JP2018125985A - Power conversion system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電装置の直流電力を交流電力に変換する電力変換システムに関する。 The present invention relates to a power conversion system that converts DC power of a power storage device into AC power.
絶縁型双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとインバータが直流バスに接続された電力変換システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。絶縁型双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力側と出力側を絶縁するトランスを有する。絶縁型双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、オープンループで動作し、蓄電装置の出力電圧を所定の電圧変換比で昇圧して直流バスに出力する。インバータは、直流バスの直流電力を交流電力に変換して商用電力系統（以下、単に電力系統という）に出力する。 There is known a power conversion system in which an insulated bidirectional DC / DC converter and an inverter are connected to a direct current bus (see, for example, Patent Document 1). The isolated bidirectional DC / DC converter has a transformer that insulates the input side from the output side. The insulated bidirectional DC / DC converter operates in an open loop, boosts the output voltage of the power storage device at a predetermined voltage conversion ratio, and outputs the boosted voltage to the DC bus. The inverter converts the DC power of the DC bus into AC power and outputs it to a commercial power system (hereinafter simply referred to as the power system).
このような電力変換システムでは、蓄電装置の充電残量が高いこと及び蓄電装置が交換されたことなどにより蓄電装置の出力電圧が上昇した場合、絶縁型双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの電圧変換比が一定であるため、絶縁型双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが直流バスに出力する直流電圧が上昇する。そのため、インバータの電力変換効率が悪化する可能性がある。 In such a power conversion system, when the output voltage of the power storage device rises due to a high charge remaining amount of the power storage device or replacement of the power storage device, the voltage conversion ratio of the insulated bidirectional DC / DC converter is Since it is constant, the DC voltage output from the insulated bidirectional DC / DC converter to the DC bus increases. Therefore, the power conversion efficiency of the inverter may be deteriorated.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電装置の出力電圧が上昇した場合にインバータの電力変換効率の悪化を抑制できる電力変換システムを提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the power conversion system which can suppress the deterioration of the power conversion efficiency of an inverter, when the output voltage of an electrical storage apparatus rises.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電力変換システムは、蓄電装置から供給された第１直流電圧を第２直流電圧に昇圧する第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、第２直流電圧を第３直流電圧に昇圧して、当該第３直流電圧を直流バスに出力する第２のＤＣ／ＤＣコンバータと、直流バスの直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を電力系統へ供給し、第３直流電圧が所定の目標電圧値に近づくように当該交流電力を制御するインバータと、制御部と、を備える。第１のＤＣ／ＤＣコンバータと第２のＤＣ／ＤＣコンバータの一方は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、他方は、自身の出力電流を所定の目標電流値に近づくように制御する非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータである。制御部は、第１直流電圧が高くなるほど絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの入出力電圧の電圧変換比を低く制御する。 In order to solve the above problems, a power conversion system according to an aspect of the present invention includes a first DC / DC converter that boosts a first DC voltage supplied from a power storage device to a second DC voltage, and a second DC voltage. Is boosted to a third DC voltage, the second DC / DC converter that outputs the third DC voltage to the DC bus, and the DC power of the DC bus is converted to AC power and the AC power is supplied to the power system. And an inverter that controls the AC power so that the third DC voltage approaches a predetermined target voltage value, and a control unit. One of the first DC / DC converter and the second DC / DC converter is an isolated DC / DC converter, and the other is a non-insulated type that controls its output current so as to approach a predetermined target current value. It is a DC / DC converter. The control unit controls the voltage conversion ratio of the input / output voltage of the insulated DC / DC converter to be lower as the first DC voltage is higher.
本発明によれば、蓄電装置の出力電圧が上昇した場合にインバータの電力変換効率の悪化を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the output voltage of an electrical storage apparatus rises, the deterioration of the power conversion efficiency of an inverter can be suppressed.
