JPH10285943A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JPH10285943A
JPH10285943A JP9084944A JP8494497A JPH10285943A JP H10285943 A JPH10285943 A JP H10285943A JP 9084944 A JP9084944 A JP 9084944A JP 8494497 A JP8494497 A JP 8494497A JP H10285943 A JPH10285943 A JP H10285943A
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circuit
resonance
power
zero voltage
current
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JP9084944A
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Japanese (ja)
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Hidenori Kurioka
秀憲 栗岡
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the power loss in a zero voltage circuit, by controlling the initial current to a reactor for resonance according to the output current detected by a detecting means. SOLUTION: A power converter 10 is composed of an inverter circuit 3 for converting DC power into AC power synchronous with a system power supply, a zero voltage circuit 2 for turning the input voltage to zero voltage at the time of switching, a controller 11 for controlling the zero voltage circuit 2 and the inverter circuit 3 through a first and a second drivers 7, 8, and a current sensor 12 for detecting the output current of the inverter circuit 3. Here, the initial current IL0 to a reactor L for resonance when resonance of the zero voltage circuit 2 starts is controlled so as to satisfy a following expression, IL0 =k.Is+I0 (k is a factor, about 1.5), where Is is the output current of the inverter circuit and I0 is the initial current required for exciting the reactor for resonance at no-load. By this method, noise and loss due to a switching can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電力を、スイ
ッチング素子のオンオフ制御によって異なる電圧の直流
電力や交流電力に変換する電力変換装置に関し、さらに
詳しくは、スイッチングノイズおよびスイッチング損失
を低減させるために、入力電圧をゼロ電圧にした状態で
スイッチングを行う電力変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter for converting DC power into DC power and AC power having different voltages by on / off control of a switching element, and more particularly, to reducing switching noise and switching loss. In addition, the present invention relates to a power converter that performs switching in a state where an input voltage is set to zero voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、太陽光発電による分散型電源と商
用電源とを連系し、分散型電源だけでは電力が賄えない
場合に、その電力を系統側から供給するようにし、逆に
太陽光発電の発電量が余るときには、商用電源に逆潮流
できるようにした太陽光発電システムが開発されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a distributed power source and a commercial power source using photovoltaic power have been interconnected, and when the power cannot be provided by the distributed power source alone, the power is supplied from the grid side. A photovoltaic power generation system has been developed which allows reverse power flow to commercial power when the amount of power generated by photovoltaic power generation is excessive.

【0003】このような太陽光発電システムでは、住宅
の屋根等に配設された太陽電池からの直流電力を商用電
源と同期のとれた交流電力に変換する電力変換回路とし
て、パルス幅を変化させて出力を制御するPWMインバ
ータなどが用いられており、このPWMインバータで
は、例えば、20kHzといった高い周波数でスイッチ
ングが行われるために、スイッチングノイズ(放射ノイ
ズ)が発生し、別の機器に障害を与える虞れがある。
In such a photovoltaic power generation system, a pulse width is changed as a power conversion circuit for converting DC power from a solar cell disposed on a roof of a house or the like into AC power synchronized with a commercial power supply. For example, a switching inverter (radiation noise) is generated in this PWM inverter because switching is performed at a high frequency such as 20 kHz, and this causes a failure in another device. There is a fear.

【0004】このようなスイッチングノイズやスイッチ
ング損失を低減させる方法として、入力電圧をゼロボル
トにした状態で、PWMインバータのスイッチングを行
う、いわゆる、ゼロ電圧スイッチングによる電力変換装
置が検討されている。
[0004] As a method of reducing such switching noise and switching loss, a power converter based on so-called zero-voltage switching, in which a PWM inverter is switched while an input voltage is kept at zero volt, is being studied.

【0005】図8は、このようなゼロ電圧スイッチング
による電力変換装置を備える太陽光発電システムの構成
図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system including such a power conversion device using zero voltage switching.

【0006】同図において、1は出力電圧Vsの太陽電
池からなる直流電源、2は並列共振DCリンク(Parare
ll Resonant DC Link)回路からなるゼロ電圧回路、3
は直流電力を系統電源4と同期のとれた交流電力に変換
するPWM制御形のインバータ回路、50,6はゼロ電
圧回路2およびインバータ回路3を、第1,第2のドラ
イバ7,8を介してそれぞれ制御する第1,第2の制御
回路、9は負荷である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a DC power source composed of a solar cell having an output voltage Vs, and 2 denotes a parallel resonant DC link (Parare).
ll Resonant DC Link) circuit consisting of zero voltage circuit, 3
The inverter circuit of a PWM-controlled to convert the DC power to the synchronized AC power and system power supply 4, 5 0, 6 zero voltage circuit 2 and the inverter circuit 3, the first, second driver 7 and 8 The first and second control circuits 9 that are controlled via the respective switches are loads.

