JP3405204B2 - 太陽光発電インバータ装置 - Google Patents
太陽光発電インバータ装置Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電インバ
ータ装置に関し、特に、出力電流のうち商用系統電源へ
の直流電流の流出を、直流オフセット機能により防止す
る太陽光発電インバータ装置に関する。
ータ装置に関し、特に、出力電流のうち商用系統電源へ
の直流電流の流出を、直流オフセット機能により防止す
る太陽光発電インバータ装置に関する。
【従来の技術】図６と図７を用いて従来の太陽光発電イ
ンバータ装置を説明する。図６は従来の太陽光発電イン
バータ装置を説明するブロック図、図７は従来の太陽光
発電インバータ装置における直流検出回路部を説明する
ブロック図である。図６に示す太陽光発電インバータ装
置は、太陽電池ＰＶから得られる直流電力を、昇圧チョ
ッパ部１０で増幅した後、インバータ回路部２０で交流
電力に変換し、商用電源ｅと連系して負荷Ｓに電力を供
給する商用系統連系型のものである。インバータ回路部
２０で直交変換して得る交流電力の電流波形は、例えば
直交変換のタイミングの早遅に因って、正確な正弦波に
ならない場合がある。多くの場合、インバータ回路部２
０で直交変換して得る交流電力の電流波形は、直流成分
を含んでいる。この直流成分は、商用系統電源や負荷Ｓ
へ流出して、負荷Ｓまたは商用電源ｅのトランスの動作
を狂わせる場合があり、好ましくない。そこで、太陽光
発電インバータ装置は、出力端である負荷Ｓ側に、直流
検出回路部３０を備えている。直流検出回路部３０は、
インバータ回路部２０の出力電流のうち、直流成分を検
出する。また、太陽光発電インバータ装置は、肝心の出
力である交流電流を検出してフィードバック制御する交
流検出回路部４０を備えている。直流検出回路部３０と
交流検出回路部４０とは、各検出結果を、制御回路部５
０へ送る。制御回路部５０は、直流検出回路部３０での
直流成分の検出結果を基にして、負荷Ｓへの出力電流か
ら直流成分を除去させるようにして、昇圧チョッパ部１
０およびインバータ回路部２０を制御（直流除去制御）
する。図７に、直流検出回路部３０を示す。直流検出回
路部３０は、センサ部３１と、直流フィルタ３２と、ア
イソレーションアンプ３３と、Ａ／Ｄ変換器３４とを備
えて構成される。センサ部３１は、例えば数ｍΩのシャ
ント抵抗であり、インバータ回路部２０の出力電流を電
圧に変換する。直流フィルタ３２は、センサ部３１で変
換した電圧のうち、商用電源の周波数帯である５０〜６
０Ｈｚを少なくとも除去するもので、数Ｈｚ程度の直流
電圧のみを透過させて出力するフィルタである。アイソ
レーションアンプ３３は、センサ部３１および直流フィ
ルタ３２と、Ａ／Ｄ変換器３４との間の電気的絶縁を行
いながら、直流フィルタ３２から出力される直流電圧を
増幅するアンプである。Ａ／Ｄ変換器３４は、アイソレ
ーションアンプ３３での増幅結果を、略リアルタイムに
Ａ／Ｄ変換して制御回路部５０へ送る。一般に、センサ
部３１および直流フィルタ３２のグランド電位と、Ａ／
Ｄ変換器３４および制御回路部５０のグランド電位と
は、電気的保安上またはノイズ対策上、分離しておく必
要があり、このため、電気的絶縁を行うアイソレーショ
ンアンプ３３が必要になる。制御回路部５０は、直流除
去制御を行い、交流検出回路部４０で検出する交流電流
を、予め記憶した基準波形値に近づけるように、昇圧チ
ョッパ部１０およびインバータ回路部２０を制御する。
ンバータ装置を説明する。図６は従来の太陽光発電イン
バータ装置を説明するブロック図、図７は従来の太陽光
発電インバータ装置における直流検出回路部を説明する
ブロック図である。図６に示す太陽光発電インバータ装
置は、太陽電池ＰＶから得られる直流電力を、昇圧チョ
ッパ部１０で増幅した後、インバータ回路部２０で交流
電力に変換し、商用電源ｅと連系して負荷Ｓに電力を供
給する商用系統連系型のものである。インバータ回路部
２０で直交変換して得る交流電力の電流波形は、例えば
直交変換のタイミングの早遅に因って、正確な正弦波に
ならない場合がある。多くの場合、インバータ回路部２
０で直交変換して得る交流電力の電流波形は、直流成分
を含んでいる。この直流成分は、商用系統電源や負荷Ｓ
へ流出して、負荷Ｓまたは商用電源ｅのトランスの動作
を狂わせる場合があり、好ましくない。そこで、太陽光
発電インバータ装置は、出力端である負荷Ｓ側に、直流
検出回路部３０を備えている。直流検出回路部３０は、
インバータ回路部２０の出力電流のうち、直流成分を検
出する。また、太陽光発電インバータ装置は、肝心の出
力である交流電流を検出してフィードバック制御する交
流検出回路部４０を備えている。直流検出回路部３０と
交流検出回路部４０とは、各検出結果を、制御回路部５
０へ送る。制御回路部５０は、直流検出回路部３０での
直流成分の検出結果を基にして、負荷Ｓへの出力電流か
ら直流成分を除去させるようにして、昇圧チョッパ部１
０およびインバータ回路部２０を制御（直流除去制御）
する。図７に、直流検出回路部３０を示す。直流検出回
路部３０は、センサ部３１と、直流フィルタ３２と、ア
イソレーションアンプ３３と、Ａ／Ｄ変換器３４とを備
えて構成される。センサ部３１は、例えば数ｍΩのシャ
ント抵抗であり、インバータ回路部２０の出力電流を電
圧に変換する。直流フィルタ３２は、センサ部３１で変
換した電圧のうち、商用電源の周波数帯である５０〜６
０Ｈｚを少なくとも除去するもので、数Ｈｚ程度の直流
電圧のみを透過させて出力するフィルタである。アイソ
レーションアンプ３３は、センサ部３１および直流フィ
ルタ３２と、Ａ／Ｄ変換器３４との間の電気的絶縁を行
いながら、直流フィルタ３２から出力される直流電圧を
増幅するアンプである。Ａ／Ｄ変換器３４は、アイソレ
ーションアンプ３３での増幅結果を、略リアルタイムに
Ａ／Ｄ変換して制御回路部５０へ送る。一般に、センサ
部３１および直流フィルタ３２のグランド電位と、Ａ／
Ｄ変換器３４および制御回路部５０のグランド電位と
は、電気的保安上またはノイズ対策上、分離しておく必
要があり、このため、電気的絶縁を行うアイソレーショ
ンアンプ３３が必要になる。制御回路部５０は、直流除
去制御を行い、交流検出回路部４０で検出する交流電流
を、予め記憶した基準波形値に近づけるように、昇圧チ
ョッパ部１０およびインバータ回路部２０を制御する。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の太陽光発電インバータ装置においては、直
流検出回路部３０にアイソレーションアンプ３３を用い
ており、アイソレーションアンプ３３は一般に回路の大
型化を招くため、直流検出回路部３０が大型化する傾向
にあった。また、一般にアイソレーションアンプ３３は
高価であり、太陽光発電インバータ装置が高価になるお
それがあった。本発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、直
流検出回路部の大型化を避け、安価な太陽光発電インバ
ータ装置を提供することにある。
ような従来の太陽光発電インバータ装置においては、直
流検出回路部３０にアイソレーションアンプ３３を用い
ており、アイソレーションアンプ３３は一般に回路の大
型化を招くため、直流検出回路部３０が大型化する傾向
にあった。また、一般にアイソレーションアンプ３３は
高価であり、太陽光発電インバータ装置が高価になるお
それがあった。本発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、直
流検出回路部の大型化を避け、安価な太陽光発電インバ
ータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にあ
っては、太陽電池と、この太陽電池から発生する直流電
流を交流電流に変換して出力するインバータ回路部と、
このインバータ回路部の出力電流のうち直流成分を検出
する直流検出回路部と、この直流検出回路部での直流成
分の検出結果を基にして、前記インバータ回路部に、出
力電流から直流成分を除去させる直流除去制御を行う制
御回路部とを備え、前記インバータ回路部の起動前に
は、前記直流検出回路部のリセットを行う太陽光発電イ
ンバータ装置において、前記直流検出回路部は、前記直
流成分の検出値が正の符号を有する場合に関する閾値で
ある第１の正の直流閾値と、前記直流成分の検出値が負
の符号を有する場合に関する閾値である第１の負の直流
閾値とを記憶しており、前記直流成分の検出値が前記第
１の正の直流閾値を上回る場合には、一定レベルである
第１のレベルの信号を出力し、前記直流成分の検出値が
前記第１の負の直流閾値を下回る場合には、前記第１の
レベルの信号とは異なり一定レベルである第２のレベル
の信号を出力し、前記直流成分の検出値が前記第１の負
の直流閾値と前記第１の正の直流閾値との間にある場合
には、前記第１のレベルの信号および前記第２のレベル
の信号とは異なり一定レベルである第３のレベルの信号
を出力するものであり、前記制御回路部は、前記第１の
レベルの信号を受ける場合には、前記直流除去制御での
直流成分の除去の度合いをあらわすオフセット量を、所
定量だけ減じ、前記第２のレベルの信号を受ける場合に
は、前記オフセット量を所定量だけ加え、前記第３のレ
ベルの信号を受ける場合には、前記オフセット量を変化
させず、算出した前記オフセット量に応じて、前記直流
除去制御を行うものであることを特徴とする。請求項２
記載の発明にあっては、請求項１記載の太陽光発電イン
バータ装置において、前記直流検出回路部は、前記第１
の正の直流閾値よりも大きな値である第２の正の直流閾
値と、前記第１の負の直流閾値よりも小さな値である第
２の負の直流閾値とを記憶しており、前記直流成分の検
出値が前記第２の正の直流閾値を上回る場合か、または
前記直流成分の検出値が前記第２の負の直流閾値を下回
る場合には、前記インバータ回路部の交流電流の出力を
停止させる旨のインバータ出力停止信号を出力するもの
であり、前記制御回路部は、前記インバータ出力停止信
号を受けて前記インバータ回路部に交流電流の出力を停
止させる制御を行うことを特徴とする。請求項３記載の
発明にあっては、請求項１または請求項２記載の太陽光
発電インバータ装置において、前記制御回路部は、前記
前記直流検出回路部の出力を読み取る期間を、複数の読
み取り期間に区分けし、前記第１のレベルの信号を受け
る時間である第１の信号受信期間、または前記第２のレ
ベルの信号を受ける時間である第２の信号受信期間を、
各前記読み取り期間毎に計測し、或る読み取り期間内で
の前記第１の信号受信期間が占める割合が所定の割合以
上であれば、次の読み取り期間では、前記オフセット量
を所定量だけ減じるものであり、或る読み取り期間内で
の前記第２の信号受信期間が占める割合が所定の割合以
上であれば、次の読み取り期間では、前記オフセット量
を所定量だけ加えるものであることを特徴とする。請求
項４記載の発明にあっては、請求項１または請求項２記
載の太陽光発電インバータ装置において、前記制御回路
部は、前記前記直流検出回路部の出力を読み取る期間
を、複数の読み取り期間に区分けし、前記第１のレベル
の信号を受ける時間である第１の信号受信期間、または
前記第２のレベルの信号を受ける時間である第２の信号
受信期間を、各前記読み取り期間毎に計測し、或る読み
取り期間内での前記第１の信号受信期間が占める割合が
多いほど、次の読み取り期間では、前記オフセット量か
ら多く減算し、或る読み取り期間内での前記第２の信号
受信期間が占める割合が多いほど、次の読み取り期間で
は、前記オフセット量へ多く加算するものであることを
特徴とする。
っては、太陽電池と、この太陽電池から発生する直流電
流を交流電流に変換して出力するインバータ回路部と、
このインバータ回路部の出力電流のうち直流成分を検出
する直流検出回路部と、この直流検出回路部での直流成
分の検出結果を基にして、前記インバータ回路部に、出
力電流から直流成分を除去させる直流除去制御を行う制
御回路部とを備え、前記インバータ回路部の起動前に
は、前記直流検出回路部のリセットを行う太陽光発電イ
