系统协同工作变换器装置及系统协同工作系统的制作方法

专利名称：系统协同工作变换器装置及系统协同工作系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将来自直流电源的直流电变换为商用频率的交流电，并且可以使 该交流电与电力系统协同工作的系统协同工作变换器(inverter)装置及系统协同工作系 统。
背景技术：
以往，将来自太阳电池等直流电源的直流电变换为商用频率的交流电，并且可以 使该交流电与电力系统协同工作的系统协同工作变换器装置被广泛使用。近年，为了实现系统协同工作变换器装置的小型化、高效率化，不具备绝缘变压器 的电路方式(所谓无变压器方式)的系统协同工作变换器装置受到瞩目。无变压器方式的系统协同工作变换器装置，具有通过高频开关动作将输入电压总 是升压到比系统电压高的电压并生成中间电压的电压变换电路，和通过高频开关动作将中 间电压变换为交流电的波形变换电路，并将交流电输出到电力系统。另外，如下的系统协同工作变换器装置被提案通过由电压变换电路来进行至少 一部分的正弦波波形的成形，可以省略一部分高频开关动作，降低了伴随高频开关动作的 开关动作损耗(参照专利文献1及专利文献2)。专利文献1 JP特开2004-104963号公报专利文献2 JP特开2000-152661号公报然而，在专利文献1和2中记载的系统协同工作变换器装置中，通过由电压变换电 路来进行至少一部分的正弦波波形的成形，直流电源和电压变换电路之间的正侧线路和负 侧线路各自的对地电压发生变动。在此，在太阳电池等直流电源和大地之间存在对地静电电容。无变压器方式的系 统协同工作变换器装置，因为输入输出没有被电绝缘分离，所以若正侧线路和负侧线路各 自的对地电压发生变动，则存在通过对地静电电容而流过泄露电流的问题。因此，专利文献1和2中记载的系统协同工作变换器装置，在安全面、保安面的可 靠性不足，并且，存在需要对EMI噪声等噪声的对策的问题。

发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种即使为由电压变换电路来进行至少一部分的 正弦波波形的成形的电路结构，也可以抑制通过对地静电电容流过的泄露电流的系统协同 工作变换器装置和系统协同工作系统。为了解决上述课题，本发明具有以下的特征。首先，本发明所涉及的系统协同工作 变换器装置的特征为，是如下所述的系统协同工作变换器装置(系统协同工作变换器装置 100A或100B)，其具有电压变换电路(升降压转换器2A或升压转换器2B)，其对来自直流 电源(直流电源1)的输入电压(输入电压Vi)进行升压或降压并输出中间电压(中间电 压Vd)；和波形变换电路(全桥变换器3A或;3B)，其将所述中间电压变换为正弦波状的交流电，所述电压变换电路进行对应于所述交流电的正弦波波形的至少一部分的成形，该系 统协同工作变换器装置的要点在于，所述电压变换电路具备正侧电路(正侧电路210A或 210B)，其设置于所述直流电源的正极和所述波形变换电路之间的正侧线路(正侧线路Lp) 上；和负侧电路(负侧电路220A或220B)，其设置于所述直流电源的负极和所述波形变换 电路之间的负侧线路(负侧线路Ln)上，所述正侧电路和所述负侧电路具有相互对称的电 路结构。根据这种特征，进行对应于交流电的正弦波波形的至少一部分的成形的电压变换 电路，具有相互对称的电路结构的正侧电路和负侧电路。通过相互对称的电路结构的正侧 电路和负侧电路，将对地电压的变动正负抵消，直流电源和电压变换电路之间的正侧线路 和负侧线路各自的对地电压保持固定。由此，可以抑制通过对地静电电容流过的泄露电流， 因此可以提高来自安全面、保安面的可靠性，并且，可以简化EMI噪声等的对策。