JP2015156791A - 電力変換装置及び太陽光モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の実施例に係る電力変換装置は、太陽電池モジュールからの直流電源を変換するコンバータ部と、コンバータ部内のサージ電圧を制限するクランプ部と、コンバータ部を制御する制御部とを含む。これによって、コンバータ部の動作によるサージ電圧を制限できるようになる。
【選択図】図16A
Description
Claims (20)
- 太陽電池モジュールからの直流電源を変換するコンバータ部と、
前記コンバータ部内のサージ電圧を制限するクランプ部と、
前記コンバータ部を制御する制御部と、を含むことを特徴とする、電力変換装置。 - 前記コンバータ部は、1次側インダクタ、2次側インダクタ、及び前記1次側インダクタと接地端との間に接続されるスイッチング素子を備え、
前記クランプ部は、
前記1次側インダクタと前記スイッチング素子との間に一端が接続される第1クランプダイオードと、
前記第1クランプダイオードの他端と前記1次側インダクタの入力端との間に接続されるクランプキャパシタと、
前記第1クランプダイオードの他端と前記2次側インダクタとの間に接続される第2クランプダイオードと、を含む、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記コンバータ部は、1次側インダクタ、2次側インダクタ、及び前記1次側インダクタと接地端との間に接続されるスイッチング素子を備え、
前記クランプ部は、
前記1次側インダクタと前記スイッチング素子との間に一端が接続される第1クランプダイオードと、
前記第1クランプダイオードの他端と接地端との間に接続されるクランプキャパシタと、
前記第1クランプダイオードの他端と前記2次側インダクタとの間に接続される第2クランプダイオードと、を含む、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記コンバータ部は、前記スイッチング素子のオンによって、前記1次側インダクタにエネルギーを貯蔵し、前記スイッチング素子のオフによって、前記1次側インダクタに貯蔵されたエネルギーを前記2次側インダクタを介して出力し、
前記クランプ部は、
前記スイッチング素子のターンオン又はターンオフ時に発生する前記サージ電圧を、前記第1クランプダイオードを経て前記クランプキャパシタに格納し、
前記スイッチング素子のオフ時に、前記クランプキャパシタに格納された前記サージ電圧を、前記第2クランプダイオードを介して出力する、請求項2又は3に記載の電力変換装置。 - 前記1次側インダクタ及び前記2次側インダクタと、前記スイッチング素子と、前記1次側インダクタと前記2次側インダクタとの間に接続されて一方向導通を行う出力ダイオードとを備えるタップインダクタコンバータを含む、請求項2又は3に記載の電力変換装置。
- 前記コンバータ部は、前記1次側インダクタ及び前記2次側インダクタと、前記スイッチング素子とを備えるフライバックコンバータを含む、請求項2又は3に記載の電力変換装置。
- 前記クランプ部は、
前記コンバータ部のスイッチング素子のターンオン又はターンオフ時に発生する前記サージ電圧を一時格納するクランプキャパシタを備え、
前記コンバータ部の前記スイッチング素子のオフ時に、前記クランプキャパシタに格納された前記サージ電圧を出力する、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記コンバータ部は、
複数のインターリービングコンバータと、
前記インターリービングコンバータ内のサージ電圧を制限する複数のクランプ部と、を備える、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記コンバータ部は、前記直流電源を電力変換して、擬似直流電源を出力し、
前記制御部は、前記複数のインターリービングコンバータの前記スイッチング素子を駆動するためのデューティに基づいて、前記複数のインターリービングコンバータのスイッチング素子に対するスイッチング周期を可変する、請求項8に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、前記デューティが大きくなるほど、前記スイッチング周期が長くなるように設定する、請求項9に記載の電力変換装置。
- 前記コンバータ部は、前記直流電源を電力変換して、擬似直流電源を出力し、
