JP2003203663A - Fuel cell power generating system - Google Patents

Fuel cell power generating system

Info

Publication number
JP2003203663A
JP2003203663A JP2002001565A JP2002001565A JP2003203663A JP 2003203663 A JP2003203663 A JP 2003203663A JP 2002001565 A JP2002001565 A JP 2002001565A JP 2002001565 A JP2002001565 A JP 2002001565A JP 2003203663 A JP2003203663 A JP 2003203663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
fuel cell
voltage
power generation
cell power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002001565A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3936584B2 (en
Inventor
Yasuki Tadokoro
康樹 田所
Shinsuke Endo
慎介 遠藤
Naohide Haga
尚秀 芳我
Manabu Watanabe
学 渡辺
Shoji Aoyama
昌二 青山
Kazufumi Tateishi
和文 立石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Ballard Corp
Original Assignee
Ebara Ballard Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Ballard Corp filed Critical Ebara Ballard Corp
Priority to JP2002001565A priority Critical patent/JP3936584B2/en
Publication of JP2003203663A publication Critical patent/JP2003203663A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3936584B2 publication Critical patent/JP3936584B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell power generating system with a new structure which prevents a rush current usually generated at the start of the system. <P>SOLUTION: The fuel cell power generating system comprises a fuel cell 16 generating electricity by the electrochemical reaction of fuel gas 12 and oxidant gas 14, a DC/DC converter 18 transforming the direct current voltage outputted from the fuel cell 16 into a prescribed direct current voltage, and a capacitor 20 connected to the output side of the DC/DC converter 18. By constructing like above, the DC/DC converter 18 can have a control part 22 controlling the DC/DC converter 18 main body, and the control part 22 can make the output voltage of the DC/DC converter 18 increase from zero to a prescribed voltage with a prescribed gradient when starting the DC/DC converter 18. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、燃料電池の出力を
直流から交流へ変換する燃料電池発電システムに関し、
特に、燃料電池発電システムの起動時に生じる突入電流
を抑制する燃料電池発電システムに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell power generation system for converting the output of a fuel cell from direct current to alternating current,
In particular, the present invention relates to a fuel cell power generation system that suppresses an inrush current generated when the fuel cell power generation system is activated.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の固体高分子型燃料電池から電力を
得る燃料電池発電システムは、図11に示すように、改
質器10、燃料電池16、DC/DCコンバータ18、
DC/ACインバータ40、入力電流検出回路32、ド
ライバ回路30、出力電圧検出回路38、及び、スイッ
チング制御回路34を備え、燃料電池16から出力され
る直流電圧をDC/DCコンバータ18により所定の直
流電圧に昇圧してから、DC/ACインバータ40を通
じて交流固定周波数の商用電源を発電していた。
2. Description of the Related Art A conventional fuel cell power generation system for obtaining electric power from a polymer electrolyte fuel cell includes a reformer 10, a fuel cell 16, a DC / DC converter 18, as shown in FIG.
A DC / AC inverter 40, an input current detection circuit 32, a driver circuit 30, an output voltage detection circuit 38, and a switching control circuit 34 are provided, and a DC voltage output from the fuel cell 16 is converted into a predetermined DC voltage by a DC / DC converter 18. After boosting to a voltage, a commercial power source with an AC fixed frequency was generated through the DC / AC inverter 40.

【0003】燃料電池16は、改質器10から燃料ガス
12としての水素リッチガスが供給され、酸化剤ガス1
4としての酸素又は空気が供給されて、直流電気を発電
する。この直流電気はDC/DCコンバータ18により
低電圧の直流電気から高電圧の直流電気へ変換され、さ
らに、DC/ACインバータ40により直流電気から交
流電気へ変換し、100V/50Hzや200V/50
Hzのような交流固定周波数の商用電源としての電力を
発電していた。
The fuel cell 16 is supplied with hydrogen-rich gas as the fuel gas 12 from the reformer 10, and the oxidant gas 1
Oxygen or air as 4 is supplied to generate direct current electricity. This direct current electricity is converted from low voltage direct current electricity to high voltage direct current electricity by the DC / DC converter 18, and is further converted from direct current electricity to alternating current electricity by the DC / AC inverter 40 to obtain 100 V / 50 Hz or 200 V / 50.
It was generating electric power as a commercial power source with an AC fixed frequency such as Hz.

【0004】スイッチング制御回路を含む制御部22
は、図9に示すようなスタート信号112としてのDC
/DCコンバータスタートに応動してドライバ回路30
を作動させ、昇圧トランス24を介してDC/ACイン
バータ40に高電圧の直流電気を供給しているが、DC
/DCコンバータ18とDC/ACインバータ40との
間に接続されているコンデンサとしての平滑コンデンサ
20に図9に示すような数10Aから約100Aの突入
電流110が数ミリ秒の間にDC/ACインバータ40
の入力ラインに流れ、燃料電池16内部のセルの損傷又
は劣化や、DC/DCコンバータ18やDC/ACイン
バータ40を構成する電子部品に損傷が生じるという課
題が存在していた。
A control unit 22 including a switching control circuit
Is the DC as the start signal 112 as shown in FIG.
Driver circuit 30 in response to the start of the DC / DC converter
Is operated to supply high-voltage DC electricity to the DC / AC inverter 40 via the step-up transformer 24.
/ DC converter 18 and DC / AC inverter 40 smoothing capacitor 20 as a capacitor is connected to DC / AC during several milliseconds inrush current 110 of several 10A to 100A as shown in FIG. Inverter 40
However, there is a problem in that the cells inside the fuel cell 16 are damaged or deteriorated, and the electronic components forming the DC / DC converter 18 and the DC / AC inverter 40 are damaged.

【0005】また、上記突入電流110を緩和する目的
で従来は、図10に示すような、突入電流防止回路付き
DC/ACインバータ102を使用していた。この突入
電流防止回路は、スタート信号112を入力する際に、
電流容量の大きい抵抗器11を通してDC/ACインバ
ータの平滑コンデンサ7へ電流を供給し、燃料電池発電
システムが通常の運転状態に移行した後に、開閉制御部
100により抵抗器11の両端子をクランプするスイッ
チ104を閉じてDC/DCコンバータ18から直流電
気を供給していた。
For the purpose of mitigating the inrush current 110, conventionally, a DC / AC inverter 102 with an inrush current prevention circuit as shown in FIG. 10 has been used. This inrush current prevention circuit, when inputting the start signal 112,
Current is supplied to the smoothing capacitor 7 of the DC / AC inverter through the resistor 11 having a large current capacity, and after the fuel cell power generation system shifts to a normal operating state, the switching control unit 100 clamps both terminals of the resistor 11. The switch 104 was closed and DC electricity was supplied from the DC / DC converter 18.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の燃料電池発電システムでは、DC/ACインバータ1
02の電流容量が増大するほど、突入電流を防止する抵
抗器11の電流容量を突入電流110の二乗に比例する
値の抵抗器を選定しなければならず、また、燃料電池発
電システムの運転中には抵抗器11の加熱や損傷を防止
するスイッチ104と開閉制御部100を設けるため、
燃料電池発電システムが大型化し、また製造コストも増
大するに至っていた。
However, in such a conventional fuel cell power generation system, the DC / AC inverter 1 is used.
As the current capacity of 02 increases, it is necessary to select a resistor having a value proportional to the square of the inrush current 110 as the current capacity of the resistor 11 for preventing the inrush current, and during operation of the fuel cell power generation system. In order to provide the switch 104 and the opening / closing control unit 100 for preventing the resistor 11 from being heated or damaged,
The fuel cell power generation system has been increased in size and the manufacturing cost has been increased.

