JP2002084676A - 蓄電装置の電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】二次電池を用いた蓄電装置の電力変換装置にお
いて、安価な構成で、蓄電装置の充放電効率を向上する
こと。 【解決手段】交流電源８からの交流入力電圧３０をコン
バータ２２によりその波高値より高く整流、昇圧して中
間直流入力電圧３１に変換し、この中間直流入力電圧３
１を降圧チョッパにより降圧して交流出力電圧の波高値
より高い入力直流電圧３２で蓄電手段１６を充電し、交
流出力電圧３０の波高値より高い直流出力電圧３６を蓄
電手段１６より出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電装置の電力変
換装置に係り、特に二次電池を用いた蓄電手段を交流入
力で充電し交流出力で放電する蓄電装置の電力変換装置
に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の蓄電装置の電力変換装置として
は、特開平９−２３３７１０号公報で提案されているよ
うに、交流電源を整流する充電用整流回路と、この充電
用整流回路に逆並列に接続され、蓄電池の電気量を交流
電源に回生する回生用整流回路と、充電用整流回路と蓄
電池との間に設けられた昇降圧コンバータとを備え、昇
降圧コンバータを、充電時には降圧コンバータとして使
用し、放電時には昇圧コンバータとして使用するものが
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、係る従来の蓄
電装置の電力変換装置は、充放電時に、充電用及び回生
用整流回路と昇降圧コンバータとでそれぞれ２段に電圧
変換を行なうため、高価な装置になってしまうと共に、
変換に伴う損失が大きくなり、蓄電装置の充放電効率が
低下するものであった。

【０００４】本発明の目的は、安価な構成で、蓄電装置
の充放電効率を向上することができる蓄電装置の電力変
換装置を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の特徴は、二次電池を用いた蓄電手段
と、交流電源からの交流入力電圧を整流して中間直流入
力電圧に変換するコンバータと、中間直流入力電圧を降
圧して蓄電手段に入力する降圧チョッパと、蓄電手段か
らの直流出力電圧を交流出力電圧に変換するインバータ
とを備え、コンバータは交流入力電圧の波高値より高い
中間直流入力電圧に昇圧するように構成し、降圧チョッ
パは中間直流入力電圧を交流出力電圧の波高値より高い
入力直流電圧に降圧するように構成し、蓄電手段は交流
出力電圧の波高値より高い直流出力電圧になるように構
成したことにある。

【０００６】本発明の第２の特徴は、さらに、半導体ス
イッチ素子と充電リアクトルとの直列回路を有して中間
直流入力電圧を降圧して蓄電手段に入力する降圧チョッ
パとし、降圧チョッパの半導体スイッチ素子と充電リア
クトルとの直列回路に並列に逆接続したダイオードを有
し、蓄電手段からダイオードを介して入力した中間直流
出力電圧をインバータにより交流出力電圧に変換するよ
うにしたことにある。

【０００７】本発明の第３の特徴は、さらに、半導体ス
イッチ素子のフルブリッジとその交流出力側に直列に接
続したリアクトルとを有するインバータにより蓄電手段
からの直流出力電圧を交流出力電圧に変換するようにし
たことにある。

【０００８】本発明の第４の特徴は、さらに、交流電源
からの交流入力電圧を整流して中間直流入力電圧に変換
すると共に蓄電手段からの直流出力電圧を交流出力電圧
に変換する双方向コンバータとし、半導体スイッチ素子
のフルブリッジとその交流入出力側に直列に接続した第
２のリアクトルを有する構成にしたことにある。

【０００９】本発明の第５の特徴は、二次電池を用いた
蓄電手段と、交流電源からの交流入力電圧を整流して中
間直流入力電圧に変換するコンバータと、中間直流入力
電圧を降圧して蓄電手段に入力する降圧チョッパと、蓄
電手段からの直流出力電圧を交流出力電圧に変換するイ
ンバータとを備え、コンバータは交流入力電圧の波高値
より高い中間直流入力電圧に昇圧するように構成し、降
圧チョッパは中間直流入力電圧を交流出力電圧の波高値
より高い入力直流電圧に降圧するように構成し、蓄電手
段は交流出力電圧の波高値より高い直流出力電圧になる
ように構成し、インバータは蓄電手段からの直流出力電
圧を交流入力電圧より若干高い交流出力電圧に変換する
ように構成したことにある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施例を図を用
いて説明する。なお、各実施例の図における同一符号は
同一物又は相当物を示す。

