JP6146726B2 - Power conditioner for photovoltaic power generation - Google Patents

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Description

本発明は、太陽光発電用パワーコンディショナに関する。   The present invention relates to a power conditioner for photovoltaic power generation.

従来の太陽光発電用パワーコンディショナ（以下、単にパワーコンディショナという）の構成を図７に示す。図７に示すように、パワーコンディショナ５０には、一群の太陽電池パネルの直列接続体（以下、「太陽電池ストリング」と称する）５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ・・・（以下、太陽電池ストリング５１Ａ等という）が並列に接続されている。太陽電池ストリング５１Ａ等の各々は、昇圧チョッパ回路５２に接続され、所定の電圧に昇圧され、昇圧された直流電力はインバータ５３により交流電力に変換される。インバータ５３の出力は、さらに分電盤５４に入力され、家庭用の電気機器等の負荷５５ａ、５５ｂ・・・に供給されると共に、売電用メータ（図示せず）を介して電力系統５６に逆潮流される。   FIG. 7 shows a configuration of a conventional power conditioner for photovoltaic power generation (hereinafter simply referred to as a power conditioner). As shown in FIG. 7, the power conditioner 50 includes a series connection body of solar battery panels (hereinafter referred to as “solar battery string”) 51A, 51B, 51C... Are connected in parallel. Each of the solar cell strings 51A and the like is connected to the boost chopper circuit 52 and boosted to a predetermined voltage, and the boosted DC power is converted into AC power by the inverter 53. The output of the inverter 53 is further input to the distribution board 54, supplied to loads 55a, 55b, etc., such as household electric appliances, and the power system 56 via a power sale meter (not shown). The current is reversed.

個々の太陽電池パネルは、図８に示すように、出力電圧の増減に応じて出力電力が変化する電力／電圧特性（以下、単に出力特性という）を有する。この出力電力には供給可能な最大電力Ｐｍａｘがあり、出力電圧が、その最大電力Ｐｍａｘが得られる電圧（最適動作電圧という）Ｖよりも低ければ、出力電圧の増加に伴って出力電力が増加する。一方、出力電圧が最適動作電圧Ｖ以上であれば、出力電力は、出力電圧の増加に伴って減少する。   As shown in FIG. 8, each solar cell panel has power / voltage characteristics (hereinafter simply referred to as output characteristics) in which output power changes in accordance with increase or decrease in output voltage. This output power has a maximum power Pmax that can be supplied, and if the output voltage is lower than a voltage V (referred to as an optimum operating voltage) at which the maximum power Pmax is obtained, the output power increases as the output voltage increases. . On the other hand, if the output voltage is equal to or higher than the optimum operating voltage V, the output power decreases as the output voltage increases.

ところで、近年、戸建て住宅の屋根に設置される太陽電池パネルについて、戸建て住宅の寄棟屋根の各面に設置することが提案されている。寄棟屋根の各面の面積は異なることがあり、上記の設置方式を導入した場合、各面の面積に応じて、各面の太陽電池パネルの設置枚数が異なることがある。従って、各面毎に太陽電池ストリングを構成すると、各太陽電池ストリングの太陽電池パネルの構成枚数が相違することがあり、その構成枚数に比例して、各太陽電池ストリングの出力特性が異なる場合がある。また、各面毎の太陽電池ストリングの日照量が異なることにより、各太陽電池ストリングの出力特性が異なる場合もある。   By the way, in recent years, about the solar cell panel installed in the roof of a detached house, installing in each surface of the dormitory roof of a detached house is proposed. The area of each surface of the dormitory roof may be different, and when the above installation method is introduced, the number of installed solar cell panels on each surface may differ depending on the area of each surface. Therefore, if the solar cell string is configured for each surface, the number of solar cell panels constituting each solar cell string may be different, and the output characteristics of each solar cell string may be different in proportion to the number of the solar cell strings. is there. Moreover, the output characteristic of each solar cell string may differ because the amount of sunlight of the solar cell string for each surface differs.

例えば図９は、３つの太陽電池ストリング５１Ａ〜５１Ｃのそれぞれの出力特性を示す。３つの太陽電池ストリング５１Ａ〜５１Ｃは、それぞれ太陽電池パネルの直列枚数が異なり、太陽電池ストリング５１Ａ〜５１Ｃの出力特性がそれぞれ異なる。このような場合に、前記図７に示したパワーコンディショナ５０のように、１つの昇圧チョッパ回路５２によって各太陽電池ストリング５１Ａ〜５１Ｃの制御を行うと、最も開放電圧の高い太陽電池ストリング５１Ｂの出力特性に支配される。詳しくは、図９に示す太陽電池ストリング５１Ａ〜５１Ｃの場合、開放電圧から最適動作電圧までの電圧範囲について、太陽電池ストリング５１Ａが最も狭い場合であっても、太陽電池ストリング５１Ｂの開放電圧に支配される。つまり、最も開放電圧の高い太陽電池ストリング５１Ｂの出力特性に適した動作条件で、昇圧チョッパ回路５２が駆動する。その結果、太陽電池ストリング５１Ｂは最大電力を供給するが、太陽電池ストリング５１Ａ、５１Ｃは最大電力を供給しないことがある。従って、太陽電池ストリング５１Ａ〜５１Ｃから供給される出力電力は、供給可能な最大電力を大きく下回ることがあり、電力供給の効率が低下することがある。   For example, FIG. 9 shows output characteristics of three solar cell strings 51A to 51C. The three solar cell strings 51A to 51C have different numbers of solar cell panels in series, and the output characteristics of the solar cell strings 51A to 51C are different. In such a case, when each of the solar cell strings 51A to 51C is controlled by one boost chopper circuit 52 as in the power conditioner 50 shown in FIG. 7, the solar cell string 51B having the highest open-circuit voltage is used. Dominated by output characteristics. Specifically, in the case of the solar cell strings 51A to 51C shown in FIG. 9, the voltage range from the open circuit voltage to the optimum operating voltage is controlled by the open circuit voltage of the solar cell string 51B even when the solar cell string 51A is the narrowest. Is done. That is, the step-up chopper circuit 52 is driven under operating conditions suitable for the output characteristics of the solar cell string 51B having the highest open circuit voltage. As a result, the solar cell string 51B supplies the maximum power, but the solar cell strings 51A and 51C may not supply the maximum power. Therefore, the output power supplied from the solar cell strings 51A to 51C may be significantly lower than the maximum power that can be supplied, and the efficiency of power supply may be reduced.

