立。

此外，采用并联谐振电路(图35)、串并联谐振电路(图36)、LLC电路(图37)等来取代串联连接电容器Cr及电感器Lr所形成的谐振电路(图34)，也能够将所输入的直流电压转换成交流电压并使本发明的太阳电池调整系统动作。不论在采用哪一种谐振电路的情形，只要在图中的端子3、4之间设置导线，且将导线对铁心(core)卷绕，并进一步对铁心卷绕二次线圈从而形成变压器，即能够将施加至端子3、4之间的交流电压予以变压，并且输出给连接于二次线圈的两端的多级电压倍增整流电路。

另外，在以上的实施例中，虽然是针对通过变更切换频率从而控制等效输出电阻R_out的例加以说明，但是，即使无法进行频率控制，也会由于如上述般起因于因产生在补偿电流的路径上的阻抗所造成的电压降或未使阴影模块「充电」的情形，而能够使阴影模块的电压至少比日照模块的电压还低，故比已知技术更能够将阴影模块引导至靠近MPP的动作点。

(本案第4至第6发明)

以下，使用附图说明本案第4至第6发明的太阳电池调整系统、最小电流检测系统、及最小电流控制系统。但，本案第4至第6发明的各系统的构成，并不限定为于各附图所显示的特定的具体构成，而能够在本发明的范围内适宜变更。例如，在以下内容中，虽然各电容器主要作为单独的蓄电元件而加以说明，但这些元件也可以是包含任何能够充放电的元件、多个元件的模块、或者使用这些模块所构成的任何的装置。各蓄电元件的容量、或二极管、电感器等其他电路元件的特性，也可各自相异。此外，在以下的实施例中，串组(太阳电池模块链)是由4组太阳电池模块所构成，但并不限于4组，而能够以任何的串联数量来构成串组。在以下内容中，各开关均以MOSFET等半导体开关而加以说明，但也能够采用任何的电子开关。

太阳电池调整系统的概念

图38显示采用串联4组太阳电池模块PV1至PV4所构成的本发明的太阳电池调整系统的概念图。图38中，V_PV1至V_PV4、I_PV1至I_PV4为分别显示太阳电池模块PV1至PV4的电压、及从该等太阳电池模块PV1至PV4所输出的电流，而I_eq1至I_eq4为分别显示从PV模拟均等化器对于太阳电池模块PV1至PV4所供给的电流。I_string为显示流通于由太阳电池模块PV1至PV4所构成的串组整体的电流，该电流为对于输出给连接于串组的负载(未图示)输出的负载电流I_Load、及往PV模拟均等化器的输入电流I_eq-in有所贡献。V_String为对串组的两端所施加的电压。

PV模拟均等化器为施加有属于V_PV1至V_PV4的总合电压的V_String以作为输入电压，此外还对PV模拟均等化器供给来自太阳电池模块PV1至PV4的输入电流I_eq-in。由于各太阳电池模块为串联连接，故全部的太阳电池模块PV1至PV4为以欲流通相同大小的电流I_String的方式动作。然而，与日照模块中的能够供给的电流比较，由于阴影模块中的能够供给的电流较小，因此在大多数的情形，会导致阴影模块无法供给I_String的电流。

就太阳电池调整系统的利用样式的例而言，如图39所示，可例举透过DC－DC转换器来对串组连接负载的构成。图39所示的DC－DC转换器为升压型转换器，若设开关Q_DC-DC的时间比(相对于切换周期整体的导通期间的比率)为D，则在串组的输出电压V_String与负载电压V_Load之间成立下述数式(17)的关系。

【数式17】

$\frac{V_{Load}}{V_{String}}=\frac{1}{1-D}---\left(17\right)$

例如，由于使用定电压负载的情形的V_Load为固定，因此，一边由检测电路检测串组、或各太阳电池模块所产生的电力，一边通过DC－DC转换器控制电路来控制时间比D，藉此能够以获得最大电力的方式来控制各太阳电池模块的电压。在日照模块的动作特性曲线以图1的曲线来显示的情形，为了从日照模块获得最大电力，虽然应施加图1中以V_mp所示的电压，但此时流通于日照模块的电流，在大多数情形下是超过了阴影模块所能流通的最大电流。因此，与日照模块中的最大电力相对应的电流无法流通于阴影模块，若完全没有电流补偿机构，则不可能从阴影模块获得最大电力。

本发明的太阳电池调整系统是通过使用PV模拟均等化器，对阴影模块供给补偿电流I_eq，俾使阴影模块也能够模拟性地供给I_String的电流。例如，在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽的情形，由于日照模块PV1、PV3、PV4能够供给I_String的电流，因此会成为I_PV1＝I_PV3＝I_PV4＝I_String，在另一方面，对于阴影模块PV2由PV模拟均等化器供给补偿电流I_eq2。因此，由于从阴影模块PV2流通本身所供给的电流I_PV2、及补偿电流I_eq2，故形成串组能够流通以下述数式(18)所表示的电流I_String。

【数18】

I_PV2+I_eq2＝I_String

(18)

(实施例3)

本案第4发明的太阳电池调整系统在一例中，是通过将图40a至图40c所示的SEPIC、Zeta、Cuk转换器中任一者的升降压转换器予以如后述般对串组多级连接所获得。另外，由于Cuk转换器为使输入输出的极性对调的「反转式转换器」，因此当为本案第4发明的太阳电池调整系统所应用时，必须以如图40c所示采用变压器的构成为基础。

太阳电池调整系统的构成

于图41至图43显示：通过对串联4组太阳电池模块PV1至PV4多级连接图40a至图40c所示的SEPIC、Zeta、Cuk转换器中任一者所获得的本发明的太阳电池调整系统的第1至第3实施形态。图38、图39中的PV模拟均等化器为由图41至图43中的太阳电池模块PV1至PV4以外的电路要素所构成。C1至C4为表示电容器，D1至D4为表示二极管，L1至L4为表示电感器，Cin为表示输入电容器，Q为表示开关，而Lin为表示电感器。图43中的Ca为表示能量传送电容器。在此，图41中，i_Lin为表示流通于电感器Lin的电流，i_L1至i_L4为表示分别流通于电感器L1至L4的电流，i_D1至i_D4为表示分别流通于二极管D1至D4的电流，而i_C1至i_C4为表示分别流通于电容器C1至C4的电流。在图42、图43的电路中，流通各元件的电流也以相同的记号来表示。

图41至图43的太阳电池调整系统是对应于下述构成：分别于图40a所示的SEPIC转换器、图40b所示的Zeta转换器、以及图40c所示的Cuk转换器的电路中，设输入电源Vin为串组，且将通过电容器C－二极管D－电感器Lout所构成的电路部分多级连接于各太阳电池模块PV1至PV4的构成。

输入电容器Cin是连接于太阳电池模块PV1至PV4，太阳电池调整系统是对PV1至PV4的各太阳电池模块当中的电压较低的模块优先地供给补偿电流。一般而言，当串联连接太阳电池模块而构成串组来使用的情形，阴影模块的电压会变得比其他的日照模块的电压还低，因此，通过使用本发明的太阳电池调整系统，从而能够由全模块(也包含阴影模块)来再分配电力给阴影模块，以补偿阴影模块的电力不足分。

具体而言，通过反复切换开关Q的导通、关断，从而使从太阳电池模块PV1至PV4输入给输入电容器Cin的电压转换，且如后述般对太阳电池模块PV1至PV4当中电压最低的模块输出。以下，在图41、图42的构成中，将由输入电容器Cin、开关Q、及电感器Lin所构成的电路称为输入电路，而在图43的构成中，将由输入电容器Cin、开关Q、电感器Lin、能量传送电容器Ca、及与其串联连接的一次线圈所构成的电路称为输入电路。此外，在图41、图42的构成中，将由电容器C1至C4、二极管D1至D4、及电感器L1至L4所构成的电路称为输出电路，而在图43的构成中，将由电容器C1至C4、二极管D1至D4、电感器L1至L4、及二次线圈所构成的电路称为输出电路。以下，针对于图41至图43所示的太阳电池调整系统的详细的动作原理进行说明。