【0007】ゼロ電圧回路2は、例えば図9に示される
ように、共振用リアクトルL、共振用コンデンサC1
2、ダイオードD1〜D4およびスイッチング素子とし
ての半導体スイッチS1〜S3を備え、共振動作によって
一時的にインバータ回路3の入力電圧をゼロボルトにす
るものであり、インバータ回路3のスイッチング時に、
該インバータ回路3の入力電圧がゼロ電圧になるように
前記半導体スイッチS1〜S3が第1の制御回路50によ
って制御される。
As shown in FIG. 9, for example, the zero voltage circuit 2 includes a resonance reactor L, a resonance capacitor C 1 ,
C 2 , diodes D 1 to D 4, and semiconductor switches S 1 to S 3 as switching elements, for temporarily reducing the input voltage of the inverter circuit 3 to zero volt by resonance operation. ,
Input voltage of the inverter circuit 3 is the semiconductor switch S 1 to S 3 to be zero voltage is controlled by the first control circuit 5 0.

【0008】インバータ回路3は、例えば図10に示さ
れるように、4つの半導体スイッチQ1〜Q4と、各半導
体スイッチQ1〜Q4に並列接続されたダイオードD5
8とを備えており、各半導体スイッチQ1〜Q4が第2
の制御回路6によってオンオフ制御されるものである。
As shown in FIG. 10, for example, an inverter circuit 3 includes four semiconductor switches Q 1 to Q 4 and diodes D 5 to D 5 connected in parallel to each of the semiconductor switches Q 1 to Q 4.
And a D 8, the semiconductor switches Q 1 to Q 4 and the second
The on / off control is performed by the control circuit 6 of FIG.

【0009】各制御回路50,6は、例えばCPUと論
理回路とを備えており、第1の制御回路50は、正弦波
と基準三角波とからPWMパルスを形成して第2の制御
回路6に与えるとともに、そのPWMパルスに基づくス
イッチングパルスを第1のドライバ7を介してゼロ電圧
回路2に出力し、一方、第2の制御回路6は、PWMパ
ルスを一定時間遅延させた遅延PWMパルスに基づくス
イッチングパルスを第2のドライバ8を介してインバー
タ回路3に出力し、これによって、インバータ回路3の
スイッチング時に、ゼロ電圧回路2の共振動作よってイ
ンバータ回路3の入力電圧をゼロボルトにしてゼロ電圧
スイッチング(ソフトスイッチング)を行うものであ
る。
[0009] Each control circuit 5 0, 6, for example, a CPU and a logic circuit, the first control circuit 5 0, the second control circuit to form a PWM pulse and a sinusoidal wave and a reference triangular wave 6 and outputs a switching pulse based on the PWM pulse to the zero voltage circuit 2 via the first driver 7, while the second control circuit 6 outputs a delayed PWM pulse obtained by delaying the PWM pulse by a certain time. Is output to the inverter circuit 3 via the second driver 8 so that the input voltage of the inverter circuit 3 is reduced to zero volt by the resonance operation of the zero voltage circuit 2 when the inverter circuit 3 is switched. Switching (soft switching) is performed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このようなゼロ電圧ス
イッチングを行うためには、ゼロ電圧回路2の共振用リ
アクトルLには、励磁するための初期電流を与える必要
があるが、この励磁に必要な初期電流は、インバータ回
路3の出力電流(負荷電流)に応じて変化するために、
出力電流が最大であるとしたときに必要される初期電流
に設定しておく方法がとられている。
In order to perform such zero voltage switching, it is necessary to apply an initial current for excitation to the resonance reactor L of the zero voltage circuit 2; Since the initial current changes according to the output current (load current) of the inverter circuit 3,
A method of setting an initial current required when the output current is the maximum is adopted.

【0011】しかしながら、このように出力電流が最大
であるとしたときに必要とされる初期電流に設定してお
く方法では、出力電流が最大でない期間においては、余
分な初期電流がゼロ電圧回路に供給されて電力ロスが発
生し、消費電力が増加するという難点がある。
However, according to the method of setting the initial current required when the output current is assumed to be the maximum, an extra initial current is supplied to the zero voltage circuit during the period when the output current is not the maximum. There is a drawback that power loss occurs when supplied, and power consumption increases.

【0012】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、ゼロ電圧回路における電力損失を可及的に低
減することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to reduce power loss in a zero voltage circuit as much as possible.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured as follows.

