JP2012120364A - Power supply system - Google Patents

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Toshiyuki Fujita
敏之 藤田
Yoshiaki Nozaki
義明 野崎
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    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system in which electrical equipment can operate stably with reduced power loss.SOLUTION: When an output of a solar battery 1 is large, this power supply system supplies the output of the solar battery 1 to electrical equipment 8 through a DC/DC converter 2 and a DC power supply line 6, and also reversely supplies surplus power to a commercial power system through the DC/DC converter 2 and an inverter 3. When the output of the solar battery 1 is small, this power supply system supplies a commercial AC power to the electrical equipment 8 through an AC power supply line 7. At the electrical equipment 8, a converter 12 converts an AC power to a DC power so as to supply it to a main unit 14 through a power circuit 13. Thus, the electrical equipment 8 can stably operate even when the output of the solar battery 1 is reduced.

Description

この発明は給電システムに関し、特に、交流電力と直流電力の両方を供給する給電システムに関する。   The present invention relates to a power feeding system, and more particularly to a power feeding system that supplies both AC power and DC power.

太陽電池、燃料電池などの再生可能エネルギー源は、エネルギーを直流電力として出力する。また、多くの家庭用電気機器の本体部は、直流電力で駆動される。従来の給電システムでは、再生可能エネルギー源で生成された直流電力を直流／交流変換器によって交流電力に変換し、その交流電力を屋内配線を介して電気機器に供給し、電気機器に内蔵された交流／直流変換器によって交流電力を直流電力に再変換し、その直流電力で本体部を駆動していた。   Renewable energy sources such as solar cells and fuel cells output energy as DC power. Moreover, the main-body part of many household electric appliances is driven with direct-current power. In a conventional power supply system, DC power generated by a renewable energy source is converted into AC power by a DC / AC converter, and the AC power is supplied to an electric device via an indoor wiring, and is built in the electric device. The AC power was reconverted to DC power by the AC / DC converter, and the main body was driven by the DC power.

このような給電システムでは、直流／交流変換器および交流／直流変換器の各々において電力損失が発生する。そこで、再生可能エネルギー源で生成された直流電力をそのまま屋内配線を介して電気機器に供給する給電システムが開発されている（たとえば、特許文献１参照）。   In such a power feeding system, power loss occurs in each of the DC / AC converter and the AC / DC converter. In view of this, a power feeding system has been developed in which DC power generated by a renewable energy source is directly supplied to an electrical device via an indoor wiring (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１０−４１７８４号公報JP 2010-41784 A

しかし、再生可能エネルギー源で生成された直流電力のみで電気機器を駆動させると、再生可能エネルギー源の出力が低下した場合に電力が不足し、配電電圧の低下を引き起こすことにより、電気機器の動作が不安定になると言う問題がある。   However, if an electric device is driven only by DC power generated by a renewable energy source, the power supply will be insufficient when the output of the renewable energy source is reduced, causing the distribution voltage to drop, thereby causing the operation of the electric device. There is a problem that becomes unstable.

それゆえに、この発明の主たる目的は、電力損失が小さく、低コストで、電気機器を安定に動作させることが可能な給電システムを提供することである。   Therefore, a main object of the present invention is to provide a power feeding system that can operate an electric device stably with low power loss and low cost.

この発明に係る給電システムは、直流電力を生成する直流電源と、直流電源で生成される直流電力を供給するための直流給電線と、交流電力を供給するための交流給電線と、電気機器とを備えたものである。電気機器は、交流給電線を介して供給される交流電力を直流電力に変換する交流／直流変換器と、直流給電線を介して供給される直流電力と交流／直流変換器で生成される直流電力とを受ける電源端子と、電源端子を介して供給される直流電力によって駆動される本体部とを含む。交流／直流変換器は、直流給電線の電圧が変動した場合、電源端子の直流電圧が予め定められた電圧よりも低いときは電源端子に直流電力を供給し、電源端子の直流電圧が予め定められた電圧よりも高いときは電源端子への直流電力の供給を停止する。   A power supply system according to the present invention includes a DC power source that generates DC power, a DC power supply line for supplying DC power generated by the DC power source, an AC power supply line for supplying AC power, and an electrical device. It is equipped with. The electrical equipment includes an AC / DC converter that converts AC power supplied via an AC power supply line into DC power, and DC power supplied via the DC power supply line and DC generated by the AC / DC converter. A power supply terminal that receives power and a main body that is driven by DC power supplied through the power supply terminal are included. The AC / DC converter supplies DC power to the power supply terminal when the voltage of the DC power supply line fluctuates and the DC voltage of the power supply terminal is lower than a predetermined voltage. When the voltage is higher than the applied voltage, the supply of DC power to the power supply terminal is stopped.

好ましくは、電気機器は、さらに、直流給電線に接続される直流端子と、直流端子と電源端子の間に接続されたスイッチとを含む。   Preferably, the electrical device further includes a DC terminal connected to the DC power supply line, and a switch connected between the DC terminal and the power supply terminal.

また好ましくは、電気機器は、さらに、直流給電線に接続される直流端子と、アノードが直流端子に接続され、カソードが電源端子の間に接続されたダイオードとを含む。   Preferably, the electrical device further includes a DC terminal connected to the DC power supply line, and a diode having an anode connected to the DC terminal and a cathode connected between the power supply terminals.

また好ましくは、直流電源は、太陽光を直流電力に変換する太陽電池と、太陽電池の出力端子と直流給電線との間に設けられる直流／直流変換器とを含む。   Preferably, the DC power source includes a solar cell that converts sunlight into DC power, and a DC / DC converter that is provided between the output terminal of the solar cell and a DC power supply line.

また好ましくは、さらに、直流電源と交流給電線との間に設けられ、直流電源で生成された直流電力のうちの余剰電力を交流電力に変換して交流給電線に供給する直流／交流変換器を備える。   More preferably, the DC / AC converter is further provided between the DC power source and the AC power supply line, and converts surplus power of the DC power generated by the DC power source into AC power and supplies the AC power to the AC power supply line. Is provided.

また好ましくは、直流電源は、太陽光を直流電力に変換して直流給電線に与える太陽電池を含む。   Preferably, the direct current power source includes a solar cell that converts sunlight into direct current power and supplies the direct current power to the direct current power supply line.

また好ましくは、さらに、太陽電池の出力端子に接続される直流／直流変換器と、直流／直流変換器で生成された直流電力のうちの余剰電力を交流電力に変換して交流給電線に供給する直流／交流変換器とを備える。   Also preferably, the DC / DC converter connected to the output terminal of the solar cell and the surplus power of the DC power generated by the DC / DC converter is converted into AC power and supplied to the AC power supply line. A DC / AC converter.

この発明に係る給電システムでは、電気機器は、交流給電線を介して供給される交流電力を直流電力に変換する交流／直流変換器と、直流給電線を介して供給される直流電力と交流／直流変換器で生成される直流電力とを受ける電源端子と、電源端子を介して供給される直流電力によって駆動される本体部とを含む。直流電源の出力電圧は変動し、交流／直流変換器は、電源端子の直流電圧が予め定められた電圧よりも低い場合は電源端子に直流電力を供給し、電源端子の直流電圧が予め定められた電圧よりも高い場合は電源端子への直流電力の供給を停止する。したがって、直流電源の出力が大きい場合は、電気機器は直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換せずに直流電力のみで駆動されるので、電力損失を小さく抑えることができる。また、直流電源の出力が小さい場合は、交流／直流変換器から電源端子に直流電力が供給されるので、直流電源の出力が低下した場合でも、電気機器を安定に動作させることができる。また、交流／直流変換器は従来から電気機器に設けられているので、コスト高になることもない。   In the power supply system according to the present invention, the electrical device includes an AC / DC converter that converts AC power supplied via the AC power supply line into DC power, DC power supplied via the DC power supply line, and AC / AC. A power supply terminal that receives DC power generated by the DC converter, and a main body that is driven by the DC power supplied through the power supply terminal are included. The output voltage of the DC power supply fluctuates, and the AC / DC converter supplies DC power to the power supply terminal when the DC voltage at the power supply terminal is lower than the predetermined voltage, and the DC voltage at the power supply terminal is determined in advance. If the voltage is higher than the specified voltage, supply of DC power to the power supply terminal is stopped. Therefore, when the output of the DC power source is large, the electric device is driven by only the DC power without converting the DC power supplied from the DC power source into AC power, so that the power loss can be suppressed to a small value. Further, when the output of the DC power supply is small, DC power is supplied from the AC / DC converter to the power supply terminal, so that the electric apparatus can be stably operated even when the output of the DC power supply is reduced. In addition, since the AC / DC converter is conventionally provided in an electric device, the cost does not increase.

この発明の実施の形態１による給電システムの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the electric power feeding system by Embodiment 1 of this invention. 図１に示した太陽電池の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the solar cell shown in FIG. 図１に示した絶縁型インバータの構成を示す回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram illustrating a configuration of an insulated inverter illustrated in FIG. 1. 図１に示したＡＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the AC / DC converter shown in FIG. 図４に示したＡＣ／ＤＣコンバータの入力電圧波形と出力電圧波形を示すタイムチャートである。5 is a time chart showing an input voltage waveform and an output voltage waveform of the AC / DC converter shown in FIG. 4. 図１に示した給電システムの動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the electric power feeding system shown in FIG. 図１に示した給電システムの動作を示す他のタイムチャートである。6 is another time chart illustrating the operation of the power feeding system illustrated in FIG. 1. 図１に示した給電システムの動作を示すさらに他のタイムチャートである。6 is still another time chart illustrating the operation of the power feeding system illustrated in FIG. 1. 実施の形態１のＡＣ／ＤＣコンバータの構成の変更例を示す回路ブロック図である。FIG. 3 is a circuit block diagram illustrating a modification example of the configuration of the AC / DC converter according to the first embodiment. この発明の実施の形態２による給電システムの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the electric power feeding system by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３による給電システムの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the electric power feeding system by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４による給電システムの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the electric power feeding system by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態５による給電システムの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the electric power feeding system by Embodiment 5 of this invention. 図１３に示した給電システムの動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the electric power feeding system shown in FIG.

