電力変換装置
【課題】自然エネルギー発電機の出力における最大電力点を安価な構成で追跡する。
【解決手段】本電力変換装置は、最大電力点を有する直流電源からの出力電圧をDC/DC昇圧変換する第1D/Dコンバータと、第1D/Dコンバータの出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第1電圧検出回路と、第1電圧検出回路の出力信号の電圧と第1目標電圧との差に応じて第1D/Dコンバータに対して定電圧制御を行う第1定電圧制御回路と、第1D/Dコンバータの出力電圧をDC/DC降圧変換する第2D/Dコンバータと、第2D/Dコンバータの出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第2電圧検出回路と、第2電圧検出回路の出力信号の電圧と第2目標電圧との差に応じて第2D/Dコンバータに対して定電圧制御を行う第2定電圧制御回路と、第1電圧検出回路の出力信号の電圧が低下すると、第2電圧検出回路の出力信号の電圧と第2目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路とを有する。
【解決手段】本電力変換装置は、最大電力点を有する直流電源からの出力電圧をDC/DC昇圧変換する第1D/Dコンバータと、第1D/Dコンバータの出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第1電圧検出回路と、第1電圧検出回路の出力信号の電圧と第1目標電圧との差に応じて第1D/Dコンバータに対して定電圧制御を行う第1定電圧制御回路と、第1D/Dコンバータの出力電圧をDC/DC降圧変換する第2D/Dコンバータと、第2D/Dコンバータの出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第2電圧検出回路と、第2電圧検出回路の出力信号の電圧と第2目標電圧との差に応じて第2D/Dコンバータに対して定電圧制御を行う第2定電圧制御回路と、第1電圧検出回路の出力信号の電圧が低下すると、第2電圧検出回路の出力信号の電圧と第2目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最大電力点を有する直流電源に対する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１（ａ）に一般的な太陽電池の出力電流−出力電圧特性、図１（ｂ）に出力電流−出力電力特性を示す。図１（ａ）に示すように、太陽電池の出力電圧は、出力電流が増加すると徐々に減少するが、出力電流が所定の値を超えると急激に減少するような特性を有している。このような特性から、図１（ｂ）に示すように、出力電力Ｐ（＝出力電圧Ｖ×出力電流Ｉ）は、出力電流が所定の値になるまでは増加するが、所定の値を超えると急激に減少する。電圧を基準に考えた場合にも、所定の電圧値を超えると急激に出力電力Ｐが減少することになる。
【０００３】
このような特性を有する太陽電池などの直流電源から出力される電力を効率的に利用するためには、電力極大値である最大電力点において蓄電池などの負荷に電力を伝えることが必要となる。すなわち、最大電力点追跡（Maximum Power Point Tracking）制御が必要となり、そのための技術が幾つか存在している。
【０００４】
例えば特開昭６３−５７８０７号には、太陽電池の出力電圧と出力電流を検出し、出力電圧の微分値を利用した最大点追尾方法が開示されている。この技術は、最大電力点での微分値がゼロであることを利用する方法で、現動作点での制御信号に微少変位を与えたときの電圧及び電流を検出し、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換した後、演算により電力の微分値を求め、この電力の微分値がゼロになるように制御する。この技術には、Ａ／Ｄ変換や演算のためにマイコンやＤＳＰ(Digital Signal Processor）が必要となるため、高価となる。
【０００５】
また、特開昭６２−８５３１２号には、いわゆる山登り法での最大電力点追尾方法が開示されている。この方法は、２点の電圧及び電流値を測定し、各点での電力を算出した後、電力値を比較し、電力値が大きい方に制御点を移動して行き、制御点移動方向が交互に上昇下降する点で安定させる制御方法である。この制御方法では、制御点の移動量分、最大電力点を挟んで、変動をし続けることになり、移動量を大きく出来ない。また、移動量を小さくしすぎると、最大電力点付近まで制御点を移動するのに時間がかかり、太陽電池の出力電力特性の変化に追従できなくなってしまう。
【０００６】
さらに、特開平７−０７２９４１号では、３点以上の電圧電流点を検出しそれぞれの電力を算出した後近似式にて最大電力点を推測し、この推測点で制御する方法が開示されている。この方法は、太陽電池の特性変化に従って、３点以上の電圧電流値から各々の電力を算出し、近似式で暫定最大電力点を見つけ出す手法である。しかし、この方法によれば、少なくとも１点の電圧電流点が最大電力点を越えたところの点であり、且つ少なくとも１点の電圧電流点が最大電力点を越えていないところの点である必要がある。従って、このような電圧電流点に制御点を移動させる必要があり、そのための制御回路が複雑且つ高価になる。
【０００７】
また、特開平７−１２９２６４号には、太陽電池の出力電圧と電力変換部の出力電流の変動傾向から動作点位置を検出して最大電力点を追尾する方法が開示されている。この方法では、太陽電池の出力電圧と電力変換部の出力電流の変動傾向から、電力変換部を制御する指令値に対し、ΔＶだけ増減させるため、電力変換部の出力変化量は、デジタル的な変動をすることになる。このことは、太陽電池の、日射量変化等による特性変化に対し、ΔＶが大きければ、電力変換部の出力変化量が大きくなるためばたつきが発生し、ΔＶが小さければ、安定するのに時間がかかることになり、固定のΔＶでは、素早く且つ安定に制御できないという問題がある。また、変動傾向から太陽電池の動作位置を検出した後、指令値を変化させるため、遅延が大きくなり応答性が悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−５７８０７号
【特許文献２】特開昭６２−８５３１２号
【特許文献３】特開平７−０７２９４１号
【特許文献４】特開平７−１２９２６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上で述べたように、従来技術には、気象状況等に応じて出力電力が変動する太陽電池や風力発電機などの直流電源の出力における最大電力点を高速に追跡する安価な電力変換装置は開示されていない。
【００１０】
従って、本発明の目的は、一側面において、気象状況等に出力電力が応じて変動する太陽電池や風力発電機などの直流電源の出力における最大電力点を追跡できる安価な電力変換装置を提供することである。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、気象状況等に応じて出力電力が変動する太陽電池や風力発電機などの直流電源の出力における最大電力点を高速に追跡できる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様に係る電力変換装置は、（Ａ）最大電力点を有する直流電源からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ昇圧変換する第１のＤ／Ｄコンバータ回路と、（Ｂ）第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１の電圧検出回路と、（Ｃ）第１の電圧検出回路の出力信号の電圧と第１の目標電圧との差に応じて、第１のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う第１の定電圧制御回路と、（Ｄ）第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧をＤＣ／ＤＣ降圧変換する第２のＤ／Ｄコンバータ回路と、（Ｅ）第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第２の電圧検出回路と、（Ｆ）第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との差に応じて、第２のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う第２の定電圧制御回路と、（Ｇ）第１の定電圧制御回路による制御にもかかわらず第１の電圧検出回路の出力信号の電圧が低下すると、第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路とを有する。
【００１３】
最大電力点を有する直流電源の場合、第１及び第２の定電圧制御回路が直流電源の電力供給能力を超えて電力を引き出そうとして第１及び第２のＤ／Ｄコンバータ回路を駆動すると、第１及び第２の定電圧制御回路による制御にも拘わらず第１及び第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧が低下する。そうすると、第１及び第２の電圧検出回路の出力信号の電圧も低下し、上で述べたように調整回路が動作する。調整回路が動作すると、第２の定電圧制御回路は、自らの制御の効果が現れたと判断し、第２のＤ／Ｄコンバータ回路の駆動レベルを、第１の電圧検出回路からの出力信号の電圧低下前の状態程度に戻してゆく。すなわち、第２のＤ／Ｄコンバータ回路の目標出力電圧が引き下げられたような現象が生じて、それに応じてさらに第１のＤ／Ｄコンバータ回路の目標出力電圧も引き下げられたようになる。そうすると、直流電源から引き出す電力も直流電源の電力供給能力よりも減少するので、第１及び第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧は上昇することになる。このような動作が繰り返されて、最大電力点の追跡が行われる。また、このような回路は、安価な回路素子のみで構成することができる。なお、第１の電圧検出回路からの出力信号の電圧がある程度下がれば調整回路が動作するので、最大電力点の高速な追跡が可能となる。
【００１４】
また、Ｄ／Ｄコンバータ回路を２段構成とすることで出力電力が多様に変化するような直流電源に対応することができるようになる。
【００１５】
さらに、上で述べた調整回路は、第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、第２の目標電圧を低下させる動作を行う回路を有するようにしてもよい。簡易な構成で上記調整回路を実現することができる。なお、第２の目標電圧を低下させる動作は、例えば放電回路による放電などによって実現される。
【００１６】
また、上で述べた調整回路が、（Ｇ１）第２の電圧検出回路の出力信号の極性を反転させる第１の反転回路と、（Ｇ２）第１の反転回路の出力信号の電圧を、第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、引き下げる反転信号調整回路と、（Ｇ３）反転信号調整回路によって電圧が引き下げられた第１の反転回路の出力信号の極性を反転させる第２の反転回路とを有するようにしても良い。このようにすれば、第２の電圧検出回路の出力信号の電圧を適切に調整することができるようになる。
【００１７】
本発明の第２の態様に係る電力変換装置は、（Ａ）最大電力点を有する直流電源からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ昇圧変換する第１のＤ／Ｄコンバータ回路と、（Ｂ）第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１の電圧検出回路と、（Ｃ）第１の電圧検出回路の出力信号の電圧と第１の目標電圧との差に応じて、第１のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う定電圧制御回路と、（Ｄ）第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧をＤＣ／ＤＣ降圧変換する第２のＤ／Ｄコンバータ回路と、（Ｅ）第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第２の電圧検出回路と、（Ｆ）第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との差に応じた定電圧制御のための第１の誤差信号を生成する第１の誤差検出回路と、（Ｇ）第２のＤ／Ｄコンバータ回路から出力される電力を蓄電する蓄電池に流れる電流の電流値を検出する蓄電池充電電流検出回路と、（Ｈ）蓄電池充電電流検出回路により検出された電流値と当該電流値の目標値との差に応じた定電流制御のための第２の誤差信号を生成する第２の誤差検出回路と、（Ｉ）第１の誤差信号又は第２の誤差信号に応じて第２のＤ／Ｄコンバータ回路を駆動する駆動回路と、（Ｊ）第１の誤差信号の電圧が第２の誤差信号の電圧より高い場合には第１の誤差信号を駆動回路に出力し、第２の誤差信号の電圧が第１の誤差信号の電圧以上である場合には第２の誤差信号を駆動回路に出力する切替回路と、（Ｋ）第１の定電圧制御回路による制御にもかかわらず第１の電圧検出回路の出力信号の電圧が低下すると、第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路とを有する。
【００１８】
蓄電池に流れる電流の電流値に関する第２の誤差信号の電圧が第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に関する第１の誤差信号の電圧以上である場合には、直流電源から十分な電力供給がなされており且つ蓄電池に充電を行っている途中であるから、第２の誤差信号に応じて定電流制御を行う。また、第１の誤差信号の電圧より第２の誤差信号の電圧が高い場合には、直流電源からの供給電力が不足しているか、蓄電池が満充電となった場合であり、この場合には第１の誤差信号に応じて定電圧制御を行う。定電圧制御時には、第１の態様のように最大電力点を追跡するように動作するので、より効率的に蓄電池への蓄電が行われるようになる。
【００１９】
なお、上で述べた調整回路は、第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、第２の目標電圧を低下させる動作を行う回路を有するようにしてもよい。
【００２０】
また、上で述べた調整回路が、第２の電圧検出回路の出力信号の極性を反転させる第１の反転回路と、第１の反転回路の出力信号の電圧を、第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、引き下げる反転信号調整回路と、反転信号調整回路によって電圧が引き下げられた第１の反転回路の出力信号の極性を反転させる第２の反転回路とを有する。
【００２１】
さらに、第１の態様に係る電力変換装置を複数備え、当該複数の電力変換装置に含まれる一つの電力変換装置と複数の直流電源に含まれる一つの直流電源とが、１対１で接続されており、複数の電力変換装置の出力が接続されている電力システムを採用するようにしても良い。このような電力システムであれば、各直流電源の状況に応じて電力変換制御が行われるようになるので、簡単な構成でシステム全体として効率的に制御が行えるようになる。なお、複数の電力変換装置のそれぞれの出力電流が加算されて、蓄電池や負荷などに供給される。
【００２２】
さらに、第１の態様に係る電力変換装置を複数備え、当該複数の電力変換装置に含まれる一つの電力変換装置と複数の直流電源に含まれる一つの直流電源とが、１対１で接続されており、電力変換装置の正極側出力を上位の電力変換装置の負極側出力に接続し、電力変換装置の負極側出力を下位の電力変換装置の正極側出力に接続し、最上位の電力変換装置の正極側出力を負荷側に接続し、最下位の電力変換装置の負極側出力を接地するような電力システムを採用するようにしてもよい。このような電力システムであれば、各直流電源の状況に応じて電力変換制御が行われるようになるので、簡単な構成でシステム全体として効率的に制御が行えるようになる。なお、複数の電力変換装置のそれぞれの出力電圧は加算されて、蓄電池や負荷などに供給される。
【００２３】
以下、上で述べた本発明の一側面をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、気象状況等に応じて出力電力が変動する太陽電池や風力発電機などの直流電源の出力における最大電力点を安価に追跡できるようになる。
【００２５】
また、本発明の他の側面によれば、気象状況等に応じて出力電力が変動する太陽電池や風力発電機などの直流電源の出力における最大電力点を高速に追跡できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、太陽電池の特性を表す模式図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図である。
【図３】図３は、第２の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、太陽電池の特性を表す模式図である。
【図５】図５（ａ）乃至（ｄ）は、第２の実施の形態に係るシステムの動作を説明するための波形図である。
【図６】図６は、第２の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図８】図８は、第２の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図９】図９（ａ）乃至（ｉ）は、第２の実施の形態の実施例の動作を説明するための波形図である。
【図１０】図１０（ａ）乃至（ｏ）は、第２の実施の形態の実施例の動作を説明するための波形図である。
【図１１】図１１（ａ）は、リチウムイオン二次電池の充電方式の一例を示し、図１１（ｂ）は、制御弁式鉛蓄電池の充電方式の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、定電圧制御と定電流制御の切り換えについて説明するための図である。
【図１３】図１３は、第３の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図である。
【図１４】図１４は、第３の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）乃至（ｈ）は、第３の実施の形態の実施例に係る回路の動作を表す波形図である。
【図１６】図１６（ａ）乃至（ｈ）は、第３の実施の形態の実施例に係る回路の動作を表す波形図である。
【図１７】図１７（ａ）乃至（ｈ）は、第３の実施の形態に係る回路例の動作を説明するための波形図である。
【図１８】図１８は、第４の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図である。
【図１９】図１９（ａ）乃至（ｄ）は、第４の実施の形態に係るシステムの動作を説明するための波形図である。
【図２０】図２０は、第４の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図２１】図２１（ａ）乃至（ｊ）は、第４の実施の形態の実施例に係る回路の動作を表す波形図である。
【図２２】図２２（ａ）及び（ｑ）は、第４の実施の形態の実施例に係る回路の動作を表す波形図である。
【図２３】図２３は、第５の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図である。
【図２４】図２４は、第５の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図２５】図２５は、複数の太陽電池及び電力変換装置を含む太陽電池システムの一例を示す図である。
【図２６】図２６は、複数の太陽電池及び電力変換装置を含む太陽電池システムの他の例を示す図である。
【図２７】図２７は、複数の太陽電池及び電力変換装置を含む太陽電池システムの他の例を示す図である。
【図２８】図２８は、接続方法を説明するための図である。
【図２９】図２９は、複数の太陽電池及び電力変換装置を含む太陽電池システムの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［実施の形態１］
図２に、本実施の形態に係る電力変換装置を含むシステムの一例を示す。すなわち、図２に示すシステムは、太陽電池システムであって、太陽電池１００と、太陽電池１００からの出力に対して電力変換を行う電力変換装置２００と、電力変換装置２００の出力に接続されている負荷蓄電池３００及び様々な負荷Ａ乃至Ｃなどとを有する。太陽電池１００及び負荷蓄電池３００は、従来と同じである。また、負荷Ａ乃至Ｃは、Ｄ／Ｄコンバータ回路付きの装置やＤ／Ａインバータ回路付きの装置などであり、これらも従来と同じである。なお、太陽電池１００は一例であって、例えば風力発電機などの他の自然エネルギー発電機であってもよい。
【００２８】
電力変換装置２００は、太陽電池１００からの出力直流電圧を昇圧させる昇圧回路部２１０と、昇圧回路部２１０の出力直流電圧を降圧する降圧回路部２２０とを有する。このように２段構成を採用することによって、太陽電池だけではなく最大電力点を有する様々な直流電源でも対応できるようになる。
【００２９】
昇圧回路部２１０は、（Ａ）太陽電池１００からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって昇圧する昇圧回路２１１と、（Ｂ）昇圧回路２１１の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１出力電圧検出回路２１２と、（Ｃ）第１出力電圧検出回路２１２からの出力信号の電圧と第１の目標電圧との差に応じて昇圧回路２１１に対する定電圧制御を行う第１定電圧制御回路２１３とを有する。
【００３０】
また、降圧回路部２２０は、（Ａ）昇圧回路部２１０からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって降圧する降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１と、（Ｂ）降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１の出力電圧に応じた出力信号を出力する第２出力電圧検出回路２２２と、（Ｃ）第２出力電圧検出回路２２２からの出力信号の電圧と第２目標電圧との差に応じて、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１に対する定電圧制御を行う第２定電圧制御回路２２４と、（Ｄ）第１定電圧制御回路２１３による制御にも拘わらず（すなわち駆動レベルを上げているにも拘わらず）第１出力電圧検出回路２１２の出力信号の電圧が低下すると、第２出力電圧検出回路２２２の出力信号の電圧と第２目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路２２３とを有する。
【００３１】
太陽電池１００のような最大電力点を有する直流電源の場合、第１及び第２定電圧制御回路２１３及び２２４が、太陽電池１００の電力供給能力を超えて電力を引き出そうとして昇圧回路２１１及び降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１を駆動すると、昇圧回路部２１０及び降圧回路部２２０の出力電圧は低下する。よって、第１定電圧制御回路２１３による制御にも拘わらず昇圧回路２１１の出力電圧が低下して、第１出力電圧検出回路２１２の出力信号の電圧も低下する。
【００３２】
このように第１出力電圧検出回路２１２の出力信号の電圧が低下すると、調整回路２２３は、第２出力電圧検出回路２２２の出力信号の電圧と第２目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する。そうすると、第２定電圧制御回路２２４は、自らの制御の効果が現れたと判断して、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１の駆動を、第２出力電圧検出回路２２２の出力信号の電圧低下前程度の状態に戻す。すなわち、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１の目標出力電圧があたかも引き下げられたような現象が生じる。そうすると、昇圧回路部２１０から引き出す電力もその電力供給能力よりも減少するので、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１の出力電圧は上昇することになる。さらにこれに連動して、太陽電池１００から引き出す電力もその電力供給能力よりも減少するので、昇圧回路部２１０の昇圧回路２１１の出力電圧が上昇する。
【００３３】
このような動作が繰り返されて、太陽電池１００の最大電力点の追跡が行われる。また、このような電力変換装置は、マイクロプロセッサやＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの高価な素子を用いずに構成できるため、安価に構成できる。
【００３４】
なお、電位差を狭める方法は、いずれか一方を調整する方法の他、両方を調整する方法もある。
【００３５】
［実施の形態２］
図３に、本発明の第２の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図を示す。図３に示すシステムは、太陽電池システムであって、太陽電池１００と、太陽電池１００からの出力に対して電力変換を行う電力変換装置４００と、電力変換装置４００の出力に接続されている負荷蓄電池３００及び様々な負荷Ａ乃至Ｃなどが接続されている。太陽電池１００及び負荷蓄電池３００は、従来と同じである。また、負荷Ａ乃至Ｃは、Ｄ／Ｄコンバータ回路付きの装置やＤ／Ａインバータ回路付きの装置などであり、これらも従来と同じである。以下の実施の形態でも同様である。なお、太陽電池１００は一例であって、例えば風力発電機などの他の自然エネルギー発電機であってもよい。