ンバータ装置において、前記直流検出回路部は、前記直
流成分の検出値が正の符号を有する場合に関する閾値で
ある第１の正の直流閾値と、前記直流成分の検出値が負
の符号を有する場合に関する閾値である第１の負の直流
閾値とを記憶しており、前記直流成分の検出値が前記第
１の正の直流閾値を上回る場合には、一定レベルである
第１のレベルの信号を出力し、前記直流成分の検出値が
前記第１の負の直流閾値を下回る場合には、前記第１の
レベルの信号とは異なり一定レベルである第２のレベル
の信号を出力し、前記直流成分の検出値が前記第１の負
の直流閾値と前記第１の正の直流閾値との間にある場合
には、前記第１のレベルの信号および前記第２のレベル
の信号とは異なり一定レベルである第３のレベルの信号
を出力するものであり、前記制御回路部は、前記第１の
レベルの信号を受ける場合には、前記直流除去制御での
直流成分の除去の度合いをあらわすオフセット量を、所
定量だけ減じ、前記第２のレベルの信号を受ける場合に
は、前記オフセット量を所定量だけ加え、前記第３のレ
ベルの信号を受ける場合には、前記オフセット量を変化
させず、算出した前記オフセット量に応じて、前記直流
除去制御を行うものであることを特徴とする。請求項２
記載の発明にあっては、請求項１記載の太陽光発電イン
バータ装置において、前記直流検出回路部は、前記第１
の正の直流閾値よりも大きな値である第２の正の直流閾
値と、前記第１の負の直流閾値よりも小さな値である第
２の負の直流閾値とを記憶しており、前記直流成分の検
出値が前記第２の正の直流閾値を上回る場合か、または
前記直流成分の検出値が前記第２の負の直流閾値を下回
る場合には、前記インバータ回路部の交流電流の出力を
停止させる旨のインバータ出力停止信号を出力するもの
であり、前記制御回路部は、前記インバータ出力停止信
号を受けて前記インバータ回路部に交流電流の出力を停
止させる制御を行うことを特徴とする。請求項３記載の
発明にあっては、請求項１または請求項２記載の太陽光
発電インバータ装置において、前記制御回路部は、前記
前記直流検出回路部の出力を読み取る期間を、複数の読
み取り期間に区分けし、前記第１のレベルの信号を受け
る時間である第１の信号受信期間、または前記第２のレ
ベルの信号を受ける時間である第２の信号受信期間を、
各前記読み取り期間毎に計測し、或る読み取り期間内で
の前記第１の信号受信期間が占める割合が所定の割合以
上であれば、次の読み取り期間では、前記オフセット量
を所定量だけ減じるものであり、或る読み取り期間内で
の前記第２の信号受信期間が占める割合が所定の割合以
上であれば、次の読み取り期間では、前記オフセット量
を所定量だけ加えるものであることを特徴とする。請求
項４記載の発明にあっては、請求項１または請求項２記
載の太陽光発電インバータ装置において、前記制御回路
部は、前記前記直流検出回路部の出力を読み取る期間
を、複数の読み取り期間に区分けし、前記第１のレベル
の信号を受ける時間である第１の信号受信期間、または
前記第２のレベルの信号を受ける時間である第２の信号
受信期間を、各前記読み取り期間毎に計測し、或る読み
取り期間内での前記第１の信号受信期間が占める割合が
多いほど、次の読み取り期間では、前記オフセット量か
ら多く減算し、或る読み取り期間内での前記第２の信号
受信期間が占める割合が多いほど、次の読み取り期間で
は、前記オフセット量へ多く加算するものであることを
特徴とする。
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る太陽光発電イ
ンバータ装置の第１の実施の形態を図１乃至図３に基づ
いて、第２の実施の形態を図４に基づいて、第３の実施
の形態を図５に基づいて、それぞれ詳細に説明する。 ［第１の実施の形態］図１は太陽光発電インバータ装置
の直流検出回路部を説明するブロック図である。図２は
太陽光発電インバータ装置を説明するブロック図であ
る。図３は直流検出回路部での直流成分の検出結果を基
にして、制御回路部でのオフセット量の算出結果を示す
タイムチャートで、(a) は直流検出回路部の直流フィル
タの出力電圧、(b) は直流検出回路部の＋６０％コンパ
レータの出力電圧、(c) は直流検出回路部の−６０％コ
ンパレータの出力電圧、(d) は制御回路部でのオフセッ
ト量の算出結果を、それぞれあらわす。図２に示す太陽
光発電インバータ装置は、太陽電池ＰＶと、昇圧チョッ
パ部１０と、インバータ回路部２０と、直流検出回路部
３０と、交流検出回路部４０と、制御回路部５０とを備
えて構成されている。太陽光発電インバータ装置は、太
陽電池ＰＶから得られる直流電力を、昇圧チョッパ部１
０で昇圧した後、インバータ回路部２０で交流電力に変
換し、商用電源ｅと連系して負荷Ｓに電力を供給する商
用系統連系型のものである。昇圧チョッパ部１０は、太
陽電池ＰＶに接続されて太陽電池ＰＶの直流電力を増幅
するもので、入力側コンデンサ１１と、リアクトル１
２、スイッチング素子１３、環流用ダイオード１３ａ、
出力側コンデンサ１４および逆流防止用ダイオード１５
とを備えて構成されている。入力側コンデンサ１１は例
えば電解コンデンサであって、正極が、太陽電池ＰＶの
一方の端子に接続されており、負極が、太陽電池ＰＶの
他方の端子に接続している。入力側コンデンサ１１の正
極は、リアクトル１２を介して、例えばＩＧＢＴなどで
例示するスイッチング素子１３の、コレクタ端子と接続
している。スイッチング素子１３のエミッタ端子は、入
力側コンデンサ１１の負極に接続している。また、スイ
ッチング素子１３は、コレクタ端子とエミッタ端子との
間に、環流用ダイオード１３ａが接続されている。この
環流用ダイオード１３ａは、アノードがスイッチング素
子１３のエミッタ端子に、カソードがスイッチング素子
１３のコレクタ端子にそれぞれ接続されている。さら
に、スイッチング素子１３のコレクタ端子は、逆流防止
用ダイオード１５を介して、例えば電解コンデンサであ
る出力側コンデンサ１４の正極と、接続している。出力
側コンデンサ１４の負極は、スイッチング素子１３のエ
ミッタ端子と接続している。インバータ回路部２０は、
出力側コンデンサ１４の蓄積電荷を交流電流に変換して
出力する正弦波生成回路であり、スイッチング素子２
１、２２、２３、２４と、環流用ダイオード２１ａ、２
２ａ、２３ａ、２４ａ、リアクトル２５、２６、コンデ
ンサ２７、２８とを備えて構成されている。スイッチン
グ素子２１、２２、２３、２４は、例えばＩＧＢＴであ
る。スイッチング素子２１は、コレクタ端子が出力側コ
ンデンサ１４の正極と、エミッタ端子がスイッチング素
子２２のコレクタ端子と、それぞれ接続している。スイ
ッチング素子２３は、コレクタ端子が出力側コンデンサ
１４の正極と、エミッタ端子がスイッチング素子２４の
コレクタ端子と、それぞれ接続されている。スイッチン
グ素子２２、２４の各エミッタ端子は、いずれも出力側
コンデンサ１４の負極と接続されている。すなわち、こ
れらの４つのスイッチング素子は、ブリッジを組んで、
出力側コンデンサ１４の両端に接続されている。４つの
スイッチング素子には、スイッチング素子１３と同様
に、それぞれのコレクタ端子とエミッタ端子との間に、
環流用ダイオードが接続している。すなわち、スイッチ
ング素子２１には環流用ダイオード２１ａが、スイッチ
ング素子２２には環流用ダイオード２２ａが、スイッチ
ング素子２３には環流用ダイオード２３ａが、スイッチ
ング素子２４には環流用ダイオード２４ａが、それぞれ
アノードとカソードの向きが、環流用ダイオード１３ａ
のスイッチング素子１３への接続と同様な向きで、接続
している。スイッチング素子２１のエミッタ端子とスイ
ッチング素子２２のコレクタ端子との接続点には、リア
クトル２５の一端が接続している。同様に、スイッチン
グ素子２３のエミッタ端子とスイッチング素子２４のコ
レクタ端子との接続点には、リアクトル２６の一端が接
続している。リアクトル２５の他端は、コンデンサ２７
の一端に接続している。コンデンサ２７の他端は、コン
デンサ２８の一端に接続している。コンデンサ２８の他
端は、リアクトル２６の他端に接続している。リアクト
ル２５、２６、およびコンデンサ２７、２８は、高周波
成分除去フィルタ（ローパスフィルタ）として機能す
る。直流検出回路部３０は、インバータ回路部２０の出
力電流のうち直流成分を検出するものである。直流検出
回路部３０は、図１に示すように、センサ部３１と、直
流フィルタ３２と、＋６０％コンパレータ３５と、−６
０％コンパレータ３６と、±９０％コンパレータ３７と
を備えて構成される。センサ部３１は、例えば数ｍΩの
シャント抵抗であり、リアクトル２６の他端に接続し、
インバータ回路部２０の出力電流を電圧に変換する。直
流フィルタ３２は、センサ部３１で変換した電圧のう
ち、商用電源の周波数帯である５０〜６０Ｈｚを少なく
とも除去するもので、数Ｈｚ程度の直流電圧のみを透過
させて出力するフィルタである。＋６０％コンパレータ
３５は、インバータ回路部２０の出力電流の直流成分の
符号正の許容値の６０％の値を、電圧変換し、比較基準
値として予め記憶している。＋６０％コンパレータ３５
は、出力端にフォトカプラを介することにより電気的絶
縁を行って、制御回路部５０に入力を行う。つまり、セ
ンサ部３１および直流フィルタ３２のグランド電位と、
＋６０％コンパレータ３５および制御回路部５０のグラ
ンド電位とは、電気的保安上またはノイズ対策上、分離
しておく必要があり、このため、電気的絶縁を行うフォ
トカプラを使用するのである。＋６０％コンパレータ３
５が記憶する比較基準値は、直流成分の検出値が正の符
号を有する場合に関する閾値であり、図３(a) に示すよ
うに、第１の正の直流閾値Ｖ1 と称することにする。＋
６０％コンパレータ３５は、直流フィルタ３２で透過し
た直流電圧が入力され、この直流電圧を第１の正の直流
閾値Ｖ1 と比較する。＋６０％コンパレータ３５は、入
力された直流電圧が第１の正の直流閾値Ｖ1 以下の間、
０出力をする。＋６０％コンパレータ３５は、入力され
た直流電圧が第１の正の直流閾値Ｖ1 を上回る間、一定
のＨｉｇｈレベルである第１のレベルの信号を出力す
る。−６０％コンパレータ３６は、インバータ回路部２
０の出力電流の直流成分の符号負の許容値の６０％の値
を、電圧変換し、比較基準値として予め記憶している。
−６０％コンパレータ３６は、＋６０％コンパレータ３
５と同様な理由で、出力端にフォトカプラを介すること
により電気的絶縁を行って、制御回路部５０に入力を行
う。−６０％コンパレータ３６が記憶する比較基準値
は、直流成分の検出値が負の符号を有する場合に関する
閾値であり、図３(a) に示すように、第１の負の直流閾
値（−Ｖ1 ）と称することにする。−６０％コンパレー
タ３６は、直流フィルタ３２で透過した直流電圧が入力
され、この直流電圧を第１の負の直流閾値（−Ｖ1 ）と
比較する。−６０％コンパレータ３６は、入力された直
流電圧が第１の負の直流閾値（−Ｖ1 ）以上の間、０出
力をする。−６０％コンパレータ３６は、入力された直
流電圧が第１の負の直流閾値（−Ｖ1 ）を下回る間、第
１のレベルの信号とは異なる一定のＨｉｇｈレベルであ
る第２のレベルの信号を出力する。なお、直流フィルタ
３２で透過した直流電圧が第１の負の直流閾値（−
Ｖ1 ）と第１の正の直流閾値Ｖ1 との間にある場合に
は、＋６０％コンパレータ３５と−６０％コンパレータ
３６は、共に０出力をする。このように＋６０％コンパ
レータ３５と−６０％コンパレータ３６が共に０出力を
行っている場合、この２つの０出力は、第１のレベルの
信号および第２のレベルの信号とは異なり一定レベルで
あり、第３のレベルの信号と称することにする。±９０
％コンパレータ３７は、インバータ回路部２０の出力電
流の直流成分の許容値の９０％の値と−９０％の値と
を、電圧変換し、比較基準値として予め記憶している。
±９０％コンパレータ３７は、＋６０％コンパレータ３
５と同様な理由で、出力端にフォトカプラを介すること
により電気的絶縁を行って、制御回路部５０に入力を行
う。±９０％コンパレータ３７が記憶する２つの比較基
準値のうち、許容値の９０％の値は、直流成分の検出値