【0007】そこで本発明は、燃料電池発電システムの
起動時に生じる突入電流を防止する新たな機構の燃料電
池発電システムを提供することを目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell power generation system having a new mechanism for preventing an inrush current generated at the time of starting the fuel cell power generation system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明による燃料電池発電システム
は、図1に示すように、燃料ガス12と酸化剤ガス14
との電気化学的反応により発電する燃料電池16と、燃
料電池16から出力される直流電圧を所定の直流電圧に
変圧するDC/DCコンバータ18と、DC/DCコン
バータ18の出力側に接続されたコンデンサ20とを備
える。DC/DCコンバータ18は、DC/DCコンバ
ータ18本体を制御する制御部22を有し、制御部22
はDC/DCコンバータ18の起動時に出力電圧をゼロ
から所定の直流電圧まで昇圧するのに所定の勾配をもっ
て増加させるように構成する。
In order to achieve the above object, a fuel cell power generation system according to a first aspect of the present invention is provided with a fuel gas 12 and an oxidant gas 14 as shown in FIG.
The fuel cell 16 is connected to the output side of the DC / DC converter 18, which transforms the DC voltage output from the fuel cell 16 into a predetermined DC voltage, and the DC / DC converter 18 which generates electric power by an electrochemical reaction with the DC / DC converter 18. And a capacitor 20. The DC / DC converter 18 includes a control unit 22 that controls the main body of the DC / DC converter 18, and the control unit 22
Is configured to increase the output voltage with a predetermined gradient to boost the output voltage from zero to a predetermined DC voltage when the DC / DC converter 18 is started.

【0009】このように構成すると、出力電圧検出回路
38は、コンデンサ20に印加する直流電圧を分割抵抗
器27の中間節点電圧を通して検出し、スイッチング制
御回路34へフィードバックする。スイッチング制御回
路34はフィードバックされた直流電圧と経時的に増加
する起動制御電圧とを比較しながら、スイッチング素子
28の導通期間を制御し、コンデンサ20に印加する直
流電圧をゼロから所定の直流電圧まで所定の勾配をもっ
て増加させることができ、突入電流を防止する。したが
って、燃料電池発電システムの性能低下や局所的な材料
の劣化を防止することができる。
With this configuration, the output voltage detection circuit 38 detects the DC voltage applied to the capacitor 20 through the intermediate node voltage of the dividing resistor 27 and feeds it back to the switching control circuit 34. The switching control circuit 34 controls the conduction period of the switching element 28 while comparing the fed back DC voltage with the startup control voltage that increases with time, and controls the DC voltage applied to the capacitor 20 from zero to a predetermined DC voltage. It can be increased with a certain slope to prevent inrush current. Therefore, it is possible to prevent performance deterioration of the fuel cell power generation system and local deterioration of the material.

【0010】上記目的を達成するために、請求項2に係
る発明による燃料電池発電システムは、図4に示すよう
に、燃料ガス12と酸化剤ガス12としての燃料ガスと
の電気化学的反応により発電する燃料電池16と、燃料
電池16から出力される直流電圧を所定の直流電圧に変
圧するDC/DCコンバータ18と、DC/DCコンバ
ータ18の出力側に接続されたコンデンサ20とを備え
る。DC/DCコンバータ18は、DC/DCコンバー
タ18本体を制御する制御部22を有し、制御部22は
DC/DCコンバータ18の起動時に出力電圧をゼロか
ら所定の直流電圧まで昇圧するのに、DC/DCコンバ
ータ18の入力電流に制限をかけるように構成する。
In order to achieve the above object, a fuel cell power generation system according to a second aspect of the present invention uses an electrochemical reaction between a fuel gas 12 and a fuel gas as an oxidant gas 12, as shown in FIG. A fuel cell 16 for generating power, a DC / DC converter 18 for converting a DC voltage output from the fuel cell 16 into a predetermined DC voltage, and a capacitor 20 connected to an output side of the DC / DC converter 18 are provided. The DC / DC converter 18 has a control unit 22 that controls the main body of the DC / DC converter 18, and the control unit 22 boosts the output voltage from zero to a predetermined DC voltage when the DC / DC converter 18 is started. The input current of the DC / DC converter 18 is limited.

【0011】このように構成すると、スタート信号を受
信した入力電流最大値制御回路46は、スイッチング制
御回路34へ燃料電池発電システムの入力電流最大値制
限起動を指令し、スイッチング制御回路34はドライバ
回路30を通してスイッチング素子28の導通期間を制
御する。スイッチング制御回路34は、入力電流検出回
路32を通してDC/DCコンバータ18の入力電流を
監視し、出力電圧検出回路38を通してDC/DCコン
バータ18の出力電圧を監視する。
With such a configuration, the input current maximum value control circuit 46 that has received the start signal commands the switching control circuit 34 to start activation of the maximum input current value of the fuel cell power generation system, and the switching control circuit 34 causes the driver circuit to operate. The conduction period of the switching element 28 is controlled through 30. The switching control circuit 34 monitors the input current of the DC / DC converter 18 through the input current detection circuit 32, and monitors the output voltage of the DC / DC converter 18 through the output voltage detection circuit 38.

【0012】また、スイッチング制御回路34は、DC
/DCコンバータ18の出力電圧に基づき起動期間を判
定し、監視中のDC/DCコンバータ18の入力電流が
所定の最大値を超えないようにスイッチング素子28の
導通期間を制御することができる。
Further, the switching control circuit 34 uses a DC
The start-up period can be determined based on the output voltage of the / DC converter 18, and the conduction period of the switching element 28 can be controlled so that the input current of the monitored DC / DC converter 18 does not exceed a predetermined maximum value.

【0013】引き続き、スイッチング制御回路34は、
監視中のDC/DCコンバータ18の出力電圧がコンデ
ンサ20の充電電圧まで昇圧した時点でスイッチング素
子28の導通期間を運転動作モードに変更し、入力電流
最大値制限を解除する。
Subsequently, the switching control circuit 34
When the output voltage of the monitored DC / DC converter 18 is boosted to the charging voltage of the capacitor 20, the conduction period of the switching element 28 is changed to the operation mode, and the maximum limit of the input current is released.