在上述特征所涉及的系统协同工作变换器装置中，所述正侧电路，是在所述正侧 线路上，将不同种类的多个正侧电路元件串联构成的；所述负侧电路，是在所述负侧线路 上，将不同种类的多个负侧电路元件串联构成的；从所述直流电源侧开始数第η个被连接 的所述正侧电路元件，和从所述直流电源侧开始数第η个被连接的所述负侧电路元件为同 一种类的电路元件。另外，同一种类的正侧电路元件和负侧电路元件使用相同特性的电路 元件构成。根据这种特征，通过使用同一种类的相同特性的电路元件构成正侧电路和负侧电 路，可以使正侧电路和负侧电路各自的电路特性的平衡均等，可以更进一步稳定直流电源 和电压变换电路之间的正侧线路和负侧线路各自的对地电压。在上述特征所涉及的系统协同工作变换器装置中，所述正侧电路具备第1开关 元件(开关元件21a)；第1电抗器(电抗器Ma)，其连接于所述第1开关元件的后段；和第 1 二极管(二极管27a)，其连接于所述第1电抗器的后段，所述负侧电路具备第2开关元 件(开关元件21b)；第2电抗器(电抗器Mb)，其连接于所述第2开关元件的后段；和第2 二极管(二极管27b)，其连接于所述第2电抗器的后段。其中，“后段”是表示电力系统侧， “前段”是表示直流电源侧。根据这种系统协同工作变换器装置，在由电压变换电路来进行对应于交流电的正 弦波波形的全部的成形的电路结构中，可以使正侧电路和负侧电路成为相互对称的电路结 构，如上所述，可以抑制通过对地静电电容流过的泄露电流。在上述特征所涉及的系统协同工作变换器装置中，具备控制部(控制部120A)，其 控制所述电压变换电路的动作，所述控制部使所述第1开关元件和所述第2开关元件同步动作。根据这种系统协同工作变换器装置，在使正侧电路和负侧电路成为相互对称的电 路结构的基础上，通过使正侧电路和负侧电路各自的开关元件同步动作，可以使正侧电路 和负侧电路各自的动作相同，可以更进一步稳定直流电源和电压变换电路之间的正侧线路 和负侧线路各自的对地电压。在上述特征所涉及的系统协同工作变换器装置中，所述正侧电路具备第1电抗 器(电抗器Ma)；和第1 二极管(二极管27a)，其连接于所述第1电抗器的后段，所述负侧 电路具备第2电抗器(电抗器Mb)；和第2 二极管(二极管27b)，其连接于所述第2电抗器的后段，根据这种系统协同工作变换器装置，在由电压变换电路来进行对应于交流电的正 弦波波形的一部分的成形的电路结构中，可以使正侧电路和负侧电路成为相互对称的电路 结构，如上所述，可以抑制通过对地静电电容流过的泄漏电流。本发明所涉及的系统协同工作系统的特征在于，以具备直流电源(直流电源1)， 和上述特征所涉及的系统协同工作变换器装置为要点。根据这种特征，如上所述，可以使用能够抑制通过对地静电电容流过的泄露电流 的系统协同工作变换器装置来构成系统协同工作系统，可以提高来自安全面、保安面的可 靠性，并且，可以提供一种能够简化EMI噪声等的对策的系统协同工作系统。根据本发明，可以提供一种即使为由电压变换电路来进行至少一部分的正弦波波 形的成形的电路结构，也可以抑制通过对地静电电容流过的泄露电流的系统协同工作变换 器装置和系统协同工作系统。