これに対して、特許文献１には、複数の太陽電池ストリングに複数の昇圧チョッパ回路を接続し、制御回路が複数の昇圧チョッパ回路を駆動させる太陽光発電装置が示されている。この太陽光発電装置では、太陽電池ストリング毎に各昇圧チョッパ回路を動作させることにより、太陽電池ストリングのそれぞれから最大電力を引き出すことができるので、上記問題を解決できる。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a photovoltaic power generation apparatus in which a plurality of boost chopper circuits are connected to a plurality of solar cell strings, and a control circuit drives the plurality of boost chopper circuits. In this solar power generation device, the maximum power can be drawn from each of the solar cell strings by operating each boost chopper circuit for each solar cell string, so that the above problem can be solved.

ところで、複数の太陽電池ストリングのそれぞれには、一般的に、同じ種類の昇圧チョッパ回路を接続することが多い。従って、１種類の昇圧チョッパ回路が、いろいろな出力特性を有する太陽電池ストリングと接続されることになる。一般的に、昇圧チョッパ回路は、定格電力や定格電流に合うように、自回路を動作させる際の最適なスイッチング周波数が予め決められている。しかしながら、太陽電池ストリングの出力電力や出力電流は、定格電力や定格電流とは異なることが多い。従って、予め決められたスイッチング周波数で昇圧チョッパ回路を動作させると、昇圧チョッパ回路内の部品の温度が上昇してしまう。すなわち、スイッチング損失等が大きくなるため、昇圧チョッパ回路の電力の変換効率が低下する問題がある。   By the way, in general, the same type of step-up chopper circuit is often connected to each of the plurality of solar cell strings. Therefore, one type of step-up chopper circuit is connected to solar cell strings having various output characteristics. Generally, in the boost chopper circuit, an optimum switching frequency for operating the circuit itself is determined in advance so as to match the rated power and the rated current. However, the output power and output current of the solar cell string are often different from the rated power and rated current. Therefore, when the boost chopper circuit is operated at a predetermined switching frequency, the temperature of components in the boost chopper circuit increases. That is, there is a problem that the conversion efficiency of power of the step-up chopper circuit decreases because switching loss and the like increase.

これに対して、昇圧チョッパ回路内の部品の温度が上昇したときに、温度制御により出力電力を減少させて温度の上昇を抑制する方法が考えられるが、この方法では供給電力が減少してしまうという問題がある。また、太陽電池ストリング毎の太陽電池パネルの構成枚数を減らすことにより、出力電力を標準出力電力とする方法も考えられる。しかし、この方法では、太陽電池パネルの設置スペースが有効に利用されないのみならず、個々の太陽電池ストリングに昇圧チョッパ回路を接続する意味がなくなってしまう。   On the other hand, when the temperature of the components in the step-up chopper circuit rises, a method of suppressing the temperature rise by reducing the output power by temperature control is conceivable. However, this method reduces the power supply. There is a problem. Moreover, the method of making output electric power into standard output electric power by reducing the number of constituents of the solar cell panel for each solar cell string is also conceivable. However, in this method, not only the installation space of the solar cell panel is effectively used but also the meaning of connecting the boost chopper circuit to each solar cell string is lost.

特開２００６−４０９３１号公報JP 2006-40931 A

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、複数の太陽電池ストリングの各々に接続された電圧変換回路（昇圧チョッパ回路）の電力の変換効率の低下を防ぐことが可能である太陽光発電用パワーコンディショナを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and can prevent a decrease in power conversion efficiency of a voltage conversion circuit (step-up chopper circuit) connected to each of a plurality of solar cell strings. It aims at providing the power conditioner for photovoltaic power generation.

上記目的を達成するために、本発明に係る太陽光発電用パワーコンディショナは、一群の太陽電池パネルの直列接続体で構成された太陽電池ストリングに接続され、前記太陽電池ストリングの出力電圧を所定の電圧に昇圧する電圧変換回路と、前記電圧変換回路から出力される直流電力を交流電力に変換する直流／交流変換回路を備えた太陽光発電用パワーコンディショナにおいて、前記電圧変換回路をスイッチング駆動するためのパルス信号のスイッチング周波数を変更し、前記スイッチング周波数に応じたパルス信号を出力して個別に駆動制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記太陽電池ストリングから供給可能な最大電力を引き出すように前記パルス信号の時比率を変更させている際に、前記スイッチング周波数が変更された場合には、前記スイッチング周波数の変更前後の前記パルス信号の時比率が同一となるように、前記電圧変換回路に該パルス信号を出力することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power conditioner for photovoltaic power generation according to the present invention is connected to a solar cell string composed of a series connection body of a group of solar cell panels, and outputs an output voltage of the solar cell string to a predetermined value. In a photovoltaic power conditioner comprising a voltage conversion circuit for boosting the voltage to a direct current voltage and a DC / AC conversion circuit for converting DC power output from the voltage conversion circuit into AC power, the voltage conversion circuit is switched and driven A control unit that changes a switching frequency of the pulse signal for output and outputs a pulse signal corresponding to the switching frequency and individually controls driving, and the control unit can supply maximum power that can be supplied from the solar cell string. The switching frequency is changed when the duty ratio of the pulse signal is changed to draw Case, the as time ratio of the pulse signal before and after the change of the switching frequency is the same, and outputs the pulse signal to the voltage conversion circuit.

この発明において、前記電圧変換回路内の温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記電圧変換回路は、磁性部品を有し、前記温度検出部は、前記磁性部品の温度を検出し、前記制御部は、前記温度検出部によって前記磁性部品の温度が第１閾値以上であると検出されると、前記スイッチング周波数を増加させることが好ましい。 In this invention, it further comprises a temperature detection unit for detecting the temperature in the voltage conversion circuit, the voltage conversion circuit has a magnetic component, the temperature detection unit detects the temperature of the magnetic component, and the control parts, said the temperature of the magnetic component is detected to be the first threshold value or more by the temperature detecting unit, it is preferable to increase the switching frequency.

