WO2023002740A1 - 太陽光発電システム - Google Patents

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WO2023002740A1
WO2023002740A1 PCT/JP2022/019886 JP2022019886W WO2023002740A1 WO 2023002740 A1 WO2023002740 A1 WO 2023002740A1 JP 2022019886 W JP2022019886 W JP 2022019886W WO 2023002740 A1 WO2023002740 A1 WO 2023002740A1
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WO
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voltage
output
converter
power
solar cell
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Application number
PCT/JP2022/019886
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English (en)
French (fr)
Inventor
達也 細谷
祐樹 石倉
健太 藤井
文美 北尾
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Definitions

  • the present invention relates to a solar power generation system using a plurality of solar cell modules.
  • Patent Document 1 describes a power conditioner used for photovoltaic power generation.
  • the power conditioner described in Patent Literature 1 includes a common converter for a plurality of solar cell modules.
  • An input capacitor is connected to the input end of the converter.
  • a plurality of solar cell modules are connected in parallel to the input capacitor. In other words, the outputs of a plurality of solar cell modules are collected by the input capacitor and input to the converter.
  • a plurality of solar cell modules can be regarded as DC voltage sources that respectively output a plurality of different DC voltages to an input capacitor.
  • MPPT Maximum Power Point Tracking
  • a plurality of solar cell modules can be regarded as DC voltage sources that respectively output a plurality of different DC voltages to an input capacitor.
  • DC voltage sources with different voltages are connected in parallel through backflow prevention diodes, only the highest DC voltage source among the different voltages is output. In this case, power is obtained only from the highest DC voltage source and cannot be obtained from other DC voltage sources.
  • an object of the present invention is to suppress a decrease in power conversion efficiency in a photovoltaic power generation system.
  • a photovoltaic power generation system of the present invention includes a plurality of photovoltaic cell outputs, a converter, a power management control circuit, a voltage OR circuit, and an input capacitor.
  • Each of the plurality of solar cell outputs outputs a DC voltage from the solar cell.
  • the converter inputs power supplied by a plurality of solar cell outputs and outputs a predetermined DC voltage through power conversion operation.
  • the power management control circuit controls power conversion operations in the converter.
  • a voltage OR circuit integrates a plurality of solar cell outputs and inputs them to the converter.
  • the input capacitor holds the DC voltage output from the voltage OR circuit and uses it as the input voltage of the converter.
  • the power management control circuit responds to a voltage logical sum output characteristic based on the relationship between the output voltage and the output current from the voltage logical sum circuit, a first condition for setting the output voltage of the converter to a predetermined value, and the plurality of solar cells.
  • a power conversion operation in the converter is controlled to regulate the input capacitor voltages so as to simultaneously satisfy a second condition that regulates the power drawn from each of the outputs.
  • the input voltage of the converter (voltage applied to the input capacitor) can be adjusted.
  • a combination (second condition) of power of the plurality of solar cell outputs with respect to the input voltage of the converter is determined by the voltage logical sum output characteristic based on the relationship between the output voltage and the output current from the voltage logical sum circuit. Therefore, the control condition for the power conversion operation in the converter can be determined so as to simultaneously satisfy the first condition and the second condition. By satisfying this control condition, the converter can be controlled so as to suppress a decrease in power conversion efficiency.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of output characteristics of a solar cell module.
  • FIG. 3 is a table showing an example of a control concept of power conversion operation in the converter according to the first embodiment.
  • 4(A), 4(B), 4(C), 4(D), 4(E), and 4(F) are VI characteristic diagrams showing the concept of voltage logical sum characteristics.
  • 5(A), 5(B), 5(C), 5(D), 5(E), and 5(F) are PV characteristic diagrams showing the concept of voltage logical sum characteristics. .
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of output characteristics of a solar cell module.
  • FIG. 3 is a table showing an example of a control concept of power conversion operation in the converter according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing the configuration of a photovoltaic power generation system in which the output of a converter is supplied to a DC load.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an arrangement mode of the diodes of the voltage OR circuit and the diodes of the converter in the power conversion device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a functional block diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system according to the first embodiment.
  • the photovoltaic power generation system 1 includes a plurality of solar cell modules 81 to 84 (solar cell module 81, solar cell module 82, solar cell module 83, and solar cell module 84) and a power converter.
  • a device 10 is provided.
  • the power converter 10 of the photovoltaic power generation system 1 is connected to a load 91 and a power grid 92 through an output control switch 90 .
  • Each of the plurality of solar cell modules 81-84 is composed of a solar cell (solar power generation panel) and an electronic circuit for extracting current from the solar cell.
  • the plurality of solar cell modules 81-84 may be composed of the same number of solar cells, or may be composed of different numbers of solar cells.
  • the plurality of solar cell modules 81-84 respectively generate power by the irradiated sunlight, and output the generated DC power from output terminals 811-814 respectively.
  • Each output terminal 811-814 of the solar cell modules 81-84 corresponds to the "solar cell output" of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of output characteristics of a solar cell module. As shown in FIG. 2, the solar cell module has an output power that varies non-linearly according to the output voltage and has a maximum power value at a predetermined output voltage.
  • the output characteristics of the plurality of solar cell modules 81-84 may ideally be the same, but are different in reality. For example, the output voltage when the power is maximized and the characteristics of the output power with respect to the output voltage (the shape of the curve in FIG. 2) are different for each of the solar cell modules 81-84.
  • the power conversion device 10 includes a voltage OR circuit 20, a converter 30, an inverter 40, and a management control circuit 100.
  • the management control circuit 100 corresponds to the "power management control circuit" of the present invention.
  • the input terminal of the voltage OR circuit 20 is connected to the output terminals 811-814 of the plurality of solar cell modules 81-84.
  • the output end of voltage OR circuit 20 is connected to the input end of converter 30 .
  • the output end of converter 30 is connected to the input end of inverter 40 .
  • the output end of inverter 40 is connected to output control switch 90 .
  • the voltage OR circuit 20 includes a plurality of diodes D21-D24 (diode D21, diode D22, diode D23, diode D24).
  • a plurality of diodes D21-D24 correspond to the "integrating power semiconductor elements" and "integrating diodes" of the present invention.
  • the anode of the diode D21 is connected to the high voltage side terminal of the output terminal 811 of the solar cell module 81.
  • the anode of diode D22 is connected to the high voltage side terminal of output terminal 821 of solar cell module 82 .
  • the anode of diode D23 is connected to the high voltage side terminal of output terminal 831 of solar cell module 82 .
  • the anode of diode D24 is connected to the high voltage side terminal of output terminal 841 of solar cell module 84 .
  • the cathodes of the plurality of diodes D21-D24 are connected to each other at a common connection point.
  • This common connection point is the high voltage side node NDH of the voltage OR circuit 20 .
  • the high voltage side node NDH corresponds to the "high voltage side node" of the present invention.
  • the cathodes of the plurality of diodes D21 to D24 are connected at a plurality of points. , one of a plurality of connection points is labeled with a high-voltage side node NDH.
  • the low-voltage side terminals of the output terminals 811-841 of the plurality of solar cell modules 81-84 are connected to each other at a common connection point.
  • This connection point is the low voltage side node NDL of the voltage OR circuit 20 .
  • the low-voltage side node NDL corresponds to the "low-voltage side node" of the present invention.
  • the low-voltage side terminals of the output terminals 811-841 of the solar cell modules 81-84 are connected at a plurality of points, but are connected at one point in terms of the circuit.
  • one of the plurality of connection points is labeled as a low-voltage side node NDL.
  • the converter 30 includes an input capacitor Ci30, an inductor L30, a MOSFET Q31, a diode D32, and an output capacitor Co30.
  • the MOSFET Q31 corresponds to the "power semiconductor switching element" of the present invention
  • the diode D32 corresponds to the "power semiconductor rectifying element” of the present invention.
  • the high-voltage side terminal of the input capacitor Ci30 is connected to the high-voltage side node of the voltage OR circuit 20.
  • a low-voltage side terminal of the input capacitor Ci30 is connected to a low-voltage side node of the voltage OR circuit 20 .
  • One end of the inductor L30 is connected to the high-voltage side terminal of the input capacitor Ci30.
  • the other end of inductor L30 is connected to the drain of MOSFET Q31.
  • MOSFET Q31 The source of MOSFET Q31 is connected to the low-voltage side terminal of input capacitor Ci30.
  • a connection point (node) between the drain of MOSFET Q31 and inductor L30 is connected to the anode of diode D32.
  • the cathode of the diode D32 is connected to the high voltage side terminal of the output capacitor Co30.
  • the low voltage side terminal of the output capacitor Co30 is connected to the source of the MOSFET Q31. Both ends of the output capacitor Co30 become the output terminals of the converter 30 .
  • the converter 30 constitutes a boost converter.
  • a switching control signal is input from the management control circuit 100 to the gate of the MOSFET Q31.
  • the MOSFET Q31 performs a switching operation with a predetermined switching duty according to this switching control signal.
  • the management control circuit 100 adjusts the output voltage of the converter 30 by adjusting this duty. As a result, the converter 30 receives power supplied by the plurality of solar cell modules 81 to 84 and outputs a predetermined DC voltage through a power conversion operation.
  • the input capacitor Ci30 holds the DC voltage output from the voltage OR circuit 20. Thereby, the converter 30 can stably perform the power conversion operation. Holding the DC voltage here means that the DC voltage output from the voltage OR circuit 20 is maintained as the voltage applied to the input capacitor Ci30.
