JPH0764658A - 電力変換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エネルギ変換手段で発電し自家消費した残り
の電力を商用電源に回生する電力変換システムで、直流
部の電圧をほぼ一定に保ちながら、エネルギ変換手段を
高効率に運転する。 【構成】 エネルギ変換手段121とＤＣ−ＤＣコンバー
タ12の間、直流負荷120と双方向コンバータ13の間、商
用電源1と双方向コンバータ13の間に電圧計と電流計
（3,4,10,11,14,15）を設け、エネルギ変換手段121とＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ12の間に設けた電圧計と電流計の出
力信号と、直流負荷120と双方向コンバータ13間に設け
た電圧計と電流計の出力信号の比較結果に基づき、ＤＣ
−ＤＣコンバータ12の時比率をシステム制御回路18で変
化させ、この回路18が設定した時比率のもとで双方向コ
ンバータ13に電力を回生・力行させる。これにより、エ
ネルギ変換手段を最大出力点で運転できるとともに、直
流負荷にかかる電圧をほぼ一定に制御することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は太陽電池，熱電素子等の
エネルギ変換手段から得られる電力で自家消費電力を賄
いその余剰電力を商用電源系統へ回生する分散型発電シ
ステムに係り、特に、エネルギ変換手段を常に最大出力
状態に保つのに好適な分散型発電システムの電力変換シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】自家の屋根に設置した太陽電池等で発電
した電力を家庭用電気機器に供給し、余剰電力を商用電
源へ回生する従来技術として、特開昭62-221014号公報
記載の電力変換装置がある。この従来技術を図２に示
す。この従来技術では、太陽電池１４１の出力をダイオ
−ド１４０を通してインバータ（直流負荷）１４３に供
給して交流電力に変換し、家庭用電気機器等の負荷１４
５を動作させている。そして、余剰電力は、倍電圧整流
回路１３７ａを通し、商用電源１３１側に回生するよう
にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、太陽
電池の特性及び直流負荷であるインバ−タの負荷特性か
ら決まる動作電圧と、倍電圧回路の最高電圧との間の大
小関係や、太陽電池の最大出力点の日射量依存性，温度
依存性等について配慮がなく、天候状態や発電システム
の運転状態等によっては、太陽電池の電力を十分に取り
出せない場合が生じうるという問題がある。

【０００４】図３は、太陽電池の出力特性，負荷特性，
太陽電池の特性及び直流負荷から決まる動作点，太陽電
池の最大出力点を示す図である。図３では、動作点の電
圧が倍電圧整流回路の最高電圧Ｖcomよりも低い場合を
示す。この場合、太陽電池の電力を商用電源側に回生で
きれば、動作点の電圧を下げることができ、太陽電池を
最大出力点で運転することが可能となる。しかし、動作
点の電圧が倍電圧整流回路の最高電圧Ｖcomよりも低電
圧側にあるため、電力回生ができず、動作点を下げるこ
とはできない。そのため、図３に示す様に、太陽電池が
発電可能な電力（最大出力）は、負荷の消費電力よりも
はるかに大きいにもかかわらず、太陽電池が実際に供給
している電力は、負荷の消費電力のみとなっている。

【０００５】この場合、太陽電池の枚数を増やすことに
より、太陽電池の最大出力点の電圧を倍電圧整流回路の
最高電圧Ｖcomより上げ、太陽電池の電力を商用電源側
に回生するようにすれば、太陽電池を最大出力点で動作
できる。図４（ａ）はそれを示す一例である。太陽電池
の枚数を増やすことによって、太陽電池の特性と負荷特
性とから決まる動作点は、動作点１になる。この状態か
ら電力を商用電源側に回生すると、太陽電池の動作点
は、動作点１から動作点２へと移動し、直流負荷の動作
点は、動作点１から動作点３へ移動する。この状態にお
いて、太陽電池の出力は、図４（ｂ）に示すように、直
流負荷と商用電源の双方に供給される。

【０００６】一般に、次の（イ），（ロ）のいずれかの
場合には、太陽電池の発電電力を商用電源側に回生ある
いは力行でき、太陽電池をその最大出力点で動作させる
ことが可能となる。 （イ）太陽電池の最大出力が直流負荷の消費電力よりも
大きく、太陽電池の最大出力点と直流負荷動作点が、倍
電圧整流回路の最高電圧より大きい場合、 （ロ）太陽電池の最大出力が直流負荷の消費電力よりも
小さく、太陽電池の最大出力点と直流負荷動作点が、倍
電圧整流回路の最高電圧より小さい場合。