【００１１】まず、本発明の第１実施例を図１及び図２
を用いて説明する。

【００１２】最初に本発明の第１実施例における蓄電装
置の電力変換装置の構成を図１を参照しながら説明す
る。図１は本発明の第１実施例における蓄電装置の電力
変換装置のブロック結線図である。

【００１３】図１において、半導体スイッチ素子１ａ、
１ｂ、１ｃ、１ｄはフルブリッジ構成で接続されてお
り、各半導体スイッチ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには
それぞれダイオード２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが並列に逆
接続されている。そして、半導体スイッチ素子１ａ、１
ｂの接続点には充放電リアクトル３の一端が接続されて
いる。これらの半導体スイッチ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、
１ｄと、ダイオード２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、充放電
リアクトル３とは、双方向コンバータ２２を構成してい
る。

【００１４】この充放電リアクトル３の他端にはチョー
クコイル４及びフィルタコンデンサ５の一端が接続され
ており、このチョークコイル４の他端には切替スイッチ
６が接続されている。また、半導体スイッチ素子１ｃ、
１ｄの接続点は交流電流計測センサ７を介してフィルタ
コンデンサ５の他端と切替スイッチ６とが接続されてい
る。切替スイッチ６は、２回路トランスファー接点構成
になっており、ブレーク接点側が商用電源８に接続され
ており、メーク接点側が負荷９に接続されている。

【００１５】半導体スイッチ１ａ、１ｃの接続点には、
平滑コンデンサ１０の一端と、半導体スイッチ素子１１
のドレイン側と、ダイオード１２のカソード側と、中間
直流電圧検出部１３とが接続されている。また、半導体
スイッチ１ｂ、１ｄの接続点には、平滑コンデンサ１０
の他端と、還流ダイオード１４のアノード側と、中間直
流電圧検出部１３と、直流電流計測センサ１５を介して
二次電池で構成した蓄電手段１６の負極側と、直流電圧
検出部１７と、フィルタコンデンサ１８の一端とが接続
されている。

【００１６】半導体スイッチ素子１１のドレインとソー
ス間には寄生ダイオード１９が逆接続されており、半導
体スイッチ素子１１のソース側には還流ダイオード１４
のカソード側及び充電リアクトル２０の一端に接続され
ている。充電リアクトル２０の他端には、ダーオード１
２のアノード側と、直流電圧検出部１７と、フィルタコ
ンデンサ１８の他端と、切離しスイッチ２１の一端とに
接続されている。この切離しスイッチ２１の他端には蓄
電手段１６の正極側が接続されている。なお、蓄電手段
１６は、リチュームイオン二次電池を複数直列に接続さ
れて構成されている。また、降圧チョッパ２６は、半導
体スイッチ素子１１と、寄生ダイオード１９と、還流ダ
イオード１４と、充電リアクトル２０とで構成されてい
る。

【００１７】双方向コンバータ２２の交流側入出力部の
両端には交流電圧検出部２３が接続されており、交流電
流計測センサ７には交流電流計測部２４が接続されてい
る。交流電流計測部２４、交流電圧検出部２３及び中間
直流電圧検出部１３は、各検出情報が双方向コンバータ
２２を制御する入出力制御部２５に伝達されるように接
続されている。

【００１８】直流電流計測センサ１５には直流電流検出
部２７が接続されている。直流電流検出部２７、中間直
流電圧検出部１３及び直流電圧検出部１７は、各検出情
報が降圧チョッパ２６を制御する充電制御部２８に伝達
されるように接続されている。装置制御部２９は、入出
力制御部２５及び充電制御部２８と情報交換できるよう
に接続されていると共に、切替スイッチ６を切替制御で
きるように接続されている。

【００１９】次いで、係る本実施例の蓄電装置の電力変
換装置の充放電動作を図１及び図２を参照しながら説明
する。図２は図１の電力変換装置の各部の電圧波形図で
ある。図２において、３０は交流入力電圧で、充電時の
交流入力の切替スイッチ８の端子部の交流電圧を示す。
３１は中間直流入力電圧で、充電時に双方向コンバータ
２２により整流・昇圧された中間直流のコンデンサ１０
の端子間電圧を示す。３２は直流入力電圧で、充電時の
直流入力の蓄電手段１６の両端子間電圧である。３６は
直流出力電圧で、放電時の直流出力の蓄電手段の端子間
電圧を示す。３７は中間直流出力電圧で、放電時の中間
直流のコンデンサ１０の端子間電圧を示す。３８は交流
出力電圧で、放電時の交流出力の切替スイッチ８の端子
部の交流電圧を示す。本実施例においては交流入力電圧
３０の波形は商用電源８の電圧波形と同じである。