图1是表示包括第1实施方式所涉及的系统协同工作变换器装置的系统协同工作 系统的结构的图。图2是用于说明第1实施方式所涉及的系统协同工作变换器装置的动作的波形 图。图3是表示包括第2实施方式所涉及的系统协同工作变换器装置的系统协同工作 系统的结构的图。图4是用于说明第2实施方式所涉及的系统协同工作变换器装置的动作的波形 图。图5是用于说明第1实施方式的比较例的图。图6是用于说明第2实施方式的比较例的图。图中Cpv···对地静电电容、Ln…负侧线路、Lp…正侧线路、1…直流电源、2A···升降压转 换器(converter)、2B···升压转换器、3A、3B···全桥变换器(full bridge inverter) >4— 滤波电路、10…电力系统、21a、21b…开关元件、2加、2沘…二极管、23…二极管、2^、24b… 电抗器(reactor)、25…开关元件、26…二极管、27a、27b…二极管、31a 31d…开关元件、 32a 32d…二极管、41a…开关元件、41b…开关元件、4^i、42b…二极管、43a、43b…电抗 器、44…电容器、100A、100B…系统协同工作变换器装置、101…输入段电容器、102…中间段 电容器、11(^、11(^...主电路、12(^、1208 控制部、21(^、21( ...正侧电路、22(^、22( ...负 侧电路。
具体实施例方式接下来，参照附图，对本发明的第1实施方式、第2实施方式、以及实施方式的比较 例进行说明。在以下的实施方式中的附图的记载中，对相同或类似的部分赋予相同或类似 的符号。[第1实施方式]
首先，参照图1及图2，对本发明的第1实施方式进行说明。图1是表示包括第1实施方式所涉及的系统协同工作变换器装置100A的系统协 同工作系统的结构的图。图2是用于说明系统协同工作变换器装置100A的动作的波形图。如图1所示，系统协同工作系统具有直流电源1、系统协同工作变换器装置100A、 以及电力系统10。直流电源1是通过发电来输出直流电的分散型电源。在下面举例太阳电 池作为直流电源1。直流电源1具有对地静电电容Cpv。系统协同工作变换器装置100A将来自直流电源1的直流电变换为商用频率(例 如50或60Hz)的交流电。在系统协同工作变换器装置100A与电力系统10之间连接有设 置于用户的负载(未作图示)。系统协同工作变换器装置100A进行从系统协同工作变换器 装置100A和电力系统10双方对负载提供交流电的协同运转。系统协同工作变换器装置100A具有主电路IlOA和控制主电路IlOA的控制部 120A。主电路IlOA具有升降压转换器2A，其对来自直流电源1的输入电压Vi进行升降 压，并输出中间电压Vd ；和全桥变换器3A，其将中间电压Vd变换为正弦波状的交流电。在 第1实施方式中，升降压转换器2A构成电压变换电路。在第1实施方式中，全桥变换器3A 构成波形变换电路。第1实施方式所涉及的升降压转换器2A进行对应于交流电(系统电压Vs)的正弦 波波形的全部的成形。在此，升降压转换器2A所输出的中间电压Vd为正弦波正半波(参 照图2(f))。全桥变换器3A进行中间电压Vd的极性切换，输出正弦波状的交流电。升降压转换器2A具有输入段电容器101、正侧电路210A、负侧电路220A、二极管 23、开关元件25、二极管26、以及中间段电容器102。虽然在第1实施方式中，举例绝缘栅双 极晶体管(IGBT)作为开关元件25，但也可以为功率MOS FET等。输入段电容器101，在直流电源1的后段，一端连接于直流电源1的正极和全桥变 换器3A之间的正侧线路Lp，另一端连接于直流电源1的负极和全桥变换器3A之间的负侧 线路Ln。输入段电容器101将来自直流电源1的直流电平滑化。另外，“后段”是表示电力 系统侧，“前段”是表示直流电源侧。正侧线路Lp的一端连接于直流电源1的正极侧，另一端连接于全桥变换器3A的 一个输入侧(正侧的输入)。负侧线路Ln的一端连接于直流电源1的负极侧，另一端连接 于全桥变换器3A的另一个输入侧(负侧的输入侧)。正侧电路210A设置于正侧线路Lp上。负侧电路220A设置于负侧线路Ln上。正 侧电路210A和负侧电路220A具有相互对称的电路结构。