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電力変換システム１の構成を概略的に示すブロック図である。電力変換システム１は、蓄電装置１０と、直流電圧検出部１２と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、直流バス３０と、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０と、制御部５０と、を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the
蓄電装置１０は、電力を充放電可能であり、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等を含む。蓄電装置１０から出力される直流電力は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２０に供給される。
The
直流電圧検出部１２は、蓄電装置１０の第１直流電圧Ｖ１を検出し、検出値を制御部５０に供給する。
DC
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、蓄電装置１０から供給される第１直流電圧Ｖ１を異なる値の第３直流電圧Ｖ３に変換して直流バス３０に出力すること、及び、直流バス３０の第３直流電圧Ｖ３を第１直流電圧Ｖ１に変換して蓄電装置１０に充電することが可能である。具体的には双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、第１直流電圧Ｖ１を昇圧し、直流バス３０の第３直流電圧Ｖ３を降圧する。
The bidirectional DC /
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、を有する。絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータとして機能し、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、第２のＤＣ／ＤＣコンバータとして機能する。
The bidirectional DC /
絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、入出力が電気的に絶縁された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとして構成され、蓄電装置１０から供給された第１直流電圧Ｖ１を第２直流電圧Ｖ２に昇圧することが可能である。また、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、第２直流電圧Ｖ２を第１直流電圧Ｖ１に降圧することが可能である。第１直流電圧Ｖ１と第２直流電圧Ｖ２は、互いに絶縁されている。絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の構成は後述する。
Insulated DC /
非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、双方向チョッパとして構成され、第２直流電圧Ｖ２を第３直流電圧Ｖ３に昇圧して、当該第３直流電圧Ｖ３を直流バス３０に出力することが可能である。また、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、第３直流電圧Ｖ３を第２直流電圧Ｖ２に降圧することが可能である。非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、自身の出力電流を所定の目標電流値に近づくように制御する。
The non-insulated DC /
非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、既知の回路で構成できるため、詳細な説明は省略するが、第２直流電圧Ｖ２が印加されるノードと高電圧側の直流バス３０との間にインダクタＬ１１とスイッチング素子Ｑ１１とが直列接続されている。インダクタＬ１１とスイッチング素子Ｑ１１との接続ノードと、低電圧側の直流バス３０との間にスイッチング素子Ｑ１２が接続されている。スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２には、それぞれ、対応するダイオードＤ１１，Ｄ１２が逆並列に接続されている。スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２を駆動する駆動回路や制御部などは図示を省略する。
Since the non-insulated DC /
非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入出力電圧の電圧変換比は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の入出力電圧の電圧変換比より低く、出力電流を制御できる程度に第３直流電圧Ｖ３が第２直流電圧Ｖ２より高ければよい。例えば、第３直流電圧Ｖ３は、第２直流電圧Ｖ２より１０Ｖ程度高くてもよい。第３直流電圧Ｖ３は、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０により次のように制御される。
The voltage conversion ratio of the input / output voltage of the non-insulated DC /
双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、直流バス３０の直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を電力系統６０へ供給することが可能である。このとき、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、第３直流電圧Ｖ３が所定の目標電圧値に近づくように交流電力を制御する。目標電圧値は、第２直流電圧Ｖ２より高く設定されている。これにより、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４のダイオードＤ１１が導通しないようにでき、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は出力電流を制御できる。また、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、電力系統６０の交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を直流バス３０に出力することが可能である。
The bidirectional DC /
制御部５０は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御し、第１直流電圧Ｖ１が高くなるほど絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の入出力電圧の電圧変換比を低く制御する。
The
図２は、図１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の回路図である。図２に示すように、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、絶縁トランス７０と、キャパシタＣ１１，Ｃ２１と、第１ブリッジ回路７２と、共振回路７４と、第２ブリッジ回路７６と、駆動回路７８とを有する。
FIG. 2 is a circuit diagram of the isolated DC /
絶縁トランス７０は、一次側コイルＣＯ１と、一次側コイルＣＯ１に磁気的に結合された二次側コイルＣＯ２とを有する。二次側コイルＣＯ２の巻き数は、一次側コイルＣＯ１の巻き数より多い。一次側コイルＣＯ１と二次側コイルＣＯ２の巻き数比に基づいて、電圧変換比が定まる。
The
端子Ｔ１１と端子Ｔ１２は、蓄電装置１０に接続され、端子Ｔ１１と端子Ｔ１２の間の電圧は、第１直流電圧Ｖ１である。キャパシタＣ１１は、端子Ｔ１１と端子Ｔ１２の間に接続されている。
The terminals T11 and T12 are connected to the
第１ブリッジ回路７２は、端子Ｔ１１と端子Ｔ１２の間に接続されたフルブリッジ回路であり、第１スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と、ダイオードＤ１〜Ｄ４と、キャパシタＣ１〜Ｃ４とを有する。第１スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、例えば、ＭＯＳトランジスタである。第１スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４には、それぞれ、対応するダイオードＤ１〜Ｄ４が逆並列に接続され、対応するキャパシタＣ１〜Ｃ４が並列接続されている。第１直流電圧Ｖ１を第２直流電圧Ｖ２に変換する場合、第１ブリッジ回路７２は、第１スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング動作により第１直流電圧Ｖ１を第１交流電圧に変換して、当該第１交流電圧を共振回路７４を介して絶縁トランス７０の一次側コイルＣＯ１に供給する。
The
第２ブリッジ回路７６は、端子Ｔ２１と端子Ｔ２２の間に接続されたフルブリッジ回路であり、第２スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８と、ダイオードＤ５〜Ｄ８と、キャパシタＣ５〜Ｃ８とを有する。第２スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８は、例えば、ＭＯＳトランジスタである。第２スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８には、それぞれ、対応するダイオードＤ５〜Ｄ８が逆並列に接続され、対応するキャパシタＣ５〜Ｃ８が並列接続されている。第１直流電圧Ｖ１を第２直流電圧Ｖ２に変換する場合、第２ブリッジ回路７６は、第２スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８がオフ状態になることにより絶縁トランス７０の二次側コイルＣＯ２から供給される第２交流電圧を第２直流電圧Ｖ２に整流する。つまり第２ブリッジ回路７６は、第１直流電圧Ｖ１を第２直流電圧Ｖ２に変換する場合、整流回路として機能する。
The
第２直流電圧Ｖ２を第１直流電圧Ｖ１に変換する場合、第２ブリッジ回路７６は、第２直流電圧Ｖ２を第２交流電圧に変換して、当該第２交流電圧を絶縁トランス７０の二次側コイルＣＯ２に供給する。また、この場合、第１ブリッジ回路７２は、絶縁トランス７０の一次側コイルＣＯ１から供給される第１交流電圧を第１直流電圧Ｖ１に整流する。