【００２０】まず、本実施例の蓄電装置の電力変換装置
の充電時の動作を説明する。

【００２１】蓄電装置１６を充電する場合には、装置制
御部２９から切替スイッチ６に充電の指令信号を送るこ
とにより、この切替スイッチ６をブレーク接点側の商用
電源８側に切替える。これにより、図２に示す交流入力
電圧３０の電圧波形を有する交流入力がチョークコイル
４とフィルタコンデンサ５で構成されたローパスフィル
タを通過した後、双方向コンバータ２２に入力される。
係る交流入力電圧３０を交流電圧検出部２３で検出して
その検出情報を入出力制御部２５に入力する。この交流
電圧検出部２３の検出情報に応じて、入出力制御部２５
から高周波スイッチング信号を半導体スイッチ素子１
ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのゲートに入力して各半導体スイ
ッチ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをオン・オフ制御し、
入力電流波形を交流電流計測部２４でモニターして略交
流入力波形状になるように制御しながら整流・昇圧す
る。

【００２２】この双方向コンバータ２２の整流・昇圧の
動作を詳しく説明する。交流入力の充放電リアクタ３側
の電圧が正の場合には、電流が半導体スイッチ１ｂ、１
ｃをオンすると、電流が半導体スイッチ素子１ｂ・ダイ
オード２ｄ及びダイオード２ａ・半導体スイッチ素子１
ｃを経由して流れ、係る電流により充放電リアクトル３
にエネルギーが蓄積され、そして、半導体スイッチ素子
１ｂ、１ｃをオフすると、充放電リアクトル３に蓄えら
れたエネルギーがダイオード２ａ、平滑コンデンサ１
０、ダイオード２ｄを経由して流れ、これによりエネル
ギーが平滑コンデンサ１０に蓄えられる。また、交流入
力の充放電リアクトル３側の電圧が負の場合には、半導
体スイッチ１ａ、１ｄをオンすると、電流が半導体スイ
ッチ素子１ｄ・ダイオード２ｂ及びダイオード２ｃ・半
導体スイッチ素子１ａを経由して流れ、係る電流により
充放電リアクトル３にエネルギーが蓄積され、そして、
半導体スイッチ素子１ａ、１ｄをオフすると、充放電リ
アクトル３に蓄えられたエネルギーがダイオード２ｃ、
平滑コンデンサ１０、ダイオード２ｂを経由して流れ、
これによりエネルギーが平滑コンデンサ１０に蓄えられ
る。このときに充放電リアクトル３に蓄えられるエネル
ギー量は通電電流と通電時間に依存し、平滑コンデンサ
１０の端子間電圧即ち中間直流入力電圧３１は、平滑コ
ンデンサ１０に蓄えられたエネルギー量に依存するの
で、半導体スイッチ素子１ｂ、１ｃ及び１ａ、１ｄのオ
ン時間を制御する事により交流入力電圧３０を整流・昇
圧して中間直流入力電圧３１を生成できる。

【００２３】なお、双方向コンバータ２２を構成するフ
ルブリッジの半導体スイッチ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄは、上記の動作説明では対角の半導体スイッチ素子を
それぞれ同時にオン・オフするものとして説明したが、
それぞれ個別にオン・オフするように制御してもよい。

【００２４】そして、装置制御部２９から充電制御部２
８への充電の指令信号により、充電制御部２８から高周
波スイッチング信号を半導体スイッチ素子１１のゲート
に入力し、これにより降圧チョッパ２６を動作させる。

