JP2015149796A - Ｄｃ／ａｃコンバータの制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】商用電源と太陽光発電とを組み合わせ、商用電源からの電力を継続的に負荷に供給する非常用電源回路とし、及び太陽光発電からの電力を安定的に負荷に供給する省エネルギー回路とし、バッテリーの劣化も回避する簡易なＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路を提供する。【解決手段】太陽光発電システム２の充電回路８を構成するバッテリー５が第１ダイオード７ａを経由してＤＣ／ＡＣコンバータ４に接続され、交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３が接続された商用電源６が第２ダイオード７ｂを経由してＤＣ／ＡＣコンバータ４に接続され、ＤＣ／ＡＣコンバータ４は、バッテリー電圧値（Ｖ０）に対するＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３の電圧値（Ｖ）が選択されて設定されることで、一次電源がバッテリー５と商用電源６とで切り換えられて負荷１１に交流電力を瞬停することなく供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路に係り、特に、太陽光発電システム及び商用電源に接続され、例えば災害発生時における救援車輌に搭載された、無線ＬＡＮシステムの通信装置などの負荷に電力を供給するＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路に関する。

地震、台風、竜巻等の災害が発生した場合に、無線ＬＡＮシステムを搭載した救援車輌を、例えば僻地や山岳地帯などの被災地に派遣させる救援システムが検討されている。図４に、災害発生時において、救急車輌２２を被災地に派遣して無線ＬＡＮシステムにより防災基地２１と交信する通信システム２０を概略説明図にて示す。救急車輌２２には、屋根（ルーフ）２８上に無線通信用のパラボラアンテナ２３ａが備え付けられ、防災基地２１に備えられている無線通信用のパラボラアンテナ２３ｂと通信が可能である。この救援車輌２２は、災害の状況などの被災地情報を、救援活動を行う公共機関に迅速かつ的確に連絡するという任務、及び、救援物資の情報や公共機関等による救援活動状況を、被災地の避難民に迅速かつ的確に伝達するという任務を負う。従って、この救援システムに用いられる救援車輌は「災害発生時においても通信手段が途絶しない電力供給システム」を備えることが必須となる。なぜならば、無線ＬＡＮシステムそのものは災害に強いが、災害時において発生する停電や自家発電装置の破壊などにより電力供給が途絶したのでは「災害に強い情報伝達システム」として十分に機能しないからである。

被災地において商用電源或いは自家発電を使用して無線ＬＡＮシステムによる通信を行う際に、「災害発生時においても通信手段が途絶しない電力供給システム」とするには、まず、停電により通信手段が途絶しない対策を講じなければならない。この停電の原因は、地震、台風、竜巻等のいわゆる「天災」だけではなく、交通事故や火事、爆発などのいわゆる「人災」による原因も含まれる。また、停電には、復旧するまでの時間だけ継続する停電だけではなく、電源からの電力供給や通信回線の接続が一瞬途切れるという停電があり「瞬停」と呼ばれている。この「瞬停」は「瞬断」や「瞬電」とも称される場合がある。また、完全に電力の供給が停止する停電ではないが一次的に電圧が低下する「瞬時電圧低下」もある。

これらの瞬停による停電や瞬時電圧低下への対応策として、電源と負荷との間にＵＰＳと称される「無停電電源装置」を設置することが行われている。これは、瞬停が発生した場合に無停電電源装置の電力に自動的に切り替え瞬停の影響を防止する装置である。この無停電電源装置は、入力電源が断になった場合にも、一定時間、接続されている負荷に対して停電することなく電力を供給し続ける電源装置である。そして、無停電電源装置は、商用電源から電力を受ける装置と、電力を蓄積する装置と、この双方の装置のいずれかから一定規格の電力を供給する装置から構成されるのが一般的である。

特許文献１には、電源電圧の瞬停や瞬時電圧低下に対する反応が速く、小型でかつ安価な瞬停・瞬時電圧低下対策ユニットが開示されている。ここでは、入力側が交流電源に接続されると共に出力側がモータを駆動する駆動回路に接続され交流電源からの交流電力を直流電力に変換して駆動回路に供給する整流器と、整流器と駆動回路との間に接続されるコンデンサユニットとで瞬停・瞬時電圧低下対策ユニットを構成し、通常はコンデンサユニットを充電しておき、瞬停及び瞬時電圧低下時にはコンデンサユニットから放電される電力によって装置の運転を継続することが記載されている。