  • the inverter 40 includes a secondary battery BAT, an input capacitor Ci40, a plurality of MOSFETs Q41-Q44 (MOSFET Q41, MOSFET Q42, MOSFET Q43, MOSFET Q44), an inductor L41, an inductor L42, and an output capacitor Co40.
  • MOSFETs Q41-Q44 MOSFET Q41, MOSFET Q42, MOSFET Q43, MOSFET Q44
  • the positive terminal of the secondary battery BAT is connected to the high voltage side output terminal of the converter 30 .
  • the negative terminal of secondary battery BAT is connected to the low voltage side output terminal of converter 30 . Thereby, secondary battery BAT is charged by the output voltage of converter 30 .
  • the secondary battery BAT is charge/discharge controlled, for example, through a charge/discharge control circuit (not shown).
  • the high voltage side terminal of the input capacitor Ci40 is connected to the positive terminal of the secondary battery BAT.
  • the low-voltage side terminal of the input capacitor Ci40 is connected to the negative terminal of the secondary battery BAT.
  • MOSFET Q41 The drain of MOSFET Q41 is connected to the high voltage side terminal of input capacitor Ci40, and the source of MOSFET Q41 is connected to the drain of MOSFET Q42.
  • the source of MOSFET Q42 is connected to the low voltage side terminal of input capacitor Ci40.
  • MOSFET Q43 The drain of MOSFET Q43 is connected to the high voltage side terminal of input capacitor Ci40, and the source of MOSFET Q43 is connected to the drain of MOSFET Q44.
  • the source of MOSFET Q44 is connected to the low voltage side terminal of input capacitor Ci40.
  • inductor L41 One end of inductor L41 is connected to a node between the source of MOSFET Q41 and the drain of MOSFET Q42.
  • inductor L42 One end of inductor L42 is connected to a node between the source of MOSFET Q43 and the drain of MOSFET Q44.
  • One terminal of the output capacitor Co40 is connected to the other end of the inductor L41, and the other terminal of the output capacitor Co40 is connected to the other end of the inductor L42. Both terminals of the output capacitor Co40 become the output terminals of the inverter 40 .
  • a switching control signal is input from the management control circuit 100 or the dedicated control circuit of the inverter 40 to each gate of the plurality of MOSFETs Q41-Q44.
  • a plurality of MOSFETs Q41-Q44 perform predetermined switching operations according to this switching control signal. Note that the switching control for this inverter 40 is known, and detailed description thereof will be omitted.
  • the inverter 40 converts the DC voltage input from the converter 30 into an AC voltage and outputs the AC voltage.
  • FIG. 3 is a table showing an example of a control concept of power conversion operation in the converter according to the first embodiment.
  • Management control circuit 100 responds to voltage logical sum output characteristics based on the relationship between output voltage V0x and output current I0x from voltage logical sum circuit 20, and sets output voltage Vcnv of converter 30 to a predetermined value as a first condition. , and a second condition for adjusting the power obtained from each of the plurality of solar cell modules 81 to 84 are simultaneously satisfied.
  • the regulation means that, in a predetermined voltage range (for example, a voltage range in which output power can be obtained from at least one of the plurality of solar cell modules 81-84), each of the plurality of solar cell modules 81-84 has a voltage greater than zero. It is to change the voltage of the input capacitor Ci30 by controlling the power conversion operation in the converter 30 so that the voltage at which power can be obtained. With this control, the output power can be obtained from all the solar cell modules, so it is possible to suppress a decrease in power conversion efficiency in the photovoltaic power generation system.
  • management control circuit 100 controls the power conversion operation in converter 30 so that the total amount of power obtained from solar cell modules 81-84 becomes the maximum voltage, and input capacitor Ci30 Voltage may be varied. This control can further suppress a decrease in power conversion efficiency in the photovoltaic power generation system.
  • management control circuit 100 monitors the output voltage V0x and the output current I0x of the voltage OR circuit 20 . Management control circuit 100 also determines output voltage Vcnv required for converter 30 at the time of performing this control.
  • the management control circuit 100 performs control so that the output voltage V0x and the output current I0x of the voltage logical sum circuit 20 and the output voltage Vcnv of the converter 30 are at desired values.
  • the management control circuit 100 wants the output voltage Vcnv of the converter 30 to be V11 (first condition).
  • V11 first condition
  • the output voltage and the output current of the voltage OR circuit 20 corresponding to the input voltage (voltage of the input capacitor Ci30) and the input current of the converter 30 are V01 and V01, respectively. becomes I01.
  • the output voltage and output current of the voltage logical sum circuit 20 become V02 and I02, respectively.
  • the output voltage and output current of the voltage logical sum circuit 20 become V03 and I03, respectively.
  • the voltage of the input capacitor Ci30 (corresponding to the output voltage V0x of the voltage OR circuit 20) is the maximum voltage output from the plurality of solar cell modules 81-84. In other words, the output voltages of the plurality of solar cell modules 81-84 are unified to the maximum voltage of the plurality of solar cell modules 81-84.
  • the plurality of solar cell modules 81-84 have different output characteristics. Therefore, the respective output currents of the plurality of solar cell modules 81-84 change according to the voltage of the input capacitor Ci30, that is, the output voltage V0x of the voltage OR circuit 20.
  • FIG. As a result, the output current I0x of the voltage logical sum circuit 20, which is the addition current (addition value) of the output currents of the plurality of solar cell modules 81-84, also changes.
  • Such a relationship between the output voltage V0x and the output current I0x corresponds to the "voltage logical sum output characteristic" of the present invention.
  • the management control circuit 100 controls the power conversion operation in the converter 30 so as to obtain a voltage greater than zero from each of the plurality of solar cell modules 81 to 84 within a predetermined voltage range, thereby controlling the voltage of the input capacitor Ci30. is changed (second condition), and the combination of the output voltage V0x and the output current I0x of the voltage logical sum circuit 20 is detected.
  • second condition the combination of the output voltage V0x and the output current I0x of the voltage logical sum circuit 20 is detected.
  • a combination that satisfies the second condition is detected from a combination of the output voltage V01 and the output current I01, a combination of the output voltage V02 and the output current I02, and a combination of the output voltage V03 and the output current I03. .
  • the relationship between the output voltage V0x and the output current I0x of the voltage logical sum circuit 20 and the output power of each of the solar cell modules 81-84 may be stored in advance.
  • a circuit configuration capable of measuring each output power of 84 may be provided to measure the output power in real time.
  • the management control circuit 100 selects control conditions (Duty 11, Duty 12, Duty 13) corresponding to the detected combination. Thereby, the management control circuit 100 can select a control condition that simultaneously satisfies the first condition and the second condition.
  • the management control circuit 100 controls the power conversion operation in the converter 30 using the selected control condition (Duty). Thereby, the photovoltaic power generation system 1 can suppress a decrease in power conversion efficiency.
  • control is performed as follows.
  • FIGS. 4(A), 4(B), 4(C), 4(D), 4(E), and 4(F) are VI characteristic diagrams showing the concept of voltage logical sum characteristics. .
  • FIGS. 4(A), 4(C), and 4(E) show VI characteristics of two of the plurality of solar cell modules 81-84, and FIGS. 4(B), 4(D), and 4.
  • (F) shows the VI characteristic of the input capacitor Ci30, that is, the output of the voltage OR circuit 20; To simplify the explanation, two solar cell modules are shown here, but the same principle can be applied to other numbers.
  • FIG. 4A shows a case where two solar cell modules have almost the same output characteristics
  • FIG. 4C shows a case where two solar cell modules have significantly different output characteristics
  • FIG. an intermediate case between FIG. 4(A) and FIG. 4(C).
  • 4(B) shows the case of FIG. 4(A)
  • FIG. 4(D) shows the case of FIG. 4(C)
  • FIG. 4(F) shows the case of FIG. 4(E).
  • the current at each voltage of the voltage OR circuit 20 is a value obtained by adding the currents of the output characteristics of the plurality of solar cell modules that make up the voltage OR circuit. becomes.
  • the maximum output voltage of the solar cell module whose maximum output voltage is low is the predetermined voltage range rngV.
  • output currents can be obtained from the plurality of solar cell modules 81-84. can be done.
  • output current can be obtained from at least some of the plurality of solar cell modules 81-84. Otherwise, the efficiency will decrease.
  • the management control circuit 100 uses this principle to set the output voltage V0x and the output current I0x of the voltage OR circuit 20 .
  • the output voltage Vcn of the converter 30 is to be V11
  • the output voltage V02 is within the predetermined voltage range rngV
  • the output voltages V01 and V03 are outside the predetermined voltage range rngV.
  • management control circuit 100 selects a combination of output voltage V02 and output current I02n, selects Duty12 corresponding to this combination, and controls the power conversion operation in converter 30.
  • FIG. the photovoltaic power generation system 1 can suppress a decrease in power conversion efficiency.
  • the management control circuit 100 may further select a control condition that minimizes the difference between the output powers of the plurality of solar cell modules 81-84. For example, in the case of FIG. 3, even if the output voltage Vcnv of the converter 30 is V11 and all of the output voltages V01, V02, and V03 are within the predetermined voltage range rgnV, the plurality of solar cell modules If the control condition with the smallest difference in output power between 81 and 84 is the output voltage V02, the management control circuit 100 selects Duty12 corresponding to the output voltage V02 and executes control.
  • the photovoltaic power generation system 1 can suppress variations in the life of the solar cell modules while suppressing a decrease in power conversion efficiency.
  • management control circuit 100 can handle not only the output voltage Vcnv of one specific type of converter 30, but also multiple output voltages Vcnv.