が正の符号を有する場合に関する閾値であり、図３(a)
に示すように、第２の正の直流閾値Ｖ2 と称することに
する。許容値の−９０％の値は、直流成分の検出値が負
の符号を有する場合に関する閾値であり、第２の負の直
流閾値（−Ｖ2 ）と称することにする。±９０％コンパ
レータ３７は、直流フィルタ３２で透過した直流電圧が
入力され、この直流電圧を第２の正の直流閾値Ｖ2 およ
び第２の負の直流閾値（−Ｖ2）と比較する。±９０％
コンパレータ３７は、入力された直流電圧が第２の負の
直流閾値（−Ｖ2 ）から第２の正の直流閾値Ｖ2 に値す
る間、０出力をする。±９０％コンパレータ３７は、入
力された直流電圧が第２の正の直流閾値Ｖ2 を上回る場
合か、または第２の負の直流閾値（−Ｖ2 ）を下回る場
合には、Ｈｉｇｈレベル信号を出力する。このＨｉｇｈ
レベル信号は、インバータ回路部２０の交流電流の出力
を停止させるべき旨をあらわす信号であり、インバータ
出力停止信号と称することにする。交流検出回路部４０
は、例えばカレントトランスであって、太陽光発電イン
バータ装置の肝心の出力である交流電流を検出する。こ
のように、直流検出回路部３０と交流検出回路部４０
は、インバータ回路部２０の出力電流を検出するため、
インバータ回路部２０の出力端に設けられるのである。
制御回路部５０は、出力する交流電流に関する理想的な
基準波形をあらわすデータを予め記憶しており、タイマ
ー機能を有する例えばＭＰＵを備えて構成される。制御
回路部５０は、スイッチング素子１３、２１、２２、２
３、２４の各ゲート端子に接続し、各スイッチング素子
１３、２１、２２、２３、２４に、オンオフの切り替え
を行わせるＰＷＭ制御信号を与える。制御回路部５０
は、＋６０％コンパレータ３５と接続し、０出力または
第１のレベルの信号を入力される。制御回路部５０は、
−６０％コンパレータ３６と接続し、０出力または第２
のレベルの信号を入力される。制御回路部５０は、±９
０％コンパレータ３７と接続し、０出力またはインバー
タ出力停止信号を入力される。さらに、制御回路部５０
は、交流検出回路部４０と接続し、交流検出回路部４０
で検出された交流電流の大きさがデータ入力される。制
御回路部５０は、第１のレベルの信号を受ける場合に
は、直流除去制御での直流成分の除去の度合いをあらわ
すオフセット量を、図３(d) の各レベルをあらわす１単
位なる所定量だけ減じ、第２のレベルの信号を受ける場
合には、オフセット量を、図３(d) の各レベルをあらわ
す１単位なる所定量だけ加え、第３のレベルの信号を受
ける場合には、オフセット量を変化させず、算出したオ
フセット量に応じて、直流除去制御を行う。要するに、
制御回路部５０は、タイミングを見計らって、スイッチ
ング素子１３、２１、２２、２３、２４のオン、オフの
タイミングを調整することによって、インバータ回路部
２０の出力すなわち交流成分を、できるだけオフセット
を行って正弦波に近似する。また、制御回路部５０は、
インバータ出力停止信号を受けると、スイッチング素子
１３、２１、２２、２３、２４をオフにする等して、イ
ンバータ回路部２０に、交流電流の出力を停止させる。
このように構成される太陽光発電インバータ装置は、以
下のように動作して交流電力変換を行う。まず、太陽電
池ＰＶから得られる直流電力は、入力側コンデンサ１１
に蓄積される。制御回路部５０は、インバータ回路部２
０の起動前には、直流検出回路部３０と交流検出回路部
４０とのリセットを行う。次に、制御回路部５０は、ス
イッチング素子１３のオンオフを繰り返すことによっ
て、入力側コンデンサ１１に蓄積済みの電荷を、リアク
トル１２の誘導現象を利用して、出力側コンデンサ１４
に順次蓄積していく。すなわち、昇圧チョッパ１０部に
おいては、スイッチング素子１３をオンオフするスイッ
チング周波数を、制御回路部５０で制御されて、出力側
コンデンサ１４の昇圧がなされる。このようにして太陽
電池ＰＶから得られる直流電力を昇圧した後、制御回路
部５０は、インバータ回路部２０を制御して、出力側コ
ンデンサ１４の蓄積電荷を交流電流に変換する。すなわ
ち、インバータ回路部２０においては、制御回路部５０
からのスイッチング周波数制御によって、スイッチング
素子２１、２４がオンのときの回路ループと、スイッチ
ング素子２２、２３がオンのときの回路ループとが切り
換えられることによって、出力側コンデンサ１４の蓄積
電荷が、交流電流に変換される。このように変換された
交流電流は、リアクトル２５、２６、およびコンデンサ
２７、２８で構成される高周波成分除去フィルタ（ロー
パスフィルタ）によって、スイッチング周波数制御に因
る高周波ノイズを除去され、略滑らかな正弦波となる。
制御回路部５０は、直流除去制御を行い、交流検出回路
部４０で検出する交流電流を、予め記憶した基準波形値
に近づけるように、スイッチング素子１３、２１、２
２、２３、２４のスイッチング周波数を制御する。図３
には、直流検出回路部３０での直流成分の検出結果を基
にして、制御回路部５０でのオフセット量の算出結果例
を示している。制御回路部５０は、直流検出回路部３０
の各出力を読み取る期間を、複数の読み取り期間１、
２、３、４、５、６、７、８、９、・・・に区分けし、
各読み取り期間ごとに、＋６０％コンパレータ３５、−
６０％コンパレータ３６、±９０％コンパレータ３７の
出力を読み取る。複数の読み取り期間１、２、３、４、
５、６、７、８、９、・・・は、例えば、１秒間に設定
される。＋６０％コンパレータ３５、−６０％コンパレ
ータ３６、±９０％コンパレータ３７は、それぞれ、各
読み取り期間ごとに、例えば５０回のサンプリングを行
い、データを読み取る。すなわち、ここではサンプリン
グは２０ｍｓｅｃ刻みで行われる。図３(a) に示すよう
に、直流フィルタ３２で透過された直流電圧が、読み取
り期間２、３、４において、第１の正の直流閾値Ｖ1 を
上回るので、図３(b) に示すように、＋６０％コンパレ
ータ３５は、読み取り期間２、３、４において、第１の
レベルの信号を出力する。また、図３(a) に示すよう
に、直流フィルタ３２で透過された直流電圧が、読み取
り期間７、８において、第１の負の直流閾値（−Ｖ1 ）
を下回るので、図３(c) に示すように、−６０％コンパ
レータ３６は、読み取り期間７、８において、第２のレ
ベルの信号を出力する。図３(d) に示すように、制御回
路部５０は、初期状態では、直流除去制御での直流成分
の除去の度合いをあらわすオフセット量を、Ｌｅｖｅｌ
０とする。制御回路部５０は、読み取り期間２におい
て、第１のレベルの信号を入力されたので、読み取り期
間３ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ１
を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間３におい
て、第１のレベルの信号を入力されたので、読み取り期
間４ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ２
を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間４におい
て、第１のレベルの信号を入力されたので、読み取り期
間５ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ３
を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間５、６に
おいて、第３のレベルの信号を入力されたので、読み取
り期間６、７ではオフセット量を変化させずＬｅｖｅｌ
３の記録を継続する。制御回路部５０は、読み取り期間
７において、第２のレベルの信号を入力されたので、読
み取り期間８ではオフセット量を１単位だけ加えてＬｅ
ｖｅｌ２を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間
８において、第２のレベルの信号を入力されたので、読
み取り期間９ではオフセット量を１単位だけ加えてＬｅ
ｖｅｌ１を記録する。制御回路部５０は、このようにし
て得たオフセット量の算出結果を基にして、直流電流の
発生量を知り、スイッチング素子１３、２１、２２、２
３、２４のオン、オフのタイミングを調整することによ
って、算出したオフセット量に応じて、直流除去制御を
行う。従って、直流検出回路部３０の出力のうち、直流
流出の程度をあらわすオフセット量を、第１のレベルの
信号と、第２のレベルの信号と、第３のレベルの信号と
を基にして加減演算して求め、算出したオフセット量に
応じて、直流除去制御を行うようにしたため、直流検出
回路部３０には、＋６０％コンパレータ３５、−６０％
コンパレータ３６など、小型ＩＣで構成可能な部品を使
用できるようになり、直流検出回路部３０の大型化を避
けても直流流出の防止が可能な太陽光発電インバータ装
置を提供することができる。また、直流検出回路部３０
は、従来例のような高価なアイソレーションアンプを用
いなくても構成できるため、安価な太陽光発電インバー
タ装置を提供できるようになる。また、±９０％コンパ
レータ３７を設けて、制御回路部５０は、インバータ出
力停止信号を受けると、インバータ回路部２０の交流電
流の出力を停止させるようにしたため、インバータ回路
部２０の出力電流の直流成分が許容値を超えそうな場合
には、インバータ回路部２０の交流電流の出力を停止し
て、商用系統電源である商用電源ｅへの直流電流の流
出、および負荷Ｓへの直流電流の流出を防いで、負荷Ｓ
の誤動作または破壊の防止と、商用電源ｅへのノイズ重
畳などの悪影響の発生の防止ができる。 ［第２の実施の形態］図４は直流検出回路部での直流成
分の検出結果を基にして、制御回路部でのオフセット量
の算出結果を示すタイムチャートで、(a) は直流検出回
路部の直流フィルタの出力電圧、(b) は直流検出回路部
の＋６０％コンパレータの出力電圧、(c) は直流検出回
路部の−６０％コンパレータの出力電圧、(d) は制御回
路部でのオフセット量の算出結果を、それぞれあらわ
す。なお、前述の第１の実施の形態と同一の箇所には同
じ符号を付し、同一の箇所の詳細な説明は省略する。こ
の第２の実施の形態の太陽光発電インバータ装置が前述
の第１の実施の形態の太陽光発電インバータ装置と異な
り特徴となるのは、制御回路部が、各読み取り期間にお
ける直流検出回路部の出力の割合を判定し、直流検出回
路部の出力を各読み取り期間ごとに繰り上げまたは繰り
下げるようにした構成である。制御回路部５０は、直流
検出回路部３０の各出力を読み取る期間を、複数の読み
取り期間１、２、３、４、５、６、７、８、・・・に区
分けし、各読み取り期間ごとに、＋６０％コンパレータ
３５、−６０％コンパレータ３６、±９０％コンパレー
タ３７の出力を読み取る。制御回路部５０は、第１のレ
ベルの信号を受ける時間である第１の信号受信期間、ま
たは第２のレベルの信号を受ける時間である第２の信号
受信期間を、各読み取り期間毎に計測する。制御回路部
５０は、或る読み取り期間内での第１の信号受信期間が
占める割合が、所定の割合以上であれば、次の読み取り
期間では、オフセット量を所定量だけ減じる。また、制
御回路部５０は、或る読み取り期間内での第２の信号受
信期間が占める割合が、所定の割合以上であれば、次の
読み取り期間では、オフセット量を所定量だけ加える。
所定の割合とは、ここでは例えば５０％に設定されてい
る。図４には、直流検出回路部３０での直流成分の検出
結果を基にして、制御回路部５０でのオフセット量の算
出結果例を示している。図４(a) に示すように、直流フ
ィルタ３２で透過された直流電圧が、読み取り期間２、
３、４において、第１の正の直流閾値Ｖ1 を上回るの
で、図４(b) に示すように、＋６０％コンパレータ３５
は、読み取り期間２、３、４において、第１のレベルの
信号を出力する。また、図４(a) に示すように、直流フ
ィルタ３２で透過された直流電圧が、読み取り期間６、
７において、第１の負の直流閾値（−Ｖ1 ）を下回るの
で、図４(c) に示すように、−６０％コンパレータ３６
は、読み取り期間６、７において、第２のレベルの信号
を出力する。図４(d) に示すように、制御回路部５０
