电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术在对太阳能电压进行升压后，进行交流转换，降低对负载或者系统提供交流电力的电力转换装置的损失，谋求提高效率。使用串联连接了以电压比为１∶３∶９的直流电源Ｖ↓［１Ｂ］、Ｖ↓［２Ｂ］、Ｖ↓［３Ｂ］为各自的输入的三个单相反相器１Ｂ－ＩＮＶ、２Ｂ－ＩＮＶ、２Ｂａ－ＩＮＶ、３Ｂ－ＩＮＶ的交流一侧，根据各发生电压的总和对输出电压进行等级控制的反相器单元（１）。并且，利用斩波器电路（３）对太阳能电压Ｖ↓［Ｏ］进行升压而生成最大电压的直流电源Ｖ↓［３Ｂ］，当Ｖ↓［Ｏ］超过规定的电压Ｖ↓［ｍ１］（１９５Ｖ）时，停止斩波器电路（３）的升压动作，由此降低升压导致的损失。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将直流电力转换为交流电力的电力转换装置，特别涉 及在将分散电源与系统连接的功率调节器等中使用的电力转换装置。
技术介绍
在以往的功率调节器中，例如在太阳能功率调节器所示，使用斩波器从作为太阳能电池的分散电源升压，在其后级上插入PWM控制 的反相器(inverter)，发生作为输出的交流电压。以下表示这种以往的功率调节器的基本的动作。从太阳能电池输 出的直流电力驱动功率调节器的内部控制电源，内部电路可以工作。 内部电路具备斩波器(chopper)电路和反相器部，斩波器电路将太 阳能电池的电压升压至与系统连接所需要的电压。反相器部由4个开 关构成，为了变成与系统电压同步的相位的输出电流，进行PWM切 换动作。这样通过在输出中输出长条形的波形，改变输出的时间比率 来控制输出的平均电压，输出的电压用设置在输出一侧上的平滑滤波 器进行平均化，向系统输出交流电力(例如，参照非专利文献l)。非专利文献1:"太阳能功率调节器型KP40F的开发"OMRON TECHNICS Vol.42 No.2 (通巻142号)2002年在将太阳能电压与系统连接的以往的功率调节器中，反相器的输 出电压的最大值由根据斩波器的升压电压的大小来决定。因此，例如 在输出200V的交流电压的情况下，经过升压的直流电压需要大于等 于282V， 一般根据裕量设定得更高。太阳能电压的输出电压一般是 200V左右，或者小于它，如上所述需要升压到282V及以上。如果升 压率高，则斩波器部的切换元件或二极管的损失增大，存在功率调节 器整体的效率降低的问题
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述那样的问题而提出的，其目的在于，在 将来自太阳能等的直流电源的电力转换为交流并输出到系统或负载 的电力转换装置中，谋求降低各部的损失而提高转换效率。本专利技术的第1电力转换装置串联连接将直流电源的直流电力转 换为交流电力的多个单相反相器的交流一侧，用从上述多个单相反相 器中选择出的规定的组合产生的各发生电压的总和进行输出电压的 等级控制。成为上述各单相反相器的输入的多个上述直流电源具有电压最大的第l直流电源、其他的l个或者多个第2直流电源。而后， 上述第1直流电源经由升压电路从第3直流电源生成，在该第3直流 电源的电压超过规定的电压时，停止上述升压电路内的开关的接通和 关断动作，从而停止升压动作。此外，本专利技术的第2电力转换装置串联连接将直流电源的直流电 力转换为交流电力的多个单相反相器的交流一侧，用从上述多个单相 反相器中选择出的规定的组合产生的各发生电压的总和进行输出电 压的等级控制。成为上述各单相反相器的输入的多个上述直流电源具 有电压最大的第1直流电源、其他的1个或者多个第2直流电源。而 后，上述第1直流电源经由升压电路从第3直流电源生成，以上述各 第2直流电源的经由各单相反相器的放电和充电产生的总变动电力量 变成规定量及以下的方式，设定上述升压电路的输出电压。此外，本专利技术的第3电力转换装置串联连接将直流电源的直流电 力转换为交流电力的多个单相反相器的交流一侧，用从上述多个单相 反相器中选择出的规定的组合产生的各发生电压的总和进行输出电 压的等级控制。成为上述各单相反相器的输入的多个上述直流电源具 有电压最大的第1直流电源、其他的l个或者多个第2直流电源。而 后，上述第1直流电源经由升压电路从第3直流电源生成，该第l直 流电源和各第2直流电源经由DC/DC变换器连接，以上述各第2直 流电源经由该各单相反相器的放电和充电产生的总变动电力量变小的方式，调整将上述第1直流电源作为输入的单相反相器的输出脉冲 宽度。