太阳电池调整系统的动作

首先，针对图41所示的太阳电池调整系统加以说明。如图39所示，透过DC－DC转换器来连接负载等，而对串组整体施加电压，且仅在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽。通过反复切换开关Q的导通、关断，从而使太阳电池调整系统动作。于图44显示此时流通于各元件的电流、及施加于各元件的电压的波形，于图45a，图45b显示：于开关Q的导通期间中、关断期间中流通于系统内的电流的路径。另外，图44的曲线中，v_DS是表示施加于开关Q的电压。

首先，使用图45a针对开关Q为导通的期间中的电流加以说明。图45a是以有箭头的实线及虚线来表示经由各元件而流通于电路内的电流的路径、及极性(方向)。另外，虽然图45a中的虚线为表示流通于电感器L1、L3、L4及电容器C1、C3、C4的涟波电流，但由于其方向为属于在开关Q的导通期间内及关断期间内的各者中会进行切换者(参照图44中，i_Li及i_Ci的曲线。i_Li及i_Ci的曲线为显示流通于i＝2以外的电感器Li、电容器Ci的电流。)，故因应于此而于该虚线的两端标注箭头。

如图45a所示，从太阳电池模块PV1至PV4所流出的电流为输入给输入电容器Cin。同时地，输入电容器Cin为对电感器Lin进行放电，且使能量储存于Lin，其电流i_Lin为直线地增加(参照图44中，i_Lin的曲线)。此外，电容器C2为对电感器L2进行放电，且使能量储存于电感器L2，其电流i_L2为直线地增加(参照图44中，i_L2及i_C2的曲线)。

接着，使用图45b针对开关Q为关断的期间中的电流加以说明。如图45b所示，开关Q的关断期间中，仅使与最低电压的阴影模块PV2相对应的二极管D2导通。也就是，虽然于开关Q的导通期间中由电感器Lin所储存的能量为于开关Q的关断期间中释放，但承担该能量的输出电流会经由电容器C2及二极管D2而优先地流入到电压最低的阴影模块PV2。该电流为随着电感器Lin损耗能量而直线地减少(参照图44中，i_Lin、i_C2及i_D2的曲线)。此外，电流会自电感器L2经由二极管D2往阴影模块PV2流入，从而使于开关Q的导通期间中由电感器L2所储存的能量释放给阴影模块PV2。该电流也随着电感器L2损耗能量而直线地减少(参照图44中，i_L2的曲线)。另外，在开关Q的关断期间中，从太阳电池模块PV1至PV4所流出的电流也会输入给输入电容器Cin，且同时于电感器L1、L3、L4及电容器C1、C3、C4流通有涟波电流(参照图44中，i_Li及i_Ci的曲线)。

通过反复进行开关Q的导通、关断的切换，利用上述的电流而从太阳电池模块PV1至PV4往阴影模块PV2供给补偿电流，使串组全体达成高输出。

如上述的方式，在切换的1个周期之间于各电容器流通充放电电流。虽然流通于电容器C1、C3、C4的电流为仅为涟波电流成分因而十分地小，但在电容器C2流通有相对较大的充放电电流。开关Q的导通期间中，电容器C2的电流为经由太阳电池模块PV1而流通，在另一方面，开关Q的关断期间中，电容器C2的电流为流通于太阳电池模块PV1、PV2。如此，各模块(图45a、图45b之例的情形，为太阳电池模块PV1与PV2)的电流会随着动作而大大地变动，也就是，会形成为流通有大的涟波电流。一般而言，由于太阳电池的动作电压大大地取决于电流(图1)，故在有相对较大的涟波电流流通于模块的情形，会导致其动作电压不稳定。关于该问题，能够通过后述的实施例4所示的系统来解决。

在此，定义时间比D为开关Q的开关的导通期间相对于切换周期的比率(如由该定义可知，为0≦D≦1。)。在太阳电池调整系统的稳定状态下，输出至阴影模块PV2的电压，为因应施加于输入电容器Cin的电压V_String与上述时间比D所决定。以下，具体地导出输出给阴影模块PV2的电压。

太阳电池模块PV1至PV4的电压V_PV1至V_PV4为视为于切换的一周期内为固定。此时，上述V_String为表示为数式(19)。

【数式19】

V_String＝V_PV1+V_PV2+V_PV3+V_PV4

(19)

此外，令电容器C1至C4的电压的与切换周期相关的时间平均为V_C1至V_C4。在稳定状态下，由于电感器Lin、及L1至L4的电压的时间平均全部成为零，因此于V_String、V_PV1至V_PV4、及V_C1至V_C4之间为成立下述的关系数式。

【数式20】

$\left\{\begin{array}{c}{V}_{C1}=V_{String}\\ V_{C2}=V_{String}-V_{PV1}\\ V_{C3}=V_{String}-(V_{PV1}+V_{PV2})\\ V_{C4}=V_{String}-(V_{PV1}+V_{PV2}+V_{PV3})\end{array}\right.$

$\left(20\right)$

又，由于在上述个电感器中所施加的电压与时间的积之于上述切换周期内的总合在稳定状态下会成为零，故成立以下的关系数式(令二极管的顺向电压降为V_D。)。

【数式21】

$\left\{\begin{array}{c}D{V}_{C1}=(1-D)(V_{PV1}+V_{PV2}-V_{C1}+V_{C2}+V_D)\\ D(V_{C2}+V_{PV1})=(1-D)(V_{PV2}+V_D)\\ D(V_{C3}+V_{PV1}+V_{PV2})=(1-D)(V_{C2}-V_{C3}+V_D)\\ D(V_{C4}+V_{PV1}+V_{PV2}+V_{PV3})=(1-D)(V_{C2}-V_{C4}-V_{PV3}+V_D)\end{array}\right.---\left(21\right)$

使用上述数式(20)、(21)，则能够如以下数式表示输出给最低电压的阴影模块PV2的输出电压V_PV2。

【数式22】

$V_{PV2}=\frac{D}{1-D}{V}_{String}-V_D---\left(22\right)$

在太阳电池调整系统的稳定状态下，如上述数式(22)所示，使因应时间比D转换太阳电池模块PV1至PV4的电压的总合电压V_String所形成的输出电压输出给阴影模块PV2，并且优先地对阴影模块PV2输出电流。于上述数式(22)中包含有串组整体的电压V_String与阴影模块PV2的电压V_PV2，而未含有其他个别的日照模块的电压。这也就是启发本发明的太阳电池调整系统的动作为主要通过串组整体与阴影模块所决定。

根据图42所示的Zeta转换器的系统、及根据图43所示的Cuk转换器的系统也以相同的原理动作，并且，一边因应时间比D转换太阳电池模块PV1至PV4的总合电压V_String而对阴影模块输出，一边优先地对该阴影模块输出电流。

于图46a、图46b显示：使图42的系统动作时，分别实现在开关Q的导通期间、及关断期间的电流路径。

首先，开关Q的导通期间中(图46a)，从太阳电池模块PV1至PV4所流出的电流为输入给输入电容器Cin。同时地，输入电容器Cin对电感器Lin进行放电，且使能量储存于Lin，其电流i_Lin为直线地增加。此外，电容器C2是对电感器L2进行放电，且使能量储存于电感器L2，其电流i_L2为直线地增加。

接着，开关Q的关断期间中(图46b)，使与最低电压的阴影模块PV2相对应的二极管D2导通。虽然于开关Q的导通期间中由电感器Lin所储存的能量为于开关Q的关断期间中释放，但承担该能量的输出电流会对电容器C2充电。该电流为随着电感器Lin损耗能量而直线地减少。此外，电流会从电感器L2经由二极管D2而往阴影模块PV2流入，从而使于开关Q的导通期间中由电感器L2所储存的能量释放给阴影模块PV。该电流也随着电感器L2损耗能量而直线地减少。另外，在开关Q的关断期间中，从太阳电池模块PV1至PV4所流出的电流也会输入给输入电容器Cin，且同时于电感器L1、L3、L4及电容器C1、C3、C4流通有涟波电流。