When converting the second DC voltage V2 into the first DC voltage V1, the
共振回路７４は、第１スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と第２スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８にソフトスイッチングさせ、損失を低減させる。共振回路７４は、インダクタＬ１と、インダクタＬ１に直列接続されたキャパシタＣ１０とを有する。
The
キャパシタＣ２１は、端子Ｔ２１と端子Ｔ２２の間に接続されている。端子Ｔ２１と端子Ｔ２２は、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に接続され、端子Ｔ２１と端子Ｔ２２の間の電圧は、第２直流電圧Ｖ２である。
The capacitor C21 is connected between the terminal T21 and the terminal T22. The terminals T21 and T22 are connected to the non-insulated DC /
駆動回路７８は、第１スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と第２スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８をスイッチング動作させるための駆動信号を生成する。駆動信号は、第１スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と第２スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８のゲートに供給される。
The
制御部５０は、駆動回路７８を制御して駆動信号の周波数、デューティ比またはデッドタイムを変更して、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を制御する。以下では、周波数を変更する一例について説明する。周波数を変更する場合、デューティ比とデッドタイムは一定値である。
The
制御部５０は、例えば、第１直流電圧Ｖ１と駆動信号の周波数との対応関係をテーブルとして保持している。テーブルでは、例えば、第１直流電圧Ｖ１の第１の範囲には第１周波数ｆａが対応付けられ、第１直流電圧Ｖ１の第２の範囲には第２周波数ｆｂが対応付けられ、第１直流電圧Ｖ１の第３の範囲には第３周波数ｆｃが対応付けられている。より多くの第１直流電圧Ｖ１の範囲と周波数が対応付けられてもよい。
For example, the
制御部５０は、テーブルを参照し、直流電圧検出部１２で検出された第１直流電圧Ｖ１に対応する周波数に、駆動信号の周波数を変更する。駆動信号の周波数が変更されると、共振回路７４の周波数特性により、電圧変換比が変化する。デューティ比またはデッドタイムを変更する場合にも、同様のテーブルを用意しておき、同様に制御すればよい。
The
このような絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、既知の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの構成からハードウェアを変更することなく、制御部５０の制御、即ち制御部５０のソフトウェアを変更すれば実現できる。
Such an insulation type DC /
次に、電力変換システム１の全体的な動作を説明する。蓄電装置１０を放電する場合、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、蓄電装置１０の第１直流電圧Ｖ１を昇圧して直流バス３０に出力する。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、直流バス３０の直流電力を交流電力に変換して電力系統６０に出力する。
Next, the overall operation of the
また、蓄電装置１０を充電する場合、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、電力系統６０の交流電力を直流電力に変換して直流バス３０に出力する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、直流バス３０の第３直流電圧Ｖ３を降圧して蓄電装置１０を充電する。
When charging
ここで、蓄電装置１０の放電時、蓄電装置１０の充電残量が高いこと及び蓄電装置１０が交換されたことなどにより、蓄電装置１０から供給される第１直流電圧Ｖ１が上昇する場合がある。この場合、制御部５０は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を低く制御し、その結果、第２直流電圧Ｖ２の上昇が抑制される。
Here, when the
このように本実施形態によれば、第１直流電圧Ｖ１が高くなるほど絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を低く制御するので、蓄電装置１０の第１直流電圧Ｖ１が上昇した場合にも、直流バス３０の第３直流電圧Ｖ３の上昇を抑制できる。従って、蓄電装置１０の出力電圧が上昇した場合に双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０の電力変換効率の悪化を抑制できる。
As described above, according to the present embodiment, the voltage conversion ratio of the isolated DC /
また、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に昇圧機能を持たせ、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に電流制御機能を持たせ、両者に機能分担させている。そのため、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２で主に昇圧することで、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の電圧変換比を小さくでき、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の損失を小さくすることができる。
Further, the isolated DC /
また、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の後段に設けられているので、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の前段に設けられる場合と比較して、小さな電流を扱えばよいため、損失を低減できる。
In addition, since the non-insulated DC /
このような実施形態に対して、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの電圧変換比を制御しない比較例が想定できる。この比較例では、例えば第１直流電圧Ｖ１が１００Ｖから１１０Ｖに上昇すると、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの電圧変換比は例えば１：３で一定のため第２直流電圧Ｖ２も３００Ｖから３３０Ｖに上昇する。そのため、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータが動作できるように、双方向ＤＣ／ＡＣインバータは、第２直流電圧Ｖ２を検出し、第２直流電圧Ｖ２に合わせて第３直流電圧Ｖ３を３１０Ｖから３４０Ｖに高くする。例えば、２００Ｖの実効値の交流電圧を出力するためには、第３直流電圧Ｖ３は約２９０Ｖ程度でよいが、上述のように第３直流電圧Ｖ３を高くする必要がある。第３直流電圧Ｖ３を高くすることにより、双方向ＤＣ／ＡＣインバータの電力変換効率が悪化する。上述のように、本実施形態では、このような電力変換効率の悪化を抑制できる。 A comparative example in which the voltage conversion ratio of the insulated DC / DC converter is not controlled can be assumed for such an embodiment. In this comparative example, for example, when the first DC voltage V1 rises from 100V to 110V, the voltage conversion ratio of the insulated DC / DC converter is constant, for example, 1: 3, so the second DC voltage V2 also rises from 300V to 330V. . Therefore, the bidirectional DC / AC inverter detects the second DC voltage V2 so that the non-insulated DC / DC converter can operate, and the third DC voltage V3 is changed from 310V to 340V according to the second DC voltage V2. Make it high. For example, in order to output an AC voltage having an effective value of 200 V, the third DC voltage V3 may be about 290 V, but it is necessary to increase the third DC voltage V3 as described above. By increasing the third DC voltage V3, the power conversion efficiency of the bidirectional DC / AC inverter is deteriorated. As described above, in this embodiment, such deterioration of power conversion efficiency can be suppressed.