【００２５】この降圧チョッパ２６の動作を詳しく説明
する。中間直流検出部１３により検出した中間直流入力
電圧３１の情報と、直流電圧検出部１７で検出した蓄電
手段１６への直流入力電圧３２の情報と、直流電流検出
部２７で検出した直流電流の情報とを充電制御部２８に
入力し、この入力情報に基づいて充電制御部２８により
降圧チョッパ２６内の半導体スイッチ素子１１のゲート
に入力する高周波のオン・オフ信号のオン時間を制御
し、蓄電手段１６への充電電圧・電流を制御する。この
降圧チョッパ２６の動作において、半導体スイッチ素子
１１がオンすると、電流が平滑コンデンサ１０、半導体
スイッチ素子１１、充電リアクトル２０、フィルタコン
デンサ１８及び切離しスイッチ２１・蓄電手段１６の経
路で流れ、フィルタコンデンサ１８と蓄電手段１６とを
充電しながら充電リアクトル２０にエネルギーが蓄えら
れる。なお、充電時には切離しスイッチ２１は閉じてお
く。

【００２６】そして、半導体スイッチ素子１１をオフす
ると、充電リアクトル２０に蓄えられたエネルギーによ
り、電流がフィルタコンデンサ１８及び切離しスイッチ
２１、蓄電手段１６・還流ダイオード１４の経路で流
れ、フィルタコンデンサ１８と蓄電手段１６とを充電す
る。充電制御部２８は、この充電電流が半導体スイッチ
素子１１のオン・オフにより途切れることなく連続にな
るようにオン・オフ制御する。この時、直流入力電圧３
２は、図２に示すように、交流入力電圧３０の波高値よ
りも常に高くなるようにしてある。これにより、蓄電手
段１６に流れる電流が小さくなり、電流の２乗に比例す
る抵抗損を小さくでき、充電時の効率を向上することが
できる。

【００２７】次いで、本実施例による蓄電装置の電力変
換装置の放電時の動作を説明する。

【００２８】蓄電手段１６から負荷９に放電する場合に
は、装置制御部２９の放電の指令信号により、切替スイ
ッチ６をメーク接点側の負荷９側に切替えると共に、切
離しスイッチ２１を閉じる。なお、蓄電手段１６への充
電完了後に切離しスイッチ２１を開かずに閉じておいた
場合には改めて閉じる必要はない。切離しスイッチ２１
を閉じることにより、図２に示す直流出力電圧３６とな
る蓄電手段１６から切離しスイッチ２１、ダイオード１
２を介して平滑コンデンサ１０に放電電荷が供給され
る。この蓄電手段１６の端子間電圧である直流出力電圧
３６は、交流出力電圧３８の波高値よりも高いので、放
電時の蓄電手段１６に流れる電流が小さくなり、電流の
２乗に比例する抵抗損を小さくできる。そして、平滑コ
ンデンサ１０の端子間電圧である中間直流入力電圧３７
は、蓄電手段１６の端子間電圧３６より若干低い略同波
形となるが、放電時の交流出力電圧３８の波高値より常
に高くなるように設定されているので、蓄電手段１６の
直流出力電圧３６を昇圧することなく、双方向コンバー
タ２２をインバータとして動作させて所定の交流出力電
圧３８を得ることができる。従って、昇圧回路を必要と
しないので、安価なものとすることができると共に、昇
圧変換に伴う損失をなくすことができ、放電時の効率を
向上することができる。

【００２９】この場合に、蓄電手段１６の放電電流は、
ダイオード１２を用いることなく充電リアクトル２０と
寄生ダイオード１９を介して流すようにすることも可能
であるが、寄生ダイオード１９の順方向電圧降下は一般
に比較的大きく周波数特性もあまりよくなく、かつ充電
リアクトル２０のインピーダンス分も付加されるため、
充電リアクトル２０と寄生ダイオード１９を利用して放
電しようとすると損失が大きくなるので、ダイオード１
２を用いることが望ましい。即ち、充電リアクトル２０
と半導体スイッチ１１との直列回路を逆接続したダイオ
ード１２でバイパスすることにより、充電リアクトル２
０及び半導体スイッチ１１での損失を低減し、放電時の
効率を向上することができる。特に、本実施例の場合に
は、蓄電装置が自立運転になるため、充電電流に比べて
最大放電電流が大幅に大きくなり、ダイオード１２とし
て順方向電圧降下の小さい電流・電圧仕様の適切なダイ
オードを選択して設けることで、放電時の損失を大幅に
低減できる。