在此，利用在稳定状态下各电感器的电压的时间平均全部成为零的情形、以及在各电感器中所施加的电压与时间的积之于上述切换周期内的总合在稳定状态下成为零的情形，可与上述数式(20)、(21)同样地获得以下的数式(23)、(24)。

【数式23】

$\left\{\begin{array}{c}{V}_{C1}=-V_{PV1}\\ V_{C2}=-V_{PV1}-V_{PV2}\\ V_{C3}=-V_{PV1}-V_{PV2}-V_{PV3}\\ V_{C4}=-V_{String}\end{array}\right.---\left(23\right)$

【数式24】

$\left\{\begin{array}{c}D(V_{String}-V_{C1}-V_D)=(1-D)(V_{C1}-V_{C2}+V_D)\\ D(V_{String}-V_{C2}-V_1-V_2)=(1-D)(V_{PV2}+V_D)\\ D(V_{String}-V_{C2}-V_1-V_2-V_3)=(1-D)(V_{PV2}+V_{PV3}+V_D-V_{C2}+V_{C3})\\ D(-V_{C4})=(1-D)(V_{PV2}+V_{PV3}+V_{PV4}+V_D-V_{C2}+V_{C4})\end{array}\right.---\left(24\right)$

使用上述数式(23)、(24)，则能够如以下数式表示输出给最低电压的阴影模块PV2的输出电压V_PV2。

【数式25】

$V_{PV2}=\frac{D}{1-D}{V}_{String}-V_D---\left(25\right)$

于图47a、图47b显示：使图43的系统动作时，分别实现在开关Q的导通期间、及关断期间的电流路径。

首先，开关Q的导通期间中(图47a)，从太阳电池模块PV1至PV4所流出的电流为输入给输入电容器Cin。同时地，输入电容器Cin为对电感器Lin进行放电，且使能量储存于Lin，其电流i_Lin为直线地增加。此外，电容器Ca为对一次线圈输出电压，该电压经变压器变压而施加至输出电路。在输出电路中，电容器C2为对电感器L2进行放电，且使能量储存于电感器L2，其电流i_L2为直线地增加。

接着，开关Q的关断期间中(图47b)，使与最低电压的阴影模块PV2相对应的二极管D2导通。虽然于开关Q的导通期间中由电感器Lin所储存的能量为于开关Q的关断期间中释放，但承担该能量的输出电流会对电容器Ca充电。该电流为随着电感器Lin损耗能量而直线地减少。此外，电流会从电感器L2经由二极管D2往阴影模块PV2流入，从而使于开关Q的导通期间中由电感器L2所储存的能量释放给阴影模块PV2。此外，通过来自变压器二次线圈的电流使电容器C2充电。另外，在开关Q的关断期间中，从太阳电池模块PV1至PV4所流出的电流也会输入给输入电容器Cin，且同时于电感器L1、L3、L4及电容器C1、C3、C4流通有涟波电流。

在此，利用在稳定状态下各电感器的电压的时间平均全部成为零的情形、以及在各电感器中所施加的电压与时间的积之于上述切换周期内的总合在稳定状态下成为零的情形，可与上述数式(20)、(21)同样地获得以下的数式(26)、(27)。

【数式26】

$\left\{\begin{array}{c}{V}_{Ca}=V_{String}\\ V_{C1}=-V_{PV1}\\ V_{C2}=-V_{PV1}-V_{PV2}\\ V_{C3}=-V_{PV1}-V_{PV2}-V_{PV3}\\ V_{C4}=-V_{String}\end{array}\right.---\left(26\right)$

在此，N为变压器的一次线圈与二次线圈之比。

【数式27】

$\left\{\begin{array}{c}D(V_{Ca}/N-V_{C1}-V_{PV1})=(1-D)(V_{C1}-V_{C2}+V_D)\\ D(V_{Ca}/N-V_{C2}-V_{PV1}-V_{PV2})=(1-D)(V_{PV2}+V_D)\\ D(V_{Ca}/N-V_{C3}-V_{PV1}-V_{PV2}-V_{PV3})=(1-D)(V_{PV2}+V_{PV3}+V_D-V_{C2}+V_{C3})\\ D(V_{Ca}/N-V_{C4}-V_{String})=(1-D)(V_{PV2}+V_{PV3}+V_{PV4}+V_D-V_{C2}+V_{C4})\end{array}\right.---\left(27\right)$

使用上述数式(26)、(27)，则能够如以下数式表示输出给最低电压的阴影模块PV2的输出电压V_PV2

【数式28】

$V_{PV2}=\frac{D}{1-D}\frac{V_{String}}{N}-V_D---\left(28\right)$

以上，说明在以SEPIC、Zeta、Cuk转换器为基础的太阳电池调整系统中，太阳电池模块PV1至PV4当中的特别是在PV2有阴影遮蔽的情形的动作。不但在有阴影遮蔽的模块为PV1、PV3、PV4的任一者的情形，也能够通过相同的原理来对阴影模块供给补偿电流，而且，在阴影模块有多个的情形也能够通过相同的原理来供给补偿电流。

兹举一示例，说明在太阳电池模块PV1、PV2有阴影遮蔽，且其电压变为相同大小，并且日照模块PV3、PV4的电压较阴影模块电压还高时的图41所示的太阳电池调整系统的动作。

首先，开关Q为导通的期间中(图48a)，从太阳电池模块PV1至PV4流出的电流为输入给输入电容器Cin。同时地，输入电容器Cin为对电感器Lin进行放电，且使能量储存于Lin，其电流i_Lin为直线地增加。此外，电容器C1、C2为对电感器L1、L2分别进行放电，且使能量储存于电感器L1、L2，其电流i_L1、i_L2为直线地增加。

接着，开关Q为关断的期间中(图48b)，使与最低电压的阴影模块PV1、PV2相对应的二极管D1、D2导通。也就是，虽然于开关Q的导通期间中由电感器Lin所储存的能量为于开关Q的关断期间中释放，但承担该能量的输出电流会经由电容器C1和二极管D1而优先地往电压最低的阴影模块PV1流入，以及经由电容器C2和二极管D2而优先地往电压最低的阴影模块PV2流入。该电流为随着电感器Lin损耗能量而直线地减少。此外，电流会从电感器L1、L2分别经由二极管D1、D2而往阴影模块PV1、PV2流入，从而使于开关Q的导通期间中由电感器L1、L2所储存的能量释放给阴影模块PV1、PV2。该电流也随着电感器L1、L2损耗能量而直线地减少。

此情形，将于稳定状态中的各元件电压间的关系以上述数式(19)、(20)、及以下的数式(29)来表示。

【数29】

$\left\{\begin{array}{c}D{V}_{C1}=(1-D)(V_{PV1}+V_D)\\ D(V_{C2}+V_{PV1})=(1-D)(V_{PV2}+V_D)\\ D(V_{C3}+V_{PV1}+V_{PV2})=(1-D)(V_{C2}-V_{C3}+V_D)\\ D(V_{C4}+V_{PV1}+V_{PV2}+V_{PV3})=(1-D)(V_{C2}-V_{C4}-V_{PV3}+V_D)\end{array}\right.---\left(29\right)$

通过解开该等数式，获得以下的数式(30)。

【数式30】

$V_{PV1}=V_{PV2}=\frac{D}{1-D}{V}_{String}-V_D---\left(30\right)$

也就是，与仅在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽时同样地，对于阴影模块PV1、PV2输出经转换V_String所形成的输出电压{D/(1－D)}V_String－V_D，在如此的状态下，对阴影模块PV1、PV2优先地供给补偿电流。

于即使对多个阴影模块也能够供给补偿电流这一点，在图42、图43的太阳电池调整系统中也相同。此外，在此虽然针对以SEPIC、Zeta、Cuk转换器为基础的构成加以说明，但本发明的太阳电池调整系统并不限于以该等转换器为基础的构成，且能够通过多级连接任何的转换器的输出电路部分来构成。