【0014】スイッチング制御回路34は、コンデンサ
20に印加する直流電圧をゼロから所定の直流電圧まで
昇圧するのに、DC/DCコンバータ18の入力電流を
制限することができ、突入電流を防止する。したがっ
て、燃料電池発電システムの性能低下や局所的な材料の
劣化を防止することができる。
The switching control circuit 34 can limit the input current of the DC / DC converter 18 in order to boost the DC voltage applied to the capacitor 20 from zero to a predetermined DC voltage, and prevent inrush current. Therefore, it is possible to prevent performance deterioration of the fuel cell power generation system and local deterioration of the material.

【0015】上記目的を達成するために、請求項3に係
る発明による燃料電池発電システムは、図1及び図4に
示すように、DC/DCコンバータ18から出力される
直流電圧を交流電圧に変換するDC/ACインバータ4
0を備え、コンデンサ20はDC/ACインバータ40
の一部を構成する。
To achieve the above object, a fuel cell power generation system according to a third aspect of the present invention converts a DC voltage output from a DC / DC converter 18 into an AC voltage, as shown in FIGS. 1 and 4. DC / AC inverter 4
0, the capacitor 20 is a DC / AC inverter 40
Form part of.

【0016】このように構成すると、燃料電池発電シス
テムの起動時に生じる突入電流を防止しながら、運転時
に安定した交流電気を発電することができ、燃料電池発
電システムの性能低下や局所的な材料の劣化を防止する
ことができる。
With this configuration, it is possible to generate stable AC electricity during operation while preventing inrush current that occurs at the time of starting the fuel cell power generation system, and to reduce the performance of the fuel cell power generation system and local materials. It is possible to prevent deterioration.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符
号を付し、重複した説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding members are designated by the same reference numerals or similar reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0018】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電池発
電システムは、燃料電池16と、DC/DCコンバータ
18と、DC/ACインバータ40と、制御部22を備
え、燃料電池16は改質器10から燃料ガスとしての水
素リッチガス12と酸化剤ガス14としての酸素又は空
気が供給され、電気化学反応により直流電気を発電し、
直流電気を交流電気へ変換して外部に電力を供給する。
FIG. 1 is a block diagram of a fuel cell power generation system according to a first embodiment of the present invention. The fuel cell power generation system includes a fuel cell 16, a DC / DC converter 18, a DC / AC inverter 40, and a control unit 22, and the fuel cell 16 includes a hydrogen rich gas 12 as a fuel gas and an oxidizer from a reformer 10. Oxygen or air as the gas 14 is supplied to generate direct current electricity by an electrochemical reaction,
It converts DC electricity into AC electricity and supplies electricity to the outside.

【0019】上記制御部22は、DC/DCコンバータ
18に接続され、ドライバ回路30と、入力電流検出回
路32と、出力電圧検出回路38と、出力電圧勾配指令
回路36と、スイッチング制御回路34を具備する。
The control unit 22 is connected to the DC / DC converter 18, and includes a driver circuit 30, an input current detection circuit 32, an output voltage detection circuit 38, an output voltage gradient command circuit 36, and a switching control circuit 34. To have.

【0020】上記DC/DCコンバータ18は、入力電
流検出器23と、昇圧トランス24と、整流器としての
整流ダイオード25と、電流平滑リアクトル26と、分
割抵抗器27と、一対のスイッチング素子28を具備す
る。低電圧の直流電気を入力し高電圧の直流電気を出力
する変圧手段である。
The DC / DC converter 18 includes an input current detector 23, a step-up transformer 24, a rectifying diode 25 as a rectifier, a current smoothing reactor 26, a dividing resistor 27, and a pair of switching elements 28. To do. It is a transformer that inputs low-voltage DC electricity and outputs high-voltage DC electricity.

【0021】上記DC/ACインバータ40は、入力側
に平滑コンデンサ20を接続し、制御回路としてのマイ
クロコンピュータからゲート制御を受けるインバータの
スイッチング素子群42を具備し、インバータのスイッ
チング素子42の相補的な導通動作により固定周波数の
交流電圧をAC出力44へ電力供給することができる。
例えば、50/60Hzの100V/200Vのような
商用電源を供給することができ、既存の商用電源ライン
へ接続して負荷の増減に対応させることもできる。
The DC / AC inverter 40 has an inverter switching element group 42 which is connected to the smoothing capacitor 20 on the input side and receives gate control from a microcomputer as a control circuit, and which is complementary to the inverter switching element 42. A constant frequency AC voltage can be supplied to the AC output 44 by such a conducting action.
For example, a commercial power source such as 100V / 200V at 50/60 Hz can be supplied, and it can be connected to an existing commercial power source line to cope with an increase / decrease in load.

【0022】燃料電池16から出力される電力は、例え
ば、約50Vの直流電気がDC/DCコンバータ18に
供給され、例えば、直流電気の正電圧ラインは昇圧トラ
ンス24の入力中間タップに接続し、直流電気の負電圧
ラインは昇圧トランス24の両端子にスイッチング素子
28を介して接続されている。
The electric power output from the fuel cell 16 is, for example, DC electricity of about 50 V which is supplied to the DC / DC converter 18. For example, the DC electricity positive voltage line is connected to the input intermediate tap of the step-up transformer 24. The direct current negative voltage line is connected to both terminals of the step-up transformer 24 via a switching element 28.

【0023】上記スイッチング制御回路34は、ドライ
バ回路30を介してスイッチング素子28を相補的に駆
動し、一方のスイッチング素子がONの時は他方のスイ
ッチング素子がOFFとなるように駆動する。昇圧トラ
ンス24はスイッチング素子28の相補的な導通によ
り、昇圧トランス24内部で流れる電流の方向を経時的
に変化させ、昇圧トランス24の出力側へ、例えば10
kHzから100kHzの周波数で約300Vの交流電
気を出力する。
The switching control circuit 34 complementarily drives the switching element 28 via the driver circuit 30 so that when one switching element is ON, the other switching element is OFF. Due to the complementary conduction of the switching element 28, the step-up transformer 24 changes the direction of the current flowing inside the step-up transformer 24 with time, and outputs the current to the output side of the step-up transformer 24, for example, 10
It outputs AC electricity of about 300 V at a frequency of 100 kHz from 100 kHz.

【0024】昇圧トランス24の出力端子には、整流器
としての整流ダイオード25を介して電流平滑リアクト
ル26が接続され、正電圧のDCラインへ接続されてい
る。一方、出力中間タップには負電圧のDCラインが接
続されている。この正と負のDCラインには、例えば約
300Vの直流電気を出力し、この電位レベルを検出す
る分割抵抗器27が接続されている。本実施の形態で
は、DC/DCコンバータ18の昇圧方式にプッシュプ
ル式を使用したが、直流電気を昇圧する手段として昇圧
チョッパ方式や、トランスを使用しない平滑コンデンサ
とスイッチング素子で構成する倍電圧整流方式を使用す
ることができる。
A current smoothing reactor 26 is connected to the output terminal of the step-up transformer 24 via a rectifying diode 25 as a rectifier, and is connected to a positive voltage DC line. On the other hand, a negative voltage DC line is connected to the output center tap. To the positive and negative DC lines, for example, a dividing resistor 27 that outputs DC electricity of about 300 V and detects the potential level is connected. In the present embodiment, the push-pull method is used as the step-up method of the DC / DC converter 18, but a step-up chopper method as a means for stepping up DC electricity, or a voltage doubler rectifier composed of a smoothing capacitor and a switching element that does not use a transformer. A scheme can be used.

