JP2002369388A

JP2002369388A - 系統連系インバータ

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Publication number: JP2002369388A
Application number: JP2001173664A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Sumiyoshi; 眞一郎住吉; Takeshi Kitaizumi; 武北泉; Takaaki Okude; 隆昭奥出; Tadashi Sadahira; 匡史貞平; Kiyoshi Izaki; 潔井崎; Masaharu Ohashi; 正治大橋; Taketoshi Sato; 武年佐藤; Hideki Omori; 英樹大森
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】【課題】中間段コンデンサの容量が数１００μＦ以下
の系統連系インバータにおいて、系統電圧の全領域で無
効電力を回生することのできるとともに、その際歪みの
少ない出力電流を生成する。【解決手段】フルブリッジインバータ６を構成するス
イッチング素子を商用周波数で切り換える際、切り換え
のタイミングは常時系統電圧のゼロ電圧に同期して行わ
れるようにして、出力コイル９の電流の極性とは独立に
制御するとともに、入力電圧が系統電圧よりも低い期間
において、力行及び回生に応じて昇圧コイル３の電流指
令値の向きを双方向可能とする系統連系インバータ制御
装置としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池、燃料電
池等の直流電力を電力系統に連系して、交流電力として
供給するインバータの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から使用されている系統連系インバ
ータ装置の一例を図１１を使用して説明する。系統連系
インバータは直流電源を入力として系統１０に５０／６
０Ｈｚの商用周波数で交流電力を供給している。系統連
系インバータは入力電圧を系統電圧より高い電圧に昇圧
する昇圧コンバータ５、昇圧された電圧の高周波成分を
除去する数１００μＦ程度以下の中間段コンデンサ、出
力電流を正弦波に波形成形するフルブリッジインバータ
６で構成され、系統１０に接続されている。昇圧コンバ
ータ５は入力電圧を平滑する数千μＦ程度の入力コンデ
ンサ２、エネルギー蓄積用の昇圧コイル３、第１のハー
フブリッジコンバータ４を構成するＱＦ、ＱＢ（フライ
ホイールダイオードＤＦ、ＤＢ含む）で構成され、フル
ブリッジインバータ６はスイッチング素子を４石使用
し、入力電圧が系統電圧に比べて高い時に高周波スイッ
チングを行う第２のハーフブリッジコンバータ７と、低
周波数で極性切り換えを行う極性切換インバータ８から
なり、入力電圧が系統電圧に比べて高い時は、第２のハ
ーフブリッジコンバータ７は商用周波数で極性切り換え
を行う極性切換インバータ８同様の動作を行う。

【０００３】以下に図１２、１３に基づいてその動作を
説明する。ここでは出力電流の制御方式として出力コイ
ル電流のヒズテリシス制御を用いた場合を例にとって、
入力電圧が系統電圧よりも高い領域での動作を説明す
る。系統連系インバータの出力電流ｉoは出力コイル電
流から高周波成分を除去した電流であるため、フィルタ
コンデンサに流れる無効電流分が系統に流し込む電流に
比べて小さいとすると、出力コイル電流の平均値が正弦
波になるように制御すれば、出力電流も正弦波が得られ
る。そこで出力コイル電流を検出し、これを上限下限を
設けた正弦波状の出力コイル電流指令値１３と逐次比較
して、第２のハーフブリッジコンバータ７のパルス幅を
決定している。また低周波数で極性切り換えを行う極性
切換インバータ８は系統電圧または出力電流の極性に対
して交互にスイッチングを行う構成であるため、系統１
０の電圧が正の時はＱ４がオンすることで系統１０に電
流が流れ、逆に系統１０の電圧が負の時はＱ３がオンす
る。したがって、系統連系インバータを系統電圧に対し
て力行のみで連系する場合、系統電圧の極性と出力電流
指令値の極性最適値はほぼ同一となるため、極性切換イ
ンバータ８は正常に動作することができる。但し、出力
電流コイル指令値１３の極性でＱ３、Ｑ４を切り換える
場合、出力コイル電流の位相を進めた時に、系統１０か
ら電流が系統連系インバータ側に流れ込んでくる期間で
は、系統１０がインバータによって短絡された状態にな
り、過電流が発生する。さらに、入力電圧が系統電圧よ
りも低い領域での動作は、中間段コンデンサの容量が１
００μＦ以下と小さいため、中間段電圧は一定値にはな
らない。また、このとき第２のハーフブリッジコンバー
タ８はオンし続けているため、昇圧コイル電流は高周波
分が除去される形で系統に出力されるため、昇圧コイル
電流の指令値は以下の式で表すことができる。