【０００７】図５（ａ），（ｂ）は、上記（イ），
（ロ）の場合に、太陽電池をその最大出力点で動作させ
ることができることを示す図である。上記の（イ）の場
合には、図５（ａ）に示す様に図中の負荷特性では（こ
の場合は、図４（ａ）の説明と同じである。）、動作点
１（電圧Ｖ１）で動作していた太陽電池から商用電源側
への回生電力量を増加させると、動作点が移動してその
電圧はＶ２となり、太陽電池をその最大出力点で運転す
ることが可能となる。逆に、太陽電池が電圧Ｖ３を動作
点として動作していた場合には、回生電力量を減ずるこ
とで、動作点の電圧をＶ２に移動でき、同様に太陽電池
をその最大出力点で運転することが可能となる。

【０００８】上記の（ロ）の場合には、図５（ｂ）に示
す様に図中の負荷特性では、動作点（電圧Ｖ１）で動作
している商用電源から負荷への力行電力量を減少させる
と、動作点は電圧Ｖ２へと移動し、太陽電池をその最大
出力点で動作させることが可能となる。逆に、太陽電池
が電圧Ｖ３の動作点で動作しているときに、負荷への力
行電力量を増加させると、動作点は電圧Ｖ２に移動し、
太陽電池をその最大出力点で動作させることが可能とな
る。

【０００９】しかし、動作状態を常に（イ）もしくは
（ロ）に保つことは難しい。例えば、室温で（イ）の状
態を保っていたとしても、太陽電池の最大出力点は、図
６に示す様に、温度と共に低電圧側へ大きく移動するた
め、図３の場合と同様に、太陽電池は十分な余剰電力を
生み出せる能力がありながら、それを取り出せないとい
った問題が生じることがある。

【００１０】そこで、次善の策として、太陽電池の直列
枚数を増やすことが考えられる。しかしこの場合でも、
図７に示す様に、日射量が下がると太陽電池が直流負荷
の消費電力を賄えなくなってしまうことがある。また、
日射量が変動すると、直流負荷の動作点が、動作点２
（もしくは最大出力点：電力回生をして動作点が最大出
力点に移動した場合）と動作点１との間を往復してしま
うことになる。このことは、例えばモータを直流負荷と
して用いた場合、日射量の変動でモータに加わる電圧が
大きく変動し、安定した運転ができなくなることを意味
する。更に、太陽電池の最大出力点が高電圧に位置する
ため、太陽電池を最大出力点で運転するには、ソ−ラエ
アコン内部および周囲の機器に余分な負担がかからない
ようにする必要が生じる。

【００１１】これらの問題点は、熱電素子をエネルギ変
換手段として用いた場合も同様であり、熱電素子を最大
出力点で運転することができず、また、直流負荷に加わ
る電圧が大きく変化する等の問題がある。

【００１２】この問題は、ＤＣ−ＤＣコンバ−タを用い
ることで、解決できる可能性がある。ＤＣ−ＤＣコンバ
−タは、入力信号（時比率）を変えることで出力電力を
ほぼ一定に保ったまま出力側の電圧値と電流値を変化で
きるので、太陽電池や熱電素子等の最大出力点と直流負
荷との動作点を、上記の（イ）または（ロ）の状態にす
ることができる。しかし、ユ−ザの使用する太陽電池や
熱電素子等のエネルギ変換手段の特性は様々であり、動
作点を最適な状態に保つには、使用するエネルギ変換手
段の特性デ−タ等を、システム制御回路に設定しなけれ
ばならない。さらに、使用するエネルギ変換手段の温
度，日射量等も計測し、その計測結果をシステム制御回
路に入力しなければならず、ユ−ザに多大の負担を与え
ることになる。

【００１３】ユーザの負担の大きいシステムは普及が望
めないので、単に、エネルギ変換手段をソ−ラエアコン
に連結するだけで、エネルギ変換手段を常に最大出力で
運転できる構成にする必要がある。また、ソ−ラエアコ
ンでＤＣ−ＤＣコンバ−タを使う場合、エネルギ変換手
段の出力電圧以上の高電圧がＤＣ−ＤＣコンバータから
出力され、これがインバ−タに印加されることがある。
斯かる事態が生じても、トラブルが生じないシステム構
成にする必要がある。更に、異常が発生しても、確実に
安全側へシステムを切り替える構成にする必要もある。
更にまた、安全対策的な意味において、あるいは省エネ
ルギを喚起する意味から、ユ−ザが発電システムの運転
状況を容易に把握できる構成にするのが望ましい。