【0025】上記燃料電池16が直流電気を出力してい
る段階で、制御部22にスタート信号を入力する。スタ
ート信号を受信した出力電圧勾配指令回路36は、スイ
ッチング制御回路34へ出力電圧勾配指令を発し発電シ
ステムの起動モードを開始させる。出力電圧勾配パラメ
ータはハードウエアのみで構成できる他に、PROMや
マイクロコンピュータ内部のROMに書込まれ、ゼロ・
ボルトから所定の電圧値まで上昇する時系列的なデータ
として保存されている。
A start signal is input to the control unit 22 while the fuel cell 16 is outputting DC electricity. Upon receiving the start signal, the output voltage gradient command circuit 36 issues an output voltage gradient command to the switching control circuit 34 to start the start mode of the power generation system. The output voltage gradient parameter can be configured only by hardware, and is also written in the PROM or the ROM in the microcomputer to
It is stored as time-series data that rises from a voltage value to a predetermined voltage value.

【0026】スイッチング制御回路34は、出力電圧検
出回路38を通してDC/DCコンバータ18の出力電
圧データを受信し、入力電流検出回路32を通してDC
/DCコンバータ18の入力電流データを受信し、入力
電流と出力電圧を同時に監視することができる。この監
視する入力電流と出力電圧はアナログ値を用いても良
く。デジタル化した値を用いても良い。なお、入力電流
検出回路32と出力電圧検出回路38は、電流または電
圧のアナログ値をデジタル信号に変換するADコンバー
タを使用することができる。
The switching control circuit 34 receives the output voltage data of the DC / DC converter 18 through the output voltage detection circuit 38 and the DC through the input current detection circuit 32.
It is possible to receive the input current data of the / DC converter 18 and simultaneously monitor the input current and the output voltage. Analog values may be used for the monitored input current and output voltage. You may use the digitized value. For the input current detection circuit 32 and the output voltage detection circuit 38, an AD converter that converts an analog value of current or voltage into a digital signal can be used.

【0027】スイッチング制御回路34は、スイッチン
グ素子28の相補的な導通動作を制御して、過渡的な突
入電流が発生しない程度の電圧値に制限させることがで
きる。例えば、スタート信号に応動して出力電圧勾配指
令を発した段階では、DC/DCコンバータ18の入力
電流と出力電圧は共にゼロの値である。
The switching control circuit 34 can control the complementary conducting operation of the switching element 28 to limit the voltage value to such a level that no transient inrush current is generated. For example, when the output voltage gradient command is issued in response to the start signal, both the input current and the output voltage of the DC / DC converter 18 are zero values.

【0028】スイッチング制御回路34は、ドライバ回
路30を通してスイッチング素子28を相補的に駆動し
て、DC/DCコンバータ18の入力電流をゼロから若
干増加する程度に制御する。入力電流の増加に伴いDC
/DCコンバータ18の出力電圧も増大するが、スイッ
チング制御回路34により出力電圧に勾配を持たせるよ
うに制御することができる。
The switching control circuit 34 complementarily drives the switching element 28 through the driver circuit 30 to control the input current of the DC / DC converter 18 to such an extent that it slightly increases from zero. DC as input current increases
Although the output voltage of the / DC converter 18 also increases, it can be controlled by the switching control circuit 34 so that the output voltage has a gradient.

【0029】図2は、本発明の第1の実施の形態に係る
燃料電池発電システムのタイミングチャート図である。
スイッチング制御回路34は、DC/DCコンバータ1
8の出力電圧を監視しながら、スイッチング素子28を
相補的に駆動する。例えば、スタート信号の入力段階で
は、スイッチング素子28の導通期間を短く制御し、徐
々に導通期間を長くするように経時的変化をもたせて制
御することができる。
FIG. 2 is a timing chart of the fuel cell power generation system according to the first embodiment of the present invention.
The switching control circuit 34 includes the DC / DC converter 1
The switching element 28 is driven complementarily while monitoring the output voltage of the switch 8. For example, in the input stage of the start signal, the conduction period of the switching element 28 can be controlled to be short, and the conduction period can be controlled to be gradually increased so as to gradually change.

【0030】図2の下部に示するように、DC/DCコ
ンバータ18の出力電圧はDC/DCコンバータスター
トの時点ではゼロ・ボルトであり時間の経過に伴い徐々
に増加するように制御されている。DC/DCコンバー
タ18の出力電圧の勾配は、例えば、ゼロ・ボルトから
定格の300ボルトまで昇圧する時間を約10秒に設定
することができる。
As shown in the lower part of FIG. 2, the output voltage of the DC / DC converter 18 is zero volt at the time of starting the DC / DC converter, and is controlled so as to gradually increase with the passage of time. . The slope of the output voltage of the DC / DC converter 18 can be set to, for example, about 10 seconds for increasing the voltage from zero volt to the rated 300 volt.

【0031】図2の上部に示するように、DC/ACイ
ンバータ40の入力電流は、DC/DCコンバータスタ
ートの時点ではゼロ・アンペアであり時間の経過に伴い
徐々に増加するように制御されている。DC/ACイン
バータ40の入力電流の勾配は、例えば、ゼロ・アンペ
アから約10アンペアまで上昇した時点で平滑コンデン
サ20を満充電し、その後はゼロ・アンペアに戻り、定
格運転で電力を供給している期間においては平滑コンデ
ンサ20の充放電を繰り返すように制御することができ
る。
As shown in the upper part of FIG. 2, the input current of the DC / AC inverter 40 is controlled to be zero ampere at the time of starting the DC / DC converter and gradually increase with the passage of time. There is. For example, when the gradient of the input current of the DC / AC inverter 40 rises from zero amps to about 10 amps, the smoothing capacitor 20 is fully charged, then returns to zero amps, and power is supplied at the rated operation. The smoothing capacitor 20 can be controlled to be repeatedly charged and discharged during the period.

【0032】図3は、本発明の第1の実施の形態に係る
燃料電池発電システムのタイミングチャート図である。
スイッチング制御回路34は、スイッチング素子28の
ゲートへ図示する経時的変化をする信号を印加する。ス
タートで示した時点のDC/DCコンバータ18の出力
電圧はゼロ・ボルトである。
FIG. 3 is a timing chart of the fuel cell power generation system according to the first embodiment of the present invention.
The switching control circuit 34 applies to the gate of the switching element 28 a signal that changes with time as shown in the figure. The output voltage of the DC / DC converter 18 at the time indicated by the start is zero volt.

【0033】スイッチング制御回路34は、スタート時
点でパルス幅が狭い矩形波を出力し、時間の経過に伴い
パルスの幅を広げるように信号を変調することができ
る。例えば、図示する波形はスイッチング素子28の一
方のゲートに印加するもので、信号のデューティ比を変
化させた波形である。他方のスイッチング素子28には
図示した信号と相補的な関係を持つ信号が印加される。
The switching control circuit 34 can output a rectangular wave having a narrow pulse width at the start point and modulate the signal so as to widen the pulse width with the passage of time. For example, the illustrated waveform is applied to one gate of the switching element 28 and is a waveform in which the duty ratio of the signal is changed. A signal having a complementary relationship with the illustrated signal is applied to the other switching element 28.