［実施の形態１］
この発明の実施の形態１による給電システムは、図１に示すように、太陽電池１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２、絶縁型インバータ３、柱上トランス４、制御回路５、直流給電線路６、交流給電線路７、複数（図では、２つ）の家庭用電気機器８を備える。直流給電線路６は、正電圧給電線６ａおよび負電圧給電線６ｂを含む。交流給電線路７は、２本の交流給電線７ａ，７ｂを含む。太陽電池１は、太陽光を直流電力に変換する。 [Embodiment 1]
As shown in FIG. 1, the power supply system according to Embodiment 1 of the present invention includes a solar cell 1, a DC / DC converter 2, an insulated inverter 3, a pole transformer 4, a control circuit 5, a DC power supply line 6, and an AC power supply. The track 7 includes a plurality (two in the figure) of household electrical appliances 8. The DC power feed line 6 includes a positive voltage feed line 6a and a negative voltage feed line 6b. The AC power supply line 7 includes two AC power supply lines 7a and 7b. The solar cell 1 converts sunlight into DC power.

図２は、太陽電池１の動作を示す図である。図２において、Ｉは太陽電池１から出力される直流電流であり、Ｖは太陽電池１から出力される直流電圧であり、Ｐ＝ＶＩは太陽電池１から出力される直流電力である。電圧−電流特性を参照して、電流Ｉが０Ａである場合は電圧Ｖが最大になる。太陽電池１の出力電流Ｉを０Ａから増やして行くと電圧Ｖが徐々に低下し、電流Ｉがある値を超えると電圧Ｖが急に低下し、電流Ｉが最大値になると電圧Ｖは０Ｖになる。   FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the solar cell 1. In FIG. 2, I is a DC current output from the solar cell 1, V is a DC voltage output from the solar cell 1, and P = VI is a DC power output from the solar cell 1. Referring to the voltage-current characteristics, when the current I is 0 A, the voltage V is maximum. When the output current I of the solar cell 1 is increased from 0A, the voltage V gradually decreases. When the current I exceeds a certain value, the voltage V suddenly decreases. When the current I reaches the maximum value, the voltage V becomes 0V. Become.

また、電圧−電力特性を参照して、電流Ｉが０Ａである場合、電力Ｐは０Ｗである。電流Ｉを０Ａから増やして行くと電圧Ｖが徐々に低下するとともに電力Ｐが上昇し、電力Ｐはピーク値を越えた後に徐々に低下する。電流Ｉが最大値になると電圧Ｖは０Ｖになり、電力Ｐは０Ｗになる。このように電力Ｐはピーク値を有する。電力Ｐがピーク値になるときの電圧Ｖは最大電力動作電圧と呼ばれる。太陽光の強度が強くなると電流Ｉおよび電力Ｐが増大し、太陽光の強度が弱くなると電流Ｉおよび電力Ｐが減少する。   Further, referring to the voltage-power characteristics, when the current I is 0 A, the power P is 0 W. When the current I is increased from 0 A, the voltage V gradually decreases and the power P increases. The power P gradually decreases after exceeding the peak value. When the current I reaches the maximum value, the voltage V becomes 0V and the power P becomes 0W. Thus, the electric power P has a peak value. The voltage V when the power P reaches its peak value is called the maximum power operating voltage. When the intensity of sunlight increases, the current I and the power P increase, and when the intensity of sunlight decreases, the current I and the power P decrease.

図１に戻って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、太陽電池１と直流給電線路６の間に設けられて制御回路５によって制御され、いわゆる山登り法により最大電力点追従動作を行なう。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、太陽電池１の出力電圧Ｖが最大電力動作電圧になるように、正電圧給電線６ａに正電流を供給するとともに、負電圧給電線６ｂに負電流を供給する。   Returning to FIG. 1, the DC / DC converter 2 is provided between the solar cell 1 and the DC feed line 6 and controlled by the control circuit 5, and performs a maximum power point tracking operation by a so-called hill-climbing method. The DC / DC converter 2 supplies a positive current to the positive voltage power supply line 6a and a negative current to the negative voltage power supply line 6b so that the output voltage V of the solar cell 1 becomes the maximum power operating voltage.

なお、後述する柱状トランス４は、住宅側において、中点が接地(アース)された２００Ｖの交流電圧を受電している。このため、後述するＡＣ／ＤＣコンバータ１２が非絶縁型である場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電圧の対地電位と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧の対地電位に注意しなければならない。後述するが、本実施の形態１ではＡＣ／ＤＣコンバータ１２は非絶縁型であり、出力電圧の中間電位が接地される。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧の中間電位（すなわち直流給電線路６の中間電位）も接地され、正電圧給電線６ａおよび負電圧給電線６ｂの直流電圧をそれぞれＶＰ，ＶＮとすると、ＶＰ＋ＶＮ＝０となる。   In addition, the columnar transformer 4 to be described later receives an AC voltage of 200 V with a midpoint grounded (grounded) on the house side. For this reason, when the AC / DC converter 12 described later is a non-insulated type, attention must be paid to the ground potential of the output voltage of the AC / DC converter 12 and the ground potential of the output voltage of the DC / DC converter 2. As will be described later, in the first embodiment, the AC / DC converter 12 is a non-insulated type, and the intermediate potential of the output voltage is grounded. Therefore, the intermediate potential of the output voltage of the DC / DC converter 2 (that is, the intermediate potential of the DC power supply line 6) is also grounded, and VP + VN when the DC voltages of the positive voltage supply line 6a and the negative voltage supply line 6b are VP and VN, respectively. = 0.

また、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２とインバータ３によって交流給電線路７と直流給電線路６を絶縁する場合、直流給電線路６をアース電位に対して、フローティング状態にすることができる。また、フローティング状態にした後、高抵抗器で中間電位になるように分割したノードを接地することで、対地電位を安定化させることができ、感電に対する安全性も確保することができる。   Further, when the AC feed line 7 and the DC feed line 6 are insulated by the AC / DC converter 12 and the inverter 3, the DC feed line 6 can be brought into a floating state with respect to the ground potential. In addition, by grounding a node divided to have an intermediate potential with a high resistor after being in a floating state, the ground potential can be stabilized, and safety against electric shock can be ensured.

また、太陽電池１の電位を直流給電線路６や交流電力系統と絶縁したい場合、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いる。ただし、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは高周波トランスを含んでおり、高周波トランスにおいて銅損、鉄損などの損失が発生する。これに対して非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは高周波トランスを含まず、電力変換効率がよいので、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２やＤＣ／ＤＣコンバータ２としては非絶縁型を用いることが好ましい。   Further, when it is desired to insulate the potential of the solar cell 1 from the DC power supply line 6 and the AC power system, an insulation type DC / DC converter is used. However, the insulation type DC / DC converter includes a high frequency transformer, and losses such as copper loss and iron loss occur in the high frequency transformer. On the other hand, since the non-insulated DC / DC converter does not include a high-frequency transformer and has high power conversion efficiency, it is preferable to use a non-insulated type as the AC / DC converter 12 or the DC / DC converter 2.

絶縁型インバータ３は、制御回路５によって制御され、正電圧給電線６ａおよび負電圧給電線６ｂの直流電圧ＶＰ，ＶＮに基づいて、２００Ｖの単相交流電圧ｖａ，ｖｂを生成して交流電力系統と連係する。インバータ３は、図３に示すように、高周波ＰＷＭインバータ２０，高周波絶縁トランス２１、整流回路２２、および折り返しインバータ２３を含む。   The insulation type inverter 3 is controlled by the control circuit 5 and generates 200 V single-phase AC voltages va and vb based on the DC voltages VP and VN of the positive voltage power supply line 6a and the negative voltage power supply line 6b. Work with. As shown in FIG. 3, the inverter 3 includes a high-frequency PWM inverter 20, a high-frequency insulating transformer 21, a rectifier circuit 22, and a folding inverter 23.

高周波ＰＷＭインバータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧ＶＰ，ＶＮに基づいて、高周波のＰＷＭパルス波形を有する交流電圧を生成する。高周波絶縁トランス２１は、互いに絶縁された１次巻線２１ａおよび２次巻線２１ｂを有する。高周波ＰＷＭインバータ２０で生成された交流電圧は、高周波絶縁トランス２１で変圧され、整流回路２２で全波整流される。また、整流回路２２と折り返しインバータ２３の間にフィルタとしてコイルを設け、整流回路２２の出力電圧を平均化してもよい。折り返しインバータ２３は、整流回路２２の出力電圧を交互に折り返し、コイルとコンデンサのフィルタを通して、２００Ｖの単相交流電圧ｖａ，ｖｂを生成する。本実施の形態１では絶縁型のインバータ３を用いており、インバータ３には高周波絶縁トランス２１が設けられているので、インバータ３の入力側と出力側の間に短絡電流が流れることがない。   The high frequency PWM inverter 20 generates an AC voltage having a high frequency PWM pulse waveform based on the output voltages VP and VN of the DC / DC converter 2. The high-frequency insulation transformer 21 has a primary winding 21a and a secondary winding 21b that are insulated from each other. The AC voltage generated by the high-frequency PWM inverter 20 is transformed by the high-frequency insulation transformer 21 and full-wave rectified by the rectifier circuit 22. Further, a coil may be provided as a filter between the rectifier circuit 22 and the folded inverter 23, and the output voltage of the rectifier circuit 22 may be averaged. The return inverter 23 alternately returns the output voltage of the rectifier circuit 22 and generates 200 V single-phase AC voltages va and vb through a coil and capacitor filter. In the first embodiment, the insulation type inverter 3 is used. Since the inverter 3 is provided with the high frequency insulation transformer 21, no short circuit current flows between the input side and the output side of the inverter 3.