【0014】すなわち、本発明は、スイッチング素子の
オンオフ制御によって直流電力を変換する電力変換回路
と、前記スイッチング素子のスイッチング時に前記電力
変換回路の入力電圧を共振動作によってゼロ電圧にする
ゼロ電圧回路とを備える電力変換装置であって、前記電
力変換回路の出力電流を検出する検出手段と、前記検出
手段で検出された前記出力電流に応じて、前記ゼロ電圧
回路の共振用リアクトルへの初期電流を制御する制御手
段とを設けている。
That is, the present invention provides a power conversion circuit for converting DC power by ON / OFF control of a switching element, and a zero voltage circuit for making an input voltage of the power conversion circuit zero voltage by resonance operation when the switching element is switched. A power conversion device comprising: a detection unit for detecting an output current of the power conversion circuit, and an initial current to a resonance reactor of the zero voltage circuit according to the output current detected by the detection unit. And control means for controlling.

【0015】前記電力変換回路をインバータ回路とし、
前記ゼロ電圧回路を、前記共振用リアクトルと共振用コ
ンデンサとスイッチング素子とを備える共振DCリンク
回路とするのが好ましい。
The power conversion circuit is an inverter circuit,
It is preferable that the zero voltage circuit is a resonance DC link circuit including the resonance reactor, a resonance capacitor, and a switching element.

【0016】前記制御手段は、前記共振用リアクトルを
励磁するための前記スイッチング素子のスイッチング動
作のタイミングを制御して前記初期電流を制御する構成
とするのが好ましい。
Preferably, the control means controls the initial current by controlling a timing of a switching operation of the switching element for exciting the resonance reactor.

【0017】前記制御手段は、共振動作開始時における
前記共振用リアクトルへの前記初期電流値が、前記検出
手段で検出された出力電流値に係数を乗じた電流値と無
負荷時の前記共振用リアクトルを励磁するに必要な電流
値とを加算した加算値になるように制御する好ましい。
The control means may determine that the initial current value to the resonance reactor at the start of the resonance operation is a current value obtained by multiplying the output current value detected by the detection means by a coefficient and the resonance current value at no load. It is preferable to perform control so as to be an added value obtained by adding a current value necessary for exciting the reactor.

【0018】前記検出手段を、電流センサとし、前記制
御手段は、前記電流センサの出力を増幅する増幅回路
と、該増幅回路の出力に、無負荷時の前記共振用リアク
トルを励磁するに必要な電流値に対応する基準電圧を加
算する加算回路とを備える構成としてもよい。
The detecting means may be a current sensor, and the control means may include an amplifier circuit for amplifying an output of the current sensor, and an output required for exciting the resonance reactor when no load is applied to the output of the amplifier circuit. An addition circuit for adding a reference voltage corresponding to the current value may be provided.

【0019】本発明の電力変換装置によれば、インバー
タ回路などの電力変換回路の出力電流を検出してその出
力電流に応じて、共振DCリンク回路などからなるゼロ
電圧回路の共振用リアクトルへの初期電流を制御するの
で、出力電流が最大であるとしたときの初期電流に設定
している従来例に比べて、共振用リアクトルへの初期電
流を抑制できることになり、ゼロ電圧回路における電力
損失を低減できることになる。
According to the power converter of the present invention, the output current of a power conversion circuit such as an inverter circuit is detected, and a zero voltage circuit such as a resonant DC link circuit is connected to a resonance reactor in accordance with the output current. Since the initial current is controlled, the initial current to the resonance reactor can be suppressed as compared to the conventional example in which the output current is set to the maximum when the output current is the maximum, and the power loss in the zero voltage circuit is reduced. It can be reduced.

【0020】また、共振用リアクトルを励磁するための
スイッチング素子のスイッチング動作のタイミングを制
御することにより、容易に初期電流を制御できることに
なる。
Further, by controlling the timing of the switching operation of the switching element for exciting the resonance reactor, the initial current can be easily controlled.

【0021】さらに、前記制御手段は、共振動作開始時
における前記共振用リアクトルへの前記初期電流値が、
前記検出手段で検出された出力電流値に係数を乗じた電
流値と無負荷時の前記共振用リアクトルを励磁するに必
要な電流値とを加算した加算値になるように、制御する
ので、初期電流が必要最小限に抑制されて電力損失が低
減されることになる。
[0021] Further, the control means may determine that the initial current value to the resonance reactor at the start of the resonance operation is:
Since the control is performed so that the current value obtained by multiplying the output current value detected by the detection means by a coefficient and the current value required to excite the resonance reactor at no load is added, the control is performed so that the initial value is obtained. The current is suppressed to a necessary minimum and the power loss is reduced.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について、詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明の一つの実施の形態に係る
電力変換装置を備えた太陽光発電システムの要部の構成
図であり、上述の図8に対応する部分には、同一の参照
符号を付す。
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a photovoltaic power generation system provided with a power conversion device according to one embodiment of the present invention, and portions corresponding to FIG. Assign a sign.