この発明において、前記電圧変換回路は、半導体素子をさらに有し、前記温度検出部は、前記半導体素子の温度をさらに検出し、前記制御部は、前記温度検出部によって前記半導体素子の温度が第２閾値以上であると検出されると、前記スイッチング周波数を減少させることが好ましい。 In the present invention, the voltage conversion circuit further includes a semiconductor element, the temperature detection unit further detects the temperature of the semiconductor element, and the control unit detects the temperature of the semiconductor element by the temperature detection unit. When it is detected that the threshold value is 2 or more, it is preferable to reduce the switching frequency.

この発明において、前記制御部は、前記磁性部品の温度が第３閾値以上であり、かつ、前記半導体素子の温度が第４閾値以上のとき、前記太陽電池ストリングからの出力電力を減少させるように、前記電圧変換回路に前記パルス信号を出力することが好ましい。 In this invention, the control unit reduces the output power from the solar cell string when the temperature of the magnetic component is equal to or higher than a third threshold value and the temperature of the semiconductor element is equal to or higher than a fourth threshold value. The pulse signal is preferably output to the voltage conversion circuit.

本発明によれば、スイッチング周波数の変更前後において、時比率を同一とすることにより、スイッチング周波数の変更によっても太陽電池ストリングの動作点が変化しないので、最大電力点追従制御に影響を与えることなく、スイッチング周波数を変更することができる。   According to the present invention, by making the duty ratio the same before and after the change of the switching frequency, the operating point of the solar cell string does not change even when the switching frequency is changed, so that the maximum power point tracking control is not affected. The switching frequency can be changed.

本発明の一実施形態に係る太陽光発電用パワーコンディショナに接続される太陽電池パネルの設置例を示す平面図。The top view which shows the example of installation of the solar cell panel connected to the power conditioner for photovoltaic power generation concerning one Embodiment of this invention. 上記太陽光発電用パワーコンディショナを備えた太陽光発電システムの電気的ブロック図。The electric block diagram of the solar power generation system provided with the said power conditioner for solar power generation. 上記太陽光発電用パワーコンディショナの昇圧チョッパ回路の電気的ブロック図。The electric block diagram of the pressure | voltage rise chopper circuit of the said power conditioner for solar power generation. 上記太陽光発電用パワーコンディショナの太陽電池ストリングの出力特性の一例を示す図。The figure which shows an example of the output characteristic of the solar cell string of the said power conditioner for solar power generation. 上記太陽光発電用パワーコンディショナについて、温度抑制制御を行うときの太陽電池ストリングの動作点制御内容を示す図。The figure which shows the operating point control content of the solar cell string when performing temperature suppression control about the said power conditioner for photovoltaic power generation. 上記太陽光発電用パワーコンディショナにおける周波数変更処理を行うときの周波数とデューティ比の変化を示す図。The figure which shows the change of a frequency and a duty ratio when performing the frequency change process in the said power conditioner for photovoltaic power generation. 従来の一般的な太陽光発電用パワーコンディショナの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the conventional general power conditioner for photovoltaic power generation. 一般的な太陽電池パネルの出力特性図。The output characteristic figure of a general solar cell panel. 互いに出力特性が異なる３つの一般的な太陽電池ストリングのそれぞれの出力特性図。The output characteristic figure of each of the three general solar cell strings from which an output characteristic differs mutually.

本発明の一実施形態に係る太陽光発電用パワーコンディショナ（以下、単にパワーコンディショナという）を備えた太陽光発電システムについて図１乃至図３を参照して説明する。図１は、その太陽光発電システムにおいて、パワーコンディショナに接続される太陽電池パネルの配設例を示す。太陽光発電システム１の太陽電池パネル２は、戸建て住宅の寄棟屋根Ｒ１の東面、南面及び西面にそれぞれ設置されている。そして、各面の面積に応じて、各面の太陽電池パネル２の設置枚数は設定されている。各太陽電池パネル２の直列接続体は、それぞれ、太陽電池ストリング２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを構成する。   A photovoltaic power generation system including a photovoltaic power conditioner (hereinafter simply referred to as a power conditioner) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 shows an arrangement example of solar cell panels connected to a power conditioner in the solar power generation system. The solar battery panels 2 of the solar power generation system 1 are respectively installed on the east, south, and west sides of the detached roof R1 of the detached house. And according to the area of each surface, the installation number of the solar cell panels 2 of each surface is set. The series connection body of each solar cell panel 2 comprises solar cell string 21A, 21B, 21C, respectively.

図２は、太陽光発電システム１の電気的構成を示す。太陽光発電システム１は、太陽電池ストリング２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが接続されるパワーコンディショナ３と、パワーコンディショナ３と電力系統４及び負荷５との間を電気的に繋ぐ分電盤６を備える。   FIG. 2 shows an electrical configuration of the photovoltaic power generation system 1. The solar power generation system 1 includes a power conditioner 3 to which the solar cell strings 21A, 21B, and 21C are connected, and a distribution board 6 that electrically connects the power conditioner 3, the power system 4, and the load 5. .

なお、各太陽電池ストリング２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは太陽電池パネルの直列接続枚数が異なり、それに伴って、各太陽電池ストリング２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの開放電圧及び供給可能な最大電力も異なるものとして説明する。   Each solar cell string 21A, 21B, 21C will be described assuming that the number of solar cell panels connected in series is different, and accordingly, the open circuit voltage and the maximum power that can be supplied are different for each solar cell string 21A, 21B, 21C. .

パワーコンディショナ３は、太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃから出力される電力を、分電盤６を介して、電力系統４及び負荷５に供給し、その供給に際して、電力を電力系統４及び負荷５への供給に適するように調整するものである。   The power conditioner 3 supplies the power output from the solar cell strings 21 </ b> A to 21 </ b> C to the power system 4 and the load 5 through the distribution board 6, and the power is supplied to the power system 4 and the load 5 at the time of the supply. It adjusts so that it may be suitable for supply.

電力系統４は、交流で実効電圧が例えば２００Ｖの電力を供給する商用の電力系統である。負荷５は、家電機器等の電気機器である。分電盤６には、電力系統４と負荷５とが並列に接続されている。   The power system 4 is a commercial power system that supplies AC power with an effective voltage of, for example, 200V. The load 5 is an electric device such as a home appliance. A power system 4 and a load 5 are connected to the distribution board 6 in parallel.