なお、絶縁型インバータ３の代わりに非絶縁型のインバータを使用した場合、交流電圧を生成する高周波ＰＷＭインバータ２０のスイッチング動作のタイミングのズレ等によって、直流給電線路６の中間電位がアース電位(接地電位)から大きくふれてしまい、接地点を介してインバータの出力側と入力側の間に大きな電流が流れてしまう恐れがある。しかし、絶縁型のインバータ３を用いれば、そのような恐れがない。   When a non-insulated inverter is used instead of the insulated inverter 3, the intermediate potential of the DC power supply line 6 is reduced to the ground potential (grounding) due to a shift in the timing of the switching operation of the high-frequency PWM inverter 20 that generates an AC voltage. There is a risk that a large current will flow between the output side and the input side of the inverter via the ground point. However, if the insulated inverter 3 is used, there is no such fear.

また、特開２００１−２５８１６０号公報および特開２００７−６８３８５号公報には、非絶縁型インバータを用いた場合であっても、接地点を介して大きな電流が流れるのを防止する方法が開示されている。   Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-258160 and 2007-68385 disclose a method for preventing a large current from flowing through a ground point even when a non-insulated inverter is used. ing.

図１に戻って、インバータ３で生成された交流電圧ｖａ，ｖｂは、それぞれ交流給電線７ａ，７ｂに与えられる。また、交流給電線７ａ，７ｂは、電柱に設けられた柱上トランス４を介して商用電力系統に接続されている。インバータ３で生成された交流電力のうちの余剰の交流電力は、柱上トランス４を介して商用電力系統に逆潮流する。インバータ３で生成された交流電力が足りない場合は、商用電力系統から柱上トランス４を介して交流給電線路７に交流電力が供給される。柱上トランス４から交流給電線７ａ，７ｂに供給される単相の交流電圧の位相は、それぞれインバータ３の出力電圧ｖａ，ｖｂと同じである。   Returning to FIG. 1, the AC voltages va and vb generated by the inverter 3 are applied to the AC power supply lines 7a and 7b, respectively. The AC power supply lines 7a and 7b are connected to a commercial power system via a pole transformer 4 provided on the utility pole. The surplus AC power among the AC power generated by the inverter 3 flows backward to the commercial power system via the pole transformer 4. When the AC power generated by the inverter 3 is insufficient, AC power is supplied from the commercial power system to the AC power supply line 7 via the pole transformer 4. The phases of the single-phase AC voltages supplied from the pole transformer 4 to the AC power supply lines 7a and 7b are the same as the output voltages va and vb of the inverter 3, respectively.

制御回路５は、直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮが一定値（たとえば、３６０Ｖ）になるように、インバータ３の出力電流を制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は太陽電池１の最大出力電力を出力するので、電圧ＶＰ−ＶＮが一定値になるようにインバータ３を制御することで、太陽電池１の最大電力負荷としてインバータ３を動作させることができる。直流給電線路６から電気機器８へ電力が供給されて消費される場合でも、電圧ＶＰ−ＶＮが一定値になるようにインバータ３を制御することで、太陽電池１の最大電力がインバータ３の出力と電気機器８群の消費電力との和となり、太陽電池１を最大電力動作点で動作させることができる。また、制御回路５は、何らかの原因でインバータ３の出力電流を制御できない場合、直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮが上限値（たとえば、４００Ｖ）以下になるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を制御する。この場合、上限値４００Ｖの直流電圧が電気機器８に供給される。   The control circuit 5 controls the output current of the inverter 3 so that the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 becomes a constant value (for example, 360V). Since the DC / DC converter 2 outputs the maximum output power of the solar cell 1, the inverter 3 is operated as the maximum power load of the solar cell 1 by controlling the inverter 3 so that the voltage VP-VN becomes a constant value. be able to. Even when power is supplied from the DC power supply line 6 to the electric device 8 and consumed, the maximum power of the solar cell 1 is output from the inverter 3 by controlling the inverter 3 so that the voltage VP-VN becomes a constant value. And the power consumption of the electric device 8 group, and the solar cell 1 can be operated at the maximum power operating point. Further, when the control circuit 5 cannot control the output current of the inverter 3 for some reason, the control circuit 5 controls the DC / DC converter 2 so that the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 is equal to or lower than an upper limit value (for example, 400 V). To do. In this case, a DC voltage having an upper limit value of 400 V is supplied to the electric device 8.

また、制御回路５は、商用電力系統側からの指示に従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２および絶縁型インバータ３の各々をオン／オフするとともに、絶縁型インバータ３による逆潮流電力量を制御する。したがって、この給電システムは、スマートグリット方式にも対応可能となっている。また、制御回路５は、商用電力系統が停電したときや、瞬時電圧低下が発生したときは、インバータ３を制御して商用電力系統への逆潮流を停止させる。   Further, the control circuit 5 turns on / off each of the DC / DC converter 2 and the insulated inverter 3 according to an instruction from the commercial power system side, and controls the reverse flow power amount by the insulated inverter 3. Therefore, this power supply system can also cope with the smart grid system. Further, the control circuit 5 controls the inverter 3 to stop the reverse power flow to the commercial power system when the commercial power system fails or when an instantaneous voltage drop occurs.

家庭用電気機器８は、たとえば、直流電力で動作するエアコン、電気式床暖房、ＩＨクッキングヒータ、食器洗い乾燥機、電気温水器、洗濯乾燥機、浴室換気暖房乾燥機などである。電気機器８は、直流接続口１０、交流接続口１１、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２、電源回路１３、および本体部１４を含む。   The household electric appliance 8 is, for example, an air conditioner that operates with DC power, an electric floor heater, an IH cooking heater, a dishwasher, an electric water heater, a washing dryer, a bathroom ventilation heating dryer, and the like. The electric device 8 includes a DC connection port 10, an AC connection port 11, an AC / DC converter 12, a power supply circuit 13, and a main body 14.

直流接続口１０は直流端子１０ａ，１０ｂを含み、交流接続口１１は交流端子１１ａ，１１ｂを含む。直流端子１０ａ，１０ｂは、それぞれ正電圧給電線６ａおよび負電圧給電線６ｂに接続されるとともに、それぞれコンバータ１２の出力ノード１２ｃ，１２ｄに接続される。交流端子１１ａ，１１ｂは、それぞれ交流給電線７ａ，７ｂに接続されるとともに、それぞれコンバータ１２の入力ノード１２ａ，１２ｂに接続される。   The DC connection port 10 includes DC terminals 10a and 10b, and the AC connection port 11 includes AC terminals 11a and 11b. DC terminals 10a and 10b are connected to positive voltage feed line 6a and negative voltage feed line 6b, respectively, and to output nodes 12c and 12d of converter 12, respectively. AC terminals 11a and 11b are connected to AC power supply lines 7a and 7b, respectively, and to input nodes 12a and 12b of converter 12, respectively.

太陽電池１の最大電力が直流電力系統の消費電力よりも小さい場合は、インバータ３の出力電流を０Ａまで低下させても、直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮが低下する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１２は、直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮが所定の電圧値（たとえば、２８２Ｖ）よりも低下した場合、交流給電線７ａ，７ｂから入力ノード１２ａ，１２ｂを介して与えられた交流電圧ｖａ，ｖｂを整流して正の直流電流と負の直流電流を生成し、生成した正の直流電流および負の直流電流をそれぞれ出力ノード１２ｃ，１２ｄに出力する。   When the maximum power of the solar cell 1 is smaller than the power consumption of the DC power system, the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 decreases even when the output current of the inverter 3 is reduced to 0A. The AC / DC converter 12 is supplied from the AC power supply lines 7a and 7b through the input nodes 12a and 12b when the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 is lower than a predetermined voltage value (for example, 282V). AC voltages va and vb are rectified to generate a positive DC current and a negative DC current, and the generated positive DC current and negative DC current are output to output nodes 12c and 12d, respectively.

なお、直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮが３６０Ｖ以下である場合は、絶縁型インバータ３から商用電力系統への逆潮流電流は０Ａに設定される。したがって、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２で生成された直流電力が絶縁型インバータ３を介して商用電力系統に逆潮流することはない。   When the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 is 360 V or less, the reverse flow current from the insulated inverter 3 to the commercial power system is set to 0A. Therefore, the DC power generated by the AC / DC converter 12 does not flow backward to the commercial power system via the insulated inverter 3.

図４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の構成を示す回路図である。図４において、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２は、リアクトル３０、ダイオード３１〜３４、およびコンデンサ３５を含む。リアクトル３０は、３つの巻線３０ａ〜３０ｃを含む。巻線３０ａ，３０ｃの一方端子は、それぞれ入力ノード１２ａ，１２ｂに接続される。ダイオード３１，３３のカソードはそれぞれ巻線３０ｃ，３０ａの他方端子に接続され、それらのアノードはともに出力ノード１２ｄに接続される。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the AC / DC converter 12. In FIG. 4, AC / DC converter 12 includes a reactor 30, diodes 31 to 34, and a capacitor 35. Reactor 30 includes three windings 30a to 30c. One terminals of windings 30a and 30c are connected to input nodes 12a and 12b, respectively. The cathodes of diodes 31 and 33 are connected to the other terminals of windings 30c and 30a, respectively, and their anodes are both connected to output node 12d.