  • the management control circuit 100 has the output voltage Vcnv of the converter 30 is V12, and the output voltage V04 of the voltage logical sum circuit 20 that obtains power from each of the plurality of solar cell modules 81-84, If the combination of the output current I04 satisfies the first condition and the second condition described above, by selecting the control condition (Duty21), even if the output voltage Vcnv is V12, the decrease in power conversion efficiency is further suppressed. can.
  • the photovoltaic power generation system 1 obtains any desired output voltage Vcnv of the converter 30, and the power conversion efficiency (from photovoltaic energy to DC power) in power generation using the plurality of photovoltaic modules 81 to 84 power conversion efficiency) can be suppressed.
  • the management control circuit 100 controls the voltage of the input capacitor Ci 30 (the voltage of the voltage logical sum circuit 20) so that the total amount of power (total power) obtained from each of the plurality of solar cell outputs is maximized within a predetermined voltage range. output voltage) can also be controlled.
  • 5(A), 5(B), 5(C), 5(D), 5(E), and 5(F) are PV characteristic diagrams showing the concept of voltage logical sum characteristics. . 5(A), 5(C), and 5(E) show VI characteristics of two of the plurality of solar cell modules 81-84, and FIGS. 5(B), 5(D), and 5 (F) shows the PV characteristics of the input capacitor Ci30, that is, the output of the voltage OR circuit 20; To simplify the explanation, two solar cell modules are shown here, but the same principle can be applied to other numbers.
  • FIG. 5(A) shows a case where two solar cell modules have almost the same output characteristics (the same case as FIG. 4(A)), and FIG. 5(C) shows a case where the two solar cell modules have significantly different output characteristics.
  • FIG. 5(E) is an intermediate case between FIG. 5(A) and FIG. 5(C) (same case as FIG. 4(E)). indicates 5(B) shows the case of FIG. 5(A), FIG. 5(D) shows the case of FIG. 5(C), and FIG. 5(F) shows the case of FIG. 5(E). .
  • the power at each voltage of the voltage OR circuit 20 is a value obtained by adding the power of the output characteristics of the plurality of solar cell modules that make up the voltage OR circuit. be the same as
  • the output power of the voltage OR circuit 20 has one maximum. This maximum voltage Vmxp is within a predetermined voltage range rngV.
  • the management control circuit 100 sets the duty so that the voltage of the input capacitor Ci30 becomes the maximum voltage Vmxp while satisfying the first condition and the second condition described above, and the power conversion operation in the converter 30 is performed. Control. Thereby, the photovoltaic power generation system 1 can further improve the power conversion efficiency.
  • the output power of the voltage OR circuit 20 has two maxima.
  • the first maximum voltage Vmxp1 is within the predetermined voltage range rngV and the second maximum voltage Vmxp2 is outside the predetermined voltage range rngV.
  • the management control circuit 100 sets the duty such that the voltage of the input capacitor Ci30 becomes the first maximum voltage Vmxp1 while satisfying the first condition and the second condition described above, and the power in the converter 30 is Control conversion behavior. Thereby, the photovoltaic power generation system 1 can further improve the power conversion efficiency.
  • the output power of the voltage OR circuit 20 has two maxima.
  • the first maximum voltage Vmxp1 and the second maximum voltage Vmxp2 are within a predetermined voltage range rngV.
  • the total power at the first maximum voltage Vmxp1 is greater than the second maximum voltage Vmxp2.
  • the management control circuit 100 sets the duty such that the voltage of the input capacitor Ci30 becomes the first maximum voltage Vmxp1 while satisfying the first condition and the second condition described above, and the power in the converter 30 is Control conversion behavior. Thereby, the photovoltaic power generation system 1 can further improve the power conversion efficiency.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing the configuration of a photovoltaic power generation system in which the output of a converter is supplied to a DC load.
  • the power conversion device 10DC includes a voltage OR circuit 20, a converter 30, and a management control circuit 100.
  • the power conversion device 10DC has a configuration in which the inverter 40 is omitted from the power conversion device 10 .
  • a DC load 91DC is connected to the output terminal of the converter 30 .
  • the DC load 91DC includes, for example, an electronic device driven by a DC voltage and a battery.
  • the power conversion device 10 in the photovoltaic power generation system 1 further has the following features.
  • the diode D32 has positive temperature characteristics in forward voltage characteristics.
  • the plurality of diodes D21-D24 have negative temperature characteristics in forward voltage characteristics.
  • Diode D32 and the plurality of diodes D21-D24 are thermally coupled by direct or indirect connection to a common heatsink.
  • Direct connection indicates a state in which the radiator and the diode are in direct contact. Indirect means that the radiator and the diode are arranged with a distance therebetween or that they are arranged with an insulating sheet or the like interposed therebetween.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of an arrangement mode of the diodes of the voltage OR circuit and the diodes of the converter in the power converter according to the first embodiment.
  • the diode D21 of the voltage OR circuit 20 and the diode D32 of the converter 30 are discrete components and mounted on the circuit board 191 .
  • the diodes D22, D23, and D24 of the voltage OR circuit 20 are also mounted on the circuit board 191 in the same manner.
  • a plurality of diodes D21-D24 of voltage OR circuit 20 are arranged in close proximity to diode D32 of converter 30, like diode D21 in FIG.
  • a plurality of diodes D21-D24 and diode D32 are fixed to a radiator 192 made of metal or the like with an insulating sheet 193 interposed therebetween. At this time, the plurality of diodes D21 to D24 and the diode D32 are preferably fixed so that their respective heat sinks are connected to the radiator 192. FIG. The plurality of diodes D21-D24 and diode D32 may be directly connected to the radiator 192, or may be indirectly connected.
  • the power conversion device 10 can reduce the number of radiators and realize a reduction in size and weight.
  • the diode D32 has a positive temperature characteristic
  • the plurality of diodes D21-D24 have a negative temperature characteristic, which are directly or indirectly connected to a common heat sink 192 and thermally coupled.
  • the temperature characteristics of diode D32 and the temperature characteristics of the plurality of diodes D21-D24 can be balanced, and the power conversion device 10 can further suppress a decrease in power conversion efficiency.
  • the power conversion device 10 can be made smaller and lighter by reducing the size of the radiator.
  • the MOSFET Q31 is arranged between the diode D21 and the diode D32, but the diode D21 and the diode D32 may be arranged adjacent to each other. This improves the effect of balancing the temperature characteristics.
  • the secondary battery BAT can be omitted. However, by providing the secondary battery BAT, the electric power generated by the plurality of solar cell modules 81-84 can be stored. As a result, the energy consumption can be leveled.
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system according to the second embodiment.
  • the photovoltaic power generation system 1A according to the second embodiment differs from the photovoltaic power generation system 1 according to the first embodiment in the configuration of the power converter 10A.
  • Other configurations of the photovoltaic power generation system 1A are the same as those of the photovoltaic power generation system 1, and descriptions of similar parts are omitted.
  • the power converter 10A differs from the power converter 10 according to the first embodiment in that it includes a plurality of noise filters 51-54.
  • Other configurations of the power conversion device 10A are the same as those of the power conversion device 10, and descriptions of the same parts are omitted.
  • the power conversion device 10A includes a plurality of noise filters 51-54 (noise filter 51, noise filter 52, noise filter 53, noise filter 54).
  • the noise filter 51 is connected between the solar cell module 81 and the voltage OR circuit 20 . More specifically, noise filter 51 is connected to diode D21 of voltage OR circuit 20 .
  • Noise filter 52 is connected between solar cell module 82 and voltage OR circuit 20 . More specifically, noise filter 52 is connected to diode D22 of voltage OR circuit 20 .
  • the noise filter 53 is connected between the solar cell module 83 and the voltage OR circuit 20 . More specifically, noise filter 53 is connected to diode D23 of voltage OR circuit 20 .
  • Noise filter 54 is connected between solar cell module 84 and voltage OR circuit 20 . More specifically, noise filter 54 connects to diode D24 of voltage OR circuit 20 .
  • the photovoltaic power generation system 1A has the same effects as the photovoltaic power generation system 1, and can reduce the noise voltage input to the voltage OR circuit 20. , the input voltage of the voltage OR circuit 20 can be stabilized.
  • FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system according to the third embodiment.
  • the photovoltaic power generation system 1B according to the third embodiment differs from the photovoltaic power generation system 1 according to the first embodiment in the configuration of the power converter 10B.
  • Other configurations of the photovoltaic power generation system 1B are the same as those of the photovoltaic power generation system 1, and descriptions of the same portions are omitted.
  • the power converter 10B differs from the power converter 10 according to the first embodiment in the configuration of the voltage OR circuit 20B.
  • Other configurations of the power conversion device 10B are the same as those of the power conversion device 10, and descriptions of the same parts are omitted.
  • the voltage OR circuit 20B includes a plurality of diodes D21-D24.
  • a plurality of diodes D21-D24 respectively correspond to the "integrating diodes" of the present invention.
  • the cathode of the diode D21 is connected to the low-voltage side terminal of the output terminal 811 of the solar cell module 81.
  • the cathode of diode D22 is connected to the low voltage side terminal of output terminal 821 of solar cell module 82 .
  • the cathode of diode D23 is connected to the low voltage side terminal of output terminal 831 of solar cell module 83 .
  • the cathode of diode D24 connects to the low voltage side terminal of output terminal 841 of solar cell module 84 .
  • the anodes of the plurality of diodes D21-D24 are connected together to form a low voltage side node of the voltage OR circuit 20B.