【００１４】本発明の第１の目的は、使用するエネルギ
変換手段の特性や使用環境に関係なく、エネルギ変換手
段を最大出力状態に保てる電力変換システムを提供する
ことにある。

【００１５】本発明の第２の目的は、直流負荷の入力電
圧が設定範囲を逸脱することのない電力変換システムを
提供することにある。

【００１６】本発明の第３の目的は、システム制御の誤
動作が起こりにくい電力変換システムを提供することに
ある。

【００１７】本発明の第４の目的は、電力変換システム
が誤動作を起こした場合でも確実にシステムを安全側へ
切り替えることができ、さらにシステムの運転状況を容
易に監視できる電力変換システムを提供することであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、エネ
ルギ変換手段と、ＤＣ−ＤＣコンバ−タと、商用電源か
らの交流電力を直流電力に変換する機能及び直流電力を
交流電力に変換する機能を有する双方向コンバ−タと、
直流負荷とを備え、エネルギ変換手段の出力側とＤＣ−
ＤＣコンバ−タの入力側とを接続し、ＤＣ−ＤＣコンバ
−タの出力側と、双方向コンバ−タの直流部及び直流負
荷とを接続した電力変換システムにおいて、ＤＣ−ＤＣ
コンバ−タと直流負荷もしくは双方向コンバータの間に
第１電流計を設け、直流負荷と双方向コンバータの間に
第２電流計を設け、ＤＣ−ＤＣコンバータと直流負荷も
しくは双方向コンバータの間あるいは直流負荷と双方向
コンバータの間の直流部に電圧計を設けると共に、第１
電流計と第２電流計と電圧計の検出信号に基づきＤＣ−
ＤＣコンバータの時比率を変化させる時比率設定手段
と、該時比率設定手段で設定された時比率のもとで双方
向コンバータに電力を回生あるいは力行させる制御手段
とを設けることで、達成される（請求項１）。

【００１９】上記第１の目的はまた、少なくとも、エネ
ルギ変換手段とＤＣ−ＤＣコンバ−タとの間に第１電圧
計，第１電流計を設けると共に、直流負荷と双方向コン
バータとの間の直流部に第２電圧計，第２電流計を設
け、第１電流計，第２電流計，第１電圧計，第２電圧計
の検出信号に基づきＤＣ−ＤＣコンバータの時比率を変
化させる時比率設定手段と、該時比率設定手段で設定さ
れた時比率のもとで双方向コンバータに電力を回生ある
いは力行させる制御手段とを設けることで、達成される
（請求項２）。

【００２０】上記第１の目的はまた、商用電源と双方向
コンバータとの間に第１電圧計及び第１電流計を設け、
双方向コンバータ以外の交流負荷と商用電源との間に第
２電流計を設け、直流負荷と双方向コンバータとの間に
第２電圧計と第３電流計を設けると共に、第１電流計，
第２電流計，第３電流計，第１電圧計，第２電圧計の検
出信号に基づきＤＣ−ＤＣコンバータの時比率を変化さ
せる時比率設定手段と、該時比率設定手段で設定された
時比率のもとで双方向コンバータに電力を回生あるいは
力行させる制御手段とを設けることで、達成される（請
求項３）。

【００２１】上記第１の目的はまた、請求項１乃至請求
項３のいずれかにおいて、エネルギ変換手段として太陽
電池もしくは熱電素子を用い、太陽電池をエネルギ変換
手段とするとき直流負荷として圧縮機用のモ−タを駆動
するインバ−タを用いることで、達成される（請求項
４）。

【００２２】上記第１の目的はまた、請求項１乃至請求
項３のいずれかにおいて、ＤＣ−ＤＣコンバ−タとして
ＣuK型あるいはＳepic型のコンバ−タを用い、時比率に
比例した大きさの信号と三角波発生回路からの信号を比
較回路に送り、この比較回路の出力信号を、ＤＣ−ＤＣ
コンバ−タの半導体スイッチング素子に送る回路を設け
ることで、達成される（請求項５）。