最小电流的检测及控制系统

以上，已对本案第4发明的太阳电池调整系统的动作加以理论性的说明。在上述说明中，虽然仅考量优先地对最低电压的阴影模块供给补偿电流，但实际上会有供给至该最低电压的阴影模块以外的模块的补偿电流也并非成为零的情形。供给至太阳电池模块PV1至PV4的补偿电流的大小能够通过控制开关的时间比来整体地调整。以下，说明用以检测补偿电流并调整其大小的系统。

于图49a至图49c显示:于使用本发明的太阳电池调整系统(包含在后述的实施例4中所说明的系统。)时的补偿电流的供给示意。在此，作为一例，设串联4组太阳电池模块的PV1至PV4当中在PV1与PV2有阴影遮蔽，而PV1侧的阴影遮蔽遍及于较广范围。此外，在此为等效地描绘太阳电池调整系统对各太阳电池模块输出相等的电压V_e。

图49a为于过度补偿时的补偿电流的供给示意。其状态为：对于PV1与PV₂是因应阴影的大小程度来供给补偿电流I_eq1与I_eq2，在另一方面，也对属于日照模块的PV₃与PV₄供给相对较大的补偿电流I_eq3与I_eq4。由于即使PV₃与PV₄没有补偿的必要性也供给补偿电流，因此会有在部分阴影补偿装置的内部产生起因于该等补偿电流分的不必要的电力转换损失。

相对于此，图49b为于补偿不足时的补偿电流的供给示意。由于对属于日照模块的PV₃与PV₄没有供给补偿电流，因此未产生如图49a的过度补偿时的不必要的电力损失。然而，由于没有对原本为必须补偿的PV₂供给补偿电流，又对于PV1的补偿电流也不足够，故无法完全地补偿部分阴影所造成的影响。

图49c为于最适度补偿时的补偿电流的供给示意。其状态为：PV1及PV₂为供给因应阴影的大小程度的补偿电流I_eq1与I_eq2，在另一方面，对属于日照模块的PV₃与PV₄仅供给微小的补偿电流I_eq3与I_eq4。由于在最适度补偿时，也处于对于电压较高的日照模块供给若干补偿电流的状态，因此而对于电压较低的阴影模块恒常地供给足够的补偿电流。此外，由于供给至日照模块的补偿电流较微小，因此能够将起因于该等补偿电流的不必要的电力转换损失抑制为最小限度。

图50显示:能够使用于用以实现图49c的最适度补偿的最小电流控制系统的一例。最小电流控制系统具备：上拉(pull-up)电阻器，其连接于电源Vcc；第1至第4电流感测器，其分别检测流通于太阳电池模块PV1至PV4的补偿电流；第1至第4二极管，其以未遮断从上拉电阻器往电流感测器流通的电流的方式，分别连接于上拉电阻器与第1至第4电流感测器的各者之间；误差放大器(比较器)，其连接于上拉电阻器；时间比控制电路(电流控制机构)，其以控制太阳电池调整系统的开关Q的时间比的方式来控制流通于太阳电池模块PV1至PV4的补偿电流。

以下，说明最小电流控制系统的动作。若以图41的太阳电池调整系统为例，第1至第4电流感测器连接于二极管D1至D4等，分别检测流通于太阳电池模块PV1至PV4的补偿电流I_eq1至I_eq4。各电流感测器为将经检测的电流值转换成电压(例如将1A转换成1V。)并加以输出。流通于太阳电池模块PV1至PV4的补偿电流若分别为1.3A、0.6A、0.1A、0.1A，则第1至第4电流感测器就会分别输出1.3V、0.6V、0.1V、0.1V的电压。此时，与输出最低电压的第3、第4电流感测器连接的第3、第4二极管为导通。从电源Vcc经由上拉电阻器而流入导通的二极管的电流，为流入连接于电流感测器与该二极管之间的电阻器。另外，当第1至第4电流感测器是作为汲入槽而动作的情形，不须要该等电阻器。

通过检测0.1A的最低补偿电流并输出0.1V的电压的第3、第4电流感测器，从而对自电源Vcc经过上拉电阻器至误差放大器的路径施加0.1V的偏压。因此，若设电源Vcc的电压为5.0V，则上拉电阻器的电压降成为4.9V。与该电压降相对应的信号(也就是，显示补偿电流I_eq1至I_eq4当中的最小补偿电流值I_eq-min＝0.1A的信号)为输入至误差放大器。

误差放大器为根据最小补偿电流I_eq-min、及从外部所输入的基准电流I_ref的比较来输出误差信号，且使该误差信号输入至时间比控制电路。时间比控制电路在当利用I_ref－I_eq-min所表示的误差为负时，则以整体性地缩小补偿电流的方式，降低图41至图43的开关Q的时间比(产生导通期间的比率更小的脉波宽度调变波)、或在当误差为正时，则以整体性地放大补偿电流的方式，提高开关Q的时间比(产生导通期间的比率更大的脉波宽度调变波)，而使误差接近于零。通过反复进行以上的动作，从而能够使太阳电池调整系统的动作状态接近于图49c的最适度补偿状态。

采用该最小电流控制系统而使本发明的太阳电池调整系统动作时，由于以I_eq-min＝I_ref的方式动作，故如上述般，为了将太阳电池调整系统内的不必要的电力转换损失抑制为最小限度，较优选是设定为I_ref≒0。另外，在此，虽然业已针对使用类比电路检测最小补偿电流I_eq-min而进行控制的电路加以说明，但即使采用数位控制的情形也能够容易地实现同样的控制。例如，也可在透过A/D转换器(未图示)来将来自第1至第4电流感测器的电压信号予以转换成数位信号后输入至第2比较器(未图示)，且利用第2比较器进行电流值的比较以确定最低补偿电流I_eq-min，且将显示最低补偿电流I_eq-min的信号输入至误差放大器。

另外，上述最小电流控制系统不限于本发明的太阳电池调整系统，能够适用于任何具备多个电路元件的电路。不限于太阳电池模块，只要于任何的多个电路元件的各者连接与图50相同的系统、或者使用上述数位控制的系统(在图50中，将各电流感测器连接至任何的电路元件而不限于太阳电池模块PV1至PV4。另外，电路元件的数量也能够是4以外的任何的数量，且各电路元件不须要为同种的元件。)，则也能够为确定分别流通于电路元件的电流当中的最小的电流而与基准电流比较，并根据比较结果而控制流通于电路元件的电流。此处所谓的「流通于电路元件的电流的控制」，是指可与上述的例同样为包含在电路内的开关的时间比控制，也可为例如于各电路元件连接有可变电阻时，透过任何的控制电路(未图示。「电流控制机构」的一例。)来变更其电阻值。此外，即使从本发明的最小电流控制系统移除时间比控制电路等的电流控制机构，也能够单独作为本发明的最小电流检测系统进行动作。

使用本发明的太阳电池调整系统的实验

于图51及图52a至图52d显示：使用于图41所示的本发明的太阳电池调整系统的实验结果之例。另外，于实验所使用的输入电容器Cin的容量是设为20μF，电感器Lin的电感是设为100μH，电感器L1至L4的电感是设为33μH，电容器C1至C4的容量是设为20μF，开关Q的导通电阻是设为39mΩ，二极管D1至D4的顺向电压降是设为0.65V，而开关Q的切换频率是设为100kHz。此外，也使图50的最小电流控制系统动作，且令基准电流I_ref＝100mA。

实验时为与图49a至图49c同样，假想在太阳电池模块PV1与PV2有阴影遮蔽的状况，并以图51的方式设定各模块特性来进行实验。另外，采用太阳电池阵列/模拟器(AgilentTechnologies公司制，E4350B)来作为太阳电池模块PV1至PV4。于图52a至图52d显示于补偿时的各模块的个别的特性。于日照模块PV3、PV4流通有100mA左右的微小的补偿电流(I_eq3与I_eq4)(图52c，图52d)，在另一方面，于阴影模块PV1、PV2为因应特性而流通相当量的补偿电流(I_eq1为1.2A左右，而I_eq2为0.5A左右)(图52a，图52b)，可知已实现了在图49c所说明的最适度补偿的状态。相对于模块单体的特性(图51的特性及图52a至图52d中的虚线)在各模块大大地相异，可知于补偿时的各模块的I_Load相对于V_PVi的特性为等效地形成为大致相同。

