JP6147590B2 - 電力変換装置及び電力変換システム - Google Patents

Description

本発明は、コンバータ及びインバータ等の電力変換装置と、これを備える電力変換システムと、に関するものである。

従来、特許文献１には、一時的な過負荷時に、電力供給源としての直流（以下「ＤＣ」という。）／ＤＣコンバータの保護機能により出力電力が遮断されるのを防止して、コンバータの容量範囲内で最大限の出力電力を確保できるようにした電力変換装置としてのＤＣ／交流（以下「ＡＣ」という。）インバータが記載されている。特許文献２には、デッドタイムの影響を無くし、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力されるＤＣリンク電圧を低く抑えるようにしたＤＣ／ＡＣインバータが記載されている。特許文献３には、太陽光発電等によるＤＣ電力をＡＣ電力に変換して、単独で負荷に電力供給を行うために好適なＤＣ／ＡＣインバータの制御方法が記載されている。更に、特許文献４には、高力率コンバータ等のＡＣ電源に接続される変換器の制御方法が記載されている。

図２は、従来の電力変換システムの概略を示すブロック図である。
従来の電力変換システムは、太陽電池等の電池１を備えているものがある。この電池１の出力側には、例えば、ＤＣ４００ＶをＤＣ３００Ｖに変換して、リンク電圧Ｖｌを出力する電力供給源としてのＤＣ／ＤＣコンバータ１０が接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力側には、電力変換装置としてのＤＣ／ＡＣインバータ２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ４０が並列に接続されている。更に、ＤＣ／ＡＣインバータ２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力側には、負荷３０及び５０がそれぞれ接続されている。

図３は、図２の電力変換システムの一部を示すブロック図である。
図２中のＤＣ／ＡＣインバータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と負荷３０との間に接続され、入力電力をスイッチングして所定の出力電力を生成するための駆動信号としてパルス幅変調信号（以下「ＰＷＭ信号」という。）Ｓ２２を用い、このＰＷＭ信号Ｓ２２に基づき、ＤＣ入力電力をスイッチングして所定のＡＣ出力電力を生成し、このＡＣ出力電力を負荷３０に供給するものである。

ＤＣ／ＡＣインバータ２０は、ＰＷＭ信号Ｓ２２に基づき、スイッチング動作してＤＣ入力電力を所定のＡＣ出力電力に変換して、このＡＣ出力電力を負荷３０に供給するインバータ部２１と、ＰＷＭ信号Ｓ２２を生成してインバータ部２１に与える制御部２２と、を備えている。制御部２２は、インバータ部２１のＡＣ出力電力における出力電流Ｉｏの電流検出値ｉｏ及び出力電圧Ｖｏの電圧検出値ｖｏと、電流制限指令値ｉｏ＿ｌｉｍと、出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆと、を入力し、出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆに対する電圧検出値ｖｏの誤差を打ち消すようなＰＷＭ信号Ｓ２２を生成してインバータ部２１に与えるものである。ここで、電流制限指令値ｉｏ＿ｌｉｍ及び出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆは、図示しない中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）等から与えられる値である。

図３に示された従来の電力変換システムにおいて、負荷３０の消費電力がＤＣ／ＤＣコンバータ１０の最大供給電力を超えた過負荷状態になると、制御部２２は、電流検出値ｉｏが電流制限指令値ｉｏ＿ｌｉｍを超えないようにＰＷＭ信号Ｓ２２を補正する。これにより、ＤＣ／ＡＣインバータ２０の出力電流Ｉｏ及び出力電圧Ｖｏを低く抑える垂下制御が行われる。

特開２００６−１０１６６８号公報 特開２０１０−２６８５８４号公報 特開平８−９８５４２号公報 特開平７−１３５７７８号公報

しかしながら、従来のＤＣ／ＡＣインバータ２０及び電力変換システムでは、次の（１），（２）のような課題があった。

（１） ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力側に接続されたＤＣ／ＡＣインバータ２０では、負荷３０の消費電力がＤＣ／ＤＣコンバータ１０の最大供給電力より大きくなると、リンク電圧が低下して電力変換が制御不能になる。