【００３０】そして、平滑コンデンサ１０の端子間電圧
である中間直流入力電圧３７を双方向コンバータ２２に
より交流出力電圧３８に変換するには、装置制御部２９
の放電の指令信号により、入出力部２５から高周波のオ
ン・オフ信号を双方向コンバータ２２の各半導体スイッ
チ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのゲートに加える。な
お、この放電時には、双方向コンバータ２２はインバー
タとして動作させる。

【００３１】この双方向コンバータ２２のインバータと
しての動作を詳しく説明する。入力制御部２５の信号に
より半導体スイッチ素子１ａ、１ｄをオンすると、平滑
コンデンサ１０に蓄えられた電荷が半導体スイッチ素子
１ａ、充放電リアクトル３、フィルタコンデンサ５及び
チョークコイル４・切替スイッチ６・負荷９の直列回
路、半導体スイッチ素子１ｄを経路として放電され、電
流として流れる。この時、充放電リアクトル３にエネル
ギーが蓄積され、半導体スイッチ素子１ａ、１ｄをオフ
すると、充放電リアクトル３に蓄えられたエネルギーに
より、電流が充放電リアクトル３、フィルタコンデンサ
５及びチョークコイル４・切替スイッチ６・負荷９の直
列回路、ダイオード２ｃ、平滑コンデンサ１０、ダイオ
ード２ｂの経路で流れる。この時、交流電圧検出部２３
により交流出力電圧３８をモニタするとともに、交流電
流計測部２４で交流出力電流をモニタして、交流出力電
圧３８の波形が商用電源８の電圧波形と同等になるよう
に入出力制御部２５でオン・オフ信号のパルス幅を加減
して制御する。なお、オンのパルス幅を広げると交流出
力波形３１の波高値は上がる。

【００３２】そして、半導体スイッチ素子１ｂ、１ｃを
オンすると、電流が半導体スイッチ素子１ｃ、フィルタ
コンデンサ５及び切替スイッチ６・負荷９・チョークコ
イル４の直列回路、充放電リアクトル３、半導体スイッ
チ素子１ｂ、平滑コンデンサ１０の経路で流れ、この
時、充放電リアクトル３にエネルギーが蓄えられる。半
導体スイッチ素子１ｂ、１ｃをオフすると、充放電リア
クトル３に蓄えられたエネルギーにより、電流が充放電
リアクトル３、ダイオード２ａ、平滑コンデンサ１０、
ダイオード２ｄ、フィルタコンデンサ５及び切替スイッ
チ６・負荷９・チョークコイル４の直列回路の経路で流
れる。

【００３３】このようにして、インバータとして動作す
る双方向コンバータ２２の出力は交流となり、入出力制
御部２５は、交流電圧検出部２３の情報により、係る交
流出力を商用電源８の電圧波形と同等の交流出力電圧３
８の波形になるように制御する。なお、本実施例の場合
には蓄電装置が自立運転になるため、インバータとして
動作する双方向コンバータ２２は出力電圧を一定にする
電圧制御で制御される。

【００３４】上述したように、中間直流出力電圧３７を
交流出力電圧３８に変換して出力するインバータを半導
体スイッチ素子１ａ，１ｂ、１ｃ、１ｄのフルブリッジ
と交流出力部に直列に接続した充放電リアクトル３とで
構成したことにより、トランスレスで軽量小型化が可能
になる。また、交流入力を中間直流に変換するコンバー
タ及び中間直流を交流に変換して出力するインバータを
同一の双方向コンバータ２２としたことで、安価な回路
で高効率の電力変換装置とすることができる。

【００３５】次に、本発明の第２実施例における蓄電装
置の電力変換装置を図３及び図４を用いて説明する。図
３は本発明の第２実施例における蓄電装置の電力変換装
置のブロック結線図、図４は図３の電力変換装置の各部
の電圧波形図である。

【００３６】まず、本実施例の構成を図３を参照しなが
ら説明すると、負荷９は予め商用電源８に接続されてお
り、蓄電装置の電力変換装置と商用電源８及び負荷９と
の間には入切スイッチ３４が設けられ、前記電力変換装
置は入切スイッチ３４により商用電源８及び負荷９と断
続される。入切スイッチ３４の商用電源８側には商用電
源波形検出部３５が接続されており、入切スイッチ３４
が切れている場合にも商用電源８の電圧波形３０を商用
電源波形検出部３５によりモニタしている。その他の点
は第１実施例と基本的に同じであるので説明を省略す
る。