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの絶縁トランスの巻き線比を変更して電圧変換比を制御する。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, the voltage conversion ratio is controlled by changing the winding ratio of the insulation transformer of the insulation type DC / DC converter. Below, it demonstrates centering around difference with 1st Embodiment.
図３は、第２の実施形態に係る電力変換システム１Ａの構成を概略的に示すブロック図である。絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａの構成と制御部５０Ａの機能が第１の実施形態と異なる。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the
図４は、図３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａの回路図である。図４に示すように、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａは、図２の構成に加え、絶縁トランス７０の一次側コイルＣＯ１と二次側コイルＣＯ２との巻き線比を変更する巻き線比変更回路８０をさらに有する。また、駆動回路７８Ａは、一定値の周波数、デューティ比およびデッドタイムで駆動信号を生成する。
FIG. 4 is a circuit diagram of the isolated DC /
一次側コイルＣＯ１は、第１端Ｔ１と第２端Ｔ２との間に２つのタップＴＡ１，ＴＡ２を有する。一次側コイルＣＯ１の第１端Ｔ１と第２端Ｔ２との間の巻き数は、一次側コイルＣＯ１のタップＴＡ１と第２端Ｔ２との間の巻き数より多い。一次側コイルＣＯ１のタップＴＡ１と第２端Ｔ２との間の巻き数は、一次側コイルＣＯ１のタップＴＡ２と第２端Ｔ２との間の巻き数より多い。 The primary coil CO1 has two taps TA1 and TA2 between the first end T1 and the second end T2. The number of turns between the first end T1 and the second end T2 of the primary side coil CO1 is larger than the number of turns between the tap TA1 of the primary side coil CO1 and the second end T2. The number of turns between the tap TA1 of the primary side coil CO1 and the second end T2 is larger than the number of turns between the tap TA2 of the primary side coil CO1 and the second end T2.
巻き線比変更回路８０は、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を有する。スイッチＳＷ１は、共振回路７４と一次側コイルＣＯ１の第１端Ｔ１との間に接続されている。スイッチＳＷ２は、共振回路７４とタップＴＡ１との間に接続されている。スイッチＳＷ３は、共振回路７４とタップＴＡ２との間に接続されている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のうちオンさせるものを切り替えることで、巻き線比を変更できる。タップＴＡ１，ＴＡ２の数とスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の数は一例であり、これらを変更してもよい。
The winding
制御部５０Ａは、巻き線比変更回路８０を制御して巻き線比を変更して、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａの電圧変換比を制御する。制御部５０Ａは、例えば、第１直流電圧Ｖ１と巻き線比との対応関係をテーブルとして保持している。テーブルでは、例えば、第１直流電圧Ｖ１の第１の範囲には第１巻き線比Ｎａが対応付けられ、第１直流電圧Ｖ１の第２の範囲には第２巻き線比Ｎｂが対応付けられ、第１直流電圧Ｖ１の第３の範囲には第３巻き線比Ｎｃが対応付けられている。
The
制御部５０Ａは、テーブルを参照し、直流電圧検出部１２で検出された第１直流電圧Ｖ１に対応する巻き線比になるよう、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を制御する。巻き線比が変更されると、電圧変換比が変化する。
The
このような構成によっても、第１の実施形態の効果を得ることができる。また、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａは簡単な設計で実現できる。
Even with such a configuration, the effects of the first embodiment can be obtained. The insulated DC /
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、電力系統６０の交流電圧の値も考慮して電圧変換比を制御する。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, the voltage conversion ratio is controlled in consideration of the value of the AC voltage of the
図５は、第３の実施形態に係る電力変換システム１Ｂの構成を概略的に示すブロック図である。電力変換システム１Ｂは、図１の構成に加え、交流電圧検出部９０をさらに備える。また、制御部５０Ｂの機能が第１の実施形態と異なる。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of the
交流電圧検出部９０は、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０と電力系統６０との間に設けられ、電力系統６０の交流電圧を検出する。制御部５０Ｂは、第１直流電圧Ｖ１と絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比とにより定まる非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の動作に必要な第３直流電圧Ｖ３の第１の値Ｖａを計算する。第１の値Ｖａは、第２直流電圧Ｖ２と所定電圧との和である。制御部５０Ｂは、交流電圧検出部９０で検出された交流電圧を双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０が出力するために必要な第３直流電圧Ｖ３の第２の値Ｖａ’を計算する。第２の値Ｖａ’は、例えば、交流電圧検出部９０で検出された交流電圧の実効値の√２倍である。
The
制御部５０Ｂは、第１の値Ｖａと第２の値Ｖａ’とを参照して、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を制御する。具体的には、制御部５０Ｂは、第１の値Ｖａが第２の値Ｖａ’より高い場合、第１の実施形態と同様に絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を低下させる。制御部５０Ｂは、第１の値Ｖａが第２の値Ｖａ’より高い場合、第１の値Ｖａが第２の値Ｖａ’とほぼ等しくなるように絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を低下させてもよい。制御部５０Ｂは、第１の値Ｖａが第２の値Ｖａ’以下の場合、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を低下させない。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、第１の値Ｖａと前記第２の値Ｖａ’のうち高い値を目標電圧値に設定する。
The
このように、第１直流電圧Ｖ１が高くなり、第１の値Ｖａが第２の値Ｖａ’より高くなった場合に絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を低下させるので、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０の電力変換効率の悪化を抑制できる。電圧変換比の低下により第１の値Ｖａが第２の値Ｖａ’以下になると、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０の目標電圧値は第２の値Ｖａ’になるので、電力系統６０の交流電圧に応じた適切な第３直流電圧Ｖ３を得ることができる。
As described above, when the first DC voltage V1 is increased and the first value Va is higher than the second value Va ′, the voltage conversion ratio of the isolated DC /
また、電力系統６０の交流電圧が高くなったことなどにより第１の値Ｖａが第２の値Ｖａ’以下になった場合、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を低下させないので、不要な電圧変換比の低下を抑制できる。
In addition, when the first value Va becomes equal to or lower than the second value Va ′ due to the AC voltage of the
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、太陽電池も接続された電力変換システムに関し、太陽電池も考慮して電圧変換比を制御する。以下では、第３の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment relates to a power conversion system to which a solar cell is also connected, and controls the voltage conversion ratio in consideration of the solar cell. Below, it demonstrates centering on difference with 3rd Embodiment.