【００３６】
電力変換装置４００は、太陽電池１００からの出力直流電圧を昇圧させる昇圧回路部４１０と、昇圧回路部４１０の出力直流電圧を降圧する降圧回路部４２０とを有する。
【００３７】
昇圧回路部４１０は、（Ａ）太陽電池１００からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって昇圧する昇圧回路４１１と、（Ｂ）昇圧回路４１１の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１出力電圧検出回路４１２と、（Ｃ）第１出力電圧検出回路４１２からの出力信号の電圧と第１の目標電圧Ｖref_1との差に応じて昇圧回路４１１に対する定電圧制御を行う第１定電圧制御回路４１３とを有する。
【００３８】
なお、昇圧回路４１１は、スイッチを有しており、当該スイッチをオンにする期間を変化させることによって、昇圧の度合いを調整するようになっている。このスイッチをオンにする期間をデューティー比（Ｄｕｔｙと表す）で表す。
【００３９】
また、降圧回路部４２０は、（Ａ）昇圧回路部４１０からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって降圧する降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１と、（Ｂ）降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の出力電圧に応じた出力信号を出力する第２出力電圧検出回路４２２と、（Ｃ）第２出力電圧検出回路４２２からの出力信号の電圧と第１出力電圧検出回路４１２の出力に応じて変更された目標電圧Ｖ_Vrefとの差に応じた電圧の誤差信号を出力する誤差検出回路４２３と、（Ｄ）誤差検出回路４２３の出力信号に応じて降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１を駆動する駆動信号発生回路４２４と、（Ｅ）第１出力電圧検出回路４１２からの出力信号の電圧低下を検出すると、当該低下の度合いに応じて第２目標電圧Ｖref_2を低下させることで目標電圧Ｖ_Vrefを生成し、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧Ｖo2_fbと目標電圧Ｖ_Vrefとの差を強制的に狭める目標電圧調整回路４２５とを有する。
【００４０】
次に、図４及び図５を用いて、図３に示した電力変換装置４００の動作について説明する。なお、太陽電池１００からの出力電力をＰpv、電力変換装置４００の昇圧回路部４１０の出力電圧をＶ1d_out、出力電力をＰ1d、第１定電圧制御回路４１３から昇圧回路４１１への出力をＤｕｔｙ、第２目標電圧をＶref_2、目標電圧調整回路４２５から誤差検出回路４２３への出力電圧をＶ_Vref、降圧回路部４２０の出力電圧をＶout、出力電力をＰoutと表すものとする。
【００４１】
図４（ａ）は、図１（ｂ）と基本的には同じであり、太陽電池１００の出力電流Ｉと出力電力Ｐの関係を表す図である。もう一度説明すると、電流Ｉpv_maxまでは出力電流Ｉを増加させると出力電力Ｐ自体も増加し、電流Ｉpv_maxにおいて出力電力Ｐは最大電力点Ｐpv_maxとなり、電流Ｉpv_max以上となった場合には出力電力Ｐは急激に減少する。すなわち、電流Ｉpv_max以上となると、出力電力Ｐが急激に減少するというのは、出力電圧Ｖも低下していることを表している。
【００４２】
ここで、電流Ｉpv_maxより大幅に低い電流値に対応する電力点をＡとし、電流Ｉpv_max以上の近傍の電流値に対応する電力点をＢとし、電流Ｉpv_max以下の近傍の電流値に対応する電力点をＣとする。なお、電力点Ｂに完全に一致しないがほぼ同じ電流値の電力点をＢ2、Ｂ3といったように表す。また、電力点Ｃに完全に一致しないがほぼ同じ電流値の電力点をＣ2、Ｃ3といったように表す。さらに、最大電力点Ｐpv_maxを簡単にＭと表すものとする。
【００４３】
なお、図４（ｂ）は、図１（ａ）と全く同じである。
【００４４】
図５（ａ）乃至（ｄ）は、本実施の形態に係る電力変換装置４００の動作を表す。なお、以下で動作を説明するための波形図においては、横軸は時間を表し、縦軸は電圧［Ｖ］を表す。但し、電力の場合にはＷ、デューティー比の場合には％の場合がある。図５（ａ）は、太陽電池１００からの出力電力Ｐpv、昇圧回路部４１０の出力電力Ｐ1d、及び降圧回路部４２０の出力電力Ｐoutの時間変化を表している。なお、昇圧回路部４１０にも降圧回路部４２０にも損失があるので、ほぼＰpv＞Ｐ1d＞Ｐoutの関係が成り立つ。比較のため、最大電力点Ｐpv_maxも示されている。また、図５（ｂ）は、昇圧回路部４１０の出力電圧Ｖ1d_out及び降圧回路部４２０の出力電圧Ｖoutの時間変化を表す。図５（ｃ）は、目標電圧調整回路４２５からの目標電圧Ｖ_Vrefの時間変化を表す。比較のため第２の目標電圧Ｖref_2も示されている。図５（ｄ）は、昇圧回路４１１に対する第１定電圧制御回路４１３であるスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙ［％］の時間変化を表す。
【００４５】
まず、太陽電池１００からの出力電力が、電力点Ａより小さい電力から電力点Ａを超えて電力点Ｍに到達するまでについては、電力変換装置４００が通常どおり動作する。簡単に述べれば、昇圧回路部４１０の第１定電圧制御回路４１３は、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧と第１目標電圧Ｖref_1との誤差電圧に応じて昇圧回路４１１を駆動して太陽電池１００からの出力電圧を昇圧する。
【００４６】
また、目標電圧調整回路４２５では何もせずに目標電圧Ｖref_2がそのまま誤差検出回路４２３に出力され（図５（ｃ））、Ｖ_Vref＝Ｖref_2である。従って、誤差検出回路４２３は、Ｖ_Vref＝Ｖref_2と第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧との差に応じた信号を生成して、当該信号によって駆動信号発生回路４２４は降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の駆動信号を生成して駆動するようになっている。
【００４７】
但し、電力点Ａを超えて太陽電池１００から電力を引き出そうとすると、昇圧回路４１１をそれまでと同じように駆動するだけでは第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧が下がってしまう。そこで、第１定電圧制御回路４１３は、図５（ｄ）に示すように、昇圧回路４１１のスイッチに対するスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙを徐々に上げるように動作する。このようにすれば、図５（ｂ）に示すように、電力変換装置４００の出力電圧Ｖoutが一定に維持される。
【００４８】
その後、太陽電池１００から引き出す電力が電力点Ｍに達すると、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、太陽電池１００からの出力電力Ｐpvは急激に低下するので、それにつられて昇圧回路部４１０の出力電圧Ｖ1d_out、出力電力Ｐ1dも低下する。そうすると、やや遅れて、降圧回路部４２０の出力電圧Ｖout、出力電力Ｐoutも低下する。
【００４９】
そうすると、第１定電圧制御回路４１３は、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧と第１目標電圧Ｖref_1との差が大きくなったことを検出して、昇圧回路４１１のスイッチに対するスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙを最大値ＤｕｔｙＭａｘまで上昇させる。これが太陽電池１００から引き出す電力が電力点Ｂに達するあたりで発生する。
【００５０】
なお、図５（ａ）に示すように、電力変換装置４００が太陽電池１００から引き出そうとする電力と、太陽電池１００の実際の出力電力Ｐpvとが、電力点Ｂで釣り合うことになる。
【００５１】
このような状況が発生すると、目標電圧調整回路４２５は、第２目標電圧Ｖref_2から目標電圧Ｖ_Vrefを引き下げるように動作する。これによって、図５（ｃ）に示すように、Ｖ_Vrefが第２目標電圧Ｖref_2から下降する。
【００５２】
そうすると、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧と目標電圧Ｖ_Vrefとの差が小さくなるので、駆動信号発生回路４２４によって駆動される降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の駆動レベルが下がり、昇圧回路部４１０から引き出そうとする電流が少なくなる。これに応じて、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、電力点Ｂに達した時点以降は、昇圧回路部４１０の出力電圧Ｖ1d_out、出力電力Ｐ1ｄも上昇する。さらに、やや遅れて降圧回路部４２０の出力電圧Ｖout及び出力電力Ｐoutも上昇する。そうすると、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧も上昇するので、第１定電圧制御回路４１３では第１目標電圧Ｖref_1との差が縮小したように見えるので、昇圧回路４１１のスイッチに対するスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙを引き下げる。そうすると、昇圧回路部４１０においても、太陽電池１００から引き出される電流が減少する。
【００５３】
しかし、目標電圧調整回路４２５からの目標電圧Ｖ_Vrefを引き下げることによって降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の駆動がより小さくなって太陽電池１００及び昇圧回路部４１０から引き出される電流が少なくなり過ぎてしまうので、出力電力Ｐpvは最大電力点Ｍを過ぎて再度減少する。
【００５４】
一方、目標電圧調整回路４２５による目標電圧Ｖ_Vrefの調整が終了すると、目標電圧Ｖ_Vrefは徐々に上昇する。これに応じて降圧回路部４２０の出力電力Ｖout及び出力電力Ｐoutも徐々に上昇する。これに遅延して、昇圧回路４１１のスイッチに対するスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙも徐々に上昇する。目標電圧Ｖ_Vrefの上昇には時定数（例えばＣＲによる充電の時定数）があり急激に上昇するわけではないので、上でも述べたように出力電力Ｐpvは最大電力点Ｍを過ぎて電力点Ｃに到達してしまう。電力点Ｃでは、太陽電池１００の出力電力Ｐpvと電力変換装置４００が引き出す電力とが釣り合うことになる。
【００５５】
なお、昇圧回路部４１０の出力電圧Ｖ1d_outは、第１定電圧制御回路４１３が一定になるように制御しているので、図５（ｂ）に示すように、次に電力不足となる電力点Ｍに達するまでは一定となる。図５（ｄ）に示すように、昇圧回路部４１０の出力電圧Ｖ1d_outを一定にするために、昇圧回路４１１のスイッチに対するスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙを徐々に上昇させる。
【００５６】
その後、図５（ａ）に示すように、太陽電池１００の出力電力Ｐpvは上昇して再度電力点Ｍに達する。この後の動作は、最初に電力点Ｍに達した後とほぼ同じになる。但し、図５（ｃ）に示すように、目標電圧Ｖ_Vrefは、第２目標電圧Ｖref_2に戻っておらず、降圧回路部４２０の出力電圧Ｖoutも目標値に達していないので、動作としては同じでも目標電圧Ｖ_Vrefの引き下げ幅などは若干異なってくる。このように完全に同じ動作ではないので、電力点ＣではなくＣ1やＣ2、電力点ＢではなくＢ1やＢ2で、図４（ｂ）のカーブ上動作を切り替えることになる。
【００５７】
結局のところ、最大電力点をはさんで電力点Ｂ又はその近傍と電力点Ｃ又はその近傍間を行き来することになる。すなわち、最大電力点追跡が可能となっている。上で述べた動作は、太陽電池１００の発電電力がほぼ一定であることを前提としている。
【００５８】
なお、電力点Ｂと電力点Ｃの差は、出力電力や出力電圧に応じて決まるが、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１などを含む制御系のゲイン調整で調整することができる。すなわち、より最大電力点近傍で動作させることができる。
【００５９】
［実施の形態２の実施例］
図６乃至図８に本実施の形態に係る具体的回路例を示す。
【００６０】
図６は、太陽電池１００の具体的回路例と、昇圧回路４１１の具体的回路例と、第１出力電圧検出回路４１２の具体的回路例と、第１定電圧制御回路４１３の具体的回路例とを示している。また、図７は、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の具体的回路例と、第２出力電圧検出回路４２２の具体的回路例と、蓄電池３００の具体的回路例とを示している。さらに、図８は、駆動信号発生回路４２４と電圧誤差検出回路４２３とを有する第２定電圧制御回路の具体的回路例と、目標電圧調整回路４２５の具体的回路例とを示している。
【００６１】
端子Ａ及びＢを介して第１出力電圧検出回路４１２（図６）と降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１（図７）とが接続されている。また、端子Ｃを介して第１出力電圧検出回路４１２（図６）と目標電圧調整回路４２５（図８）とが接続されている。また、端子Ｅを介して第２出力電圧検出回路４２２（図７）と第２定電圧制御回路の電圧誤差検出回路４２３（図８）とが接続されている。さらに、端子Ｄを介して第２定電圧制御回路の駆動信号発生回路４２４（図８）と降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の駆動回路（図７）とが接続されている。
【００６２】
図６における昇圧回路４１１は昇圧チョッパ回路として示されているが、他の方式により太陽電池１００の出力電圧を昇圧するＤ／Ｄコンバータ回路であってもよい。第１定電圧制御回路４１３は、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbと第１目標電圧Ｖref_1との差に応じてスイッチングパルスＰul_1のデューティー比を変化させ、昇圧回路４１１の出力電圧を一定になるように制御する。
【００６３】
降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１は、一例としてハーフブリッジ方式の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路であり、そのためのドライバＩＣを含む駆動回路が用いられている。また、フルブリッジ方式、プッシュプル方式、フォワード方式、フライバック方式、降圧型チョッパ回路などで、絶縁型、非絶縁型を用途により選択できる。ドライバＩＣを含む駆動回路は、採用された降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路に応じて適宜選択される。
【００６４】
目標電圧調整回路４２５においては、通常時には、第２の目標電圧Ｖref_2が電圧誤差検出回路４２３のオペアンプの正極側入力端子に入力されるように、コンデンサＣ１に電荷がチャージされるようになっている。一方、Ｖo1_fbが低下すると、目標電圧調整回路４２５のオペアンプの出力電圧Ａ3_outが上昇する。そうすると、三角波ＶＴＷ＿３以上となる期間が発生する場合がある。そうすると、Ａ3_Outが、コンパレータの出力電圧ＣＭＰ３＿Ｏがその期間中ハイになり、コンパレータの出力側に設けられているローパスフィルタによって平滑化されるが、ＦＥＴのゲート電圧ＶＧは上昇してＦＥＴがオンになる。このＦＥＴが、オンの期間中コンデンサＣ１から放電されるようになり、目標電圧Ｖ_Vrefは放電の間引き下げられることになる。
【００６５】
次に、図６乃至図８に示した回路の動作を図９及び図１０を用いて説明する。なお、基本的な動作については図５（ａ）乃至（ｄ）で説明したので、ポイントとなる部分だけを説明する。
【００６６】
まず、図５（ａ）の電力点Ａなどにおいて十分太陽電池１００から電力供給が可能である状態における動作を図９（ａ）乃至（ｉ）を用いて説明する。なお、図９（ａ）乃至（ｉ）は、ある短い時間の動作を示しており、図６乃至図８に示した回路の基本的な動作説明を行うための図である。
【００６７】
図９（ａ）は、第１定電圧制御回路４１３の出力であるスイッチングパルスＰul_1を表している。この間、昇圧回路４１１の出力電圧及び当該出力電圧に応じた第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fb（図９（ｂ））は、図中は大げさに示されているが、スイッチングに応じて多少リプルが発生する程度の変動だけである。図９（ｃ）に示すように、このような第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbから第１定電圧制御回路４１３のオペアンプによって生成される信号Ａ1_Outは、三角波ＶＴＷ＿１と比較されて、信号Ａ1_Outの電圧の方が高い期間、図９（ａ）に示すようなスイッチングパルスがハイとなる。
【００６８】
一方、図９（ｄ）は、駆動信号発生回路４２４の出力Ｐul_2を表しており、図９（ｅ）は、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧Ｖo2_fbを表している。このように、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の動作周波数は、昇圧回路４１１の動作周波数とは異なっている。
【００６９】
図９（ｂ）に示した第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbは、目標電圧調整回路４２５に入力されると、前段のオペアンプで図９（ｇ）に示すような出力信号Ａ3_Outに変換される。このように波形は反転される。また、目標電圧調整回路４２５の後段のコンパレータでは、出力信号Ａ3_Outと三角波ＶＴＷ＿３とが比較される。しかしながら、出力信号Ａ3_Outは三角波ＶＴＷ＿３よりも電圧が高くなることはないので、図９（ｈ）に示すように、コンパレータの出力ＣＭＰ３＿Ｏ及びＦＥＴのゲート電圧ＶＧはローのままとなる。そうすると、図９（ｉ）に示すように、目標電圧調整回路４２５の出力電圧である目標電圧Ｖ_Vrefは、初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2のままとなる。
【００７０】
そうなると、第２定電圧制御回路の電圧誤差検出回路４２３における前段のオペアンプでは、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧Ｖo2_fbと初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2とが比較され、誤差信号Ａ2_Outが生成される。この誤差信号Ａ2_Outは、駆動信号発生回路４２４において三角波ＶＴＷ＿２と比較され、誤差信号Ａ2_Outの方が電圧が高い期間オンになるパルス波Ｐul_2（図９（ｄ））が生成される。
【００７１】
次に、図１０（ａ）乃至（ｏ）を用いて、昇圧回路４１１の出力電圧が低下し始めて、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbも低下し始めた場合の動作について説明する。なお、図１０（ａ）乃至（ｏ）は、本実施の形態の特徴を強調するように描かれているので、実際とは多少異なる部分もある。
【００７２】
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、太陽電池１００からの電力供給が減少するか最大電力点を超えて電力を引き出そうとすると、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbは下がりだし、昇圧回路４１１のＦＥＴのゲート端子に対するスイッチングパルスＰul_1のデューティー比は、例えば最大になる。これは、図１０（ｃ）に示すように、第１定電圧制御回路４１３のオペアンプの出力Ａ1_Outは、上昇して三角波ＶＴＷ＿１よりも高くなる期間が長くなる。
【００７３】
一方、昇圧回路部４１０の出力電圧が低下するため降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の出力電圧も低下するため、図１０（ｅ）に示すように、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧Ｖo2_fbも低下してゆく。
【００７４】
また、図１０（ｇ）に示すように、目標電圧調整回路４２５の前段のオペアンプの出力Ａ3_Outは、図１０（ｂ）に示した出力電圧Ｖo1_fbの低下とは反対に徐々に上昇して、三角波ＶＴＷ＿３よりも高くなる期間が発生する。そうすると、図１０（ｈ）に示すように、目標電圧調整回路４２５の後段のコンパレータの出力ＣＭＰ３＿Ｏ及びＦＥＴのゲート電圧ＶＧは、ハイになる期間が発生する。図１０（ｉ）に示すように、目標電圧調整回路４２５のＦＥＴがオンになると、目標電圧調整回路４２５のコンデンサＣ１に蓄えられた電荷がオンの期間中放電されるようになるので、目標電圧Ｖ_Vrefは、初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2よりも低下するようになる。なお、ＦＥＴがオフになると、コンデンサＣ１には電荷が蓄えられて目標電圧Ｖ_Vrefは上昇する。ＦＥＴがオフの期間が長ければ、目標電圧Ｖ_Vrefは、初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2に戻ることができるが、ＦＥＴがオンの期間が長くなって、ＦＥＴがオフの期間が短くなると、目標電圧Ｖ_Vrefは初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2に戻れなくなる。
【００７５】
なお、図１０（ｆ）は、図１０（ｉ）に示すような目標電圧Ｖ_Vrefの低下を反映しない場合を示しており、第２定電圧制御回路の電圧誤差検出回路４２３の出力電圧Ａ2_Outは、三角波ＶＴＷ＿２と比較され、出力電圧Ａ2_Outの方が高い期間中、スイッチングパルスＰul_2がハイになる（図１０（ｄ））。
【００７６】
上で述べ且つ図１０（ｊ）に示すように、目標電圧調整回路４２５の動作によって、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧Ｖo2_fbの低下に伴って、目標電圧Ｖ_Vrefは徐々に低下するので、両者の差は狭められたことになる。そうすると、第２定電圧制御回路では、出力電圧Ｖo2_fbの低下に応じて駆動レベルを上げた結果、あたかも効果があったようにみえるので駆動レベルを下げることになる。すなわち、図１０（ｋ）に示すように、電圧誤差検出回路４２３の誤差信号Ａ2_Outはやや低下して、三角波ＶＴＷ＿２と比較すると、誤差信号Ａ2_Outの電圧が高くなる期間は短くなる。なお、付加されているダッシュは調整済みを表している。
【００７７】
そうすると、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の駆動レベルが下がるので、昇圧回路４１１の出力電圧が上昇する。また、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbも、図１０（ｍ）に示すように上昇する。そうすると、図１０（ｎ）に示すように、第１定電圧制御回路４１３のオペアンプの出力Ａ1_Outは低下するので、三角波ＶＴＷ＿１よりも電圧が高くなる期間は短くなる。これに応じて、図１０（ｏ）に示すように、昇圧回路４１１のＦＥＴに対するスイッチングパルスＰul_1はデューティー比が低くなる。すなわち、ハイの期間が短くなる。
【００７８】
以上のような動作を行うことで、太陽電池１００の供給電力と電力変換装置４００によって引き出される電力とが早期に釣り合うようになる。その後は、太陽電池１００からの電力供給状態に応じて上で述べたものと同様の動作を繰り返せば、最大電力点を追跡していることになる。
【００７９】
このように高価なプロセッサなどを用いることなく安価な素子のみで最大電力点追跡が可能となる。
【００８０】
なお、上で述べた各回路の構成は一例であって、同様の機能を実現する様々な変形が可能である。
【００８１】
［実施の形態３］
図１１（ａ）に、リチウムイオン二次電池の充電方式の一例を示す。図１１（ａ）において、横軸は時間であり、縦軸は充電電圧及び電流を表す。図１１（ａ）から分かるように、充電電流を満充電になるまで一定に制御する。この際、電圧は図示するようなカーブを描きながら上昇する。一方、満充電になると充電電圧を一定となるように制御する。そうすると、充電電流は急激に減少することになる。同様に、図１１（ｂ）に、制御弁式鉛蓄電池の充電方式の一例を示す。図１１（ａ）と同様に、図１１（ｂ）でも、横軸は時間であり、縦軸は充電電圧及び電流を表す。基本的に、鉛蓄電池もリチウムイオン二次電池と同様の方式で充電する。
【００８２】