图53为比较因本发明的太阳电池调整系统之有无所产生的串组特性。未使用太阳电池调整系统的情形(虚线曲线。对太阳电池模块PV1至PV4并联连接旁通二极管的情形)，存在有3个MPP且能够取出的最大电力为约40W(V_String≒30V时)。相对于此，使用太阳电池调整系统的情形(实线曲线)，MPP仅为1个，且最大电力也大幅提升到约50W(V_String≒38V时)。如此，通过使用本发明的太阳电池调整系统，从而能够一边防止产生多个MPP，一边使能够取出的最大电力也大幅地提升。

(实施例4)

太阳电池调整系统的构成

如在实施例3所说明，在图41至图43所示的太阳电池调整系统中，由于在其动作时于太阳电池模块产生相对较大的涟波电流，因此，伴随与此而会有使太阳电池的动作电压不稳定的疑虑。相对于此，若采用于图54所示的电路构成的太阳电池调整系统，则能够一边补偿部分阴影，一边大幅地减少于动作时流通于各太阳电池模块的涟波电流。

在图54的太阳电池调整系统中，C1a至C4a、C1b至C4b为表示电容器，L1a至L4a、L1b至L4b为表示电感器，D1a至D4a、D1b至D4b为表示二极管，而且，由该等元件所构成、并且连接于变压器的二次线圈的多级连接电流倍增器是连接于太阳电池模块PV1至PV4。多级连接电流倍增器为与对各模块对称地配置图41所示的C－D－L的多级连接电路者等效。另外，R－Bias为用以防止使各电容器的电压值成为不定值的偏压电阻。此外，图54的太阳电池调整系统具备开关Qa、Qb、二极管Da、Db、电容器Ca、Cb、Cbk、及电感器Lkg(表示变压器的漏电感)，且具备连接于变压器的一次线圈的半桥式反相器。半桥式反相器为接收太阳电池模块PV1至PV4的总合电压的输入，通过交互地切换开关Qa、Qb的导通关断从而使矩形形状的交流电压产生，且将透过变压器而变压的交流电压输出至多级连接电流倍增器。在此，图54中，i_L1a至i_L4a、i_L1b至i_L4b为表示分别流通于电感器L1a至L4a、L1b至L4b的电流，i_D1a至i_D4a、i_D1b至i_D4b为表示分别流通于二极管D1a至D4a、D1b至D4b的电流，i_C1a至i_C4a、i_C1b至i_C4b为表示分别流通于电容器C1a至C4a、C1b至C4b的电流，I_eq-in为表示从串组输入至半桥式反相器的电流，i_Qa、i_Qb为表示分别流通于开关Qa、Qb的电流，v_DSa、v_DSb为表示分别施加于开关Qa、Qb的电压，i_Lkg为表示流通于电感器Lkg的电流，而v_P为表示施加于一次线圈的电压。另外，虽然图54为显示于对称地配置的C－D－L电路中的二极管D为将阴极共同连接(也就是，使二极管D1a、D1b的阴极彼此、二极管D2a、D2b的阴极彼此、二极管D3a、D3b的阴极彼此、二极管D4a、D4b的阴极彼此分别共同连接)的共阴极的形态，但后述的共阳极的形态(图57)也能够同样地进行动作。

太阳电池调整系统的动作

于图55显示：在太阳电池模块PV2有阴影遮蔽时，通过交互地反复切换开关Qa、Qb的导通、关断，从而使图54的太阳电池调整系统动作的情形的流通于各元件的电流、及施加于各元件的电压的波形；且于图56a至图56d显示：在动作中所实现的模式1至4的期间中分别流通在系统内的电流的路径。另外，图55的曲线中，v_GSa、v_GSb为分别表示开关Qa、Qb的闸极电压。

在半桥式反相器中，图55中，如v_GS的曲线所示使开关Qa、Qb交互地导通，藉此使如v_P的曲线所示将矩形波交流电压施加于变压器一次线圈。因应于v_GS的曲线所示的4个动作模式而使变压器二次线圈的电压变动，且由该电压使多级连接电流倍增器电路驱动，而使电流如图56a(模式1)至图56d(模式4)所示流通于电路内。在图56a至图56d中，仅流通涟波电流成分的电流路径为以虚线显示。此外，在同一模式期间中方向被切换的电流的路径为于两端标注箭头。

为了便于说明，首先说明模式2的动作(图56b)。在模式2的期间中，设开关Qa为导通，设开关Qb为关断，对电容器Cbk、电感器Lkg、一次线圈输出固定的正电压(图54中，朝显示v_P的箭头方向上升的电压。参照图55中，v_P的曲线。)。藉此，流通于电感器Lkg的电流为直线地增加(参照图55中，i_Lkg的曲线。)。施加于一次线圈的电压会通过变压器变压而使多级连接电流倍增器电路驱动。通过透过变压器所施加的电压而使补偿电流透过电容器C2a、二极管D2a流入至阴影模块PV2，该电流为往电感器L2b、电容器C2b流通。该等电流也会因为上述正电压而直线地增加(参照图55中对应的曲线。)。此外，也对阴影模块PV2供给通过电感器L2a释放能量所形成的补偿电流。该电流为随着电感器L2a损耗能量而减少(参照图55中，i_L2a的曲线。)。通过太阳电池调整系统的动作而于模式2的期间中流通于阴影模块PV2的电流为相当于i_L2a与i_L2b之和。在多级连接电流倍增器内流通于与阴影模块PV2相对应的电感器L2a、L2b以外的电感器的电流，仅有涟波电流成分。

与切断(turn-off)开关Qa同时地流通过Qa的电流会往属于开关Qb的反并联二极管的二极管Db换流，且动作往模式3转移(图56c)。在模式3的开始时，朝二极管Db按照顺向流通电流，流通于电容器Cbk、电感器Lkg、一次线圈的电流也与模式2的期间中为相同方向，但是，因为来自电容器Cb的电压，而使得这些电流会直线地下降。通过在i_Lkg的极性反转之前预先对Q_b施加闸极电压v_GSb(参照图55中，v_GSb的曲线。)，开关Qb会与i_Lkg的极性反转同时地以零电压而连通(turn-on)。于模式3中的变压器的线圈电压为0，而在多级连接电流倍增器内会随着电感器L2a、L2b往阴影模块PV2供给补偿电流而使二极管D2a、D2b导通。随着电感器L2a、L2b释放能量，而使i_L2a、i_L2b下降(参照图55中，i_L2a、i_L2b的曲线)。在模式3的期间中也与模式2的期间中同样，从太阳电池调整系统供给至阴影模块PV2的补偿电流为相当于i_L2a与i_L2b之和。与二极管D2a的电流i_D2a成为0同时地，动作往接下来的模式4转移。

于模式4的期间中(图56d)，设开关Qa为关断，设开关Qb为导通，对电容器Cbk、电感器Lkg、一次线圈输出固定的负电压(图54中，将朝显示v_P的箭头方向上升的电压设为正。参照图55中，v_P的曲线。)。藉此，流通于电感器Lkg的电流会直线地下降(绝对值为增加)(参照图55中，i_Lkg的曲线。)。施加于一次线圈的电压会通过变压器变压而使多级连接电流倍增器电路驱动。通过透过变压器所施加的电压而使补偿电流透过电容器C2b、二极管D2b流入至阴影模块PV2，该电流是往电感器L2a、电容器C2a流通。该等电流的绝对值也会因为上述负电压而直线地增加(参照图55中，对应的曲线。)。此外，也对于阴影模块PV2供给通过电感器L2b释放能量所形成的补偿电流。该电流会随着电感器L2b损耗能量而减少(参照图55中，i_L2b的曲线。)。通过太阳电池调整系统的动作而于模式4的期间中流通于阴影模块PV2的电流为相当于i_L2a与i_L2b之和。在多级连接电流倍增器内流通于与阴影模块PV2相对应的电感器L2a、L2b以外的电感器的电流，仅有涟波电流成分。