は、初期状態では、直流除去制御での直流成分の除去の
度合いをあらわすオフセット量を、Ｌｅｖｅｌ０とす
る。制御回路部５０は、読み取り期間２において、第１
の信号受信期間ｔ2Hを計測する。制御回路部５０は、読
み取り期間２における第１の信号受信期間ｔ2Hの占める
割合を算出し、所定の割合（５０％）を超えるか否か判
断する。ここでは、読み取り期間２における第１の信号
受信期間ｔ2Hの占める割合が例えば５４％であって、５
０％を超えているものとする。よって、制御回路部５０
は、読み取り期間３ではオフセット量を１単位だけ減じ
てＬｅｖｅｌ１を記録する。制御回路部５０は、読み取
り期間３において、第１の信号受信期間ｔ3Hが、所定の
割合（５０％）を超える１００％であるので、読み取り
期間４ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ
２を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間４にお
いて、第１の信号受信期間ｔ4Hが、所定の割合（５０
％）を超える６０％であるので、読み取り期間５ではオ
フセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ３を記録す
る。制御回路部５０は、読み取り期間５において、第３
のレベルの信号を入力されたので、読み取り期間６では
オフセット量を変化させずＬｅｖｅｌ３の記録を継続す
る。制御回路部５０は、読み取り期間６において、第２
の信号受信期間ｔ6Lが、所定の割合（５０％）を超える
１００％であるので、読み取り期間７ではオフセット量
を１単位だけ加えてＬｅｖｅｌ２を記録する。制御回路
部５０は、読み取り期間７において、第２の信号受信期
間ｔ7Lが、所定の割合（５０％）以下の３０％であるの
で、読み取り期間８ではオフセット量を変化させずＬｅ
ｖｅｌ２の記録を継続する。制御回路部５０は、このよ
うにして得たオフセット量の算出結果を基にして、直流
電流の発生量を知り、スイッチング素子１３、２１、２
２、２３、２４のオン、オフのタイミングを調整するこ
とによって、算出したオフセット量に応じて、直流除去
制御を行う。従って、本実施の形態の太陽光発電インバ
ータ装置においては、上述した第１の実施の形態の太陽
光発電インバータ装置と略同様の効果を得るとともに、
制御回路部５０が、各読み取り期間１、２、３、４、
５、６、７、８、・・・における直流検出回路部３０の
出力の割合を判定し、直流検出回路部３０の出力を各読
み取り期間１、２、３、４、５、６、７、８、・・・ご
とに繰り上げまたは繰り下げるようにみなしたため、第
１の信号受信期間または第２の信号受信期間を各読み取
り期間ごとに総計するので、単発的なノイズが発生した
場合や、小さな揺らぎ現象が発生した場合にも、単発的
なノイズや小さな揺らぎ現象を、所定の割合（５０％）
という閾値を以って無視でき、信頼性の高い直流流出防
止機能を有する太陽光発電インバータ装置を提供でき
る。なお、上記実施の形態においては、所定の割合を５
０％に設定したが、本発明はこれに限らず、所定の割合
は任意に設定してよい。例えば、直流フィルタで透過さ
れた直流電圧の波形の急峻度が急峻であると予めわかっ
ているならば、所定の割合を２０％など小さい値に設定
してもよい。 ［第３の実施の形態］図５は直流検出回路部での直流成
分の検出結果を基にして、制御回路部でのオフセット量
の算出結果を示すタイムチャートで、(a) は直流検出回
路部の直流フィルタの出力電圧、(b) は直流検出回路部
の＋６０％コンパレータの出力電圧、(c) は直流検出回
路部の−６０％コンパレータの出力電圧、(d) は制御回
路部でのオフセット量の算出結果を、それぞれあらわ
す。なお、前述の第１の実施の形態と同一の箇所には同
じ符号を付し、同一の箇所の詳細な説明は省略する。こ
の第３の実施の形態の太陽光発電インバータ装置が前述
の第１の実施の形態の太陽光発電インバータ装置と異な
り特徴となるのは、制御回路部が、各読み取り期間にお
ける直流検出回路部の出力の割合を判定し、その割合に
応じて、オフセット量の加減量を増減するようにした構
成である。制御回路部５０は、直流検出回路部３０の各
出力を読み取る期間を、複数の読み取り期間１、２、
３、４、５、６、７、８、９、・・・に区分けし、各読
み取り期間ごとに、＋６０％コンパレータ３５、−６０
％コンパレータ３６、±９０％コンパレータ３７の出力
を読み取る。制御回路部５０は、第１のレベルの信号を
受ける時間である第１の信号受信期間、または第２のレ
ベルの信号を受ける時間である第２の信号受信期間を、
各読み取り期間毎に計測する。制御回路部５０は、或る
読み取り期間内での第１の信号受信期間が占める割合が
多いほど、次の読み取り期間では、オフセット量から多
く減算する。また、制御回路部５０は、或る読み取り期
間内での第２の信号受信期間が占める割合が多いほど、
次の読み取り期間では、オフセット量へ多く加算する。
図５には、直流検出回路部３０での直流成分の検出結果
を基にして、制御回路部５０でのオフセット量の算出結
果例を示している。図５(a) に示すように、直流フィル
タ３２で透過された直流電圧が、読み取り期間２、３に
おいて、第１の正の直流閾値Ｖ1 を上回るので、図５
(b) に示すように、＋６０％コンパレータ３５は、読み
取り期間２、３において、第１のレベルの信号を出力す
る。また、図５(a) に示すように、直流フィルタ３２で
透過された直流電圧が、読み取り期間６において、第１
の負の直流閾値（−Ｖ1 ）を下回るので、図５(c) に示
すように、−６０％コンパレータ３６は、読み取り期間
６において、第２のレベルの信号を出力する。図５(d)
に示すように、制御回路部５０は、初期状態では、直流
除去制御での直流成分の除去の度合いをあらわすオフセ
ット量を、Ｌｅｖｅｌ０とする。例えば、制御回路部５
０は、或る読み取り期間内での第１の信号受信期間が占
める割合が０〜１０％の場合、オフセット量の変動は行
わない。制御回路部５０は、或る読み取り期間内での第
１の信号受信期間が占める割合が１０〜３０％の場合、
オフセット量を１単位だけ減じる。制御回路部５０は、
或る読み取り期間内での第１の信号受信期間が占める割
合が３０〜６０％の場合、オフセット量を２単位だけ減
じる。制御回路部５０は、或る読み取り期間内での第１
の信号受信期間が占める割合が６０〜１００％の場合、
オフセット量を３単位だけ減じる。制御回路部５０は、
第２の信号受信期間に関しては、今度はオフセット量を
増加する。制御回路部５０は、読み取り期間２におい
て、第１の信号受信期間ｔ2Hを計測する。制御回路部５
０は、読み取り期間２における第１の信号受信期間ｔ2H
の占める割合を算出する。ここでは、読み取り期間２に
おける第１の信号受信期間ｔ 2Hの占める割合が例えば３
０％であるものとする。よって、制御回路部５０は、読
み取り期間３ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅ
ｖｅｌ１を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間
３における第１の信号受信期間ｔ3Hの占める割合を算出
する。ここでは、読み取り期間３における第１の信号受
信期間ｔ3Hの占める割合が例えば２０％であるものとす
る。よって、制御回路部５０は、読み取り期間４ではオ
フセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ２を記録す
る。制御回路部５０は、読み取り期間４における第１の
信号受信期間ｔ4Hの占める割合を算出する。ここでは、
読み取り期間４における第１の信号受信期間ｔ4Hの占め
る割合が例えば５８％であるものとする。よって、制御
回路部５０は、読み取り期間５ではオフセット量を２単
位だけ減じてＬｅｖｅｌ４を記録する。制御回路部５０
は、読み取り期間５における第１の信号受信期間ｔ5Hの
占める割合を算出する。ここでは、読み取り期間５にお
ける第１の信号受信期間ｔ5Hの占める割合が例えば１６
％であるものとする。よって、制御回路部５０は、読み
取り期間６ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅｖ
ｅｌ５を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間６
における第２の信号受信期間ｔ6Lの占める割合を算出す
る。ここでは、読み取り期間６における第２の信号受信
期間ｔ6Lの占める割合が例えば３６％であるものとす
る。よって、制御回路部５０は、読み取り期間７ではオ
フセット量を２単位だけ加えてＬｅｖｅｌ３を記録す
る。制御回路部５０は、読み取り期間７における第２の
信号受信期間ｔ7Lの占める割合を算出する。ここでは、
読み取り期間７における第２の信号受信期間ｔ7Lの占め
る割合が例えば１００％であるものとする。よって、制
御回路部５０は、読み取り期間８ではオフセット量を３
単位だけ加えてＬｅｖｅｌ０を記録する。制御回路部５
０は、読み取り期間８における第１の信号受信期間また
は第２の信号受信期間が存在しないので、読み取り期間
９ではオフセット量を変化させずＬｅｖｅｌ０の記録を
継続する。制御回路部５０は、このようにして得たオフ
セット量の算出結果を基にして、直流電流の発生量を知
り、スイッチング素子１３、２１、２２、２３、２４の
オン、オフのタイミングを調整することによって、算出
したオフセット量に応じて、直流除去制御を行う。従っ
て、本実施の形態の太陽光発電インバータ装置において
は、上述した第１の実施の形態の太陽光発電インバータ
装置と略同様の効果を得るとともに、制御回路部５０
が、各読み取り期間１、２、３、４、５、６、７、８、
９、・・・における直流検出回路部３０の出力の割合を
判定し、その割合に応じて、オフセット量の加減量を増
減するようにしたため、応答性が良く、大きな直流流出
にも対処できる直流流出防止機能を有する太陽光発電イ
ンバータ装置を提供できる。なお、上記各実施の形態に
おいては、＋６０％コンパレータ３５と、−６０％コン
パレータ３６と、±９０％コンパレータ３７とを用いた
が、本発明はこれに限らず、第１の正の直流閾値は＋６
０％に限るものではない。また同様に、第１の負の直流
閾値は−６０％に限るものではない。また同様に、第２
の正の直流閾値は＋９０％に限るものではなく、第２の
負の直流閾値は−９０％に限るものではない。要する
に、第１の正の直流閾値、第１の負の直流閾値、第２の
正の直流閾値、第２の負の直流閾値は、必要に応じて適
宜設定すればよい。また、上記各実施の形態において
は、太陽電池ＰＶから得られる直流電力を昇圧する昇圧
チョッパ部１０を用いたものを例示したが、本発明はこ
れに限らず、昇圧チョッパ部１０を用いずに、複数の太
陽電池を直列に接続することによって、インバータ回路
部２０へ入力する電圧を大きくしたものであってもよ
い。
ンバータ装置の第１の実施の形態を図１乃至図３に基づ
いて、第２の実施の形態を図４に基づいて、第３の実施
の形態を図５に基づいて、それぞれ詳細に説明する。 ［第１の実施の形態］図１は太陽光発電インバータ装置
の直流検出回路部を説明するブロック図である。図２は
太陽光発電インバータ装置を説明するブロック図であ
る。図３は直流検出回路部での直流成分の検出結果を基
にして、制御回路部でのオフセット量の算出結果を示す
タイムチャートで、(a) は直流検出回路部の直流フィル
タの出力電圧、(b) は直流検出回路部の＋６０％コンパ
レータの出力電圧、(c) は直流検出回路部の−６０％コ
ンパレータの出力電圧、(d) は制御回路部でのオフセッ
ト量の算出結果を、それぞれあらわす。図２に示す太陽
光発電インバータ装置は、太陽電池ＰＶと、昇圧チョッ
パ部１０と、インバータ回路部２０と、直流検出回路部
３０と、交流検出回路部４０と、制御回路部５０とを備
えて構成されている。太陽光発電インバータ装置は、太
陽電池ＰＶから得られる直流電力を、昇圧チョッパ部１
０で昇圧した後、インバータ回路部２０で交流電力に変
換し、商用電源ｅと連系して負荷Ｓに電力を供給する商