負荷蓄電池３００のこのような充電方法と太陽電池１００の供給電力状態とを勘案すると、図１２に示すような制御切換を行えば効率的に蓄電を行うことができるようになる。すなわち、太陽電池１００の発電電力が十分である場合（発電電力充足の場合）であって負荷蓄電池３００が満充電状態であれば、定電圧制御を行う。但し、満充電時電圧が電圧制御の目標電圧の場合には最大電力点追跡（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）は動作しない。また、太陽電池１００の発電電力が十分である場合（発電電力充足の場合）であって負荷蓄電池３００が充電中（すなわち充電未完了）であれば、定電流制御を行う。すなわち、太陽電池１００から十分な電力が供給されている場合には、満充電になった場合と満充電でなくなった場合とに、図１２の双方向矢印Ａに示すように制御を切換える。
【００８３】
さらに、太陽電池１００の発電電力が十分ない場合（発電電力不足の場合）であって負荷蓄電池３００が満充電状態であれば、ＭＰＰＴを伴う定電圧制御を行う。また、太陽電池１００の発電電力が十分ない場合（発電電力不足の場合）であって負荷蓄電池３００が充電中（すなわち充電未完了）であれば、ＭＰＰＴを伴う定電圧制御を行う。このように、太陽電池１００の発電電力が十分ない場合（発電電力不足の場合）には、制御の切換えは不要となっている。
【００８４】
しかし、負荷蓄電池３００に対して充電中である場合には、太陽電池１００の発電電力が十分ある場合と十分ない場合とで、図１２の双方向矢印Ｂに示すように制御を切換える。特に、双方向矢印Ｂで示す制御の切換は、充電中であるため適切に切換えることにより、充電が効率よく行われるようになる。
【００８５】
このような制御の切り換えを行うため、本実施の形態では図１３に示すような構成を採用する。
【００８６】
図１３に示すシステムは、太陽電池システムであって、太陽電池１００と、太陽電池１００からの出力に対して電力変換を行う電力変換装置５００と、電力変換装置５００の出力に接続されている負荷蓄電池３００及び様々な負荷Ａ乃至Ｃなどが接続されている。太陽電池１００及び負荷蓄電池３００は、従来と同じである。また、負荷Ａ乃至Ｃは、Ｄ／Ｄコンバータ回路付きの装置やＤ／Ａインバータ回路付きの装置などであり、これらも従来と同じである。なお、太陽電池１００は一例であって、例えば風力発電機などの他の自然エネルギー発電機であってもよい。
【００８７】
電力変換装置５００は、昇圧回路部５１０と降圧回路部５３０とを有する。昇圧回路部５１０は、（Ａ）太陽電池１００からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって昇圧する昇圧回路５１１と、（Ｂ）昇圧回路５１１の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１出力電圧検出回路５１２と、（Ｃ）第１出力電圧検出回路５１２からの出力信号の電圧と第１の目標電圧Ｖref_1との差に応じて昇圧回路５１１に対する定電圧制御を行う第１定電圧制御回路５１３とを有する。
【００８８】
また、降圧回路部５３０は、（Ａ）昇圧回路部５１０からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって降圧する降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路５３１と、（Ｂ）降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路５３１の出力電圧に応じた出力信号を出力する第２出力電圧検出回路５３２と、（Ｃ）第２出力電圧検出回路５３２からの出力信号の電圧と第１出力電圧検出回路５１２の出力に応じて変更された目標電圧Ｖ_Vrefとの差に応じた電圧の第１の誤差検出信号を出力する電圧誤差検出回路５３７と、（Ｄ）第１出力電圧検出回路５１２からの出力信号の電圧低下を検出すると、当該低下の度合いに応じて第２目標電圧Ｖref_2を低下させることで目標電圧Ｖ_Vrefを生成し、第２出力電圧検出回路５３２の出力電圧Ｖo2_fbと目標電圧Ｖ_Vrefとの差を強制的に狭める目標電圧調整回路５３８と、（Ｅ）負荷蓄電池３００に流れる電流に応じた電圧の出力信号を出力する蓄電池充電電流検出回路５３３と、（Ｆ）蓄電池充電電流検出回路５３３からの出力信号の電圧と予め設定されている目標電流に相当する電圧との差に応じた電圧の第２誤差検出信号を出力する電流誤差検出回路５３４と、（Ｇ）電流誤差検出回路５３４の第２の誤差検出信号と電圧誤差検出回路５３７の第１の誤差検出信号とのいずれかをその電圧値に応じて切り換える切換回路５３５と、（Ｈ）切換回路５３５の出力に応じて降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路５３１を駆動する駆動信号発生回路５３６とを有する。
【００８９】
本実施の形態では、図１２に示したような定電流制御を行うべき状態であれば、電流誤差検出回路５３４の第２誤差検出信号の電圧が、電圧誤差検出回路５３７の第１誤差検出信号の電圧以上となる。従って、切換回路５３５は、第２誤差検出信号を駆動信号発生回路５３６に出力する。すなわち、電流誤差検出回路５３４及び駆動信号発生回路５３６の組み合わせで定電流制御が行われ、蓄電池充電電流検出回路５３３において検出される、負荷蓄電池３００に流れる電流が一定になるように動作する。
【００９０】
一方、図１２に示したような定電圧制御を行うべき状態であれば、電圧誤差検出回路５３７の第１誤差検出信号の電圧が、電流誤差検出回路５３４の第２誤差検出信号の電圧を超えるようになる。従って、切換回路５３５は、第１誤差検出信号を駆動信号発生回路５３６に出力する。すなわち、電圧誤差検出回路５３７、目標電圧調整回路５３８及び駆動信号発生回路５３６の組み合わせで定電圧制御が行われる。定電圧制御が有効化されている場合には、基本的な動作は第２の実施の形態と同じになる。
【００９１】
このように制御を切り換え、さらに定電圧制御を実施する際には第２の実施の形態と同じようにＭＰＰＴを実施することになるので、効率的に負荷蓄電池３００への充電を行うことができる。
【００９２】
［実施の形態３の実施例］
本実施の形態に係る具体的回路例を、図１４に図６乃至図８との差分の部分のみを示す。図６に示している太陽電池１００は本実施の形態でも同じである。図６の昇圧回路４１１、第１出力電圧検出回路４１２及び第１定電圧制御回路４１３は、本具体的回路例における昇圧回路５１１、第１出力電圧検出回路５１２及び第１定電圧制御回路５１３と同じである。また、図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１及び第２出力電圧検出回路４２２は、本具体的回路例における降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路５３１及び第２出力電圧検出回路５３２と同じである。それ以外の回路については、図１４に示されている。
【００９３】
図１４に示すように、蓄電池３００及び蓄電池充電電流検出回路５３３は直列に接続されており、端子Ｆ及びＧを介して図７の第２出力電圧検出回路に接続される。図１４の駆動信号発生回路５３６の出力は、端子Ｄを介して図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路の駆動回路に接続される。図１４の電圧誤差検出回路５３７の入力は、端子Ｅを介して図７の第２出力電圧検出回路と接続されている。図１４の目標電圧調整回路５３８の入力は、端子Ｃを介して図６の第１出力電圧検出回路と接続されている。
【００９４】
本具体的回路例における切換回路５３５は、電流誤差検出回路５３４の出力と電圧誤差検出回路５３７の出力とをダイオードＯＲする回路である。これによって、電圧の高い方の誤差検出信号を駆動信号発生回路５３６に出力するようになっている。本具体的回路例における目標電圧調整回路５３８は、第１の実施の形態における回路例と同じになっている。また、本具体的回路例において電圧誤差検出回路５３７は、単純に第２出力電圧検出回路５３２の出力電圧Ｖo2_fbと目標電圧調整回路５３８から出力される目標電圧Ｖ_Vrefとの差を検出するような回路となっている。電流誤差検出回路５３４も、蓄電池充電電流検出回路５３３の出力と目標電流に相当する電圧Ｉ_Vrefとの差を検出するような回路となっている。
【００９５】
次に、図１５乃至図１７を用いて、本実施の形態における具体的回路例の動作を説明する。図１５（ａ）乃至（ｈ）は、定電流制御が行われている場合の動作を示す。
【００９６】
図１５（ａ）及び（ｂ）から分かるように、定電流制御では徐々に電圧変換装置４００の出力電圧Ｖo2は上昇する（図１５（ｂ））。図１５（ｂ）では、出力電圧Ｖo2の平均値Ｖo_aveが上昇することも示されている。また、蓄電池充電電流検出回路５３３の出力電圧Ｖbi_fbは、電流誤差検出回路５３４において目標電流に相当する電圧Ｉ_Vrefと比較され、出力電圧Ｖbi_fbはこの電圧Ｉ_Vref以上となっている期間ハイになる矩形波ＣＭＰ＿Ｉが生成される。但し、電流誤差検出回路５３４にはＣＲによるローパスフィルタが含まれているので、電流誤差検出回路５３４の出力信号Ｖfb_Iは図１５（ｅ）に示すような波形になる。矩形波ＣＭＰ＿Ｉのハイの期間が長ければ、出力信号Ｖfb_Iの電圧は高くなる。
【００９７】
図１５（ｆ）に示すように、第２出力電圧検出回路５３２の出力電圧Ｖo2_fbは、出力電圧Ｖo2に連動して上昇する。しかし、第１出力電圧検出回路５１２の出力は低下しないので目標電圧Ｖ_Vrefは初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2のままで、出力電圧Ｖo2_fbが目標電圧Ｖ_Vrefを超える期間は徐々に長くなる。すなわち、図１５（ｇ）に示すように徐々にハイの期間が長くなる矩形波ＣＭＰ＿Ｖが電圧誤差検出回路５３７により生成されるが、図１５（ｄ）で示したＣＭＰ＿Ｉよりもハイの期間は短くなる。従って、電圧誤差検出回路５３７に含まれるローパスフィルタによって平滑化された信号Ｖfb_Vの電圧は、図１５（ｅ）に示すように、電流誤差検出回路５３４からの出力信号Ｖfb_Iの電圧より低くなる。なお、出力電圧Ｖo2_fbと連動して上昇する点については同じである。従って、切換回路５３５は、電流誤差検出回路５３４からの出力信号Ｖfb_Iを図１５（ｈ）に示す信号Ｖfbとして駆動信号発生回路５３６に出力する。
【００９８】
駆動信号発生回路５３６は、図１５（ｈ）に示すように、三角波ＶＴＷ＿２と信号Ｖfbとを比較して、三角波ＶＴＷ＿２の方が電圧が高い期間にハイになる駆動パルス波Ｐul_2（図１５（ａ））が生成される。
【００９９】
これに対して蓄電池３００への充電が完了した場合の動作を図１６（ａ）乃至（ｈ）を用いて説明する。なお、図１６（ａ）は、基本的なパルス波Ｐul_2を示しており、定電流制御から定電圧制御への切換が反映されていない。
【０１００】
図１６（ｂ）に示すように、満充電になるまで電力変換装置５００の出力電圧Ｖo2は上昇し、満充電になると一定になるように制御される。一方、図１６（ｃ）に示すように、蓄電池充電電流検出回路５３３の出力電圧Ｖbi_fbは、満充電になると、低下することになる。そうすると、出力電圧Ｖbi_fbが目標電流に相当する電圧Ｉ_Vrefを超える期間が短くなって、図１６（ｄ）に示す矩形波ＣＭＰ＿Ｉがハイになる期間がなくなってしまう。そのため、電流誤差検出回路５３４のローパスフィルタの出力電圧Ｖfb_Iは、図１６（ｅ）に示すように、急激に低下してゼロになってしまう。
【０１０１】
一方、第１出力電圧検出回路５１２の出力電圧Ｖo1_fbは低下しないので、目標電圧Ｖ_Vrefは初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2のままとなる。但し、図１６（ｆ）に示すように、第２出力電圧検出回路５３２の出力電圧Ｖo2_fbは上昇するので、目標電圧Ｖ_Vrefを超える期間が長くなり、電圧誤差検出回路５３７のコンパレータの出力ＣＭＰ＿Ｖは、図１６（ｇ）に示すように、ハイの期間が長くなって、その後常にハイになってしまう。そうすると、図１６（ｅ）に示すように、電圧誤差検出回路５３７のローパスフィルタで平滑化された電圧Ｖfb_Vは、徐々に上昇し、その後最大値で一定となる。
【０１０２】
従って、図１６（ｅ）に示すように、途中で電流誤差検出回路５３４の出力電圧Ｖfb_Iより電圧誤差検出回路５３７の出力電圧Ｖfb_Vが高くなる。そうすると、図１６（ｈ）に示すように、切換回路５３５は、電圧の高い入力を駆動信号発生回路５３６に出力するので、途中で電圧誤差検出回路５３７の出力電圧Ｖfb_VをＶfbとして駆動信号発生回路５３６に出力するようになる。駆動信号発生回路５３６は、三角波ＶＴＷ＿２と出力電圧Ｖfbとを比較して、三角波ＶＴＷ＿２の方が高い期間がハイとなる矩形波Ｐul_2を生成する。図１６（ｈ）の例では、非常に短い期間のみハイとなる。
【０１０３】
次に、図１７（ａ）乃至（ｈ）を用いて、太陽電池１００からの電力供給が不足してしまうためＭＰＰＴを伴う定電圧制御を実施する場合の動作について説明する。なお、図１６（ａ）は、基本的なパルス波Ｐul_2を示しており、定電流制御から定電圧制御への切換が反映されていない。
【０１０４】
図１７（ｂ）に示すように、電力変換装置５００の出力電圧Ｖo2は、電力不足のため徐々に低下する。同様に、その平均電圧Ｖo_aveも低下する。また、電力不足で太陽電池１００から引き出される電流も低下するため、図１７（ｃ）に示すように、蓄電池充電電流検出回路５３３の出力電圧Ｖbi_fbも徐々に低下する。出力電圧Ｖbi_fbが目標電流に相当する電圧Ｉ_Vrefを常に下回るようになると、図１７（ｃ）に示すように、電流誤差検出回路５３４で生成される矩形波ＣＭＰ＿Ｉもハイになる期間がなくなってしまう。従って、電流誤差検出回路５３４のローパスフィルタで生成される第２誤差検出信号Ｖfb_Iは、矩形波ＣＭＰ＿Ｉがローになってしまうと、それに応じてゼロになってしまう。
【０１０５】
一方、図１７（ｆ）に示すように、第１出力電圧検出回路５１２の出力電圧Ｖo1_fbは電力不足のため低下するので、目標電圧調整回路５３８は、目標電圧Ｖ_Vrefを、初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2から強制的に引き下げるように動作する。第２出力電圧検出回路５３２の出力電圧Ｖo2_fbも低下するので、目標電圧Ｖ_Vrefとの差は小さくなる。但し、本例では、図１７（ｆ）に示すように、目標電圧Ｖ_Vrefよりも出力電圧Ｖo2_fbが高くなるので、電圧誤差検出回路５３７における矩形波ＣＭＰ＿Ｖのハイの期間が長くなって、その後ハイのままになる。そうすると、図１７（ｅ）に示すように、第１誤差検出信号Ｖfb_Vは、第２誤差検出信号Ｖfb_Iより高くなるので、この信号がＶfbとして出力されるようになる。駆動信号発生回路５３６は、三角波ＶＴＷ＿２と出力電圧Ｖfbとを比較して、三角波ＶＴＷ＿２の方が高い期間がハイとなる矩形波Ｐul_2を生成する。図１７（ｈ）の例では、非常に短い期間のみハイとなる。
【０１０６】
以上のような動作を行うことによって、定電流制御から定電圧制御に適切に切り換えが行われるようになる。すなわち、蓄電池３００に効率的に蓄電されるようになる。なお、定電圧制御から定電流制御への切り換えについては、上で述べたものと逆になるので、説明を省略する。
【０１０７】
また、定電圧制御においては、第２の実施の形態と同様にＭＰＰＴが行われるようになる。
【０１０８】
なお、回路例は様々な変形が可能であり、上で述べたような機能を実現できる他の構成を採用することも可能である。
【０１０９】
［実施の形態４］
図１８に本実施の形態に係るシステムの機能ブロック図を示す。図１８に示すシステムは、太陽電池システムであって、太陽電池１００と、太陽電池１００からの出力に対して電力変換を行う電力変換装置６００と、電力変換装置６００の出力に接続されている負荷蓄電池３００及び様々な負荷Ａ乃至Ｃなどが接続されている。太陽電池１００及び負荷蓄電池３００は、従来と同じである。また、負荷Ａ乃至Ｃは、Ｄ／Ｄコンバータ回路付きの装置やＤ／Ａインバータ回路付きの装置などであり、これらも従来と同じである。なお、太陽電池１００は一例であって、例えば風力発電機などの他の自然エネルギー発電機であってもよい。
【０１１０】
電力変換装置６００は、太陽電池１００からの出力直流電圧を昇圧させる昇圧回路部６１０と、昇圧回路部６１０の出力直流電圧を降圧する降圧回路部６２０とを有する。
【０１１１】
昇圧回路部６１０は、（Ａ）太陽電池１００からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって昇圧する昇圧回路６１１と、（Ｂ）昇圧回路６１１の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１出力電圧検出回路６１２と、（Ｃ）第１出力電圧検出回路６１２からの出力信号の電圧Ｖo1_fbと第１の目標電圧Ｖref_1との差に応じて昇圧回路６１１に対する定電圧制御を行う第１定電圧制御回路６１３とを有する。
【０１１２】
なお、昇圧回路６１１は、スイッチを有しており、当該スイッチをオンにする期間を変化させることによって、昇圧の度合いを調整するようになっている。このスイッチをオンにする期間をデューティー比（Ｄｕｔｙと表す）で表す。
【０１１３】
また、降圧回路部６２０は、（Ａ）昇圧回路部６１０からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって降圧する降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１と、（Ｂ）降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の出力電圧に応じた出力信号Ｖo2_fbを出力する第２出力電圧検出回路６２２と、（Ｃ）第２出力電圧検出回路６２２からの出力信号の電圧Ｖo2_fbを第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbに応じて変更して調整後信号Ｖof3を生成する検出信号調整回路６２３と、（Ｄ）検出信号調整回路６２３の出力である調整後信号Ｖof3と固定目標電圧Ｖ_Vrefとの差に応じた電圧の検出信号を出力する誤差検出回路６２４と、（Ｅ）誤差検出回路６２４の出力信号に応じて降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１を駆動する駆動信号発生回路６２５とを有する。
【０１１４】
検出信号調整回路６２３は、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbが所定基準以上低下するまでは、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbをそのまま調整後信号Ｖof3として誤差検出回路６２４に出力する。一方、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbが所定基準以上低下すると、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbも低下しているが、検出信号調整回路６２３は、強制的に固定目標電圧Ｖ_Vrefとの差を狭めるように出力電圧Ｖo2_fbを上昇させるようにする。Ｖ_Vrefを上回ることもあるが、差の絶対値は小さくなる。従って、誤差検出回路６２４では、電圧低下に応じて駆動レベルを上げた効果が現れて固定目標電圧Ｖ_Vrefとの差が小さくなったように見えるため、駆動信号発生回路６２５に駆動レベルを下げるような駆動信号を生成させるようになる。これによって、太陽電池１００からの供給電力低下に応じて駆動レベルを調整することができるようになる。
【０１１５】
次に、図１９を用いて、図１８に示した電力変換装置６００の動作について説明する。なお、太陽電池１００からの出力電力をＰpv、電力変換装置６００の昇圧回路部６１０の出力電圧をＶ1d_out、出力電力をＰ1d、第１定電圧制御回路６１３から昇圧回路６１１への出力をＤｕｔｙ、固定目標電圧をＶ_Vref、検出信号調整回路６２３の出力をＶof3、降圧回路部６２０の出力電圧をＶout、出力電力をＰoutと表すものとする。
【０１１６】
図１９（ａ）乃至（ｄ）に、図１８に示した電力変換装置６００の動作を説明するための波形図を示す。図１９（ａ）（ｂ）及び（ｄ）は、第２の実施の形態の場合と同じである。本実施の形態では、上でも述べたように、太陽電池１００から電力を引き出しすぎると、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fb、昇圧回路部６１０の出力電圧Ｖ1d_out及び降圧回路部６２０の出力電圧Ｖoutも低下することになる。従って、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbも低下して、それに応じて検出信号調整回路６２３の出力電圧Ｖof3も低下する。しかし、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbが所定基準以上低下すれば、検出信号調整回路６２３が、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbを強制的に上昇させる。すなわち、図１９（ｃ）に示すように、調整後信号Ｖof3を上昇させて、固定の目標電圧Ｖ_Vrefとの差を狭めることによって、誤差検出回路６２４及び駆動信号発生回路６２５による降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の駆動レベルを低下させるように調整している。このように、太陽電池１００から電力を引き出しすぎるという状況になると、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbを調整して、固定の目標電圧Ｖ_Vrefとの差を狭めるように調整することで、第２の実施の形態と同様に、太陽電池１００の最大電力点を安価な回路素子で追跡させることができるようになる。
【０１１７】
［実施の形態４の実施例］
本実施の形態に係る具体的回路例を、図２０に図６乃至図８との差分の部分のみを示す。図６に示している太陽電池１００は本実施の形態でも同じである。図６の昇圧回路４１１、第１出力電圧検出回路４１２及び第１定電圧制御回路４１３は、本具体的回路例における昇圧回路６１１、第１出力電圧検出回路６１２及び第１定電圧制御回路６１３と同じである。また、図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１及び第２出力電圧検出回路４２２は、本具体的回路例における降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１及び第２出力電圧検出回路６２２と同じである。それ以外の回路については、図２０に示されている。
【０１１８】
図２０に示すように、図７の第２出力電圧検出回路の出力は、端子Ｅを介して図２０の検出信号調整回路６２３に接続されている。図２０の駆動信号発生回路６２５の出力は、端子Ｄを介して図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路の駆動回路の入力に接続されている。
【０１１９】
誤差検出回路６２４及び駆動信号発生回路６２５は、検出信号調整回路６２３からの出力Ｖof3について定電圧制御を行う回路である。一方、検出信号調整回路６２３は、コンパレータ又はオペアンプ毎に機能が分かれている。具体的には、左下に示したオペアンプは、第１定電圧制御回路６１３の前段のオペアンプと同様に目標電圧Ｖref_1と検出信号Ｖo1_fbとの誤差を検出して誤差信号Ａ3_Outを生成する。コンパレータでは、三角波ＶＴＷ＿３と誤差信号Ａ3_Outとを比較して、三角波ＶＴＷ＿３の方が電圧が高い期間オンになるパルス波ＣＭＰ３＿Ｏが生成される。パルス波ＣＭＰ３＿Ｏは、コンパレータの後段に設けられているローパスフィルタで平滑化されてＦＥＴ（Ｓ２）のゲート電圧ＶＧが生成される。このＦＥＴ（Ｓ２）がオンとなっている場合には、コンデンサＣ２には電荷が貯まらない。一方、ＦＥＴ（Ｓ２）がオフになると、その期間だけコンデンサＣ２に電荷が貯まるため、徐々にトランジスタＴのベースに印加される電圧ＶＱＢが上昇する。トランジスタＴは、電圧ＶＱＢが所定電圧以上になると、オンになる。
【０１２０】
一方、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbが入力されるオペアンプ（右上）では、出力電圧Ｖo2_fbを反転させて中間信号Ｖof2を生成する。さらに、もう１つのオペアンプは、中間信号Ｖof2を反転させて、検出信号調整回路６２３の出力Ｖof3を生成する。
【０１２１】
第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbが所定基準以上下がってトランジスタＴがオンになると、トランジスタＴのエミッタは接地されているので、中間信号Ｖof2の電位は、強制的に引き下げられる。このように、トランジスタＴがオンになると、中間信号Ｖof2は強制的に引き下げられる。一方、後段のオペアンプでは、中間信号Ｖof3を反転させるので、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbが所定基準以上下がってトランジスタＴがオンになると、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbは反対に引き上げられて、その結果が出力Ｖof3として得られるようになる。
【０１２２】
次に、本実施例に係る電力変換装置６００の動作を図２１及び図２２を用いて説明する。まず、図５（ａ）の電力点Ａなどにおいて十分太陽電池１００から電力供給が可能である状態における動作を図２１（ａ）乃至（ｊ）を用いて説明する。なお、図２１（ａ）乃至（ｊ）は、ある短い時間の動作を示しており、図２０等に示した回路の基本的な動作説明を行うための図である。