前記制御部は、前記出力される擬似直流電源が、目標サイン波形に追従するように、前記コンバータ部を制御する、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、前記インターリービングコンバータのスイッチング素子に対する零電流スイッチングまたは零電圧スイッチングのために、前記スイッチング周期を可変する、請求項8に記載の電力変換装置。
- 前記コンバータ部に入力される入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
前記コンバータ部から出力される出力電圧を検出するdc端電圧検出部と、をさらに含み、
前記制御部は、前記検出される入力電圧及び前記検出される出力電圧に基づいて、前記インターリービングコンバータのスイッチング素子がターンオン及びターンオフされた後、前記スイッチング素子に流れる電流または前記スイッチング素子の両端の電圧のゼロクロッシングタイミングを演算し、前記ゼロクロッシングタイミングに基づいて、前記スイッチング周期を可変する、請求項8に記載の電力変換装置。 - 前記コンバータ部から出力される電圧を格納するキャパシタと、
前記キャパシタに格納された電圧を用いて、交流電源を出力するインバータ部と、
前記インバータ部からの前記交流電源をフィルタリングして出力するフィルタ部と、をさらに含み、
前記制御部は、前記コンバータ部及び前記インバータ部を制御する、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記太陽電池モジュールからの前記直流電源が入力される少なくとも1つのバイパスダイオードをさらに含み、
前記コンバータ部は、前記バイパスダイオードからの前記直流電源を電力変換する、請求項1に記載の電力変換装置。 - 複数の太陽電池を備える太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールの背面に付着され、前記太陽電池モジュールから供給される直流電源を電力変換して出力する電力変換モジュールを備えるジャンクションボックスと、を含み、
前記電力変換モジュールは、
前記太陽電池モジュールからの前記直流電源が入力される少なくとも1つのバイパスダイオードと、
前記バイパスダイオードからの前記直流電源を変換するコンバータ部と、
前記コンバータ部内のサージ電圧を制限するクランプ部と、
前記コンバータ部を制御する制御部と、を含むことを特徴とする、太陽光モジュール。 - 前記コンバータ部は、1次側インダクタ、2次側インダクタ、及び前記1次側インダクタと接地端との間に接続されるスイッチング素子を備え、
前記クランプ部は、
前記1次側インダクタと前記スイッチング素子との間に一端が接続される第1クランプダイオードと、
前記第1クランプダイオードの他端と前記1次側インダクタの入力端との間に接続されるクランプキャパシタと、
前記第1クランプダイオードの他端と前記2次側インダクタとの間に接続される第2クランプダイオードと、を含む、請求項16に記載の太陽光モジュール。 - 前記コンバータ部は、1次側インダクタ、2次側インダクタ、及び前記1次側インダクタと接地端との間に接続されるスイッチング素子を備え、
前記クランプ部は、
前記1次側インダクタと前記スイッチング素子との間に一端が接続される第1クランプダイオードと、
前記第1クランプダイオードの他端と接地端との間に接続されるクランプキャパシタと、
前記第1クランプダイオードの他端と前記2次側インダクタとの間に接続される第2クランプダイオードと、を含む、請求項16に記載の太陽光モジュール。 - 前記コンバータ部は、前記スイッチング素子のオンによって、前記1次側インダクタにエネルギーを貯蔵し、前記スイッチング素子のオフによって、前記1次側インダクタに貯蔵されたエネルギーを前記2次側インダクタを介して出力し、
前記クランプ部は、
前記スイッチング素子のターンオン又はターンオフ時に発生する前記サージ電圧を、前記第1クランプダイオードを経て前記クランプキャパシタに格納し、
前記スイッチング素子のオフ時に、前記クランプキャパシタに格納された前記サージ電圧を、前記第2クランプダイオードを介して出力する、請求項17又は18に記載の太陽光モジュール。 - 前記電力変換モジュールは、
前記コンバータ部から出力される電圧を格納するキャパシタと、
前記キャパシタに格納された電圧を用いて、交流電源を出力するインバータ部と、
前記インバータ部からの前記交流電源をフィルタリングして出力するフィルタ部と、をさらに含み、
前記制御部は、前記コンバータ部及び前記インバータ部を制御する、請求項16に記載の太陽光モジュール。
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