【０００４】昇圧コイル電流指令値＝目標の出力電流値
×系統電圧／入力電圧したがって、昇圧コイル電流の指令値の向きは入力から
出力に向けての一方向のみとなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】連系インバータは、屋
内屋外問わず家庭に近接して設置されるため、電力系統
への電流注入と配線インピーダンスを原因としてインバ
ータの出力電圧が上昇し、インバータ出力との間に低い
インピーダンスで家庭用機器が接続されていた際、場合
によっては機器の定格を越える電圧を印加してしまう可
能性がある。そこで、系統連系インバータには出力電圧
上昇抑制機能が義務づけられており、そのための制御と
して無効電力を発生（但し、系統からみて進相）させて
出力電圧を抑制する方式が一般的である。そのために、
無効電力回生用の電解コンデンサをインバータ内に有す
るとともに、出力コイル電流の指令値位相を系統電圧に
対して進めることで進相無効電力を発生させる必要があ
る。しかしながら、出力電流コイル指令値の極性でＱ
３、Ｑ４を切り換える場合、出力コイル電流の位相を進
めた時に、系統から電流がインバータ側に流れ込んでく
る期間では、系統がインバータによって短絡された状態
になり、過電流が発生する。したがって、系統電圧また
は出力電流の極性に対して交互にスイッチングを行うと
いう構成では、無効電力を定常的に発生させながら出力
電流を制御することが困難であった。また、昇圧コイル
電流指令値の向きが入力から出力に向けての一方向であ
るため、入力電圧が系統電圧よりも低い期間において
も、入力コンデンサへの電力回生を行うことも困難であ
った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような従来
の構成が有している課題を解決するもので、フルブリッ
ジインバータが高周波スイッチングと商用周波数で出力
電流の極性を切り換える構成の系統連系インバータで
は、特に無効電力を発生する制御において、商用周波数
でスイッチング素子を切り換える際、切り換えのタイミ
ングは常時系統電圧のゼロ電圧に同期して行われるよう
にして、出力コイル電流の極性とは独立に制御する。ま
た、入力電圧が系統電圧よりも低い期間においても、昇
圧コイルの指令値の向きを双方向が可能にすることによ
り、系統電圧の全領域で出力電圧の上昇を抑制可能にす
るための安定な無効電力を発生させることができる系統
連系インバータ制御装置を提供する構成としたものであ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、直流
入力電源と、昇圧コイルとスイッチング素子及びダイオ
ードからなる昇圧コンバータと、２つのアームを有する
スイッチング素子とコンデンサと出力コイルを備え系統
に連係するフルブリッジインバータと、前記昇圧コンバ
ータとフルブリッジインバータ間に設ける１００μＦ以
下のコンデンサと、系統のゼロ電圧を検知するゼロ電圧
検知手段と、前記フルブリッジインバータのスイッチン
グ動作を制御するインバータ制御回路を有し、前記イン
バータ制御回路は、前記フルブリッジインバータの少な
くとも１つのアームを前記ゼロ電圧切換手段により検出
する系統電圧のゼロ電圧に同期して前記スイッチング手
段をスイッチングする系統連系インバータ制御装置とし
たものである。

【０００８】請求項２に記載した発明は、上記に加え、
インバータ制御回路は、無効電力を回生させる場合、フ
ルブリッジインバータの出力コイル電流指令値を、系統
電圧の前記基準位相に対して進み及び遅れ位相で出力す
る系統連系インバータ制御装置としたものである。

【０００９】請求項３に記載した発明は、系統連系イン
バータの入力電圧が系統電圧に比べて低くなるときに、
昇圧コイル電流を所定の値になる様に制御することで、
出力電流を概ね正弦波に制御する昇圧コンバータにおい
て、無効電力をインバータ入力側に回生させる場合、昇
圧コイル電流の指令値を反転させる構成とした系統連系
インバータ制御装置としたものである。