また、瞬停が発生した場合にバッテリーバックアップ方式により電圧降下分を補償する技術が考案されている。例えば、特許文献２には、直流電源の障害発生時に負荷に直流電力を供給する為のバックアップ電源回路に関し、ダイオードの順方向電圧降下分を補償するような電圧でバックアップ電源回路を構成する大容量コンデンサを充電することが開示されている。ここでは、直流電源ＰＷから第１のダイオードＤ１を介して負荷ＬＤに直流電力を供給すると共に、大容量コンデンサＣ１を充電し、直流電源ＰＷの障害発生により大容量コンデンサＣ１から負荷ＬＤに直流電力を供給するバックアップ電源回路であって、直流電源ＰＷから第１のダイオードＤ１をバイパスして大容量コンデンサＣ１を、直流電源ＰＷの出力電圧より高い電圧として充電する充電回路ＣＨと、大容量コンデンサＣ１と負荷ＬＤとの間に接続した第２のダイオードＤ２とを備えることが記載されている。

さらに、上述した「災害に強い情報伝達システム」として無線ＬＡＮシステムを導入した通信装置に再生可能エネルギーである太陽光発電システムを組み合わせることが提案されている。すなわち、商用電力と蓄電池とを用いた無停電電源装置において外部直流電源として太陽光発電による電力を利用した技術である。図４には、太陽光発電システム２の実施例として、地上設置型太陽電池パネル２４及び車輌取付け型太陽電池パネル２５が示されているが、これらの実施例に限らず、他の形式の太陽光発電システム２であっても良い。地上設置型太陽電池パネル２４は、太陽光２７の動きに追従可能な反射板２６により反射された太陽光２７を受けて発電する。車輌取付け型太陽電池パネル２５は、被災地において救援車輌２２の屋根(ルーフ)２８上に取り付けられて太陽光２７により発電する。これらの太陽光発電システムは、再生可能エネルギーのなかでも災害時において信頼性の高いエネルギー供給が可能なエネルギー資源といえる。

例えば、特許文献３には、商用電力と蓄電池電力を両方無間断に利用できる無停電電源装置によって、太陽光発電電力と深夜電力を利用することが開示されている。ここでは、商用電力を常時に利用する目的とし、交流電源の電力を直流電力に変換し蓄電池を充電する同時に、交流電源を出力して利用し、停電が発生する際、蓄電池の電力を交流電力に変換し出力するように切り替える構造部、及び、太陽光発電電力及び深夜電力によって充電される蓄電池電力を利用目的とし、交流電源の電力をタイマー設定によって特定な時間帯に直流電力に変換し蓄電池を充電すると、太陽電池発電力による蓄電池を充電すると、蓄電池からの電力を交流電力に変換し、また、蓄電池の電圧が所定電圧より低下する際、商用電力の利用へ切り替える構造部から構成されることが記載されている。

従来、太陽光発電システムは、屋根に設置される固定式のパネル、「メガソーラ」と称される大規模な発電施設が開発され実用化されてきた。これらの太陽光発電パネルに用いられる太陽電池の材料には主にシリコンが用いられる。上述した屋根に設置される固定式パネルやメガソーラなどの太陽光発電パネルにはアモルファス（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）シリコンが用いられている。一方、結晶シリコンを用いてシリコン層の厚みを薄くしたフィルム型太陽電池パネルが実用化されている。薄膜にしたことでフィルムのような可撓性が得られることからフィルム型太陽電池パネルという。このフィルム型太陽電池パネルは、重量が軽くフレキシブルであるため小型軽量であり可搬性が高く、太陽光発電システムの新たな用途への展開が期待される。図４に示される太陽光発電システム２の実施例である、地上設置型太陽電池パネル２４及び車輌取付け型太陽電池パネル２５において、可搬型のフィルム型太陽電池パネルが利用可能である。つまり、これらの太陽光発電システム２を救急車輌２２に運び入れて運搬し、被災地にて救急車輌２２から運び出すのが小型軽量ゆえに容易である。また、救急車輌２２の屋根(ルーフ)に取付けたり、地上に設置したり、使用後に救急車輌２２に仕舞い込むのも短時間でかつ少ない作業者ででき、救急車輌２２が出動した際の緊急性に対応した機器といえる。