  • the high-voltage side terminals of the output terminals 811-841 of the plurality of solar cell modules 81-84 are connected together to form a high-voltage side node of the voltage OR circuit 20B.
  • the photovoltaic power generation system 1B has the same effects as the photovoltaic power generation system 1.
  • FIG. 10 is a functional block diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system according to the fourth embodiment.
  • the photovoltaic power generation system 1C according to the fourth embodiment differs from the photovoltaic power generation system 1 according to the first embodiment in the configuration of the power converter 10C.
  • Other configurations of the photovoltaic power generation system 1C are the same as those of the photovoltaic power generation system 1, and descriptions of the same parts are omitted.
  • the power converter 10C differs from the power converter 10 according to the first embodiment in the configuration of the converter 30C.
  • Other configurations of the power conversion device 10B are the same as those of the power conversion device 10, and descriptions of the same parts are omitted.
  • the converter 30C differs from the converter 30 according to the first embodiment in that the diode D32 is replaced with a MOSFET Q32.
  • Other configurations of converter 30C are similar to those of converter 30, and descriptions of similar parts are omitted.
  • the converter 30C has a MOSFET Q32.
  • the source of MOSFETQ32 is connected to the drain of MOSFETQ31.
  • the drain of MOSFET Q32 is connected to the high voltage side terminal of output capacitor Co40.
  • This MOSFET Q32 corresponds to the "synchronous rectification transistor" of the present invention.
  • the management control circuit 100 gives switching control signals to MOSFETQ31 and MOSFETQ32.
  • the management control circuit 100 synchronizes and alternately turns on the MOSFET Q31 and the MOSFET Q32 at the above-described predetermined duty.
  • the converter 30C operates as a synchronous rectification converter.
  • the photovoltaic power generation system 1C has the same effects as the photovoltaic power generation system 1.
  • 1, 1A, 1B, 1C Photovoltaic power generation systems 10, 10A, 10B, 10C, 10DC: Power converters 20, 20B: Voltage OR circuits 30, 30C: Converter 40: Inverters 51, 52, 53, 54: Noise Filters 81, 82, 83, 84: Solar cell module 90: Output control switch 91: Load 92: Power system 100: Management control circuit 191: Circuit board 192: Radiator 193: Insulation sheet 811, 821, 831, 841: Output Terminal BAT: Secondary battery Ci30: Input capacitor Ci40: Input capacitor Co30: Output capacitor Co40: Output capacitor D21, D22, D23, D24, D32: Diodes L30, L41, L42: Inductors Q31, Q32: MOSFET Q41, Q42, Q43, Q44: MOSFETs NDH: high voltage side node NDL: low voltage side node

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Abstract

太陽光発電システム（１）は、複数の太陽電池モジュール（８１－８４）、コンバータ（３０）、管理制御回路（１００）、および、電圧論理和回路（２０）を備える。電圧論理和回路（２０）は、複数の太陽電池モジュール（８１－８４）の出力を統合してコンバータ（３０）に入力する。コンバータ（３０）は、複数の太陽電池モジュール（８１－８４）の出力電力を入力して電力変換動作により所定の直流電圧を出力する。管理制御回路（１００）は、電圧論理和回路（２０）からの出力電圧と出力電流との関係に基づく電圧論理和出力特性に応答させて、コンバータ（３０）の出力電圧を所定値とする第１条件と、複数の太陽電池モジュール（８１－８４）から得る電力を調整する第２条件とを同時に満たすように、コンバータ（３０）における電力変換動作を制御する。

Description

太陽光発電システム
　本発明は、複数の太陽電池モジュールを用いた太陽光発電システムに関する。
　特許文献１には、太陽光発電に用いるパワーコンディショナーが記載されている。特許文献１に記載のパワーコンディショナーは、複数の太陽電池モジュールに対して共通のコンバータを備える。コンバータの入力端には、入力キャパシタが接続される。
　複数の太陽電池モジュールは、入力キャパシタに対して並列に接続される。言い換えれば、複数の太陽電池モジュールの出力は、入力キャパシタでまとめられて、コンバータに入力される。
特開２０１４－３３５８７号公報
　しかしながら、特許文献１に記載のような複数の太陽電池モジュールを用いたパワーコンディショナーでは、一般的なＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｏｉｎｔ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ）（最大電力点追従）制御を用いてコンバータを動作させることが難しい。複数の太陽電池モジュールは、入力キャパシタに対して、複数の異なる直流電圧をそれぞれ出力する直流電圧源と見なすことができる。一般に、逆流防止ダイオードを通して、異なる電圧の直流電圧源を並列に接続した場合、異なる電圧のなかで最も高い直流電圧源のみが出力される。この場合、電力は、最も高い直流電圧源のみから得ることとなり、他の直流電圧源からは電力を得ることができない。つまり、複数の太陽電池モジュールを構成しても、これら複数の太陽電池モジュールのうち、最も高い直流電圧を出力する太陽電池モジュールからしか電力を得ることができず、他の太陽電池モジュールが発電する電力は有効に活用されず、無駄となる。複数の太陽電池モジュールを設置している設備に対して、エネルギーの利用効率が著しく悪いという問題がある。
　このようなことから、特許文献１に示すような従来のパワーコンディショナーは、発電電力は有効に活用されず無駄となり、エネルギーの利用効率が著しく悪い。更に、電力損失は増加し、太陽光発電システムにおける電力変換効率は著しく低下するという問題が発生する。
　したがって、本発明の目的は、太陽光発電システムにおける電力変換効率の低下を抑制することにある。
　この発明の太陽光発電システムは、複数の太陽電池出力、コンバータ、電力管理制御回路、電圧論理和回路、および、入力キャパシタを備える。複数の太陽電池出力は、それぞれに太陽電池から直流電圧を出力する。コンバータは、複数の太陽電池出力が供給する電力を入力して電力変換動作により所定の直流電圧を出力する。電力管理制御回路は、コンバータにおいて電力変換動作の制御を行う。電圧論理和回路は、複数の太陽電池出力を統合してコンバータに入力する。入力キャパシタは、電圧論理和回路から出力される直流電圧を保持してコンバータの入力電圧とする。
　電力管理制御回路は、電圧論理和回路からの出力電圧と出力電流との関係に基づく電圧論理和出力特性に応答させて、コンバータの出力電圧を所定値とする第１条件と、複数の太陽電池出力のそれぞれから得る電力を調整する第２条件とを同時に満たすように、コンバータにおける電力変換動作を制御して入力キャパシタ電圧を調整する。