【0034】図4は、本発明の第2の実施の形態に係る
燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電池発
電システムは、燃料電池16と、DC/DCコンバータ
18と、DC/ACインバータ40と、制御部22を備
え、燃料電池16は改質器10から燃料ガスとしての水
素リッチガス12と酸化剤ガス14としての酸素又は空
気が供給され、電気化的学反応により直流電気を発電
し、直流電気を交流電気へ変換して外部に電力を供給す
る。
FIG. 4 is a block diagram of a fuel cell power generation system according to a second embodiment of the present invention. The fuel cell power generation system includes a fuel cell 16, a DC / DC converter 18, a DC / AC inverter 40, and a control unit 22, and the fuel cell 16 includes a hydrogen rich gas 12 as a fuel gas and an oxidizer from a reformer 10. Oxygen or air as the gas 14 is supplied, DC electricity is generated by an electrochemical reaction, DC electricity is converted to AC electricity, and electricity is supplied to the outside.

【0035】また、 制御部22、DC/DCコンバー
タ18、DC/ACインバータ40、スイッチング制御
回路34の内部構造は上述した第1の実施の形態と同一
であり、説明を省略する。
The internal structures of the control unit 22, the DC / DC converter 18, the DC / AC inverter 40, and the switching control circuit 34 are the same as those in the first embodiment described above, and their explanations are omitted.

【0036】スイッチング制御回路34は、ドライバ回
路30を通してスイッチング素子28を相補的に駆動し
て、DC/DCコンバータ18の入力電流をゼロから所
定の電流値に上昇するように制御する。予め設定された
入力電流によりDC/DCコンバータ18の出力電圧は
徐々に増大し、ゼロ・ボルトから所定の勾配を持たせる
ように制御することができる。
The switching control circuit 34 complementarily drives the switching element 28 through the driver circuit 30 to control the input current of the DC / DC converter 18 so as to rise from zero to a predetermined current value. The output voltage of the DC / DC converter 18 is gradually increased by the preset input current and can be controlled to have a predetermined slope from zero volt.

【0037】燃料電池16が直流電気を出力している段
階で、制御部22にスタート信号を入力する。スタート
信号を受信した入力電流最大値制御回路46は、スイッ
チング制御回路34へ入力電流最大値指令を発し発電シ
ステムの起動モードを開始させる。
A start signal is input to the control unit 22 while the fuel cell 16 is outputting DC electricity. The input current maximum value control circuit 46 which has received the start signal issues an input current maximum value command to the switching control circuit 34 to start the start mode of the power generation system.

【0038】スイッチング制御回路34は、出力電圧検
出回路38を通してDC/DCコンバータ18の出力電
圧データを受信し、入力電流検出回路32を通してDC
/DCコンバータ18の入力電流データを受信し、入力
電流と出力電圧を同時に監視することができる。この監
視する入力電流と出力電圧はアナログ値を用いても良
く。デジタル化した値を用いても良い。なお、入力電流
検出回路32と出力電圧検出回路38は、電流または電
圧のアナログ値をデジタル信号に変換するADコンバー
タを使用することができる。
The switching control circuit 34 receives the output voltage data of the DC / DC converter 18 through the output voltage detection circuit 38 and the DC through the input current detection circuit 32.
It is possible to receive the input current data of the / DC converter 18 and simultaneously monitor the input current and the output voltage. Analog values may be used for the monitored input current and output voltage. You may use the digitized value. For the input current detection circuit 32 and the output voltage detection circuit 38, an AD converter that converts an analog value of current or voltage into a digital signal can be used.

【0039】図5の下段に示すように、DC/DCコン
バータ18の出力電圧はDC/DCコンバータスタート
の時点ではゼロ・ボルトであり時間の経過に伴い徐々に
増加するように制御されている。DC/DCコンバータ
18の出力電圧の勾配は、例えば、ゼロ・ボルトから定
格の300ボルトまで昇圧する時間を約10秒に設定す
ることができる。
As shown in the lower part of FIG. 5, the output voltage of the DC / DC converter 18 is zero volt at the time of starting the DC / DC converter, and is controlled so as to gradually increase with the passage of time. The slope of the output voltage of the DC / DC converter 18 can be set to, for example, about 10 seconds for increasing the voltage from zero volt to the rated 300 volt.

【0040】図5の上段に示するように、DC/ACイ
ンバータ40の入力電流は、DC/DCコンバータスタ
ートの時点ではゼロ・アンペアであり時間の経過に伴い
徐々に増加するように制御されている。DC/ACイン
バータ40の入力電流の勾配は、例えば、ゼロ・アンペ
アから約10アンペアまで上昇した時点で平滑コンデン
サ20を満充電し、その後はゼロ・アンペアに戻り、定
格運転で電力を供給している期間においては平滑コンデ
ンサ20の充放電を繰り返すように制御することができ
る。
As shown in the upper part of FIG. 5, the input current of the DC / AC inverter 40 is controlled to be zero ampere at the time of starting the DC / DC converter and gradually increase with the passage of time. There is. For example, when the gradient of the input current of the DC / AC inverter 40 rises from zero amps to about 10 amps, the smoothing capacitor 20 is fully charged, then returns to zero amps, and power is supplied at the rated operation. The smoothing capacitor 20 can be controlled to be repeatedly charged and discharged during the period.

【0041】図5の中段に示するように、DC/DCコ
ンバータ18の入力電流はDC/DCコンバータスター
トの時点から所定の設定電流に上昇し経時的に変化せず
に、平滑コンデンサ20が満充電した段階でゼロ・アン
ペアに戻り、その後定格運転で電力を供給している期間
においては平滑コンデンサ20の充放電を繰り返すよう
にスイッチング素子28のON/OFF制御により電流
は増減する。
As shown in the middle part of FIG. 5, the input current of the DC / DC converter 18 rises to a predetermined set current from the time when the DC / DC converter is started and does not change with time, and the smoothing capacitor 20 is fully charged. The current returns to zero amperage at the stage of charging, and then the current is increased / decreased by ON / OFF control of the switching element 28 so that charging / discharging of the smoothing capacitor 20 is repeated during the period of supplying the electric power in the rated operation.

【0042】図6は、本発明の第2の実施の形態に係る
燃料電池発電システムのタイミングチャート図である。
スイッチング制御回路34は、スイッチング素子28の
ゲートへ図示するような周期的なパルス信号を印加す
る。スタートで示した時点のDC/DCコンバータ18
の出力電圧はゼロ・ボルトであるが、この周期的なスイ
ッチング制御により所定の勾配を持たせて上昇させるよ
うに制御することができる。
FIG. 6 is a timing chart of the fuel cell power generation system according to the second embodiment of the present invention.
The switching control circuit 34 applies a periodic pulse signal as shown to the gate of the switching element 28. DC / DC converter 18 at the time indicated by the start
Although its output voltage is zero volt, it can be controlled to increase with a predetermined gradient by this periodic switching control.