本专利技术的第1电力转换装置可以输出比对第3直流电源的电压进 行升压的升压电路的输出电压高的电压，能够降低升压电路的升压 率，从而能够减少损失。此外，因为在第3直流电源的电压超过规定 的电压时，停止该升压电路内的开关的接通和关断动作，从而停止升 压动作，所以能够大幅降低涉及升压的损失，能够得到转换效率高的 电力转换装置。本专利技术的第2电力转换装置可以输出比对第3直流电源的电压进 行升压的升压电路的输出电压高的电压，能够降低升压电路的升压率 从而能够减少损失。此外，因为以各第2直流电源经由各单相反相器 的放电和充电产生的总变动电力量变成规定量及以下的方式设定上 述升压电路的输出电压，所以能够抑制从外部向第2直流电源授受的 电力量，能够抑制损失。因此，能够得到转换效率高的电力转换装置。本专利技术的第3电力转换装置可以输出比对第3直流电源的电压进 行升压的升压电路的输出电压高的电压，能够降低升压电路的升压率 从而能够减少损失。此外，经由升压电路生成的第1直流电源和各第 2直流电源经由DC/DC变换器连接，因为以该各第2直流电源经由各 单相反相器的放电和充电产生的总变动电力量变小的方式，调整将上 述第1直流电源作为输入的单相反相器的输出脉沖宽度，所以能够通 过容易的调整抑制经由DC/DC变换器授受的电力量，能够抑制损失。 因此，能够得到转换效率高的电力转换装置。附图说明图l是表示本专利技术的实施方式l的功率调节器的示意构成图。 图2是表示本专利技术的实施方式1的各单相反相器的输出模式和输出电压波形的图。图3是表示本专利技术的实施方式1的反相器的PWM控制中的输出电压波形的图。图4是表示本专利技术的实施方式1的各单相反相器的输出模式和输出等级的关系的图。图5是表示本专利技术的实施方式1的各单相反相器的直流电压条件和输出电压波形的图。图6是表示本专利技术的实施方式1的斩波器电路的动作的图。 图7是表示本专利技术的实施方式2的功率调节器的示意构成图。 图8是表示本专利技术的实施方式2的斩波器电路的动作的图。 图9是表示本专利技术的实施方式3的旁路电路的构成的图。 图10是表示经由本专利技术的实施方式4的各单相反相器流出的电荷量的图。图11是表示经由本专利技术的实施方式4的各单相反相器的电力变动量和电压利用率的关系的图。图12是表示本专利技术的实施方式4的斩波器电路的动作的图。 图13是表示本专利技术的实施方式5的各单相反相器的输出电压波形的图。图14是表示本专利技术的实施方式6的功率调节器的示意构成图。 图15是表示本专利技术的实施方式6的各单相反相器的输出电压波 形的图。图16是表示本专利技术的实施方式7的功率调节器的示意构成图。 图17是表示本专利技术的实施方式7的另一例子的功率调节器的示 意构成图。图18是表示本专利技术的实施方式8的功率调节器的示意构成图。 图19是说明本专利技术的实施方式9的输出脉沖调整的图。(符号说明) 2:第3直流电源(太阳能) 3:作为升压电路的斩波器电路 3a:开关4:作为第1直流电源的平滑电容器5、 5a、 5b: DC/DC变换器 7:旁路电路 7a:继电器8、 8a、 8b:作为第2直流电源的电容器 15、 15a 15d:输出脉冲 17:输出电压1B-INV、 2B國INV、 2Ba國INV、 3B-INV:单相反相器 Qib+Q2B:电荷量具体实施方式 实施方式1以下，根据附图说明本专利技术的实施方式1的电力转换装置(以下， 称为功率调节器)。图l是表示本专利技术的实施方式l的功率调节器的示意构成图。如 图l(a)所示，串联连接多个(该情况下是3个)单相反相器3B-INV、 2B-INV、 1B-INV的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换装置，串联连接将直流电源的直流电力转换为交流电力的多个单相反相器的交流一侧，用从上述多个单相反相器中选择出的规定的组合产生的各发生电压的总和来进行输出电压的等级控制，其特征在于：成为上述各单相反相器的输入的多个上述直流电 源具有电压为最大的第１直流电源、其他的１个或者多个第２直流电源；上述第１直流电源经由升压电路从第３直流电源生成，在该第３直流电源的电压超过规定的电压时，停止上述升压电路内的开关的接通和关断动作从而停止升压动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩田明彦，濑户诚，山田正树，原田茂树，松原则幸，熊谷隆，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]