　この構成では、次の原理を用いて、コンバータにおける電力変換動作の制御を最適化できる。
　コンバータの出力電圧（第１条件）に対して、コンバータにおける電力変換動作の制御を調整する（変化させる）ことで、コンバータの入力電圧（入力キャパシタに印加される電圧）は調整できる。電圧論理和回路からの出力電圧と出力電流との関係に基づく電圧論理和出力特性によって、コンバータの入力電圧に対する複数の太陽電池出力の各電力の組み合わせ（第２条件）は決まる。したがって、第１条件と第２条件とを同時に満たすように、コンバータにおける電力変換動作の制御条件は、決定できる。そして、この制御条件を満たすことで、電力変換効率の低下を抑制するようにコンバータを制御できる。
　この発明によれば、太陽光発電システムにおける電力変換効率の低下を抑制できる。
図１は、第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。 図２は、太陽電池モジュールの出力特性の一例を示すグラフである。 図３は、第１の実施形態に係るコンバータにおける電力変換動作の制御概念の一例を表す表である。 図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）、図４（Ｅ）、図４（Ｆ）は、電圧論理和特性の概念を示すＶＩ特性図である。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図５（Ｄ）、図５（Ｅ）、図５（Ｆ）は、電圧論理和特性の概念を示すＰＶ特性図である。 図６は、コンバータの出力が直流負荷に供給される態様の太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。 図７は、第１の実施形態における電力変換装置における電圧論理和回路のダイオードとコンバータのダイオードとの配置態様の一例を示す図である。 図８は、第２の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。 図９は、第３の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。 図１０は、第４の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。
　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電システムについて、図を参照して説明する。なお、以下では、太陽電池モジュールの個数が４個の場合を示すが、太陽電池モジュールの個数は複数個であれば、４個に限らない。すなわち、複数の太陽電池モジュールが電力変換装置に接続される態様であれば、本実施形態を含む本願発明の構成を適用でき、本願発明の作用効果を奏することができる。
　図１は、第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、太陽光発電システム１は、複数の太陽電池モジュール８１－８４（太陽電池モジュール８１、太陽電池モジュール８２、太陽電池モジュール８３、および、太陽電池モジュール８４）、および、電力変換装置１０を備える。太陽光発電システム１の電力変換装置１０は、出力制御スイッチ９０を通じて、負荷９１や電力系統９２に接続される。
　（複数の太陽電池モジュールの概要）
　複数の太陽電池モジュール８１－８４は、それぞれに、太陽電池（太陽光発電パネル）、太陽電池から電流と取り出す電子回路によって構成される。複数の太陽電池モジュール８１－８４は、同じ個数の太陽電池で構成されていてもよく、異なる個数の太陽電池で構成されていてもよい。
　複数の太陽電池モジュール８１－８４は、照射される太陽光によってそれぞれに発電を行い、発生した直流電力をそれぞれに出力端子８１１－８１４から出力する。太陽電池モジュール８１－８４の各出力端子８１１－８１４が、本発明の「太陽電池出力」に対応する。
　図２は、太陽電池モジュールの出力特性の一例を示すグラフである。図２に示すように、太陽電池モジュールは、出力電圧に応じて出力電力が非線形に変化し、所定の出力電圧において電力が最大となる極大値を有する。
　複数の太陽電池モジュール８１－８４の出力特性は、理想的には同じであってもよいが、現実的には異なっている。例えば、電力が最大となるときの出力電圧と、出力電圧に対する出力電力の特性（図２における曲線の形状）は、複数の太陽電池モジュール８１－８４のそれぞれで異なる。
　（電力変換装置１０の構成）
　図１に示すように、電力変換装置１０は、電圧論理和回路２０、コンバータ３０、インバータ４０、および、管理制御回路１００を備える。管理制御回路１００が本発明の「電力管理制御回路」に対応する。
　電圧論理和回路２０の入力端は、複数の太陽電池モジュール８１－８４の出力端子８１１－８１４に接続される。電圧論理和回路２０の出力端は、コンバータ３０の入力端に接続する。コンバータ３０の出力端は、インバータ４０の入力端に接続する。インバータ４０の出力端は、出力制御スイッチ９０に接続する。
　電圧論理和回路２０は、複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４（ダイオードＤ２１、ダイオードＤ２２、ダイオードＤ２３、ダイオードＤ２４）を備える。複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４が、本発明の「統合用電力半導体素子」および「統合用ダイオード」に対応する。
　ダイオードＤ２１のアノードは、太陽電池モジュール８１の出力端子８１１における高圧側端子に接続する。ダイオードＤ２２のアノードは、太陽電池モジュール８２の出力端子８２１における高圧側端子に接続する。ダイオードＤ２３のアノードは、太陽電池モジュール８２の出力端子８３１における高圧側端子に接続する。ダイオードＤ２４のアノードは、太陽電池モジュール８４の出力端子８４１における高圧側端子に接続する。
　複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４のカソードは、共通の接続点で互いに接続される。この共通の接続点が、電圧論理和回路２０の高圧側ノードＮＤＨである。高圧側ノードＮＤＨが、本発明の「高圧側ノード」に対応する。なお、図１の等価回路図では、複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４のカソードは、複数の点で接続されているが、回路的には１点で接続されているのと同等であり、図１では、複数の接続点のうち１つについて、高圧側ノードＮＤＨの記号を付している。
　複数の太陽電池モジュール８１－８４の出力端子８１１－８４１の低圧側端子は、共通の接続点で互いに接続される。この接続点が、電圧論理和回路２０の低圧側ノードＮＤＬである。低圧側ノードＮＤＬが、本発明の「低圧側ノード」に対応する。なお、図１の等価回路図では、複数の太陽電池モジュール８１－８４の出力端子８１１－８４１の低圧側端子は、複数の点で接続されているが、回路的には１点で接続されているのと同等であり、図１では、複数の接続点のうち１つについて、低圧側ノードＮＤＬの記号を付している。
　コンバータ３０は、入力キャパシタＣｉ３０、インダクタＬ３０、ＭＯＳＦＥＴＱ３１、ダイオードＤ３２、および、出力キャパシタＣｏ３０を備える。ＭＯＳＦＥＴＱ３１が、本発明の「電力半導体スイッチング素子」に対応し、ダイオードＤ３２が、本発明の「電力半導体整流素子」に対応する。
　入力キャパシタＣｉ３０の高圧側端子は、電圧論理和回路２０の高圧側ノードに接続する。入力キャパシタＣｉ３０の低圧側端子は、電圧論理和回路２０の低圧側ノードに接続する。
　インダクタＬ３０の一方端は、入力キャパシタＣｉ３０の高圧側端子に接続する。インダクタＬ３０の他方端は、ＭＯＳＦＥＴＱ３１のドレインに接続する。
　ＭＯＳＦＥＴＱ３１のソースは、入力キャパシタＣｉ３０の低圧側端子に接続する。ＭＯＳＦＥＴＱ３１のドレインとインダクタＬ３０との接続点（ノード）は、ダイオードＤ３２のアノードに接続する。
　ダイオードＤ３２のカソードは、出力キャパシタＣｏ３０の高圧側端子に接続する。出力キャパシタＣｏ３０の低圧側端子は、ＭＯＳＦＥＴＱ３１のソースに接続する。この出力キャパシタＣｏ３０の両端が、コンバータ３０の出力端子となる。
　このような構成によって、コンバータ３０は、昇圧コンバータを構成する。
　そして、ＭＯＳＦＥＴＱ３１のゲートには、管理制御回路１００からスイッチング制御信号が入力される。ＭＯＳＦＥＴＱ３１は、このスイッチング制御信号によって、所定のスイッチングＤｕｔｙでスイッチング動作を行う。
　管理制御回路１００は、このＤｕｔｙを調整することによって、コンバータ３０の出力電圧を調整する。これにより、コンバータ３０は、複数の太陽電池モジュール８１－８４が供給する電力を入力して電力変換動作によって所定の直流電圧を出力する。
　この電力変換動作において、入力キャパシタＣｉ３０は、電圧論理和回路２０から出力される直流電圧を保持する。これにより、コンバータ３０は、電力変換動作を安定して行うことができる。ここでいう直流電圧を保持、とは、電圧論理和回路２０から出力される直流電圧を、入力キャパシタＣｉ３０に加わる電圧として維持することを示す。
　インバータ４０は、二次電池ＢＡＴ、入力キャパシタＣｉ４０、複数のＭＯＳＦＥＴＱ４１－Ｑ４４（ＭＯＳＦＥＴＱ４１、ＭＯＳＦＥＴＱ４２、ＭＯＳＦＥＴＱ４３、ＭＯＳＦＥＴＱ４４）、インダクタＬ４１、インダクタＬ４２、および、出力キャパシタＣｏ４０を備える。
　二次電池ＢＡＴの正極端子は、コンバータ３０の高圧側出力端子に接続する。二次電池ＢＡＴの負極端子は、コンバータ３０の低圧側出力端子に接続する。これにより、二次電池ＢＡＴは、コンバータ３０の出力電圧によって充電される。二次電池ＢＡＴは、例えば、図示しない充放電制御回路を通じて、充放電制御される。
　入力キャパシタＣｉ４０の高圧側端子は、二次電池ＢＡＴの正極端子に接続する。入力キャパシタＣｉ４０の低圧側端子は、二次電池ＢＡＴの負極端子に接続する。
　ＭＯＳＦＥＴＱ４１のドレインは、入力キャパシタＣｉ４０の高圧側端子に接続し、ＭＯＳＦＥＴＱ４１のソースは、ＭＯＳＦＥＴＱ４２のドレインに接続する。ＭＯＳＦＥＴＱ４２のソースは、入力キャパシタＣｉ４０の低圧側端子に接続する。
　ＭＯＳＦＥＴＱ４３のドレインは、入力キャパシタＣｉ４０の高圧側端子に接続し、ＭＯＳＦＥＴＱ４３のソースは、ＭＯＳＦＥＴＱ４４のドレインに接続する。ＭＯＳＦＥＴＱ４４のソースは、入力キャパシタＣｉ４０の低圧側端子に接続する。
　インダクタＬ４１の一方端は、ＭＯＳＦＥＴＱ４１のソースとＭＯＳＦＥＴＱ４２のドレインとのノードに接続する。