（２） ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力側に、主系統のＤＣ／ＡＣインバータ２０と並列に、他の電力変換装置としてのＤＣ／ＤＣコンバータ４０が接続されている場合、ＤＣ／ＡＣインバータ２０の出力側に接続された負荷３０が過負荷になっただけで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電圧の低下により、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から、ＤＣ／ＡＣインバータ２０と並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ４０へ電力を供給できなくなる。

本発明の内の第１発明の電力変換装置は、電力供給源と負荷との間に接続され、駆動信号に基づき、入力電力をスイッチングして所定の出力電力を生成し、前記出力電力を前記負荷へ供給する電力変換部と、前記出力電力における出力電流の電流検出値及び出力電圧の電圧検出値と、出力電圧指令値と、前記電力供給源から供給されるリンク電圧のリンク検出値と、リンク電圧指令値と、を入力し、前記出力電圧指令値に対する前記電圧検出値の誤差を打ち消すような前記駆動信号を生成して前記電力変換部に与える制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記リンク検出値と前記リンク電圧指令値とを比較して、前記リンク電圧が所定値以下に低下しないように前記駆動信号を補正する装置である。そして、前記制御手段は、前記リンク検出値から前記リンク電圧指令値を減じた第１減算結果を出力すると共に、前記第１減算結果の正負の符号の変化によって前記過負荷状態を検出する検出部と、前記第１減算結果と、前記電流検出値及び前記電圧検出値と、に基づいて、前記リンク電圧が前記所定値以下にならないような制御信号を演算して出力する演算部と、前記制御信号に基づいて、前記駆動信号を生成して、前記電力変換部へ与える駆動信号生成部と、を有することを特徴とする。

第２発明の電力変換システムは、前記電力供給源と、前記電力供給源の出力側に接続された前記電力変換装置と、前記電力変換装置に並列接続された１つ又は複数の他の電力変換装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の電力変換装置及び電力変換システムによれば、電力変換部に駆動信号を与える制御手段は、リンク検出値からリンク電圧指令値を減じた第１減算結果を出力すると共に、前記第１減算結果の正負の符号の変化によって過負荷状態を検出する検出部と、前記第１減算結果と、電流検出値及び電圧検出値と、に基づいて、前記リンク電圧が所定値以下にならないような制御信号を演算して出力する演算部と、前記制御信号に基づいて、前記駆動信号を生成して、前記電力変換部へ与える駆動信号生成部と、を有している。そのため、電力変換部の出力側に接続された負荷の消費電力が、電力供給源の最大供給電力より大きくなっても、リンク電圧が所定値以下に低下しないので、電力変換装置の正常運転を維持することができる。更に、電力変換部の出力側に接続された負荷の消費電力が、電力供給源の最大供給電力より大きくなっても、定格電圧が所定値以下の他の電力変換装置への電力供給を維持することができる。

図１は本発明の実施例１におけるＤＣ／ＡＣインバータの概略を示すブロック図である。 図２は従来の電力変換システムの概略を示すブロック図である。 図３は図２の電力変換システムの一部を示すブロック図である。 図４は本発明の実施例２における電力変換システムの概略を示すブロック図である。 図５は図４中のＤＣ／ＤＣコンバータ６０Ａの概略を示すブロック図である。

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

（実施例１の構成）
本発明の実施例１における電力変換システムは、従来例を示す図２の電力変換システムとほぼ同様に、太陽電池等の電池１に接続された電力供給源としてのＤＣ／ＤＣコンバータ１０と、この出力側に接続された電力変換装置としての従来とは異なる構成のＤＣ／ＡＣインバータ６０と、このＤＣ／ＡＣインバータ６０に対して並列に接続された他の電力変換装置としてのＤＣ／ＤＣコンバータ４０と、を備えている。

図１は、本発明の実施例１におけるＤＣ／ＡＣインバータ６０を備える電力変換システムの一部の概略を示すブロック図である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、例えば、ＤＣ４００ＶをＤＣ３００Ｖに変換して、このＤＣ３００Ｖのリンク電圧Ｖｌを出力する回路であり、この出力側に、ＤＣ／ＡＣインバータ６０が接続されている。更に、ＤＣ／ＡＣインバータ６０の出力側には、負荷３０が接続されている。