用系統連系型のものである。昇圧チョッパ部１０は、太
陽電池ＰＶに接続されて太陽電池ＰＶの直流電力を増幅
するもので、入力側コンデンサ１１と、リアクトル１
２、スイッチング素子１３、環流用ダイオード１３ａ、
出力側コンデンサ１４および逆流防止用ダイオード１５
とを備えて構成されている。入力側コンデンサ１１は例
えば電解コンデンサであって、正極が、太陽電池ＰＶの
一方の端子に接続されており、負極が、太陽電池ＰＶの
他方の端子に接続している。入力側コンデンサ１１の正
極は、リアクトル１２を介して、例えばＩＧＢＴなどで
例示するスイッチング素子１３の、コレクタ端子と接続
している。スイッチング素子１３のエミッタ端子は、入
力側コンデンサ１１の負極に接続している。また、スイ
ッチング素子１３は、コレクタ端子とエミッタ端子との
間に、環流用ダイオード１３ａが接続されている。この
環流用ダイオード１３ａは、アノードがスイッチング素
子１３のエミッタ端子に、カソードがスイッチング素子
１３のコレクタ端子にそれぞれ接続されている。さら
に、スイッチング素子１３のコレクタ端子は、逆流防止
用ダイオード１５を介して、例えば電解コンデンサであ
る出力側コンデンサ１４の正極と、接続している。出力
側コンデンサ１４の負極は、スイッチング素子１３のエ
ミッタ端子と接続している。インバータ回路部２０は、
出力側コンデンサ１４の蓄積電荷を交流電流に変換して
出力する正弦波生成回路であり、スイッチング素子２
１、２２、２３、２４と、環流用ダイオード２１ａ、２
２ａ、２３ａ、２４ａ、リアクトル２５、２６、コンデ
ンサ２７、２８とを備えて構成されている。スイッチン
グ素子２１、２２、２３、２４は、例えばＩＧＢＴであ
る。スイッチング素子２１は、コレクタ端子が出力側コ
ンデンサ１４の正極と、エミッタ端子がスイッチング素
子２２のコレクタ端子と、それぞれ接続している。スイ
ッチング素子２３は、コレクタ端子が出力側コンデンサ
１４の正極と、エミッタ端子がスイッチング素子２４の
コレクタ端子と、それぞれ接続されている。スイッチン
グ素子２２、２４の各エミッタ端子は、いずれも出力側
コンデンサ１４の負極と接続されている。すなわち、こ
れらの４つのスイッチング素子は、ブリッジを組んで、
出力側コンデンサ１４の両端に接続されている。４つの
スイッチング素子には、スイッチング素子１３と同様
に、それぞれのコレクタ端子とエミッタ端子との間に、
環流用ダイオードが接続している。すなわち、スイッチ
ング素子２１には環流用ダイオード２１ａが、スイッチ
ング素子２２には環流用ダイオード２２ａが、スイッチ
ング素子２３には環流用ダイオード２３ａが、スイッチ
ング素子２４には環流用ダイオード２４ａが、それぞれ
アノードとカソードの向きが、環流用ダイオード１３ａ
のスイッチング素子１３への接続と同様な向きで、接続
している。スイッチング素子２１のエミッタ端子とスイ
ッチング素子２２のコレクタ端子との接続点には、リア
クトル２５の一端が接続している。同様に、スイッチン
グ素子２３のエミッタ端子とスイッチング素子２４のコ
レクタ端子との接続点には、リアクトル２６の一端が接
続している。リアクトル２５の他端は、コンデンサ２７
の一端に接続している。コンデンサ２７の他端は、コン
デンサ２８の一端に接続している。コンデンサ２８の他
端は、リアクトル２６の他端に接続している。リアクト
ル２５、２６、およびコンデンサ２７、２８は、高周波
成分除去フィルタ（ローパスフィルタ）として機能す
る。直流検出回路部３０は、インバータ回路部２０の出
力電流のうち直流成分を検出するものである。直流検出
回路部３０は、図１に示すように、センサ部３１と、直
流フィルタ３２と、＋６０％コンパレータ３５と、−６
０％コンパレータ３６と、±９０％コンパレータ３７と
を備えて構成される。センサ部３１は、例えば数ｍΩの
シャント抵抗であり、リアクトル２６の他端に接続し、
インバータ回路部２０の出力電流を電圧に変換する。直
流フィルタ３２は、センサ部３１で変換した電圧のう
ち、商用電源の周波数帯である５０〜６０Ｈｚを少なく
とも除去するもので、数Ｈｚ程度の直流電圧のみを透過
させて出力するフィルタである。＋６０％コンパレータ
３５は、インバータ回路部２０の出力電流の直流成分の
符号正の許容値の６０％の値を、電圧変換し、比較基準
値として予め記憶している。＋６０％コンパレータ３５
は、出力端にフォトカプラを介することにより電気的絶
縁を行って、制御回路部５０に入力を行う。つまり、セ
ンサ部３１および直流フィルタ３２のグランド電位と、
＋６０％コンパレータ３５および制御回路部５０のグラ
ンド電位とは、電気的保安上またはノイズ対策上、分離
しておく必要があり、このため、電気的絶縁を行うフォ
トカプラを使用するのである。＋６０％コンパレータ３
５が記憶する比較基準値は、直流成分の検出値が正の符
号を有する場合に関する閾値であり、図３(a) に示すよ
うに、第１の正の直流閾値Ｖ1 と称することにする。＋
６０％コンパレータ３５は、直流フィルタ３２で透過し
た直流電圧が入力され、この直流電圧を第１の正の直流
閾値Ｖ1 と比較する。＋６０％コンパレータ３５は、入
力された直流電圧が第１の正の直流閾値Ｖ1 以下の間、
０出力をする。＋６０％コンパレータ３５は、入力され
た直流電圧が第１の正の直流閾値Ｖ1 を上回る間、一定
のＨｉｇｈレベルである第１のレベルの信号を出力す
る。−６０％コンパレータ３６は、インバータ回路部２
０の出力電流の直流成分の符号負の許容値の６０％の値
を、電圧変換し、比較基準値として予め記憶している。
−６０％コンパレータ３６は、＋６０％コンパレータ３
５と同様な理由で、出力端にフォトカプラを介すること
により電気的絶縁を行って、制御回路部５０に入力を行
う。−６０％コンパレータ３６が記憶する比較基準値
は、直流成分の検出値が負の符号を有する場合に関する
閾値であり、図３(a) に示すように、第１の負の直流閾
値（−Ｖ1 ）と称することにする。−６０％コンパレー
タ３６は、直流フィルタ３２で透過した直流電圧が入力
され、この直流電圧を第１の負の直流閾値（−Ｖ1 ）と
比較する。−６０％コンパレータ３６は、入力された直
流電圧が第１の負の直流閾値（−Ｖ1 ）以上の間、０出
力をする。−６０％コンパレータ３６は、入力された直
流電圧が第１の負の直流閾値（−Ｖ1 ）を下回る間、第
１のレベルの信号とは異なる一定のＨｉｇｈレベルであ
る第２のレベルの信号を出力する。なお、直流フィルタ
３２で透過した直流電圧が第１の負の直流閾値（−
Ｖ1 ）と第１の正の直流閾値Ｖ1 との間にある場合に
は、＋６０％コンパレータ３５と−６０％コンパレータ
３６は、共に０出力をする。このように＋６０％コンパ
レータ３５と−６０％コンパレータ３６が共に０出力を
行っている場合、この２つの０出力は、第１のレベルの
信号および第２のレベルの信号とは異なり一定レベルで
あり、第３のレベルの信号と称することにする。±９０
％コンパレータ３７は、インバータ回路部２０の出力電
流の直流成分の許容値の９０％の値と−９０％の値と
を、電圧変換し、比較基準値として予め記憶している。
±９０％コンパレータ３７は、＋６０％コンパレータ３
５と同様な理由で、出力端にフォトカプラを介すること
により電気的絶縁を行って、制御回路部５０に入力を行
う。±９０％コンパレータ３７が記憶する２つの比較基
準値のうち、許容値の９０％の値は、直流成分の検出値
が正の符号を有する場合に関する閾値であり、図３(a)
に示すように、第２の正の直流閾値Ｖ2 と称することに
する。許容値の−９０％の値は、直流成分の検出値が負
の符号を有する場合に関する閾値であり、第２の負の直
流閾値（−Ｖ2 ）と称することにする。±９０％コンパ
レータ３７は、直流フィルタ３２で透過した直流電圧が
入力され、この直流電圧を第２の正の直流閾値Ｖ2 およ
び第２の負の直流閾値（−Ｖ2）と比較する。±９０％
コンパレータ３７は、入力された直流電圧が第２の負の
直流閾値（−Ｖ2 ）から第２の正の直流閾値Ｖ2 に値す
る間、０出力をする。±９０％コンパレータ３７は、入
力された直流電圧が第２の正の直流閾値Ｖ2 を上回る場
合か、または第２の負の直流閾値（−Ｖ2 ）を下回る場
合には、Ｈｉｇｈレベル信号を出力する。このＨｉｇｈ
レベル信号は、インバータ回路部２０の交流電流の出力
を停止させるべき旨をあらわす信号であり、インバータ
出力停止信号と称することにする。交流検出回路部４０
は、例えばカレントトランスであって、太陽光発電イン
バータ装置の肝心の出力である交流電流を検出する。こ
のように、直流検出回路部３０と交流検出回路部４０
は、インバータ回路部２０の出力電流を検出するため、
インバータ回路部２０の出力端に設けられるのである。
制御回路部５０は、出力する交流電流に関する理想的な
基準波形をあらわすデータを予め記憶しており、タイマ
ー機能を有する例えばＭＰＵを備えて構成される。制御
回路部５０は、スイッチング素子１３、２１、２２、２
３、２４の各ゲート端子に接続し、各スイッチング素子
１３、２１、２２、２３、２４に、オンオフの切り替え
を行わせるＰＷＭ制御信号を与える。制御回路部５０
は、＋６０％コンパレータ３５と接続し、０出力または
第１のレベルの信号を入力される。制御回路部５０は、
−６０％コンパレータ３６と接続し、０出力または第２
のレベルの信号を入力される。制御回路部５０は、±９
０％コンパレータ３７と接続し、０出力またはインバー
タ出力停止信号を入力される。さらに、制御回路部５０
は、交流検出回路部４０と接続し、交流検出回路部４０
で検出された交流電流の大きさがデータ入力される。制
御回路部５０は、第１のレベルの信号を受ける場合に
は、直流除去制御での直流成分の除去の度合いをあらわ
すオフセット量を、図３(d) の各レベルをあらわす１単
位なる所定量だけ減じ、第２のレベルの信号を受ける場
合には、オフセット量を、図３(d) の各レベルをあらわ
す１単位なる所定量だけ加え、第３のレベルの信号を受
ける場合には、オフセット量を変化させず、算出したオ
フセット量に応じて、直流除去制御を行う。要するに、
制御回路部５０は、タイミングを見計らって、スイッチ
ング素子１３、２１、２２、２３、２４のオン、オフの
タイミングを調整することによって、インバータ回路部
２０の出力すなわち交流成分を、できるだけオフセット
を行って正弦波に近似する。また、制御回路部５０は、
インバータ出力停止信号を受けると、スイッチング素子
１３、２１、２２、２３、２４をオフにする等して、イ
ンバータ回路部２０に、交流電流の出力を停止させる。
このように構成される太陽光発電インバータ装置は、以
下のように動作して交流電力変換を行う。まず、太陽電
池ＰＶから得られる直流電力は、入力側コンデンサ１１
に蓄積される。制御回路部５０は、インバータ回路部２
０の起動前には、直流検出回路部３０と交流検出回路部
４０とのリセットを行う。次に、制御回路部５０は、ス
イッチング素子１３のオンオフを繰り返すことによっ
て、入力側コンデンサ１１に蓄積済みの電荷を、リアク
トル１２の誘導現象を利用して、出力側コンデンサ１４
に順次蓄積していく。すなわち、昇圧チョッパ１０部に
おいては、スイッチング素子１３をオンオフするスイッ
チング周波数を、制御回路部５０で制御されて、出力側
コンデンサ１４の昇圧がなされる。このようにして太陽
電池ＰＶから得られる直流電力を昇圧した後、制御回路
部５０は、インバータ回路部２０を制御して、出力側コ
ンデンサ１４の蓄積電荷を交流電流に変換する。すなわ
ち、インバータ回路部２０においては、制御回路部５０
からのスイッチング周波数制御によって、スイッチング
素子２１、２４がオンのときの回路ループと、スイッチ
ング素子２２、２３がオンのときの回路ループとが切り
換えられることによって、出力側コンデンサ１４の蓄積
電荷が、交流電流に変換される。このように変換された
交流電流は、リアクトル２５、２６、およびコンデンサ
２７、２８で構成される高周波成分除去フィルタ（ロー
パスフィルタ）によって、スイッチング周波数制御に因
る高周波ノイズを除去され、略滑らかな正弦波となる。
制御回路部５０は、直流除去制御を行い、交流検出回路
部４０で検出する交流電流を、予め記憶した基準波形値