　インダクタＬ４２の一方端は、ＭＯＳＦＥＴＱ４３のソースとＭＯＳＦＥＴＱ４４のドレインとのノードに接続する。
　出力キャパシタＣｏ４０の一方端子は、インダクタＬ４１の他方端に接続し、出力キャパシタＣｏ４０の他方端子は、インダクタＬ４２の他方端に接続する。出力キャパシタＣｏ４０の両端子が、インバータ４０の出力端子となる。
　複数のＭＯＳＦＥＴＱ４１－Ｑ４４の各ゲートは、管理制御回路１００またはインバータ４０の専用の制御回路からスイッチング制御信号が入力される。複数のＭＯＳＦＥＴＱ４１－Ｑ４４は、このスイッチング制御信号によって、所定のスイッチング動作を行う。なお、このインバータ４０に対するスイッチング制御は既知であり、詳細な説明は省略する。
　これにより、インバータ４０は、コンバータ３０から入力された直流電圧を交流電圧に変換して出力する。
　（管理制御回路１００の具体的な制御）
　図３は、第１の実施形態に係るコンバータにおける電力変換動作の制御概念の一例を表す表である。
　管理制御回路１００は、電圧論理和回路２０からの出力電圧Ｖ０ｘと出力電流Ｉ０ｘとの関係に基づく電圧論理和出力特性に応答させて、コンバータ３０の出力電圧Ｖｃｎｖを所定値とする第１条件と、複数の太陽電池モジュール８１－８４のそれぞれから得る電力を調整する第２条件とを同時に満たすように、コンバータ３０における電力変換動作を制御して入力キャパシタＣｉ３０の電圧を調整する。ここでいう調整とは、所定の電圧範囲（例えば、複数の太陽電池モジュール８１―８４の少なくともひとつから出力電力が得られる電圧の範囲）において、複数の太陽電池モジュール８１―８４それぞれからゼロより大きい電力が得られる電圧となるように、コンバータ３０における電力変換動作を制御して入力キャパシタＣｉ３０の電圧を変化させることである。この制御により、全ての太陽電池モジュールから出力電力が得られるため、太陽光発電システムにおける電力変換効率の低下を抑制できる。
　なお、管理制御回路１００は、さらなる調整として、複数の太陽電池モジュール８１－８４から得られる電力の総量が最も大きくなる電圧となるように、コンバータ３０における電力変換動作を制御して入力キャパシタＣｉ３０の電圧を変化させてもよい。この制御により、太陽光発電システムにおける電力変換効率の低下をさらに抑制できる。
　より具体的には、管理制御回路１００は、電圧論理和回路２０の出力電圧Ｖ０ｘと出力電流Ｉ０ｘとを監視する。また、管理制御回路１００は、この制御を行う時点において、コンバータ３０として必要な出力電圧Ｖｃｎｖを決定する。
　管理制御回路１００は、この電圧論理和回路２０の出力電圧Ｖ０ｘと出力電流Ｉ０ｘと、コンバータ３０の出力電圧Ｖｃｎｖとがそれぞれ所望値となるように、制御を実行する。
　例えば、管理制御回路１００は、コンバータ３０の出力電圧ＶｃｎｖをＶ１１としたいとする（第１条件）。このとき、図３の場合であれば、Ｄｕｔｙ１１を用いれば、コンバータ３０の入力電圧（入力キャパシタＣｉ３０の電圧）および入力電流に対応する電圧論理和回路２０の出力電圧と出力電流は、それぞれＶ０１、Ｉ０１になる。また、Ｄｕｔｙ１２を用いれば、電圧論理和回路２０の出力電圧と出力電流は、それぞれＶ０２、Ｉ０２になる。また、Ｄｕｔｙ１３を用いれば、電圧論理和回路２０の出力電圧と出力電流は、それぞれＶ０３、Ｉ０３になる。
　入力キャパシタＣｉ３０の電圧（電圧論理和回路２０の出力電圧Ｖ０ｘに相当）は、複数の太陽電池モジュール８１－８４から出力される最大電圧となる。言い換えれば、複数の太陽電池モジュール８１－８４の各出力電圧は、複数の太陽電池モジュール８１－８４の最大電圧に統一される。
　この際、複数の太陽電池モジュール８１－８４は、それぞれに、出力特性が異なる。したがって、複数の太陽電池モジュール８１－８４は、入力キャパシタＣｉ３０の電圧すなわち電圧論理和回路２０の出力電圧Ｖ０ｘに応じて、それぞれの出力電流は変化する。これにより、複数の太陽電池モジュール８１－８４の出力電流の加算電流（加算値）である電圧論理和回路２０の出力電流Ｉ０ｘも変化する。このような出力電圧Ｖ０ｘと出力電流Ｉ０ｘとの関係が、本発明の「電圧論理和出力特性」に対応する。
　管理制御回路１００は、所定の電圧の範囲において複数の太陽電池モジュール８１―８４それぞれからゼロより大きい電力が得られる電圧となるように、コンバータ３０における電力変換動作を制御して入力キャパシタＣｉ３０の電圧を変化させ（第２条件）、電圧論理和回路２０の出力電圧Ｖ０ｘ、出力電流Ｉ０ｘの組み合わせを検出する。例えば、図３の場合であれば、出力電圧Ｖ０１、出力電流Ｉ０１の組み合わせ、出力電圧Ｖ０２、出力電流Ｉ０２の組み合わせ、出力電圧Ｖ０３、出力電流Ｉ０３の組み合わせから、第２条件を満たす組合せを検出する。
　なお、電圧論理和回路２０の出力電圧Ｖ０ｘ、出力電流Ｉ０ｘと、複数の太陽電池モジュール８１－８４の各出力電力との関係は、予め記憶しておいてもよく、複数の太陽電池モジュール８１－８４の各出力電力を計測可能な回路構成を備え、リアルタイムに出力電力を計測してもよい。
　管理制御回路１００は、検出した組み合わせに対応した制御条件（Ｄｕｔｙ１１、Ｄｕｔｙ１２、Ｄｕｔｙ１３）を選択する。これにより、管理制御回路１００は、第１条件と第２条件とを同時に満たす制御条件を選択できる。
　管理制御回路１００は、選択した制御条件（Ｄｕｔｙ）を用いて、コンバータ３０における電力変換動作を制御する。これにより、太陽光発電システム１は、電力変換効率の低下を抑制できる。
　より具体的には、例えば、次に示すように制御を行う。
　図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）、図４（Ｅ）、図４（Ｆ）は、電圧論理和特性の概念を示すＶＩ特性図である。図４（Ａ）、図４（Ｃ）、図４（Ｅ）は、複数の太陽電池モジュール８１－８４のうち２つのＶＩ特性を示し、図４（Ｂ）、図４（Ｄ）、図４（Ｆ）は、入力キャパシタＣｉ３０、すなわち、電圧論理和回路２０の出力のＶＩ特性を示す。なお、ここでは、説明を簡単にするため、太陽電池モジュールが２個の場合を示すが、他の個数でも同様の原理が適用できる。
　図４（Ａ）は、２つの太陽電池モジュールの出力特性がほぼ同じ場合を示し、図４（Ｃ）は、２つの太陽電池モジュールの出力特性が大きく異なる場合を示し、図４（Ｅ）は、図４（Ａ）の場合と図４（Ｃ）の場合の中間の場合を示す。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の場合を示し、図４（Ｄ）は、図４（Ｃ）の場合を示し、図４（Ｆ）は、図４（Ｅ）の場合を示す。
　図４（Ａ）－図４（Ｆ）に示すように、電圧論理和回路２０の各電圧での電流は、電圧論理和回路を構成する複数の太陽電池モジュールの出力特性の電流を加算した値となる。
　したがって、図４（Ａ）に示すように、２つの太陽電池モジュールの出力特性が略同じであると、図４（Ｂ）に示すように、電圧論理和回路２０の出力特性としては、０Ｖから２つの太陽電池モジュールの最大出力電圧までのほぼ全ての電圧範囲で、２つの太陽電池モジュールの電流が０で無い状態で加算される。これにより、図４（Ａ）、図４（Ｂ）の場合では、０Ｖから２つの太陽電池モジュールの最大出力電圧までの範囲が、ほぼ所定の電圧範囲ｒｎｇＶとなる。
　一方、図４（Ｃ）に示すように、２つの太陽電池モジュールの出力特性が大きく異なると、図４（Ｄ）に示すように、電圧論理和回路２０の出力特性としては、０Ｖから最大出力電圧が低い太陽電池モジュールの最大出力電圧までの電圧範囲で、２つの太陽電池モジュールの電流が０で無い状態で加算される。これにより、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）の場合では、０Ｖから最大出力電圧が低い太陽電池モジュールの最大出力電圧までの範囲が、所定の電圧範囲ｒｎｇＶとなる。
　また、図４（Ｅ）、図４（Ｆ）に示す場合も、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）に示す場合と同様に、０Ｖから最大出力電圧が低い太陽電池モジュールの最大出力電圧までの範囲が、所定の電圧範囲ｒｎｇＶとなる。
　そして、このように、電圧論理和特性から得られる所定の電圧範囲ｒｎｇＶ内に、電圧論理和回路２０の出力電圧Ｖ０ｘを設定することで、複数の太陽電池モジュール８１－８４から出力電流を得ることができる。一方、電圧論理和特性から得られる所定の電圧範囲ｒｎｇＶ外に、電圧論理和回路２０の出力電圧Ｖ０ｘを設定すると、複数の太陽電池モジュール８１－８４の少なくとも一部から出力電流を得ることができず、効率が低下してしまう。
　管理制御回路１００は、このような原理を利用して、電圧論理和回路２０の出力電圧Ｖ０ｘと出力電流Ｉ０ｘと設定する。例えば、図３の上段の場合、コンバータ３０の出力電圧ＶｃｎをＶ１１としたいとき、出力電圧Ｖ０２が所定の電圧範囲ｒｎｇＶ内になり、出力電圧Ｖ０１、Ｖ０３が所定の電圧範囲ｒｎｇＶ外になるとする。この場合、管理制御回路１００は、出力電圧Ｖ０２、出力電流Ｉ０２ｎの組合せを選択し、この組合せに対応するＤｕｔｙ１２を選択し、コンバータ３０における電力変換動作を制御する。これにより、太陽光発電システム１は、電力変換効率の低下を抑制できる。　なお、管理制御回路１００は、複数の太陽電池モジュール８１－８４の出力電力の差が最も小さい制御条件を、さらに選択してもよい。例えば、図３の場合であれば、コンバータ３０の出力電圧ＶｃｎｖがＶ１１であって、出力電圧Ｖ０１、Ｖ０２、Ｖ０３のいずれもが所定の電圧範囲ｒｇｎＶ内であったとしても、複数の太陽電池モジュール８１－８４の出力電力の差が最も小さい制御条件が出力電圧Ｖ０２の場合であれば、出力電圧Ｖ０２に対応するＤｕｔｙ１２を選択し、管理制御回路１００は、制御を実行する。
　これにより、太陽光発電システム１は、電力変換効率の低下を抑制しながら、太陽電池モジュールの寿命のバラつきを抑制できる。
　なお、管理制御回路１００は、特定の一種類のコンバータ３０の出力電圧Ｖｃｎｖに対応するだけでなく、複数の出力電圧Ｖｃｎｖに対応できる。
　例えば、図３の例において、管理制御回路１００は、コンバータ３０の出力電圧ＶｃｎｖがＶ１２であり、複数の太陽電池モジュール８１－８４のそれぞれから電力を得られる電圧論理和回路２０の出力電圧Ｖ０４、出力電流Ｉ０４の組合せが上述の第１条件と第２条件を満たしていれば、制御条件（Ｄｕｔｙ２１）を選択することで、出力電圧ＶｃｎｖがＶ１２であっても、電力変換効率の低下をさらに抑制できる。