具体来说，正侧电路210A是在正 侧线路Lp上，将不同种类的多个电路元件串联而构成的。负侧电路220A是在负侧线路Ln 上，将不同种类的多个电路元件串联而构成的。从直流电源1侧开始数第η个被连接的正 侧的电路元件，与从直流电源1侧开始数第η个被连接的负侧的电路元件是同一种类的电 路元件(η为大于1的整数)。另外，对称的电路结构是表示在电路图上的对称性，将正侧电 路210Α和负侧电路220Α实际配置于基板上时的位置没有必要对称。正侧电路210Α具备开关元件21a (第1开关元件)；电抗器Ma (第1电抗器)， 其连接于开关元件21a的后段；和二极管27a (第1 二极管)，其连接于电抗器2 的后段。开关元件21a的一端(集电极)连接于直流电源1和输入段电容器101，另一端 (发射极)连接于电抗器Ma。在开关元件21a上逆并联有二极管22a。开关元件21a按照6来自控制部120A的栅极信号Gl进行高频开关动作。二极管27a的一端(阳极)连接于电 抗器Ma，另一端(阴极)连接于全桥变换器3A。负侧电路220A具备开关元件21b (第2开关元件)；电抗器Mb (第2电抗器)， 其连接于开关元件21b的后段；和二极管27b (第2 二极管)，其连接于电抗器Mb的后段。开关元件21b的一端(发射极)连接于直流电源1和输入段电容器101，另一端 (集电极)连接于电抗器Mb。在开关元件21b上逆并联有二极管22b。开关元件21b按照 来自控制部120A的栅极信号Gl进行高频开关动作。即，开关元件21b由与开关元件21a 通用的栅极信号Gl进行控制。二极管27b的一端(阴极)连接于电抗器Mb，另一端(阳 极)连接于全桥变换器3A。在本实施方式中，从直流电源1侧开始数第η个被连接的正侧的电路元件和从直 流电源1侧开始数第η个被连接的负侧的电路元件是同一种类的电路元件，并且使用相同 电路特性的电路元件构成。例如，从直流电源1侧开始数第1个被连接的开关元件21a和开关元件21b各自 的电路特性(导通电压、开关速度等)相同。从直流电源1侧开始数第2个被连接的电抗 器2 和电抗器24b各自的电路特性(电感等)相同。从直流电源1侧开始数第3个被连 接的二极管27a和二极管27b各自的电路特性(导通电压、开关速度等)等相同。电抗器Ma、24b为了小型化，也可以用如下方法构成将铁芯作为通用，将分别与 电抗器Ma、24b对应的线圈缠绕在通用的铁芯上。二极管23连接于开关元件21a、21b的后段。二极管23的一端(阴极)连接于开 关元件21a和电抗器2 之间的正侧线路Lp，另一端(阳极)连接于开关元件21b和电抗 器24b之间的负侧线路Ln。开关元件25连接于电抗器Ma、24b的后段。开关元件25的一端(集电极)连接 于电抗器2 和二极管27a之间的正侧线路Lp，另一端(发射极)连接于电抗器24b和二 极管27b之间的负侧线路Ln。在开关元件25上逆并联有二极管沈。开关元件25按照来 自控制部120A的栅极信号G2进行高频开关动作。开关元件2la、二极管22a、二极管23、以及电抗器2 被使用于对输入电压Vi进 行降压并输出中间电压Vd。二极管23和电抗器2 将由于开关元件21a的开关动作从而 电压、电流成为断断续续的输出平滑化。图2 (a)表示从控制部120A输入到开关元件21a、21b的栅极信号Gl的波形。另 外，在图2中，用阴影线表示的区间代表高频开关动作的区间。开关元件21a通过高频开关动作对输入电压Vi进行降压，并根据栅极信号Gl对 导通时间进行调制，来控制电抗器Ma中流过的电流波形的振幅。另一方面，开关元件21b 通过与开关元件21a同步的高频开关动作来控制电抗器Mb中流过的电流波形的振幅。电抗器Ma、开关元件25、二极管沈、以及二极管27a被使用于对输入电压Vi进行 升压并输出中间电压Vd。