パワーコンディショナ３は、太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃにそれぞれ個別に対応する昇圧チョッパ回路（電圧変換回路）３０Ａ〜３０Ｃと、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃを制御する各制御回路３３Ａ〜３３Ｃとを有する。また、パワーコンディショナ３は、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃから出力される直流電力を交流電力に変換するインバータ（直流／交流変換回路）３１と、各太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃからの出力電圧等を検出する出力検出回路３２Ａ〜３２Ｃとをさらに有する。   The power conditioner 3 includes boost chopper circuits (voltage conversion circuits) 30A to 30C individually corresponding to the solar cell strings 21A to 21C, and control circuits 33A to 33C that control the boost chopper circuits 30A to 30C. . Further, the power conditioner 3 receives an inverter (DC / AC conversion circuit) 31 that converts DC power output from the boost chopper circuits 30A to 30C into AC power, and output voltages from the solar cell strings 21A to 21C. It further has output detection circuits 32A to 32C for detecting.

昇圧チョッパ回路３０Ａは、図３に示すように、インダクタ（磁性部品）４１と、スイッチング素子（半導体素子）４２と、ダイオード（半導体素子）４３と、キャパシタ４４とを有する一般的な構成である。昇圧チョッパ回路３０Ａの入出力間にインダクタ４１とダイオード４３とが直列に接続される。スイッチング素子４２は、インダクタ４１とダイオード４３との間で、回路に並列接続される。キャパシタ４４は、昇圧チョッパ回路３０Ａの出力側で、回路に並列接続される。昇圧チョッパ回路３０Ａは、個別制御部３５Ａから出力されるパルス信号に応じて、スイッチング素子４２をオン／オフ駆動させ、太陽電池ストリング２１Ａから出力される出力電圧を昇圧する。なお、図３では昇圧チョッパ回路３０Ａの構成について示したが、昇圧チョッパ回路３０Ｂ、３０Ｃについても同様の構成であり、その説明は省略する。また、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃは、予め決められた定格電力や定格電流に合うように、自回路３０Ａ〜３０Ｃを動作させるための最適なスイッチング周波数が予め決められている。しかし、この定格電力や定格電流と、実際の出力電力や出力電流とが異なる状態において、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃを上記予め決められたスイッチング周波数で動作させると、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃ内の温度が上昇し、電力の変換効率が低下する。すなわち、太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの出力電力や出力電流は変動するので、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃを上記スイッチング周波数で動作させると、電力の変換効率が低下することが多い。そのため、後述する温度低減動作によって、スイッチング周波数を増減させることにより、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃの電力の変換効率の低下を防ぐことができる。   As shown in FIG. 3, the step-up chopper circuit 30 </ b> A has a general configuration including an inductor (magnetic component) 41, a switching element (semiconductor element) 42, a diode (semiconductor element) 43, and a capacitor 44. An inductor 41 and a diode 43 are connected in series between the input and output of the step-up chopper circuit 30A. The switching element 42 is connected in parallel to the circuit between the inductor 41 and the diode 43. The capacitor 44 is connected in parallel to the circuit on the output side of the step-up chopper circuit 30A. The boost chopper circuit 30A drives the switching element 42 on / off according to the pulse signal output from the individual control unit 35A, and boosts the output voltage output from the solar cell string 21A. Although FIG. 3 shows the configuration of the boost chopper circuit 30A, the boost chopper circuits 30B and 30C have the same configuration and will not be described. Further, in the boost chopper circuits 30A to 30C, an optimum switching frequency for operating the circuits 30A to 30C is determined in advance so as to meet predetermined rated power and rated current. However, when the boost chopper circuits 30A to 30C are operated at the predetermined switching frequency in a state where the rated power or the rated current is different from the actual output power or the output current, the boost chopper circuits 30A to 30C include The temperature rises and the power conversion efficiency decreases. That is, since the output power and output current of the solar cell strings 21A to 21C fluctuate, when the boost chopper circuits 30A to 30C are operated at the switching frequency, the power conversion efficiency often decreases. Therefore, a decrease in power conversion efficiency of the boost chopper circuits 30A to 30C can be prevented by increasing or decreasing the switching frequency by a temperature reduction operation described later.

前記図２に示すように、出力検出回路３２Ａ〜３２Ｃは、太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃと昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃとの間に配置されている。各出力検出回路３２Ａ〜３２Ｃは、太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃから昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃに出力される出力電圧、出力電流、及び出力電流を検出する。各出力検出回路３２Ａ〜３２Ｃは、検出結果を、各制御回路３３Ａ〜３３Ｃ内の周波数決定部３７Ａ〜３７Ｃと個別制御部３５Ａ〜３５Ｃに出力する。   As shown in FIG. 2, the output detection circuits 32A to 32C are disposed between the solar cell strings 21A to 21C and the boost chopper circuits 30A to 30C. Each output detection circuit 32A-32C detects the output voltage, the output current, and the output current that are output from the solar cell strings 21A-21C to the boost chopper circuits 30A-30C. Each of the output detection circuits 32A to 32C outputs the detection result to the frequency determination units 37A to 37C and the individual control units 35A to 35C in the control circuits 33A to 33C.

各制御回路３３Ａ〜３３Ｃは、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃを個別に最大出力点追従制御することにより、各太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃから供給可能な最大電力を引き出すことができる回路である。   Each control circuit 33A-33C is a circuit which can extract the maximum electric power which can be supplied from each solar cell string 21A-21C by carrying out maximum output point tracking control of each boost chopper circuit 30A-30C individually.

各制御回路３３Ａ〜３３Ｃは、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃをスイッチング駆動させるためのパルス信号を出力して、これらを個別に駆動制御する個別制御部３５Ａ〜３５Ｃを有する。また、各制御回路３３Ａ〜３３Ｃは、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃの内部の温度を検出する温度検出部３６Ａ〜３６Ｃと、パルス信号のスイッチング周波数を決定する周波数決定部３７Ａ〜３７Ｃをさらに有する。   Each of the control circuits 33A to 33C includes individual control units 35A to 35C that output pulse signals for switching and driving the boost chopper circuits 30A to 30C, and individually drive and control them. Each of the control circuits 33A to 33C further includes temperature detection units 36A to 36C that detect the temperature inside the boost chopper circuits 30A to 30C, and frequency determination units 37A to 37C that determine the switching frequency of the pulse signal.

各温度検出部３６Ａ〜３６Ｃは、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃ内のインダクタ４１、スイッチング素子３２、及びダイオード４３の温度を検出し、検出した結果を各周波数決定部３７Ａ〜３７Ｃと個別制御部３５Ａ〜３５Ｃに出力する。   Each temperature detection unit 36A to 36C detects the temperature of the inductor 41, the switching element 32, and the diode 43 in each boost chopper circuit 30A to 30C, and the detected result is each frequency determination unit 37A to 37C and the individual control unit 35A. Output to ~ 35C.