【００３７】次いで、本実施例の蓄電装置の電力変換装
置の動作を図３及び図４を参照しながら説明する。充電
時は、入切スイッチ３４をオンした後に充電動作を行な
う。なお、本実施例の電力変換装置の充電時の動作は第
１の実施例と同じであるので説明を省略する。

【００３８】放電時は、入切スイッチ３４をオンする前
に、商用電源波形検出部３５により商用電源８の交流入
力電圧３０をモニタし、インバータとして動作する双方
向コンバータ２２を動作させ、そして、交流電圧検出部
２３により交流出力電圧３８をモニタし、商用電源８の
の交流入力電圧３０より若干高い交流出力電圧３８を出
力させる（図４参照）。なお、電力変換装置の他の部分
の放電動作は第１実施例と同じなので説明を省略する。
次に、入切スイッチ３４をオンし、交流出力波形３８を
商用電源波形３６に重畳させる。このときに、入出力制
御部２５は交流電流計測部２４により出力電流をモニタ
し、出力電流が一定になるように電流を制御する。

【００３９】本実施例の場合には、蓄電手段１６の出力
を商用電源８と連系させる出力方式となり、放電時の出
力電流が一定になるため、放電電流の経路となる半導体
スイッチ素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、ダイオード２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、充放電リアクトル３、チョーク
コイル４、ダイオード１２、切離しスイッチ２１の各部
品定格を小さくできるとともに損失が小さくなる適当な
仕様のものを選定できる。

【００４０】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではないこ
とはいうまでもない。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、安価な構成で、蓄電装
置の充放電効率を向上することができる蓄電装置の電力
変換装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における蓄電装置の電力変
換装置のブロック結線図である。

【図２】図１の電力変換装置の各部の電圧波形図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例における蓄電装置の電力変
換装置のブロック結線図である。

【図４】図３の電力変換装置の各部の電圧波形図であ
る。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ…半導体スイッチ素子、２ａ、
２ｂ、２ｃ、２ｄ…ダイオード、３…充放電リアクトル
（第２のリアクトル）、４…チョークコイル、５…フィ
ルタコンデンサ、６…切替スイッチ、７…交流電流計測
センサ、８…商用電源、９…負荷、１０…平滑コンデン
サ、１１…半導体スイッチ素子、１２…ダイオード、１
３…中間直流電圧検出部、１４…還流ダイオード、１５
…直流電流計測センサ、１６…蓄電手段、１７…直流電
圧検出部、１８…フィルタコンデンサ、１９…寄生ダイ
オード、２０…充電リアクトル（第１のリアクトル）、
２１…切離しスイッチ、２２…双方向コンバータ、２３
…交流電圧検出部、２４…交流電流計測部、２５…入出
力制御部、２６…降圧チョッパ、２７…直流電流検出
部、２８…充電制御部、２９…装置制御部、３０…交流
入力電圧、３１…中間直流入力電圧、３２…直流入力電
圧、３４…入切スイッチ、３５…商用電源波形検出部、
３６…直流出力電圧、３７…中間直流出力電圧、３８…
交流出力電圧。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂入 美千子 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CA12 CC02 DA06 GB06 5H006 CA01 CA07 CB01 CC02 CC08 DA02 DA04 DC02 DC05 5H007 BB00 CA01 CB05 CC01 CC09 DA06 DB01 DC02 DC05 5H030 AA01 AS18 AS20 BB01 BB09 FF43