【００２３】上記第１の目的はまた、請求項１乃至請求
項３のいずれかにおいて、双方向コンバ−タに接続され
る制御手段を、エネルギ変換手段とＤＣ−ＤＣコンバ−
タとの間に設けた電圧計と電流計の検出信号を入力とす
る第１乗算回路と、該第１乗算回路に接続される第１微
分回路と、該第１微分回路の出力の正負を判定する第１
正負判定回路と、前記電圧計の検出信号を微分する第２
微分回路と、該第２微分回路の出力の正負を判定する第
２正負判定回路と、第１，第２正負判定回路の両出力の
排他的論理和をとる排他的論理和回路と、該排他的論理
和回路の出力を積分する積分回路と、該積分回路の出力
と前記電圧計の検出信号との誤差を増幅する第１誤差増
幅回路と、商用電源と双方向コンバ−タの間に設けた電
圧計の検出信号と前記誤差増幅回路のを入力する第２乗
算回路、商用電源と双方向コンバ−タの間に設けた電流
計の検出信号と前記第２乗算回路の出力信号との誤差を
増幅する第２誤差増幅回路とで構成することで、達成さ
れる（請求項６）。

【００２４】上記第１の目的はまた、請求項１におい
て、ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比率のもとで動
作させた状態で、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力が最大と
なる点を求め、この状態において、(ａ)ＤＣ−ＤＣコン
バータの出力電力もしくは出力電流が直流負荷の入力電
力もしくは入力電流以上の場合、直流部の電圧が設定電
圧値より大なる時は時比率を保持するか下げ又それ以外
は時比率を上げ、(ｂ)ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流
もしくは出力電力が直流負荷の入力電流もしくは入力電
力より小の場合、直流部の電圧が設定電圧値より小なる
時は時比率を保持するか上げ又それ以外は時比率を下げ
る制御を行う時比率制御手段を設けることで、達成させ
る（請求項７）。

【００２５】上記第１の目的はまた、請求項２におい
て、ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比率のもとで動
作させた状態で、エネルギ変換手段の出力が最大となる
点を求め、この状態において、(ａ)エネルギ変換手段の
出力に補正係数を乗じた値が直流負荷の入力以上の場
合、直流部の電圧が設定電圧値より大なる時は時比率を
保持するか下げ又それ以外は時比率を上げ、(ｂ)エネル
ギ変換手段の出力に補正係数を乗じた値が直流負荷の入
力より小の場合、直流部の電圧が設定電圧値より小なる
時は時比率を保持するか上げ又それ以外は時比率を下げ
る時比率制御手段を設けることで、達成される（請求項
８）。

【００２６】上記第１の目的はまた、請求項３におい
て、ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比率のもとで動
作させた状態で、エネルギ変換手段の出力が最大となる
点を求め、この状態において、商用電源と双方向コンバ
ータの間の電圧計と電流計の検出値と、交流負荷に接続
される電流計の検出値とから、双方向コンバータに流れ
込む電力値を算出し、この電力値に補正係数を乗じた値
もしくはこの値を直流部での電圧値で除して求めた電流
値と、直流負荷に流れ込む電力もしくは電流との比較か
ら、エネルギ変換手段よりＤＣ−ＤＣコンバータを介し
て直流部に流れ込む電力あるいは電流を求め（ａ）この
値が直流負荷の入力電力あるいは入力電流以上の場合、
直流部の電圧が設定電圧値より大なる時は時比率を保持
するか下げ又それ以外は時比率を上げ、（ｂ）この値が
直流負荷の入力電力あるいは入力電流より小の場合、直
流部の電圧が設定電圧値より小なる時は時比率を保持す
るか上げ又それ以外は時比率を下げる時比率制御手段を
設けることで、達成される（請求項９）。

【００２７】上記第２の目的は、請求項１において、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバ−タを設定した時比率のもとで動作させ
た状態で、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力が最大となる点
を求め、この状態において、(ａ)ＤＣ−ＤＣコンバータ
の出力電力もしくは出力電流が直流負荷の入力電力もし
くは入力電流以上の場合、直流部の電圧が設定上限電圧
値より大なる時は時比率を下げ又それ以外は時比率を上
げ、(ｂ)ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流もしくは出力
電力が直流負荷の入力電流もしくは入力電力より小の場
合、直流部の電圧が設定下限電圧値より小なる時は時比
率を上げ又それ以外は時比率を下げる制御を行う時比率
制御手段を設けることで、達成される（請求項１０）。

【００２８】上記第２の目的はまた、請求項２におい
て、ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比率のもとで動
作させた状態で、エネルギ変換手段の出力が最大となる
点を求め、この状態において、(ａ)エネルギ変換手段の
出力に補正係数を乗じた値が直流負荷の入力以上の場
合、直流部の電圧が設定上限電圧値より大なる時は時比
率を下げ又それ以外は時比率を上げ、(ｂ)エネルギ変換
手段の出力に補正係数を乗じた値が直流負荷の入力より
小の場合、直流部の電圧が設定下限電圧値より小なる時
は時比率を上げ又それ以外は時比率を下げる時比率制御
手段を設けることで、達成される（請求項１１）。