【0024】この実施の形態の太陽光発電システムは、
出力電圧Vsの太陽電池からなる直流電源1と、本発明
に係る電力変換装置10とを備えており、この電力変換
装置10は、直流電力を系統電源4と同期のとれた交流
電力に変換する電力変換回路としてのインバータ回路3
と、このインバータ回路3のスイッチング時にインバー
タ回路3の入力電圧をゼロ電圧にするゼロ電圧回路2
と、ゼロ電圧回路2およびインバータ回路3を第1,第
2のドライバ7,8を介して制御する制御手段11とを
備えるとともに、インバータ回路3の出力電流(負荷電
流)を検出する検出手段としての電流センサ12を備え
ている。なお、9は負荷である。
The photovoltaic power generation system of this embodiment
A DC power supply 1 composed of a solar cell having an output voltage Vs and a power converter 10 according to the present invention are provided. The power converter 10 converts DC power into AC power synchronized with the system power supply 4. Inverter circuit 3 as power conversion circuit
And a zero voltage circuit 2 for setting the input voltage of the inverter circuit 3 to zero voltage when the inverter circuit 3 is switched.
And a control means 11 for controlling the zero voltage circuit 2 and the inverter circuit 3 via the first and second drivers 7 and 8, and a detecting means for detecting the output current (load current) of the inverter circuit 3 Current sensor 12 is provided. In addition, 9 is a load.

【0025】ゼロ電圧回路2は、例えば上述の図9に示
される構成を有し、共振用リアクトルL、共振用コンデ
ンサC1,C2、ダイオードD1〜D4および半導体スイッ
チS1〜S3を備え、共振動作によって一時的にインバー
タ回路3の入力電圧をゼロボルトにするものであり、ま
た、インバータ回路3は、例えば上述の図10に示され
る構成を有し、4つの半導体スイッチQ1〜Q4と、各半
導体スイッチQ1〜Q4に並列接続されたダイオードD5
〜D8とを備えている。
The zero voltage circuit 2 has, for example, the configuration shown in FIG. 9 described above, and includes a resonance reactor L, resonance capacitors C 1 and C 2 , diodes D 1 to D 4, and semiconductor switches S 1 to S 3. And the input voltage of the inverter circuit 3 is temporarily reduced to zero volt by the resonance operation. The inverter circuit 3 has, for example, the configuration shown in FIG. 10 described above, and has four semiconductor switches Q 1 to Q 1 . and Q 4, a diode D 5 connected in parallel to the semiconductor switches Q 1 to Q 4
And a ~D 8.

【0026】この実施の形態では、ゼロ電圧回路2の共
振用リアクトルLを励磁するための初期電流を抑制して
ゼロ電圧回路2における電力損失を低減するために、制
御手段11は、電流センサ12によって検出したインバ
ータ回路3の出力電流に応じて、ゼロ電圧回路2の共振
用リアクトルLへの初期電流を制御するようにしてい
る。
In this embodiment, in order to suppress the initial current for exciting the resonance reactor L of the zero voltage circuit 2 and reduce the power loss in the zero voltage circuit 2, the control means 11 includes a current sensor 12 The initial current to the resonance reactor L of the zero voltage circuit 2 is controlled according to the output current of the inverter circuit 3 detected by the above.

【0027】すなわち、上述の従来例では、ゼロ電圧回
路2の共振用リアクトルLへの初期電流は、インバータ
回路3の出力電流が最大であるとしたときに必要とされ
る初期電流に固定されていたのに対して、この実施の形
態では、インバータ回路3の出力電流Isを電流センサ
12で検出し、その検出した出力電流に応じて、ゼロ電
圧回路2の初期電流を制御するものであり、この実施の
形態では、共振動作開始時における共振用リアクトルL
への初期電流の値が、次のように制御されるものであ
る。
That is, in the above-mentioned conventional example, the initial current to the resonance reactor L of the zero voltage circuit 2 is fixed to the initial current required when the output current of the inverter circuit 3 is the maximum. On the other hand, in this embodiment, the output current Is of the inverter circuit 3 is detected by the current sensor 12, and the initial current of the zero voltage circuit 2 is controlled in accordance with the detected output current. In this embodiment, the resonance reactor L at the start of the resonance operation
Is controlled as follows.