ＤＣ／ＡＣインバータ６０は、電力変換部としてのインバータ部６１を有している。このインバータ部６１と負荷３０との間には、３相用の３つのインダクタンス６２−１，６２−２，６２−３が接続されている。３つのインダクタンス６２−１，６２−２，６２−３の出力側には、各コンデンサ６３−１，６３−２，６３−３の一端が接続され、これらのコンデンサ６３−１，６３−２，６３−３の他端が、共通に接続されている。

インダクタンス６２−１とコンデンサ６３−１との間には、出力電流Ｉｏを検出するためのシャント抵抗６４−１が接続されている。同様に、インダクタンス６２−３とコンデンサ６３−３との間には、出力電流Ｉｏを検出するためのシャント抵抗６４−２が接続されている。２つのシャント抵抗６４−１，６４−２の出力側には、出力電流検出部としての変換部６５が接続されている。変換部６５は、２つのシャント抵抗６４−１，６４−２の出力値を入力して出力電流Ｉｏの電流検出値ｉｏに変換する回路である。

２つのインダクタンス６２−１，６２−２の出力側には、２相間の電圧検出用のトランス６６−１が接続されている。同様に、２つのインダクタンス６２−２，６２−３の出力側には、２相間の電圧検出用のトランス６６−２が接続されている。２つのトランス６６−１，６６−２の出力側には、出力電圧検出部としての変換部６７が接続されている。変換部６７は、２つのトランス６６−１，６６−２の出力値を入力して、出力電圧Ｖｏの電圧検出値ｖｏに変換する回路である。インバータ部６１の入力側には、リンク電圧Ｖｌを検出してリンク検出値ｖｌを出力するリンク電圧検出部としてのトランス６８が接続されている。ここで、２つの変換部６５，６７とトランス６８とにより、リンク検出値ｖｌ、電流検出値ｉｏ及び電圧検出値ｖｏを検出する検出部が構成されている。

ＤＣ／ＤＣインバータ６０は、制御手段としての制御部７０を有している。制御部７０は、電流検出値ｉｏ及び電圧検出値ｖｏと、出力電圧指令値としてのインバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ１と、リンク検出値ｖｌと、リンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆと、を入力し、インバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ１に対する電圧検出値ｖｏの誤差を打ち消すような駆動信号としてのＰＷＭ信号Ｓ７９を生成してインバータ部６１に与えるものである。ここで、リンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆ及びインバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ１は、図示しないＣＰＵ等から与えられる値である。リンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆは、過負荷状態を検出するために定められる値である。

制御部７０は、検出部７１と、演算部７２と、駆動信号生成部としてのＰＷＭ信号生成部７９と、を有している。検出部７１は、リンク検出値ｖｌからリンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆを減じた第１減算結果を出力すると共に、第１減算結果の正負の符号の変化によって過負荷状態を検出するものである。演算部７２は、第１減算結果と、電流検出値ｉｏ及び電圧検出値ｖｏと、に基づいて、リンク電圧Ｖｌが所定値以下にならないような制御信号Ｓ７８を演算して出力するものである。ＰＷＭ信号生成部７９は、制御信号Ｓ７８に基づき、ＰＷＭ信号Ｓ７９を生成して、インバータ部６１へ与えるものである。

演算部７２は、第１比例積分（以下「ＰＩ」という。）部７３と、第１減算部７４と、第２ＰＩ部７５と、加算部７６と、第２減算部７７と、第３ＰＩ部７８と、を有している。第１ＰＩ部７３は、検出部７１が出力する第１減算結果に第１比例定数を乗算して第１乗算結果を出力するものである。第１減算部７４は、第１ＰＩ部７３で演算された第１乗算結果から電流検出値ｉｏを減算して第２減算結果を出力するものである。第２ＰＩ部７５は、前記第２減算結果に第２比例定数を乗算して第２乗算結果を出力するものである。加算部７６は、出力電圧指令値としてのインバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ１と、前記第２乗算結果と、を加算して加算結果を出力するものである。第２減算部７７は、前記加算結果から電圧検出値ｖｏを減算して第３減算結果を出力するものである。更に、第３ＰＩ部７８は、前記第３減算結果に第３比例定数を乗算して制御信号Ｓ７８を出力するものである。