に近づけるように、スイッチング素子１３、２１、２
２、２３、２４のスイッチング周波数を制御する。図３
には、直流検出回路部３０での直流成分の検出結果を基
にして、制御回路部５０でのオフセット量の算出結果例
を示している。制御回路部５０は、直流検出回路部３０
の各出力を読み取る期間を、複数の読み取り期間１、
２、３、４、５、６、７、８、９、・・・に区分けし、
各読み取り期間ごとに、＋６０％コンパレータ３５、−
６０％コンパレータ３６、±９０％コンパレータ３７の
出力を読み取る。複数の読み取り期間１、２、３、４、
５、６、７、８、９、・・・は、例えば、１秒間に設定
される。＋６０％コンパレータ３５、−６０％コンパレ
ータ３６、±９０％コンパレータ３７は、それぞれ、各
読み取り期間ごとに、例えば５０回のサンプリングを行
い、データを読み取る。すなわち、ここではサンプリン
グは２０ｍｓｅｃ刻みで行われる。図３(a) に示すよう
に、直流フィルタ３２で透過された直流電圧が、読み取
り期間２、３、４において、第１の正の直流閾値Ｖ1 を
上回るので、図３(b) に示すように、＋６０％コンパレ
ータ３５は、読み取り期間２、３、４において、第１の
レベルの信号を出力する。また、図３(a) に示すよう
に、直流フィルタ３２で透過された直流電圧が、読み取
り期間７、８において、第１の負の直流閾値（−Ｖ1 ）
を下回るので、図３(c) に示すように、−６０％コンパ
レータ３６は、読み取り期間７、８において、第２のレ
ベルの信号を出力する。図３(d) に示すように、制御回
路部５０は、初期状態では、直流除去制御での直流成分
の除去の度合いをあらわすオフセット量を、Ｌｅｖｅｌ
０とする。制御回路部５０は、読み取り期間２におい
て、第１のレベルの信号を入力されたので、読み取り期
間３ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ１
を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間３におい
て、第１のレベルの信号を入力されたので、読み取り期
間４ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ２
を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間４におい
て、第１のレベルの信号を入力されたので、読み取り期
間５ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ３
を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間５、６に
おいて、第３のレベルの信号を入力されたので、読み取
り期間６、７ではオフセット量を変化させずＬｅｖｅｌ
３の記録を継続する。制御回路部５０は、読み取り期間
７において、第２のレベルの信号を入力されたので、読
み取り期間８ではオフセット量を１単位だけ加えてＬｅ
ｖｅｌ２を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間
８において、第２のレベルの信号を入力されたので、読
み取り期間９ではオフセット量を１単位だけ加えてＬｅ
ｖｅｌ１を記録する。制御回路部５０は、このようにし
て得たオフセット量の算出結果を基にして、直流電流の
発生量を知り、スイッチング素子１３、２１、２２、２
３、２４のオン、オフのタイミングを調整することによ
って、算出したオフセット量に応じて、直流除去制御を
行う。従って、直流検出回路部３０の出力のうち、直流
流出の程度をあらわすオフセット量を、第１のレベルの
信号と、第２のレベルの信号と、第３のレベルの信号と
を基にして加減演算して求め、算出したオフセット量に
応じて、直流除去制御を行うようにしたため、直流検出
回路部３０には、＋６０％コンパレータ３５、−６０％
コンパレータ３６など、小型ＩＣで構成可能な部品を使
用できるようになり、直流検出回路部３０の大型化を避
けても直流流出の防止が可能な太陽光発電インバータ装
置を提供することができる。また、直流検出回路部３０
は、従来例のような高価なアイソレーションアンプを用
いなくても構成できるため、安価な太陽光発電インバー
タ装置を提供できるようになる。また、±９０％コンパ
レータ３７を設けて、制御回路部５０は、インバータ出
力停止信号を受けると、インバータ回路部２０の交流電
流の出力を停止させるようにしたため、インバータ回路
部２０の出力電流の直流成分が許容値を超えそうな場合
には、インバータ回路部２０の交流電流の出力を停止し
て、商用系統電源である商用電源ｅへの直流電流の流
出、および負荷Ｓへの直流電流の流出を防いで、負荷Ｓ
の誤動作または破壊の防止と、商用電源ｅへのノイズ重
畳などの悪影響の発生の防止ができる。 ［第２の実施の形態］図４は直流検出回路部での直流成
分の検出結果を基にして、制御回路部でのオフセット量
の算出結果を示すタイムチャートで、(a) は直流検出回
路部の直流フィルタの出力電圧、(b) は直流検出回路部
の＋６０％コンパレータの出力電圧、(c) は直流検出回
路部の−６０％コンパレータの出力電圧、(d) は制御回
路部でのオフセット量の算出結果を、それぞれあらわ
す。なお、前述の第１の実施の形態と同一の箇所には同
じ符号を付し、同一の箇所の詳細な説明は省略する。こ
の第２の実施の形態の太陽光発電インバータ装置が前述
の第１の実施の形態の太陽光発電インバータ装置と異な
り特徴となるのは、制御回路部が、各読み取り期間にお
ける直流検出回路部の出力の割合を判定し、直流検出回
路部の出力を各読み取り期間ごとに繰り上げまたは繰り
下げるようにした構成である。制御回路部５０は、直流
検出回路部３０の各出力を読み取る期間を、複数の読み
取り期間１、２、３、４、５、６、７、８、・・・に区
分けし、各読み取り期間ごとに、＋６０％コンパレータ
３５、−６０％コンパレータ３６、±９０％コンパレー
タ３７の出力を読み取る。制御回路部５０は、第１のレ
ベルの信号を受ける時間である第１の信号受信期間、ま
たは第２のレベルの信号を受ける時間である第２の信号
受信期間を、各読み取り期間毎に計測する。制御回路部
５０は、或る読み取り期間内での第１の信号受信期間が
占める割合が、所定の割合以上であれば、次の読み取り
期間では、オフセット量を所定量だけ減じる。また、制
御回路部５０は、或る読み取り期間内での第２の信号受
信期間が占める割合が、所定の割合以上であれば、次の
読み取り期間では、オフセット量を所定量だけ加える。
所定の割合とは、ここでは例えば５０％に設定されてい
る。図４には、直流検出回路部３０での直流成分の検出
結果を基にして、制御回路部５０でのオフセット量の算
出結果例を示している。図４(a) に示すように、直流フ
ィルタ３２で透過された直流電圧が、読み取り期間２、
３、４において、第１の正の直流閾値Ｖ1 を上回るの
で、図４(b) に示すように、＋６０％コンパレータ３５
は、読み取り期間２、３、４において、第１のレベルの
信号を出力する。また、図４(a) に示すように、直流フ
ィルタ３２で透過された直流電圧が、読み取り期間６、
７において、第１の負の直流閾値（−Ｖ1 ）を下回るの
で、図４(c) に示すように、−６０％コンパレータ３６
は、読み取り期間６、７において、第２のレベルの信号
を出力する。図４(d) に示すように、制御回路部５０
は、初期状態では、直流除去制御での直流成分の除去の
度合いをあらわすオフセット量を、Ｌｅｖｅｌ０とす
る。制御回路部５０は、読み取り期間２において、第１
の信号受信期間ｔ2Hを計測する。制御回路部５０は、読
み取り期間２における第１の信号受信期間ｔ2Hの占める
割合を算出し、所定の割合（５０％）を超えるか否か判
断する。ここでは、読み取り期間２における第１の信号
受信期間ｔ2Hの占める割合が例えば５４％であって、５
０％を超えているものとする。よって、制御回路部５０
は、読み取り期間３ではオフセット量を１単位だけ減じ
てＬｅｖｅｌ１を記録する。制御回路部５０は、読み取
り期間３において、第１の信号受信期間ｔ3Hが、所定の
割合（５０％）を超える１００％であるので、読み取り
期間４ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ
２を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間４にお
いて、第１の信号受信期間ｔ4Hが、所定の割合（５０
％）を超える６０％であるので、読み取り期間５ではオ
フセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ３を記録す
る。制御回路部５０は、読み取り期間５において、第３
のレベルの信号を入力されたので、読み取り期間６では
オフセット量を変化させずＬｅｖｅｌ３の記録を継続す
る。制御回路部５０は、読み取り期間６において、第２
の信号受信期間ｔ6Lが、所定の割合（５０％）を超える
１００％であるので、読み取り期間７ではオフセット量
を１単位だけ加えてＬｅｖｅｌ２を記録する。制御回路
部５０は、読み取り期間７において、第２の信号受信期
間ｔ7Lが、所定の割合（５０％）以下の３０％であるの
で、読み取り期間８ではオフセット量を変化させずＬｅ
ｖｅｌ２の記録を継続する。制御回路部５０は、このよ
うにして得たオフセット量の算出結果を基にして、直流
電流の発生量を知り、スイッチング素子１３、２１、２
２、２３、２４のオン、オフのタイミングを調整するこ
とによって、算出したオフセット量に応じて、直流除去
制御を行う。従って、本実施の形態の太陽光発電インバ
ータ装置においては、上述した第１の実施の形態の太陽
光発電インバータ装置と略同様の効果を得るとともに、
制御回路部５０が、各読み取り期間１、２、３、４、
５、６、７、８、・・・における直流検出回路部３０の
出力の割合を判定し、直流検出回路部３０の出力を各読
み取り期間１、２、３、４、５、６、７、８、・・・ご
とに繰り上げまたは繰り下げるようにみなしたため、第
１の信号受信期間または第２の信号受信期間を各読み取
り期間ごとに総計するので、単発的なノイズが発生した
場合や、小さな揺らぎ現象が発生した場合にも、単発的
なノイズや小さな揺らぎ現象を、所定の割合（５０％）
という閾値を以って無視でき、信頼性の高い直流流出防
止機能を有する太陽光発電インバータ装置を提供でき
る。なお、上記実施の形態においては、所定の割合を５
０％に設定したが、本発明はこれに限らず、所定の割合
は任意に設定してよい。例えば、直流フィルタで透過さ
れた直流電圧の波形の急峻度が急峻であると予めわかっ
ているならば、所定の割合を２０％など小さい値に設定
してもよい。 ［第３の実施の形態］図５は直流検出回路部での直流成
分の検出結果を基にして、制御回路部でのオフセット量
の算出結果を示すタイムチャートで、(a) は直流検出回
路部の直流フィルタの出力電圧、(b) は直流検出回路部
の＋６０％コンパレータの出力電圧、(c) は直流検出回
路部の−６０％コンパレータの出力電圧、(d) は制御回
路部でのオフセット量の算出結果を、それぞれあらわ
す。なお、前述の第１の実施の形態と同一の箇所には同
じ符号を付し、同一の箇所の詳細な説明は省略する。こ
の第３の実施の形態の太陽光発電インバータ装置が前述
の第１の実施の形態の太陽光発電インバータ装置と異な
り特徴となるのは、制御回路部が、各読み取り期間にお
ける直流検出回路部の出力の割合を判定し、その割合に
応じて、オフセット量の加減量を増減するようにした構
成である。制御回路部５０は、直流検出回路部３０の各
出力を読み取る期間を、複数の読み取り期間１、２、
３、４、５、６、７、８、９、・・・に区分けし、各読
み取り期間ごとに、＋６０％コンパレータ３５、−６０
％コンパレータ３６、±９０％コンパレータ３７の出力
を読み取る。制御回路部５０は、第１のレベルの信号を
受ける時間である第１の信号受信期間、または第２のレ
ベルの信号を受ける時間である第２の信号受信期間を、
各読み取り期間毎に計測する。制御回路部５０は、或る
読み取り期間内での第１の信号受信期間が占める割合が
多いほど、次の読み取り期間では、オフセット量から多