【００１０】請求項４に記載した発明は、昇圧コイル電
流指令値に位相差を発生させる第２の位相差発生手段を
備え、インバータ制御回路は、無効電力をインバータ入
力側に回生させる場合、系統連系インバータの入力電圧
が系統電圧に比べて低くなると前記第２の位相差発生手
段により、昇圧コイル電流指令値を出力コイル電流指令
値に対して遅れ位相で出力を制御する系統連系インバー
タ制御装置としたものである。

【００１１】請求項５に記載した発明は、系統電圧の周
波数を検出する商用周波数検出手段を備え、インバータ
制御回路は昇圧コイル電流の指令値を出力コイル電流指
令値に対して遅れ位相で出力すると共に、その遅れ量を
前記商用周波数検出手段により得られた周波数によって
可変する系統連系インバータ制御装置としたものであ
る。

【００１２】請求項６に記載した発明は、第２のハーフ
ブリッジコンバータのスイッチング素子を共にオフする
停止信号出力手段を備え、インバータ制御回路は、無効
電力をインバータ入力側に回生させる場合、前記停止信
号出力手段によりフルブリッジの一部を構成する第２の
ハーフブリッジコンバータのスイッチング素子をオフす
る系統連系インバータ制御装置としたものである。

【００１３】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図１は本実施例の
構成を示すブロック図である。系統連系インバータは直
流入力電源１を入力として系統１０に５０／６０Ｈｚの
商用周波数で交流電力を供給している。系統連系インバ
ータは大きく分けて、入力電圧を系統電圧より高い電圧
に昇圧する昇圧コンバータ５と昇圧された電圧の高周波
成分を除去する数１００μＦ程度以下の中間段コンデン
サと中間段コンデンサ電圧を制御して出力電流を生成す
るフルブリッジインバータ６からなり、昇圧コンバータ
５は直流入力電源１の電圧を平滑する入力コンデンサ２
とエネルギー蓄積用の昇圧コイル３と第１のハーフブッ
リッジコンバータ４で構成されている。また、フルブリ
ッジインバータ６は、４石構成であるが、波形制御のた
めに高周波でスイッチングを行う第２のハーフブリッジ
コンバータ７と商用周波数で極性を切り換える極性切換
インバータ８、出力電流を平滑する出力コイル９からな
っている。インバータ制御回路１５ａはゼロ電圧検出手
段１１を有し、その検出値によって極性切換手段１２は
極性切換インバータ８を駆動する。また、出力コイル電
流指令値発生手段１３の出力は出力コイル電流の電流検
出値と比較され、第１のヒステリシスコンパレータ１４
で出力コイル電流が制御される構成である。

【００１４】以下、本実施例の動作について説明する。
中間段コンデンサ電圧は系統１０に電力を注入するため
に系統電圧より少なくとも数１０Ｖ程度は高くなければ
ならないため、例えば入力電圧がＤＣ２００Ｖで系統電
圧がＡＣ２００Ｖの場合、系統電圧のピークを中心に４
〜５ｍｓ間は昇圧し、それ以外の系統電圧の絶対値が入
力電圧よりも十分小さい期間では昇圧を行わない。さら
に、中間段コンデンサの容量が１００μＦで設定するこ
とで、容量が小さいことから、低周波的には平滑されな
いため、オン時間を変調して系統電圧との差を数１０Ｖ
程度以内に維持できる。すると中間段コンデンサ電圧は
部分的に凸の波形になる。このような電圧が入力となる
フルブリッジインバータ６において、特に無効電力を発
生させて出力電圧を抑制させる場合、出力コイル電流指
令値極性とは独立に系統１０のゼロ電圧検出手段１１か
ら、図１の系統電圧が正の時はＱ４がオン、Ｑ３がオフ
し、負の時はＱ３がオン、Ｑ４がオフする様に極性切換
手段１２が動作する。したがって、従来の技術にあるよ
うな系統を短絡している状態は起こり得ない。なお出力
コイル電流指令値１３は第１のヒシテリシスコンパレー
タ１４内で指令値上限と下限に変換され、出力コイル電
流検出値が第１のヒステリシスコンパレータ１４で先の
指令値上限、下限と比較されることによりＱ１、Ｑ２の
スイッチング時間として生成され、スイッチング素子を
駆動する。