図６は、第４の実施形態に係る電力変換システム１Ｃの構成を概略的に示すブロック図である。電力変換システム１Ｃは、図５の構成に加え、太陽電池１００と、単方向のＤＣ／ＤＣコンバータ１１０とをさらに備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、第３のＤＣ／ＤＣコンバータとして機能する。また、制御部５０Ｃの機能が第３の実施形態と異なる。
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a configuration of a
太陽電池１００は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する発電装置である。太陽電池１００として、シリコン太陽電池、化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型（有機太陽電池）等が使用される。
The
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、チョッパ回路を含み、太陽電池１００から出力される第４直流電圧を昇圧して直流バス３０に出力し、太陽電池１００の発電電力が最大になるよう最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）を行う。最大電力点追従制御は、電圧と電流を適切なバランスで制御することによって取り出せる電力の値を最大化する技術である。最大電力点追従制御によって、太陽電池１００は、設置場所や天候に応じた最大の電力を出力可能である。
The DC /
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、最大電力点追従制御を行うために必要な第３直流電圧Ｖ３の第３の値Ｖａ’’を制御部５０Ｃに通知する。最大電力点追従制御により第４直流電圧が上昇した場合にもＤＣ／ＤＣコンバータ１１０が昇圧動作できるように、第３の値Ｖａ’’は、第４直流電圧と所定電圧との和である。
The DC /
制御部５０Ｃは、第１の値Ｖａと第２の値Ｖａ’と第３の値Ｖａ’’とを参照して、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を制御する。具体的には、制御部５０Ｃは、第１の値Ｖａが第２の値Ｖａ’および第３の値Ｖａ’’より高い場合、第１の実施形態と同様に絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を低下させる。制御部５０Ｃは、第３の値Ｖａ’’が第１の値Ｖａおよび第２の値Ｖａ’より高い場合、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を低下させない。
The
双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、第１の値Ｖａ、第２の値Ｖａ’および第３の値Ｖａ’’のうち最大値を目標電圧値に設定する。
The bidirectional DC /
このように、第１直流電圧Ｖ１が高くなり、第１の値Ｖａが第２の値Ｖａ’および第３の値Ｖａ’’より高くなった場合に絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電圧変換比を低下させるので、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０の電力変換効率の悪化を抑制できる。この場合、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ４０の目標電圧値は、第２の値Ｖａ’と第３の値Ｖａ’’のうち高い値になるので、太陽電池１００のための最大電力点追従制御を確実に行うことができる。
Thus, the voltage conversion ratio of the isolated DC /
以上、本発明について、実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on embodiment. This embodiment is an exemplification, and it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each of those constituent elements or combinations of the respective treatment processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
例えば、以上の実施形態では双方向チョッパとして機能する非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が設けられている一例について説明したが、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は設けられなくてもよい。この変形例では、構成を簡略化できる。
For example, in the above embodiment, an example in which the non-insulated DC /
また、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を入れ替えて、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の前段に設けられてもよい。この場合、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、第２のＤＣ／ＤＣコンバータとして機能し、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータとして機能する。つまり、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、蓄電装置１０から供給された第１直流電圧Ｖ１を第２直流電圧Ｖ２に昇圧すること、および、第２直流電圧Ｖ２を第１直流電圧Ｖ１に降圧することが可能である。絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、第２直流電圧Ｖ２を第３直流電圧Ｖ３に昇圧して、当該第３直流電圧Ｖ３を直流バス３０に出力すること、および、第３直流電圧Ｖ３を第２直流電圧Ｖ２に降圧することが可能である。
Alternatively, the insulating DC /
また、第３および第４の実施形態において、第２の実施形態の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａを用いて電圧変換比を制御してもよい。
In the third and fourth embodiments, the voltage conversion ratio may be controlled using the insulated DC /
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。 The embodiment may be specified by the following items.