【００２９】上記第２の目的はまた、請求項３におい
て、ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比率のもとで動
作させた状態で、エネルギ変換手段の出力が最大となる
点を求め、この状態において、商用電源と双方向コンバ
ータの間の電圧計と電流計の検出値と、交流負荷に接続
される電流計の検出値とから、双方向コンバータに流れ
込む電力値を算出し、この電力値に補正係数を乗じた値
もしくはこの値を直流部での電圧値で除して求めた電流
値と、直流負荷に流れ込む電力もしくは電流との比較か
ら、エネルギ変換手段よりＤＣ−ＤＣコンバータを介し
て直流部に流れ込む電力あるいは電流を求め（ａ）この
値が直流負荷の入力電力あるいは入力電流以上の場合、
直流部の電圧が設定上限電圧値より大なる時は時比率を
下げ又それ以外は時比率を上げ、（ｂ）この値が直流負
荷の入力電力あるいは入力電流より小の場合、直流部の
電圧が設定下限電圧値より小なる時は時比率を上げ又そ
れ以外は時比率を下げる時比率制御手段を設けること
で、達成される（請求項１２）。

【００３０】上記第２の目的はまた、請求項８乃至請求
項１２において、補正係数としてＤＣ−ＤＣコンバータ
の効率あるいは双方向コンバータの効率を用いること
で、達成される（請求項１４，１５）。

【００３１】上記第３の目的は、請求項６において、第
１誤差増幅回路と第２乗算回路との間にスイッチング回
路を設け、外部からの制御信号により該スイッチング回
路を動作させて前記第２乗算回路の一方の入力に所定信
号を入力する構成とすることで達成される（請求項１
６）。

【００３２】上記第３の目的はまた、請求項７乃至請求
項９のいずかれにおいて、設定電圧値を、商用電源と双
方向コンバ−タとの間に設けた電圧計の検出値に比例定
数を掛けた値で与えることで、達成される（請求項１
７）。

【００３３】上記第４の目的は、請求項１乃至請求項３
のいずれかにおいて、商用電源と双方向コンバ−タとの
間に接触器を設け、交流過電流、交流過電圧、交流不足
電圧が生じた場合、商用電源と双方向コンバ−タの間に
設けた電圧計の計測値を検出する制御手段からの系統遮
断信号と、これとは独立の交流過電流、交流過電圧、交
流不足電圧、周波数異常を判断する回路からの系統遮断
信号との論理和により、双方向コンバ−タと商用電源と
の間に設けた接触器を動作させ、商用電源から遮断する
構成とすることで、達成される（請求項１８）。

【００３４】上記第４の目的はまた、請求項１乃至請求
項３のいずれかにおいて、商用電源と双方向コンバ−タ
間に設けた電圧計と電流計の各計測値から、回生モ−ド
か力行モ−ドかを判断し、その電圧信号、電流信号か
ら、少なくとも回生電力か累積回生電力量の一方を算出
し、その結果もしくは結果に電力単価を乗じた値を表示
する機能を設けることで、達成される（請求項１９）。

【００３５】上記第４の目的はまた、請求項１９におい
て、電力変換システムが室外機と室内機で構成され、前
記表示機能が室内機に設けることで、達成される（請求
項２０）。

【００３６】

【作用】請求項１の発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバー
タの出力側に設けた電圧計と電流計から、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータを介したエネルギ変換手段の出力を算出でき、
直流負荷と双方向コンバ−タの間に設けた電圧計と電流
計から直流負荷の入力を算出できる。これらの比較か
ら、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの時比率を増減に関する判断
ができる。その一例として図８は、エネルギ変換手段で
ある太陽電池と直流負荷との動作点が、動作点１の状態
から、時比率を上げることにより、変化する様子を示
す。動作点１においては、太陽電池の出力が直流負荷の
消費電力と等しく、動作点は、双方向コンバ−タ（整流
回路）の最大出力電圧Ｖcomより小さい。この状態は、
すでに述べた条件、すなわち最大出力点追尾が可能な条
件を満たしていない。

【００３７】次に、時比率を増分Ａで上げていくと、動
作点１は図中の矢印に従って移動し、動作点電圧がＶco
m以上になる。次に、双方向コンバ−タにより、電力を
回生すれば、太陽電池の動作点は、動作点２から動作点
３に移動し、電力を回生しながら時比率をさらに増分Ａ
で上げると、太陽電池の動作点は、動作点４に移動す
る。そして、回生電力量を調整すれば、太陽電池の動作
点は、動作点５（最大出力点）へ移動させることができ
る。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの時比率制御と、
双方向コンバ−タの電力回生・力行の制御により、太陽
電池を最大出力点で運転できる。