特許文献４にフィルム型太陽電池パネルを利用した太陽光発電システム２の実施例を示す。被災地などにおいて、被災者や高齢者の移送或いは避難用具や援助物資の運搬に限らず多目的な使用が可能であり、太陽光発電装置として容易に移動可能な太陽電池モジュール搭載型運搬車両が開示されている。そして、この太陽電池モジュール搭載型運搬車両にはフィルム型太陽電池パネルが搭載される。この運搬車両は、車輪が取り付けられた荷台に運搬物を載せ、運搬者がハンドルを保持しながら運搬物を運搬し、荷台の表面に着脱自在に搭載される太陽電池モジュールと、運搬時には荷台の裏面に収納され、停止時には脚部が荷台の下方に突出する第１支持フレームと、荷台の先端部に設けられ停止時には脚部が荷台２の下方に突出する第２支持フレームと、を備え、荷台は、停止時に第１支持フレーム６及び第２支持フレームのそれぞれの脚部により所定の傾斜角を形成して支持される。

特開２００２−９５１８０号公報 特開２００４−２２２４４７号公報 特開２０１３−３４３５２号公報 特開２０１３−１２５７５８号公報

上述したように、例えば、被災地において商用電源、或いは自家発電を使用して無線ＬＡＮシステムによる通信を行う際には、停電により通信手段が途絶しないような対策を講じなければならない。例えば、商用電源等を一次電源として無線通信を行う場合には、停電が発生すると通信が途絶えてしまうという問題がある。また、停電の発生によりバックアップ電源等に切り替える際に電力が「瞬停」すると一瞬であっても通信が途絶するという問題がある。さらに、商用電源に発生した停電をバックアップするためのバッテリー等は電力の供給量が大きく十分に充電されていなければ、長時間に亘る通信手段の途絶を十分に回避できない。すなわち、非常時のバックアップ電源として活用するためには持続性が要求される。

太陽光発電システムは、発生するエネルギーが季節や天候に左右されるという特性があり、悪天候や電圧が低下する場合がある。このため安定的なエネルギー資源とはいえない。例えば、太陽光発電を一次電源として無線通信を行う場合には、電圧低下により通信が不能になってしまうという問題がある。また、電圧低下によりバックアップ電源等に切り替える際に電力が瞬停すると一瞬であっても通信が途絶えてしまうという問題がある。さらに、太陽光発電のバッテリーに発生した電圧低下を商用電源にてバックアップする場合にはバッテリーの過放電を保護しなければ自己放電が進行して再度使用する場合に復帰できなくなるという問題がある。すなわち、太陽光発電をエコノミカルな電源として活用するためには安定性が要求される。

さらに、本発明に係るＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、例えば、災害時に現場に持ち込む無線通信機器に電力を供給する制御回路として活用される。その場合には、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、軽量であり持ち運び易いことが要求される。つまり、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、装置として簡易な構成であることが望まれる。

本願の目的は、かかる課題を解決し、商用電源と太陽光発電とを組み合わせ、商用電源からの電力を継続的に負荷に供給する非常用電源回路とし、及び太陽光発電からの電力を安定的に負荷に供給する省エネルギー回路とし、バッテリーの劣化も回避する簡易なＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係るＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、太陽光発電システムの充電回路を構成するバッテリーが第１のダイオードを介してＤＣ／ＡＣコンバータに接続され、交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器が接続された商用電源が第２のダイオードを介してＤＣ／ＡＣコンバータに接続され、ＤＣ／ＡＣコンバータは、バッテリー電圧値に対するＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器の電圧値が選択されて設定されることで、一次電源をバッテリーと商用電源とで切り換えられて負荷に交流電力を供給することを特徴とする。

上記構成により、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路を、商用電源の非常用バックアップ回路として活用するか、或いは太陽光発電によりエネルギーをよりエコノミカルに使用するかを容易に選択することができる。つまり、太陽光発電システムの充電回路を構成するバッテリーを第１のダイオードを介してＤＣ／ＡＣコンバータに接続させ、かつ、交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器が接続された商用電源を第２のダイオードを介してＤＣ／ＡＣコンバータに接続させる。これにより、ＤＣ／ＡＣコンバータは、いずれの電源からも電力を受けることができる。そして、いずれの電力を受けるかは、商用電源の電圧値に対してバッテリーの電圧値を選択するという簡易な方法により実現される。このように、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器によりバッテリー電圧値に対する商用電源の電圧値が選択されて設定されることで、商用電源とバッテリーとのいずれの電力がＤＣ／ＡＣコンバータに供給されるかが決定され、相互に切り替えることができる。