【0028】この実施の形態では、ゼロ電圧回路2の共
振動作開始時における共振用リアクトルLへの初期電流
の値をIL0、検出されたインバータ回路3の出力電流を
Is、無負荷において共振用リアクトルLを励磁するに
必要な初期電流I0とすると、 IL0=k・Is+I0 となるように制御を行うものである。
In this embodiment, the initial current value to the resonance reactor L at the start of the resonance operation of the zero voltage circuit 2 is I L0 , the detected output current of the inverter circuit 3 is Is, The control is performed such that I L0 = k · Is + I 0 assuming an initial current I 0 required for exciting the reactor L.

【0029】ここで、kは係数であり、実験等によって
決定され、例えば約1.5である。
Here, k is a coefficient, which is determined by experiments or the like, and is, for example, about 1.5.

【0030】このように、共振動作開始時における共振
用リアクトルLへの初期電流の値IL0を、上述の式で示
される値になるように制御するために、制御手段11
は、インバータ回路3の出力電流Isを検出する電流セ
ンサ12の出力を、係数k倍に増幅する増幅回路13
と、この増幅回路13の出力に、無負荷時の共振用リア
クトルLを励磁するに必要な初期電流I0に対応する電
圧を加算する加算回路14と、この加算回路14の出力
電圧を時間に変換する積分回路などからなる電圧−時間
変換回路15と、この電圧−時間変換回路15に出力に
基づいて、ゼロ電圧回路2の半導体スイッチS2を制御
することにより、共振用リアクトルLの励磁開始から共
振動作を開始するまでの励磁期間を制御し、これによっ
て、共振動作開始時の共振用リアクトルLへの初期電流
の値IL0を、上記式に従った値となるように制御する第
1の制御回路5と、この第1の制御回路5からのPWM
パルスに基づいて、上述の従来例と同様にインバータ回
路3の半導体スイッチQ1〜Q4を制御する第2の制御回
路6とを備えている。なお、第1の制御回路5は、上述
の従来例と同様に、正弦波と基準三角波とからPWMパ
ルスを形成するものである。
As described above, in order to control the value I L0 of the initial current to the resonance reactor L at the start of the resonance operation so as to be a value represented by the above equation, the control means 11
Is an amplification circuit 13 that amplifies the output of the current sensor 12 that detects the output current Is of the inverter circuit 3 by a factor k.
An addition circuit 14 for adding a voltage corresponding to an initial current I 0 required to excite the resonance reactor L at no load to the output of the amplification circuit 13, and an output voltage of the addition circuit 14 voltage and the like integrating circuit for converting - the time conversion circuit 15, the voltage - on the basis of the output on-time conversion circuit 15, by controlling the semiconductor switch S 2 of the zero voltage circuit 2, excitation start of resonant reactor L To control the excitation period from the start of the resonance operation to the start of the resonance operation, whereby the value I L0 of the initial current to the resonance reactor L at the start of the resonance operation is controlled to be a value according to the above equation. And the PWM from the first control circuit 5.
Based on the pulse, and a second control circuit 6 which controls the semiconductor switches Q 1 to Q 4 of the inverter circuit 3 as in the conventional example described above. The first control circuit 5 forms a PWM pulse from a sine wave and a reference triangular wave as in the above-described conventional example.

【0031】図2は、上述の図9のゼロ電圧回路2の制
御タイミングを説明するためのタイミングチャートであ
り、同図(a)〜(c)は、各半導体スイッチS1〜S3
の制御タイミング、同図(d)は共振用リアクトルLの
電流波形、同図(e)はゼロ電圧回路2の出力電圧をそ
れぞれ示している。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the control timing of the zero voltage circuit 2 shown in FIG. 9, and FIGS. 2A to 2C show the semiconductor switches S 1 to S 3.
(D) shows the current waveform of the resonance reactor L, and (e) shows the output voltage of the zero voltage circuit 2.