与切断开关Qb同时地流通过Qb的电流会往属于开关Qa的反并联二极管的二极管Da换流，且动作往模式1转移(图56a)。在模式1的开始时，朝二极管Da按照顺向流通电流，流通于电容器Cbk、电感器Lkg、一次线圈的电流也与模式4的期间中为相同方向，但是，因为来自电容器Ca的电压，而使得这些电流会直线地上升(绝对值为下降)。通过在i_Lkg的极性反转之前预先对Qa施加闸极电压v_GSa(参照图55中，v_GSa的曲线。)，开关Qa会与i_Lkg的极性反转同时地以零电压而连通。于模式1中的变压器的线圈电压为0，而在多级连接电流倍增器内会随着电感器L2a、L2b往阴影模块PV2供给补偿电流而使二极管D2a、D2b导通。随着电感器L2a、L2b释放能量，而使i_L2a、i_L2b下降(参照图55中，i_L2a、i_L2b的曲线。)。在模式1的期间中也与模式4的期间中同样，从太阳电池调整系统供给至阴影模块PV2的补偿电流为相当于i_L2a与i_L2b之和。与二极管D2b的电流i_D2b成为0同时地，动作往接下来的模式2转移。以下，同样地随着时间实现各模式。

如业已提及，由于在图41至图43的电路构成中，是因应动作模式来使电容器的充放电电流以不同的电流路径流通至太阳电池模块，因此导致各模块会暴露于相对较大的涟波电流，而会有使动作电压不稳定的疑虑。相对于此，于使用图54的电路构成时，对阴影模块PV2流通的电流会恒常地与电感器L2a、L2b的电流之和相等，从图56a至图56d的电流路径也可知，对于电容器C2a、C2b的充放电电流并未流通至PV2以外的模块。因此，相较于图41至图43的实施形态，能够大幅地减少于动作时流通于各模块的涟波电流。

虽然在图54中，针对采用半桥式反相器来使共阴极形态的多级连接电流倍增器电路驱动的电路构成加以说明，但如图57所示，即使采用使二极管D1a、D1b的阳极彼此、二极管D2a、D2b的阳极彼此、二极管D3a、D3b的阳极彼此、二极管D4a、D4b的阳极彼此分别共同连接的共阳极形态的多极连接倍增器电路，也能够一边减少涟波电流，一边对阴影模块供给补偿电流。于图58a(模式1)至图58d(模式4)显示：如图55的v_GS的曲线所示，且与图54的系统同样地交互地切换开关Qa、Qb来使图57的系统动作时，于各模式期间中所流通的电流路径。

为了便于说明，首先说明模式2的动作(图58b)。在模式2的期间中，设开关Qa为导通，设开关Qb为关断，对电容器Cbk、电感器Lkg、一次线圈输出固定的正电压(图57中，朝显示v_P的箭头方向上升的电压。)。藉此，流通于电感器Lkg的电流为直线地增加。施加于一次线圈的电压会通过变压器变压而使多级连接电流倍增器电路驱动。通过透过变压器所施加的电压而使补偿电流透过电容器C2a、电感器L2a流入至阴影模块PV2，该电流是往二极管D2b、电容器C2b流通。该等电流的绝对值也会因为上述正电压而直线地增加。此外，也对阴影模块PV2供给通过电感器L2b释放能量所形成的补偿电流。该电流为随着电感器L2b损耗能量而减少。通过太阳电池调整系统的动作而于模式2的期间中流通于阴影模块PV2的电流为相当于i_L2a与i_L2b之和。在多级连接电流倍增器内流通于与阴影模块PV2相对应的电感器L2a、L2b以外的电感器的电流，仅有涟波电流成分。

与切断开关Qa同时地流通过Qa的电流会往属于开关Qb的反并联二极管的二极管Db换流，且动作往模式3转移(图58c)。在模式3的开始时，朝二极管Db按照顺向流通电流，流通于电容器Cbk、电感器Lkg、一次线圈的电流也与模式2的期间中为相同方向，但是，因为来自电容器Cb的电压，而使得这些电流会直线地下降。通过在i_Lkg的极性反转之前预先对Q_b施加闸极电压v_GSb，开关Qb会与i_Lkg的极性反转同时地以零电压而连通。于模式3中的变压器的线圈电压为0，而在多级连接电流倍增器内会随着电感器L2a、L2b往阴影模块PV2供给补偿电流而使二极管D2a、D2b导通。随着电感器L2a、L2b释放能量，而使i_L2a、i_L2b下降。在模式3的期间中也与模式2的期间中同样，从太阳电池调整系统供给至阴影模块PV2的补偿电流为相当于i_L2a与i_L2b之和。与二极管D2b的电流i_D2b成为0同时地，动作往接下来的模式4转移。

于模式4的期间中(图58d)，设开关Qa为关断，设开关Qb为导通，对电容器Cbk、电感器Lkg、一次线圈输出固定的负电压(图57中，将朝显示v_P的箭头方向上升的电压设为正)。藉此，流通于电感器Lkg的电流会直线地下降(绝对值为增加)。施加于一次线圈的电压会通过变压器变压而使多级连接电流倍增器电路驱动。通过透过变压器所施加的电压而使补偿电流透过电容器C2b、电感器L2b流入至阴影模块PV2，该电流是往二极管D2a、电容器C2a流通。该等电流的绝对值也会因为上述负电压而直线地增加。此外，也对于阴影模块PV2供给通过电感器L2a释放能量所形成的补偿电流。该电流会随着电感器L2a损耗能量而减少。通过太阳电池调整系统的动作而于模式4的期间中流通于阴影模块PV2的电流为相当于i_L2a与i_L2b之和。在多级连接电流倍增器内流通于与阴影模块PV2相对应的电感器L2a、L2b以外的电感器的电流，仅有涟波电流成分。

与切断开关Qb同时地流通过Qb的电流会往属于开关Qa的反并联二极管的二极管Da换流，且动作往模式1转移(图58a)。在模式1的开始时，朝二极管Da按照顺向流通电流，流通于电容器Cbk、电感器Lkg、一次线圈的电流也与模式4的期间中为相同方向，但是，因为来自电容器Ca的电压，而使得这些电流会直线地上升(绝对值为下降)。通过在i_Lkg的极性反转之前预先对Qa施加闸极电压v_GSa，开关Qa会与i_Lkg的极性反转同时地以零电压而连通。于模式1中的变压器的线圈电压为0，而在多级连接电流倍增器内会随着电感器L2a、L2b往阴影模块PV2供给补偿电流而使二极管D2a、D2b导通。随着电感器L2a、L2b释放能量，而使i_L2a、i_L2b下降。在模式1的期间中也与模式4的期间中同样，从太阳电池调整系统供给至阴影模块PV2的补偿电流为相当于i_L2a与i_L2b之和。与二极管D2a的电流i_D2a成为0同时地，动作往接下来的模式2转移。以下，同样地随着时间实现各模式。

在图54、图57的电路构成中，虽然采用半桥式反相器作为反相器，但不限于此，只要为能够将太阳电池模块PV1至PV4的总合电压转换成交流电压的反相器，则也可采用全桥式反相器或非对称半桥式反相器等其他的反相器。于图59、图60显示：采用全桥式反相器所构成的本发明的太阳电池调整系统的电路构成。即使采用全桥式反相器，由于也能够通过交互地切换设开关Q1、Q4为导通的状态、及设开关Q2、Q3为导通的状态从而输出与图55中v_p相同的交流电压，因此能够利用与图54、图57的电路同样的原理使多级连接电流倍增器动作，而一边减少涟波电流，一边对阴影模块供给补偿电流。