电抗器2 积蓄升压能量。图2 (b)表示从控制部120A输入到开关元件25的栅极信号G2的波形。开关元件 25通过高频开关动作对输入电压Vi进行升压，并根据栅极信号G2对导通时间进行调制，来 控制在电抗器Ma、Mb中流过的电流波形的振幅。开关元件21a、21b和开关元件25排他性地进行高频开关动作。具体来说，当开关元件21a、21b进行高频开关动作时开关元件25为断开状态，当开关元件25进行高频开关 动作时开关元件2la、2Ib为导通状态。在输入电压Vi大于系统电压Vs的绝对值的期间中，控制部120A通过使开关元 件21a、21b进行高频开关动作来进行降压动作，并且通过对导通时间进行调制，来对电抗 器Ma 的电流波形的振幅进行瞬时控制。此时，开关元件25断开。在输入电压Vi小 于系统电压Vs的绝对值的期间中，控制部120A通过使开关元件21a、21b导通并且使开关 元件25进行高频开关动作来对输入电压Vi进行升压，并且通过对导通时间进行调制，来对 电抗器Ma、Mb的电流波形的振幅进行瞬时控制。图2(f)表示中间电压Vd的波形。如图2(f)所示，在从升降压转换器2A输出的中 间电压Vd上重叠有与开关元件21a、21b以及开关元件25的动作频率相对应的高频分量。中间段电容器102连接于二极管27a、27b的后段。中间段电容器102被使用于消 除中间电压Vb所包含的高频分量。中间段电容器102的一端连接于二极管27a和全桥变换 器3A之间的正侧线路Lp，另一端连接于二极管27b和全桥变换器3A之间的负侧线路Ln。 例如，中间段电容器102的电容为数十μ F的程度。全桥变换器3Α在切换中间电压Vd的极性的同时，将其变换为与电力系统10同步 的正弦波交流电。全桥变换器3Α具有全桥连接的开关元件31a 31d。虽然在第1实施方 式中，举例IGBT作为开关元件31a 31d，但也可以为功率MOS FET等在开关元件31a 31d上，分别逆并联有二极管3 32d。开关元件31a、31d按 照来自控制部120A的栅极信号G3进行开关动作。开关元件31b、31c按照来自控制部120A 的栅极信号G4进行开关动作。在开关元件31a和开关元件31b的连接点，以及开关元件 31c和开关元件31d的连接点上，通过省略图示的继电器电路，连接有电力系统10。图2(c)表示从控制部120A向开关元件31a、31d输入的栅极信号G3的波形。图 2(d)表示从控制部120A向开关元件31b、31c输入的栅极信号G4的波形。图2 (e)表示输 入电压Vi和系统电压Vs各自的波形。图2(g)表示输出电流Io的波形。图2(h)表示输 入输出对地电压的波形。具体来说，表示了 直流电源1和升降压转换器2A之间的正侧线 路Lp的对地电压Vp ；直流电源1和升降压转换器2A之间的负侧线路Ln的对地电压Vn ；输 出侧的一条线路的对地电压Vu ；和输出侧的另一条线路的对地电压Vv。开关元件31a 31d与系统电压Vs的正负同步，以商用频率进行开关动作，并将 从升降压转换器2A得到的商用频率相应的正弦波正半波状的中间电压Vd变换为与电力系 统10同步的正弦波交流电。如同上述说明，根据第1实施方式，升降压转换器2A具有相互对称的电路结构的 正侧电路210A和负侧电路220A。通过相互对称的电路结构的正侧电路210A和负侧电路 220A,如图2 (h)所示，将直流电源1和升降压转换器2A之间的正侧线路Lp和负侧线路Ln 各自的对地电压Vp、Vn的变动正负抵消，对地电压Vp、Vn保持固定。由此，可以抑制通过对 地静电电容Cpv流过的泄漏电流。