また、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、太陽光発電システムのバッテリー電圧値は、システム電圧値に調整幅を加減した値に設定され、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器の電圧値は、バッテリー電圧値を越える値とするか、又はバッテリー電圧値未満の値のいずれかに設定されることが好ましい。これにより、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器により商用電源の電圧値を容易に選択して設定でき、この簡易な操作によりＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路を商用電源の非常用バックアップ回路として活用するか、或いは太陽光発電により電気をよりエコノミカルに仕様するかを容易に選択することができる。

また、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器により選択された電圧値が太陽光発電システムのバッテリー電圧値より高い場合には、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器からＤＣ／ＡＣコンバータに直流電力が供給されることが好ましい。このように、一次電源として商用電源を「主」とし太陽光発電を「従」とすることで、商用電源の停電による無線通信のトラブルを太陽光発電により自動的に防止する「継続的」な無停電電源回路が可能となる。

また、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、商用電源が停電した場合には、瞬停を発生させずにバッテリーからＤＣ／ＡＣコンバータに直流電力が補給されることが好ましい。すなわち、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器により選択された電圧値を太陽光発電システムのバッテリー電圧値より高くすることでバッテリーからＤＣ／ＡＣコンバータに直流電力が自動的に補給され、瞬停を起こさずに切り替えられる。これにより、例えば無線通信等の負荷においてのトラブルを回避することができる。

また、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、第３のダイオードが回路内に設けられ、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器から一部の電流が第３のダイオードを介してバッテリーに流れ、バッテリーの過放電を保護することが好ましい。これにより、バッテリーの過放電を防止し、バッテリーの自己放電が進行し、再度使用する場合に復帰できないという状況を回避できる。

また、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器により選択された電圧値が太陽光発電システムのバッテリー電圧値より低い場合には、バッテリーからＤＣ／ＡＣコンバータに直流電力が供給されることが好ましい。これにより、一次電源として太陽光発電システムを「主」とし商用電源を「従」とすることで、発電量が日照に依存する太陽光発電の欠点を商用電源で自動的に補充する「安定的」な太陽光発電回路が可能となる。

また、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、バッテリー電圧値が降下した場合には、瞬停を発生させずにＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器からＤＣ／ＡＣコンバータに直流電力が補給されることが好ましい。すなわち、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器により選択された電圧値を太陽光発電システムのバッテリー電圧値より低くすることで商用電源からＤＣ／ＡＣコンバータに直流電力が自動的に補給され、瞬停等を起こさずに切り替えられる。これにより、例えば無線通信等の負荷においての瞬停等のトラブルを回避することができる。

さらに、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路は、第３のダイオードが回路内に設けられ、バッテリー電圧値が降下した場合には、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器から一部の電流が第３のダイオードを介してバッテリーに流れ、バッテリーの過放電を保護することが好ましい。これにより、バッテリーの過放電を防止し、バッテリーの自己放電が進行し、再度使用する場合に復帰できないという状況を回避できる。

以上のように、本発明に係るＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路によれば、商用電源と太陽光発電とを組み合わせ、商用電源からの電力を継続的に負荷に供給する非常用電源回路とし、及び太陽光発電からの電力を安定的に負荷に供給する省エネルギー回路とし、バッテリーの劣化も回避する簡易なＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路を提供することができる。

本発明に係るＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路の１つの実施形態の概略構成を示す説明図である。 ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器により選択された電圧値が太陽光発電システムのバッテリー電圧値より高い場合の電流の流れを示す説明図である。 ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器により選択された電圧値が太陽光発電システムのバッテリー電圧値より低い場合の電流の流れを示す説明図である。 災害発生時において、救急車輌を派遣して無線ＬＡＮにより防災基地と交信する通信システムを示す概略説明図である。

以下に、図面を用いて本発明に係るＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路１を詳細に説明する。