【0032】従来では、共振用リアクトルLを励磁する
ための初期電流は、インバータ回路3の出力電流が最大
であるとしたときに必要される初期電流に固定されてい
る、すなわち、図2において、共振用リアクトルLに初
期電流を流し始めて励磁を開始してから共振動作が開始
されるまでの励磁期間Tsは一定に制御されて共振動作
開始時における初期電流の値IL0は、一定に設定されて
いたのに対して、この実施の形態では、インバータ回路
3の出力電流Isを検出し、それに基づいて、図2
(b)に示されるゼロ電圧回路2の半導体スイッチS2
のオンのタイミングを制御し、これによって、図3の共
振用リアクトルLの電流波形に示されるように、共振用
リアクトルLの励磁期間Tsを、例えばTs1,Ts2
いったように可変して共振動作開始時の初期電流の値I
L0を、上述の式で示される値、すなわち、インバータ回
路3の出力電流値Isに係数kを乗じた電流値k・Is
と無負荷時の前記共振用リアクトルLを励磁するに必要
な電流値I0とを加算した加算値(k・Is+I0)にな
るように制御するものである。
Conventionally, the initial current for exciting the resonance reactor L is fixed to the initial current required when the output current of the inverter circuit 3 is maximized, that is, in FIG. The excitation period Ts from when the initial current starts to flow through the resonance reactor L to start excitation until the resonance operation starts is controlled to be constant, and the initial current value I L0 at the start of the resonance operation is set to be constant. On the other hand, in this embodiment, the output current Is of the inverter circuit 3 is detected, and
The semiconductor switch S 2 of the zero voltage circuit 2 shown in FIG.
Is controlled, and as shown in the current waveform of the resonance reactor L in FIG. 3, the excitation period Ts of the resonance reactor L is varied, for example, to Ts 1 , Ts 2 , and the resonance is performed. Initial current value I at the start of operation
L0 is a value represented by the above equation, that is, a current value k · Is obtained by multiplying the output current value Is of the inverter circuit 3 by a coefficient k.
And a current value I 0 required to excite the resonance reactor L under no load is controlled so as to be an added value (k · Is + I 0 ).

【0033】なお、励磁期間Tsと共振開始時の初期電
流の値IL0との間には、次の関係が成立する。
The following relationship is established between the excitation period Ts and the initial current value I L0 at the start of resonance.

【0034】Ts=(L/Vs)・IL0 また、励磁期間Tsを可変して共振開始時の共振用リア
クトルLの初期電流の値IL0を制御すると、ゼロ電圧の
期間が変化するけれども、その中心のタイミングはほぼ
一定であり、インバータ回路3の制御タイミングは、従
来と同様にすればよい。
Ts = (L / Vs) · I L0 When the excitation period Ts is varied to control the initial current value I L0 of the resonance reactor L at the start of resonance, the zero voltage period changes. The timing at the center thereof is substantially constant, and the control timing of the inverter circuit 3 may be the same as that of the related art.

【0035】図4は、インバータ回路3の出力電流Is
および共振動作開始時における共振用リアクトルLへの
初期電流IL0の時間変化を示す図である。この図4に示
されるように、インバータ回路3の出力電流Isに応じ
て、共振動作開始時における共振用リアクトルLへの初
期電流IL0の値が、上述の式に示されるように制御され
ており、共振動作開始時における共振用リアクトルLへ
の初期電流IL0の値が、インバータ回路3の出力電流I
sが最大であるときに必要とされる初期電流に固定され
ている仮想線で示される従来例に比べて、斜線で示され
るように、初期電流が抑制されることになり、これによ
って、ゼロ電圧回路2における電力損失を低減できるこ
とになる。
FIG. 4 shows the output current Is of the inverter circuit 3.
FIG. 7 is a diagram illustrating a temporal change of an initial current I L0 to the resonance reactor L at the start of the resonance operation. As shown in FIG. 4, according to the output current Is of the inverter circuit 3, the value of the initial current I L0 to the resonance reactor L at the start of the resonance operation is controlled as shown in the above equation. The value of the initial current I L0 to the resonance reactor L at the start of the resonance operation is determined by the output current I L of the inverter circuit 3.
Compared to the conventional example shown by the imaginary line which is fixed to the initial current required when s is the maximum, the initial current is suppressed as shown by the oblique line, and thereby the zero current is suppressed. Power loss in the voltage circuit 2 can be reduced.

【0036】上述の実施の形態では、ゼロ電圧回路2の
半導体スイッチS2のタイミングを制御したけれども、
本発明の他の実施の形態として、半導体スイッチS1
3あるいはそれらを組み合わせて制御してもよい。
In the above embodiment, the timing of the semiconductor switch S 2 of the zero voltage circuit 2 is controlled.
As another embodiment of the present invention, semiconductor switches S 1 ,
S 3 or may be controlled in combination.