ダイオード３２，３４のアノードはそれぞれ巻線３０ｃ，３０ａの他方端子に接続され、それらのカソードはともに出力ノード１２ｃ（電源端子）に接続される。巻線３０ｂの一方端子は巻線３０ａの他方端子に接続され、巻線３０ｂの他方端子は巻線３０ａの一方端子に接続される。コンデンサ３５は、出力ノード１２ｃ，１２ｄ間に接続される。   The anodes of the diodes 32 and 34 are connected to the other terminals of the windings 30c and 30a, respectively, and their cathodes are both connected to the output node 12c (power supply terminal). One terminal of winding 30b is connected to the other terminal of winding 30a, and the other terminal of winding 30b is connected to one terminal of winding 30a. Capacitor 35 is connected between output nodes 12c and 12d.

リアクトル３０は、過電流および突入電流を抑制するために設けられている。ダイオード３１〜３４は、交流電圧ｖａ，ｖｂを全波整流するために設けられている。コンデンサ３５は、出力ノード１２ｃ，１２ｄ間の直流電圧を平滑化するために設けられている。   Reactor 30 is provided to suppress overcurrent and inrush current. The diodes 31 to 34 are provided for full-wave rectification of the alternating voltages va and vb. Capacitor 35 is provided to smooth the DC voltage between output nodes 12c and 12d.

図５（ａ）は入力ノード１２ａ，１２ｂに与えられる交流電圧ｖａ，ｖｂを示すタイムチャートであり、図５（ｂ）は出力ノード１２ｃ，１２ｄが直流給電線路６に接続されていない場合に出力ノード１２ｃ，１２ｄに現れる直流電圧ＶＣ，ＶＤを示すタイムチャートである。   5A is a time chart showing AC voltages va and vb applied to the input nodes 12a and 12b. FIG. 5B shows an output when the output nodes 12c and 12d are not connected to the DC power supply line 6. FIG. It is a time chart which shows DC voltage VC and VD which appear in nodes 12c and 12d.

図５（ａ）において、交流電圧ｖａ，ｖｂの各々は、対地電位を基準とすると２００Ｖの単相交流電圧である。交流電圧ｖａ，ｖｂの位相は互いに１８０度ずれており、交流電圧ｖａ，ｖｂの振幅は同じである。交流電圧ｖａ，ｖｂの各々の正側のピーク値は＋１４１Ｖであり、負側のピーク値は−１４１Ｖである。また、図５（ｂ）において、直流電圧ＶＣは＋１４１Ｖであり、直流電圧ＶＤは−１４１Ｖである。   In FIG. 5A, each of the AC voltages va and vb is a single-phase AC voltage of 200 V with respect to the ground potential. The phases of the alternating voltages va and vb are shifted from each other by 180 degrees, and the amplitudes of the alternating voltages va and vb are the same. The positive peak value of each of the AC voltages va and vb is + 141V, and the negative peak value is −141V. In FIG. 5B, the DC voltage VC is + 141V and the DC voltage VD is −141V.

出力ノード１２ｃ，１２ｄがそれぞれ正電圧給電線６ａおよび負電圧給電線６ｂに接続されている場合において、正電圧給電線６ａおよび負電圧給電線６ｂの電圧ＶＰ，ＶＮが通常の電圧であるとき、すなわちＶＰ＝＋１８０Ｖ，ＶＮ＝−１８０Ｖであるときは、ダイオード３１〜３４の各々は逆バイアス状態になり、ダイオード３１〜３４に電流は流れない。直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮが低下してＶＰ＜＋１４１Ｖ，ＶＮ＞−１４１Ｖになると、ダイオード３１〜３４の各々は順バイアス状態になり、コンバータ１２から正電圧給電線６ａおよび負電圧給電線６ｂに正の直流電流および負の直流電流がそれぞれ供給される。   When the output nodes 12c and 12d are respectively connected to the positive voltage feed line 6a and the negative voltage feed line 6b, the voltages VP and VN of the positive voltage feed line 6a and the negative voltage feed line 6b are normal voltages. That is, when VP = + 180 V and VN = −180 V, each of the diodes 31 to 34 is in a reverse bias state, and no current flows through the diodes 31 to 34. When the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 decreases and becomes VP <+ 141V, VN> -141V, each of the diodes 31 to 34 enters a forward bias state, and the positive voltage supply line 6a and the negative voltage supply line from the converter 12 become. A positive DC current and a negative DC current are respectively supplied to 6b.

図１に戻って、電源回路１３は、直流端子１０ａ，１０ｂ間の電圧に基づいて各機器に必要な様々な直流電源電圧や高周波交流電圧を生成する。本体部１４は、電源回路１３で生成された電源電圧に基づいて所定の動作を行なう。たとえば、電気機器８がＩＨクッキングヒータである場合、本体部１４は電源回路１３の出力電圧に基づいて高周波電力を生成し、その高周波電力を対象物（たとえば、金属製の鍋の底）に供給して対象物を加熱する。   Returning to FIG. 1, the power supply circuit 13 generates various DC power supply voltages and high-frequency AC voltages necessary for each device based on the voltage between the DC terminals 10 a and 10 b. The main body 14 performs a predetermined operation based on the power supply voltage generated by the power supply circuit 13. For example, when the electrical device 8 is an IH cooking heater, the main body 14 generates high-frequency power based on the output voltage of the power supply circuit 13, and supplies the high-frequency power to an object (for example, the bottom of a metal pan). To heat the object.

図６は、太陽光の強度が変化した場合における給電システムの動作を示すタイムチャートである。図６では、給電線６ａ，６ｂ間の直流電圧ＶＰ−ＶＮと、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力設定電圧ＶＣ−ＶＤとが示されている。太陽光の強度が強く、太陽電池１で十分な直流電力が生成されている場合（時刻ｔ０〜ｔ１）、ＶＰ−ＶＮ＞ＶＣ−ＶＤとなり、太陽電池１で生成される直流系統電力のみが使用され、商用電力系統から供給される交流系統電力は使用されない。太陽電池１で生成された直流電力は、電気機器８群で使用されるとともに、絶縁型インバータ３で交流電力に変換されて交流電力で駆動される電気機器（図示せず）で消費され、住宅内の余剰電力は商用電力系統に逆潮流する。   FIG. 6 is a time chart showing the operation of the power feeding system when the intensity of sunlight changes. FIG. 6 shows a DC voltage VP-VN between the feeder lines 6a and 6b and an output setting voltage VC-VD of the AC / DC converter 12. When the intensity of sunlight is strong and sufficient DC power is generated by the solar cell 1 (time t0 to t1), VP-VN> VC-VD is satisfied, and only DC system power generated by the solar cell 1 is used. AC power supplied from a commercial power system is not used. The DC power generated by the solar cell 1 is used in the electrical equipment 8 group, and is also consumed by an electrical equipment (not shown) that is converted into AC power by the insulated inverter 3 and driven by AC power, and is housed. The surplus power in the power flows backward to the commercial power system.

たとえば夕刻になって太陽光の強度が弱くなり、太陽電池１で生成される直流電力が電気機器８の消費電力よりも小さくなると（時刻ｔ１〜ｔ２）、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から直流給電線路６に不足分の直流電力が供給されてＶＰ−ＶＮ＝ＶＣ−ＶＤとなる。この場合、直流系統電力と交流系統電力の両方が電気機器８で使用される。太陽電池１で生成された直流電力は、電気機器８のみで使用され、商用電力系統に逆潮流することはない。   For example, when the intensity of sunlight decreases in the evening and the DC power generated by the solar cell 1 becomes smaller than the power consumption of the electric device 8 (time t1 to t2), the AC power supply line 6 is supplied from the AC / DC converter 12. Insufficient DC power is supplied to VP-VN = VC-VD. In this case, both DC system power and AC system power are used in the electrical device 8. The DC power generated by the solar cell 1 is used only by the electric device 8 and does not flow backward to the commercial power system.

次に夜になって太陽電池１が直流電力を生成しなくなると（時刻ｔ２〜ｔ３）、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から直流給電線路６に直流電力が供給されてＶＰ−ＶＮ＝ＶＣ−ＶＤとなる。この場合は、直流系統電力は生成されず、交流系統電力のみが使用される。   Next, at night, when the solar cell 1 no longer generates DC power (time t2 to t3), DC power is supplied from the AC / DC converter 12 to the DC power supply line 6, and VP-VN = VC-VD. . In this case, DC system power is not generated, and only AC system power is used.

次いで朝になって太陽光の強度が強くなると、太陽電池１で十分な直流電力が生成されて（時刻ｔ３以降）、ＶＰ−ＶＮ＞ＶＣ−ＶＤとなる。太陽電池１で生成された直流電力は、電気機器８で使用されるとともに、絶縁型インバータ３で交流電力に変換されて交流電力で駆動される電気機器（図示せず）で消費され、住宅内の余剰電力は商用電力系統に逆潮流する。   Next, when the intensity of sunlight increases in the morning, sufficient direct-current power is generated by the solar cell 1 (after time t3), and VP-VN> VC-VD. The DC power generated by the solar cell 1 is used by the electric device 8 and is also consumed by an electric device (not shown) that is converted into AC power by the insulated inverter 3 and driven by the AC power. The surplus power will flow backward to the commercial power system.