図１に、本発明に係るＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路１の１つの実施形態の概略構成を示す。ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路１は、太陽光発電システム２及び商用電源６を一次電源として使用し、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３及びＤＣ／ＡＣコンバータ４を構成要素とする。そして、太陽光発電システム２は、太陽電池パネル１０と、コントローラ９、及びバッテリー５から構成される。このバッテリー５は、太陽光発電システム２の充電回路８を構成し、バッテリー電圧値（Ｖ_０）により充電される。このバッテリー電圧値（Ｖ_０）は、バッテリー５の種類及び接続方法などによりその定格電圧が変わり、定格電圧は、例えば１２Ｖ，２４Ｖ，４８Ｖなどがある。本明細書では、この定格電圧を２４Ｖと設定して説明する。一方、商用電源６は、コンセント１３にプラグ１２を差し込むことで交流電力として得られる。ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３は、商用電源６の交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力の電圧値（Ｖ）を調整する。後述するように、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３の電圧値（Ｖ）により、バッテリー５の電源又は商用電源６のいずれかが一次電源となる。そして、ＤＣ／ＡＣコンバータ４は、バッテリー５の電源又はＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３のいずれかから供給される直流電力を交流電力に変換して機器等の負荷１１に交流電力を供給する。

本実施形態では、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路１は、地震、台風、竜巻等の災害が発生した場合に、例えば僻地や山岳地帯などの被災地に派遣させる救援車輌（図示せず）に搭載される無線ＬＡＮシステムに用いられるが、これに限らない。そして、この救援車輌には、小型軽量で可搬性に優れたフィルム型太陽電池パネル１０が用いられる。フィルム型太陽電池パネル１０は、小型軽量であるため容易に運ぶことができる。例えば、救援車輌の屋根に載置されても良く、救援車輌の周囲の地面等に配置されてもよい。この太陽光発電システム２、及び商用電源６により無線ＬＡＮシステムが稼働し、災害の状況などの被災地情報を、救援活動を行う公共機関等に迅速かつ的確に連絡し、救援物資の情報や公共機関による救援活動状況を、被災地の避難民に迅速かつ的確に伝達することができる。このように、救援車輌は、被災地を機動的に回る中継車として威力を発揮する。

ＤＣ／ＡＣコンバータ４は、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３により電圧値（Ｖ）が選択されて設定されることで、一次電源がバッテリー５とＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３とで切り換えられて負荷１１に交流電力を供給する。すなわち、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３により選択された電圧値（Ｖ）が太陽光発電システム２のバッテリー電圧値（Ｖ_０）より高い場合には、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３からＤＣ／ＡＣコンバータ４に直流電力が供給される。一方、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３により選択された電圧値（Ｖ）が太陽光発電システム２のバッテリー電圧値（Ｖ_０）より低い場合には、バッテリー５からＤＣ／ＡＣコンバータ４に直流電力が供給される。

このように、ＤＣ／ＡＣコンバータ４は、バッテリー５又は商用電源６のいずれの電源からも電力を受けることができる。そして、いずれの電力を受けるかは、バッテリー５の電圧値（Ｖ_０）に対してＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３の電圧値（Ｖ）を選択するという簡易な方法により実現される。このように、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３によりバッテリー電圧値（Ｖ_０）に対するＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３の電圧値（Ｖ）が選択されて設定されることで、商用電源６とバッテリー５とのいずれの電力がＤＣ／ＡＣコンバータ４に供給されるかが決定され、相互に切り替えることができる。

太陽光発電システム２のバッテリー電圧値（Ｖ_０）は、システム電圧値に調整幅を加減した値に設定される。ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３は、その電圧値（Ｖ）を、調整幅（α）を加えたバッテリー電圧値（Ｖ_０＋α）を越える値とするか、又は調整幅(β)を減じたバッテリー電圧値（Ｖ_０−β）未満の値のいずれかにする。例えば、システム電圧値が２４Ｖである場合に調整幅(α，β)をそれぞれ１Ｖとし、調整幅(α，β)を加減したバッテリー電圧値（Ｖ_０）を２３Ｖ〜２５Ｖとし、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３の電圧値（Ｖ）を、バッテリー電圧値（Ｖ_０）を越える値として２６Ｖとしても良く、バッテリー電圧値（Ｖ_０）未満の値として２２Ｖとしても良い。