【００１５】以上の様に本実施例によれば、高周波スイ
ッチングと商用周波数の低速スイッチングで構成するフ
ルブリッジインバータにおいて、無効電力を発生させて
出力電圧を抑制させる場合でも、極性切換インバータは
出力コイル電流指令値極性とは独立に系統電圧の極性で
切り換えることで、過電流を発生することのない系統連
系インバータ制御装置を提供できる。

【００１６】（実施例２）以下に本発明の第２の実施例
について図面を参照しながら説明する。図２において図
１の回路構成と異なるのは、ゼロ電圧検出手段１１の信
号を基に、第１の位相差発生手段１５を用いて出力コイ
ル電流指令値の位相を変えることが可能とした点であ
る。その他の回路構成要素は第１の実施例と同等であ
り、説明を省略する。

【００１７】上記の様に構成された系統連系インバータ
について、以下に図３に基づいてその動作を説明する。
フルブリッジインバータ６の構成要素のうち極性切換イ
ンバータ８は、ゼロ電圧検出手段１１で得られた極性で
Ｑ３、Ｑ４を切り換えることにする。また、出力コイル
電流指令値はゼロ電圧検出手段で得られた系統１０の位
相に対して、所望の無効電力を発生させる様に位相をシ
フトする。なお、図２において系統電圧が正の時、出力
コイル電流に正の電流指令値を与える期間（力行）では
ヒステリシスコンパレータにより、Ｑ１のオン（Ｑ２は
オフ）時間＞Ｑ２のオン（Ｑ１はオフ）時間となり、出
力コイル電流は正となる。逆に、系統電圧が正の時、出
力コイル電流に負の電流指令値を与える期間（回生）で
は、Ｑ１のオン時間＜Ｑ２のオン時間となる様に制御さ
れ、出力コイル電流は負となる。このとき、昇圧コンバ
ータ５の構成要素である第１のハーフブリッジコンバー
タ４はＱＢがオン、ＱＦがオフとなっているため、回生
電流はＱＢ、昇圧コイル３を介して入力コンデンサＣｄ
に蓄積される。

【００１８】以上の様に本実施例によれば、ゼロ電圧検
出手段で得られた系統のゼロ電圧位相に対して、出力コ
イル電流指令値の位相をシフトすることで、所望の無効
電力を発生させて入力コンデンサ２への回生処理ができ
るため、その結果として出力電圧の上昇も抑えることが
できる系統連系インバータ装置を提供することができ
る。

【００１９】（実施例３）以下に本発明の第３の実施例
について図面を参照しながら説明する。図４において図
２の回路構成と異なるのは、入力電圧が系統電圧に比べ
て低いときに、昇圧コイル電流が昇圧コイル電流指令値
発生手段１５に基づいて第２のヒステリシスコンパレー
タ１７によって波形制御される構成と、第１の位相差発
生手段１５よって昇圧コイル電流指令値を正転及び反転
させることのできる構成を付加した点である。その他の
回路構成要素は第２の実施例と同等であり、説明を省略
する。

【００２０】上記の様に構成された系統連系インバータ
装置について、以下に図５に基づいてその動作を説明す
る。入力電圧が系統電圧よりも低い場合、出力電流を得
るためには昇圧コンバータ５で昇圧する必要があるが、
その時フルブリッジインバータの第２のハーフブリッジ
コンバータ７は高周波スイッチングではなく、極性切換
インバータ８の動作と同様に商用周波数で切り換えられ
る。つまり、系統電圧が図４において正の場合、Ｑ１と
Ｑ４がオン、Ｑ２とＱ３がオフとなり、負の場合はその
反転である。その時第１のハーフブリッジコンバータは
高周波スイッチングを行うが、その際昇圧コイルの電流
値は、正弦波の出力電流を得ようとする場合、昇圧コイル電流指令値＝目標の出力電流値×系統電圧／
入力電圧で表すことができるため、出力コイル電流指令値から概
ね正弦波の自乗となる昇圧コイル電流指令値を生成す
る。第１の位相発生手段１５は力行時にＬを出力し、回
生時はＨを出力することにより、Ｈの時は昇圧コイル電
流指令値の向きを反転させて、入力コンデンサ２に向か
って電流が流れる様に波形制御する。