各周波数決定部３７Ａ〜３７Ｃは、各出力検出回路３２Ａ〜３２Ｃ及び各温度検出部３６Ａ〜３６Ｃから出力された検出結果に基づいて、スイッチング周波数を決定し、決定したスイッチング周波数の値を各個別制御部３５Ａ〜３５Ｃに出力する。例えば、各周波数決定部３７Ａ〜３７Ｃは、温度検出部３６Ａ〜３６Ｃによって検出された温度に基づいて、スイッチング周波数を決定する。すなわち、各周波数決定部３７Ａ〜３７Ｃは、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃ内の温度の上昇を防ぐように、スイッチング周波数を増減させて、太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの出力電圧や出力電流に適合したスイッチング周波数を決定する。そして、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃが、決定された（太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの出力電圧や出力電流に適合した）スイッチング周波数で動作する。   Each frequency determination unit 37A to 37C determines a switching frequency based on the detection result output from each output detection circuit 32A to 32C and each temperature detection unit 36A to 36C, and individually controls the value of the determined switching frequency. To the units 35A to 35C. For example, each frequency determination unit 37A to 37C determines the switching frequency based on the temperature detected by the temperature detection units 36A to 36C. That is, each frequency determination unit 37A to 37C is adapted to the output voltage or output current of the solar cell strings 21A to 21C by increasing or decreasing the switching frequency so as to prevent the temperature in each boost chopper circuit 30A to 30C from increasing. Determine the switching frequency. Then, the boost chopper circuits 30A to 30C operate at the determined switching frequency (adapted to the output voltages and output currents of the solar cell strings 21A to 21C).

個別制御部３５Ａ〜３５Ｃは、周波数決定部３７Ａ〜３７Ｃから与えられるスイッチング周波数と時比率（デューティ比という）に従って、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃのスイッチング素子４２をオン／オフ駆動するためのパルス信号を出力する。つまり、個別制御部３５Ａ〜３５Ｃは、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃにパルス信号を出力してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。これにより、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃの入力端の電圧、すなわち、各太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの出力電圧を制御でき、結果として、それらの出力電力を制御できる。   The individual control units 35A to 35C are pulse signals for driving the switching elements 42 of the boost chopper circuits 30A to 30C on / off according to the switching frequency and the time ratio (referred to as duty ratio) given from the frequency determination units 37A to 37C. Is output. That is, the individual control units 35A to 35C output pulse signals to the boost chopper circuits 30A to 30C and perform PWM (Pulse Width Modulation) control. Thereby, the voltage of the input terminal of each boost chopper circuit 30A-30C, ie, the output voltage of each solar cell string 21A-21C, can be controlled, and as a result, those output electric power can be controlled.

次に、パワーコンディショナ３の最大点追従制御動作について説明する。図４は、太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃのそれぞれの出力特性を示す。太陽電池パネル２の直列接続枚数が２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ａの順に多く、図４に示すように、この直列接続枚数の多い順に応じて開放電圧が高いものとする。パワーコンディショナ３を動作させて太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃのそれぞれから供給可能な最大電力を出力させる場合を考える。   Next, the maximum point tracking control operation of the power conditioner 3 will be described. FIG. 4 shows output characteristics of the solar cell strings 21A to 21C. The number of solar cell panels 2 connected in series is large in the order of 21B, 21C, and 21A, and the open circuit voltage is assumed to be high according to the order of the number of serially connected panels as shown in FIG. Consider a case in which the power conditioner 3 is operated to output the maximum power that can be supplied from each of the solar cell strings 21A to 21C.

この場合、個別制御部３５Ａ〜３５Ｃは、各出力検出回路３２Ａ〜３２ｃから検出される各太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの出力電圧が、最大電力Ｐｍａｘ１〜Ｐｍａｘ３が得られる最適動作電圧Ｖ１〜Ｖ３と一致するようにデューティ比を変化させる。すなわち、個別制御部３５Ａ〜３５Ｃは、各周波数決定部３７Ａ〜３７Ｃによって増減されたスイッチング周波数と、変化させたデューティ比とに応じたパルス信号を各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃに出力する。そして、個別制御部３５Ａ〜３５Ｃは、各太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの出力電圧を確認しながら、最大電力が引き出せるまで、デューティ比を変化させてパルス信号を各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃに出力する。このようにして、デューティ比を変化することにより、太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの各々について最大点追従制御を独立して行うことができ、それらの各々から、供給可能な最大電力を引き出すことができる。   In this case, the individual control units 35A to 35C match the output voltages of the solar cell strings 21A to 21C detected from the output detection circuits 32A to 32c with the optimum operating voltages V1 to V3 at which the maximum powers Pmax1 to Pmax3 are obtained. The duty ratio is changed as follows. That is, the individual control units 35A to 35C output pulse signals corresponding to the switching frequency increased or decreased by the frequency determination units 37A to 37C and the changed duty ratio to the boost chopper circuits 30A to 30C. And individual control part 35A-35C changes a duty ratio, and outputs a pulse signal to each pressure | voltage rise chopper circuit 30A-30C until maximum electric power can be drawn, confirming the output voltage of each solar cell string 21A-21C. . Thus, by changing the duty ratio, the maximum point tracking control can be performed independently for each of the solar cell strings 21A to 21C, and the maximum power that can be supplied can be derived from each of them. .

次に、パワーコンディショナ３の各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃの内部の温度低減動作について説明する。   Next, the temperature reduction operation inside each step-up chopper circuit 30A-30C of the power conditioner 3 will be described.