【０１２３】
図２１（ａ）は、第１定電圧制御回路６１３の出力であるスイッチングパルスＰul_1を表している。この間、昇圧回路６１１の出力電圧及び当該出力電圧に応じた第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fb（図２１（ｂ））は、図中は大げさに示されているが、スイッチングに応じて多少リプルが発生する程度の変動だけである。図２１（ｃ）に示すように、このような第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbから第１定電圧制御回路６１３のオペアンプによって生成される信号Ａ1_Outは、三角波ＶＴＷ＿１と比較されて、信号Ａ1_Outの電圧の方が高い期間、図２１（ａ）に示すようなスイッチングパルスにおいてハイとなる。
【０１２４】
一方、図２１（ｄ）は、駆動信号発生回路６２５の出力Ｐul_2を表しており、図２１（ｅ）は、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbを表している。このように、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の動作周波数は、昇圧回路６１１の動作周波数とは異なっている。
【０１２５】
図２１（ｂ）に示した第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbは、検出信号調整回路６２３に入力されると、初段のオペアンプで図２１（ｈ）に示すような出力信号Ａ3_Outに変換される。このように波形は反転される。また、検出信号調整回路６２３の次段のコンパレータでは、出力信号Ａ3_Outと三角波ＶＴＷ＿３とが比較される。しかしながら、出力信号Ａ3_Outは三角波ＶＴＷ＿３よりも電圧が高くなることはないので、図２１（ｉ）及び（ｊ）に示すように、コンパレータの出力ＣＭＰ３＿Ｏ及びＦＥＴのゲート電圧ＶＧはハイのままとなる。そうすると、図２１（ｊ）に示すように、検出信号調整回路６２３のトランジスタＴのベース電圧ＶＱＢは、ゼロのままになる。
【０１２６】
そうなると、検出信号調整回路６２３に入力された第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fb（図２１（ｅ））は、検出信号調整回路６２３の上段の２つのオペアンプで単純な信号の反転が行われて、図２１（ｆ）に示すように、検出信号調整回路６２３の調整後信号Ｖof3は、ほぼ出力電圧Ｖo2_fbと同じになる。
【０１２７】
誤差検出回路６２４では、調整後信号Ｖof3と固定目標電圧Ｖ_Vrefとが比較され、誤差信号Ａ2_Outが生成される。駆動信号発生回路６２５では、誤差信号Ａ2_Outと三角波ＶＴＷ＿２とが比較され、誤差信号Ａ2_Outの電圧の方が高い期間ハイになる矩形波Ｐul_2が生成される（図２１（ｄ））。
【０１２８】
次に、図２２（ａ）乃至（ｑ）を用いて、昇圧回路６１１の出力が低下し始めて、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbも低下し始めた場合の動作について説明する。なお、図２２（ａ）乃至（ｑ）は、本実施の形態の特徴を強調するように描かれているので、実際とは多少異なる部分もある。
【０１２９】
図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように、太陽電池１００からの電力供給が減少するか最大電力点を超えて電力を引き出そうとすると、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbは下がりだし、昇圧回路６１１のＦＥＴのゲート端子に対するスイッチングパルスＰul_1のデューティー比は、例えば最大になる。これは、図２２（ｃ）に示すように、第１定電圧制御回路６１３のオペアンプの出力Ａ1_Outは、上昇して三角波ＶＴＷ＿１よりも高くなる期間が長くなる。
【０１３０】
一方、昇圧回路部６１０の出力電圧が低下するため降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の出力電圧も低下するため、図２２（ｅ）及び（ｋ）に示すように、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbも低下してゆく。
【０１３１】
また、図２２（ｈ）に示すように、検出信号調整回路６２３の初段のオペアンプの出力Ａ3_Outは、図２２（ｂ）に示した出力電圧Ｖo1_fbの低下とは反対に徐々に上昇して、三角波ＶＴＷ＿３よりも高くなる期間が発生する。そうすると、図２２（ｉ）及び（ｊ）に示すように、検出信号調整回路６２３の次段のコンパレータの出力ＣＭＰ３＿Ｏ及びＦＥＴのゲート電圧ＶＧは、ローになる期間が発生する。そうすると、図２２（ｊ）に示すように、検出信号調整回路６２３のＦＥＴ（Ｓ２）がオフになると、コンデンサＣ２に電荷がチャージされはじめて、トランジスタＴのベース電圧ＶＱＢは、ＦＥＴ（Ｓ２）がオフの期間は上昇する。ＦＥＴ（Ｓ２）がオフの期間が長くなり頻繁に発生するようになると、トランジスタＴのベース電圧ＶＱＢは、トランジスタＴをオンにする程度まで高くなる。
【０１３２】
なお、検出信号調整回路６２３による出力電圧Ｖo2_fbに対する調整が行われるまでは、図２２（ｆ）に示すように、出力電圧Ｖo2_fbと同じような波形が調整後信号Ｖof3となる。中間信号Ｖof2は、出力電圧Ｖo2_fbを反転させた信号である。誤差検出回路６２４は、固定目標電圧Ｖ_Vrefと調整後信号Ｖof3との誤差信号Ａ2_Outを生成し（図２２（ｇ））、駆動信号発生回路６２５は、三角波ＶＴＷ＿３と誤差信号Ａ2_Outとを比較して、誤差信号Ａ2_Outの電圧が高い期間ハイになる矩形波Ｐul_2が生成される（図２２（ｄ））。
【０１３３】
図２２（ｌ）に示すように、ベース電圧ＶＱＢが上昇してトランジスタＴがオンになり、中間信号Ｖof2が引き下げられると、反対に調整後信号Ｖof3は引き上げられることになる。図２２（ｌ）で丸で示した部分が、中間信号Ｖof2の引き下げ及び調整後信号Ｖof3の引き上げが行われている部分である。これによって、固定目標電圧Ｖ_Vrefと調整後信号Ｖof3の差は、固定目標電圧Ｖ_Vrefと出力電圧Ｖo2_fbとの差よりも狭められている。両者の上下関係は反転することもある。なお、図２２（ｌ）以降の図においてダッシュが付されている記号は、検出信号調整回路６２３の調整の影響を受けていることを表している。
【０１３４】
なお、図２２（ｍ）に示すように、誤差検出回路６２４の出力電圧Ａ2_Outは、三角波ＶＴＷ＿２と比較され、出力電圧Ａ2_Outの方が高い期間中、スイッチングパルスＰul_2がハイになる。
【０１３５】
出力電圧Ｖo2_fbが低下すると、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の駆動レベルを上げて出力電圧Ｖo2_fbを上昇させるように誤差検出回路６２４及び駆動信号発生回路６２５は動作する。しかし上で述べたように、調整後信号Ｖof3と固定目標電圧Ｖ_Vrefとの差を狭めるように検出信号調整回路６２３は動作するので、出力電圧Ｖo2_fbの低下に応じて駆動レベルを上げた結果、あたかも効果があったように見えるので、誤差検出回路６２４及び駆動信号発生回路６２５が駆動レベルを下げるようになる。すなわち、図２２（ｍ）に示すように、誤差検出回路６２４の誤差信号Ａ2_Outはやや低下して、三角波ＶＴＷ＿２と比較すると、誤差信号Ａ2_Outの電圧が高くなる期間は短くなる。
【０１３６】
そうすると、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の駆動レベルが下がるので、昇圧回路６１１の出力電圧が上昇する。また、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbも、図２２（ｏ）に示すように上昇する。そうすると、図２２（ｐ）に示すように、第１定電圧制御回路６１３のオペアンプの出力Ａ1_Outは低下するので、三角波ＶＴＷ＿１よりも電圧が高くなる期間は短くなる。これに応じて、図２２（ｑ）に示すように、昇圧回路６１１のＦＥＴに対するスイッチングパルスＰul_1はデューティー比が低くなる。すなわち、ハイの期間が短くなる。
【０１３７】
以上のような動作を行うことで、太陽電池１００の供給電力と電力変換装置６００によって引き出される電力とが早期に釣り合うようになる。その後は、太陽電池１００からの電力供給状態に応じて上で述べたものと同様の動作を繰り返せば、最大電力点を追跡していることになる。
【０１３８】
このように高価なプロセッサなどを用いることなく安価な素子のみで最大電力点追跡が可能となる。
【０１３９】
なお、上で述べた各回路の構成は一例であって、同様の機能を実現する様々な変形が可能である。
【０１４０】
［実施の形態５］
第５の実施の形態では、第４の実施の形態を、第３の実施の形態に従った形で変形した構成を採用する。
【０１４１】
本実施の形態に係るシステムは、太陽電池システムであって、図２３に示すように、太陽電池１００と、太陽電池１００からの出力に対して電力変換を行う電力変換装置７００と、電力変換装置７００の出力に接続されている負荷蓄電池３００及び様々な負荷Ａ乃至Ｃなどが接続されている。太陽電池１００及び負荷蓄電池３００は、従来と同じである。また、負荷Ａ乃至Ｃは、Ｄ／Ｄコンバータ回路付きの装置やＤ／Ａインバータ回路付きの装置などであり、これらも従来と同じである。なお、太陽電池１００は一例であって、例えば風力発電機などの他の自然エネルギー発電機であってもよい。
【０１４２】
電力変換装置７００は、昇圧回路部７１０と降圧回路部７３０と有する。昇圧回路部７１０は、（Ａ）太陽電池１００からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって昇圧する昇圧回路７１１と、（Ｂ）昇圧回路７１１の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１出力電圧検出回路７１２と、（Ｃ）第１出力電圧検出回路７１２からの出力信号の電圧と第１の目標電圧Ｖref_1との差に応じて昇圧回路７１１に対する定電圧制御を行う第１定電圧制御回路７１３とを有する。
【０１４３】
また、降圧回路部７３０は、（Ａ）昇圧回路部７１０からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって降圧する降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路７３１と、（Ｂ）降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路７３１の出力電圧に応じた出力信号を出力する第２出力電圧検出回路７３２と、（Ｃ）第２出力電圧検出回路７３２からの出力信号の電圧Ｖo2_fbを第１出力電圧検出回路７１２の出力電圧Ｖo1_fbに応じて変更して調整後信号Ｖof3を生成する電圧検出信号調整回路７３７と、（Ｄ）電圧検出信号調整回路７３７の出力である調整後信号Ｖof3と固定目標電圧Ｖ_Vrefとの差に応じた電圧の検出信号を出力する電圧誤差検出回路７３８と、（Ｅ）負荷蓄電池３００に流れる電流に応じた電圧の出力信号を出力する蓄電池充電電流検出回路７３３と、（Ｆ）蓄電池充電電流検出回路７３３からの出力信号の電圧と予め設定されている目標電流に相当する電圧との差に応じた電圧の第２誤差検出信号を出力する電流誤差検出回路７３４と、（Ｇ）電流誤差検出回路７３４の出力信号と電圧誤差検出回路７３８の出力信号とのいずれかをその電圧値に応じて切り換える切換回路７３５と、（Ｈ）切換回路７３５の出力に応じて降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路７３１を駆動する駆動信号発生回路７３６とを有する。
【０１４４】
本実施の形態では、図１２に示したような定電流制御を行うべき状態であれば、電流誤差検出回路７３４の第２誤差検出信号の電圧が、電圧誤差検出回路７３８の第１誤差検出信号の電圧以上となる。従って、切換回路７３５は、第２誤差検出信号を駆動信号発生回路７３６に出力する。すなわち、電流誤差検出回路７３４及び駆動信号発生回路７３６の組み合わせで定電流制御が行われ、蓄電池充電電流検出回路７３３において検出される負荷蓄電池３００に流れる電流が一定になるように動作する。
【０１４５】
一方、図１２に示したような定電圧制御を行うべき状態であれば、電圧誤差検出回路７３８の第１誤差検出信号の電圧が、電流誤差検出回路７３４の第２誤差検出信号の電圧を超えるようになる。従って、切換回路７３５は、第１誤差検出信号を駆動信号発生回路７３６に出力する。すなわち、電圧誤差検出回路７３８、電圧検出信号調整回路７３７及び駆動信号発生回路７３６の組み合わせで定電圧制御が行われる。定電圧制御が有効化されている場合には、基本的な動作は第４の実施の形態と同じになる。
【０１４６】
このように制御を切り換え、さらに定電圧制御を実施する際には第４の実施の形態と同じようにＭＰＰＴを実施することになるので、効率的に負荷蓄電池３００への充電を行うことができる。
【０１４７】
［実施の形態５の実施例］
本実施の形態に係る具体的回路例を、図２４に図６乃至図８との差分の部分のみを示す。図６に示している太陽電池１００は本実施の形態でも同じである。図６の昇圧回路４１１、第１出力電圧検出回路４１２及び第１定電圧制御回路４１３は、本具体的回路例における昇圧回路７１１、第１出力電圧検出回路７１２及び第１定電圧制御回路７１３と同じである。また、図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１及び第２出力電圧検出回路４２２は、本具体的回路例における降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路７３１及び第２出力電圧検出回路７３２と同じである。それ以外の回路については、図２４に示されている。
【０１４８】
図２４に示すように、蓄電池３００及び蓄電池充電電流検出回路７３３は直列に接続されており、端子Ｆ及びＧを介して図７の第２出力電圧検出回路に接続される。図２４の駆動信号発生回路７３６の出力は、端子Ｄを介して図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路の駆動回路に接続される。図２４の電圧検出信号調整回路７３７の入力は、端子Ｅを介して図７の第２出力電圧検出回路と接続されている。図２４の電圧検出信号調整回路７３７の入力は、端子Ｃを介して図６の第１出力電圧検出回路と接続されている。
【０１４９】
本具体的回路例における切換回路７３５は、電流誤差検出回路７３４の出力と電圧誤差検出回路７３８の出力とをダイオードＯＲする回路である。これによって、電圧の高い方の誤差検出信号を駆動信号発生回路７３６に出力するようになっている。本具体的回路例における電圧検出信号調整回路７３７は、第４の実施の形態における回路例と同じになっている。電流誤差検出回路７３４も、蓄電池充電電流検出回路７３３の出力と目標電流に相当する電圧Ｉ_Vrefとの差を検出するような回路となっている。
【０１５０】
本具体的回路例における定電流制御と定電圧制御の切り換えについては第３の実施の形態と同じであり、ＭＰＰＴを伴う定電圧制御について第４の実施の形態と同じである。従って、ここでは説明を省略する。
【０１５１】
［実施の形態６］
第１、第２及び第４の実施の形態に係る電力変換装置は、例えば図２５のように用いることができる。図２５の例では、５つの太陽電池の各々に、電力変換装置を接続する。そして、全ての電力変換装置の全ての出力は、コンデンサ２００１と、負荷蓄電池２００３と、ＤＣ／ＡＣインバータ回路やＤＣ／ＤＣコンバータ回路などの様々な負荷に接続される。
【０１５２】
１つの大きな太陽電池に対して１つの電力変換装置を接続するような構成では、当該太陽電池の一部分だけ影などにより出力が低下した場合、当該太陽電池の出力電力カーブが複雑になるため、最大電力点の追跡が難しくなる。しかし、図２５に示すように、太陽電池をある程度の大きさに分割して、各太陽電池に電力変換装置を接続して、各々で最大電力点を追跡するようにすれば、一部の太陽電池の出力電力が低下したりしても、その太陽電池に合わせて担当の電力変換装置が出力電力を引き下げるように動作する。すなわち、全体としても最大電力点に追従することが容易になり、全体として効率の良いシステムが得られるようになる。
【０１５３】
太陽電池の出力電圧が高電圧（例えば、開放電圧が３００Ｖ度設定）、出力電流が低電流（例えば、短絡電流１Ａ程度設定）の場合は、図２５のように接続することが好ましい。図２５の例では、負荷蓄電池２００３に供給される電流Ｉo_Dは、全ての電力変換装置の出力電流の和になる。すなわち、Ｉo_D＝Ｉo_D1＋Ｉo_D2＋Ｉo_D3＋Ｉo_D4＋Ｉo_D5となる。一方、出力電圧Ｖo_Dは一定である。
【０１５４】
Ｄ／Ｄコンバータ回路の出力電圧を４００Ｖとしたいとき、約１．５乃至２倍程度の昇圧比として図２５のように接続することで、総電力は大きく取り出せることになるとともに、Ｄ／Ｄコンバータ回路を効率の良い領域で使用することが出来る。
【０１５５】
さらに、図２６に示すように、各電力変換装置の出力にダイオードのカソードを接続し、全てのダイオードの全てのアノードを接続することによって、システムの電力変換装置の出力をダイオードＯＲ回路で接続するようにしても良い。
【０１５６】
また、図２７に示すような構成も可能である。すなわち、コンデンサ２００１及び負荷蓄電池２００３などに接続されている電力変換装置＿１を最上位として、負極側端子が接地されている電力変換装置＿５を最下位とした時、最上位及び最下位の電力変換装置を除く電力変換装置の正極側出力を上位の電力変換装置の負極側出力に接続し、電力変換装置の負極側出力を下位の電力変換装置の正極側出力に接続し、最上位の電力変換装置の正極側出力をコンデンサ２００１等に接続し、最下位の電力変換装置の負極側出力を接地する。図２８に一部を示すように、電力変換装置の第２出力電圧検出回路の端子Ｐを正極側端子とし、第２出力電圧検出回路の端子Ｑを負極側端子としている。
【０１５７】
太陽電池の出力電圧が低電圧（例えば、開放電圧が３０Ｖ程度の設定）、出力電流が低電流（例えば、短絡電流１０Ａ程度設定）の場合は、図２７に示すように接続することが好ましい。図２７の例では、負荷蓄電池２００３に供給される電圧Ｖo_Dは、全ての電力変換装置の出力電圧の和となる。すなわち、Ｖo_D＝Ｖo_D1＋Ｖo_D2＋Ｖo_D3＋Ｖo_D4＋Ｖo_D5となる。一方、出力電流Ｉo_Dは一定である。
【０１５８】
また、Ｄ／Ｄコンバータ回路の出力電圧を４００Ｖとしたいときは、Ｄ／Ｄコンバータ回路を約１．５乃至２倍程度の昇圧比として、電力変換回路を１０直列程度にすることで、目標電圧を得ることができる。Ｄ／Ｄ昇圧比を低くすることができるため、効率の良い領域で使用することが出来る。
【０１５９】
さらに、図２９に示すように、図２７に示した回路の各電力変換装置の負極側端子にダイオードのアノードを接続し、正極側端子にカソードを接続するような構成を採用するようにしても良い。
【０１６０】
上では太陽電池と電力変換装置の組み合わせを５つ利用する例を示したが、個数は５に限定されるものではない。
【０１６１】
当然ながら太陽電池は一例であり、風力発電機など他の自然エネルギーからの発電機にも適用できる。さらに、風力発電機や太陽電池などを複合的に用いるシステムにおいても適用可能である。
【０１６２】
以上本発明の実施の形態を説明したが、同様の機能を実現する他の回路例を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１６３】
１００ 太陽電池
２００，４００，５００，６００，７００ 電力変換装置
３００ 負荷蓄電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最大電力点を有する直流電源に対する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１（ａ）に一般的な太陽電池の出力電流−出力電圧特性、図１（ｂ）に出力電流−出力電力特性を示す。図１（ａ）に示すように、太陽電池の出力電圧は、出力電流が増加すると徐々に減少するが、出力電流が所定の値を超えると急激に減少するような特性を有している。このような特性から、図１（ｂ）に示すように、出力電力Ｐ（＝出力電圧Ｖ×出力電流Ｉ）は、出力電流が所定の値になるまでは増加するが、所定の値を超えると急激に減少する。電圧を基準に考えた場合にも、所定の電圧値を超えると急激に出力電力Ｐが減少することになる。
【０００３】
このような特性を有する太陽電池などの直流電源から出力される電力を効率的に利用するためには、電力極大値である最大電力点において蓄電池などの負荷に電力を伝えることが必要となる。すなわち、最大電力点追跡（Maximum Power Point Tracking）制御が必要となり、そのための技術が幾つか存在している。
【０００４】
例えば特開昭６３−５７８０７号には、太陽電池の出力電圧と出力電流を検出し、出力電圧の微分値を利用した最大点追尾方法が開示されている。この技術は、最大電力点での微分値がゼロであることを利用する方法で、現動作点での制御信号に微少変位を与えたときの電圧及び電流を検出し、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換した後、演算により電力の微分値を求め、この電力の微分値がゼロになるように制御する。この技術には、Ａ／Ｄ変換や演算のためにマイコンやＤＳＰ(Digital Signal Processor）が必要となるため、高価となる。
【０００５】
また、特開昭６２−８５３１２号には、いわゆる山登り法での最大電力点追尾方法が開示されている。この方法は、２点の電圧及び電流値を測定し、各点での電力を算出した後、電力値を比較し、電力値が大きい方に制御点を移動して行き、制御点移動方向が交互に上昇下降する点で安定させる制御方法である。この制御方法では、制御点の移動量分、最大電力点を挟んで、変動をし続けることになり、移動量を大きく出来ない。また、移動量を小さくしすぎると、最大電力点付近まで制御点を移動するのに時間がかかり、太陽電池の出力電力特性の変化に追従できなくなってしまう。
【０００６】
さらに、特開平７−０７２９４１号では、３点以上の電圧電流点を検出しそれぞれの電力を算出した後近似式にて最大電力点を推測し、この推測点で制御する方法が開示されている。この方法は、太陽電池の特性変化に従って、３点以上の電圧電流値から各々の電力を算出し、近似式で暫定最大電力点を見つけ出す手法である。しかし、この方法によれば、少なくとも１点の電圧電流点が最大電力点を越えたところの点であり、且つ少なくとも１点の電圧電流点が最大電力点を越えていないところの点である必要がある。従って、このような電圧電流点に制御点を移動させる必要があり、そのための制御回路が複雑且つ高価になる。
【０００７】
また、特開平７−１２９２６４号には、太陽電池の出力電圧と電力変換部の出力電流の変動傾向から動作点位置を検出して最大電力点を追尾する方法が開示されている。この方法では、太陽電池の出力電圧と電力変換部の出力電流の変動傾向から、電力変換部を制御する指令値に対し、ΔＶだけ増減させるため、電力変換部の出力変化量は、デジタル的な変動をすることになる。このことは、太陽電池の、日射量変化等による特性変化に対し、ΔＶが大きければ、電力変換部の出力変化量が大きくなるためばたつきが発生し、ΔＶが小さければ、安定するのに時間がかかることになり、固定のΔＶでは、素早く且つ安定に制御できないという問題がある。また、変動傾向から太陽電池の動作位置を検出した後、指令値を変化させるため、遅延が大きくなり応答性が悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−５７８０７号
【特許文献２】特開昭６２−８５３１２号
【特許文献３】特開平７−０７２９４１号
【特許文献４】特開平７−１２９２６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上で述べたように、従来技術には、気象状況等に応じて出力電力が変動する太陽電池や風力発電機などの直流電源の出力における最大電力点を高速に追跡する安価な電力変換装置は開示されていない。
【００１０】
従って、本発明の目的は、一側面において、気象状況等に出力電力が応じて変動する太陽電池や風力発電機などの直流電源の出力における最大電力点を追跡できる安価な電力変換装置を提供することである。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、気象状況等に応じて出力電力が変動する太陽電池や風力発電機などの直流電源の出力における最大電力点を高速に追跡できる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様に係る電力変換装置は、（Ａ）最大電力点を有する直流電源からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ昇圧変換する第１のＤ／Ｄコンバータ回路と、（Ｂ）第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１の電圧検出回路と、（Ｃ）第１の電圧検出回路の出力信号の電圧と第１の目標電圧との差に応じて、第１のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う第１の定電圧制御回路と、（Ｄ）第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧をＤＣ／ＤＣ降圧変換する第２のＤ／Ｄコンバータ回路と、（Ｅ）第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第２の電圧検出回路と、（Ｆ）第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との差に応じて、第２のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う第２の定電圧制御回路と、（Ｇ）第１の定電圧制御回路による制御にもかかわらず第１の電圧検出回路の出力信号の電圧が低下すると、第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路とを有する。