［項目１］
蓄電装置（１０）から供給された第１直流電圧（Ｖ１）を第２直流電圧（Ｖ２）に昇圧する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ（２２，２２Ａ）と、
前記第２直流電圧（Ｖ２）を第３直流電圧（Ｖ３）に昇圧して、当該第３直流電圧（Ｖ３）を直流バス（３０）に出力する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）と、
前記直流バス（３０）の直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を電力系統（６０）へ供給し、前記第３直流電圧（Ｖ３）が所定の目標電圧値に近づくように当該交流電力を制御するインバータ（４０）と、を備え、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ（２２，２２Ａ）と前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）の一方は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２，２２Ａ）であり、他方は、自身の出力電流を所定の目標電流値に近づくように制御する非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）であり、
前記第１直流電圧（Ｖ１）が高くなるほど、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２，２２Ａ）の入出力電圧の電圧変換比が低く制御されることを特徴とする電力変換システム（１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）。
［項目２］
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ（２２）は、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２）であり、
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）は、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）であり、
前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２）は、
一次側コイル（ＣＯ１）と二次側コイル（ＣＯ２）とを有する絶縁トランス（７０）と、
複数のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ４）のスイッチング動作により前記第１直流電圧（Ｖ１）を第１交流電圧に変換して、当該第１交流電圧を共振回路（７４）を介して前記絶縁トランス（７０）の前記一次側コイル（ＣＯ１）に供給するブリッジ回路（７２）と、
前記絶縁トランス（７０）の前記二次側コイル（ＣＯ２）から供給される第２交流電圧を前記第２直流電圧（Ｖ２）に整流する整流回路（７６）と、
前記複数のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ４）をスイッチング動作させるための駆動信号を生成する駆動回路（７８）と、を有し、
前記駆動回路（７８）は、前記駆動信号の周波数、デューティ比またはデッドタイムを変更して、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２）の前記電圧変換比を変更することを特徴とする項目１に記載の電力変換システム（１，１Ｂ，１Ｃ）。
［項目３］
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ（２２Ａ）は、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２Ａ）であり、
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）は、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）であり、
前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２Ａ）は、
一次側コイル（ＣＯ１）と二次側コイル（ＣＯ２）とを有する絶縁トランス（７０）と、
複数のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ４）のスイッチング動作により前記第１直流電圧（Ｖ１）を第１交流電圧に変換して、当該第１交流電圧を前記絶縁トランス（７０）の前記一次側コイル（ＣＯ１）に供給するブリッジ回路（７２）と、
前記絶縁トランス（７０）の前記二次側コイル（ＣＯ２）から供給される第２交流電圧を前記第２直流電圧（Ｖ２）に整流する整流回路（７６）と、
前記絶縁トランス（７０）の前記一次側コイル（ＣＯ１）と前記二次側コイル（ＣＯ２）との巻き線比を変更して、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２Ａ）の前記電圧変換比を変更する巻き線比変更回路（８０）と、
を有することを特徴とする項目１に記載の電力変換システム（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）。
［項目４］
前記電力系統（６０）の交流電圧を検出する交流電圧検出部（９０）と、
前記第１直流電圧（Ｖ１）と前記電圧変換比とにより定まる前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２４）の動作に必要な前記第３直流電圧（Ｖ３）の第１の値（Ｖａ）と、前記交流電圧検出部（９０）で検出された前記交流電圧を前記インバータ（４０）が出力するために必要な前記第３直流電圧（Ｖ３）の第２の値（Ｖａ’）とを参照して、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２，２２Ａ）の前記電圧変換比を制御する制御部（５０Ｂ，５０Ｃ）と、
をさらに備えることを特徴とする項目１から３のいずれか１項に記載の電力変換システム（１Ｂ，１Ｃ）。
［項目５］
前記制御部（５０Ｂ）は、前記第１の値（Ｖａ）が前記第２の値（Ｖａ’）より高い場合、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２，２２Ａ）の前記電圧変換比を低下させ、
前記インバータ（４０）は、前記第１の値（Ｖａ）と前記第２の値（Ｖａ’）のうち高い値を前記目標電圧値に設定することを特徴とする項目４に記載の電力変換システム（１Ｂ）。
［項目６］
太陽電池（１００）から出力される第４直流電圧を昇圧して前記直流バス（３０）に出力し、前記太陽電池（１００）の発電電力が最大になるよう最大電力点追従制御を行う第３のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１０）をさらに備え、
前記制御部（５０Ｃ）は、前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１０）が最大電力点追従制御を行うために必要な前記第３直流電圧（Ｖ３）の第３の値（Ｖａ’’）と、前記第１の値（Ｖａ）と、前記第２の値（Ｖａ’）とを参照して、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２，２２Ａ）の前記電圧変換比を制御することを特徴とする項目４に記載の電力変換システム（１Ｃ）。
［項目７］
前記制御部（５０Ｃ）は、前記第１の値（Ｖａ）が前記第２の値（Ｖａ’）および前記第３の値（Ｖａ’’）より高い場合、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ（２２，２２Ａ）の前記電圧変換比を低下させ、
前記インバータ（４０）は、前記第１の値（Ｖａ）、前記第２の値（Ｖａ’）および前記第３の値（Ｖａ’’）のうち最大値を前記目標電圧値に設定することを特徴とする項目６に記載の電力変換システム（１Ｃ）。
[Item 1]
A first DC / DC converter (22, 22A) for boosting the first DC voltage (V1) supplied from the power storage device (10) to the second DC voltage (V2);
A second DC / DC converter (24) for boosting the second DC voltage (V2) to a third DC voltage (V3) and outputting the third DC voltage (V3) to the DC bus (30);
The DC power of the DC bus (30) is converted into AC power, the AC power is supplied to the power system (60), and the AC power is adjusted so that the third DC voltage (V3) approaches a predetermined target voltage value. An inverter (40) for controlling
One of the first DC / DC converter (22, 22A) and the second DC / DC converter (24) is an insulated DC / DC converter (22, 22A), and the other is its own output current. Is a non-insulated DC / DC converter (24) that controls the power supply so as to approach a predetermined target current value,
The voltage conversion ratio of the input / output voltage of the insulated DC / DC converter (22, 22A) is controlled to be lower as the first DC voltage (V1) is higher. 1B, 1C).