　このように、太陽光発電システム１は、任意の所望のコンバータ３０の出力電圧Ｖｃｎｖを得ながら、複数の太陽電池モジュール８１－８４を用いた発電における電力変換効率（太陽光エネルギーから直流電力への電力変換の効率）の低下を抑制できる。　また、管理制御回路１００は、所定の電圧範囲において、複数の太陽電池出力のそれぞれから得る電力の総量（総電力）が極大値となるように、入力キャパシタＣｉ３０の電圧（電圧論理和回路２０の出力電圧）を制御することもできる。
　図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図５（Ｄ）、図５（Ｅ）、図５（Ｆ）は、電圧論理和特性の概念を示すＰＶ特性図である。図５（Ａ）、図５（Ｃ）、図５（Ｅ）は、複数の太陽電池モジュール８１－８４のうち２つのＶＩ特性を示し、図５（Ｂ）、図５（Ｄ）、図５（Ｆ）は、入力キャパシタＣｉ３０、すなわち、電圧論理和回路２０の出力のＰＶ特性を示す。なお、ここでは、説明を簡単にするため、太陽電池モジュールが２個の場合を示すが、他の個数でも同様の原理が適用できる。
　図５（Ａ）は、２つの太陽電池モジュールの出力特性がほぼ同じ場合（図４（Ａ）と同じ場合）を示し、図５（Ｃ）は、２つの太陽電池モジュールの出力特性が大きく異なる場合（図４（Ｃ）と同じ場合）を示し、図５（Ｅ）は、図５（Ａ）の場合と図５（Ｃ）の場合の中間の場合（図４（Ｅ）と同じ場合）を示す。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の場合を示し、図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）の場合を示し、図５（Ｆ）は、図５（Ｅ）の場合を示す。
　図５（Ａ）－図５（Ｆ）に示すように、電圧論理和回路２０の各電圧での電力は、電圧論理和回路を構成する複数の太陽電池モジュールの出力特性の電力を加算した値と同じになる。
　図５（Ａ）に示すように、２つの太陽電池モジュールの出力特性が略同じである場合、複数の太陽電池モジュールの電力が極大となる電圧は略同じとなる。したがって、図５（Ｂ）に示すように、電圧論理和回路２０の出力電力としては、１つの極大を有する。そして、この極大の電圧Ｖｍｘｐは、所定の電圧範囲ｒｎｇＶ内となる。
　この場合、管理制御回路１００は、上述の第１条件と第２条件とを満たしながら、入力キャパシタＣｉ３０の電圧が極大の電圧Ｖｍｘｐとなるように、Ｄｕｔｙを設定し、コンバータ３０における電力変換動作を制御する。これにより、太陽光発電システム１は、電力変換効率をさらに向上できる。
　図５（Ｃ）に示すように、２つの太陽電池モジュールの出力特性が大きく異なる場合、複数の太陽電池モジュールの電力が極大となる電圧は異なる。そして、図５（Ｂ）に示すように、電圧論理和回路２０の出力電力としては、２つの極大を有する。ここで、例えば、第１の極大の電圧Ｖｍｘｐ１は、所定の電圧範囲ｒｎｇＶ内となり、第２の極大の電圧Ｖｍｘｐ２は、所定の電圧範囲ｒｎｇＶ外であったとする。
　この場合、管理制御回路１００は、上述の第１条件と第２条件とを満たしながら、入力キャパシタＣｉ３０の電圧が第１の極大の電圧Ｖｍｘｐ１となるように、Ｄｕｔｙを設定し、コンバータ３０における電力変換動作を制御する。これにより、太陽光発電システム１は、電力変換効率をさらに向上できる。
　図５（Ｅ）に示すように、２つの太陽電池モジュールの出力特性が異なる場合、複数の太陽電池モジュールの電力が極大となる電圧は異なる。そして、図５（Ｆ）に示すように、電圧論理和回路２０の出力電力としては、２つの極大を有する。ここで、例えば、第１の極大の電圧Ｖｍｘｐ１および第２の極大の電圧Ｖｍｘｐ２は、所定の電圧範囲ｒｎｇＶ内となる。さらに、第１の極大の電圧Ｖｍｘｐ１での総電力は、第２の極大の電圧Ｖｍｘｐ２よりも大きい。
　この場合、管理制御回路１００は、上述の第１条件と第２条件とを満たしながら、入力キャパシタＣｉ３０の電圧が第１の極大の電圧Ｖｍｘｐ１となるように、Ｄｕｔｙを設定し、コンバータ３０における電力変換動作を制御する。これにより、太陽光発電システム１は、電力変換効率をさらに向上できる。
　なお、太陽光発電システム１は、直流負荷をコンバータの出力側に接続してもよい。図６は、コンバータの出力が直流負荷に供給される態様の太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。
　図６に示すように、電力変換装置１０ＤＣは、電圧論理和回路２０、コンバータ３０，および、管理制御回路１００を備える。言い換えれば、電力変換装置１０ＤＣは、電力変換装置１０からインバータ４０を省略した構成である。コンバータ３０の出力端には、直流負荷９１ＤＣが接続される。
　このように、複数の太陽電池モジュール８１－８４から供給される電力は、直流負荷９１ＤＣで消費されてもよい。このような直流負荷９１ＤＣがあることにより、インバータ４０を有しない場合であっても、太陽光発電システム１が成り立つ。直流負荷９１ＤＣは例えば、直流電圧で駆動する電子機器、バッテリが含まれる。
　また、太陽光発電システム１における電力変換装置１０は、さらに次の特徴を備える。
　（Ａ）ダイオードＤ３２は、順方向電圧特性において正の温度特性を有する。複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４は、順方向電圧特性において負の温度特性を有する。ダイオードＤ３２と複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４とは、共通の放熱器に直接または間接的に接続して熱的に結合する。直接接続とは、放熱器とダイオードが直接接している状態を示す。間接的とは、放熱器とダイオードとが、距離を置いて配置されている状態や絶縁シート等を挟んで配置されている状態を示す。
　図７は、第１の実施形態における電力変換装置における電圧論理和回路のダイオードとコンバータのダイオードとの配置態様の一例を示す図である。図４に示すように、電圧論理和回路２０のダイオードＤ２１と、コンバータ３０のダイオードＤ３２とは、ディスクリート部品であり、回路基板１９１に実装される。なお、電圧論理和回路２０のダイオードＤ２２、Ｄ２３、Ｄ２４も同様に、回路基板１９１に実装される。電圧論理和回路２０の複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４は、図４のダイオードＤ２１のように、コンバータ３０のダイオードＤ３２に近接する位置に配置される。
　複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４とダイオードＤ３２とは、絶縁シート１９３を挟んで、金属等からなる放熱器１９２に固定される。この際、複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４とダイオードＤ３２とは、それぞれの放熱部が放熱器１９２に接続するように固定されることが好ましい。なお、複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４とダイオードＤ３２とは、放熱器１９２に直接接続してもよく、間接的に接続してもよい。
　このような構成によって、複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４とダイオードＤ３２のそれぞれに個別の放熱器を配置しなくてもよい。したがって、電力変換装置１０は、放熱器を削減して、小型軽量化を実現できる。
　また、ダイオードＤ３２が正の温度特性を有し、複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４が負の温度特性を有し、これらが共通の放熱器１９２に直接または間接的に接続して熱的に結合する。これにより、ダイオードＤ３２の温度特性と複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４の温度特性とを平衡させることができ、電力変換装置１０は、電力変換効率の低下をさらに抑制できる。また、電力変換装置１０は、放熱器を小さくして小型軽量化を実現できる。
　また、図７では、ダイオードＤ２１とダイオードＤ３２との間に、ＭＯＳＦＥＴＱ３１が配置されているが、ダイオードＤ２１とダイオードＤ３２とを隣接して配置してもよい。これにより、温度特性の平衡化の効果は向上する。
　（Ｂ）二次電池ＢＡＴは省略できる。しかしながら、二次電池ＢＡＴを備えることによって、複数の太陽電池モジュール８１－８４で発電された電力を蓄電できる。これにより、利用エネルギーを平準化できる。
　［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電システムについて、図を参照して説明する。図８は、第２の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。
　図８に示すように、第２の実施形態に係る太陽光発電システム１Ａは、第１の実施形態に係る太陽光発電システム１に対して、電力変換装置１０Ａの構成において異なる。太陽光発電システム１Ａの他の構成は、太陽光発電システム１と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　電力変換装置１０Ａは、第１の実施形態に係る電力変換装置１０に対して、複数のノイズフィルタ５１－５４を備える点で異なる。電力変換装置１０Ａの他の構成は、電力変換装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　電力変換装置１０Ａは、複数のノイズフィルタ５１－５４（ノイズフィルタ５１、ノイズフィルタ５２、ノイズフィルタ５３、ノイズフィルタ５４）を備える。
　ノイズフィルタ５１は、太陽電池モジュール８１と電圧論理和回路２０との間に接続される。より具体的には、ノイズフィルタ５１は、電圧論理和回路２０のダイオードＤ２１に接続する。ノイズフィルタ５２は、太陽電池モジュール８２と電圧論理和回路２０との間に接続される。より具体的には、ノイズフィルタ５２は、電圧論理和回路２０のダイオードＤ２２に接続する。
　ノイズフィルタ５３は、太陽電池モジュール８３と電圧論理和回路２０との間に接続される。より具体的には、ノイズフィルタ５３は、電圧論理和回路２０のダイオードＤ２３に接続する。ノイズフィルタ５４は、太陽電池モジュール８４と電圧論理和回路２０との間に接続される。より具体的には、ノイズフィルタ５４は、電圧論理和回路２０のダイオードＤ２４に接続する。
　このように、複数のノイズフィルタ５１－５４を備えることによって、太陽光発電システム１Ａは、太陽光発電システム１と同様の作用効果を奏するとともに、電圧論理和回路２０に入力するノイズ電圧を低減でき、電圧論理和回路２０の入力電圧を安定させることができる。
　［第３の実施形態］