く減算する。また、制御回路部５０は、或る読み取り期
間内での第２の信号受信期間が占める割合が多いほど、
次の読み取り期間では、オフセット量へ多く加算する。
図５には、直流検出回路部３０での直流成分の検出結果
を基にして、制御回路部５０でのオフセット量の算出結
果例を示している。図５(a) に示すように、直流フィル
タ３２で透過された直流電圧が、読み取り期間２、３に
おいて、第１の正の直流閾値Ｖ1 を上回るので、図５
(b) に示すように、＋６０％コンパレータ３５は、読み
取り期間２、３において、第１のレベルの信号を出力す
る。また、図５(a) に示すように、直流フィルタ３２で
透過された直流電圧が、読み取り期間６において、第１
の負の直流閾値（−Ｖ1 ）を下回るので、図５(c) に示
すように、−６０％コンパレータ３６は、読み取り期間
６において、第２のレベルの信号を出力する。図５(d)
に示すように、制御回路部５０は、初期状態では、直流
除去制御での直流成分の除去の度合いをあらわすオフセ
ット量を、Ｌｅｖｅｌ０とする。例えば、制御回路部５
０は、或る読み取り期間内での第１の信号受信期間が占
める割合が０〜１０％の場合、オフセット量の変動は行
わない。制御回路部５０は、或る読み取り期間内での第
１の信号受信期間が占める割合が１０〜３０％の場合、
オフセット量を１単位だけ減じる。制御回路部５０は、
或る読み取り期間内での第１の信号受信期間が占める割
合が３０〜６０％の場合、オフセット量を２単位だけ減
じる。制御回路部５０は、或る読み取り期間内での第１
の信号受信期間が占める割合が６０〜１００％の場合、
オフセット量を３単位だけ減じる。制御回路部５０は、
第２の信号受信期間に関しては、今度はオフセット量を
増加する。制御回路部５０は、読み取り期間２におい
て、第１の信号受信期間ｔ2Hを計測する。制御回路部５
０は、読み取り期間２における第１の信号受信期間ｔ2H
の占める割合を算出する。ここでは、読み取り期間２に
おける第１の信号受信期間ｔ 2Hの占める割合が例えば３
０％であるものとする。よって、制御回路部５０は、読
み取り期間３ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅ
ｖｅｌ１を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間
３における第１の信号受信期間ｔ3Hの占める割合を算出
する。ここでは、読み取り期間３における第１の信号受
信期間ｔ3Hの占める割合が例えば２０％であるものとす
る。よって、制御回路部５０は、読み取り期間４ではオ
フセット量を１単位だけ減じてＬｅｖｅｌ２を記録す
る。制御回路部５０は、読み取り期間４における第１の
信号受信期間ｔ4Hの占める割合を算出する。ここでは、
読み取り期間４における第１の信号受信期間ｔ4Hの占め
る割合が例えば５８％であるものとする。よって、制御
回路部５０は、読み取り期間５ではオフセット量を２単
位だけ減じてＬｅｖｅｌ４を記録する。制御回路部５０
は、読み取り期間５における第１の信号受信期間ｔ5Hの
占める割合を算出する。ここでは、読み取り期間５にお
ける第１の信号受信期間ｔ5Hの占める割合が例えば１６
％であるものとする。よって、制御回路部５０は、読み
取り期間６ではオフセット量を１単位だけ減じてＬｅｖ
ｅｌ５を記録する。制御回路部５０は、読み取り期間６
における第２の信号受信期間ｔ6Lの占める割合を算出す
る。ここでは、読み取り期間６における第２の信号受信
期間ｔ6Lの占める割合が例えば３６％であるものとす
る。よって、制御回路部５０は、読み取り期間７ではオ
フセット量を２単位だけ加えてＬｅｖｅｌ３を記録す
る。制御回路部５０は、読み取り期間７における第２の
信号受信期間ｔ7Lの占める割合を算出する。ここでは、
読み取り期間７における第２の信号受信期間ｔ7Lの占め
る割合が例えば１００％であるものとする。よって、制
御回路部５０は、読み取り期間８ではオフセット量を３
単位だけ加えてＬｅｖｅｌ０を記録する。制御回路部５
０は、読み取り期間８における第１の信号受信期間また
は第２の信号受信期間が存在しないので、読み取り期間
９ではオフセット量を変化させずＬｅｖｅｌ０の記録を
継続する。制御回路部５０は、このようにして得たオフ
セット量の算出結果を基にして、直流電流の発生量を知
り、スイッチング素子１３、２１、２２、２３、２４の
オン、オフのタイミングを調整することによって、算出
したオフセット量に応じて、直流除去制御を行う。従っ
て、本実施の形態の太陽光発電インバータ装置において
は、上述した第１の実施の形態の太陽光発電インバータ
装置と略同様の効果を得るとともに、制御回路部５０
が、各読み取り期間１、２、３、４、５、６、７、８、
９、・・・における直流検出回路部３０の出力の割合を
判定し、その割合に応じて、オフセット量の加減量を増
減するようにしたため、応答性が良く、大きな直流流出
にも対処できる直流流出防止機能を有する太陽光発電イ
ンバータ装置を提供できる。なお、上記各実施の形態に
おいては、＋６０％コンパレータ３５と、−６０％コン
パレータ３６と、±９０％コンパレータ３７とを用いた
が、本発明はこれに限らず、第１の正の直流閾値は＋６
０％に限るものではない。また同様に、第１の負の直流
閾値は−６０％に限るものではない。また同様に、第２
の正の直流閾値は＋９０％に限るものではなく、第２の
負の直流閾値は−９０％に限るものではない。要する
に、第１の正の直流閾値、第１の負の直流閾値、第２の
正の直流閾値、第２の負の直流閾値は、必要に応じて適
宜設定すればよい。また、上記各実施の形態において
は、太陽電池ＰＶから得られる直流電力を昇圧する昇圧
チョッパ部１０を用いたものを例示したが、本発明はこ
れに限らず、昇圧チョッパ部１０を用いずに、複数の太
陽電池を直列に接続することによって、インバータ回路
部２０へ入力する電圧を大きくしたものであってもよ
い。
【発明の効果】請求項１記載の発明にあっては、直流検
出回路部は、直流成分の検出値が正の符号を有する場合
に関する閾値である第１の正の直流閾値と、直流成分の
検出値が負の符号を有する場合に関する閾値である第１
の負の直流閾値とを記憶しており、直流成分の検出値が
第１の正の直流閾値を上回る場合には、一定レベルであ
る第１のレベルの信号を出力し、直流成分の検出値が第
１の負の直流閾値を下回る場合には、第１のレベルの信
号とは異なり一定レベルである第２のレベルの信号を出
力し、直流成分の検出値が第１の負の直流閾値と第１の
正の直流閾値との間にある場合には、第１のレベルの信
号および第２のレベルの信号とは異なり一定レベルであ
る第３のレベルの信号を出力するものであり、制御回路
部は、第１のレベルの信号を受ける場合には、直流除去
制御での直流成分の除去の度合いをあらわすオフセット
量を、所定量だけ減じ、第２のレベルの信号を受ける場
合には、オフセット量を所定量だけ加え、第３のレベル
の信号を受ける場合には、オフセット量を変化させず、
算出したオフセット量に応じて、直流除去制御を行うも
のであるようにしたため、直流検出回路部を、第１のレ
ベルの信号と、第２のレベルの信号と、第３のレベルの
信号とを出力可能な例えばコンパレータ等の簡易で安価
な回路を用いて構成できるようになり、直流検出回路部
の大型化を避けても直流流出の防止が可能な太陽光発電
インバータ装置を提供することができる。請求項２記載
の発明にあっては、請求項１記載の発明の効果に加え
て、直流検出回路部は、第１の正の直流閾値よりも大き
な値である第２の正の直流閾値と、第１の負の直流閾値
よりも小さな値である第２の負の直流閾値とを記憶して
おり、直流成分の検出値が第２の正の直流閾値を上回る
場合か、または直流成分の検出値が第２の負の直流閾値
を下回る場合には、インバータ回路部の交流電流の出力
を停止させる旨のインバータ出力停止信号を出力するも
のであり、制御回路部は、インバータ出力停止信号を受
けてインバータ回路部に交流電流の出力を停止させる制
御を行うようにしたため、インバータ回路部の出力電流
の直流成分が許容値を超えそうな場合には、インバータ
回路部の交流電流の出力を停止して、商用系統電源であ
る商用電源への直流電流の流出、および負荷への直流電
流の流出を防いで、負荷の誤動作または破壊の防止と、
商用電源へのノイズ重畳などの悪影響の発生の防止がで
きる。請求項３記載の発明にあっては、請求項１または
請求項２記載の発明の効果に加えて、制御回路部は、直
流検出回路部の出力を読み取る期間を、複数の読み取り
期間に区分けし、第１のレベルの信号を受ける時間であ
る第１の信号受信期間、または第２のレベルの信号を受
ける時間である第２の信号受信期間を、各読み取り期間
毎に計測し、或る読み取り期間内での第１の信号受信期
間が占める割合が所定の割合以上であれば、次の読み取
り期間では、オフセット量を所定量だけ減じるものであ
り、或る読み取り期間内での第２の信号受信期間が占め
る割合が所定の割合以上であれば、次の読み取り期間で
は、オフセット量を所定量だけ加えるものであるように
したため、第１の信号受信期間または第２の信号受信期
間を各読み取り期間ごとに総計するので、単発的なノイ
ズが発生した場合や、小さな揺らぎ現象が発生した場合
にも、単発的なノイズや小さな揺らぎ現象を、所定の割
合という閾値を以って無視でき、信頼性の高い直流流出
防止機能を有する太陽光発電インバータ装置を提供でき
る。請求項４記載の発明にあっては、請求項１または請
求項２記載の発明の効果に加えて、制御回路部は、直流
検出回路部の出力を読み取る期間を、複数の読み取り期
間に区分けし、第１のレベルの信号を受ける時間である
第１の信号受信期間、または第２のレベルの信号を受け
る時間である第２の信号受信期間を、各読み取り期間毎
に計測し、或る読み取り期間内での第１の信号受信期間
が占める割合が多いほど、次の読み取り期間では、オフ
セット量から多く減算し、或る読み取り期間内での第２
の信号受信期間が占める割合が多いほど、次の読み取り
期間では、オフセット量へ多く加算するものであるよう
にしたため、応答性が良く、大きな直流流出にも対処で
きる直流流出防止機能を有する太陽光発電インバータ装
置を提供できる。
出回路部は、直流成分の検出値が正の符号を有する場合
に関する閾値である第１の正の直流閾値と、直流成分の
検出値が負の符号を有する場合に関する閾値である第１
の負の直流閾値とを記憶しており、直流成分の検出値が
第１の正の直流閾値を上回る場合には、一定レベルであ
る第１のレベルの信号を出力し、直流成分の検出値が第
１の負の直流閾値を下回る場合には、第１のレベルの信
号とは異なり一定レベルである第２のレベルの信号を出
力し、直流成分の検出値が第１の負の直流閾値と第１の
正の直流閾値との間にある場合には、第１のレベルの信
号および第２のレベルの信号とは異なり一定レベルであ
る第３のレベルの信号を出力するものであり、制御回路
部は、第１のレベルの信号を受ける場合には、直流除去
制御での直流成分の除去の度合いをあらわすオフセット
量を、所定量だけ減じ、第２のレベルの信号を受ける場
合には、オフセット量を所定量だけ加え、第３のレベル
の信号を受ける場合には、オフセット量を変化させず、
算出したオフセット量に応じて、直流除去制御を行うも
のであるようにしたため、直流検出回路部を、第１のレ
ベルの信号と、第２のレベルの信号と、第３のレベルの
信号とを出力可能な例えばコンパレータ等の簡易で安価
な回路を用いて構成できるようになり、直流検出回路部
の大型化を避けても直流流出の防止が可能な太陽光発電
インバータ装置を提供することができる。請求項２記載
の発明にあっては、請求項１記載の発明の効果に加え
て、直流検出回路部は、第１の正の直流閾値よりも大き
な値である第２の正の直流閾値と、第１の負の直流閾値
よりも小さな値である第２の負の直流閾値とを記憶して
おり、直流成分の検出値が第２の正の直流閾値を上回る
場合か、または直流成分の検出値が第２の負の直流閾値
を下回る場合には、インバータ回路部の交流電流の出力
を停止させる旨のインバータ出力停止信号を出力するも
のであり、制御回路部は、インバータ出力停止信号を受