另外，即使对于图54、图57、图59、图60的太阳电池调整系统，也能够使用图50的最小电流控制系统来用以实现图49c的最适度补偿。如已使用图50所说明，除检测太阳电池模块PV1至PV4的补偿电流之外，并且，在图54、图57的系统中，利用图50中的时间比控制电路来控制设开关Qa、Qb为导通的期间的长度，而在图59、图60的系统中，利用图50中的时间比控制电路来控制设开关Q1、Q4为导通的期间的长度、及设开关Q2、Q3为导通的期间的长度，藉此能够控制反相器的输出电流，且调整流通于各太阳电池模块的补偿电流。例如，在图54、图57的电路中，当加大开关Qa、Qb的时间比时(当缩短失效时间时)则反相器的输出电流提高(补偿电流也上升)，而在第59、60的电路中，当加大Q1、Q4的导通期间、及Q2、Q3的导通期间的时间比时(当缩短失效时间时)则反相器的输出电流提高(补偿电流也上升)。

[产业上的可利用性]

本发明能够广泛应用于串联连接太阳电池模块而构成太阳电池串组的电源。

Claims (24)

1.一种太阳电池调整系统，其特征为，该系统具备有：

多级电压倍增整流电路，对经串联连接的第1至第n(n为2以上的整数)个电容器的各者，并联连接2个经串联连接的二极管，又于该2个经串联连接的二极管的各者的中间点连接中间电容器；

太阳电池模块链，将作为对第k(k＝1，2，…n)个前述电容器呈并联连接的第k个太阳电池模块所提供的第1至第n个太阳电池模块予以串联连接所形成；以及

反相器，具备有容量性元件及感应性元件，且接收分别施加于前述第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并将该输入的总合电压转换成交流电压，且将该交流电压输出至前述多级电压倍增整流电路。

2.根据权利要求1所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述反相器具备用以变更前述交流电压的频率的机构。

3.根据权利要求2所所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述反相器具备输入电路及谐振电路；

该输入电路具备开关，且接收分别施加于前述第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并输出因应开关的切换状态的电压；

该谐振电路具备有容量性元件及感应性元件，且将从前述输入电路所输出的电压转换成交流电压，而对前述多级电压倍增整流电路输出该交流电压。

4.根据权利要求3所述的太阳电池调整系统，其特征为，

构成为使前述谐振电路通过变压器将前述交流电压变压后输出至前述多级电压倍增整流电路。

5.根据权利要求4所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述输入电路为将续流二极管与经串联连接的第1及第2开关的各者并联连接而形成，且构成为：

通过随着时间切换前述第1及第2开关当中设为导通的开关，从而在对该第1及第2开关的两端间输入有直流电压时，于位于该第1及第2开关的中间点的第1端子、及位于该第2开关的两端当中与该第1端子不同侧的第2端子之间输出矩形波状的电压；

前述谐振电路构成为：具备有串联连接在前述第1端子与第3端子之间的电感器、及谐振电路内电容器，且在从前述输入电路接收到矩形波状的电压的输入时，对前述第3端子、及连接于前述第2端子的第4端子之间输出交流电压，又将该交流电压通过变压器变压后输出至前述多级电压倍增整流电路。

6.一种太阳电池调整系统，其特征为，该系统具备有：

太阳电池模块链，以串联连接第1至第n(n为2以上的整数)个太阳电池模块的方式形成；

第1多级电压倍增整流电路，具备第1至第n个电容器、第1至第n个二极管对、及第1至第n个中间电容器，该第1至第n个电容器是作为对第k(k＝1，2，…n)个前述太阳电池模块呈并联连接的第k个电容器而提供，该第1至第n二极管对包含2个经串联连接的二极管，且作为对第k(k＝1，2，…n)个前述电容器呈并联连接的第k个二极管对而提供，而该第1至第n个中间电容器为连接于该第1至第n个二极管对各者中的2个经串联连接的二极管的中间点；

第2多级电压倍增整流电路，具备第n+1至第2n个电容器、第n+1至第2n个二极管对、及第n+1至第2n个中间电容器，该第n+1至第2n个电容器是作为对第k(k＝1，2，…n)个前述太阳电池模块呈并联连接的第n+k个电容器而提供，该第n+1至第2n个二极管对包含2个经串联连接的二极管，且作为对第n+k个前述电容器呈并联连接的第n+k个二极管对而提供，该第n+1至第2n个中间电容器为连接于该第n+1至第2n个二极管对各者中的2个经串联连接的二极管的中间点；以及

反相器，具备有容量性元件及感应性元件，且接收分别施加于前述第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并将该输入的总合电压转换成交流电压，且将该交流电压通过变压器变压后输出；

其中前述变压器的二次线圈的一端连接于前述第1多级电压倍增整流电路，而该二次线圈的另一端连接于前述第2多级电压倍增整流电路。

7.根据权利要求6所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述反相器具备用以变更前述交流电压的频率的机构。

8.根据权利要求7所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述反相器具备输入电路及谐振电路；

该前述输入电路具备开关，且接收分别施加于前述第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并输出因应开关的切换状态的电压；

该谐振电路具备有容量性元件及感应性元件，且将从前述输入电路所输出的电压转换成交流电压，而将该交流电压通过变压器变压后输出。

9.根据权利要求8所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述输入电路为将续流二极管与经串联连接的第1及第2开关的各者并联连接而形成，且构成为：

通过随着时间切换前述第1及第2开关当中设为导通的开关，从而在对该第1及第2开关的两端间输入有直流电压时，于位于该第1及第2开关的中间点的第1端子、及位于该第2开关的两端当中与该第1端子不同侧的第2端子之间输出矩形波状的电压；

前述谐振电路构成为：具备有串联连接在前述第1端子与第3端子之间的电感器、及谐振电路内电容器，且在从前述输入电路接收到矩形波状的电压的输入时，对前述第3端子、及连接于前述第2端子的第4端子的间输出交流电压，又将该交流电压通过变压器变压后输出。

10.一种控制太阳电池模块链的动作状态的方法，为使用权利要求2至5、及7至9中任一项所述的太阳电池调整系统，以控制前述太阳电池模块链的动作状态者，其特征为，该方法具备：

量测前述太阳电池模块链的输出电力的步骤；

变更通过前述反相器所输出的交流电压的频率的步骤；

于变更前述频率之后，量测前述太阳电池模块链的输出电力的步骤；

于变更前述频率之后所量测的输出电力为比变更之前所量测的输出电力还高的情形，当该变更是该频率的上升则使该频率再上升，而当该变更是该频率的下降则使该频率再下降的步骤；以及

于变更前述频率之后所量测的输出电力为比变更之前所量测的输出电力还低的情形，当该变更是频率的上升则使该频率下降，而当该变更是该频率的下降则使该频率上升的步骤；且

通过反复进行量测前述太阳电池模块链的输出电力、及变更通过前述反相器所输出的交流电压的频率，以控制该太阳电池模块链的动作状态。

11.一种太阳电池调整系统，其特征为，该系统具备：

经串联连接的第1至第n(n为2以上的整数)个太阳电池模块；

输入电路，其输入分别施加于前述第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压；以及

输出电路，其构成为：于稳定状态下，将通过因应开关的导通、关断的时间比转换前述总合电压而产生的输出电压，对前述第1至第n个太阳电池模块当中电压最低的1个以上的太阳电池模块输出，并且

对前述最电压最低的1个以上的太阳电池模块优先地输出电流。

12.根据权利要求11所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述输入电路具备：

输入电容器，其输入前述总合电压；

电感器，其对前述输入电容器呈串联连接；以及

前述开关，其连接于前述输入电容器与前述电感器之间；而

前述输出电路具备第1至第n个二极管－电感器电路、及第1至第n个电容器，

该第1至第n个二极管－电感器电路包含二极管、及连接于该二极管的阳极的电感器，且对前述第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且，以未遮断从各个电感器朝向二极管的极性的电流的方式串联连接；

而该第1至第n个电容器分别连接于该第1至第n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点、及前述输入电路中的前述电感器与前述开关的中间点之间。

13.根据权利要求11所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述输入电路具备：

输入电容器，其输入前述总合电压；

前述开关，其对前述输入电容器呈串联连接；以及

电感器，其连接于前述输入电容器与前述开关之间；

前述输出电路具备第1至第n个二极管－电感器电路、及第1至第n个电容器，

该第1至第n个二极管－电感器电路包含二极管、及连接于该二极管的阴极的电感器，且对前述第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个二极管朝向电感器的极性的电流的方式串联连接，