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二次電池を用いた蓄電手段と、交流電源か
   らの交流入力電圧を整流して中間直流入力電圧に変換す
   るコンバータと、前記中間直流入力電圧を降圧して前記
   蓄電手段に入力する降圧チョッパと、前記蓄電手段から
   の直流出力電圧を交流出力電圧に変換するインバータと
   を備え、前記コンバータは前記交流入力電圧の波高値よ
   り高い中間直流入力電圧に昇圧するように構成し、前記
   降圧チョッパは前記中間直流入力電圧を前記交流出力電
   圧の波高値より高い入力直流電圧に降圧するように構成
   し、前記蓄電手段は前記交流出力電圧の波高値より高い
   直流出力電圧になるように構成したことを特徴とする蓄
   電装置の電力変換装置。
2. 【請求項２】二次電池を用いた蓄電手段と、交流電源か
   らの交流入力電圧を整流して中間直流入力電圧に変換す
   るコンバータと、半導体スイッチ素子と充電リアクトル
   との直列回路を有して前記中間直流入力電圧を降圧して
   前記蓄電手段に入力する降圧チョッパと、前記降圧チョ
   ッパの半導体スイッチ素子と充電リアクトルとの直列回
   路に並列に逆接続したダイオードと、前記蓄電手段から
   の直流出力電圧を交流出力電圧に変換するインバータと
   を備え、前記コンバータは前記交流入力電圧の波高値よ
   り高い中間直流入力電圧に昇圧するように構成し、前記
   降圧チョッパは前記中間直流入力電圧を前記交流出力電
   圧の波高値より高い直流入力電圧に降圧するように構成
   し、前記蓄電手段は前記交流出力電圧の波高値より高い
   直流出力電圧になるように構成し、前記インバータは前
   記蓄電手段から前記ダイオードを介して入力した中間直
   流出力電圧を前記交流出力電圧に変換するように構成し
   たことを特徴とする蓄電装置の電力変換装置。
3. 【請求項３】二次電池を用いた蓄電手段と、交流電源か
   らの交流入力電圧を整流して中間直流入力電圧に変換す
   るコンバータと、前記中間直流入力電圧を降圧して前記
   蓄電手段に入力する降圧チョッパと、半導体スイッチ素
   子のフルブリッジとその交流出力側に直列に接続したリ
   アクトルとを有して前記蓄電手段からの直流出力電圧を
   交流出力電圧に変換するインバータとを備え、前記コン
   バータは前記交流入力電圧の波高値より高い中間直流入
   力電圧に昇圧するように構成し、前記降圧チョッパは前
   記中間直流入力電圧を前記交流出力電圧の波高値より高
   い直流入力電圧に降圧するように構成し、前記蓄電手段
   は前記交流出力電圧の波高値より高い直流出力電圧にな
   るように構成し、前記インバータは前記蓄電手段から前
   記ダイオードを介して入力した中間直流出力電圧を前記
   交流出力電圧に変換するように構成したことを特徴とす
   る蓄電装置の電力変換装置。
4. 【請求項４】二次電池を用いた蓄電手段と、交流電源か
   らの交流入力電圧を整流して中間直流入力電圧に変換す
   ると共に前記蓄電手段からの直流出力電圧を交流出力電
   圧に変換する双方向コンバータと、半導体スイッチ素子
   と第１のリアクトルとの直列回路を有して前記中間直流
   入力電圧を降圧して前記蓄電手段に入力する降圧チョッ
   パと、前記降圧チョッパの半導体スイッチ素子と充電リ
   アクトルとの直列回路に並列に逆接続したダイオードと
   を備え、前記コンバータは、半導体スイッチ素子のフル
   ブリッジとその交流入出力側に直列に接続した第２のリ
   アクトルとを有し、前記交流入力電圧の波高値より高い
   中間直流入力電圧に昇圧すると共に前記蓄電手段から前
   記ダイオードを介して入力した中間直流出力電圧を前記
   交流出力電圧に変換するように構成し、前記降圧チョッ
   パは前記中間直流入力電圧を前記交流出力電圧の波高値
   より高い直流入力電圧に降圧するように構成し、前記蓄
   電手段は前記交流出力電圧の波高値より高い直流出力電
   圧になるように構成したことを特徴とする蓄電装置の電
   力変換装置。
5. 【請求項５】二次電池を用いた蓄電手段と、交流電源か
   らの交流入力電圧を整流して中間直流入力電圧に変換す
   るコンバータと、前記中間直流入力電圧を降圧して前記
   蓄電手段に入力する降圧チョッパと、前記蓄電手段から
   の直流出力電圧を交流出力電圧に変換するインバータと
   を備え、前記コンバータは前記交流入力電圧の波高値よ
   り高い中間直流入力電圧に昇圧するように構成し、前記
   降圧チョッパは前記中間直流入力電圧を前記交流出力電
   圧の波高値より高い入力直流電圧に降圧するように構成
   し、前記蓄電手段は前記交流出力電圧の波高値より高い
   直流出力電圧になるように構成し、前記インバータは前
   記蓄電手段からの直流出力電圧を前記交流入力電圧より
   若干高い交流出力電圧に変換するように構成したことを
   特徴とする蓄電装置の電力変換装置。