【0037】また、本発明のゼロ電圧回路2は、上述の
実施の形態にかぎらず、例えば、図5(A)に示される
半導体スイッチSs,Sr、ダイオードDs,Dr、共
振用リアクトルLおよび共振用コンデンサCrからなる
ゼロ電圧回路に適用し、図5(B)に示されるように、
半導体スイッチSs,Srを制御して共振用リアクトル
Lの励磁期間Tsを制御して共振開始時の初期電流値I
L0を制御してもよく、あるいは、図6(A)に示される
半導体スイッチS1〜S4、ダイオードD1〜D4、共振用
リアクトルLおよび共振用コンデンサC1,C2を備える
ゼロ電圧回路に適用し、図6(B)に示されるように、
半導体スイッチS1,S3を制御して共振用リアクトルL
の励磁期間Tsを制御して共振開始時の初期電流値IL0
を制御してもよく、あるいは、図7(A)に示される半
導体スイッチT1〜T3、ダイオードD1〜D5、共振用リ
アクトルLおよび共振用コンデンサC1,C2を備えるゼ
ロ電圧回路に適用し、図7(B)に示されるように、半
導体スイッチT1〜T3を制御して共振用リアクトルLの
励磁期間Tsを制御して共振開始時の初期電流値IL0
制御してもよく、その他のゼロ電圧回路に適用してもよ
い。
Further, the zero voltage circuit 2 of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be, for example, the semiconductor switches Ss, Sr, the diodes Ds, Dr, the resonance reactor L, and the resonance reactor L shown in FIG. As shown in FIG. 5 (B), the circuit is applied to a zero voltage circuit composed of
By controlling the semiconductor switches Ss and Sr to control the excitation period Ts of the resonance reactor L, the initial current value I at the start of resonance is controlled.
May control L0, or semiconductor switches S 1 to S 4 shown in FIG. 6 (A), the diode D 1 to D 4, resonant reactor L and zero voltage with a resonance capacitor C 1, C 2 Applying to the circuit, as shown in FIG.
Resonant reactor L by controlling semiconductor switches S 1 and S 3
To control the initial period I L0 at the start of resonance.
Or a zero-voltage circuit including semiconductor switches T 1 to T 3 , diodes D 1 to D 5 , a resonance reactor L, and resonance capacitors C 1 and C 2 shown in FIG. As shown in FIG. 7B, the semiconductor switches T 1 to T 3 are controlled to control the excitation period Ts of the resonance reactor L to control the initial current value I L0 at the start of resonance. And may be applied to other zero voltage circuits.

【0038】また、上述の実施の形態では、検出された
インバータ回路3の出力電流に応じて、共振用リアクト
ルLの励磁期間Tsを制御したけれども、本発明の他の
実施の形態として、共振用リアクトルLの励磁期間を、
予め複数設定しておき、検出したインバータ回路3の出
力電流に応じて、いずれかの励磁期間に切り換えるよう
に構成してもよい。
In the above-described embodiment, the excitation period Ts of the resonance reactor L is controlled in accordance with the detected output current of the inverter circuit 3. However, in another embodiment of the present invention, the resonance The excitation period of reactor L is
A plurality may be set in advance and switched to one of the excitation periods according to the detected output current of the inverter circuit 3.

【0039】上述の実施の形態では、電力変換回路とし
てインバータ回路3に適用したけれども、本発明は、イ
ンバータ回路3に限らず、例えば、DC−DCコンバー
タやその他のスイッチングを行う電力変換回路に適用し
てもよい。
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the inverter circuit 3 as a power conversion circuit. However, the present invention is not limited to the inverter circuit 3, but is applied to, for example, a DC-DC converter and other power conversion circuits that perform switching. May be.

【0040】また、上述の実施の形態では、太陽光発電
システムに適用して説明したけれども、本発明は、太陽
光発電システムに限らないのは勿論である。
Although the above embodiment has been described with reference to the photovoltaic power generation system, the present invention is not limited to the photovoltaic power generation system.

【0041】また、上述の実施の形態では、直流電源1
として太陽電池を用いたけれども、太陽電池以外の電池
電源などの直流電源でよいのは勿論である。
In the above embodiment, the DC power supply 1
Although a solar cell was used as a battery, a DC power supply such as a battery power supply other than the solar cell may be used.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電力変換
回路の出力電流を検出してその出力電流に応じて、ゼロ
電圧回路の共振用リアクトルへの初期電流を制御するの
で、出力電流が最大であるとしたときの初期電流に設定
している従来例に比べて、共振用リアクトルへの初期電
流を抑制できることになり、ゼロ電圧回路における電力
損失を低減できることになる。
As described above, according to the present invention, the output current of the power conversion circuit is detected, and the initial current to the resonance reactor of the zero voltage circuit is controlled according to the output current. Can be suppressed as compared with the conventional example in which the initial current is set to the maximum when the maximum value is set, and the power loss in the zero voltage circuit can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一つの実施の形態に係る電力変換装置
を備える太陽光発電システムの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system including a power conversion device according to one embodiment of the present invention.

【図2】動作説明に供するタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation;

【図3】共振用リアクトルの電流波形図である。FIG. 3 is a current waveform diagram of a resonance reactor.