而该第1至第n的电容器分别连接于该第1至第n的二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点、及前述输入电路中的前述开关与前述电感器的中间点之间。

14.根据权利要求11所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述输入电路透过前述开关连接第1闭回路及第2闭回路，该第1闭回路具备输入电容器及电感器，而该第2闭回路具备能量传送电容器及一次线圈；

前述输出电路具备第1至第n个二极管－电感器电路、二次线圈、及第1至第n个电容器，

该第1至第n个二极管－电感器电路包含二极管、及连接于该二极管的阴极的电感器，且对前述第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个二极管朝向电感器的极性的电流的方式串联连接，

该二次线圈为一端连接于前述第1个二极管－电感器电路的二极管的阳极，

而该第1至第n个电容器分别连接于该第1至第n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点、及前述二次线圈的另一端之间；且

构成为使施加于前述一次线圈的电压的极性反转并施加于前述二次线圈。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的太阳电池调整系统，其特征为，该系统具备有：

最小补偿电流检测器，用以检测透过前述输出电路而流入至前述第1至第n个太阳电池模块的各者的补偿电流当中，最小的补偿电流；

比较器，用以比较前述最小的补偿电流与基准电流；以及

时间比控制机构，根据前述比较的结果，来控制前述开关的时间比。

16.根据权利要求15所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述最小补偿电流检测器具备：

上拉电阻器，其连接于电源与前述比较器之间；

第1至第n个补偿电流感测器，其分别检测流入至前述第1至第n个太阳电池模块的补偿电流；以及

第1至第n个检测器内二极管，其以未遮断从前述上拉电阻器往前述补偿电流感测器流通的电流的方式，分别连接于该上拉电阻器与该第1至第n个补偿电流感测器的各者之间；且

构成为通过使连接在经检测出前述第1至第n个补偿电流感测器当中最小的补偿电流的补偿电流感测器的前述检测器内二极管导通，从而对前述比较器输入与该最小的补偿电流相对应的电压。

17.一种太阳电池调整系统，具备：串联连接的第1至第n(n为2以上的整数)个太阳电池模块、第1输出电路、第2输出电路、及反相器；其特征为，

该第1输出电路具备：

第1至第n个二极管－电感器电路，包含二极管、及连接于该二极管的阳极的电感器，且对前述第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个电感器朝向二极管的极性的电流的方式串联连接；以及

第1至第n个电容器，分别连接于该第1至第n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点；

该第2输出电路具备：

第n+1至第2n个二极管－电感器电路，包含二极管、及连接于该二极管的阳极的电感器，且对前述第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个电感器朝向二极管的极性的电流的方式串联连接；以及

第n+1至第2n个电容器，其分别连接于该第n+1至第2n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点；

该反相器具备有容量性元件及感应性元件，且接收分别施加于前述第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并将该输入的总合电压转换成交流电压，且将该交流电压通过变压器变压后输出；且

前述变压器的二次线圈的一端为连接于前述第1输出电路，而该二次线圈的另一端连接于前述第2输出电路。

18.一种太阳电池调整系统，具备：串联连接的第1至第n(n为2以上的整数)个太阳电池模块、第1输出电路、第2输出电路、及反相器；其特征为，

该第1输出电路具备：

第1至第n个二极管－电感器电路，包含二极管、及连接于该二极管的阴极的电感器，且对前述第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个二极管朝向电感器的极性的电流的方式串联连接；以及

第1至第n个电容器，其分别连接于该第1至第n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点；

该第2输出电路具备：

第n+1至第2n个二极管－电感器电路，包含二极管、及连接于该二极管的阴极的电感器，且对前述第1至第n个太阳电池模块的各者呈并联连接，并且以未遮断从各个二极管朝向电感器的极性的电流的方式串联连接；以及

第n+1至第2n个电容器，其分别连接于该第n+1至第2n个二极管－电感器电路的各者中的二极管与电感器的中间点；

该反相器具备有容量性元件及感应性元件，且接收分别施加于前述第1至第n个太阳电池模块的电压的总合电压的输入，并将该输入的总合电压转换成交流电压，且将该交流电压通过变压器变压后输出；且

前述变压器的二次线圈的一端连接于前述第1输出电路，而该二次线圈的另一端连接于前述第2输出电路。

19.根据权利要求17或18所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述反相器具备：

开关链，其以串联连接第1开关及第2开关的方式形成；以及

电容器链，其以串联连接2个反相器内电容器的方式形成，且并联连接于该开关链；且

构成为：使前述变压器的一次线圈连接于前述开关链中的2个开关的中间点、及前述电容器链中的2个反相器内电容器的中间点之间，藉此构成半桥式反相器，且将施加于该一次线圈的电压变压而施加至前述二次线圈。

20.根据权利要求17或18所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述反相器具备：

第1开关链，其以串联连接第1开关及第2开关的方式形成；以及

第2开关链，其以串联连接第3开关及第4开关的方式形成，且并联连接于该第1开关链；且

构成为：使前述变压器的一次线圈连接于前述第1、第2开关的中间点、及前述第3、第4开关的中间点之间，藉此构成全桥式反相器，且将施加于该一次线圈的电压变压而施加至前述二次线圈。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的太阳电池调整系统，其特征为，该系统具备有：

最小补偿电流检测器，用以检测透过前述第1、第2输出电路而流入至前述第1至第n个太阳电池模块的各者的补偿电流当中，最小的补偿电流；

比较器，用以比较前述最小的补偿电流与基准电流；以及

电流控制机构，根据前述比较的结果，来控制前述反相器的输出电流。

22.根据权利要求21所述的太阳电池调整系统，其特征为，

前述最小补偿电流检测器具备：

上拉电阻器，其连接于电源与前述比较器之间；

第1至第n个补偿电流感测器，其分别检测流入至前述第1至第n个太阳电池模块的补偿电流；以及

第1至第n个检测器内二极管，其以未遮断从前述上拉电阻器往前述补偿电流感测器流通的电流的方式，分别连接于该上拉电阻器与该第1至第n个补偿电流感测器的各者之间；且

构成为通过使连接在经检测出前述第1至第n个补偿电流感测器当中最小的补偿电流的补偿电流感测器的前述检测器内二极管导通，从而对前述比较器输入与该最小的补偿电流相对应的电压。

23.一种最小电流检测系统，其特征为，该系统具备有：

上拉电阻器，其连接于电源；

第1至第n个电流感测器，其分别检测流通于第1至第n(n为2以上的整数)个电路元件的电流；

第1至第n个二极管，其以未遮断从该上拉电阻器往该电流感测器流通的电流的方式，分别连接于前述上拉电阻器与前述第1至第n个电流感测器的各者之间；以及

比较器，其连接于前述上拉电阻器；且

构成为：通过使连接于经检测出前述第1至第n个电流感测器当中最小的电流的电流感测器的前述二极管导通，从而对前述比较器输入与该最小的电流相对应的电压，且由该比较器来比较该最小的电流与基准电流。

24.一种最小电流控制系统，其特征为，該系統具备有：

上拉电阻器，其连接于电源；

第1至第n个电流感测器，其分别检测流通于第1至第n(n为2以上的整数)个电路元件的电流；

第1至第n个二极管，其以未遮断从该上拉电阻器往该电流感测器流通的电流的方式，分别连接于前述上拉电阻器与前述第1至第n个电流感测器的各者之间；

比较器，其连接于前述上拉电阻器；以及

电流控制机构，其用以控制流通于前述第1至第n个电路元件的电流；且

构成为：通过使连接于经检测出前述第1至第n个电流感测器当中最小的电流的电流感测器的前述二极管导通，从而对前述比较器输入与该最小的电流相对应的电压，且由该比较器来比较该最小的电流与基准电流，根据该比较的结果使前述电流控制机构来控制流通于前述第1至第n个电路元件的电流。