　本発明の第３の実施形態に係る太陽光発電システムについて、図を参照して説明する。図９は、第３の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。
　図９に示すように、第３の実施形態に係る太陽光発電システム１Ｂは、第１の実施形態に係る太陽光発電システム１に対して、電力変換装置１０Ｂの構成において異なる。太陽光発電システム１Ｂの他の構成は、太陽光発電システム１と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　電力変換装置１０Ｂは、第１の実施形態に係る電力変換装置１０に対して、電圧論理和回路２０Ｂの構成において異なる。電力変換装置１０Ｂの他の構成は、電力変換装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　電圧論理和回路２０Ｂは、複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４を備える。複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４が、本発明の「統合用ダイオード」にそれぞれ対応する。
　ダイオードＤ２１のカソードは、太陽電池モジュール８１の出力端子８１１における低圧側端子に接続する。ダイオードＤ２２のカソードは、太陽電池モジュール８２の出力端子８２１における低圧側端子に接続する。ダイオードＤ２３のカソードは、太陽電池モジュール８３の出力端子８３１における低圧側端子に接続する。ダイオードＤ２４のカソードは、太陽電池モジュール８４の出力端子８４１における低圧側端子に接続する。
　複数のダイオードＤ２１－Ｄ２４のアノードは、互いに接続され、電圧論理和回路２０Ｂの低圧側ノードを形成する。
　複数の太陽電池モジュール８１－８４の出力端子８１１－８４１の高圧側端子は、互いに接続され、電圧論理和回路２０Ｂの高圧側ノードを形成する。
　このような構成によって、太陽光発電システム１Ｂは、太陽光発電システム１と同様の作用効果を奏する。
　［第４の実施形態］
　本発明の第４の実施形態に係る太陽光発電システムについて、図を参照して説明する。図１０は、第４の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す機能ブロック図である。
　図１０に示すように、第４の実施形態に係る太陽光発電システム１Ｃは、第１の実施形態に係る太陽光発電システム１に対して、電力変換装置１０Ｃの構成において異なる。太陽光発電システム１Ｃの他の構成は、太陽光発電システム１と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　電力変換装置１０Ｃは、第１の実施形態に係る電力変換装置１０に対して、コンバータ３０Ｃの構成において異なる。電力変換装置１０Ｂの他の構成は、電力変換装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　コンバータ３０Ｃは、第１の実施形態に係るコンバータ３０に対して、ダイオードＤ３２をＭＯＳＦＥＴＱ３２に置き換えた点で異なる。コンバータ３０Ｃの他の構成は、コンバータ３０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　コンバータ３０Ｃは、ＭＯＳＦＥＴＱ３２を備える。ＭＯＳＦＥＴＱ３２のソースは、ＭＯＳＦＥＴＱ３１のドレインに接続する。ＭＯＳＦＥＴＱ３２のドレインは、出力キャパシタＣｏ４０の高圧側端子に接続する。このＭＯＳＦＥＴＱ３２が、本発明の「同期整流トランジスタ」に対応する。
　管理制御回路１００は、ＭＯＳＦＥＴＱ３１とＭＯＳＦＥＴＱ３２にスイッチング制御信号を与える。管理制御回路１００は、上述の所定のＤｕｔｙで、ＭＯＳＦＥＴＱ３１とＭＯＳＦＥＴＱ３２とを同期させて交互にオン制御する。
　これにより、コンバータ３０Ｃは、同期整流型のコンバータとして動作する。
　このような構成によって、太陽光発電システム１Ｃは、太陽光発電システム１と同様の作用効果を奏する。
　なお、上述の各実施形態の構成は、適宜組み合わせることができ、それぞれの組み合わせに応じた作用効果を奏することができる。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：太陽光発電システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０ＤＣ：電力変換装置
２０、２０Ｂ：電圧論理和回路
３０、３０Ｃ：コンバータ
４０：インバータ
５１、５２、５３、５４：ノイズフィルタ
８１、８２、８３、８４：太陽電池モジュール
９０：出力制御スイッチ
９１：負荷
９２：電力系統
１００：管理制御回路
１９１：回路基板
１９２：放熱器
１９３：絶縁シート
８１１、８２１、８３１、８４１：出力端子
ＢＡＴ：二次電池
Ｃｉ３０：入力キャパシタ
Ｃｉ４０：入力キャパシタ
Ｃｏ３０：出力キャパシタ
Ｃｏ４０：出力キャパシタ
Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３、Ｄ２４、Ｄ３２：ダイオード
Ｌ３０、Ｌ４１、Ｌ４２：インダクタ
Ｑ３１、Ｑ３２：ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ４１、Ｑ４２、Ｑ４３、Ｑ４４：ＭＯＳＦＥＴ
ＮＤＨ：高圧側ノード
ＮＤＬ：低圧側ノード

Claims (12)

  1. 　複数の太陽電池出力に接続され、前記複数の太陽電池が供給する電力を所定の直流電圧に変換して出力するコンバータと、
    複数の太陽電池から直流電圧をそれぞれの前記コンバータに出力する複数の太陽電池出力と、
    　前記コンバータにおいて電力変換動作の制御を行う電力管理制御回路と、
    　前記複数の太陽電池出力を統合して前記コンバータに入力する電圧論理和回路と、
    　前記電圧論理和回路から出力される直流電圧を保持して前記コンバータの入力電圧とする入力キャパシタと、
    　を備え、
    　前記電力管理制御回路は、
    　前記電圧論理和回路からの出力電圧と出力電流との関係に基づく電圧論理和出力特性に応答させて、前記コンバータの出力電圧を所定値とする第１条件と、前記複数の太陽電池出力のそれぞれから得る電力をゼロより大きい値に調整する第２条件とを同時に満たすように、前記コンバータにより前記入力キャパシタの電圧を制御する、
    　太陽光発電システム。
  2. 　前記電力管理制御回路は、所定の電圧範囲において前記入力キャパシタの電圧を変化させ、前記複数の太陽電池出力のそれぞれから得る電力の総量が極大値となるように、前記コンバータにより前記入力キャパシタの電圧を制御する、請求項１に記載の太陽光発電システム。
  3. 　前記コンバータは、昇圧コンバータである、
    　請求項１または請求項２に記載の太陽光発電システム。
  4. 　前記コンバータの電力変換後の直流電圧が出力される出力側に接続され、前記コンバータからの直流出力電圧を交流電圧に変換して、負荷または電力系統に電力を出力するインバータを備える、
    　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の太陽光発電システム。
  5. 　前記コンバータの電力変換後の直流電圧が出力される出力側に接続され、前記コンバータの出力電力を蓄電する二次電池を備える、
    　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の太陽光発電システム。
  6. 　前記電圧論理和回路は、
    　前記複数の太陽電池出力のそれぞれに直列に接続される複数の統合用電力半導体素子と、
    　前記複数の統合用電力半導体素子の出力を共通に接続する高圧側ノードと、を備え、
    　前記高圧側ノードは前記入力キャパシタに接続し、
    　前記複数の統合用電力半導体素子は、前記複数の太陽電池出力のなかで最も高い電圧を前記入力キャパシタに加えて電力を出力するように動作する、
    　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システム。
  7. 　前記電圧論理和回路は、
    　前記複数の太陽電池出力のそれぞれに直列に接続される複数の統合用ダイオードと、
    　前記複数の統合用ダイオードのカソードからの出力を共通に接続する高圧側ノードと、を備え、
    　前記高圧側ノードが前記入力キャパシタの高圧側端子に接続し、
    　前記複数の統合用ダイオードは、前記複数の太陽電池出力のなかで最も高い電圧を前記入力キャパシタに加えて電力を出力するように動作する、
    　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システム。
  8. 　前記電圧論理和回路は、
    　前記複数の太陽電池出力のそれぞれに直列に接続される複数の統合用ダイオードと、
    　前記複数の統合用ダイオードのアノードへの入力を共通に接続する低圧側ノードと、を備え、
    　前記低圧側ノードが前記入力キャパシタの低圧側端子に接続し、
    　前記複数の統合用ダイオードは、前記複数の太陽電池出力のなかで最も高い電圧を前記入力キャパシタに加えて電力を出力するように動作する、
    　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システム。
  9. 　前記コンバータは、
    　前記電力管理制御回路からスイッチング動作が制御される電力半導体スイッチング素子と、電力半導体整流素子と、を備え、
    　前記統合用電力半導体素子と前記電力半導体整流素子とは、共通の放熱器に直接または間接的に接続して熱的に結合する、
    　請求項６に記載の太陽光発電システム。
  10. 　前記統合用電力半導体素子は統合用ダイオードであって、前記統合用ダイオードは、順方向電圧特性において負の温度特性を有し、前記コンバータを構成する電力半導体整流素子は正の温度特性を有する、
    　請求項９に記載の太陽光発電システム。
  11. 　前記統合用電力半導体素子は同期整流トランジスタである、
    　請求項９に記載の太陽光発電システム。
  12. 　前記複数の太陽電池出力と前記電圧論理和回路との間の電流経路に接続されるノイズフィルタを備える、
    　請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の太陽光発電システム。
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