（インダクタ４１の温度が上昇した場合）
温度検出部３６Ａ〜３６Ｃによって、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃのインダクタ４１の温度が、予め決められた一定値（第１閾値）以上であると検出された場合を考える。その場合に、各周波数決定部３７Ａ〜３７Ｃは、このような温度上昇が検出された昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃに対応するスイッチング周波数を増加させる。そして、個別制御部３５Ａ〜３５Ｃは、温度が第１閾値以上であるインダクタ４１を有する昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃに対して、スイッチング周波数が増加されたパルス信号を出力する。これにより、インダクタ４１のコア損失を低減でき、インダクタ４１の温度を低減させることができるので、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃによる電力の変換効率の低下を防ぐことができる。 (When the temperature of the inductor 41 rises)
Consider a case where the temperature detectors 36A to 36C detect that the temperature of the inductor 41 of each step-up chopper circuit 30A to 30C is equal to or higher than a predetermined value (first threshold). In that case, each frequency determination part 37A-37C increases the switching frequency corresponding to step-up chopper circuits 30A-30C in which such a temperature rise is detected. And individual control part 35A-35C outputs the pulse signal by which switching frequency was increased with respect to step-up chopper circuit 30A-30C which has the inductor 41 whose temperature is more than a 1st threshold value. Thereby, the core loss of the inductor 41 can be reduced, and the temperature of the inductor 41 can be reduced, so that it is possible to prevent the power conversion efficiency from being lowered by the boost chopper circuits 30A to 30C.

（スイッチング素子４２又はダイオード４３の温度が上昇した場合）
また、温度検出部３６Ａ〜３６Ｃによって、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃのスイッチング素子４２又はダイオード４３の温度が予め決められた一定値（第２閾値）以上であると検出された場合を考える。その場合に、各周波数決定部３７Ａ〜３７Ｃは、この温度上昇が検出された昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃのスイッチング周波数を減少させる。そして、個別制御部３５Ａ〜３５Ｃは、温度が第２閾値以上であるスイッチング素子４２又はダイオード４３を有する昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃに対して、スイッチング周波数を減少させたパルス信号を出力する。これにより、スイッチング素子４２又はダイオード４３のスイッチング損失を低減でき、これらの温度を低減させることができるので、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃによる電力の変換効率の低下を防ぐことができる。 (When the temperature of the switching element 42 or the diode 43 rises)
Further, consider a case where the temperature detectors 36A to 36C detect that the temperature of the switching element 42 or the diode 43 of each of the boost chopper circuits 30A to 30C is equal to or higher than a predetermined value (second threshold). In that case, each frequency determination part 37A-37C reduces the switching frequency of step-up chopper circuits 30A-30C from which this temperature rise was detected. And individual control part 35A-35C outputs the pulse signal which reduced switching frequency with respect to step-up chopper circuits 30A-30C which have the switching element 42 or the diode 43 whose temperature is more than a 2nd threshold value. Thereby, the switching loss of the switching element 42 or the diode 43 can be reduced, and these temperatures can be reduced, so that it is possible to prevent the power conversion efficiency from being lowered by the boost chopper circuits 30A to 30C.

（インダクタ４１と、スイッチング素子４２又はダイオード４３の温度とが上昇した場合）
あるいは、温度検出部３６Ａ〜３６Ｃによって、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃのインダクタ４１と、スイッチング素子４２又はダイオード４３の温度が以下の様に上昇した場合を考える。詳しくは、インダクタ４１の温度が一定値（第３閾値）以上であり、かつ、このインダクタ４１を有する昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃのスイッチング素子４２又はダイオード４３の温度が一定値（第４閾値）以上であるものとする。その場合に、上記温度上昇が検出された昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃに対応する太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃからの出力電力を減少させるように、個別制御部３５Ａ〜３５Ｃが動作してもよい。 (When the temperature of the inductor 41 and the switching element 42 or the diode 43 rises)
Alternatively, consider a case where the temperature of the inductors 41 of the step-up chopper circuits 30A to 30C and the temperature of the switching element 42 or the diode 43 is increased by the temperature detectors 36A to 36C as follows. Specifically, the temperature of the inductor 41 is equal to or higher than a certain value (third threshold value), and the temperature of the switching element 42 or the diode 43 of the boost chopper circuits 30A to 30C having the inductor 41 is equal to or larger than a certain value (fourth threshold value). Suppose that In that case, the individual control units 35A to 35C may operate so as to decrease the output power from the solar cell strings 21A to 21C corresponding to the boost chopper circuits 30A to 30C in which the temperature increase is detected.

詳しくは、例えば、図５に示すように、太陽光ストリング２１Ｂが最大電力Ｐｍａｘ2を供給しているとする。このときに、昇圧チョッパ回路３０Ｂのインダクタ４１の温度が第３閾値以上であり、かつ、スイッチング素子４２又はダイオード４３の温度が第４閾値以上であると温度検出部３６Ｂによって検出されたと仮定する。この場合、個別制御部３５Ｂは、太陽電池ストリング２１Ｂからの出力電力Ｐｍａｘ2を減少させて、例えば出力電力Ｐ21になるように、パルス信号のデューティ比を変化させる。すなわち、個別制御部３５Ｂは、パルス信号のデューティ比を変化させて、太陽電池ストリング２１Ｂの出力電圧を、最大電力を供給可能な電圧Ｖ2から電圧Ｖ21になるようにデューティ比を変化させる。   Specifically, for example, as illustrated in FIG. 5, it is assumed that the solar string 21B supplies the maximum power Pmax2. At this time, it is assumed that the temperature detector 36B detects that the temperature of the inductor 41 of the boost chopper circuit 30B is equal to or higher than the third threshold and the temperature of the switching element 42 or the diode 43 is equal to or higher than the fourth threshold. In this case, the individual control unit 35B decreases the output power Pmax2 from the solar cell string 21B and changes the duty ratio of the pulse signal so as to be, for example, the output power P21. That is, the individual control unit 35B changes the duty ratio of the pulse signal so that the output voltage of the solar cell string 21B changes from the voltage V2 at which the maximum power can be supplied to the voltage V21.

このように、インダクタ４１の温度が第３閾値以上であり、かつ、スイッチング素子４２又はダイオード４３の温度が第４閾値以上である場合に、その昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃに対応する太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃからの出力電力を減少させる。そのため、上記温度上昇が検出された昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃに入力される電力を減少させることができるので、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃ内の温度を低減させることができる。従って、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃによる電力の変換効率の低下を防ぐことができる。   As described above, when the temperature of the inductor 41 is equal to or higher than the third threshold value and the temperature of the switching element 42 or the diode 43 is equal to or higher than the fourth threshold value, the solar cell string 21A corresponding to the boost chopper circuits 30A to 30C. Reduce output power from ~ 21C. Therefore, since the electric power input to the boost chopper circuits 30A to 30C in which the temperature rise is detected can be reduced, the temperature in the boost chopper circuits 30A to 30C can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the power conversion efficiency from being lowered by the boost chopper circuits 30A to 30C.