【００３８】請求項２の発明によれば、エネルギ変換手
段とＤＣ−ＤＣコンバータの間に設けた電圧計と電流計
から、エネルギ変換手段の出力を算出でき、直流負荷と
双方向コンバータの間に設けた電圧計と電流計から直流
負荷の入力を算出できる。これらの比較から、請求項１
の発明と同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータの時比率の増減
に関する判断ができる。即ち、エネルギ変換手段の出力
からＤＣ−ＤＣコンバータの出力が算出できる。一方、
直流部に設けた電圧計，電流計から、直流負荷の消費電
力が分かる。ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力と直
流負荷の消費電力が同じで、電圧がＶcom以下であれ
ば、時比率を上げる制御及び電力の力行・回生制御によ
り、図８で説明したように、太陽電池をその最大出力点
で運転することが可能となる。

【００３９】請求項３の発明によれば、商用電源と双方
向コンバータの間の電圧計と電流計の検出信号から、商
用電源からの入力を算出できる。一方、双方向コンバー
タ以外の交流負荷に繋がる電流計と、前記電圧計の検出
信号から、交流負荷の消費電力が分かる。従って、商用
電源からの入力から交流負荷の消費電力を減じ、更に直
流負荷の消費電力を減じれば、エネルギ変換手段からＤ
Ｃ−ＤＣコンバータを介して直流部へ供給される電力が
分かる。従って、この電力と直流負荷の消費電力との比
較を基に、請求項１または請求項２の発明と同様の制御
をすることで、太陽電池をその最大出力点で運転でき
る。

【００４０】以上は、エネルギ変換手段として太陽電池
を用いた例であるが、熱電素子をエネルギ変換手段とし
て用いる例について説明する。熱電素子の出力電圧−電
流特性は、太陽電池とは異なり、ほぼ直線である。しか
し、この場合も太陽電池と同様、動作点を最大出力点へ
移動できる。図９はこの様子を示し、熱電素子の動作点
は、動作点１から図の矢印に従って、最大出力点へ移動
する。

【００４１】請求項５の発明の場合、ＤＣ−ＤＣコンバ
−タとしてＣuk型あるいはＳepic型のものを用いている
ため、コンバ−タに時比率に比例する信号を入力する
と、エネルギ変換手段の出力電力を保持した状態で、昇
圧も降圧も可能である。従って、請求項１の発明で述べ
た原理により、双方向コンバ−タを作動させると、太陽
電池を最大出力状態にすることができる。

【００４２】請求項６の発明の場合、太陽電池の電圧お
よび電流の信号から電力を求め、これを微分回路、正負
判定回路等で信号処理することにより、現状以上の電力
が得られる動作電圧が算出できる。この電圧と現状の電
圧との差に正弦波を掛けた信号をドライブ回路に送る
と、増分すべき方向に、双方向コンバ−タが電力を回生
あるいは力行するため、太陽電池を最大出力状態にする
ことができる。

【００４３】請求項７〜請求項９の発明を図１０を用い
て説明する。最初、エネルギ変換手段である太陽電池が
の出力特性を有していた場合、太陽電池と直流負荷と
の動作点は、動作点１となる。この時、直流負荷の入力
と太陽電池の出力とは等しく、双方向コンバ−タと直流
負荷の間の電圧が、設定電圧（双方向コンバ−タの最高
電圧）よりも低いため、時比率は上がり、太陽電池の出
力は，となり、動作点は、動作点２から動作点３へ
移動する。動作点３においては、双方向コンバ−タと直
流負荷との間の電圧が、設定電圧（双方向コンバ−タの
最高電圧）よりも高い。ここで、時比率を保持すると、
動作点は動作点３から最大出力点３へ移動する。

【００４４】また、図１１（ａ）は、エネルギ変換手段
の出力が、直流負荷の入力電力以下の場合の動作点の移
動を示し、最初の状態では、エネルギ変換手段の動作点
は、動作点１にある。この場合、エネルギ変換手段の出
力が直流負荷の入力より小で、双方向コンバ−タと直流
負荷の間の電圧が、設定電圧（双方向コンバ−タの最高
電圧）と等しいため、時比率は下がり、動作点は、動作
点２へ移動し、太陽電池を最大出力点で運転できるよう
になる。