図７（ａ）（ｂ）は、負荷が変化した場合における給電システムの動作を示すタイムチャートである。図７（ａ）では、給電線６ａ，６ｂ間の直流電圧ＶＰ−ＶＮと、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力設定電圧ＶＣ−ＶＤとが示されている。図７（ｂ）では、電気機器８群全体の消費電流ＩＬが示されている。   FIGS. 7A and 7B are time charts showing the operation of the power feeding system when the load changes. In FIG. 7A, a DC voltage VP-VN between the feeder lines 6a and 6b and an output setting voltage VC-VD of the AC / DC converter 12 are shown. FIG. 7B shows the current consumption IL of the entire group of electric devices 8.

図７（ａ）（ｂ）において、太陽電池１で生成される直流電力が電気機器８の消費電力よりも大きい場合、すなわち負荷電流ＩＬが小さい場合（時刻ｔ０〜ｔ１）、ＶＰ−ＶＮ＞ＶＣ−ＶＤとなり、太陽電池１で生成される直流系統電力のみが使用され、商用電力系統から供給される交流系統電力は使用されない。太陽電池１で生成された直流電力は、電気機器８群で使用されるとともに、絶縁型インバータ３で交流電力に変換されて交流電力で駆動される電気機器（図示せず）で消費され、住宅内の余剰電力は商用電力系統に逆潮流する。   7A and 7B, when the DC power generated by the solar cell 1 is larger than the power consumption of the electric device 8, that is, when the load current IL is small (time t0 to t1), VP-VN> VC −VD, only the DC system power generated by the solar cell 1 is used, and the AC system power supplied from the commercial power system is not used. The DC power generated by the solar cell 1 is used in the electrical equipment 8 group, and is also consumed by an electrical equipment (not shown) that is converted into AC power by the insulated inverter 3 and driven by AC power, and is housed. The surplus power in the power flows backward to the commercial power system.

負荷電流ＩＬが増大して太陽電池１で生成される直流電力が電気機器８群の消費電力よりも小さくなると（時刻ｔ１〜ｔ２）、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から直流給電線路６に不足分の直流電力が供給されてＶＰ−ＶＮ＝ＶＣ−ＶＤとなる。この場合、直流系統電力と交流系統電力の両方が電気機器８群で使用される。太陽電池１で生成された直流電力は、電気機器８群のみで使用され、商用電力系統に逆潮流することはない。   When the load current IL increases and the DC power generated by the solar cell 1 becomes smaller than the power consumption of the electric device 8 group (time t1 to t2), the DC power shortage from the AC / DC converter 12 to the DC power supply line 6 is reached. Power is supplied and VP−VN = VC−VD. In this case, both DC system power and AC system power are used in the electrical equipment 8 group. The DC power generated by the solar cell 1 is used only by the electric equipment 8 group and does not flow backward to the commercial power system.

次に、負荷電流ＩＬが減少して太陽電池１で生成される直流電力が電気機器８群の消費電力よりも大きくなると（時刻ｔ２以降）、ＶＰ−ＶＮ＞ＶＣ−ＶＤとなる。太陽電池１で生成された直流電力は、電気機器８で使用されるとともに、絶縁型インバータ３で交流電力に変換されて商用電力系統に逆潮流する。   Next, when the load current IL decreases and the DC power generated by the solar cell 1 becomes larger than the power consumption of the electric device 8 group (after time t2), VP-VN> VC-VD. The DC power generated by the solar cell 1 is used by the electric device 8 and is converted into AC power by the insulation type inverter 3 and flows backward to the commercial power system.

図８（ａ）（ｂ）は、負荷がパルス的に変動した場合における給電システムの動作を示すタイムチャートである。図８（ａ）では、給電線６ａ，６ｂ間の直流電圧ＶＰ−ＶＮと、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力設定電圧ＶＣ−ＶＤとが示されている。図８（ｂ）では、電気機器８群全体の消費電流ＩＬが示されている。   8A and 8B are time charts showing the operation of the power feeding system when the load fluctuates in a pulse manner. In FIG. 8A, a DC voltage VP-VN between the feeder lines 6a and 6b and an output setting voltage VC-VD of the AC / DC converter 12 are shown. FIG. 8B shows the current consumption IL of the entire group of electric devices 8.

図８（ａ）（ｂ）において、負荷電流ＩＬが小さく太陽電池１で生成される直流電力が電気機器８群の消費電力よりも大きい場合、ＶＰ−ＶＮ＞ＶＣ−ＶＤとなっている。太陽電池１で生成された直流電力は、電気機器８群で使用されるとともに、絶縁型インバータ３で交流電力に変換されて交流電力で駆動される電気機器（図示せず）で消費され、住宅内の余剰電力は商用電力系統に逆潮流する。ある時刻ｔ１〜ｔ２において負荷電流ＩＬがパルス的に急増した場合でも、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から直流電流が瞬時に供給され、電気機器８群は安定に動作する。   8A and 8B, when the load current IL is small and the DC power generated by the solar cell 1 is larger than the power consumption of the electric device 8 group, VP-VN> VC-VD. The DC power generated by the solar cell 1 is used in the electrical equipment 8 group, and is also consumed by an electrical equipment (not shown) that is converted into AC power by the insulated inverter 3 and driven by AC power, and is housed. The surplus power in the power flows backward to the commercial power system. Even when the load current IL suddenly increases at a certain time t1 to t2, a direct current is instantaneously supplied from the AC / DC converter 12, and the electric device 8 group operates stably.

この実施の形態１では、太陽電池１で生成された直流電力を直流給電線路６を介して電気機器８群に直接供給するので、太陽電池１で生成された直流電力を交流電力に変換して電気機器８群に供給し、電気機器８群内で交流電力を直流電力に変換していた従来に比べ、電力変換時の損失を小さくすることができ、電力の利用効率の向上を図ることができる。電気機器８群としているが、電気機器８単体に本発明の給電システムを適用することは当然可能である。   In this Embodiment 1, since direct-current power produced | generated with the solar cell 1 is directly supplied to the electric equipment 8 group via the direct current feeder 6, the direct-current power produced | generated with the solar cell 1 is converted into alternating current power. Compared to the conventional case in which AC power is supplied to the electrical equipment 8 group and AC power is converted to DC power in the electrical equipment 8 group, the loss during power conversion can be reduced, and the utilization efficiency of power can be improved. it can. Although the electric equipment 8 group is used, it is naturally possible to apply the power supply system of the present invention to the electric equipment 8 alone.

また、太陽電池１で生成される直流電力が低下した場合や、負荷電流ＩＬが急に増加した場合でも、直流電力の不足分はＡＣ／ＤＣコンバータ１２のダイオード３１〜３４を介して即座に補充されるので、直流給電電圧が大きく低下して電気機器８が動作不能になることがない。   Further, even when the DC power generated by the solar cell 1 is reduced or the load current IL is suddenly increased, the shortage of DC power is immediately supplemented via the diodes 31 to 34 of the AC / DC converter 12. Therefore, the DC power supply voltage does not greatly decrease and the electric device 8 does not become inoperable.

また、太陽電池１で生成される直流電力が電気機器８群の消費電力を上回っている場合、商用電力系統が停電したときや、瞬時電圧低下が発生したときでも、商用電力系統に逆潮流をすることなく、電気機器８群を使用することができる。   In addition, when the DC power generated by the solar cell 1 exceeds the power consumption of the group of electric devices 8, even if the commercial power system fails or an instantaneous voltage drop occurs, a reverse power flow is caused to the commercial power system. It is possible to use the electric device group 8 without doing so.

また、現在の日本の法律では、太陽電池１で生成した直流電力が余った場合、余剰電力を商用電力系統に逆潮流させて電力会社に売ることが可能となっている。本実施の形態１では、家庭における電力の利用効率を向上させることにより、売電電力を大きくして売電料金を多く得ることができる。   Moreover, according to the current Japanese law, when there is a surplus of DC power generated by the solar cell 1, it is possible to reverse the surplus power to the commercial power system and sell it to an electric power company. In the first embodiment, it is possible to increase the power sales power and obtain a large power sales fee by improving the power use efficiency at home.

また、電気機器８群には通常、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２が設けられており、本発明を実施する場合において、家電機器側のコストが大きく上がることなく低コストで直流交流両用の家電機器を実現することができる。また、直流系統側の電圧安定化のためのＡＣ／ＤＣコンバータを別途設ける必要がないため、給電システムの低コスト化を図ることができる。また、交流電圧を常に受電しているので、交流電圧から得られる交流信号をクロック信号として使用することもできる。   In addition, an AC / DC converter 12 is usually provided in the electrical equipment group 8, and when implementing the present invention, a home appliance for both DC and AC is realized at a low cost without greatly increasing the cost on the home appliance side. can do. In addition, since it is not necessary to separately provide an AC / DC converter for stabilizing the voltage on the DC system side, the cost of the power feeding system can be reduced. Further, since the AC voltage is always received, an AC signal obtained from the AC voltage can also be used as the clock signal.

なお、この実施の形態１では、直流電源として太陽電池１を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、直流電源として、燃料電池、蓄電池、直流発電機などを用いてもよい。また、直流電源として、太陽電池１、燃料電池、蓄電池、直流発電機などのうちの少なくとも２つの電源が並列接続されたものを用いてもよい。また、直流電源は、太陽電池１などの出力電圧を所定範囲内に安定化させたり、太陽電池１を最大出力動作点動作をさせるＤＣ／ＤＣコンバータを含んでいてもよい。   In addition, although this Embodiment 1 demonstrated the case where the solar cell 1 was used as DC power supply, it is not restricted to this, You may use a fuel cell, a storage battery, a DC generator etc. as DC power supply. Moreover, you may use what connected at least 2 power supplies among the solar cell 1, a fuel cell, a storage battery, a DC generator, etc. in parallel as a DC power supply. Further, the DC power supply may include a DC / DC converter that stabilizes the output voltage of the solar battery 1 or the like within a predetermined range, or causes the solar battery 1 to operate at the maximum output operating point.