（実施例１の動作）
本発明の実施例１の電力変換装置及び電力変換システムの動作について、（Ｉ）通常負荷時の動作と、（ＩＩ）過負荷時の動作と、に分けて説明する。

（Ｉ） 通常負荷時の動作
通常負荷時とは、図１において、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力するリンク電圧ＶｌがＤＣ３００Ｖであり、このＤＣ／ＤＣコンバータ１０の最大供給電力１０ｋＷに対し、負荷３０の消費電力が５ｋＷである場合である。

通常負荷時には、ＤＣ／ＡＣインバータ６０内の制御部７０は、インバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ１に対する電圧検出値ｖｏの誤差を打ち消すようなＰＷＭ信号Ｓ７９を生成してインバータ部６１に与える。インバータ部６１は、与えられるＰＷＭ信号Ｓ７９により制御され、電圧検出値ｖｏがインバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ１に漸近するような出力電圧Ｖｏの電圧制御が行われる。

通常負荷時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の最大供給電力が負荷３０の消費電力に対して十分な余裕があるため、出力電流Ｉｏを制限する制御は行われない。又、リンク検出値ｖｌ及びリンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆに基づいて、リンク電圧Ｖｌの低下を抑制する制御も行われない。

従って、通常負荷時には、負荷３０の消費電力の変化によらず、リンク電圧Ｖｌは、例えば、ＤＣ３００Ｖに維持される。

（ＩＩ） 過負荷時の動作
過負荷時とは、例えば、天候の変化等により、電池１としての太陽電池での発電電力が通常の半分程度に減少した場合、例えば、負荷３０がモータ等の誘導負荷であり、この負荷３０の起動時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の最大供給電力を超える場合等である。

又、過負荷時とは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０が出力するリンク電圧ＶｌがＤＣ３００Ｖであり、このＤＣ／ＤＣコンバータ１０の最大供給電力１０ｋＷに対し、負荷３０の消費電力が１０ｋＷを超える場合である。

例えば、通常負荷時のリンク電圧ＶｌがＤＣ３００Ｖであり、リンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆが、リンク電圧ＶｌのＤＣ２６０Ｖに対応する値に設定されているとする。この場合、過負荷状態に近づくと、リンク電圧ＶｌがＤＣ３００Ｖから低下するが、このリンク電圧ＶｌがＤＣ２６０Ｖ以上のときは、検出部７１が出力する第１減算結果は正又は零の値になる。更に、負荷３０の消費電力が増加して、リンク電圧ＶｌがＤＣ２６０Ｖ未満になると、検出部７１が出力する第１減算結果は負の値になる。即ち、検出部７１は、リンク検出値ｖｌとリンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆとを比較して、第１減算結果の値が正から負に変化するのを検出することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の過負荷状態を検出している。

過負荷状態になると、第１ＰＩ部７３は、前記負の値の第１減算結果に第１比例定数を乗算して負の値の第１乗算結果を出力する。ここで、第１ＰＩ部７３が出力する第１乗算結果は、従来の図３における電流制限指令値ｉｏ＿ｌｉｍに相当する。

第１減算部７４は、前記負の値の第１乗算結果から電流検出値ｉｏを減算して負の値の第２減算結果を出力する。第２ＰＩ部７５は、前記負の値の第２減算結果に第２比例定数を乗算して負の値の第２乗算結果を出力する。加算部７６は、インバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ１に前記負の値の第２乗算結果を加算して加算結果を出力する。この加算結果は、インバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ１から前記第２乗算結果の絶対値を減算した値になる。

第２減算部７７は、前記加算結果から電圧検出値ｖｏを減算して第３減算結果を出力する。第３ＰＩ部７８は、前記第３減算結果に第３比例定数を乗算して制御信号Ｓ７８を出力する。更に、ＰＷＭ信号生成部７９は、制御信号Ｓ７８に基づき、ＰＷＭ信号Ｓ７９を生成してインバータ部６１へ与える。

図３に示された従来のＤＣ／ＡＣインバータ２０では、過負荷時に、制御部２２により、電流検出値ｉｏが電流制限指令値ｉｏ＿ｌｉｍを超えないようにＰＷＭ信号Ｓ２２を補正する垂下制御を行っている。しかし、電流制限指令値ｉｏ＿ｌｉｍが固定値であるため、リンク電圧Ｖｌの低下を抑制することができない。