【００２１】以上の様に本実施例によれば、系統に向け
て電流を流す時は昇圧コイルの電流を正にして、回生時
の系統から入力側へ電流を流す際には、昇圧コイルの電
流を負にする双方向動作可能とすることによって、入力
電圧が系統電圧に比べて低い場合でも無効電力の回生制
御ができ、出力電流を概ね正弦波に維持することが可能
な系統連系インバータ制御装置を提供することができ
る。

【００２２】（実施例４）以下に本発明の第４の実施例
について図面を参照しながら説明する。図６において図
４の回路構成と異なるのは、目標の出力電流と系統電圧
から計算で得られた昇圧コイル電流指令値の位相を第２
の位相差発生手段を用いて、系統電圧の位相に対して遅
らせることが可能となる点である。その他の回路構成要
素は第３の実施例と同等であり、説明を省略する。

【００２３】上記の様に構成された系統連系インバータ
について、以下に図７に基づいてその動作を説明する。
図７において、入力電力が系統電圧よりも低い場合、無
効電力を発生させるために、昇圧コイル電流指令値を負
にして電流を入力コンデンサに回生する際に、系統電圧
と入力電圧と出力電流指令値から得られた昇圧コイル電
流指令値を、第２の位相差発生手段１８を用いて出力コ
イル電流指令値の位相に対して遅れて出力し、中間段コ
ンデンサの容量を原因とする出力コイル電流と昇圧コイ
ル電流との位相遅れを補償することにより、昇圧コイル
電流制御時の出力コイルに流れる電流と、出力コイル電
流制御時（入力電圧が系統電圧に比べて低い時）の出力
コイル電流とがスムーズにつながる。

【００２４】以上の様に本実施例によれば、無効電力回
生時に昇圧コイル電流の位相を、第２の位相差発生手段
を用いて出力コイル電流指令値の位相に対して、適切に
遅らせることによって特に昇圧コイル電流制御と出力コ
イル電流制御を切り換える際に発生し易い、出力コイル
電流及び出力電流の電流波形歪みを、小さくすることが
できる系統連系インバータ装置を提供することが可能と
なる。

【００２５】（実施例５）以下に本発明の第５の実施例
について図面を参照しながら説明する。図８において図
６の回路構成と異なるのは、系統電圧の周波数を検出す
る商用周波数検出手段を付加し、５０Ｈｚと６０Ｈｚで
無効電力回生時の昇圧コイル電流指令値の位相を可変す
る構成とした点である。その他の回路構成要素は第４の
実施例と同等であり、説明を省略する。

【００２６】上記の様に構成されたインバータについ
て、その動作を説明する。商用周波数検出手段は系統電
圧の周波数を検出し、５０Ｈｚか６０Ｈｚかを判断す
る。第２の位相差発生手段１８は、得られた周波数に対
応してそれぞれ中間段コンデンサの容量による電流位相
遅れの異なる補償値を内部に有しており、出力コイル電
流指令値の位相に対して周波数ごとの値が選択され、適
切に昇圧コイル電流指令値の位相を遅れ方向にシフトす
る。位相をシフトされた昇圧コイル電流指令値から生成
された昇圧コイル電流が流れる際の出力コイル９に流れ
る電流と、出力コイル電流制御時（入力電圧が系統電圧
に比べて低い時）の出力コイル電流とがスムーズにつな
がる。

【００２７】以上の様に本実施例によれば、商用周波数
によって異なる昇圧コイル電流と出力コイル電流との位
相差を、それぞれの場合に応じて最適に設定することが
できるため、５０Ｈｚ、６０Ｈｚといったいずれの商用
周波数においても、より低歪みの出力電流波形を得るこ
とのできる系統連系インバータ装置を提供することがで
きる。

【００２８】（実施例６）以下に本発明の第６の実施例
について図面を参照しながら説明する。図９において図
８の回路構成と異なるのは、第１の位相差発生手段１５
が有する回生信号を用いて、入力電圧が系統電圧に比べ
て低い時に昇圧コイル電流を制御して無効電流を入力コ
ンデンサ２に回生動作させる際、第２のハーフブリッジ
コンバータ７を構成するＱ１、Ｑ２を共にオフさせるこ
とのできる停止信号出力手段を設けた点である。その他
の回路構成要素は第５の実施例と同等であり、説明を省
略する。