【００１３】
最大電力点を有する直流電源の場合、第１及び第２の定電圧制御回路が直流電源の電力供給能力を超えて電力を引き出そうとして第１及び第２のＤ／Ｄコンバータ回路を駆動すると、第１及び第２の定電圧制御回路による制御にも拘わらず第１及び第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧が低下する。そうすると、第１及び第２の電圧検出回路の出力信号の電圧も低下し、上で述べたように調整回路が動作する。調整回路が動作すると、第２の定電圧制御回路は、自らの制御の効果が現れたと判断し、第２のＤ／Ｄコンバータ回路の駆動レベルを、第１の電圧検出回路からの出力信号の電圧低下前の状態程度に戻してゆく。すなわち、第２のＤ／Ｄコンバータ回路の目標出力電圧が引き下げられたような現象が生じて、それに応じてさらに第１のＤ／Ｄコンバータ回路の目標出力電圧も引き下げられたようになる。そうすると、直流電源から引き出す電力も直流電源の電力供給能力よりも減少するので、第１及び第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧は上昇することになる。このような動作が繰り返されて、最大電力点の追跡が行われる。また、このような回路は、安価な回路素子のみで構成することができる。なお、第１の電圧検出回路からの出力信号の電圧がある程度下がれば調整回路が動作するので、最大電力点の高速な追跡が可能となる。
【００１４】
また、Ｄ／Ｄコンバータ回路を２段構成とすることで出力電力が多様に変化するような直流電源に対応することができるようになる。
【００１５】
さらに、上で述べた調整回路は、第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、第２の目標電圧を低下させる動作を行う回路を有するようにしてもよい。簡易な構成で上記調整回路を実現することができる。なお、第２の目標電圧を低下させる動作は、例えば放電回路による放電などによって実現される。
【００１６】
また、上で述べた調整回路が、（Ｇ１）第２の電圧検出回路の出力信号の極性を反転させる第１の反転回路と、（Ｇ２）第１の反転回路の出力信号の電圧を、第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、引き下げる反転信号調整回路と、（Ｇ３）反転信号調整回路によって電圧が引き下げられた第１の反転回路の出力信号の極性を反転させる第２の反転回路とを有するようにしても良い。このようにすれば、第２の電圧検出回路の出力信号の電圧を適切に調整することができるようになる。
【００１７】
本発明の第２の態様に係る電力変換装置は、（Ａ）最大電力点を有する直流電源からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ昇圧変換する第１のＤ／Ｄコンバータ回路と、（Ｂ）第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１の電圧検出回路と、（Ｃ）第１の電圧検出回路の出力信号の電圧と第１の目標電圧との差に応じて、第１のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う定電圧制御回路と、（Ｄ）第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧をＤＣ／ＤＣ降圧変換する第２のＤ／Ｄコンバータ回路と、（Ｅ）第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第２の電圧検出回路と、（Ｆ）第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との差に応じた定電圧制御のための第１の誤差信号を生成する第１の誤差検出回路と、（Ｇ）第２のＤ／Ｄコンバータ回路から出力される電力を蓄電する蓄電池に流れる電流の電流値を検出する蓄電池充電電流検出回路と、（Ｈ）蓄電池充電電流検出回路により検出された電流値と当該電流値の目標値との差に応じた定電流制御のための第２の誤差信号を生成する第２の誤差検出回路と、（Ｉ）第１の誤差信号又は第２の誤差信号に応じて第２のＤ／Ｄコンバータ回路を駆動する駆動回路と、（Ｊ）第１の誤差信号の電圧が第２の誤差信号の電圧より高い場合には第１の誤差信号を駆動回路に出力し、第２の誤差信号の電圧が第１の誤差信号の電圧以上である場合には第２の誤差信号を駆動回路に出力する切替回路と、（Ｋ）第１の定電圧制御回路による制御にもかかわらず第１の電圧検出回路の出力信号の電圧が低下すると、第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路とを有する。
【００１８】
蓄電池に流れる電流の電流値に関する第２の誤差信号の電圧が第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に関する第１の誤差信号の電圧以上である場合には、直流電源から十分な電力供給がなされており且つ蓄電池に充電を行っている途中であるから、第２の誤差信号に応じて定電流制御を行う。また、第１の誤差信号の電圧より第２の誤差信号の電圧が高い場合には、直流電源からの供給電力が不足しているか、蓄電池が満充電となった場合であり、この場合には第１の誤差信号に応じて定電圧制御を行う。定電圧制御時には、第１の態様のように最大電力点を追跡するように動作するので、より効率的に蓄電池への蓄電が行われるようになる。
【００１９】
なお、上で述べた調整回路は、第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、第２の目標電圧を低下させる動作を行う回路を有するようにしてもよい。
【００２０】
また、上で述べた調整回路が、第２の電圧検出回路の出力信号の極性を反転させる第１の反転回路と、第１の反転回路の出力信号の電圧を、第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、引き下げる反転信号調整回路と、反転信号調整回路によって電圧が引き下げられた第１の反転回路の出力信号の極性を反転させる第２の反転回路とを有する。
【００２１】
さらに、第１の態様に係る電力変換装置を複数備え、当該複数の電力変換装置に含まれる一つの電力変換装置と複数の直流電源に含まれる一つの直流電源とが、１対１で接続されており、複数の電力変換装置の出力が接続されている電力システムを採用するようにしても良い。このような電力システムであれば、各直流電源の状況に応じて電力変換制御が行われるようになるので、簡単な構成でシステム全体として効率的に制御が行えるようになる。なお、複数の電力変換装置のそれぞれの出力電流が加算されて、蓄電池や負荷などに供給される。
【００２２】
さらに、第１の態様に係る電力変換装置を複数備え、当該複数の電力変換装置に含まれる一つの電力変換装置と複数の直流電源に含まれる一つの直流電源とが、１対１で接続されており、電力変換装置の正極側出力を上位の電力変換装置の負極側出力に接続し、電力変換装置の負極側出力を下位の電力変換装置の正極側出力に接続し、最上位の電力変換装置の正極側出力を負荷側に接続し、最下位の電力変換装置の負極側出力を接地するような電力システムを採用するようにしてもよい。このような電力システムであれば、各直流電源の状況に応じて電力変換制御が行われるようになるので、簡単な構成でシステム全体として効率的に制御が行えるようになる。なお、複数の電力変換装置のそれぞれの出力電圧は加算されて、蓄電池や負荷などに供給される。
【００２３】
以下、上で述べた本発明の一側面をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、気象状況等に応じて出力電力が変動する太陽電池や風力発電機などの直流電源の出力における最大電力点を安価に追跡できるようになる。
【００２５】
また、本発明の他の側面によれば、気象状況等に応じて出力電力が変動する太陽電池や風力発電機などの直流電源の出力における最大電力点を高速に追跡できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、太陽電池の特性を表す模式図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図である。
【図３】図３は、第２の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、太陽電池の特性を表す模式図である。
【図５】図５（ａ）乃至（ｄ）は、第２の実施の形態に係るシステムの動作を説明するための波形図である。
【図６】図６は、第２の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図８】図８は、第２の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図９】図９（ａ）乃至（ｉ）は、第２の実施の形態の実施例の動作を説明するための波形図である。
【図１０】図１０（ａ）乃至（ｏ）は、第２の実施の形態の実施例の動作を説明するための波形図である。
【図１１】図１１（ａ）は、リチウムイオン二次電池の充電方式の一例を示し、図１１（ｂ）は、制御弁式鉛蓄電池の充電方式の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、定電圧制御と定電流制御の切り換えについて説明するための図である。
【図１３】図１３は、第３の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図である。
【図１４】図１４は、第３の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）乃至（ｈ）は、第３の実施の形態の実施例に係る回路の動作を表す波形図である。
【図１６】図１６（ａ）乃至（ｈ）は、第３の実施の形態の実施例に係る回路の動作を表す波形図である。
【図１７】図１７（ａ）乃至（ｈ）は、第３の実施の形態に係る回路例の動作を説明するための波形図である。
【図１８】図１８は、第４の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図である。
【図１９】図１９（ａ）乃至（ｄ）は、第４の実施の形態に係るシステムの動作を説明するための波形図である。
【図２０】図２０は、第４の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図２１】図２１（ａ）乃至（ｊ）は、第４の実施の形態の実施例に係る回路の動作を表す波形図である。
【図２２】図２２（ａ）及び（ｑ）は、第４の実施の形態の実施例に係る回路の動作を表す波形図である。
【図２３】図２３は、第５の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図である。
【図２４】図２４は、第５の実施の形態の実施例に係る回路例を示す図である。
【図２５】図２５は、複数の太陽電池及び電力変換装置を含む太陽電池システムの一例を示す図である。
【図２６】図２６は、複数の太陽電池及び電力変換装置を含む太陽電池システムの他の例を示す図である。
【図２７】図２７は、複数の太陽電池及び電力変換装置を含む太陽電池システムの他の例を示す図である。
【図２８】図２８は、接続方法を説明するための図である。
【図２９】図２９は、複数の太陽電池及び電力変換装置を含む太陽電池システムの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［実施の形態１］
図２に、本実施の形態に係る電力変換装置を含むシステムの一例を示す。すなわち、図２に示すシステムは、太陽電池システムであって、太陽電池１００と、太陽電池１００からの出力に対して電力変換を行う電力変換装置２００と、電力変換装置２００の出力に接続されている負荷蓄電池３００及び様々な負荷Ａ乃至Ｃなどとを有する。太陽電池１００及び負荷蓄電池３００は、従来と同じである。また、負荷Ａ乃至Ｃは、Ｄ／Ｄコンバータ回路付きの装置やＤ／Ａインバータ回路付きの装置などであり、これらも従来と同じである。なお、太陽電池１００は一例であって、例えば風力発電機などの他の自然エネルギー発電機であってもよい。
【００２８】
電力変換装置２００は、太陽電池１００からの出力直流電圧を昇圧させる昇圧回路部２１０と、昇圧回路部２１０の出力直流電圧を降圧する降圧回路部２２０とを有する。このように２段構成を採用することによって、太陽電池だけではなく最大電力点を有する様々な直流電源でも対応できるようになる。
【００２９】
昇圧回路部２１０は、（Ａ）太陽電池１００からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって昇圧する昇圧回路２１１と、（Ｂ）昇圧回路２１１の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１出力電圧検出回路２１２と、（Ｃ）第１出力電圧検出回路２１２からの出力信号の電圧と第１の目標電圧との差に応じて昇圧回路２１１に対する定電圧制御を行う第１定電圧制御回路２１３とを有する。
【００３０】
また、降圧回路部２２０は、（Ａ）昇圧回路部２１０からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって降圧する降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１と、（Ｂ）降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１の出力電圧に応じた出力信号を出力する第２出力電圧検出回路２２２と、（Ｃ）第２出力電圧検出回路２２２からの出力信号の電圧と第２目標電圧との差に応じて、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１に対する定電圧制御を行う第２定電圧制御回路２２４と、（Ｄ）第１定電圧制御回路２１３による制御にも拘わらず（すなわち駆動レベルを上げているにも拘わらず）第１出力電圧検出回路２１２の出力信号の電圧が低下すると、第２出力電圧検出回路２２２の出力信号の電圧と第２目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路２２３とを有する。
【００３１】
太陽電池１００のような最大電力点を有する直流電源の場合、第１及び第２定電圧制御回路２１３及び２２４が、太陽電池１００の電力供給能力を超えて電力を引き出そうとして昇圧回路２１１及び降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１を駆動すると、昇圧回路部２１０及び降圧回路部２２０の出力電圧は低下する。よって、第１定電圧制御回路２１３による制御にも拘わらず昇圧回路２１１の出力電圧が低下して、第１出力電圧検出回路２１２の出力信号の電圧も低下する。
【００３２】
このように第１出力電圧検出回路２１２の出力信号の電圧が低下すると、調整回路２２３は、第２出力電圧検出回路２２２の出力信号の電圧と第２目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する。そうすると、第２定電圧制御回路２２４は、自らの制御の効果が現れたと判断して、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１の駆動を、第２出力電圧検出回路２２２の出力信号の電圧低下前程度の状態に戻す。すなわち、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１の目標出力電圧があたかも引き下げられたような現象が生じる。そうすると、昇圧回路部２１０から引き出す電力もその電力供給能力よりも減少するので、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路２２１の出力電圧は上昇することになる。さらにこれに連動して、太陽電池１００から引き出す電力もその電力供給能力よりも減少するので、昇圧回路部２１０の昇圧回路２１１の出力電圧が上昇する。
【００３３】
このような動作が繰り返されて、太陽電池１００の最大電力点の追跡が行われる。また、このような電力変換装置は、マイクロプロセッサやＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの高価な素子を用いずに構成できるため、安価に構成できる。
【００３４】
なお、電位差を狭める方法は、いずれか一方を調整する方法の他、両方を調整する方法もある。
【００３５】
［実施の形態２］
図３に、本発明の第２の実施の形態に係るシステムの機能ブロック図を示す。図３に示すシステムは、太陽電池システムであって、太陽電池１００と、太陽電池１００からの出力に対して電力変換を行う電力変換装置４００と、電力変換装置４００の出力に接続されている負荷蓄電池３００及び様々な負荷Ａ乃至Ｃなどが接続されている。太陽電池１００及び負荷蓄電池３００は、従来と同じである。また、負荷Ａ乃至Ｃは、Ｄ／Ｄコンバータ回路付きの装置やＤ／Ａインバータ回路付きの装置などであり、これらも従来と同じである。以下の実施の形態でも同様である。なお、太陽電池１００は一例であって、例えば風力発電機などの他の自然エネルギー発電機であってもよい。
【００３６】
電力変換装置４００は、太陽電池１００からの出力直流電圧を昇圧させる昇圧回路部４１０と、昇圧回路部４１０の出力直流電圧を降圧する降圧回路部４２０とを有する。
【００３７】
昇圧回路部４１０は、（Ａ）太陽電池１００からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって昇圧する昇圧回路４１１と、（Ｂ）昇圧回路４１１の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１出力電圧検出回路４１２と、（Ｃ）第１出力電圧検出回路４１２からの出力信号の電圧と第１の目標電圧Ｖref_1との差に応じて昇圧回路４１１に対する定電圧制御を行う第１定電圧制御回路４１３とを有する。
【００３８】
なお、昇圧回路４１１は、スイッチを有しており、当該スイッチをオンにする期間を変化させることによって、昇圧の度合いを調整するようになっている。このスイッチをオンにする期間をデューティー比（Ｄｕｔｙと表す）で表す。
【００３９】
また、降圧回路部４２０は、（Ａ）昇圧回路部４１０からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって降圧する降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１と、（Ｂ）降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の出力電圧に応じた出力信号を出力する第２出力電圧検出回路４２２と、（Ｃ）第２出力電圧検出回路４２２からの出力信号の電圧と第１出力電圧検出回路４１２の出力に応じて変更された目標電圧Ｖ_Vrefとの差に応じた電圧の誤差信号を出力する誤差検出回路４２３と、（Ｄ）誤差検出回路４２３の出力信号に応じて降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１を駆動する駆動信号発生回路４２４と、（Ｅ）第１出力電圧検出回路４１２からの出力信号の電圧低下を検出すると、当該低下の度合いに応じて第２目標電圧Ｖref_2を低下させることで目標電圧Ｖ_Vrefを生成し、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧Ｖo2_fbと目標電圧Ｖ_Vrefとの差を強制的に狭める目標電圧調整回路４２５とを有する。
【００４０】
次に、図４及び図５を用いて、図３に示した電力変換装置４００の動作について説明する。なお、太陽電池１００からの出力電力をＰpv、電力変換装置４００の昇圧回路部４１０の出力電圧をＶ1d_out、出力電力をＰ1d、第１定電圧制御回路４１３から昇圧回路４１１への出力をＤｕｔｙ、第２目標電圧をＶref_2、目標電圧調整回路４２５から誤差検出回路４２３への出力電圧をＶ_Vref、降圧回路部４２０の出力電圧をＶout、出力電力をＰoutと表すものとする。
【００４１】
図４（ａ）は、図１（ｂ）と基本的には同じであり、太陽電池１００の出力電流Ｉと出力電力Ｐの関係を表す図である。もう一度説明すると、電流Ｉpv_maxまでは出力電流Ｉを増加させると出力電力Ｐ自体も増加し、電流Ｉpv_maxにおいて出力電力Ｐは最大電力点Ｐpv_maxとなり、電流Ｉpv_max以上となった場合には出力電力Ｐは急激に減少する。すなわち、電流Ｉpv_max以上となると、出力電力Ｐが急激に減少するというのは、出力電圧Ｖも低下していることを表している。
【００４２】
ここで、電流Ｉpv_maxより大幅に低い電流値に対応する電力点をＡとし、電流Ｉpv_max以上の近傍の電流値に対応する電力点をＢとし、電流Ｉpv_max以下の近傍の電流値に対応する電力点をＣとする。なお、電力点Ｂに完全に一致しないがほぼ同じ電流値の電力点をＢ2、Ｂ3といったように表す。また、電力点Ｃに完全に一致しないがほぼ同じ電流値の電力点をＣ2、Ｃ3といったように表す。さらに、最大電力点Ｐpv_maxを簡単にＭと表すものとする。
【００４３】
なお、図４（ｂ）は、図１（ａ）と全く同じである。
【００４４】
図５（ａ）乃至（ｄ）は、本実施の形態に係る電力変換装置４００の動作を表す。なお、以下で動作を説明するための波形図においては、横軸は時間を表し、縦軸は電圧［Ｖ］を表す。但し、電力の場合にはＷ、デューティー比の場合には％の場合がある。図５（ａ）は、太陽電池１００からの出力電力Ｐpv、昇圧回路部４１０の出力電力Ｐ1d、及び降圧回路部４２０の出力電力Ｐoutの時間変化を表している。なお、昇圧回路部４１０にも降圧回路部４２０にも損失があるので、ほぼＰpv＞Ｐ1d＞Ｐoutの関係が成り立つ。比較のため、最大電力点Ｐpv_maxも示されている。また、図５（ｂ）は、昇圧回路部４１０の出力電圧Ｖ1d_out及び降圧回路部４２０の出力電圧Ｖoutの時間変化を表す。図５（ｃ）は、目標電圧調整回路４２５からの目標電圧Ｖ_Vrefの時間変化を表す。比較のため第２の目標電圧Ｖref_2も示されている。図５（ｄ）は、昇圧回路４１１に対する第１定電圧制御回路４１３であるスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙ［％］の時間変化を表す。
【００４５】
まず、太陽電池１００からの出力電力が、電力点Ａより小さい電力から電力点Ａを超えて電力点Ｍに到達するまでについては、電力変換装置４００が通常どおり動作する。簡単に述べれば、昇圧回路部４１０の第１定電圧制御回路４１３は、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧と第１目標電圧Ｖref_1との誤差電圧に応じて昇圧回路４１１を駆動して太陽電池１００からの出力電圧を昇圧する。
【００４６】
また、目標電圧調整回路４２５では何もせずに目標電圧Ｖref_2がそのまま誤差検出回路４２３に出力され（図５（ｃ））、Ｖ_Vref＝Ｖref_2である。従って、誤差検出回路４２３は、Ｖ_Vref＝Ｖref_2と第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧との差に応じた信号を生成して、当該信号によって駆動信号発生回路４２４は降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の駆動信号を生成して駆動するようになっている。
【００４７】
但し、電力点Ａを超えて太陽電池１００から電力を引き出そうとすると、昇圧回路４１１をそれまでと同じように駆動するだけでは第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧が下がってしまう。そこで、第１定電圧制御回路４１３は、図５（ｄ）に示すように、昇圧回路４１１のスイッチに対するスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙを徐々に上げるように動作する。このようにすれば、図５（ｂ）に示すように、電力変換装置４００の出力電圧Ｖoutが一定に維持される。
【００４８】
その後、太陽電池１００から引き出す電力が電力点Ｍに達すると、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、太陽電池１００からの出力電力Ｐpvは急激に低下するので、それにつられて昇圧回路部４１０の出力電圧Ｖ1d_out、出力電力Ｐ1dも低下する。そうすると、やや遅れて、降圧回路部４２０の出力電圧Ｖout、出力電力Ｐoutも低下する。
【００４９】
そうすると、第１定電圧制御回路４１３は、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧と第１目標電圧Ｖref_1との差が大きくなったことを検出して、昇圧回路４１１のスイッチに対するスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙを最大値ＤｕｔｙＭａｘまで上昇させる。これが太陽電池１００から引き出す電力が電力点Ｂに達するあたりで発生する。