これに対し、本実施例１のＤＣ／ＡＣインバータ６０では、過負荷時に、図３における電流制限指令値ｉｏ＿ｌｉｍに対応する第１ＰＩ部７３の第１乗算結果が、リンク検出値ｖｌからリンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆを減算した第１減算結果に、第１比例定数を乗算して算出されている。そのため、リンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆを設定することにより、リンク電圧Ｖｌが所定値以下に低下しないように制御することが可能になる。

（実施例１の効果）
本実施例１のＤＣ／ＡＣインバータ６０とこれを備えた電力変換システムによれば、インバータ部６１にＰＷＭ信号Ｓ７９を与える制御部７０は、検出部７１、演算部７２、及びＰＷＭ信号生成部７９を有している。そのため、次の（１），（２）のような効果がある。

（１） ＤＣ／ＤＣコンバータ１０が過負荷状態になっても、リンク電圧Ｖｌが所定値以下に低下せず、ＤＣ／ＡＣインバータ６０の制御が維持される。

（２） リンク電圧Ｖｌが所定値以下に低下しないため、この所定値を、リンクに並列接続された図２中の他のＤＣ／ＤＣコンバータ４０の定格入力電圧値以上に設定することで、ＤＣ／ＡＣインバータ６０が過負荷時に垂下制御された場合にも、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から他のＤＣ／ＤＣコンバータ４０への電力供給を維持することができる。

（実施例２の構成）
図４は、本発明の実施例２における電力変換システムの概略を示すブロック図であり、従来の図２と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２の電力変換システムは、従来と同様の電池１、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１０，４０及び負荷５０と、従来とは構成の異なるＤＣ／ＤＣコンバータ６０Ａ及び負荷３０Ａと、を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と負荷３０Ａとの間に接続され、駆動信号としてのＰＷＭ信号に基づき、ＤＣ入力電力をスイッチング動作して所定のＤＣ出力電力に変換し、このＤＣ出力電力を負荷３０Ａへ供給するものである。本実施例２の負荷３０Ａは、従来の負荷３０がＡＣ入力の負荷であったのに対し、ＤＣ入力の負荷である。

図５は、図４中のＤＣ／ＤＣコンバータ６０Ａの概略を示すブロック図であり、実施例１を示す図１と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２の電力変換システムは、太陽電池等の電池１を備えている。この電池１の出力側には、例えば、ＤＣ４００ＶをＤＣ３００Ｖに変換して、リンク電圧Ｖｌを出力する電力供給源としてのＤＣ／ＤＣコンバータ１０が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力側には、電力変換装置としてのＤＣ／ＤＣコンバータ６０Ａが接続されている。更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０Ａの出力側には、負荷３０Ａが接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６０Ａは、電力変換部としてのコンバータ部６１Ａを備えている。コンバータ部６１Ａと負荷３０Ａとの間には、出力電流Ｉｏを検出するためのシャント抵抗６４−３が接続されている。シャント抵抗６４−３の出力側には、変換部６５Ａが接続されている。変換部６５Ａは、シャント抵抗６４−３の出力信号を入力して、出力電流Ｉｏの電流検出値ｉｏに変換する回路である。

コンバータ部６１Ａと負荷３０Ａと間には、電圧検出用のトランス６６−３が接続されている。トランス６６−３の出力側には、変換部６７Ａが接続されている。変換部６７Ａは、トランス６６−３の出力信号を入力して、出力電圧Ｖｏの電圧検出値ｖｏに変換する回路である。コンバータ部６１Ａの入力側には、リンク電圧Ｖｌを検出してリンク検出値ｖｌを出力する実施例１と同様のトランス６８が接続されている。ここで、２つの変換部６５Ａ，６７Ａとトランス６８とにより、リンク検出値ｖｌ、電流検出値ｉｏ及び電圧検出値ｖｏを検出する検出部が構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６０Ａは、制御手段としての制御部７０Ａを有している。制御部７０Ａは、電流検出値ｉｏ及び電圧検出値ｖｏと、出力電圧指令値としてのコンバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ２と、リンク検出値ｖｌと、リンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆと、を入力し、コンバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ２に対する電圧検出値ｖｏの誤差を打ち消すような駆動信号としてのＰＷＭ信号Ｓ７９を生成してコンバータ部６１Ａに与えるものである。