【００２９】上記の様に構成されたインバータについ
て、以下に図１０に基づいてその動作を説明する。図１
０において回生時（図９において出力電流の向きが負）
は、入力電圧＜系統電圧の場合、第１のハーフブリッジ
コンバータ４は昇圧コイル電流指令値に基づいて高周波
スイッチングを行い無効電力を入力コンデンサ２に回生
する。この際、第２のハーフブリッジコンバータ７を構
成するスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は共にオフするの
で、例えば数１０Ａといった電流を制御する場合、中間
段コンデンサの容量が数１００μＦと小さいため、出力
コイル９との間で共振電流が発生し、特に回生中にも関
わらず電流が出力側に流れ出すといった可能性もある。
この時は出力電流の歪みが大きくなるが、その際ローサ
イド側のスイッチング素子（Ｑ２）に加えて、ハイサイ
ド側のスイッチング素子（Ｑ１）をオフさせておくこと
により、中間段コンデンサと出力コイル９の間で共振が
発生したとしても電流は出力側から入力側に向けて一方
向しか流れることがないため、共振レベルをより小さく
することができる。

【００３０】以上の様に本実施例によれば、入力電圧＜
系統電圧において無効電力回生を行う際、第２のハーフ
ブリッジコンバータを構成する２個のスイッチング素子
を共にオフさせておくことで、出力電流の歪みを小さく
することが可能となるとともに、中間段コンデンサの容
量をさらに小さくすることも可能となる系統連系インバ
ータ装置を提供することができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１に記載した発明は、４石からな
るフルブリッジインバータを動作上、高周波スイッチン
グ部と商用周波数で出力電流の極性を切り換える低周波
スイッチング部に振り分けて動作させる構成において、
低周波インバータ切り換えタイミングを系統電圧の極性
に対して完全に同期させることにより、無効電力を発生
させるために出力電流の指令値を系統電圧に対してずら
す様な場合でも、過電流の発生を防止することができる
ものである。

【００３２】請求項２に記載した発明は、系統連系イン
バータの直流入力電圧が交流系統電圧の絶対値に比べて
高い場合に、出力コイル電流の指令値を系統電圧の位相
に対して進めることで、概ね出力電流が正弦波の形を維
持しつつ無効電力を入力側に回生することが可能となる
ものである。。

【００３３】請求項３に記載した発明は、入力電圧が系
統電圧の絶対値に比べて小さい場合、つまり昇圧コンバ
ータによる波形制御を行う期間において、昇圧コイル電
流の指令値の向きを反転させることによって、無効電力
を系統電圧の全領域で系統連系インバータ入力側への無
効電力の回生を可能にし、さらには出力電流の波形を概
ね正弦波にすることができるものである。

【００３４】請求項４に記載した発明は、昇圧コンバー
タによる波形制御を行う期間において、昇圧コイル電流
の指令値の位相を出力コイル電流の位相に対して遅らせ
ることにより、中間段コンデンサによる電流の位相遅れ
を補償することができるため、無効電力を発生した際の
出力電流（このとき電流の向きは系統から入力に向かっ
ている）の波形歪みをより小さくすることができるもの
である。

【００３５】請求項５に記載した発明は、中間段コンデ
ンサによる電流位相遅れが商用周波数である５０Ｈｚと
６０Ｈｚで異なるため、それぞれに最適な位相補償を行
うことでより一層の出力電流波形歪み低減を達成するこ
とができるものである。

【００３６】請求項６に記載した発明は、昇圧コイル電
流を制御する際に第２のハーフブリッジのローサイド側
（Ｑ２）に加えて、ハイサイド側スイッチング素子（Ｑ
１）を同時にオフすることにより、中間段コンデンサと
出力コイル９との間で発生する出力電流の共振現象を最
小に抑えることができるため、出力電流の歪みを小さく
することが可能となるとともに、中間段コンデンサの容
量をさらに小さくすることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における系統連系インバ
ータ及び制御回路の構成図