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を除去してもよい。この場合、太陽電池、燃料電池などの出力−電流特性に基づき、直流電源の出力電圧が所定の範囲内になるように、インバータ３によって直流電源の出力電流を制御すればよい。   Further, the DC / DC converter 2 may be removed. In this case, the output current of the DC power source may be controlled by the inverter 3 so that the output voltage of the DC power source falls within a predetermined range based on the output-current characteristics of solar cells, fuel cells, and the like.

また、さらにインバータ３を除去してもよい。直流電源が燃料電池や太陽電池の場合、直流電源の出力電圧がＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力設定電圧ＶＣ−ＶＤよりも高くなるように電池のセル数などを調整すれば、直流電源から電気機器８へ給電することができる。また、直流電源として蓄電池を使用した場合、蓄電池の電圧がＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力設定電圧ＶＣ−ＶＤよりも高い場合に、直流給電線路６を介して電気機器８へ給電することができる。蓄電池の電荷量が減少して蓄電池の出力電圧がＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力設定電圧ＶＣ−ＶＤよりも低くなると、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から直流電力が出力される。蓄電池への充電は、別途交流系統から、充電器を用いて行なわれる。   Further, the inverter 3 may be removed. When the DC power source is a fuel cell or a solar cell, if the number of cells of the battery is adjusted so that the output voltage of the DC power source becomes higher than the output setting voltage VC-VD of the AC / DC converter 12, the DC power source can be used as an electric device. 8 can be fed. In addition, when a storage battery is used as the DC power source, power can be supplied to the electrical device 8 via the DC power supply line 6 when the voltage of the storage battery is higher than the output setting voltage VC-VD of the AC / DC converter 12. When the charge amount of the storage battery decreases and the output voltage of the storage battery becomes lower than the output setting voltage VC-VD of the AC / DC converter 12, DC power is output from the AC / DC converter 12. Charging the storage battery is performed separately from the AC system using a charger.

図９は、この実施形態１の変更例を示す回路ブロック図であって、図４と対比される図である。図９を参照して、この変更例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２がＡＣ／ＤＣコンバータ４０で置換される。ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２に電圧検出器４１，４２、電流検出器４３、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）４４，４５、ダイオード４６，４７、および制御回路４８からなる力率改善回路を追加したものである。力率改善回路は、高調波電流抑制規制（ＪＩＳ Ｃ ６１０００−３−２：２００５）に従って、各家電機器に設けられる。   FIG. 9 is a circuit block diagram showing a modification of the first embodiment, and is a diagram to be compared with FIG. Referring to FIG. 9, in this modified example, AC / DC converter 12 is replaced with AC / DC converter 40. The AC / DC converter 40 is a power factor improvement that includes the voltage detectors 41 and 42, the current detector 43, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) 44 and 45, diodes 46 and 47, and a control circuit 48. A circuit is added. A power factor correction circuit is provided in each household appliance according to a harmonic current suppression regulation (JIS C 61000-3-2: 2005).

電圧検出器４１は、入力ノード１２ａ，１２ｂ間の交流電圧を検出する。電圧検出器４２は、出力ノード１２ｃ，１２ｄ間の直流電圧ＶＣ−ＶＤを検出する。電流検出器４３は、リアクトル３０の巻線３０ａの一方端子とダイオード３４のアノードとの間に介挿され、交流電流を検出する。   Voltage detector 41 detects an alternating voltage between input nodes 12a and 12b. Voltage detector 42 detects DC voltage VC-VD between output nodes 12c and 12d. The current detector 43 is interposed between one terminal of the winding 30a of the reactor 30 and the anode of the diode 34, and detects an alternating current.

ＩＧＢＴ４４，４５のコレクタは互いに接続され、ＩＧＢＴ４４のエミッタはダイオード３４のアノードに接続され、ＩＧＢＴ４５のエミッタはダイオード３１のカソードに接続される。ダイオード４６，４７は、それぞれＩＧＢＴ４４，４５に逆並列に接続される。制御回路４８は、電圧検出器４１によって検出される交流電流と電流検出器４３によって検出される交流電流との位相が一致し、かつ電圧検出器４２によって検出される直流電圧ＶＣ−ＶＤが所定の電圧（たとえば３００Ｖ）になるように、ＩＧＢＴ４４，４５の各々をオン／オフさせる。この変更例１では、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０が力率改善回路を含むので、実施の形態１よりも高い電力効率が得られる。   The collectors of the IGBTs 44 and 45 are connected to each other, the emitter of the IGBT 44 is connected to the anode of the diode 34, and the emitter of the IGBT 45 is connected to the cathode of the diode 31. The diodes 46 and 47 are connected in antiparallel to the IGBTs 44 and 45, respectively. The control circuit 48 matches the phase of the alternating current detected by the voltage detector 41 and the alternating current detected by the current detector 43, and the DC voltage VC-VD detected by the voltage detector 42 is a predetermined value. Each of the IGBTs 44 and 45 is turned on / off so as to have a voltage (for example, 300 V). In the first modification, since the AC / DC converter 40 includes the power factor correction circuit, higher power efficiency than in the first embodiment can be obtained.

なお、上記実施の形態１では、各電気機器８のＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電流が他の電気機器８にも供給され、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２に過電流が流れる恐れがある。これを防止するため、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２に出力電流を対応の本体部１４の最大消費電流以下に制限する電流制限回路を設けてもよい。電流制限回路は、コンデンサ３５と出力ノード１２ｃとの間に接続されたＩＧＢＴやＦＥＴなどの半導体スイッチング素子と、出力ノード１２ｃへ流出する電流量を検出する電流検出器と、検出した電流値が所定電流値以上になると半導体スイッチング素子を遮断する制御回路とで実現できる。   In the first embodiment, the output current of the AC / DC converter 12 of each electrical device 8 is also supplied to other electrical devices 8, and there is a possibility that an overcurrent flows through the AC / DC converter 12. In order to prevent this, the AC / DC converter 12 may be provided with a current limiting circuit that limits the output current to the maximum consumption current of the corresponding main body 14. The current limiting circuit includes a semiconductor switching element such as IGBT or FET connected between the capacitor 35 and the output node 12c, a current detector that detects the amount of current flowing out to the output node 12c, and a detected current value that is predetermined. It can be realized with a control circuit that shuts off the semiconductor switching element when the current value is exceeded.

［実施の形態２］
図１０は、この発明の実施の形態２による給電システムの構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図１０を参照して、この給電システムが図１の給電システムと異なる点は、各電気機器８にスイッチ１５が追加されている点である。スイッチ１５は、直流端子１０ａとコンバータ１２の出力ノード１２ｃとの間に接続され、制御回路５によって制御される。スイッチ１５としては、トランジスタのような半導体素子を使用してもよいし、短絡、開放の制御が可能なメカリレーなどを使用してもよい。 [Embodiment 2]
FIG. 10 is a circuit block diagram showing the configuration of the power feeding system according to the second embodiment of the present invention, and is a diagram to be compared with FIG. Referring to FIG. 10, this power supply system is different from the power supply system in FIG. 1 in that a switch 15 is added to each electrical device 8. Switch 15 is connected between DC terminal 10 a and output node 12 c of converter 12, and is controlled by control circuit 5. As the switch 15, a semiconductor element such as a transistor may be used, or a mechanical relay that can be controlled to be short-circuited or opened may be used.

この実施の形態２では、各電気機器８にスイッチ１５を設けたので、たとえば商用電力系統が停電した場合、複数の電気機器８から太陽電池１の出力のみで運転可能な台数の電気機器８を選択し、選択した電気機器８のみを運転することができる。   In this Embodiment 2, since the switch 15 was provided in each electric equipment 8, for example, when a commercial power system fails, the electric equipment 8 of the number which can be drive | operated only with the output of the solar cell 1 from several electric equipment 8 is provided. Only the selected electrical device 8 can be operated.

［実施の形態３］
図１１は、この発明の実施の形態３による給電システムの構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図１１を参照して、この給電システムが図１の給電システムと異なる点は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ５０が追加され、絶縁型インバータ３が非絶縁型インバータ３Ａで置換され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２が非絶縁型コンバータ２Ａで置換されている点である。 [Embodiment 3]
FIG. 11 is a circuit block diagram showing a configuration of a power feeding system according to Embodiment 3 of the present invention, and is a diagram to be compared with FIG. Referring to FIG. 11, this power supply system is different from the power supply system of FIG. 1 in that an isolated DC / DC converter 50 is added, and the isolated inverter 3 is replaced with a non-insulated inverter 3A. 2 is replaced with the non-insulated converter 2A.

絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、太陽電池１と非絶縁型インバータ３Ａの間に設けられ、出力ノード５０ａから正電流を出力するとともに、出力ノード５０ｂから負電流を出力する。絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ５０では、入力側と出力側の間に絶縁トランスが設けられており、入力側と出力側の間に短絡電流が流れたり、対地に大電流が流れることがない。   Insulated DC / DC converter 50 is provided between solar cell 1 and non-insulated inverter 3A, and outputs a positive current from output node 50a and a negative current from output node 50b. In the insulation type DC / DC converter 50, an insulation transformer is provided between the input side and the output side, so that a short circuit current does not flow between the input side and the output side, and a large current does not flow to the ground.