【００５０】
なお、図５（ａ）に示すように、電力変換装置４００が太陽電池１００から引き出そうとする電力と、太陽電池１００の実際の出力電力Ｐpvとが、電力点Ｂで釣り合うことになる。
【００５１】
このような状況が発生すると、目標電圧調整回路４２５は、第２目標電圧Ｖref_2から目標電圧Ｖ_Vrefを引き下げるように動作する。これによって、図５（ｃ）に示すように、Ｖ_Vrefが第２目標電圧Ｖref_2から下降する。
【００５２】
そうすると、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧と目標電圧Ｖ_Vrefとの差が小さくなるので、駆動信号発生回路４２４によって駆動される降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の駆動レベルが下がり、昇圧回路部４１０から引き出そうとする電流が少なくなる。これに応じて、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、電力点Ｂに達した時点以降は、昇圧回路部４１０の出力電圧Ｖ1d_out、出力電力Ｐ1ｄも上昇する。さらに、やや遅れて降圧回路部４２０の出力電圧Ｖout及び出力電力Ｐoutも上昇する。そうすると、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧も上昇するので、第１定電圧制御回路４１３では第１目標電圧Ｖref_1との差が縮小したように見えるので、昇圧回路４１１のスイッチに対するスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙを引き下げる。そうすると、昇圧回路部４１０においても、太陽電池１００から引き出される電流が減少する。
【００５３】
しかし、目標電圧調整回路４２５からの目標電圧Ｖ_Vrefを引き下げることによって降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の駆動がより小さくなって太陽電池１００及び昇圧回路部４１０から引き出される電流が少なくなり過ぎてしまうので、出力電力Ｐpvは最大電力点Ｍを過ぎて再度減少する。
【００５４】
一方、目標電圧調整回路４２５による目標電圧Ｖ_Vrefの調整が終了すると、目標電圧Ｖ_Vrefは徐々に上昇する。これに応じて降圧回路部４２０の出力電力Ｖout及び出力電力Ｐoutも徐々に上昇する。これに遅延して、昇圧回路４１１のスイッチに対するスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙも徐々に上昇する。目標電圧Ｖ_Vrefの上昇には時定数（例えばＣＲによる充電の時定数）があり急激に上昇するわけではないので、上でも述べたように出力電力Ｐpvは最大電力点Ｍを過ぎて電力点Ｃに到達してしまう。電力点Ｃでは、太陽電池１００の出力電力Ｐpvと電力変換装置４００が引き出す電力とが釣り合うことになる。
【００５５】
なお、昇圧回路部４１０の出力電圧Ｖ1d_outは、第１定電圧制御回路４１３が一定になるように制御しているので、図５（ｂ）に示すように、次に電力不足となる電力点Ｍに達するまでは一定となる。図５（ｄ）に示すように、昇圧回路部４１０の出力電圧Ｖ1d_outを一定にするために、昇圧回路４１１のスイッチに対するスイッチングパルスのデューティー比Ｄｕｔｙを徐々に上昇させる。
【００５６】
その後、図５（ａ）に示すように、太陽電池１００の出力電力Ｐpvは上昇して再度電力点Ｍに達する。この後の動作は、最初に電力点Ｍに達した後とほぼ同じになる。但し、図５（ｃ）に示すように、目標電圧Ｖ_Vrefは、第２目標電圧Ｖref_2に戻っておらず、降圧回路部４２０の出力電圧Ｖoutも目標値に達していないので、動作としては同じでも目標電圧Ｖ_Vrefの引き下げ幅などは若干異なってくる。このように完全に同じ動作ではないので、電力点ＣではなくＣ1やＣ2、電力点ＢではなくＢ1やＢ2で、図４（ｂ）のカーブ上動作を切り替えることになる。
【００５７】
結局のところ、最大電力点をはさんで電力点Ｂ又はその近傍と電力点Ｃ又はその近傍間を行き来することになる。すなわち、最大電力点追跡が可能となっている。上で述べた動作は、太陽電池１００の発電電力がほぼ一定であることを前提としている。
【００５８】
なお、電力点Ｂと電力点Ｃの差は、出力電力や出力電圧に応じて決まるが、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１などを含む制御系のゲイン調整で調整することができる。すなわち、より最大電力点近傍で動作させることができる。
【００５９】
［実施の形態２の実施例］
図６乃至図８に本実施の形態に係る具体的回路例を示す。
【００６０】
図６は、太陽電池１００の具体的回路例と、昇圧回路４１１の具体的回路例と、第１出力電圧検出回路４１２の具体的回路例と、第１定電圧制御回路４１３の具体的回路例とを示している。また、図７は、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の具体的回路例と、第２出力電圧検出回路４２２の具体的回路例と、蓄電池３００の具体的回路例とを示している。さらに、図８は、駆動信号発生回路４２４と電圧誤差検出回路４２３とを有する第２定電圧制御回路の具体的回路例と、目標電圧調整回路４２５の具体的回路例とを示している。
【００６１】
端子Ａ及びＢを介して第１出力電圧検出回路４１２（図６）と降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１（図７）とが接続されている。また、端子Ｃを介して第１出力電圧検出回路４１２（図６）と目標電圧調整回路４２５（図８）とが接続されている。また、端子Ｅを介して第２出力電圧検出回路４２２（図７）と第２定電圧制御回路の電圧誤差検出回路４２３（図８）とが接続されている。さらに、端子Ｄを介して第２定電圧制御回路の駆動信号発生回路４２４（図８）と降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の駆動回路（図７）とが接続されている。
【００６２】
図６における昇圧回路４１１は昇圧チョッパ回路として示されているが、他の方式により太陽電池１００の出力電圧を昇圧するＤ／Ｄコンバータ回路であってもよい。第１定電圧制御回路４１３は、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbと第１目標電圧Ｖref_1との差に応じてスイッチングパルスＰul_1のデューティー比を変化させ、昇圧回路４１１の出力電圧を一定になるように制御する。
【００６３】
降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１は、一例としてハーフブリッジ方式の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路であり、そのためのドライバＩＣを含む駆動回路が用いられている。また、フルブリッジ方式、プッシュプル方式、フォワード方式、フライバック方式、降圧型チョッパ回路などで、絶縁型、非絶縁型を用途により選択できる。ドライバＩＣを含む駆動回路は、採用された降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路に応じて適宜選択される。
【００６４】
目標電圧調整回路４２５においては、通常時には、第２の目標電圧Ｖref_2が電圧誤差検出回路４２３のオペアンプの正極側入力端子に入力されるように、コンデンサＣ１に電荷がチャージされるようになっている。一方、Ｖo1_fbが低下すると、目標電圧調整回路４２５のオペアンプの出力電圧Ａ3_outが上昇する。そうすると、三角波ＶＴＷ＿３以上となる期間が発生する場合がある。そうすると、Ａ3_Outが、コンパレータの出力電圧ＣＭＰ３＿Ｏがその期間中ハイになり、コンパレータの出力側に設けられているローパスフィルタによって平滑化されるが、ＦＥＴのゲート電圧ＶＧは上昇してＦＥＴがオンになる。このＦＥＴが、オンの期間中コンデンサＣ１から放電されるようになり、目標電圧Ｖ_Vrefは放電の間引き下げられることになる。
【００６５】
次に、図６乃至図８に示した回路の動作を図９及び図１０を用いて説明する。なお、基本的な動作については図５（ａ）乃至（ｄ）で説明したので、ポイントとなる部分だけを説明する。
【００６６】
まず、図５（ａ）の電力点Ａなどにおいて十分太陽電池１００から電力供給が可能である状態における動作を図９（ａ）乃至（ｉ）を用いて説明する。なお、図９（ａ）乃至（ｉ）は、ある短い時間の動作を示しており、図６乃至図８に示した回路の基本的な動作説明を行うための図である。
【００６７】
図９（ａ）は、第１定電圧制御回路４１３の出力であるスイッチングパルスＰul_1を表している。この間、昇圧回路４１１の出力電圧及び当該出力電圧に応じた第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fb（図９（ｂ））は、図中は大げさに示されているが、スイッチングに応じて多少リプルが発生する程度の変動だけである。図９（ｃ）に示すように、このような第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbから第１定電圧制御回路４１３のオペアンプによって生成される信号Ａ1_Outは、三角波ＶＴＷ＿１と比較されて、信号Ａ1_Outの電圧の方が高い期間、図９（ａ）に示すようなスイッチングパルスがハイとなる。
【００６８】
一方、図９（ｄ）は、駆動信号発生回路４２４の出力Ｐul_2を表しており、図９（ｅ）は、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧Ｖo2_fbを表している。このように、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の動作周波数は、昇圧回路４１１の動作周波数とは異なっている。
【００６９】
図９（ｂ）に示した第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbは、目標電圧調整回路４２５に入力されると、前段のオペアンプで図９（ｇ）に示すような出力信号Ａ3_Outに変換される。このように波形は反転される。また、目標電圧調整回路４２５の後段のコンパレータでは、出力信号Ａ3_Outと三角波ＶＴＷ＿３とが比較される。しかしながら、出力信号Ａ3_Outは三角波ＶＴＷ＿３よりも電圧が高くなることはないので、図９（ｈ）に示すように、コンパレータの出力ＣＭＰ３＿Ｏ及びＦＥＴのゲート電圧ＶＧはローのままとなる。そうすると、図９（ｉ）に示すように、目標電圧調整回路４２５の出力電圧である目標電圧Ｖ_Vrefは、初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2のままとなる。
【００７０】
そうなると、第２定電圧制御回路の電圧誤差検出回路４２３における前段のオペアンプでは、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧Ｖo2_fbと初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2とが比較され、誤差信号Ａ2_Outが生成される。この誤差信号Ａ2_Outは、駆動信号発生回路４２４において三角波ＶＴＷ＿２と比較され、誤差信号Ａ2_Outの方が電圧が高い期間オンになるパルス波Ｐul_2（図９（ｄ））が生成される。
【００７１】
次に、図１０（ａ）乃至（ｏ）を用いて、昇圧回路４１１の出力電圧が低下し始めて、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbも低下し始めた場合の動作について説明する。なお、図１０（ａ）乃至（ｏ）は、本実施の形態の特徴を強調するように描かれているので、実際とは多少異なる部分もある。
【００７２】
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、太陽電池１００からの電力供給が減少するか最大電力点を超えて電力を引き出そうとすると、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbは下がりだし、昇圧回路４１１のＦＥＴのゲート端子に対するスイッチングパルスＰul_1のデューティー比は、例えば最大になる。これは、図１０（ｃ）に示すように、第１定電圧制御回路４１３のオペアンプの出力Ａ1_Outは、上昇して三角波ＶＴＷ＿１よりも高くなる期間が長くなる。
【００７３】
一方、昇圧回路部４１０の出力電圧が低下するため降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の出力電圧も低下するため、図１０（ｅ）に示すように、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧Ｖo2_fbも低下してゆく。
【００７４】
また、図１０（ｇ）に示すように、目標電圧調整回路４２５の前段のオペアンプの出力Ａ3_Outは、図１０（ｂ）に示した出力電圧Ｖo1_fbの低下とは反対に徐々に上昇して、三角波ＶＴＷ＿３よりも高くなる期間が発生する。そうすると、図１０（ｈ）に示すように、目標電圧調整回路４２５の後段のコンパレータの出力ＣＭＰ３＿Ｏ及びＦＥＴのゲート電圧ＶＧは、ハイになる期間が発生する。図１０（ｉ）に示すように、目標電圧調整回路４２５のＦＥＴがオンになると、目標電圧調整回路４２５のコンデンサＣ１に蓄えられた電荷がオンの期間中放電されるようになるので、目標電圧Ｖ_Vrefは、初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2よりも低下するようになる。なお、ＦＥＴがオフになると、コンデンサＣ１には電荷が蓄えられて目標電圧Ｖ_Vrefは上昇する。ＦＥＴがオフの期間が長ければ、目標電圧Ｖ_Vrefは、初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2に戻ることができるが、ＦＥＴがオンの期間が長くなって、ＦＥＴがオフの期間が短くなると、目標電圧Ｖ_Vrefは初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2に戻れなくなる。
【００７５】
なお、図１０（ｆ）は、図１０（ｉ）に示すような目標電圧Ｖ_Vrefの低下を反映しない場合を示しており、第２定電圧制御回路の電圧誤差検出回路４２３の出力電圧Ａ2_Outは、三角波ＶＴＷ＿２と比較され、出力電圧Ａ2_Outの方が高い期間中、スイッチングパルスＰul_2がハイになる（図１０（ｄ））。
【００７６】
上で述べ且つ図１０（ｊ）に示すように、目標電圧調整回路４２５の動作によって、第２出力電圧検出回路４２２の出力電圧Ｖo2_fbの低下に伴って、目標電圧Ｖ_Vrefは徐々に低下するので、両者の差は狭められたことになる。そうすると、第２定電圧制御回路では、出力電圧Ｖo2_fbの低下に応じて駆動レベルを上げた結果、あたかも効果があったようにみえるので駆動レベルを下げることになる。すなわち、図１０（ｋ）に示すように、電圧誤差検出回路４２３の誤差信号Ａ2_Outはやや低下して、三角波ＶＴＷ＿２と比較すると、誤差信号Ａ2_Outの電圧が高くなる期間は短くなる。なお、付加されているダッシュは調整済みを表している。
【００７７】
そうすると、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１の駆動レベルが下がるので、昇圧回路４１１の出力電圧が上昇する。また、第１出力電圧検出回路４１２の出力電圧Ｖo1_fbも、図１０（ｍ）に示すように上昇する。そうすると、図１０（ｎ）に示すように、第１定電圧制御回路４１３のオペアンプの出力Ａ1_Outは低下するので、三角波ＶＴＷ＿１よりも電圧が高くなる期間は短くなる。これに応じて、図１０（ｏ）に示すように、昇圧回路４１１のＦＥＴに対するスイッチングパルスＰul_1はデューティー比が低くなる。すなわち、ハイの期間が短くなる。
【００７８】
以上のような動作を行うことで、太陽電池１００の供給電力と電力変換装置４００によって引き出される電力とが早期に釣り合うようになる。その後は、太陽電池１００からの電力供給状態に応じて上で述べたものと同様の動作を繰り返せば、最大電力点を追跡していることになる。
【００７９】
このように高価なプロセッサなどを用いることなく安価な素子のみで最大電力点追跡が可能となる。
【００８０】
なお、上で述べた各回路の構成は一例であって、同様の機能を実現する様々な変形が可能である。
【００８１】
［実施の形態３］
図１１（ａ）に、リチウムイオン二次電池の充電方式の一例を示す。図１１（ａ）において、横軸は時間であり、縦軸は充電電圧及び電流を表す。図１１（ａ）から分かるように、充電電流を満充電になるまで一定に制御する。この際、電圧は図示するようなカーブを描きながら上昇する。一方、満充電になると充電電圧を一定となるように制御する。そうすると、充電電流は急激に減少することになる。同様に、図１１（ｂ）に、制御弁式鉛蓄電池の充電方式の一例を示す。図１１（ａ）と同様に、図１１（ｂ）でも、横軸は時間であり、縦軸は充電電圧及び電流を表す。基本的に、鉛蓄電池もリチウムイオン二次電池と同様の方式で充電する。
【００８２】
負荷蓄電池３００のこのような充電方法と太陽電池１００の供給電力状態とを勘案すると、図１２に示すような制御切換を行えば効率的に蓄電を行うことができるようになる。すなわち、太陽電池１００の発電電力が十分である場合（発電電力充足の場合）であって負荷蓄電池３００が満充電状態であれば、定電圧制御を行う。但し、満充電時電圧が電圧制御の目標電圧の場合には最大電力点追跡（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）は動作しない。また、太陽電池１００の発電電力が十分である場合（発電電力充足の場合）であって負荷蓄電池３００が充電中（すなわち充電未完了）であれば、定電流制御を行う。すなわち、太陽電池１００から十分な電力が供給されている場合には、満充電になった場合と満充電でなくなった場合とに、図１２の双方向矢印Ａに示すように制御を切換える。
【００８３】
さらに、太陽電池１００の発電電力が十分ない場合（発電電力不足の場合）であって負荷蓄電池３００が満充電状態であれば、ＭＰＰＴを伴う定電圧制御を行う。また、太陽電池１００の発電電力が十分ない場合（発電電力不足の場合）であって負荷蓄電池３００が充電中（すなわち充電未完了）であれば、ＭＰＰＴを伴う定電圧制御を行う。このように、太陽電池１００の発電電力が十分ない場合（発電電力不足の場合）には、制御の切換えは不要となっている。
【００８４】
しかし、負荷蓄電池３００に対して充電中である場合には、太陽電池１００の発電電力が十分ある場合と十分ない場合とで、図１２の双方向矢印Ｂに示すように制御を切換える。特に、双方向矢印Ｂで示す制御の切換は、充電中であるため適切に切換えることにより、充電が効率よく行われるようになる。
【００８５】
このような制御の切り換えを行うため、本実施の形態では図１３に示すような構成を採用する。
【００８６】
図１３に示すシステムは、太陽電池システムであって、太陽電池１００と、太陽電池１００からの出力に対して電力変換を行う電力変換装置５００と、電力変換装置５００の出力に接続されている負荷蓄電池３００及び様々な負荷Ａ乃至Ｃなどが接続されている。太陽電池１００及び負荷蓄電池３００は、従来と同じである。また、負荷Ａ乃至Ｃは、Ｄ／Ｄコンバータ回路付きの装置やＤ／Ａインバータ回路付きの装置などであり、これらも従来と同じである。なお、太陽電池１００は一例であって、例えば風力発電機などの他の自然エネルギー発電機であってもよい。
【００８７】
電力変換装置５００は、昇圧回路部５１０と降圧回路部５３０とを有する。昇圧回路部５１０は、（Ａ）太陽電池１００からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって昇圧する昇圧回路５１１と、（Ｂ）昇圧回路５１１の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１出力電圧検出回路５１２と、（Ｃ）第１出力電圧検出回路５１２からの出力信号の電圧と第１の目標電圧Ｖref_1との差に応じて昇圧回路５１１に対する定電圧制御を行う第１定電圧制御回路５１３とを有する。
【００８８】
また、降圧回路部５３０は、（Ａ）昇圧回路部５１０からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって降圧する降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路５３１と、（Ｂ）降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路５３１の出力電圧に応じた出力信号を出力する第２出力電圧検出回路５３２と、（Ｃ）第２出力電圧検出回路５３２からの出力信号の電圧と第１出力電圧検出回路５１２の出力に応じて変更された目標電圧Ｖ_Vrefとの差に応じた電圧の第１の誤差検出信号を出力する電圧誤差検出回路５３７と、（Ｄ）第１出力電圧検出回路５１２からの出力信号の電圧低下を検出すると、当該低下の度合いに応じて第２目標電圧Ｖref_2を低下させることで目標電圧Ｖ_Vrefを生成し、第２出力電圧検出回路５３２の出力電圧Ｖo2_fbと目標電圧Ｖ_Vrefとの差を強制的に狭める目標電圧調整回路５３８と、（Ｅ）負荷蓄電池３００に流れる電流に応じた電圧の出力信号を出力する蓄電池充電電流検出回路５３３と、（Ｆ）蓄電池充電電流検出回路５３３からの出力信号の電圧と予め設定されている目標電流に相当する電圧との差に応じた電圧の第２誤差検出信号を出力する電流誤差検出回路５３４と、（Ｇ）電流誤差検出回路５３４の第２の誤差検出信号と電圧誤差検出回路５３７の第１の誤差検出信号とのいずれかをその電圧値に応じて切り換える切換回路５３５と、（Ｈ）切換回路５３５の出力に応じて降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路５３１を駆動する駆動信号発生回路５３６とを有する。
【００８９】
本実施の形態では、図１２に示したような定電流制御を行うべき状態であれば、電流誤差検出回路５３４の第２誤差検出信号の電圧が、電圧誤差検出回路５３７の第１誤差検出信号の電圧以上となる。従って、切換回路５３５は、第２誤差検出信号を駆動信号発生回路５３６に出力する。すなわち、電流誤差検出回路５３４及び駆動信号発生回路５３６の組み合わせで定電流制御が行われ、蓄電池充電電流検出回路５３３において検出される、負荷蓄電池３００に流れる電流が一定になるように動作する。
【００９０】
一方、図１２に示したような定電圧制御を行うべき状態であれば、電圧誤差検出回路５３７の第１誤差検出信号の電圧が、電流誤差検出回路５３４の第２誤差検出信号の電圧を超えるようになる。従って、切換回路５３５は、第１誤差検出信号を駆動信号発生回路５３６に出力する。すなわち、電圧誤差検出回路５３７、目標電圧調整回路５３８及び駆動信号発生回路５３６の組み合わせで定電圧制御が行われる。定電圧制御が有効化されている場合には、基本的な動作は第２の実施の形態と同じになる。
【００９１】
このように制御を切り換え、さらに定電圧制御を実施する際には第２の実施の形態と同じようにＭＰＰＴを実施することになるので、効率的に負荷蓄電池３００への充電を行うことができる。
【００９２】
［実施の形態３の実施例］
本実施の形態に係る具体的回路例を、図１４に図６乃至図８との差分の部分のみを示す。図６に示している太陽電池１００は本実施の形態でも同じである。図６の昇圧回路４１１、第１出力電圧検出回路４１２及び第１定電圧制御回路４１３は、本具体的回路例における昇圧回路５１１、第１出力電圧検出回路５１２及び第１定電圧制御回路５１３と同じである。また、図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１及び第２出力電圧検出回路４２２は、本具体的回路例における降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路５３１及び第２出力電圧検出回路５３２と同じである。それ以外の回路については、図１４に示されている。
【００９３】
図１４に示すように、蓄電池３００及び蓄電池充電電流検出回路５３３は直列に接続されており、端子Ｆ及びＧを介して図７の第２出力電圧検出回路に接続される。図１４の駆動信号発生回路５３６の出力は、端子Ｄを介して図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路の駆動回路に接続される。図１４の電圧誤差検出回路５３７の入力は、端子Ｅを介して図７の第２出力電圧検出回路と接続されている。図１４の目標電圧調整回路５３８の入力は、端子Ｃを介して図６の第１出力電圧検出回路と接続されている。
【００９４】
本具体的回路例における切換回路５３５は、電流誤差検出回路５３４の出力と電圧誤差検出回路５３７の出力とをダイオードＯＲする回路である。これによって、電圧の高い方の誤差検出信号を駆動信号発生回路５３６に出力するようになっている。本具体的回路例における目標電圧調整回路５３８は、第１の実施の形態における回路例と同じになっている。また、本具体的回路例において電圧誤差検出回路５３７は、単純に第２出力電圧検出回路５３２の出力電圧Ｖo2_fbと目標電圧調整回路５３８から出力される目標電圧Ｖ_Vrefとの差を検出するような回路となっている。電流誤差検出回路５３４も、蓄電池充電電流検出回路５３３の出力と目標電流に相当する電圧Ｉ_Vrefとの差を検出するような回路となっている。
【００９５】
次に、図１５乃至図１７を用いて、本実施の形態における具体的回路例の動作を説明する。図１５（ａ）乃至（ｈ）は、定電流制御が行われている場合の動作を示す。