けてインバータ回路部に交流電流の出力を停止させる制
御を行うようにしたため、インバータ回路部の出力電流
の直流成分が許容値を超えそうな場合には、インバータ
回路部の交流電流の出力を停止して、商用系統電源であ
る商用電源への直流電流の流出、および負荷への直流電
流の流出を防いで、負荷の誤動作または破壊の防止と、
商用電源へのノイズ重畳などの悪影響の発生の防止がで
きる。請求項３記載の発明にあっては、請求項１または
請求項２記載の発明の効果に加えて、制御回路部は、直
流検出回路部の出力を読み取る期間を、複数の読み取り
期間に区分けし、第１のレベルの信号を受ける時間であ
る第１の信号受信期間、または第２のレベルの信号を受
ける時間である第２の信号受信期間を、各読み取り期間
毎に計測し、或る読み取り期間内での第１の信号受信期
間が占める割合が所定の割合以上であれば、次の読み取
り期間では、オフセット量を所定量だけ減じるものであ
り、或る読み取り期間内での第２の信号受信期間が占め
る割合が所定の割合以上であれば、次の読み取り期間で
は、オフセット量を所定量だけ加えるものであるように
したため、第１の信号受信期間または第２の信号受信期
間を各読み取り期間ごとに総計するので、単発的なノイ
ズが発生した場合や、小さな揺らぎ現象が発生した場合
にも、単発的なノイズや小さな揺らぎ現象を、所定の割
合という閾値を以って無視でき、信頼性の高い直流流出
防止機能を有する太陽光発電インバータ装置を提供でき
る。請求項４記載の発明にあっては、請求項１または請
求項２記載の発明の効果に加えて、制御回路部は、直流
検出回路部の出力を読み取る期間を、複数の読み取り期
間に区分けし、第１のレベルの信号を受ける時間である
第１の信号受信期間、または第２のレベルの信号を受け
る時間である第２の信号受信期間を、各読み取り期間毎
に計測し、或る読み取り期間内での第１の信号受信期間
が占める割合が多いほど、次の読み取り期間では、オフ
セット量から多く減算し、或る読み取り期間内での第２
の信号受信期間が占める割合が多いほど、次の読み取り
期間では、オフセット量へ多く加算するものであるよう
にしたため、応答性が良く、大きな直流流出にも対処で
きる直流流出防止機能を有する太陽光発電インバータ装
置を提供できる。
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の太陽光発電イ
ンバータ装置の直流検出回路部を説明するブロック図で
ある。
ンバータ装置の直流検出回路部を説明するブロック図で
ある。
【図２】同上の太陽光発電インバータ装置を説明するブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】同上の制御回路部のオフセット量の算出結果を
示すタイムチャートである。
示すタイムチャートである。
【図４】本発明に係る第２の実施の形態の太陽光発電イ
ンバータ装置の説明図であり、制御回路部のオフセット
量の算出結果を示すタイムチャートである。
ンバータ装置の説明図であり、制御回路部のオフセット
量の算出結果を示すタイムチャートである。
【図５】本発明に係る第３の実施の形態の太陽光発電イ
ンバータ装置の説明図であり、制御回路部のオフセット
量の算出結果を示すタイムチャートである。
ンバータ装置の説明図であり、制御回路部のオフセット
量の算出結果を示すタイムチャートである。
【図６】従来の太陽光発電インバータ装置を説明するブ
ロック図である。
ロック図である。
【図７】同上の直流検出回路部を説明するブロック図で
ある。
ある。
１、２、３、４、５、６、７、８、９、 読み取り期間
２０ インバータ回路部
３０ 直流検出回路部
５０ 制御回路部
Ｖ1 第１の正の直流閾値
−Ｖ1 第１の負の直流閾値
Ｖ2 第２の正の直流閾値
−Ｖ2 第２の負の直流閾値
ＰＶ 太陽電池
ｔ2H、ｔ3H、ｔ4H、ｔ5H 第１の信号受信期間
ｔ6L、ｔ7L 第２の信号受信期間
フロントページの続き
(72)発明者 向井 忠吉
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工
株式会社内
(72)発明者 湯浅 裕明
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工
株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−322266（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−149842（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 3/00 - 5/00
Claims (4)
- 【請求項１】 太陽電池と、この太陽電池から発生する
直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ回路
部と、このインバータ回路部の出力電流のうち直流成分
を検出する直流検出回路部と、この直流検出回路部での
直流成分の検出結果を基にして、前記インバータ回路部
に、出力電流から直流成分を除去させる直流除去制御を
行う制御回路部とを備え、前記インバータ回路部の起動
前には、前記直流検出回路部のリセットを行う太陽光発
電インバータ装置において、前記直流検出回路部は、前
記直流成分の検出値が正の符号を有する場合に関する閾
値である第１の正の直流閾値と、前記直流成分の検出値
が負の符号を有する場合に関する閾値である第１の負の
直流閾値とを記憶しており、前記直流成分の検出値が前
記第１の正の直流閾値を上回る場合には、一定レベルで
ある第１のレベルの信号を出力し、前記直流成分の検出
値が前記第１の負の直流閾値を下回る場合には、前記第
１のレベルの信号とは異なり一定レベルである第２のレ
ベルの信号を出力し、前記直流成分の検出値が前記第１
の負の直流閾値と前記第１の正の直流閾値との間にある
場合には、前記第１のレベルの信号および前記第２のレ
ベルの信号とは異なり一定レベルである第３のレベルの
信号を出力するものであり、前記制御回路部は、前記第
１のレベルの信号を受ける場合には、前記直流除去制御
での直流成分の除去の度合いをあらわすオフセット量
を、所定量だけ減じ、前記第２のレベルの信号を受ける
場合には、前記オフセット量を所定量だけ加え、前記第
３のレベルの信号を受ける場合には、前記オフセット量
を変化させず、算出した前記オフセット量に応じて、前
記直流除去制御を行うものであることを特徴とする太陽
光発電インバータ装置。 - 【請求項２】 前記直流検出回路部は、前記第１の正の
直流閾値よりも大きな値である第２の正の直流閾値と、
前記第１の負の直流閾値よりも小さな値である第２の負
の直流閾値とを記憶しており、前記直流成分の検出値が
前記第２の正の直流閾値を上回る場合か、または前記直
流成分の検出値が前記第２の負の直流閾値を下回る場合
には、前記インバータ回路部の交流電流の出力を停止さ
せる旨のインバータ出力停止信号を出力するものであ
り、前記制御回路部は、前記インバータ出力停止信号を
受けて前記インバータ回路部に交流電流の出力を停止さ
せる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光
発電インバータ装置。 - 【請求項３】 前記制御回路部は、前記前記直流検出回
路部の出力を読み取る期間を、複数の読み取り期間に区
分けし、前記第１のレベルの信号を受ける時間である第
１の信号受信期間、または前記第２のレベルの信号を受
ける時間である第２の信号受信期間を、各前記読み取り
期間毎に計測し、或る読み取り期間内での前記第１の信
号受信期間が占める割合が所定の割合以上であれば、次
の読み取り期間では、前記オフセット量を所定量だけ減
じるものであり、或る読み取り期間内での前記第２の信
号受信期間が占める割合が所定の割合以上であれば、次
の読み取り期間では、前記オフセット量を所定量だけ加
えるものであることを特徴とする請求項１または請求項
２記載の太陽光発電インバータ装置。 - 【請求項４】 前記制御回路部は、前記前記直流検出回
路部の出力を読み取る期間を、複数の読み取り期間に区
分けし、前記第１のレベルの信号を受ける時間である第
１の信号受信期間、または前記第２のレベルの信号を受
ける時間である第２の信号受信期間を、各前記読み取り
期間毎に計測し、或る読み取り期間内での前記第１の信
号受信期間が占める割合が多いほど、次の読み取り期間
では、前記オフセット量から多く減算し、或る読み取り
期間内での前記第２の信号受信期間が占める割合が多い
ほど、次の読み取り期間では、前記オフセット量へ多く
加算するものであることを特徴とする請求項１または請
求項２記載の太陽光発電インバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18538598A JP3405204B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 太陽光発電インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18538598A JP3405204B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 太陽光発電インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000023372A JP2000023372A (ja) | 2000-01-21 |
| JP3405204B2 true JP3405204B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=16169895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18538598A Expired - Lifetime JP3405204B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 太陽光発電インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3405204B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012073582A1 (ja) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | 三菱電機株式会社 | 系統連系パワーコンディショナ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK176983B1 (en) | 2008-11-07 | 2010-09-20 | Danfoss Solar Inverters As | Photovoltaic power plant |
| JP2012254008A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Sensata Technologies Inc | 電力発生器モジュールの接続性制御 |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP18538598A patent/JP3405204B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012073582A1 (ja) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | 三菱電機株式会社 | 系統連系パワーコンディショナ |
| JPWO2012073582A1 (ja) * | 2010-12-03 | 2014-05-19 | 三菱電機株式会社 | 系統連系パワーコンディショナ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000023372A (ja) | 2000-01-21 |
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