【図２】本発明の第２の実施例における系統連系インバ
ータ及び制御回路の構成図

【図３】第２の実施例における各部の動作波形図

【図４】本発明の第３の実施例における系統連系インバ
ータ及び制御回路の構成図

【図５】第３の実施例における各部の動作波形図

【図６】本発明の第４の実施例における系統連系インバ
ータ及び制御回路の構成図

【図７】第４の実施例における各部の動作波形図

【図８】本発明の第５の実施例における系統連系インバ
ータ及び制御回路の構成図

【図９】本発明の第６の実施例における系統連系インバ
ータ及び制御回路の構成図

【図１０】第６の実施例における各部の動作波形図

【図１１】従来の系統連系インバータ及び制御回路の構
成図

【図１２】従来の系統連系インバータの各部の動作波形
図

【図１３】従来の系統連系インバータの各部の動作波形
図

【符号の説明】

１直流入力電源２入力コンデンサ３昇圧コイル４第１のハーフブリッジコンバータ５昇圧コンバータ６フルブリッジインバータ７第２のハーフブリッジコンバータ８極性切換インバータ９出力コイル１０系統１１ゼロ電圧検出手段１２極性切換手段１３出力コイル電流指令値発生手段１４第１のヒステリシスコンパレータ１５第１の位相差発生手段１５ａインバータ制御回路１６昇圧出力コイル電流指令値発生手段１７第２のヒステリシスコンパレータ１８第２の位相差発生手段１９商用周波数検出手段２０停止信号出力手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ０５Ｆ 1/67 Ｇ０５Ｆ 1/67 Ａ (72)発明者奥出隆昭大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者貞平匡史大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者井崎潔大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者大橋正治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者佐藤武年大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者大森英樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5G066 HA04 HA19 HB05 5H007 AA02 BB01 BB07 CA01 CB04 CB05 CC03 CC12 DA03 DA05 DA06 DB01 DB05 DC02 DC04 DC05 EA08 5H420 BB12 BB13 BB18 CC02 DD03 EA11 EA45 EB09 EB16 EB39 FF03 FF04 FF10 FF24 FF25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流入力電源と、昇圧コイルとスイッチ
ング素子及びダイオードからなる昇圧コンバータと、２
つのアームを有するスイッチング素子とコンデンサと出
力コイルを備え系統に連係するフルブリッジインバータ
と、前記昇圧コンバータとフルブリッジインバータ間に
設けるコンデンサと、系統のゼロ電圧を検知するゼロ電
圧検知手段と、前記フルブリッジインバータのスイッチ
ング動作を制御するインバータ制御回路とを備え、前記
インバータ制御回路は、前記フルブリッジインバータの
少なくとも１つのアームを前記ゼロ電圧切換手段により
検出する系統電圧のゼロ電圧に同期して前記スイッチン
グ手段をスイッチングする系統連系インバータ。
【請求項２】インバータ制御回路は、無効電力を回生
させる場合、フルブリッジインバータの出力コイル電流
指令値を、系統電圧の前記基準位相に対して進み及び遅
れ位相で出力する請求項１に記載の系統連系インバー
タ。
【請求項３】インバータ制御回路は、無効電力をイン
バータの入力側に回生させる場合、昇圧コイル電流の指
令値を反転して出力制御する請求項１または２に記載の
系統連系インバータ。
【請求項４】昇圧コイル電流指令値に位相差を発生さ
せる第２の位相差発生手段を備え、インバータ制御回路
は、無効電力をインバータ入力側に回生させる場合、系
統連系インバータの入力電圧が系統電圧に比べて低くな
ると前記第２の位相差発生手段により、昇圧コイル電流
指令値を出力コイル電流指令値に対して遅れ位相で出力
を制御する請求項１〜３に記載の系統連系インバータ。
【請求項５】系統電圧の周波数を検出する商用周波数
検出手段を備え、インバータ制御回路は昇圧コイル電流
の指令値を出力コイル電流指令値に対して遅れ位相で出
力すると共に、その遅れ量を前記商用周波数検出手段に
より得られた周波数によって可変する請求項１〜４に記
載の系統連系インバータ。
【請求項６】第２のハーフブリッジコンバータのスイ
ッチング素子を共にオフする停止信号出力手段を備え、
インバータ制御回路は、無効電力をインバータ入力側に
回生させる場合、前記停止信号出力手段によりフルブリ
ッジの一部を構成する第２のハーフブリッジコンバータ
のスイッチング素子をオフする請求項１〜５に記載の系
統連系インバータ。