非絶縁型インバータ３Ａは、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力ノード５０ａ，５０ｂの直流電圧ＶＰ１，ＶＮ１に基づいて交流電圧ｖａ，ｖｂを生成する。非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２Ａは、太陽電池１と直流給電線路６の間に設けられ、正電圧給電線６ａに正電流を供給するとともに、負電圧給電線６ｂに負電流を供給する。   Non-insulated inverter 3A generates AC voltages va and vb based on DC voltages VP1 and VN1 of output nodes 50a and 50b of isolated DC / DC converter 50. The non-insulated DC / DC converter 2A is provided between the solar cell 1 and the DC power supply line 6, and supplies a positive current to the positive voltage power supply line 6a and a negative current to the negative voltage power supply line 6b.

制御回路５は、直流電圧ＶＰ１が所定の正電圧になり、かつ直流電圧ＶＮ１が所定の負電圧になるように、非絶縁型インバータ３Ａを制御する。また、制御回路５は、正電圧給電線６ａの直流電圧ＶＰが所定の正電圧になり、かつ負電圧給電線６ｂの直流電圧ＶＮが所定の負電圧になるように、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２Ａを制御する。上述したように、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２が非絶縁型であり、その出力電圧の中間電位が接地電位である場合、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２Ａの出力電圧の中間電位も接地電位に合わせる必要がある。   The control circuit 5 controls the non-insulated inverter 3A so that the DC voltage VP1 becomes a predetermined positive voltage and the DC voltage VN1 becomes a predetermined negative voltage. Further, the control circuit 5 is configured so that the DC voltage VP of the positive voltage feeder 6a becomes a predetermined positive voltage and the DC voltage VN of the negative voltage feeder 6b becomes a predetermined negative voltage. The converter 2A is controlled. As described above, when the AC / DC converter 12 is a non-insulated type and the intermediate potential of the output voltage is the ground potential, the intermediate potential of the output voltage of the non-insulated DC / DC converter 2A needs to be matched with the ground potential. There is.

この実施の形態３では、インバータ３Ａ用のＤＣ／ＤＣコンバータ５０と直流給電線路６用のＤＣ／ＤＣコンバータ２Ａとを別々に設けたので、直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮを安定化させることができる。   In the third embodiment, since the DC / DC converter 50 for the inverter 3A and the DC / DC converter 2A for the DC power supply line 6 are provided separately, the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 is stabilized. Can do.

また、逆潮流可能な交流電圧を出力するように制御する必要があるインバータ３Ａへの電圧ＶＰ１−ＶＮ１よりも直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮを低くするなど、自由な電圧設計が可能となり、電気機器８の耐圧を下げることができる。   In addition, the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 can be made lower than the voltage VP1-VN1 to the inverter 3A that needs to be controlled so as to output an AC voltage that can be reversely flowed. The withstand voltage of the electric device 8 can be lowered.

また、１００Ｖの交流電圧で動作する電気機器や低い直流電圧で動作する電気機器に対しても本発明の給電システムを適用することができる。１００Ｖの交流電圧で動作する電気機器の多くは、交流電圧をＡＣ／ＤＣコンバータで直流電圧に変換し、直流電圧で本体部を動作させている。したがって、本実施の形態３と同様に、直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮをＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも高い電圧とし、直流給電線路６をＡＣ／ＤＣコンバータの出力ノードに並列に接続すればよい。   The power supply system of the present invention can also be applied to an electric device that operates with an AC voltage of 100 V and an electric device that operates with a low DC voltage. Many electrical devices that operate with an AC voltage of 100 V convert the AC voltage into a DC voltage with an AC / DC converter, and operate the main body with the DC voltage. Therefore, as in the third embodiment, the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 is set higher than the output voltage of the AC / DC converter, and the DC power supply line 6 is connected in parallel to the output node of the AC / DC converter. do it.

また、低い直流電圧で動作する電気機器は、交流電圧をＡＣ／ＤＣコンバータで直流電圧に変換し、その直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータで最適動作電圧に変換し、その最適動作電圧で本体部を動作させている。この場合は、直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮをＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも高い電圧に設定し、直流給電線路６をＡＣ／ＤＣコンバータの出力ノードに並列に接続すればよい。   Also, electrical equipment that operates at a low DC voltage converts AC voltage to DC voltage using an AC / DC converter, converts the DC voltage to an optimal operating voltage using a DC / DC converter, and uses the optimal operating voltage to transform the main unit. It is operating. In this case, the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 may be set to a voltage higher than the output voltage of the AC / DC converter, and the DC power supply line 6 may be connected in parallel to the output node of the AC / DC converter.

なお、この実施の形態３でも、実施の形態２で示したように、各電気機器８にスイッチ１５を追加してもよいことは言うまでもない。   Needless to say, in this third embodiment, as shown in the second embodiment, a switch 15 may be added to each electric device 8.

［実施の形態４］
図１２は、この発明の実施の形態４による給電システムの構成を示す回路ブロック図であって、図１１と対比される図である。図１２を参照して、この給電システムが図１１の給電システムと異なる点は、太陽電池１が太陽電池１Ａで置換され、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２Ａが除去されている点である。 [Embodiment 4]
FIG. 12 is a circuit block diagram showing a configuration of a power feeding system according to Embodiment 4 of the present invention, and is compared with FIG. Referring to FIG. 12, this power supply system is different from the power supply system of FIG. 11 in that solar cell 1 is replaced with solar cell 1A and non-insulated DC / DC converter 2A is removed.

太陽電池１Ａの正側出力端子１ａおよび負側出力端子１ｂは、それぞれ正電圧給電線６ａおよび負電圧給電線６ｂに直接接続される。絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、制御回路５によって制御され、太陽電池１Ａの出力電圧ＶＰ−ＶＮが最大電力動作電圧になるように最大電力点追従動作を行なう。直流給電線路６の直流電圧ＶＰ−ＶＮは、各電気機器８に給電される。制御回路５は、直流電圧ＶＰ１が所定の正電圧（たとえば、＋１８０Ｖ）になり、かつ直流電圧ＶＮ１が所定の負電圧（たとえば、−１８０Ｖ）になるように、非絶縁型インバータ３Ａの出力電流を制御する。また、制御回路５は、商用電力系統の電圧異常、スマートグリッド方式などの都合で非絶縁型インバータ３の出力電流を制御できない場合、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力電圧が所定の値以上(たとえば４００Ｖ以上)にならないように絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御する。   The positive output terminal 1a and the negative output terminal 1b of the solar cell 1A are directly connected to the positive voltage feed line 6a and the negative voltage feed line 6b, respectively. The insulation type DC / DC converter 50 is controlled by the control circuit 5 and performs the maximum power point tracking operation so that the output voltage VP-VN of the solar cell 1A becomes the maximum power operation voltage. The DC voltage VP-VN of the DC power supply line 6 is supplied to each electrical device 8. The control circuit 5 determines the output current of the non-insulated inverter 3A so that the DC voltage VP1 becomes a predetermined positive voltage (for example, + 180V) and the DC voltage VN1 becomes a predetermined negative voltage (for example, −180V). Control. In addition, when the control circuit 5 cannot control the output current of the non-insulated inverter 3 due to a voltage abnormality of the commercial power system, the smart grid system, or the like, the output voltage of the isolated DC / DC converter 50 is equal to or higher than a predetermined value ( For example, the insulation type DC / DC converter 50 is controlled so as not to exceed 400V.

この実施の形態４では、太陽電池１Ａの出力電圧をそのまま直流給電線路６に供給するので、太陽電池１Ａで生成された直流電圧を１００％の効率で電気機器８に供給することができる。   In this Embodiment 4, since the output voltage of the solar cell 1A is supplied to the DC power supply line 6 as it is, the DC voltage generated by the solar cell 1A can be supplied to the electric device 8 with 100% efficiency.

なお、この実施の形態４では、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ５０と非絶縁型のインバータ３Ａを使用したが、これに限定されるものではない。上述したように、非絶縁型のコンバータおよびインバータは、絶縁型のものよりも効率が良いが、感電や、地絡電流などの危険性を低減する安全性の観点からは絶縁型のものよりも劣る。したがって、効率を優先させる場合は非絶縁型を使用し、安全性を優先させる場合は絶縁型を使用すればよい。また、上述したように、商用電力系統への連携インバータ動作において、直流電圧が変動して漏電が起こる可能性があるので、直流給電線路６と交流給電線路７の間をインバータ部またはコンバータ部で絶縁することが安全面で好ましい。   In the fourth embodiment, the insulated DC / DC converter 50 and the non-insulated inverter 3A are used. However, the present invention is not limited to this. As described above, non-insulated converters and inverters are more efficient than isolated types, but they are more efficient than isolated types in terms of safety to reduce the risk of electric shock and ground fault current. Inferior. Therefore, the non-insulated type may be used when priority is given to efficiency, and the insulated type may be used when priority is given to safety. In addition, as described above, in the cooperative inverter operation to the commercial power system, there is a possibility that the DC voltage fluctuates and leakage occurs, so the inverter unit or the converter unit is used between the DC power supply line 6 and the AC power supply line 7. Insulation is preferable in terms of safety.