本実施形態では、ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路１には、第１ダイオード７ａ、第２ダイオード７ｂ、及び第３ダイオード７ｃが設けられる。バッテリー５は、第１ダイオード７ａを介してＤＣ／ＡＣコンバータ４に接続される。この第１ダイオード７ａは、バッテリー５からＤＣ／ＡＣコンバータ４に直流電力を送る。また、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３は、第２ダイオード７ｂを介してＤＣ／ＡＣコンバータ４に接続される。この第２ダイオード７ｂは、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３により変換された直流電力をＤＣ／ＡＣコンバータ４に送る。さらに、第３ダイオード７ｃは、商用電源６からの電流の一部をバッテリー５に流すことで、バッテリー５の過放電を保護し、バッテリー５の劣化を防ぎ長寿命化させる、という役割を有する。

図２にＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３により選択された電圧値（Ｖ）が太陽光発電システム２のバッテリー電圧値（Ｖ_０）より高い場合の電気の流れを示す。例えば、バッテリー電圧値（Ｖ_０）を２３Ｖ〜２５Ｖとした場合に、選択された電圧値（Ｖ）を２６Ｖとした場合であり、図２に示す電力供給経路（Ａ１，Ａ２，Ａ３）を辿りＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３より負荷１１に電力が供給される。すなわち、商用電源６からの交流電力がＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３により直流に変換され、第２ダイオード７ｂを介してＤＣ／ＡＣコンバータ４に供給される。

この場合に、第３ダイオード７ｃを介した電力の供給経路（Ｂ１）を辿ってバッテリー５にも微小電流が流れる。すなわち、商用電源６から電力が供給している状態の際には、第３ダイオード７ｃを配置することでバッテリー５にも微小の電力が自動的に供給される。この微小電流により太陽光発電システム２が長期間休止状態であったとしてもバッテリー５の過放電を防止し、バッテリー５を劣化させない回路構成となっている。

この電力の供給状態において商用電源６が停電した場合には、図２に示す電力供給経路（Ｃ１，Ｃ２）を辿りバッテリー５から負荷１１に電力が供給される。瞬停を含む停電を発生させずにバッテリー５からＤＣ／ＡＣコンバータ４に直流電力が補給される。すなわち、停電によりＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３により変換される電気が途絶えるため電圧がゼロになるか低下する。そうすると、自動的にバッテリー５からの電気が第１ダイオード７ａを介して流れ、ＤＣ／ＡＣコンバータ４に直流電力が補給される。この際に、一次電源として商用電源６からバッテリー５に切り替えられるが、この切替えは電圧値の変化により自動的に行われるため瞬停等の現象は生じない。

図３にＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３により選択された電圧値（Ｖ）が太陽光発電システム２のバッテリー電圧値（Ｖ_０）より低い場合の電気の流れを示す。例えば、バッテリー電圧値（Ｖ_０）を２３Ｖ〜２５Ｖとした場合に、選択された電圧値（Ｖ）を２２Ｖとした場合であり、図３に示す電力供給経路（Ｄ１，Ｄ２）を辿りバッテリー５から負荷１１に電力が供給される。すなわち、バッテリー５からの直流電力が第１ダイオード７ａを介してＤＣ／ＡＣコンバータ４に供給される。

この電力の供給状態においてバッテリー電圧値（Ｖ_０）が降下した場合には、瞬停を含む停電を発生させずにＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３からＤＣ／ＡＣコンバータ４に直流電力が補給される。すなわち、夜間或いは曇天などによりバッテリー電圧値（Ｖ_０）が降下すると、図３に示す電力供給経路（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）を辿り自動的にＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）３からの電気が第２ダイオード７ｂを介して流れ、ＤＣ／ＡＣコンバータ４に直流電力が補給される。この際に、一次電源としてバッテリー５から商用電源６に切り替えられるが、この切替えは電圧値の変化により自動的に行われるため瞬停等の現象は生じない。

この場合に、第３ダイオード７ｃを介した電力の供給経路（Ｆ１）を辿ってバッテリー５にも微小電流が流れる。すなわち、バッテリー５から電力が供給している状態の際に、夜間或いは曇天などによりバッテリー電圧値（Ｖ_０）が降下すると、バッテリー５にも微小の電力が自動的に供給される。例えば、バッテリー電圧値（Ｖ_０）が２２Ｖ未満に降下すると、自動的にバッテリー５への電力供給が開始される。これも第３ダイオード７ｃを配置することで実現される。これにより、夜間或いは曇天などによりバッテリー５に長時間電力が供給されない状態であったとしてもバッテリー５を劣化させない回路構成となっている。