【0043】また、本実施の形態を図6に示したパルス
をスイッチング素子28のゲートへ印加するように説明
をしたが、他にDC/DCコンバータ18の入力電流を
制限することができる手段として、ディプレッション形
MOSFETやIGBT等の多種多様のスイッチング素
子28を使用して入力電流を制限することができる。
Although the present embodiment has been described as applying the pulse shown in FIG. 6 to the gate of the switching element 28, as another means for limiting the input current of the DC / DC converter 18. A wide variety of switching elements 28 such as depletion type MOSFETs and IGBTs can be used to limit the input current.

【0044】図7は、本発明の第3の実施の形態に係る
燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電池発
電システムは、燃料電池16と、DC/DCコンバータ
18と、DC/ACインバータ40と、制御部22を備
え、燃料電池16は改質器10から燃料ガスとしての水
素リッチガス12と酸化剤ガス14としての酸素又は空
気が供給され、電気化学的反応により直流電気を発電
し、直流電気を交流電気へ変換して外部に電力を供給す
る。
FIG. 7 is a block diagram of a fuel cell power generation system according to a third embodiment of the present invention. The fuel cell power generation system includes a fuel cell 16, a DC / DC converter 18, a DC / AC inverter 40, and a control unit 22, and the fuel cell 16 includes a hydrogen rich gas 12 as a fuel gas and an oxidizer from a reformer 10. Oxygen or air as the gas 14 is supplied, direct current electricity is generated by an electrochemical reaction, direct current electricity is converted into alternating current electricity, and electric power is supplied to the outside.

【0045】また、 制御部22、DC/DCコンバー
タ18、DC/ACインバータ40、スイッチング制御
回路34の内部構造は上述した第1及び第2の実施の形
態と同一であり、説明を省略する。
The internal structures of the control unit 22, the DC / DC converter 18, the DC / AC inverter 40, and the switching control circuit 34 are the same as those in the first and second embodiments described above, and their explanations are omitted.

【0046】スイッチング制御回路34は、ドライバ回
路30を通してスイッチング素子28を相補的に駆動し
て、DC/DCコンバータ18の入力電流をゼロから所
定の電流値に上昇するように制御する。予め設定された
入力電流によりDC/DCコンバータ18の出力電圧は
徐々に増大し、ゼロ・ボルトから所定の勾配を持たせる
ように制御することができる。
The switching control circuit 34 complementarily drives the switching element 28 through the driver circuit 30 to control the input current of the DC / DC converter 18 to increase from zero to a predetermined current value. The output voltage of the DC / DC converter 18 is gradually increased by the preset input current and can be controlled to have a predetermined slope from zero volt.

【0047】燃料電池16が直流電気を出力している段
階で、制御部22にスタート信号を入力する。スタート
信号を受信した入力電流最大値制御回路46は、スイッ
チング制御回路34へ入力電流最大値指令を発し発電シ
ステムの起動モードを開始させる。同様に、スタート信
号を受信した出力電圧勾配指令回路36は、スイッチン
グ制御回路34へ出力電圧勾配指令を発し発電システム
の起動モードを開始させる。
When the fuel cell 16 is outputting DC electricity, a start signal is input to the control unit 22. The input current maximum value control circuit 46 which has received the start signal issues an input current maximum value command to the switching control circuit 34 to start the start mode of the power generation system. Similarly, the output voltage gradient command circuit 36 that has received the start signal issues an output voltage gradient command to the switching control circuit 34 to start the start mode of the power generation system.

【0048】スイッチング制御回路34は、出力電圧検
出回路38を通してDC/DCコンバータ18の出力電
圧データを受信し、入力電流検出回路32を通してDC
/DCコンバータ18の入力電流データを受信し、入力
電流と出力電圧を同時に監視することができる。この監
視する入力電流と出力電圧はアナログ値を用いても良
く。デジタル化した値を用いても良い。なお、入力電流
検出回路32と出力電圧検出回路38は、電流または電
圧のアナログ値をデジタル信号に変換するADコンバー
タを使用することができる。
The switching control circuit 34 receives the output voltage data of the DC / DC converter 18 through the output voltage detection circuit 38 and the DC through the input current detection circuit 32.
It is possible to receive the input current data of the / DC converter 18 and simultaneously monitor the input current and the output voltage. Analog values may be used for the monitored input current and output voltage. You may use the digitized value. For the input current detection circuit 32 and the output voltage detection circuit 38, an AD converter that converts an analog value of current or voltage into a digital signal can be used.

【0049】図8は、本発明の第3の実施の形態に係る
燃料電池発電システムのタイミングチャート図である。
スイッチング制御回路34は、スイッチング素子28の
ゲートへ幅の狭いパルスを印加し、図中のスタートで示
した時点のDC/DCコンバータ18のゼロ・ボルトの
出力電圧を徐々に上昇させる。その後、スイッチング素
子28のゲートへ幅の狭いパルスを周期的に印加して入
力電流を設定値に制限することができる。
FIG. 8 is a timing chart of the fuel cell power generation system according to the third embodiment of the present invention.
The switching control circuit 34 applies a narrow pulse to the gate of the switching element 28 to gradually increase the zero volt output voltage of the DC / DC converter 18 at the time indicated by the start in the figure. Then, a narrow pulse can be periodically applied to the gate of the switching element 28 to limit the input current to the set value.

【0050】図8の上段に示すように、DC/ACイン
バータ40の入力電流は、DC/DCコンバータスター
トの時点ではゼロ・アンペアであり時間の経過に伴い所
定の勾配をもって上昇するように制御されている。この
DC/ACインバータ40の入力電流の勾配は、例え
ば、ゼロ・アンペアから約10アンペアまで上昇した時
点で平滑コンデンサ20を満充電し、その後はゼロ・ア
ンペアに戻り、定格運転で電力を供給している期間にお
いては平滑コンデンサ20の充放電を繰り返すように制
御することができる。
As shown in the upper part of FIG. 8, the input current of the DC / AC inverter 40 is controlled so that it is zero ampere at the time of starting the DC / DC converter and rises with a predetermined gradient with the passage of time. ing. The slope of the input current of the DC / AC inverter 40, for example, rises from zero amps to about 10 amps, the smoothing capacitor 20 is fully charged, then returns to zero amps, and power is supplied at the rated operation. The charging / discharging of the smoothing capacitor 20 can be controlled to be repeated during the period.

【0051】上記DC/DCコンバータ18の入力電流
は、種々変更することができるが、この入力電流の最大
値は燃料電池16への水素及び酸素の供給量や、制御部
品としての整流ダイオード25、分割抵抗器27、平滑
コンデンサ20の最大定格値等から設定することができ
る。
The input current of the DC / DC converter 18 can be variously changed. The maximum value of the input current is the supply amount of hydrogen and oxygen to the fuel cell 16 and the rectifying diode 25 as a control component. It can be set from the maximum rated value of the dividing resistor 27 and the smoothing capacitor 20.