次に、パワーコンディショナ３の個別制御部３５Ａ〜３５Ｃから出力されるパルス信号のデューティ比について説明する。   Next, the duty ratio of the pulse signal output from the individual control units 35A to 35C of the power conditioner 3 will be described.

各個別制御部３５Ａ〜３５Ｃは、スイッチング周波数の変更前後において、パルス信号のデューティ比が同一となるように、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃにパルス信号を出力するものである。   Each of the individual control units 35A to 35C outputs a pulse signal to the boost chopper circuits 30A to 30C so that the duty ratio of the pulse signal is the same before and after the switching frequency is changed.

図６（ａ）（ｂ）は、スイッチング周波数の変更前後における各個別制御部３５Ａ〜３５Ｃから出力されるパルス信号の変化の一例を示す。図６（ａ）に示すように、パルス信号が周期Ｔ１のスイッチング周波数であるとき、このパルス信号のデューティ比は５０％である。そして、図６（ｂ）に示すように、パルス信号を周期Ｔ２のスイッチング周波数に変更した場合であっても、パルス信号のデューティ比は５０％のままであり、デューティ比は同一である。   6A and 6B show an example of changes in pulse signals output from the individual control units 35A to 35C before and after the switching frequency is changed. As shown in FIG. 6A, when the pulse signal has a switching frequency of period T1, the duty ratio of this pulse signal is 50%. As shown in FIG. 6B, even when the pulse signal is changed to the switching frequency of the period T2, the duty ratio of the pulse signal remains 50% and the duty ratio is the same.

このように、スイッチング周波数の変更前後において、デューティ比を同一とすると、スイッチング周波数の変更によって各太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの動作点が変化しない。従って、最大電力点追従制御に影響を与えることなく、スイッチング周波数を変更することができる。   Thus, if the duty ratio is the same before and after the change of the switching frequency, the operating point of each of the solar cell strings 21A to 21C does not change due to the change of the switching frequency. Therefore, the switching frequency can be changed without affecting the maximum power point tracking control.

上述したように、本実施形態に係るパワーコンディショナ３では、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃ内の温度に基づいて、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃ内をスイッチング駆動するためのパルス信号のスイッチング周波数が決定される。すなわち、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃのインダクタ４１と、スイッチング素子４２、及びダイオード４３の温度に基づいて、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃをスイッチング駆動するためのパルス信号のスイッチング周波数が決定される。そして、決定されたスイッチング周波数に基いて、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃが動作する。そのため、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃ内の温度に基づいて、スイッチング周波数を増減することができるため、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃの温度を低減させるように、スイッチング周波数を決定することができる。従って、スイッチング周波数を増減させることにより、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃ内の温度を低減させることができるので、昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃにおける電力の変換効率の低下を防ぐことができる。また、パワーコンディショナ３では、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃ内の温度を低減させる際に、太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの出力電力を必ず減少させるものではない。そのため、各昇圧チョッパ回路３０Ａ〜３０Ｃ内の温度制御による太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの出力電力の減少を抑制できるため、太陽電池ストリング２１Ａ〜２１Ｃの出力電力をより効率的に引き出すことができる。   As described above, in the power conditioner 3 according to the present embodiment, the switching frequency of the pulse signal for switching and driving the boost chopper circuits 30A to 30C based on the temperature in the boost chopper circuits 30A to 30C is set. It is determined. That is, the switching frequency of the pulse signal for switching and driving the boost chopper circuits 30A to 30C is determined based on the temperatures of the inductor 41, the switching element 42, and the diode 43 of the boost chopper circuits 30A to 30C. Then, the boost chopper circuits 30A to 30C operate based on the determined switching frequency. Therefore, since the switching frequency can be increased or decreased based on the temperature in the boost chopper circuits 30A to 30C, the switching frequency can be determined so as to reduce the temperature of the boost chopper circuits 30A to 30C. Therefore, by increasing or decreasing the switching frequency, the temperature in the boost chopper circuits 30A to 30C can be reduced, so that a reduction in power conversion efficiency in the boost chopper circuits 30A to 30C can be prevented. Moreover, in the power conditioner 3, when reducing the temperature in each step-up chopper circuit 30A-30C, the output power of the solar cell strings 21A-21C is not necessarily reduced. Therefore, since the decrease in the output power of the solar cell strings 21A to 21C due to the temperature control in each of the boost chopper circuits 30A to 30C can be suppressed, the output power of the solar cell strings 21A to 21C can be drawn more efficiently.

なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されるものではなく、使用目的に応じて、様々な変形が可能である。例えば、図２において、全ての昇圧チョッパ回路のそれぞれに、周波数決定部と個別制御部を設けているが、１つの周波数決定部と制御部によって時分割的に制御してもよい。   In addition, this invention is not limited to description of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible according to a use purpose. For example, in FIG. 2, each of the boost chopper circuits is provided with a frequency determination unit and an individual control unit, but may be controlled in a time-sharing manner by one frequency determination unit and control unit.

また、各昇圧チョッパ回路の内部の温度低減動作は、以下であってもよい。すなわち、インダクタの温度が一定値（第５閾値）以上であるときに、スイッチング素子又はダイオードの温度が一定値（第６閾値）以上になるまで、スイッチング周波数を増加させ続ける。そして、スイッチング素子又はダイオードの温度が第６閾値以上になると、インダクタの温度が第６閾値以上になるまで、スイッチング周波数を減少させ続けるという一連の処理を繰り返し行うものであってもよい。   Further, the temperature reduction operation inside each boost chopper circuit may be as follows. That is, when the temperature of the inductor is equal to or higher than a certain value (fifth threshold), the switching frequency is continuously increased until the temperature of the switching element or the diode becomes equal to or higher than a certain value (sixth threshold). Then, when the temperature of the switching element or the diode becomes equal to or higher than the sixth threshold value, a series of processes of continuously decreasing the switching frequency may be repeatedly performed until the temperature of the inductor becomes equal to or higher than the sixth threshold value.

また、各昇圧チョッパ回路の内部の温度低減動作は、以下であってもよい。すなわち、一般的に、コア損失よりも、スイッチング損失の方が大きいため、インダクタの温度に応じてスイッチング周波数を増減し、スイッチング素子又はダイオードの温度が一定値以上になったときに、スイッチング周波数を減少させるものであってもよい。   Further, the temperature reduction operation inside each boost chopper circuit may be as follows. That is, since the switching loss is generally larger than the core loss, the switching frequency is increased or decreased according to the temperature of the inductor, and the switching frequency is increased when the temperature of the switching element or the diode exceeds a certain value. It may be reduced.