【００９６】
図１５（ａ）及び（ｂ）から分かるように、定電流制御では徐々に電圧変換装置４００の出力電圧Ｖo2は上昇する（図１５（ｂ））。図１５（ｂ）では、出力電圧Ｖo2の平均値Ｖo_aveが上昇することも示されている。また、蓄電池充電電流検出回路５３３の出力電圧Ｖbi_fbは、電流誤差検出回路５３４において目標電流に相当する電圧Ｉ_Vrefと比較され、出力電圧Ｖbi_fbはこの電圧Ｉ_Vref以上となっている期間ハイになる矩形波ＣＭＰ＿Ｉが生成される。但し、電流誤差検出回路５３４にはＣＲによるローパスフィルタが含まれているので、電流誤差検出回路５３４の出力信号Ｖfb_Iは図１５（ｅ）に示すような波形になる。矩形波ＣＭＰ＿Ｉのハイの期間が長ければ、出力信号Ｖfb_Iの電圧は高くなる。
【００９７】
図１５（ｆ）に示すように、第２出力電圧検出回路５３２の出力電圧Ｖo2_fbは、出力電圧Ｖo2に連動して上昇する。しかし、第１出力電圧検出回路５１２の出力は低下しないので目標電圧Ｖ_Vrefは初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2のままで、出力電圧Ｖo2_fbが目標電圧Ｖ_Vrefを超える期間は徐々に長くなる。すなわち、図１５（ｇ）に示すように徐々にハイの期間が長くなる矩形波ＣＭＰ＿Ｖが電圧誤差検出回路５３７により生成されるが、図１５（ｄ）で示したＣＭＰ＿Ｉよりもハイの期間は短くなる。従って、電圧誤差検出回路５３７に含まれるローパスフィルタによって平滑化された信号Ｖfb_Vの電圧は、図１５（ｅ）に示すように、電流誤差検出回路５３４からの出力信号Ｖfb_Iの電圧より低くなる。なお、出力電圧Ｖo2_fbと連動して上昇する点については同じである。従って、切換回路５３５は、電流誤差検出回路５３４からの出力信号Ｖfb_Iを図１５（ｈ）に示す信号Ｖfbとして駆動信号発生回路５３６に出力する。
【００９８】
駆動信号発生回路５３６は、図１５（ｈ）に示すように、三角波ＶＴＷ＿２と信号Ｖfbとを比較して、三角波ＶＴＷ＿２の方が電圧が高い期間にハイになる駆動パルス波Ｐul_2（図１５（ａ））が生成される。
【００９９】
これに対して蓄電池３００への充電が完了した場合の動作を図１６（ａ）乃至（ｈ）を用いて説明する。なお、図１６（ａ）は、基本的なパルス波Ｐul_2を示しており、定電流制御から定電圧制御への切換が反映されていない。
【０１００】
図１６（ｂ）に示すように、満充電になるまで電力変換装置５００の出力電圧Ｖo2は上昇し、満充電になると一定になるように制御される。一方、図１６（ｃ）に示すように、蓄電池充電電流検出回路５３３の出力電圧Ｖbi_fbは、満充電になると、低下することになる。そうすると、出力電圧Ｖbi_fbが目標電流に相当する電圧Ｉ_Vrefを超える期間が短くなって、図１６（ｄ）に示す矩形波ＣＭＰ＿Ｉがハイになる期間がなくなってしまう。そのため、電流誤差検出回路５３４のローパスフィルタの出力電圧Ｖfb_Iは、図１６（ｅ）に示すように、急激に低下してゼロになってしまう。
【０１０１】
一方、第１出力電圧検出回路５１２の出力電圧Ｖo1_fbは低下しないので、目標電圧Ｖ_Vrefは初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2のままとなる。但し、図１６（ｆ）に示すように、第２出力電圧検出回路５３２の出力電圧Ｖo2_fbは上昇するので、目標電圧Ｖ_Vrefを超える期間が長くなり、電圧誤差検出回路５３７のコンパレータの出力ＣＭＰ＿Ｖは、図１６（ｇ）に示すように、ハイの期間が長くなって、その後常にハイになってしまう。そうすると、図１６（ｅ）に示すように、電圧誤差検出回路５３７のローパスフィルタで平滑化された電圧Ｖfb_Vは、徐々に上昇し、その後最大値で一定となる。
【０１０２】
従って、図１６（ｅ）に示すように、途中で電流誤差検出回路５３４の出力電圧Ｖfb_Iより電圧誤差検出回路５３７の出力電圧Ｖfb_Vが高くなる。そうすると、図１６（ｈ）に示すように、切換回路５３５は、電圧の高い入力を駆動信号発生回路５３６に出力するので、途中で電圧誤差検出回路５３７の出力電圧Ｖfb_VをＶfbとして駆動信号発生回路５３６に出力するようになる。駆動信号発生回路５３６は、三角波ＶＴＷ＿２と出力電圧Ｖfbとを比較して、三角波ＶＴＷ＿２の方が高い期間がハイとなる矩形波Ｐul_2を生成する。図１６（ｈ）の例では、非常に短い期間のみハイとなる。
【０１０３】
次に、図１７（ａ）乃至（ｈ）を用いて、太陽電池１００からの電力供給が不足してしまうためＭＰＰＴを伴う定電圧制御を実施する場合の動作について説明する。なお、図１６（ａ）は、基本的なパルス波Ｐul_2を示しており、定電流制御から定電圧制御への切換が反映されていない。
【０１０４】
図１７（ｂ）に示すように、電力変換装置５００の出力電圧Ｖo2は、電力不足のため徐々に低下する。同様に、その平均電圧Ｖo_aveも低下する。また、電力不足で太陽電池１００から引き出される電流も低下するため、図１７（ｃ）に示すように、蓄電池充電電流検出回路５３３の出力電圧Ｖbi_fbも徐々に低下する。出力電圧Ｖbi_fbが目標電流に相当する電圧Ｉ_Vrefを常に下回るようになると、図１７（ｃ）に示すように、電流誤差検出回路５３４で生成される矩形波ＣＭＰ＿Ｉもハイになる期間がなくなってしまう。従って、電流誤差検出回路５３４のローパスフィルタで生成される第２誤差検出信号Ｖfb_Iは、矩形波ＣＭＰ＿Ｉがローになってしまうと、それに応じてゼロになってしまう。
【０１０５】
一方、図１７（ｆ）に示すように、第１出力電圧検出回路５１２の出力電圧Ｖo1_fbは電力不足のため低下するので、目標電圧調整回路５３８は、目標電圧Ｖ_Vrefを、初期目標電圧（＝第２目標電圧）Ｖref_2から強制的に引き下げるように動作する。第２出力電圧検出回路５３２の出力電圧Ｖo2_fbも低下するので、目標電圧Ｖ_Vrefとの差は小さくなる。但し、本例では、図１７（ｆ）に示すように、目標電圧Ｖ_Vrefよりも出力電圧Ｖo2_fbが高くなるので、電圧誤差検出回路５３７における矩形波ＣＭＰ＿Ｖのハイの期間が長くなって、その後ハイのままになる。そうすると、図１７（ｅ）に示すように、第１誤差検出信号Ｖfb_Vは、第２誤差検出信号Ｖfb_Iより高くなるので、この信号がＶfbとして出力されるようになる。駆動信号発生回路５３６は、三角波ＶＴＷ＿２と出力電圧Ｖfbとを比較して、三角波ＶＴＷ＿２の方が高い期間がハイとなる矩形波Ｐul_2を生成する。図１７（ｈ）の例では、非常に短い期間のみハイとなる。
【０１０６】
以上のような動作を行うことによって、定電流制御から定電圧制御に適切に切り換えが行われるようになる。すなわち、蓄電池３００に効率的に蓄電されるようになる。なお、定電圧制御から定電流制御への切り換えについては、上で述べたものと逆になるので、説明を省略する。
【０１０７】
また、定電圧制御においては、第２の実施の形態と同様にＭＰＰＴが行われるようになる。
【０１０８】
なお、回路例は様々な変形が可能であり、上で述べたような機能を実現できる他の構成を採用することも可能である。
【０１０９】
［実施の形態４］
図１８に本実施の形態に係るシステムの機能ブロック図を示す。図１８に示すシステムは、太陽電池システムであって、太陽電池１００と、太陽電池１００からの出力に対して電力変換を行う電力変換装置６００と、電力変換装置６００の出力に接続されている負荷蓄電池３００及び様々な負荷Ａ乃至Ｃなどが接続されている。太陽電池１００及び負荷蓄電池３００は、従来と同じである。また、負荷Ａ乃至Ｃは、Ｄ／Ｄコンバータ回路付きの装置やＤ／Ａインバータ回路付きの装置などであり、これらも従来と同じである。なお、太陽電池１００は一例であって、例えば風力発電機などの他の自然エネルギー発電機であってもよい。
【０１１０】
電力変換装置６００は、太陽電池１００からの出力直流電圧を昇圧させる昇圧回路部６１０と、昇圧回路部６１０の出力直流電圧を降圧する降圧回路部６２０とを有する。
【０１１１】
昇圧回路部６１０は、（Ａ）太陽電池１００からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって昇圧する昇圧回路６１１と、（Ｂ）昇圧回路６１１の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１出力電圧検出回路６１２と、（Ｃ）第１出力電圧検出回路６１２からの出力信号の電圧Ｖo1_fbと第１の目標電圧Ｖref_1との差に応じて昇圧回路６１１に対する定電圧制御を行う第１定電圧制御回路６１３とを有する。
【０１１２】
なお、昇圧回路６１１は、スイッチを有しており、当該スイッチをオンにする期間を変化させることによって、昇圧の度合いを調整するようになっている。このスイッチをオンにする期間をデューティー比（Ｄｕｔｙと表す）で表す。
【０１１３】
また、降圧回路部６２０は、（Ａ）昇圧回路部６１０からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって降圧する降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１と、（Ｂ）降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の出力電圧に応じた出力信号Ｖo2_fbを出力する第２出力電圧検出回路６２２と、（Ｃ）第２出力電圧検出回路６２２からの出力信号の電圧Ｖo2_fbを第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbに応じて変更して調整後信号Ｖof3を生成する検出信号調整回路６２３と、（Ｄ）検出信号調整回路６２３の出力である調整後信号Ｖof3と固定目標電圧Ｖ_Vrefとの差に応じた電圧の検出信号を出力する誤差検出回路６２４と、（Ｅ）誤差検出回路６２４の出力信号に応じて降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１を駆動する駆動信号発生回路６２５とを有する。
【０１１４】
検出信号調整回路６２３は、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbが所定基準以上低下するまでは、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbをそのまま調整後信号Ｖof3として誤差検出回路６２４に出力する。一方、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbが所定基準以上低下すると、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbも低下しているが、検出信号調整回路６２３は、強制的に固定目標電圧Ｖ_Vrefとの差を狭めるように出力電圧Ｖo2_fbを上昇させるようにする。Ｖ_Vrefを上回ることもあるが、差の絶対値は小さくなる。従って、誤差検出回路６２４では、電圧低下に応じて駆動レベルを上げた効果が現れて固定目標電圧Ｖ_Vrefとの差が小さくなったように見えるため、駆動信号発生回路６２５に駆動レベルを下げるような駆動信号を生成させるようになる。これによって、太陽電池１００からの供給電力低下に応じて駆動レベルを調整することができるようになる。
【０１１５】
次に、図１９を用いて、図１８に示した電力変換装置６００の動作について説明する。なお、太陽電池１００からの出力電力をＰpv、電力変換装置６００の昇圧回路部６１０の出力電圧をＶ1d_out、出力電力をＰ1d、第１定電圧制御回路６１３から昇圧回路６１１への出力をＤｕｔｙ、固定目標電圧をＶ_Vref、検出信号調整回路６２３の出力をＶof3、降圧回路部６２０の出力電圧をＶout、出力電力をＰoutと表すものとする。
【０１１６】
図１９（ａ）乃至（ｄ）に、図１８に示した電力変換装置６００の動作を説明するための波形図を示す。図１９（ａ）（ｂ）及び（ｄ）は、第２の実施の形態の場合と同じである。本実施の形態では、上でも述べたように、太陽電池１００から電力を引き出しすぎると、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fb、昇圧回路部６１０の出力電圧Ｖ1d_out及び降圧回路部６２０の出力電圧Ｖoutも低下することになる。従って、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbも低下して、それに応じて検出信号調整回路６２３の出力電圧Ｖof3も低下する。しかし、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbが所定基準以上低下すれば、検出信号調整回路６２３が、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbを強制的に上昇させる。すなわち、図１９（ｃ）に示すように、調整後信号Ｖof3を上昇させて、固定の目標電圧Ｖ_Vrefとの差を狭めることによって、誤差検出回路６２４及び駆動信号発生回路６２５による降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の駆動レベルを低下させるように調整している。このように、太陽電池１００から電力を引き出しすぎるという状況になると、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbを調整して、固定の目標電圧Ｖ_Vrefとの差を狭めるように調整することで、第２の実施の形態と同様に、太陽電池１００の最大電力点を安価な回路素子で追跡させることができるようになる。
【０１１７】
［実施の形態４の実施例］
本実施の形態に係る具体的回路例を、図２０に図６乃至図８との差分の部分のみを示す。図６に示している太陽電池１００は本実施の形態でも同じである。図６の昇圧回路４１１、第１出力電圧検出回路４１２及び第１定電圧制御回路４１３は、本具体的回路例における昇圧回路６１１、第１出力電圧検出回路６１２及び第１定電圧制御回路６１３と同じである。また、図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１及び第２出力電圧検出回路４２２は、本具体的回路例における降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１及び第２出力電圧検出回路６２２と同じである。それ以外の回路については、図２０に示されている。
【０１１８】
図２０に示すように、図７の第２出力電圧検出回路の出力は、端子Ｅを介して図２０の検出信号調整回路６２３に接続されている。図２０の駆動信号発生回路６２５の出力は、端子Ｄを介して図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路の駆動回路の入力に接続されている。
【０１１９】
誤差検出回路６２４及び駆動信号発生回路６２５は、検出信号調整回路６２３からの出力Ｖof3について定電圧制御を行う回路である。一方、検出信号調整回路６２３は、コンパレータ又はオペアンプ毎に機能が分かれている。具体的には、左下に示したオペアンプは、第１定電圧制御回路６１３の前段のオペアンプと同様に目標電圧Ｖref_1と検出信号Ｖo1_fbとの誤差を検出して誤差信号Ａ3_Outを生成する。コンパレータでは、三角波ＶＴＷ＿３と誤差信号Ａ3_Outとを比較して、三角波ＶＴＷ＿３の方が電圧が高い期間オンになるパルス波ＣＭＰ３＿Ｏが生成される。パルス波ＣＭＰ３＿Ｏは、コンパレータの後段に設けられているローパスフィルタで平滑化されてＦＥＴ（Ｓ２）のゲート電圧ＶＧが生成される。このＦＥＴ（Ｓ２）がオンとなっている場合には、コンデンサＣ２には電荷が貯まらない。一方、ＦＥＴ（Ｓ２）がオフになると、その期間だけコンデンサＣ２に電荷が貯まるため、徐々にトランジスタＴのベースに印加される電圧ＶＱＢが上昇する。トランジスタＴは、電圧ＶＱＢが所定電圧以上になると、オンになる。
【０１２０】
一方、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbが入力されるオペアンプ（右上）では、出力電圧Ｖo2_fbを反転させて中間信号Ｖof2を生成する。さらに、もう１つのオペアンプは、中間信号Ｖof2を反転させて、検出信号調整回路６２３の出力Ｖof3を生成する。
【０１２１】
第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbが所定基準以上下がってトランジスタＴがオンになると、トランジスタＴのエミッタは接地されているので、中間信号Ｖof2の電位は、強制的に引き下げられる。このように、トランジスタＴがオンになると、中間信号Ｖof2は強制的に引き下げられる。一方、後段のオペアンプでは、中間信号Ｖof3を反転させるので、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbが所定基準以上下がってトランジスタＴがオンになると、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbは反対に引き上げられて、その結果が出力Ｖof3として得られるようになる。
【０１２２】
次に、本実施例に係る電力変換装置６００の動作を図２１及び図２２を用いて説明する。まず、図５（ａ）の電力点Ａなどにおいて十分太陽電池１００から電力供給が可能である状態における動作を図２１（ａ）乃至（ｊ）を用いて説明する。なお、図２１（ａ）乃至（ｊ）は、ある短い時間の動作を示しており、図２０等に示した回路の基本的な動作説明を行うための図である。
【０１２３】
図２１（ａ）は、第１定電圧制御回路６１３の出力であるスイッチングパルスＰul_1を表している。この間、昇圧回路６１１の出力電圧及び当該出力電圧に応じた第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fb（図２１（ｂ））は、図中は大げさに示されているが、スイッチングに応じて多少リプルが発生する程度の変動だけである。図２１（ｃ）に示すように、このような第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbから第１定電圧制御回路６１３のオペアンプによって生成される信号Ａ1_Outは、三角波ＶＴＷ＿１と比較されて、信号Ａ1_Outの電圧の方が高い期間、図２１（ａ）に示すようなスイッチングパルスにおいてハイとなる。
【０１２４】
一方、図２１（ｄ）は、駆動信号発生回路６２５の出力Ｐul_2を表しており、図２１（ｅ）は、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbを表している。このように、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の動作周波数は、昇圧回路６１１の動作周波数とは異なっている。
【０１２５】
図２１（ｂ）に示した第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbは、検出信号調整回路６２３に入力されると、初段のオペアンプで図２１（ｈ）に示すような出力信号Ａ3_Outに変換される。このように波形は反転される。また、検出信号調整回路６２３の次段のコンパレータでは、出力信号Ａ3_Outと三角波ＶＴＷ＿３とが比較される。しかしながら、出力信号Ａ3_Outは三角波ＶＴＷ＿３よりも電圧が高くなることはないので、図２１（ｉ）及び（ｊ）に示すように、コンパレータの出力ＣＭＰ３＿Ｏ及びＦＥＴのゲート電圧ＶＧはハイのままとなる。そうすると、図２１（ｊ）に示すように、検出信号調整回路６２３のトランジスタＴのベース電圧ＶＱＢは、ゼロのままになる。
【０１２６】
そうなると、検出信号調整回路６２３に入力された第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fb（図２１（ｅ））は、検出信号調整回路６２３の上段の２つのオペアンプで単純な信号の反転が行われて、図２１（ｆ）に示すように、検出信号調整回路６２３の調整後信号Ｖof3は、ほぼ出力電圧Ｖo2_fbと同じになる。
【０１２７】
誤差検出回路６２４では、調整後信号Ｖof3と固定目標電圧Ｖ_Vrefとが比較され、誤差信号Ａ2_Outが生成される。駆動信号発生回路６２５では、誤差信号Ａ2_Outと三角波ＶＴＷ＿２とが比較され、誤差信号Ａ2_Outの電圧の方が高い期間ハイになる矩形波Ｐul_2が生成される（図２１（ｄ））。
【０１２８】
次に、図２２（ａ）乃至（ｑ）を用いて、昇圧回路６１１の出力が低下し始めて、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbも低下し始めた場合の動作について説明する。なお、図２２（ａ）乃至（ｑ）は、本実施の形態の特徴を強調するように描かれているので、実際とは多少異なる部分もある。
【０１２９】
図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように、太陽電池１００からの電力供給が減少するか最大電力点を超えて電力を引き出そうとすると、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbは下がりだし、昇圧回路６１１のＦＥＴのゲート端子に対するスイッチングパルスＰul_1のデューティー比は、例えば最大になる。これは、図２２（ｃ）に示すように、第１定電圧制御回路６１３のオペアンプの出力Ａ1_Outは、上昇して三角波ＶＴＷ＿１よりも高くなる期間が長くなる。
【０１３０】
一方、昇圧回路部６１０の出力電圧が低下するため降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の出力電圧も低下するため、図２２（ｅ）及び（ｋ）に示すように、第２出力電圧検出回路６２２の出力電圧Ｖo2_fbも低下してゆく。
【０１３１】
また、図２２（ｈ）に示すように、検出信号調整回路６２３の初段のオペアンプの出力Ａ3_Outは、図２２（ｂ）に示した出力電圧Ｖo1_fbの低下とは反対に徐々に上昇して、三角波ＶＴＷ＿３よりも高くなる期間が発生する。そうすると、図２２（ｉ）及び（ｊ）に示すように、検出信号調整回路６２３の次段のコンパレータの出力ＣＭＰ３＿Ｏ及びＦＥＴのゲート電圧ＶＧは、ローになる期間が発生する。そうすると、図２２（ｊ）に示すように、検出信号調整回路６２３のＦＥＴ（Ｓ２）がオフになると、コンデンサＣ２に電荷がチャージされはじめて、トランジスタＴのベース電圧ＶＱＢは、ＦＥＴ（Ｓ２）がオフの期間は上昇する。ＦＥＴ（Ｓ２）がオフの期間が長くなり頻繁に発生するようになると、トランジスタＴのベース電圧ＶＱＢは、トランジスタＴをオンにする程度まで高くなる。
【０１３２】
なお、検出信号調整回路６２３による出力電圧Ｖo2_fbに対する調整が行われるまでは、図２２（ｆ）に示すように、出力電圧Ｖo2_fbと同じような波形が調整後信号Ｖof3となる。中間信号Ｖof2は、出力電圧Ｖo2_fbを反転させた信号である。誤差検出回路６２４は、固定目標電圧Ｖ_Vrefと調整後信号Ｖof3との誤差信号Ａ2_Outを生成し（図２２（ｇ））、駆動信号発生回路６２５は、三角波ＶＴＷ＿３と誤差信号Ａ2_Outとを比較して、誤差信号Ａ2_Outの電圧が高い期間ハイになる矩形波Ｐul_2が生成される（図２２（ｄ））。
【０１３３】
図２２（ｌ）に示すように、ベース電圧ＶＱＢが上昇してトランジスタＴがオンになり、中間信号Ｖof2が引き下げられると、反対に調整後信号Ｖof3は引き上げられることになる。図２２（ｌ）で丸で示した部分が、中間信号Ｖof2の引き下げ及び調整後信号Ｖof3の引き上げが行われている部分である。これによって、固定目標電圧Ｖ_Vrefと調整後信号Ｖof3の差は、固定目標電圧Ｖ_Vrefと出力電圧Ｖo2_fbとの差よりも狭められている。両者の上下関係は反転することもある。なお、図２２（ｌ）以降の図においてダッシュが付されている記号は、検出信号調整回路６２３の調整の影響を受けていることを表している。
【０１３４】
なお、図２２（ｍ）に示すように、誤差検出回路６２４の出力電圧Ａ2_Outは、三角波ＶＴＷ＿２と比較され、出力電圧Ａ2_Outの方が高い期間中、スイッチングパルスＰul_2がハイになる。
【０１３５】
出力電圧Ｖo2_fbが低下すると、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の駆動レベルを上げて出力電圧Ｖo2_fbを上昇させるように誤差検出回路６２４及び駆動信号発生回路６２５は動作する。しかし上で述べたように、調整後信号Ｖof3と固定目標電圧Ｖ_Vrefとの差を狭めるように検出信号調整回路６２３は動作するので、出力電圧Ｖo2_fbの低下に応じて駆動レベルを上げた結果、あたかも効果があったように見えるので、誤差検出回路６２４及び駆動信号発生回路６２５が駆動レベルを下げるようになる。すなわち、図２２（ｍ）に示すように、誤差検出回路６２４の誤差信号Ａ2_Outはやや低下して、三角波ＶＴＷ＿２と比較すると、誤差信号Ａ2_Outの電圧が高くなる期間は短くなる。
【０１３６】
そうすると、降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路６２１の駆動レベルが下がるので、昇圧回路６１１の出力電圧が上昇する。また、第１出力電圧検出回路６１２の出力電圧Ｖo1_fbも、図２２（ｏ）に示すように上昇する。そうすると、図２２（ｐ）に示すように、第１定電圧制御回路６１３のオペアンプの出力Ａ1_Outは低下するので、三角波ＶＴＷ＿１よりも電圧が高くなる期間は短くなる。これに応じて、図２２（ｑ）に示すように、昇圧回路６１１のＦＥＴに対するスイッチングパルスＰul_1はデューティー比が低くなる。すなわち、ハイの期間が短くなる。
【０１３７】