【0052】このように、本発明の実施の形態で説明し
た燃料電池発電システムは、システムの起動時に生じる
突入電流を防止することができ、この突入電流防止機構
は大容量の抵抗器を必要とせず、ハードウエアロジック
の制御回路若しくはマイクロコンピュータのようなソフ
トウエアロジックの制御回路により廉価にしかも省スペ
ースで実施することができる。
As described above, the fuel cell power generation system described in the embodiment of the present invention can prevent the inrush current generated at the time of starting the system, and the inrush current prevention mechanism does not require a large capacity resistor. Instead, the hardware logic control circuit or the software logic control circuit such as a microcomputer can be implemented at low cost and in a small space.

【0053】また、突入電流を生じさせないので、燃料
電池の損傷、劣化を軽減することができると共に、DC
/DCコンバータ18やDC/ACインバータ40を構
成する電子部品にも損傷、劣化を軽減させることができ
る。
Further, since no inrush current is generated, damage and deterioration of the fuel cell can be reduced, and DC
It is possible to reduce damage and deterioration of electronic components that form the / DC converter 18 and the DC / AC inverter 40.

【0054】本発明の実施の形態に適用する手段とし
て、燃料電池16は、例えば、電解質を構成する固体高
分子膜を有し、固体高分子膜の一方の面側に燃料極及び
燃料極に水素を主成分とする燃料ガスを供給する燃料ガ
ス通過路を有し、他方の面側に酸化剤極を有する固体高
分子型燃料電池を使用することができる。
As a means to be applied to the embodiment of the present invention, the fuel cell 16 has, for example, a solid polymer membrane constituting an electrolyte, and a fuel electrode and a fuel electrode are provided on one surface side of the solid polymer membrane. A polymer electrolyte fuel cell having a fuel gas passage for supplying a fuel gas containing hydrogen as a main component and having an oxidizer electrode on the other surface side can be used.

【0055】尚、本発明の燃料電池発電システムは、上
述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること
は勿論である。例えば、燃料電池16から直流電気が出
力している状態で起動モードを実行することもでき、燃
料と酸素が供給されずに電気化学的反応が生じていない
状態の燃料電池16を起動させる場合であっても、タイ
マーや燃料電池16出力電圧検知装置を追加して自動起
動モードを実行することもできる。
It should be noted that the fuel cell power generation system of the present invention is not limited to the above illustrated example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the start-up mode can be executed in a state where direct current electricity is being output from the fuel cell 16, and when the fuel cell 16 is started in a state where no fuel and oxygen are supplied and no electrochemical reaction occurs. Even if there is, a timer or a fuel cell 16 output voltage detection device can be added to execute the automatic start mode.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項1
〜3記載の燃料電池発電システムによれば、DC/AC
インバータ40の入力段に接続された平滑コンデンサ2
0に流入する突入電流を防止してシステムの損傷または
劣化を有効に防止することができるという優れた効果を
奏し得る。
As described above, the first aspect of the present invention is as described above.
According to the fuel cell power generation system of any one of 3 to 3, DC / AC
Smoothing capacitor 2 connected to the input stage of the inverter 40
It is possible to effectively prevent damage or deterioration of the system by preventing an inrush current flowing into zero.

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

【図1】図1は、本発明の実施の形態に係る燃料電池発
電システムのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a fuel cell power generation system according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の実施の形態に係る燃料電池発
電システムのタイミングチャート図である。
FIG. 2 is a timing chart of the fuel cell power generation system according to the embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の実施の形態に係る燃料電池発
電システムのタイミングチャート図である。
FIG. 3 is a timing chart of the fuel cell power generation system according to the embodiment of the present invention.

【図4】図4は、本発明の実施の形態に係る燃料電池発
電システムのブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a fuel cell power generation system according to an embodiment of the present invention.

【図5】図5は、本発明の実施の形態に係る燃料電池発
電システムのタイミングチャート図である。
FIG. 5 is a timing chart of the fuel cell power generation system according to the embodiment of the present invention.

【図6】図6は、本発明の実施の形態に係る燃料電池発
電システムのタイミングチャート図である。
FIG. 6 is a timing chart of the fuel cell power generation system according to the embodiment of the present invention.

【図7】図7は、本発明の実施の形態に係る燃料電池発
電システムのブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a fuel cell power generation system according to an embodiment of the present invention.

【図8】図8は、本発明の実施の形態に係る燃料電池発
電システムのタイミングチャート図である。
FIG. 8 is a timing chart of the fuel cell power generation system according to the embodiment of the present invention.

【図9】図9は、従来の燃料電池発電システムのタイミ
ングチャート図である。
FIG. 9 is a timing chart of a conventional fuel cell power generation system.

【図10】図10は、従来の突入電流防止回路付きDC
/ACインバータのブロック図である。
FIG. 10 is a conventional DC with an inrush current prevention circuit.
It is a block diagram of an / AC inverter.

【図11】図11は、従来の燃料電池発電システムのブ
ロック図である。
FIG. 11 is a block diagram of a conventional fuel cell power generation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7 平滑コンデンサ 10 改質器 11 抵抗器 12 燃料ガス 14 酸化剤ガス 16 燃料電池 18 DC/DCコンバータ 20 平滑コンデンサ 22 制御部 23 入力電流検出器 24 昇圧トランス 25 整流ダイオード 26 電流平滑リアクトル 27 分割抵抗器 28 スイッチング素子 30 ドライバ回路 32 入力電流検出回路 34 スイッチング制御回路 36 出力電圧勾配指令回路 38 出力電圧検出回路 40 DC/ACインバータ 42 スイッチトランジスタ 46 入力電流最大値制御回路 100 開閉制御部 102 インバータ 104 スイッチ 110 突入電流 112 スタート信号 7 Smoothing capacitor 10 reformer 11 resistors 12 Fuel gas 14 Oxidizer gas 16 Fuel cell 18 DC / DC converter 20 smoothing capacitor 22 Control unit 23 Input current detector 24 step-up transformer 25 Rectifier diode 26 Current smoothing reactor 27 division resistors 28 switching elements 30 driver circuit 32 Input current detection circuit 34 Switching control circuit 36 Output voltage gradient command circuit 38 Output voltage detection circuit 40 DC / AC inverter 42 switch transistor 46 Input current maximum value control circuit 100 Open / close controller 102 inverter 104 switch 110 Inrush current 112 Start signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳我 尚秀 東京都港区港南1−6−34 荏原バラード 株式会社内 (72)発明者 渡辺 学 東京都港区港南1−6−34 荏原バラード 株式会社内 (72)発明者 青山 昌二 東京都港区港南1−6−34 荏原バラード 株式会社内 (72)発明者 立石 和文 東京都港区港南1−6−34 荏原バラード 株式会社内 Fターム(参考) 5H007 BB07 CA02 CB05 CB06 CC01 CC03 DA05 DA06 DC02 DC05 GA01 5H026 AA06 5H027 AA06 BA01 MM26    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Naohide Haga             1-6-34 Konan, Minato-ku, Tokyo Ebara Ballard             Within the corporation (72) Inventor Manabu Watanabe             1-6-34 Konan, Minato-ku, Tokyo Ebara Ballard             Within the corporation (72) Inventor Shoji Aoyama             1-6-34 Konan, Minato-ku, Tokyo Ebara Ballard             Within the corporation (72) Inventor Kazufumi Tateishi             1-6-34 Konan, Minato-ku, Tokyo Ebara Ballard             Within the corporation F-term (reference) 5H007 BB07 CA02 CB05 CB06 CC01                       CC03 DA05 DA06 DC02 DC05                       GA01                 5H026 AA06                 5H027 AA06 BA01 MM26