２ 太陽電池パネル
３１ インバータ（直流／交流変換回路）
４１ インダクタ（磁性部品）
４２ スイッチング素子（半導体素子）
４３ ダイオード（半導体素子）
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ 太陽電池ストリング
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 昇圧チョッパ回路（電圧変換回路）
３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ 温度検出部
３７Ａ〜３７Ｃ 周波数決定部
2 Solar panel 31 Inverter (DC / AC conversion circuit)
41 Inductors (magnetic parts)
42 Switching elements (semiconductor elements)
43 Diode (semiconductor element)
21A, 21B, 21C Solar cell string 30A, 30B, 30C Boost chopper circuit (voltage conversion circuit)
36A, 36B, 36C Temperature detection part 37A-37C Frequency determination part

Claims (4)

一群の太陽電池パネルの直列接続体で構成された太陽電池ストリングに接続され、前記太陽電池ストリングの出力電圧を所定の電圧に昇圧する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路から出力される直流電力を交流電力に変換する直流／交流変換回路を備えた太陽光発電用パワーコンディショナにおいて、
前記電圧変換回路をスイッチング駆動するためのパルス信号のスイッチング周波数を変更し、前記スイッチング周波数に応じたパルス信号を出力して前記電圧変換回路を駆動制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記太陽電池ストリングから供給可能な最大電力を引き出すように前記パルス信号の時比率を変更させている際に、前記スイッチング周波数が変更された場合には、前記スイッチング周波数の変更前後の前記パルス信号の時比率が同一となるように、前記電圧変換回路に該パルス信号を出力することを特徴とする太陽光発電用パワーコンディショナ。 A voltage conversion circuit that is connected to a solar cell string composed of a series connection body of a group of solar cell panels and boosts the output voltage of the solar cell string to a predetermined voltage;
In a power conditioner for photovoltaic power generation comprising a DC / AC conversion circuit that converts DC power output from the voltage conversion circuit into AC power,
A control unit that changes a switching frequency of a pulse signal for switching driving the voltage conversion circuit, outputs a pulse signal corresponding to the switching frequency, and drives and controls the voltage conversion circuit;
When the switching frequency is changed when the control unit changes the time ratio of the pulse signal so as to extract the maximum power that can be supplied from the solar cell string, before and after the change of the switching frequency. A power conditioner for photovoltaic power generation, wherein the pulse signal is output to the voltage conversion circuit so that the time ratio of the pulse signal is the same. 前記電圧変換回路内の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記電圧変換回路は、磁性部品を有し、
前記温度検出部は、前記磁性部品の温度を検出し、前記制御部は、前記温度検出部によって前記磁性部品の温度が第１閾値以上であると検出されると、前記スイッチング周波数を増加させることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。 A temperature detection unit for detecting the temperature in the voltage conversion circuit;
The voltage conversion circuit has a magnetic component,
The temperature detection unit detects the temperature of the magnetic component, and the control unit increases the switching frequency when the temperature detection unit detects that the temperature of the magnetic component is equal to or higher than a first threshold value. The power conditioner for photovoltaic power generation according to claim 1. 前記電圧変換回路は、半導体素子をさらに有し、
前記温度検出部は、前記半導体素子の温度をさらに検出し、
前記制御部は、前記温度検出部によって前記半導体素子の温度が第２閾値以上であると検出されると、前記スイッチング周波数を減少させることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。 The voltage conversion circuit further includes a semiconductor element,
The temperature detector further detects the temperature of the semiconductor element;
3. The photovoltaic power according to claim 2, wherein the control unit decreases the switching frequency when the temperature detection unit detects that the temperature of the semiconductor element is equal to or higher than a second threshold value. Conditioner. 前記制御部は、
前記磁性部品の温度が第３閾値以上であり、かつ、前記半導体素子の温度が第４閾値以上のとき、前記太陽電池ストリングからの出力電力を減少させるように、前記電圧変換回路に前記パルス信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。 The controller is
When the temperature of the magnetic component is equal to or higher than a third threshold and the temperature of the semiconductor element is equal to or higher than a fourth threshold, the pulse signal is sent to the voltage conversion circuit so as to reduce the output power from the solar cell string. The power conditioner for photovoltaic power generation according to claim 3 , wherein
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6393331B2 (en) * 2013-07-29 2018-09-19 エスエムエイ ソーラー テクノロジー アクティエンゲゼルシャフトＳＭＡ Ｓｏｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＡＧ Boost converter, corresponding inverter and method of operation
JP6124262B2 (en) * 2014-02-04 2017-05-10 三菱電機株式会社 Power supply
JP5959565B2 (en) * 2014-04-04 2016-08-02 三菱電機株式会社 Power converter
JP6513002B2 (en) * 2015-09-18 2019-05-15 シャープ株式会社 Solar power system
JP6874661B2 (en) * 2017-12-01 2021-05-19 トヨタ自動車株式会社 Power system
JP7006499B2 (en) * 2018-05-15 2022-01-24 住友電気工業株式会社 Power converter and its control method
JP6545346B1 (en) * 2018-10-29 2019-07-17 三菱電機株式会社 Power converter
US20220216792A1 (en) * 2021-01-05 2022-07-07 Solaredge Technologies Ltd. Method and Apparatus for Bypass and Shutdown of a Power Device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3568870B2 (en) * 2000-03-14 2004-09-22 日本電気エンジニアリング株式会社 converter
JP3963257B2 (en) * 2002-02-14 2007-08-22 富士通株式会社 DC-DC converter, electronic equipment, duty ratio setting circuit
JP3865224B2 (en) * 2002-03-15 2007-01-10 株式会社デンソー Electric power steering device
WO2006033143A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Solar photovoltaic power generation system and booster unit thereof
JP4728687B2 (en) * 2005-04-22 2011-07-20 日本電信電話株式会社 Booster
JP5214258B2 (en) * 2008-01-21 2013-06-19 株式会社ダイヘン PWM signal generation circuit, grid-connected inverter system provided with the PWM signal generation circuit, and program for realizing the PWM signal generation circuit
JP5059160B2 (en) * 2010-04-19 2012-10-24 三菱電機株式会社 DC / DC voltage converter

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