另外，在第1实施方式中，通过使用相同特性的电路元件构成正侧电路210A和负 侧电路220A，可以使正侧电路210A和负侧电路220A各自的电路特性的平衡均等，可以更进 一步稳定对地电压Vp、Vn。并且，在第1实施方式中，在使正侧电路210A和负侧电路220A成为相互对称的电路结构基础上，通过使正侧电路210A和负侧电路220A各自的开关元件21a、21b同步动作， 可以使正侧电路2IOA和负侧电路220A各自的动作相同，可以更进一步稳定对地电压Vp、 Vn。[第2实施方式]接下来，参照图3和图4，对本发明的第2实施方式进行说明。在第2实施方式中， 主要对与第1实施方式不同的点进行说明。图3是表示包括第2实施方式所涉及的系统协同工作变换器装置100B的系统协 同工作系统的结构的图。图4是用于说明系统协同工作变换器装置100B的动作的波形图。系统协同工作变换器装置100B具有主电路IlOB和控制主电路IlOB的控制部 120B。主电路IlOB具有升压转换器2B，其对来自直流电源1的输入电压Vi进行升压，并 输出中间电压Vd ；和全桥变换器:3B，其将中间电压Vd变换为正弦波状的交流电。在第2实 施方式中，升压转换器2B构成电压变换电路。在第2实施方式中，全桥变换器:3B构成波形 变换电路。第2实施方式所涉及的升压转换器2B进行对应于交流电(系统电压Vs)的正弦 波波形的一部分的成形。在此，升压转换器2B所输出的中间电压Vd是部分成为凸状的波 形(参照图4(e))。全桥变换器:3B对其余部分的正弦波波形进行成形，并输出正弦波状的 交流电。升压转换器2B具有输入段电容器101、正侧电路210B、负侧电路220B、开关元件 25、二极管沈、以及中间段电容器102。虽然在第2实施方式中，举例功率MOS FET作为开 关元件25，但也可以为IGBT等。开关元件25按照来自控制部120B的栅极信号Gl进行高频开关动作。正侧电路210B设置于正侧线路Lp上。负侧电路220B设置于负侧线路Ln上。正 侧线路Lp的一端连接于直流电源1的正极侧，另一端连接于全桥变换器:3B的一个输入侧 (正侧的输入)。负侧线路Ln的一端连接于直流电源1的负极侧，另一端连接于全桥变换 器3B的另一个输入侧(负侧的输入)。正侧电路210B和负侧电路220B具有相互对称的电路结构。具体来说，正侧电路 210B是在正侧线路Lp上，将不同种类的多个电路元件串联构成的。负侧电路220B是在负 侧线路Ln上，将不同种类的多个电路元件串联构成的。从直流电源1侧开始数第η个被连 接的正侧的电路元件，与从直流电源1侧开始数第η个被连接的负侧的电路元件是同一种 类的电路元件(η为大于1的整数)。另外，对称的电路结构是表示在电路图上的对称性，将 正侧电路210Β和负侧电路220Β实际配置于基板上时的位置没有必要对称。正侧电路210Β具备电抗器Ma(第1电抗器)和连接于电抗器2 的后段的二极 管27a (第1 二极管)。负侧电路220B具备电抗器Mb (第2电抗器)和连接于电抗器24b 的后段的二极管27b (第2 二极管)。正侧电路210B和负侧电路220B使用相同特性的电路元件构成。从直流电源1侧 开始数第1个被连接的电抗器2 和电抗器24b各自的电路特性(电感等)相同。从直流 电源1侧开始数第2个被连接的二极管27a和二极管27b各自的电路特性(导通电压、开 关速度等)相同。电抗器Ma、24b为了小型化，也可以用如下方法构成将铁芯作为通用， 将分别与电抗器Ma、24b对应的线圈缠绕在通用的铁芯上。9