【図4】出力電流および共振動作開始時における初期電
流の時間変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a time change of an output current and an initial current at the start of a resonance operation.

【図5】本発明の他の実施の形態の回路図およびタイミ
ングチャートである。
FIG. 5 is a circuit diagram and a timing chart of another embodiment of the present invention.

【図6】本発明のさらに他の実施の形態の回路図および
タイミングチャートである。
FIG. 6 is a circuit diagram and a timing chart of still another embodiment of the present invention.

【図7】本発明のさらに他の実施の形態の回路図および
タイミングチャートである。
FIG. 7 is a circuit diagram and a timing chart of still another embodiment of the present invention.

【図8】従来例の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional example.

【図9】ゼロ電圧回路の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a zero voltage circuit.

【図10】インバータ回路の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of an inverter circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 ゼロ電圧回路 3 インバータ回路 11 制御手段 12 電流センサ 13 増幅回路 14 加算回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Zero voltage circuit 3 Inverter circuit 11 Control means 12 Current sensor 13 Amplification circuit 14 Addition circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スイッチング素子のオンオフ制御によっ
て直流電力を変換する電力変換回路と、前記スイッチン
グ素子のスイッチング時に前記電力変換回路の入力電圧
を共振動作によってゼロ電圧にするゼロ電圧回路とを備
える電力変換装置であって、 前記電力変換回路の出力電流を検出する検出手段と、 前記検出手段で検出された前記出力電流に応じて、前記
ゼロ電圧回路の共振用リアクトルへの初期電流を制御す
る制御手段と、 を設けたことを特徴とする電力変換装置。
1. A power conversion circuit comprising: a power conversion circuit for converting DC power by on / off control of a switching element; and a zero voltage circuit for reducing an input voltage of the power conversion circuit to zero voltage by resonance operation when the switching element is switched. An apparatus, comprising: detecting means for detecting an output current of the power conversion circuit; and control means for controlling an initial current to a resonance reactor of the zero voltage circuit in accordance with the output current detected by the detecting means. A power converter characterized by comprising:
【請求項2】 前記電力変換回路は、直流電力を交流電
力に変換するインバータ回路であり、前記ゼロ電圧回路
は、前記共振用リアクトルと共振用コンデンサとスイッ
チング素子とを備える共振DCリンク回路である請求項
1記載の電力変換装置。
2. The power conversion circuit is an inverter circuit for converting DC power into AC power, and the zero voltage circuit is a resonance DC link circuit including the resonance reactor, a resonance capacitor, and a switching element. The power converter according to claim 1.
【請求項3】 前記制御手段は、前記共振用リアクトル
を励磁するための前記スイッチング素子のスイッチング
動作のタイミングを制御して前記初期電流を制御する請
求項1または2記載の電力変換装置。
3. The power converter according to claim 1, wherein the control unit controls the initial current by controlling a timing of a switching operation of the switching element for exciting the resonance reactor.
【請求項4】 前記制御手段は、共振動作開始時におけ
る前記共振用リアクトルへの前記初期電流値が、前記検
出手段で検出された出力電流値に係数を乗じた電流値と
無負荷時の前記共振用リアクトルを励磁するに必要な電
流値とを加算した加算値になるように制御する請求項1
ないし3のいずれかに記載の電力変換装置。
4. The controller according to claim 1, wherein the initial current value to the resonance reactor at the start of the resonance operation is a current value obtained by multiplying an output current value detected by the detection means by a coefficient, and the current value at no load. 2. The control system according to claim 1, wherein the control is performed such that an added value is obtained by adding a current value necessary for exciting the resonance reactor.
4. The power converter according to any one of claims 3 to 3.
【請求項5】 前記検出手段は、電流センサであり、前
記制御手段は、前記電流センサの出力を増幅する増幅回
路と、該増幅回路の出力に、無負荷時の前記共振用リア
クトルを励磁するに必要な電流値に対応する基準電圧を
加算する加算回路とを備える請求項4記載の電力変換装
置。
5. The detection means is a current sensor, and the control means amplifies an output of the current sensor, and energizes the output of the amplification circuit with the no-load resonance reactor. The power conversion device according to claim 4, further comprising: an addition circuit that adds a reference voltage corresponding to a current value necessary for the power conversion.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005012897A (en) * 2003-06-18 2005-01-13 Sanken Electric Co Ltd Power converter
JP2006280120A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Daihen Corp Inverter power supply unit
JP2006311668A (en) * 2005-04-27 2006-11-09 Daihen Corp Inverter power supply
JP2007053872A (en) * 2005-08-19 2007-03-01 Daihen Corp Inverter power supply device

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