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学的反
応により発電する燃料電池と;燃料電池から出力される
直流電圧を所定の直流電圧に変圧するDC/DCコンバ
ータと;前記DC/DCコンバータの出力側に接続され
たコンデンサとを備え;前記DC/DCコンバータは、
該DC/DCコンバータ本体を制御する制御部を有し、
該制御部は該DC/DCコンバータの起動時に出力電圧
をゼロから前記所定の直流電圧まで昇圧するのに所定の
勾配をもって増加させるように構成した;燃料電池発電
システム。
1. A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas; a DC / DC converter that transforms a DC voltage output from the fuel cell into a predetermined DC voltage; and the DC / DC. A capacitor connected to the output side of the converter; said DC / DC converter comprising:
A control unit for controlling the DC / DC converter main body,
The control unit is configured to increase the output voltage with a predetermined gradient to boost the output voltage from zero to the predetermined DC voltage when the DC / DC converter is activated; a fuel cell power generation system.
【請求項2】 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学的反
応により発電する燃料電池と;燃料電池から出力される
直流電圧を所定の直流電圧に変圧するDC/DCコンバ
ータと;前記DC/DCコンバータの出力側に接続され
たコンデンサとを備え;前記DC/DCコンバータは、
該DC/DCコンバータ本体を制御する制御部を有し、
該制御部は該DC/DCコンバータの起動時に出力電圧
をゼロから前記所定の直流電圧まで昇圧するのに、前記
DC/DCコンバータの入力電流に制限をかけるように
構成した;燃料電池発電システム。
2. A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas; a DC / DC converter that transforms a DC voltage output from the fuel cell into a predetermined DC voltage; and the DC / DC. A capacitor connected to the output side of the converter; said DC / DC converter comprising:
A control unit for controlling the DC / DC converter main body,
The control unit is configured to limit the input current of the DC / DC converter in order to boost the output voltage from zero to the predetermined DC voltage when the DC / DC converter is activated; a fuel cell power generation system.
【請求項3】 前記DC/DCコンバータから出力され
る直流電圧を交流電圧に変換するDC/ACインバータ
を備え;前記コンデンサは前記DC/ACインバータの
一部を構成する;請求項1または請求項2に記載の燃料
電池発電システム。
3. A DC / AC inverter for converting a DC voltage output from the DC / DC converter into an AC voltage; the capacitor constitutes a part of the DC / AC inverter; 2. The fuel cell power generation system according to 2.
JP2002001565A 2002-01-08 2002-01-08 Fuel cell power generation system Expired - Lifetime JP3936584B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002001565A JP3936584B2 (en) 2002-01-08 2002-01-08 Fuel cell power generation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002001565A JP3936584B2 (en) 2002-01-08 2002-01-08 Fuel cell power generation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003203663A true JP2003203663A (en) 2003-07-18
JP3936584B2 JP3936584B2 (en) 2007-06-27

Family

ID=27641657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002001565A Expired - Lifetime JP3936584B2 (en) 2002-01-08 2002-01-08 Fuel cell power generation system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3936584B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7354671B2 (en) 2002-12-16 2008-04-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system having secondary cell
JP2008300076A (en) * 2007-05-29 2008-12-11 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell control device
JP2011050191A (en) * 2009-08-27 2011-03-10 Noritz Corp Power generation system
JP2014183603A (en) * 2013-03-18 2014-09-29 Sanyo Electric Co Ltd Power conversion system
JP2018067459A (en) * 2016-10-19 2018-04-26 トヨタ自動車株式会社 Power source system of fuel cell vehicle
US10502639B2 (en) 2011-08-26 2019-12-10 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Plate-shaped body for temperature measurement and temperature measuring apparatus provided with the same
CN114188571A (en) * 2021-12-03 2022-03-15 北京亿华通科技股份有限公司 Vehicle-mounted fuel cell system and starting operation control method thereof

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7354671B2 (en) 2002-12-16 2008-04-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system having secondary cell
JP2008300076A (en) * 2007-05-29 2008-12-11 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell control device
JP2011050191A (en) * 2009-08-27 2011-03-10 Noritz Corp Power generation system
US10502639B2 (en) 2011-08-26 2019-12-10 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Plate-shaped body for temperature measurement and temperature measuring apparatus provided with the same
JP2014183603A (en) * 2013-03-18 2014-09-29 Sanyo Electric Co Ltd Power conversion system
JP2018067459A (en) * 2016-10-19 2018-04-26 トヨタ自動車株式会社 Power source system of fuel cell vehicle
CN114188571A (en) * 2021-12-03 2022-03-15 北京亿华通科技股份有限公司 Vehicle-mounted fuel cell system and starting operation control method thereof
CN114188571B (en) * 2021-12-03 2023-08-08 北京亿华通科技股份有限公司 Vehicle-mounted fuel cell system and starting operation control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3936584B2 (en) 2007-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5081596B2 (en) Power supply system
JP4514143B2 (en) Power supply device and control method thereof
JP2005143217A (en) Separate power supply system
JPH11282556A (en) Solar power generator
US6094363A (en) Uninterruptible power supply with AC sine wave output and energy recycle function
WO2012115098A1 (en) Electricity storage system
JP2008131736A (en) Distributed power system and step-up/step-down chopper device
JP2009254169A (en) Power supply system
JP2008054477A (en) Power conversion device
JPH08222258A (en) Fuel cell power generation device
JP2001103743A (en) Switching power source
US20050088860A1 (en) Starting circuit for power-converting apparatus
JPH11191424A (en) Operating method for fuel cell generating device
WO2011135657A1 (en) System interconnection inverter
JP2003203663A (en) Fuel cell power generating system
JP2006228436A (en) Fuel cell system
JP2002352840A (en) Fuel cell power generating device
US20080081236A1 (en) Electric power supply system of fuel cell
JP3499942B2 (en) Solar power generator
JP2008035573A (en) Electricity accumulation device employing electric double layer capacitor
JP3608935B2 (en) Uninterruptible power system
JPH02269426A (en) Dc uninterruptible power supply unit
JP2021027749A (en) Charge/discharge control device, battery including the same, and dc power supply system
JP2004022193A (en) Power source system for fuel cell and power supply method of fuel cell system
JP2003180085A (en) Power conversion device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060721

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061017

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070323

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3936584

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330

Year of fee payment: 3

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140330

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term