【００４５】また、この制御プログラムを内蔵したＲＯ
Ｍを構成要素とすれば、このＲＯＭからの制御信号をＤ
Ｃ−ＤＣコンバ−タと双方向コンバ−タへ送ることによ
り、太陽電池を最大出力点で動作させることができる。

【００４６】請求項７，８，９の発明の場合、図１１
（ｂ）に示す様に、動作点（太陽電池の最大出力点）
は、Ｖcom側へ移動し、これがＶcomを下回るまで、時比
率を下げる制御が働くため、太陽電池の動作点は、最終
的にＶcom上に位置する。すなわち、直流負荷に加わる
電圧は、ほぼ一定の値となる。また、制御プログラムを
内蔵したＲＯＭを構成要素とすれば、このＲＯＭからの
制御信号をＤＣ−ＤＣコンバ−タと双方向コンバ−タへ
送ることにより、直流負荷に加わる電圧をほぼ一定にで
きる。

【００４７】請求項１０，１１，１２の発明の条件
（ａ）の場合は、図１２（ａ）に示す様に、最初の状
態にあったエネルギ変換手段の特性は、時比率を変化さ
せることにより，へと変化する。の場合、動作点
３がＶmaxに到達すると、時比率を下げる制御が働くた
め、動作点がＶmaxを越えることはない。

【００４８】一方、請求項１０，１１，１２の発明の条
件（ｂ）の場合も、図１２（ｂ）に示す様に、の状態
にあったエネルギ変換手段の特性は、時比率を変化させ
ることにより，へと変化する。の場合、動作点３
がＶminに到達しているため、時比率を上げる制御が働
き、動作点がＶminを下回ることはない。また、この場
合も、制御プログラムを内蔵したＲＯＭを構成要素とす
れば、このＲＯＭからの制御信号をＤＣ−ＤＣコンバ−
タと双方向コンバ−タへ送ることにより、直流負荷の入
力電圧が上限値、下限値を越えないようにすることがで
きる。

【００４９】請求項１４，１５の発明の様に、補正係数
を用いることで、エネルギ変換手段から直流部への入力
を正確に評価でき、エネルギ変換手段を最大出力状態に
保持し、あるいは設定した上限値，下限値を越えないよ
うにすることができる。

【００５０】請求項１６の発明の場合、所定信号を例え
ば０Ｖとしておけば、乗算回路からは０Ｖ、すわなち変
化しないという信号が出される。従って、時比率を変化
させる制御と、太陽電池の最大出力点追尾制御とが時系
列的に分離できるため、両者の干渉による誤動作がな
い。

【００５１】請求項１７の発明では、現時点の設定電圧
すなわち双方向コンバータの最大出力電圧を検出でき
る。一般に、最大出力電圧は、商用電圧に左右され、そ
のため、商用電圧の変動したことを検出することなく、
直流部の電圧と設定電圧の大小関係を判断すると、誤判
断となることがある。しかし、本発明では、現時点での
商用電源の電圧から双方向コンバータの最大出力電圧を
正確に判断できるので、システム制御における誤動作が
回避される。

【００５２】請求項１８の発明の場合、システム制御回
路からの系統遮断信号と、それとは独立の、異常を判断
する回路の系統遮断信号の論理和で系統の遮断を行なう
ため、異常が生じた場合に、安全側へシステムの切り替
えを確実にできる。

【００５３】請求項１９の発明の場合、回生電力もしく
は回生電力量をユ−ザが気が付きやすい位置で表示する
ため、システムの異常を早期にユ−ザが発見できる。

【００５４】請求項２０の発明の場合、ユ−ザが日常目
にする室内機に表示機能を設けているため、システムの
運転状態を容易に監視できる。

【００５５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る電力変換シス
テムの基本構成図である。本実施例に係る電力変換シス
テムでは、商用電源１からの出力を、リアクトル２，電
圧計３，電流計４，交流負荷５を介して、双方向コンバ
−タ１３の入力端（商用電源側）に接続してある。双方
向コンバータ１３は、複数のダイオ−ド６及び半導体ス
イッチング素子７で構成され、ダイオ−ド６は、商用電
源１の交流電圧を平滑コンデンサ８で全波整流し、入力
端に交流電圧が入ったとき直流電圧源として動作する。
エネルギ変換手段121の出力は、電圧計１０，電流計１
１を介して、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１２の入力端に接続
される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力端は、双方向
コンバ−タ１３の出力端（直流負荷側）に並列接続さ
れ、電圧計１４がこの出力端の電圧を検出するようにな
っている。双方向コンバ−タ１３の出力とエネルギ変換
手段121の出力（ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力）
は、平滑コンデンサ８，電流計１５を介して直流負荷1
２０に接続される。