[Item 2]
The first DC / DC converter (22) is the insulated DC / DC converter (22),
The second DC / DC converter (24) is the non-insulated DC / DC converter (24),
The insulated DC / DC converter (22)
An insulating transformer (70) having a primary coil (CO1) and a secondary coil (CO2);
The first DC voltage (V1) is converted into a first AC voltage by a switching operation of a plurality of switching elements (Q1 to Q4), and the first AC voltage is converted into the insulation transformer (70) via a resonance circuit (74). ) A bridge circuit (72) for supplying the primary coil (CO1) of
A rectifier circuit (76) for rectifying a second AC voltage supplied from the secondary coil (CO2) of the insulation transformer (70) to the second DC voltage (V2);
A drive circuit (78) for generating a drive signal for switching the plurality of switching elements (Q1 to Q4),
[Item 3]
The first DC / DC converter (22A) is the isolated DC / DC converter (22A),
The second DC / DC converter (24) is the non-insulated DC / DC converter (24),
The insulated DC / DC converter (22A)
An insulating transformer (70) having a primary coil (CO1) and a secondary coil (CO2);
The first DC voltage (V1) is converted into a first AC voltage by switching operations of a plurality of switching elements (Q1 to Q4), and the first AC voltage is converted into the primary coil (CO1) of the insulating transformer (70). A bridge circuit (72) to be supplied to
A rectifier circuit (76) for rectifying a second AC voltage supplied from the secondary coil (CO2) of the insulation transformer (70) to the second DC voltage (V2);
The voltage conversion ratio of the insulation type DC / DC converter (22A) is changed by changing the winding ratio of the primary side coil (CO1) and the secondary side coil (CO2) of the insulation transformer (70). A winding ratio changing circuit (80),
[Item 4]
An AC voltage detector (90) for detecting an AC voltage of the power system (60);
A first value (Va) of the third DC voltage (V3) required for the operation of the non-insulated DC / DC converter (24) determined by the first DC voltage (V1) and the voltage conversion ratio; Referring to the second value (Va ′) of the third DC voltage (V3) necessary for the inverter (40) to output the AC voltage detected by the AC voltage detector (90). A control unit (50B, 50C) for controlling the voltage conversion ratio of the isolated DC / DC converter (22, 22A);
The power conversion system (1B, 1C) according to any one of
[Item 5]
When the first value (Va) is higher than the second value (Va ′), the control unit (50B) decreases the voltage conversion ratio of the isolated DC / DC converter (22, 22A). ,
Item 5. The power conversion system according to Item 4, wherein the inverter (40) sets a higher value of the first value (Va) and the second value (Va ') as the target voltage value. (1B).
[Item 6]
A fourth DC voltage output from the solar cell (100) is boosted and output to the DC bus (30), and third power point tracking control is performed so that the generated power of the solar cell (100) is maximized. A DC / DC converter (110) of
The control unit (50C) includes a third value (Va '') of the third DC voltage (V3) necessary for the third DC / DC converter (110) to perform maximum power point tracking control. The voltage conversion ratio of the isolated DC / DC converter (22, 22A) is controlled with reference to the first value (Va) and the second value (Va ′). The power conversion system (1C) according to Item 4.
[Item 7]
When the first value (Va) is higher than the second value (Va ′) and the third value (Va ″), the controller (50C) is configured to output the isolated DC / DC converter (22). 22A), the voltage conversion ratio is reduced,
The inverter (40) sets a maximum value to the target voltage value among the first value (Va), the second value (Va ′), and the third value (Va ″). Item 7. The power conversion system (1C) according to item 6.
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…電力変換システム、１０…蓄電装置、Ｑ１〜Ｑ８…スイッチング素子、２２，２２Ａ…絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ、２４…非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ、３０…直流バス、４０…双方向ＤＣ／ＡＣインバータ、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…制御部、６０…電力系統、７０…絶縁トランス、ＣＯ１…一次側コイル、ＣＯ２…二次側コイル、７２…第１ブリッジ回路、７４…共振回路、７６…第２ブリッジ回路、７８，７８Ａ…駆動回路、８０…巻き線比変更回路、９０…交流電圧検出部、１００…太陽電池、１１０…ＤＣ／ＤＣコンバータ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第２直流電圧を第３直流電圧に昇圧して、当該第３直流電圧を直流バスに出力する第２のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記直流バスの直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を電力系統へ供給し、前記第３直流電圧が所定の目標電圧値に近づくように当該交流電力を制御するインバータと、を備え、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの一方は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、他方は、自身の出力電流を所定の目標電流値に近づくように制御する非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記第１直流電圧が高くなるほど、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの入出力電圧の電圧変換比が低く制御されることを特徴とする電力変換システム。 A first DC / DC converter that boosts the first DC voltage supplied from the power storage device to a second DC voltage;
A second DC / DC converter that boosts the second DC voltage to a third DC voltage and outputs the third DC voltage to a DC bus;
An inverter that converts the DC power of the DC bus into AC power, supplies the AC power to a power system, and controls the AC power so that the third DC voltage approaches a predetermined target voltage value;
One of the first DC / DC converter and the second DC / DC converter is an insulated DC / DC converter, and the other is a non-control device that controls its output current so as to approach a predetermined target current value. An insulated DC / DC converter,
The power conversion system characterized in that the higher the first DC voltage is, the lower the voltage conversion ratio of the input / output voltage of the isolated DC / DC converter is controlled.