以上のような動作を行うことで、太陽電池１００の供給電力と電力変換装置６００によって引き出される電力とが早期に釣り合うようになる。その後は、太陽電池１００からの電力供給状態に応じて上で述べたものと同様の動作を繰り返せば、最大電力点を追跡していることになる。
【０１３８】
このように高価なプロセッサなどを用いることなく安価な素子のみで最大電力点追跡が可能となる。
【０１３９】
なお、上で述べた各回路の構成は一例であって、同様の機能を実現する様々な変形が可能である。
【０１４０】
［実施の形態５］
第５の実施の形態では、第４の実施の形態を、第３の実施の形態に従った形で変形した構成を採用する。
【０１４１】
本実施の形態に係るシステムは、太陽電池システムであって、図２３に示すように、太陽電池１００と、太陽電池１００からの出力に対して電力変換を行う電力変換装置７００と、電力変換装置７００の出力に接続されている負荷蓄電池３００及び様々な負荷Ａ乃至Ｃなどが接続されている。太陽電池１００及び負荷蓄電池３００は、従来と同じである。また、負荷Ａ乃至Ｃは、Ｄ／Ｄコンバータ回路付きの装置やＤ／Ａインバータ回路付きの装置などであり、これらも従来と同じである。なお、太陽電池１００は一例であって、例えば風力発電機などの他の自然エネルギー発電機であってもよい。
【０１４２】
電力変換装置７００は、昇圧回路部７１０と降圧回路部７３０と有する。昇圧回路部７１０は、（Ａ）太陽電池１００からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって昇圧する昇圧回路７１１と、（Ｂ）昇圧回路７１１の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１出力電圧検出回路７１２と、（Ｃ）第１出力電圧検出回路７１２からの出力信号の電圧と第１の目標電圧Ｖref_1との差に応じて昇圧回路７１１に対する定電圧制御を行う第１定電圧制御回路７１３とを有する。
【０１４３】
また、降圧回路部７３０は、（Ａ）昇圧回路部７１０からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ変換によって降圧する降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路７３１と、（Ｂ）降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路７３１の出力電圧に応じた出力信号を出力する第２出力電圧検出回路７３２と、（Ｃ）第２出力電圧検出回路７３２からの出力信号の電圧Ｖo2_fbを第１出力電圧検出回路７１２の出力電圧Ｖo1_fbに応じて変更して調整後信号Ｖof3を生成する電圧検出信号調整回路７３７と、（Ｄ）電圧検出信号調整回路７３７の出力である調整後信号Ｖof3と固定目標電圧Ｖ_Vrefとの差に応じた電圧の検出信号を出力する電圧誤差検出回路７３８と、（Ｅ）負荷蓄電池３００に流れる電流に応じた電圧の出力信号を出力する蓄電池充電電流検出回路７３３と、（Ｆ）蓄電池充電電流検出回路７３３からの出力信号の電圧と予め設定されている目標電流に相当する電圧との差に応じた電圧の第２誤差検出信号を出力する電流誤差検出回路７３４と、（Ｇ）電流誤差検出回路７３４の出力信号と電圧誤差検出回路７３８の出力信号とのいずれかをその電圧値に応じて切り換える切換回路７３５と、（Ｈ）切換回路７３５の出力に応じて降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路７３１を駆動する駆動信号発生回路７３６とを有する。
【０１４４】
本実施の形態では、図１２に示したような定電流制御を行うべき状態であれば、電流誤差検出回路７３４の第２誤差検出信号の電圧が、電圧誤差検出回路７３８の第１誤差検出信号の電圧以上となる。従って、切換回路７３５は、第２誤差検出信号を駆動信号発生回路７３６に出力する。すなわち、電流誤差検出回路７３４及び駆動信号発生回路７３６の組み合わせで定電流制御が行われ、蓄電池充電電流検出回路７３３において検出される負荷蓄電池３００に流れる電流が一定になるように動作する。
【０１４５】
一方、図１２に示したような定電圧制御を行うべき状態であれば、電圧誤差検出回路７３８の第１誤差検出信号の電圧が、電流誤差検出回路７３４の第２誤差検出信号の電圧を超えるようになる。従って、切換回路７３５は、第１誤差検出信号を駆動信号発生回路７３６に出力する。すなわち、電圧誤差検出回路７３８、電圧検出信号調整回路７３７及び駆動信号発生回路７３６の組み合わせで定電圧制御が行われる。定電圧制御が有効化されている場合には、基本的な動作は第４の実施の形態と同じになる。
【０１４６】
このように制御を切り換え、さらに定電圧制御を実施する際には第４の実施の形態と同じようにＭＰＰＴを実施することになるので、効率的に負荷蓄電池３００への充電を行うことができる。
【０１４７】
［実施の形態５の実施例］
本実施の形態に係る具体的回路例を、図２４に図６乃至図８との差分の部分のみを示す。図６に示している太陽電池１００は本実施の形態でも同じである。図６の昇圧回路４１１、第１出力電圧検出回路４１２及び第１定電圧制御回路４１３は、本具体的回路例における昇圧回路７１１、第１出力電圧検出回路７１２及び第１定電圧制御回路７１３と同じである。また、図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路４２１及び第２出力電圧検出回路４２２は、本具体的回路例における降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路７３１及び第２出力電圧検出回路７３２と同じである。それ以外の回路については、図２４に示されている。
【０１４８】
図２４に示すように、蓄電池３００及び蓄電池充電電流検出回路７３３は直列に接続されており、端子Ｆ及びＧを介して図７の第２出力電圧検出回路に接続される。図２４の駆動信号発生回路７３６の出力は、端子Ｄを介して図７の降圧Ｄ／Ｄコンバータ回路の駆動回路に接続される。図２４の電圧検出信号調整回路７３７の入力は、端子Ｅを介して図７の第２出力電圧検出回路と接続されている。図２４の電圧検出信号調整回路７３７の入力は、端子Ｃを介して図６の第１出力電圧検出回路と接続されている。
【０１４９】
本具体的回路例における切換回路７３５は、電流誤差検出回路７３４の出力と電圧誤差検出回路７３８の出力とをダイオードＯＲする回路である。これによって、電圧の高い方の誤差検出信号を駆動信号発生回路７３６に出力するようになっている。本具体的回路例における電圧検出信号調整回路７３７は、第４の実施の形態における回路例と同じになっている。電流誤差検出回路７３４も、蓄電池充電電流検出回路７３３の出力と目標電流に相当する電圧Ｉ_Vrefとの差を検出するような回路となっている。
【０１５０】
本具体的回路例における定電流制御と定電圧制御の切り換えについては第３の実施の形態と同じであり、ＭＰＰＴを伴う定電圧制御について第４の実施の形態と同じである。従って、ここでは説明を省略する。
【０１５１】
［実施の形態６］
第１、第２及び第４の実施の形態に係る電力変換装置は、例えば図２５のように用いることができる。図２５の例では、５つの太陽電池の各々に、電力変換装置を接続する。そして、全ての電力変換装置の全ての出力は、コンデンサ２００１と、負荷蓄電池２００３と、ＤＣ／ＡＣインバータ回路やＤＣ／ＤＣコンバータ回路などの様々な負荷に接続される。
【０１５２】
１つの大きな太陽電池に対して１つの電力変換装置を接続するような構成では、当該太陽電池の一部分だけ影などにより出力が低下した場合、当該太陽電池の出力電力カーブが複雑になるため、最大電力点の追跡が難しくなる。しかし、図２５に示すように、太陽電池をある程度の大きさに分割して、各太陽電池に電力変換装置を接続して、各々で最大電力点を追跡するようにすれば、一部の太陽電池の出力電力が低下したりしても、その太陽電池に合わせて担当の電力変換装置が出力電力を引き下げるように動作する。すなわち、全体としても最大電力点に追従することが容易になり、全体として効率の良いシステムが得られるようになる。
【０１５３】
太陽電池の出力電圧が高電圧（例えば、開放電圧が３００Ｖ度設定）、出力電流が低電流（例えば、短絡電流１Ａ程度設定）の場合は、図２５のように接続することが好ましい。図２５の例では、負荷蓄電池２００３に供給される電流Ｉo_Dは、全ての電力変換装置の出力電流の和になる。すなわち、Ｉo_D＝Ｉo_D1＋Ｉo_D2＋Ｉo_D3＋Ｉo_D4＋Ｉo_D5となる。一方、出力電圧Ｖo_Dは一定である。
【０１５４】
Ｄ／Ｄコンバータ回路の出力電圧を４００Ｖとしたいとき、約１．５乃至２倍程度の昇圧比として図２５のように接続することで、総電力は大きく取り出せることになるとともに、Ｄ／Ｄコンバータ回路を効率の良い領域で使用することが出来る。
【０１５５】
さらに、図２６に示すように、各電力変換装置の出力にダイオードのカソードを接続し、全てのダイオードの全てのアノードを接続することによって、システムの電力変換装置の出力をダイオードＯＲ回路で接続するようにしても良い。
【０１５６】
また、図２７に示すような構成も可能である。すなわち、コンデンサ２００１及び負荷蓄電池２００３などに接続されている電力変換装置＿１を最上位として、負極側端子が接地されている電力変換装置＿５を最下位とした時、最上位及び最下位の電力変換装置を除く電力変換装置の正極側出力を上位の電力変換装置の負極側出力に接続し、電力変換装置の負極側出力を下位の電力変換装置の正極側出力に接続し、最上位の電力変換装置の正極側出力をコンデンサ２００１等に接続し、最下位の電力変換装置の負極側出力を接地する。図２８に一部を示すように、電力変換装置の第２出力電圧検出回路の端子Ｐを正極側端子とし、第２出力電圧検出回路の端子Ｑを負極側端子としている。
【０１５７】
太陽電池の出力電圧が低電圧（例えば、開放電圧が３０Ｖ程度の設定）、出力電流が低電流（例えば、短絡電流１０Ａ程度設定）の場合は、図２７に示すように接続することが好ましい。図２７の例では、負荷蓄電池２００３に供給される電圧Ｖo_Dは、全ての電力変換装置の出力電圧の和となる。すなわち、Ｖo_D＝Ｖo_D1＋Ｖo_D2＋Ｖo_D3＋Ｖo_D4＋Ｖo_D5となる。一方、出力電流Ｉo_Dは一定である。
【０１５８】
また、Ｄ／Ｄコンバータ回路の出力電圧を４００Ｖとしたいときは、Ｄ／Ｄコンバータ回路を約１．５乃至２倍程度の昇圧比として、電力変換回路を１０直列程度にすることで、目標電圧を得ることができる。Ｄ／Ｄ昇圧比を低くすることができるため、効率の良い領域で使用することが出来る。
【０１５９】
さらに、図２９に示すように、図２７に示した回路の各電力変換装置の負極側端子にダイオードのアノードを接続し、正極側端子にカソードを接続するような構成を採用するようにしても良い。
【０１６０】
上では太陽電池と電力変換装置の組み合わせを５つ利用する例を示したが、個数は５に限定されるものではない。
【０１６１】
当然ながら太陽電池は一例であり、風力発電機など他の自然エネルギーからの発電機にも適用できる。さらに、風力発電機や太陽電池などを複合的に用いるシステムにおいても適用可能である。
【０１６２】
以上本発明の実施の形態を説明したが、同様の機能を実現する他の回路例を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１６３】
１００ 太陽電池
２００，４００，５００，６００，７００ 電力変換装置
３００ 負荷蓄電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大電力点を有する直流電源からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ昇圧変換する第１のＤ／Ｄコンバータ回路と、
前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１の電圧検出回路と、
前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧と第１の目標電圧との差に応じて、前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う第１の定電圧制御回路と、
前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧をＤＣ／ＤＣ降圧変換する第２のＤ／Ｄコンバータ回路と、
前記第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第２の電圧検出回路と、
前記第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との差に応じて、前記第２のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う第２の定電圧制御回路と、
前記第１の定電圧制御回路による制御にもかかわらず前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧が低下すると、前記第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と前記第２の目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路と、
を有する電力変換装置。
【請求項２】
前記調整回路は、前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、前記第２の目標電圧を低下させる動作を行う回路を有する
請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記調整回路が、
前記第２の電圧検出回路の出力信号の極性を反転させる第１の反転回路と、
前記第１の反転回路の出力信号の電圧を、前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、引き下げる反転信号調整回路と、
前記反転信号調整回路によって電圧が引き下げられた前記第１の反転回路の出力信号の極性を反転させる第２の反転回路と、
を有する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
最大電力点を有する直流電源からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ昇圧変換する第１のＤ／Ｄコンバータ回路と、
前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１の電圧検出回路と、
前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧と第１の目標電圧との差に応じて、前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う定電圧制御回路と、
前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧をＤＣ／ＤＣ降圧変換する第２のＤ／Ｄコンバータ回路と、
前記第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第２の電圧検出回路と、
前記第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との差に応じた定電圧制御のための第１の誤差信号を生成する第１の誤差検出回路と、
前記第２のＤ／Ｄコンバータ回路から出力される電力を蓄電する蓄電池に流れる電流の電流値を検出する蓄電池充電電流検出回路と、
前記蓄電池充電電流検出回路により検出された前記電流値と当該電流値の目標値との差に応じた定電流制御のための第２の誤差信号を生成する第２の誤差検出回路と、
前記第１の誤差信号又は前記第２の誤差信号に応じて前記第２のＤ／Ｄコンバータ回路を駆動する駆動回路と、
前記第１の誤差信号の電圧が前記第２の誤差信号の電圧より高い場合には前記第１の誤差信号を前記駆動回路に出力し、前記第２の誤差信号の電圧が前記第１の誤差信号の電圧以上である場合には前記第２の誤差信号を前記駆動回路に出力する切替回路と、
前記第１の定電圧制御回路による制御にもかかわらず前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧が低下すると、前記第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と前記第２の目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路と、
を有する電力変換装置。
【請求項５】
前記調整回路は、前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、前記第２の目標電圧を低下させる動作を行う回路を有する
請求項４記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記調整回路が、
前記第２の電圧検出回路の出力信号の極性を反転させる第１の反転回路と、
前記第１の反転回路の出力信号の電圧を、前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、引き下げる反転信号調整回路と、
前記反転信号調整回路によって電圧が引き下げられた前記第１の反転回路の出力信号の極性を反転させる第２の反転回路と、
を有する請求項４記載の電力変換装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか１つの記載の複数の電力変換装置と、
複数の直流電源と、
を有し、
前記複数の直流電源に含まれる一つの直流電源と前記複数の電力変換装置に含まれる一つの電力変換装置とが１対１で接続されており、前記複数の電力変換装置の出力が接続されている
電力システム。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか１つの記載の複数の電力変換装置と、
複数の直流電源と、
を有し、
前記複数の直流電源に含まれる一つの直流電源と前記複数の電力変換装置に含まれる一つの電力変換装置とが１対１で接続されており、
前記電力変換装置の正極側出力を上位の前記電力変換装置の負極側出力に接続し、前記電力変換装置の負極側出力を下位の前記電力変換装置の正極側出力に接続し、最上位の前記電力変換装置の正極側出力を負荷側に接続し、最下位の前記電力変換装置の負極側出力を接地する
電力システム。
【請求項１】
最大電力点を有する直流電源からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ昇圧変換する第１のＤ／Ｄコンバータ回路と、
前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１の電圧検出回路と、
前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧と第１の目標電圧との差に応じて、前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う第１の定電圧制御回路と、
前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧をＤＣ／ＤＣ降圧変換する第２のＤ／Ｄコンバータ回路と、
前記第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第２の電圧検出回路と、
前記第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との差に応じて、前記第２のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う第２の定電圧制御回路と、
前記第１の定電圧制御回路による制御にもかかわらず前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧が低下すると、前記第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と前記第２の目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路と、
を有する電力変換装置。
【請求項２】
前記調整回路は、前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、前記第２の目標電圧を低下させる動作を行う回路を有する
請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記調整回路が、
前記第２の電圧検出回路の出力信号の極性を反転させる第１の反転回路と、
前記第１の反転回路の出力信号の電圧を、前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、引き下げる反転信号調整回路と、
前記反転信号調整回路によって電圧が引き下げられた前記第１の反転回路の出力信号の極性を反転させる第２の反転回路と、
を有する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
最大電力点を有する直流電源からの出力電圧をＤＣ／ＤＣ昇圧変換する第１のＤ／Ｄコンバータ回路と、
前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第１の電圧検出回路と、
前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧と第１の目標電圧との差に応じて、前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路に対して定電圧制御を行う定電圧制御回路と、
前記第１のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧をＤＣ／ＤＣ降圧変換する第２のＤ／Ｄコンバータ回路と、
前記第２のＤ／Ｄコンバータ回路の出力電圧に応じた電圧の出力信号を出力する第２の電圧検出回路と、
前記第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と第２の目標電圧との差に応じた定電圧制御のための第１の誤差信号を生成する第１の誤差検出回路と、
前記第２のＤ／Ｄコンバータ回路から出力される電力を蓄電する蓄電池に流れる電流の電流値を検出する蓄電池充電電流検出回路と、
前記蓄電池充電電流検出回路により検出された前記電流値と当該電流値の目標値との差に応じた定電流制御のための第２の誤差信号を生成する第２の誤差検出回路と、
前記第１の誤差信号又は前記第２の誤差信号に応じて前記第２のＤ／Ｄコンバータ回路を駆動する駆動回路と、
前記第１の誤差信号の電圧が前記第２の誤差信号の電圧より高い場合には前記第１の誤差信号を前記駆動回路に出力し、前記第２の誤差信号の電圧が前記第１の誤差信号の電圧以上である場合には前記第２の誤差信号を前記駆動回路に出力する切替回路と、
前記第１の定電圧制御回路による制御にもかかわらず前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧が低下すると、前記第２の電圧検出回路の出力信号の電圧と前記第２の目標電圧との電位差を強制的に狭める動作を実施する調整回路と、
を有する電力変換装置。
【請求項５】
前記調整回路は、前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、前記第２の目標電圧を低下させる動作を行う回路を有する
請求項４記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記調整回路が、
前記第２の電圧検出回路の出力信号の極性を反転させる第１の反転回路と、
前記第１の反転回路の出力信号の電圧を、前記第１の電圧検出回路の出力信号の電圧の低下度合いに応じて、引き下げる反転信号調整回路と、
前記反転信号調整回路によって電圧が引き下げられた前記第１の反転回路の出力信号の極性を反転させる第２の反転回路と、
を有する請求項４記載の電力変換装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか１つの記載の複数の電力変換装置と、
複数の直流電源と、
を有し、
前記複数の直流電源に含まれる一つの直流電源と前記複数の電力変換装置に含まれる一つの電力変換装置とが１対１で接続されており、前記複数の電力変換装置の出力が接続されている
電力システム。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか１つの記載の複数の電力変換装置と、
複数の直流電源と、
を有し、
前記複数の直流電源に含まれる一つの直流電源と前記複数の電力変換装置に含まれる一つの電力変換装置とが１対１で接続されており、
前記電力変換装置の正極側出力を上位の前記電力変換装置の負極側出力に接続し、前記電力変換装置の負極側出力を下位の前記電力変換装置の正極側出力に接続し、最上位の前記電力変換装置の正極側出力を負荷側に接続し、最下位の前記電力変換装置の負極側出力を接地する
電力システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
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【図２６】
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【図２９】
【公開番号】特開２０１２−８９１３（Ｐ２０１２−８９１３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４６０５８（Ｐ２０１０−１４６０５８）
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
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