图4 (a)表示从控制部120B输入到开关元件25的栅极信号Gl的波形。另外，在 图4中，用阴影线表示的区间代表高频开关动作的区间。图4(d)表示输入电压Vi和系统 电压Vs各自的波形。升压转换器2B在以系统电压Vs的峰值电压的时刻为中心进行一定期间的升压， 在此之外的期间，具体来说，在系统电压Vs的绝对值小于输入电压Vi的期间不进行升压。图4(e)表示中间电压Vd的波形。中间电压Vd为升压后的区间部分成为凸状的 波形。对于剩余部分的正弦波波形，由全桥变换器3B进行成形。全桥变换器;3B除了使用IGBT作为开关元件31a 31d这一点以夕卜，为与第1实 施方式相同的电路结构。但是，并不限于IGBT，也可以使用功率MOS FET等。图4(b)表示从控制部120B向开关元件31a、31d输入的栅极信号G2的波形。图 4(c)表示从控制部120B向开关元件31b、31c输入的栅极信号G3的波形。升压转换器2B和全桥变换器:3B交替地进行高频开关动作，由升压转换器2B和全 桥变换器3B来进行正弦波波形的形成。并且，正弦波波形的形成通过进行高频开关动作的 电路来进行。另外，在升压转换器2B进行高频开关动作的情况下(在进行正弦波波形的形 成的情况下)，全桥变换器3B根据需要进行极性的切换，在全桥变换器:3B进行高频开关动 作的情况下(在进行正弦波波形的形成的情况下)，升压转换器2B停止升压动作(将开关 元件25置为断开)图4(f)表示全桥变换器:3B所输出的输出电压Vo的波形。在输出电压Vo上重叠 有对应于全桥变换器:3B的高频开关动作的高频分量。全桥变换器;3B的后段连接有滤波电路4。滤波电路4具有开关元件41a、二极管 42a、开关元件41b、二极管42b、电抗器43a、电抗器43b、以及电容器44。滤波电路4消除来 自全桥变换器3B的输出(输出电压Vo)中所包含的高频分量并将其输出。图4(g)表示输出电流Io的波形。图4(h)表示输入输出对地电压的波形。具体 来说，表示直流电源1和升压转换器2B之间的正侧线路Lp的对地电压Vp、直流电源1和升 压转换器2B之间的负侧线路Ln的对地电压Vru输出侧的一条线路的对地电压Vu、和输出 侧的另一条线路的对地电压Vv。如同上述说明，在第2实施方式中，在由升压转换器2B来进行对应于交流电的正 弦波波形的一部分的成形的电路结构中，通过使正侧电路210B和负侧电路220B成为相互 对称的电路结构，可以与第1实施方式同样地抑制通过对地静电电容Cpv流过的泄漏电流。另外，在第2实施方式中，通过使用相同特性的电路元件构成正侧电路210B和负 侧电路220B，可以使正负的电路特性的平衡均等，可以更进一步稳定对地电压Vp、Vn。[比较例]接下来，为了明确由第1实施方式和第2实施方式得到的效果，参照图5和图6，对 第1实施方式和第2实施方式的比较例进行说明。图5是用于说明第1实施方式的比较例的图。在本比较例中，升降压转换器2A’ 不具有在第1实施方式中说明的负侧电路220A。其他的结构与第1实施方式相同。如图5 所示，在升降压转换器2A’不具有负侧电路220A的电路结构中，直流电源1和升降压转换 器2A’之间的正侧线路Lp和负侧线路Ln各自的对地电压Vp、Vn发生变动。因此，会通过 对地静电电容Cpv流过泄漏电流。而上述第1实施方式，如图1所示，对地电压Vp、Vn保持固定，可以抑制泄露电流。图6是用于说明第2实施方式的比较例的图。在本比较例中，升压转换器2B’不 具有在第2实施方式中说明的负侧电路220B。其他的结构与第2实施方式相同。如图6所 示，在升压转换器2B’不具有负侧电路220B的电路结构中，直流电源1和升压转换器2B’ 之间的正侧线路Lp和负侧线路Ln各自的对地电压Vp、Vn发生变动。因此，会通过对地静 电电容Cpv流过泄漏电流。而上述第2实施方式，如图3所示，对地电压Vp、Vn保持固定， 可以抑制泄露电流。[其他实施方式]如上所述，本发明虽然通过实施方式记载，但构成该公开的一部分的论述和附图 不应该理解为是对本发明进行限定。