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは、
一次側コイルと二次側コイルとを有する絶縁トランスと、
複数のスイッチング素子のスイッチング動作により前記第１直流電圧を第１交流電圧に変換して、当該第１交流電圧を共振回路を介して前記絶縁トランスの前記一次側コイルに供給するブリッジ回路と、
前記絶縁トランスの前記二次側コイルから供給される第２交流電圧を前記第２直流電圧に整流する整流回路と、
前記複数のスイッチング素子をスイッチング動作させるための駆動信号を生成する駆動回路と、を有し、
前記駆動回路は、前記駆動信号の周波数、デューティ比またはデッドタイムを変更して、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記電圧変換比を変更することを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。 The first DC / DC converter is the isolated DC / DC converter,
The second DC / DC converter is the non-insulated DC / DC converter,
The insulated DC / DC converter is
An insulating transformer having a primary coil and a secondary coil;
A bridge circuit that converts the first DC voltage to a first AC voltage by a switching operation of a plurality of switching elements, and supplies the first AC voltage to the primary coil of the insulation transformer via a resonance circuit;
A rectifier circuit that rectifies a second AC voltage supplied from the secondary coil of the isolation transformer into the second DC voltage;
A drive circuit that generates a drive signal for switching the plurality of switching elements, and
The power conversion system according to claim 1, wherein the drive circuit changes the voltage conversion ratio of the isolated DC / DC converter by changing a frequency, a duty ratio, or a dead time of the drive signal. .
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは、
一次側コイルと二次側コイルとを有する絶縁トランスと、
複数のスイッチング素子のスイッチング動作により前記第１直流電圧を第１交流電圧に変換して、当該第１交流電圧を前記絶縁トランスの前記一次側コイルに供給するブリッジ回路と、
前記絶縁トランスの前記二次側コイルから供給される第２交流電圧を前記第２直流電圧に整流する整流回路と、
前記絶縁トランスの前記一次側コイルと前記二次側コイルとの巻き線比を変更して、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記電圧変換比を変更する巻き線比変更回路と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。 The first DC / DC converter is the isolated DC / DC converter,
The second DC / DC converter is the non-insulated DC / DC converter,
The insulated DC / DC converter is
An insulating transformer having a primary coil and a secondary coil;
A bridge circuit that converts the first DC voltage into a first AC voltage by a switching operation of a plurality of switching elements, and supplies the first AC voltage to the primary coil of the insulation transformer;
A rectifier circuit that rectifies a second AC voltage supplied from the secondary coil of the isolation transformer into the second DC voltage;
A winding ratio changing circuit for changing the voltage conversion ratio of the insulation type DC / DC converter by changing the winding ratio of the primary side coil and the secondary side coil of the insulation transformer;
The power conversion system according to claim 1, comprising:
前記第１直流電圧と前記電圧変換比とにより定まる前記非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの動作に必要な前記第３直流電圧の第１の値と、前記交流電圧検出部で検出された前記交流電圧を前記インバータが出力するために必要な前記第３直流電圧の第２の値とを参照して、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記電圧変換比を制御する制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換システム。 An AC voltage detector that detects an AC voltage of the power system;
The first value of the third DC voltage required for the operation of the non-insulated DC / DC converter determined by the first DC voltage and the voltage conversion ratio, and the AC voltage detected by the AC voltage detector. A control unit for controlling the voltage conversion ratio of the isolated DC / DC converter with reference to a second value of the third DC voltage required for the inverter to output
The power conversion system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記インバータは、前記第１の値と前記第２の値のうち高い値を前記目標電圧値に設定することを特徴とする請求項４に記載の電力変換システム。 When the first value is higher than the second value, the control unit reduces the voltage conversion ratio of the isolated DC / DC converter,
5. The power conversion system according to claim 4, wherein the inverter sets a higher value of the first value and the second value as the target voltage value. 6.
前記制御部は、前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータが最大電力点追従制御を行うために必要な前記第３直流電圧の第３の値と、前記第１の値と、前記第２の値とを参照して、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記電圧変換比を制御することを特徴とする請求項４に記載の電力変換システム。 A third DC / DC converter that boosts the fourth DC voltage output from the solar cell and outputs the boosted DC voltage to the DC bus, and performs maximum power point tracking control so that the generated power of the solar cell is maximized;
The control unit includes a third value of the third DC voltage necessary for the third DC / DC converter to perform maximum power point tracking control, the first value, and the second value. The power conversion system according to claim 4, wherein the voltage conversion ratio of the isolated DC / DC converter is controlled with reference to FIG.
前記インバータは、前記第１の値、前記第２の値および前記第３の値のうち最大値を前記目標電圧値に設定することを特徴とする請求項６に記載の電力変換システム。 When the first value is higher than the second value and the third value, the control unit decreases the voltage conversion ratio of the isolated DC / DC converter,
The power conversion system according to claim 6, wherein the inverter sets a maximum value among the first value, the second value, and the third value as the target voltage value.
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