制御部７０Ａは、検出部７１と、演算部７２と、駆動信号生成部としてのＰＷＭ信号生成部７９と、を有している。検出部７１は、リンク検出値ｖｌからリンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆを減じた第１減算結果を出力すると共に、この第１減算結果の正負の符号の変化によってＤＣ／ＤＣコンバータ１０の過負荷状態を検出するものである。演算部７２は、実施例１と同様に、前記第１減算結果と、電流検出値ｉｏ及び電圧検出値ｖｏと、に基づいて、リンク電圧Ｖｌが所定値以下にならないような制御信号Ｓ７８を演算して出力するものである。ＰＷＭ信号生成部７９は、制御信号Ｓ７８に基づき、ＰＷＭ信号Ｓ７９を生成して、コンバータ部６１Ａへ与えるものである。

（実施例２の動作）
本実施例２のＤＣ／ＤＣコンバータ６０Ａ及びこれを備えた電力変換システムの動作について、（Ｉ）通常負荷時の動作と、（ＩＩ）過負荷時の動作と、に分けて説明する。

（Ｉ） 通常負荷時の動作
通常負荷時には、制御部７０Ａは、コンバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ２に対する電圧検出値ｖｏの誤差を打ち消すようなＰＷＭ信号Ｓ７９を生成してコンバータ部６１Ａに与える。コンバータ部６１Ａは、与えられたＰＷＭ信号Ｓ７９により、スイッチング動作され、電圧検出値ｖｏがコンバータ出力電圧指令値ｖｏ＿ｒｅｆ２に漸近するような出力電圧Ｖｏの電圧制御が行われる。

通常負荷時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の最大供給電力が負荷３０Ａの消費電力に対して十分な余裕があるため、出力電流Ｉｏを制限する制御は行われない。又、リンク検出値ｖｌ及びリンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆに基づいて、リンク電圧Ｖｌの低下を抑制する制御も行われない。

従って、通常負荷時には、負荷３０Ａの消費電力の変化によらず、リンク電圧Ｖｌは、例えば、ＤＣ３００Ｖに維持される。

（ＩＩ） 過負荷時の動作
過負荷時には、制御部７０Ａは、リンク検出値ｖｌとリンク電圧指令値ｖｌ＿ｒｅｆとを比較してＤＣ／ＤＣコンバータ１０の過負荷状態を検出すると、例えば、ＤＣ３００Ｖのリンク電圧ＶｌがＤＣ２５０Ｖ以下に低下しないようにＰＷＭ信号Ｓ７９を補正する。これにより、リンク電圧ｖｌが所定値以下に低下しないように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０Ａが制御される。

（実施例２の効果）
本実施例２のＤＣ／ＤＣコンバータ６０及びこれを備えた電力変換システムによれば、コンバータ部６１ＡにＰＷＭ信号Ｓ７９を与える制御部７０Ａは、検出部７１、演算部７２、及びＰＷＭ信号生成部７９を有しているので、実施例１と同様の効果がある。

（変形例）
本発明は、上記実施例１、２に限定されず、種々の利用形態や変形例が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（１）〜（３）のようなものがある。

（１） 実施例１、２の電力変換システムの説明では、電力供給源としてのＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力側に、１つの他の電力変換装置としてのＤＣ／ＤＣコンバータ４０が接続された例を説明したが、その出力側に接続される他の電力変換装置の台数は１台に限定されない。本発明の電力変換システムでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力側に複数の他の電力変換装置を接続したシステムにも適用可能である。

（２） 実施例１、２の電力変換システムの説明では、電力供給源は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０であるとして説明したが、電力供給源は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０に限定されない。電力供給源として、ＤＣ／ＡＣインバータを用い、このＤＣ／ＡＣインバータの出力側に、ＡＣ／ＤＣコンバータやＡＣ／ＡＣコンバータを接続した電力変換システムにも適用可能である。