［実施の形態５］
図１の給電システムでは、各電気機器８のＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力設定電圧ＶＣ−ＶＤが他の電気機器８のＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力設定電圧ＶＣ−ＶＤとハードウェアなどの誤差の影響で微妙に異なるため、直流給電線路６の電圧ＶＰ−ＶＮが低下した場合には、１つのＡＣ／ＤＣコンバータ１２から直流給電線路６を介して各電気機器８に直流電力が供給されることになる。各ＡＣ／ＤＣコンバータ１２に電流制限回路を設けた場合は、１つのＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電流が制限されて出力電圧が低下すると、他のＡＣ／ＤＣコンバータ１２から直流電力が供給されることになる。いずれの場合も、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２の定格電流の設計が容易でない。この実施の形態５では、この問題の解決が図られる。 [Embodiment 5]
In the power supply system of FIG. 1, the output setting voltage VC-VD of the AC / DC converter 12 of each electrical device 8 is different from the output setting voltage VC-VD of the AC / DC converter 12 of the other electrical device 8 with respect to errors such as hardware. Since the voltage VP-VN of the DC power supply line 6 decreases due to the slight difference due to the influence, DC power is supplied to each electrical device 8 from the single AC / DC converter 12 via the DC power supply line 6. become. When each AC / DC converter 12 is provided with a current limiting circuit, when the output current of one AC / DC converter 12 is limited and the output voltage decreases, DC power is supplied from the other AC / DC converter 12. It will be. In either case, it is not easy to design the rated current of the AC / DC converter 12. In the fifth embodiment, this problem can be solved.

図１３は、この発明の実施の形態５による給電システムの構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図１３を参照して、この給電システムが図１の給電システムと異なる点は、各電気機器８にダイオード１６が追加されている点である。ダイオード１６のアノードは直流端子１０ａに接続され、そのカソードはコンバータ１２の出力ノード１２ｃに接続される。   FIG. 13 is a circuit block diagram showing a configuration of a power feeding system according to Embodiment 5 of the present invention, and is a diagram to be compared with FIG. Referring to FIG. 13, this power supply system is different from the power supply system in FIG. 1 in that a diode 16 is added to each electrical device 8. The anode of diode 16 is connected to DC terminal 10 a, and the cathode is connected to output node 12 c of converter 12.

図１４は、この給電システムの動作を示すタイムチャートであって、図６と対比される図である。図１４において、ＶＥはダイオード１６のカソードの実際の直流電圧である。太線はＶＥ−ＶＮを示し、細線はＶＰ−ＶＮを示し、点線はＶＣ−ＶＤを示している。直流電圧ＶＥ−ＶＮは、直流電圧ＶＰ−ＶＮとＡＣ／ＤＣコンバータ１２の出力設定電圧ＶＣ−ＶＤのうちの高い方の電圧と同じ電圧になる。また、この給電システムでは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２から直流給電線路６に電流が供給されないので、太陽電池１での発電が無い場合（時刻ｔ２〜ｔ３）、直流電圧ＶＰ−ＶＮが低下してしまう。   FIG. 14 is a time chart showing the operation of this power feeding system, and is a diagram contrasted with FIG. In FIG. 14, VE is an actual DC voltage at the cathode of the diode 16. The thick line indicates VE-VN, the thin line indicates VP-VN, and the dotted line indicates VC-VD. The DC voltage VE-VN is the same voltage as the higher one of the DC voltage VP-VN and the output setting voltage VC-VD of the AC / DC converter 12. Further, in this power supply system, since no current is supplied from the AC / DC converter 12 to the DC power supply line 6, the DC voltage VP-VN decreases when there is no power generation in the solar cell 1 (time t2 to t3). .

この実施の形態５では、各電気機器８にダイオード１６を設けたので、各電気機器８のＡＣ／ＤＣコンバータ１２から他の電気機器８に電流が流れるのを防止することができる。したがって、各電気機器８のＡＣ／ＤＣコンバータ１２の定格電流を容易に設計することができる。   In the fifth embodiment, since the diode 16 is provided in each electric device 8, it is possible to prevent a current from flowing from the AC / DC converter 12 of each electric device 8 to another electric device 8. Therefore, the rated current of the AC / DC converter 12 of each electric device 8 can be easily designed.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１，１Ａ 太陽電池、１ａ 正側出力端子、１ｂ 負側出力端子、２，２Ａ，５０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、３，３Ａ インバータ、４ 柱上トランス、５ 制御回路、６ 直流給電線路、６ａ 正電圧給電線、６ｂ 負電圧給電線、７ 交流給電線路、７ａ，７ｂ 交流給電線、８ 家庭用電気機器、１０ 直流接続口、１０ａ，１０ｂ 直流端子、１１ 交流接続口、１１ａ，１１ｂ 交流端子、１２，４０ ＡＣ／ＤＣコンバータ、１２ａ，１２ｂ 入力ノード、１２ｃ，１２ｄ 出力ノード、１３ 電源回路、１４ 本体部、１５ スイッチ、１６，３１〜３４，４６，４７ ダイオード、２０ 高周波ＰＷＭインバータ、２１ 絶縁トランス、２１ａ １次巻線、２１ｂ ２次巻線、２２ 整流回路、２３ 折り返しインバータ、３０ リアクトル、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 巻線、３５ コンデンサ、４１，４２ 電圧検出器、４３ 電流検出器、４８ 制御回路。   1, 1A solar cell, 1a positive output terminal, 1b negative output terminal, 2, 2A, 50 DC / DC converter, 3, 3A inverter, 4 pole transformer, 5 control circuit, 6 DC feed line, 6a positive voltage Feed line, 6b Negative voltage feed line, 7 AC feed line, 7a, 7b AC feed line, 8 Home electrical equipment, 10 DC connection port, 10a, 10b DC terminal, 11 AC connection port, 11a, 11b AC terminal, 12 , 40 AC / DC converter, 12a, 12b input node, 12c, 12d output node, 13 power supply circuit, 14 body, 15 switch, 16, 31-34, 46, 47 diode, 20 high frequency PWM inverter, 21 isolation transformer, 21a Primary winding, 21b Secondary winding, 22 Rectifier circuit, 23 Folding inverter, 30 Reactor, 3 a, 30b, 30c windings, 35 capacitors, 41 and 42 the voltage detector, 43 a current detector, 48 a control circuit.

Claims (7)

直流電力を出力する直流電源と、
前記直流電源で生成される直流電力を供給するための直流給電線と、
交流電力を供給するための交流給電線と、
前記交流給電線を介して供給される交流電力を直流電力に変換する交流／直流変換器、前記直流給電線を介して供給される直流電力と前記交流／直流変換器で生成される直流電力とを受ける電源端子、および前記電源端子を介して供給される直流電力によって駆動される本体部を含む電気機器とを備え、
前記交流／直流変換器は、前記直流給電線の電圧が変動した場合、前記電源端子の直流電圧が予め定められた電圧よりも低いときは前記電源端子に直流電力を供給し、前記電源端子の直流電圧が前記予め定められた電圧よりも高いときは前記電源端子への直流電力の供給を停止する、給電システム。 A DC power source that outputs DC power;
A DC power supply line for supplying DC power generated by the DC power supply;
AC power supply line for supplying AC power;
An AC / DC converter for converting AC power supplied via the AC power supply line to DC power, DC power supplied via the DC power supply line, and DC power generated by the AC / DC converter; A power supply terminal that receives the power supply, and an electric device including a main body driven by DC power supplied through the power supply terminal,
The AC / DC converter supplies DC power to the power supply terminal when the voltage of the DC power supply line fluctuates and the DC voltage of the power supply terminal is lower than a predetermined voltage. A power supply system that stops supply of DC power to the power supply terminal when a DC voltage is higher than the predetermined voltage. 前記電気機器は、
さらに、前記直流給電線に接続される直流端子、および
前記直流端子と前記電源端子の間に接続されたスイッチを含む、請求項１に記載の給電システム。 The electrical equipment is
The power supply system according to claim 1, further comprising: a DC terminal connected to the DC power supply line; and a switch connected between the DC terminal and the power supply terminal. 前記電気機器は、
さらに、前記直流給電線に接続される直流端子、および
アノードが前記直流端子に接続され、カソードが前記電源端子の間に接続されたダイオードを含む、請求項１に記載の給電システム。 The electrical equipment is
The power supply system according to claim 1, further comprising: a direct current terminal connected to the direct current power supply line; and a diode having an anode connected to the direct current terminal and a cathode connected between the power supply terminals. 前記直流電源は、
太陽光を直流電力に変換する太陽電池と、
前記太陽電池の出力端子と前記直流給電線との間に設けられる直流／直流変換器とを含む、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の給電システム。 The DC power supply is
A solar cell that converts sunlight into DC power;
4. The power feeding system according to claim 1, comprising a DC / DC converter provided between an output terminal of the solar cell and the DC power supply line. 5. さらに、前記直流電源と前記交流給電線との間に設けられ、前記直流電源で生成された直流電力のうちの余剰電力を交流電力に変換して前記交流給電線に供給する直流／交流変換器を備える、請求項４に記載の給電システム。   Furthermore, a DC / AC converter provided between the DC power supply and the AC power supply line, which converts surplus power of the DC power generated by the DC power supply into AC power and supplies the AC power to the AC power supply line The power feeding system according to claim 4, comprising: 前記直流電源は、太陽光を直流電力に変換して前記直流給電線に与える太陽電池を含む、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の給電システム。   The power supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the DC power source includes a solar battery that converts sunlight into DC power and supplies the DC power to the DC power supply line. さらに、前記太陽電池の出力端子に接続される直流／直流変換器と、
前記直流／直流変換器で生成された直流電力のうちの余剰電力を交流電力に変換して前記交流給電線に供給する直流／交流変換器とを備える、請求項６に記載の給電システム。 And a DC / DC converter connected to the output terminal of the solar cell;
The power supply system according to claim 6, further comprising: a DC / AC converter that converts surplus power of the DC power generated by the DC / DC converter into AC power and supplies the AC power to the AC power supply line.
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