对于本领域技术人员来说，根据该公开，各种各样的代 替实施方式、实施例、以及运用技术是明确的。例如，在上述各实施方式中，虽然举例太阳电池作为直流电源1，但只要是具有对 地静电电容Cpv的直流电源即可，并不限定于太阳电池。另外，在上述各实施方式中，举例说明了将升降压转换器2A或升压转换器2B作为 电压变换电路来使用的情形。然而，在输入电压Vi比系统电压Vs高的情形中，也可以将降 压转换器作为电压变换电路来使用。降压转换器对输入电压Vi进行降压并输出中间电压 Vd。这样，应该理解本发明包含在此未作记载的各种各样的实施方式等。因此，本发明 根据本公开内容只通过妥当的权利要求书的发明特定事项来限定。
权利要求
1.一种系统协同工作变换器装置，具有电压变换电路，其对来自直流电源的输入电压进行升压或降压并输出中间电压；和 波形变换电路，其将所述中间电压变换为正弦波状的交流电， 所述电压变换电路进行与所述交流电对应的正弦波波形的至少一部分的成形， 其特征在于， 所述电压变换电路具备正侧电路，其设置于所述直流电源的正极和所述波形变换电路之间的正侧线路上；和 负侧电路，其设置于所述直流电源的负极和所述波形变换电路之间的负侧线路上， 所述正侧电路和所述负侧电路具有相互对称的电路结构。
2.根据权利要求1所述的系统协同工作变换器装置，其特征在于，所述正侧电路，是在所述正侧线路上，将不同种类的多个正侧电路元件串联而构成的；所述负侧电路，是在所述负侧线路上，将不同种类的多个负侧电路元件串联而构成的；从所述直流电源侧开始数第η个被连接的所述正侧电路元件，和从所述直流电源侧开 始数第η个被连接的所述负侧电路元件为同一种类的电路元件。
3.根据权利要求1或2所述的系统协同工作变换器装置，其特征在于， 所述正侧电路具备第1开关元件；第1电抗器，其连接于所述第1开关元件的后段；和 第1 二极管，其连接于所述第1电抗器的后段， 所述负侧电路具备 第2开关元件；第2电抗器，其连接于所述第2开关元件的后段；和 第2 二极管，其连接于所述第2电抗器的后段。
4.根据权利要求3所述的系统协同工作变换器装置，其特征在于， 具备控制部，其控制所述电压变换电路的动作；所述控制部使所述第1开关元件和所述第2开关元件同步动作。
5.根据权利要求1或2所述的系统协同工作变换器装置，其特征在于， 所述正侧电路具备第1电抗器；和第1 二极管，其连接于所述第1电抗器的后段， 所述负侧电路具备 第2电抗器；和第2 二极管，其连接于所述第2电抗器的后段。
6.一种系统协同工作系统，其特征在于，具备 直流电源；和权利要求1 5的任意一项所述的系统协同工作变换器装置。
全文摘要
提供一种系统协同工作变换器装置，即使为由电压变换电路来进行至少一部分的正弦波波形的成形的电路结构，也可以抑制通过对地静电电容流过的泄露电流。系统协同工作变换器装置(100A)具有升降压转换器(2A)，其对来自直流电源(1)的输入电压进行升降压并输出中间电压；和全桥变换器(3A)，其将中间电压变换为正弦波状的交流电；升降压转换器(2A)进行与交流电对应的正弦波波形的至少一部分的成形。升降压转换器(2A)具备正侧电路，其设置于直流电源的正极和全桥变换器(3A)之间的正侧线路(Lp)上；和负侧电路(220A)，其设置于直流电源的负极和全桥变换器(3A)之间的负侧线路(Ln)上。正侧电路和负侧电路具有相互对称的电路结构。
文档编号H02M7/5387GK102055367SQ201010526268
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月27日 优先权日2009年10月30日
发明者米田文生 申请人:三洋电机株式会社