（３） 実施例１、２において説明した制御部７０，７０Ａは、ハードロジックとして構成できるが、ハードロジックに限定されない。例えば、ハードウェアとしてのＣＰＵ上で、制御部７０，７０Ａの機能を実現するソフトウェア構成としても良い。

１ 電池
１０，４０，６０Ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０，６０ ＤＣ／ＡＣインバータ
２１，６１ インバータ部
２２，７０，７０Ａ 制御部
３０，３０Ａ，５０ 負荷
６１Ａ コンバータ部
７１ 検出部
７２ 演算部
７３，７５，７８ ＰＩ部
７４，７７ 減算部
７６ 加算部
７９ ＰＷＭ信号生成部

Claims (9)

1. 電力供給源と負荷との間に接続され、駆動信号に基づき、入力電力をスイッチングして
   所定の出力電力を生成し、前記出力電力を前記負荷へ供給する電力変換部と、
   前記出力電力における出力電流の電流検出値及び出力電圧の電圧検出値と、出力電圧指
   令値と、前記電力供給源から供給されるリンク電圧のリンク検出値と、リンク電圧指令値
   と、を入力し、前記出力電圧指令値に対する前記電圧検出値の誤差を打ち消すような前記
   駆動信号を生成して前記電力変換部に与える制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記リンク検出値と前記リンク電圧指令値とを比較して前記リンク電圧が所定値以下に
   低下しないように前記駆動信号を補正する電力変換装置であって、
   前記制御手段は、
   前記リンク検出値から前記リンク電圧指令値を減じた第１減算結果を出力すると共に、
   前記第１減算結果の正負の符号の変化によって過負荷状態を検出する検出部と、
   前記第１減算結果と、前記電流検出値及び前記電圧検出値と、に基づいて、前記リンク
   電圧が前記所定値以下にならないような制御信号を演算して出力する演算部と、
   前記制御信号に基づいて、前記駆動信号を生成して、前記電力変換部へ与える駆動信号
   生成部と、
   を有することを特徴とする電力変換装置。
2. 前記制御手段は、
   前記負荷の消費電力が、前記電力供給源における最大供給電力を超えた状態であり、
   前記リンク検出値が前記リンク電圧指令値未満の場合には、前記過負荷状態を検出することを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
3. 前記演算部は、
   前記第１減算結果に第１比例定数を乗算して第１乗算結果を出力する第１比例積分部と、
   前記第１乗算結果から前記電流検出値を減算して第２減算結果を出力する第１減算部と、
   前記第２減算結果に第２比例定数を乗算して第２乗算結果を出力する第２比例積分部と、
   前記出力電圧指令値と前記第２乗算結果とを加算して加算結果を出力する加算部と、
   前記加算結果から前記電圧検出値を減算して第３減算結果を出力する第２減算部と、
   前記第３減算結果に第３比例定数を乗算して前記制御信号を出力する第３比例積分部と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電力変換装置。
4. 前記入力電力は直流電力であり、
   前記出力電力は交流電力であり、
   前記電力変換部は、
   前記入力電力を前記出力電力に変換する直流／交流インバータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電力変換装置。
5. 前記入力電力は直流電力であり、
   前記出力電力は直流電力であり、
   前記電力変換部は、
   前記入力電力を前記出力電力に変換する直流／直流コンバータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電力変換装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の電力変換装置は、更に、
   前記リンク検出値、前記電流検出値及び前記電圧検出値を検出する検出部を有することを特徴とする電力変換装置。
7. 前記検出部は、
   前記リンク電圧を検出して前記リンク検出値を出力するリンク電圧検出部と、
   前記出力電流を検出して前記電流検出値を出力する出力電流検出部と、
   前記出力電圧を検出して前記電圧検出値を出力する出力電圧検出部と、
   を有することを特徴とする請求項６記載の電力変換装置。
8. 前記駆動信号として、パルス幅変調信号を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の電力変換装置。
9. 前記電力供給源と、
   前記電力供給源の出力側に接続された請求項１〜８のいずれか１項記載の電力変換装置と、
   前記電力変換装置に並列接続された１つ又は複数の他の電力変換装置と、
   を備えることを特徴とする電力変換システム。

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