このように、本ＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路に第３ダイオード７ｃを所定の向きに設置することで、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器３により選択された電圧値（Ｖ）の如何に拘わらずバッテリー５の過放電を防止する機能が動作する。これにより、バッテリー５の自己放電が進行し、再度使用する場合に復帰できないという状況が回避できる。

１ （ＤＣ／ＡＣコンバータの）制御回路、２ 太陽光発電システム、３ ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器（ＡＶＲ）、４ ＤＣ／ＡＣコンバータ、５ バッテリー、６ 商用電源、７ ダイオード，７ａ 第１ダイオード，７ｂ 第２ダイオード，７ｃ 第３ダイオード、８ 充電回路、９ コントローラ、１０ (フィルム型)太陽電池パネル、１１ 負荷、１２ プラグ、１３ コンセント、２０ 災害時の無線ＬＡＮによる通信システム、２１ 防災基地、２２ 救援車輌、２３ａ，２３ｂ パラボラアンテナ、２４ 地上設置型太陽電池パネル、２５ 車輌取付け型太陽電池パネル、２６ 反射板、２７ 太陽光、２８ 屋根（ルーフ）、Ａ１，Ａ２，Ａ３ 商用電源からの電力供給経路、Ｂ１，Ｆ１ バッテリーへの電力供給経路、Ｃ１，Ｃ２ 商用電源が停電した場合のバッテリーからの電力供給経路、Ｄ１，Ｄ２ 太陽電池パネルからの電力供給が大きい場合の電力供給経路、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３ 夜間又は曇天によりバッテリー電圧が低下した場合の電力供給経路、Ｖ ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器の電圧値、Ｖ_０ バッテリー電圧値、α，β （商用電源の電圧値の）調整幅。

Claims (8)

1. 太陽光発電システムの充電回路を構成するバッテリーが第１のダイオードを介してＤＣ／ＡＣコンバータに接続され、
   交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器が接続された商用電源が第２のダイオードを介してＤＣ／ＡＣコンバータに接続され、
   ＤＣ／ＡＣコンバータは、バッテリー電圧値に対するＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器の電圧値が選択されて設定されることで、一次電源をバッテリーと商用電源とで切り換えられて負荷に交流電力を供給することを特徴とするＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路。
2. 請求項１に記載のＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路であって、太陽光発電システムのバッテリー電圧値は、システム電圧値に調整幅を加減した値に設定され、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器の電圧値は、バッテリー電圧値を越える値とするか、又はバッテリー電圧値未満の値のいずれかに設定されることを特徴とするＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路。
3. 請求項１又は２に記載のＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路であって、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器により選択された電圧値が太陽光発電システムのバッテリー電圧値より高い場合には、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器からＤＣ／ＡＣコンバータに直流電力が供給されることを特徴とするＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路。
4. 請求項３に記載のＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路であって、商用電源が停電した場合には、瞬停を発生させずにバッテリーからＤＣ／ＡＣコンバータに直流電力が補給されることを特徴とするＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路。
5. 請求項３又は４に記載のＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路であって、第３のダイオードが回路内に設けられ、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器から一部の電流が第３のダイオードを介してバッテリーに流れ、バッテリーの過放電を保護することを特徴とするＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路。
6. 請求項１又は２に記載のＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路であって、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器により選択された電圧値が太陽光発電システムのバッテリー電圧値より低い場合には、バッテリーからＤＣ／ＡＣコンバータに直流電力が供給されることを特徴とするＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路。
7. 請求項６に記載のＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路であって、バッテリー電圧値が降下した場合には、瞬停を発生させずにＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器からＤＣ／ＡＣコンバータに直流電力が補給されることを特徴とするＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路。
8. 請求項６又は７に記載のＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路であって、第３のダイオードが回路内に設けられ、バッテリー電圧値が降下した場合には、ＡＣ／ＤＣ自動電圧調整器から一部の電流が第３のダイオードを介してバッテリーに流れ、バッテリーの過放電を保護することを特徴とするＤＣ／ＡＣコンバータの制御回路。

Images