【００５６】システム制御回路１８には、電圧計３，電
流計４により検出された交流電圧ＶAC、交流電流ＩAC
と、電圧計１０，電流計１１により検出されたエネルギ
変換手段121の出力電圧ＶS，出力電流ＩSと、電圧計１
４，電流計１５により検出された直流部の電圧ＶD，直
流部の電流ＩDが入力される。システム制御回路１８
は、双方向コンバータ制御回路１９に制御信号sig1を出
力し、双方向コンバータ制御回路１９は、この制御信号
に基づき、双方向コンバ−タ１３内の各半導体スイッチ
ング素子７を交互にオン，オフさせる制御信号を出力す
る。システム制御回路１８は、更に、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ１２に制御信号sig2を出力し、エネルギ変換手段12
1の出力を変化させる。

【００５７】次に、システムの制御方法を図１３のフロ
−チャ−トを用いて説明する。図１３中において、ＤＲ
は、システム制御回路１８がＤＣ−ＤＣコンバ−タ１２
に送る制御信号つまり時比率を示し、Ａはその制御信号
の増分、Ｓは比例定数Ｋの符号を与える符号フラグ、Ｐ
Lは直流負荷1２０が消費する電力、ＰSはエネルギ変換
手段121の出力、ＶDは直流部の電圧、Ｖcomは力行モ−
ドにおける最大出力電圧である。

【００５８】まず、初期設定として、時比率ＤＲに最小
値を代入する。次に、検出電圧ＶS，検出電流ＩSからエ
ネルギ変換手段121の出力ＰSを算出する。この際、最大
出力電力を決定するために、エネルギ変換手段121の出
力ＰSを数点求め、そのうちの最大点をＰSとする。

【００５９】次に、このＰSと、直流部の検出電圧ＶD，
検出電流ＩDから求めた直流負荷1２０の消費電力ＰLと
を比較し、エネルギ変換手段121の出力ＰSが直流負荷1
２０の消費電力ＰL以上であれば、符号フラグＳに
“１”を代入し、それ以外の条件では符号フラグＳに
“−１”を代入する。その後、比例乗数Ｋに符号フラグ
Ｓの値を乗算し、結果を増分Ａに代入する。

【００６０】次に、符号フラグＳが“１”であり且つ直
流部の電圧ＶDが力行モ−ドにおける最大出力電圧Ｖcom
より大きいか否か、あるいは、符号フラグＳが“−１”
であり且つ直流部の電圧ＶDが力行モ−ドにおける最大
出力電圧Ｖcomより小さいか否かを判定し、判定結果が
肯定の場合には、ＰSを求める処理に戻る。判定結果が
否定の場合は、時比率ＤＲに増分Ａを加算し、その結果
を改めて時比率ＤＲに代入する。そして、一定時間保持
した後に，ＰSを求める処理に戻る。

【００６１】以上の処理を繰り返すことにより、エネル
ギ変換手段を最大出力点で運転することが可能となる。

【００６２】図１４は、エネルギ変換手段として太陽電
池９をを用い、直流負荷として圧縮機用のモ−タ１７を
駆動するインバ−タ１６を用いた実施例の構成図であ
る。圧縮機用のモ−タの回転数は、インバ−タ１６を構
成する各トランジスタをオン，オフさせインバ−タの出
力電圧，周波数を調節することで制御される。

【００６３】この回転数制御により、太陽電池９の動作
点が動く様子を図８を用いて説明する。ここで、図８中
の黒丸は太陽電池９の動作点を、星印は太陽電池９の最
大出力点を表している。今、システム制御回路１８から
ＤＣ−ＤＣコンバータに時比率ＤＲ０の信号が入力さ
れ、太陽電池９と負荷1６が動作点１で運転していると
する。この状態は、前述したようにＰL≦ＰSであるから
符号フラグＳに“１”が代入され、ＶD＞Ｖcomの条件を
満たさないので時比率ＤＲは増分Ａだけ増加し、システ
ム制御回路からはＤＲ０＋Ａの信号がＤＣ−ＤＣコンバ
ータに入力される。

【００６４】このとき、時比率が変化して太陽電池９の
出力が変化すると、太陽電池９の動作点は負荷特性に沿
って動作点１から動作点２に移動する。しかし、動作点
２の状態は回生モードにあるため、太陽電池９の動作点
はすぐにＶcomとの交点に向かいその点（動作点３）で
動作する。この動作点におけるＰLとＰSとの比較判定で
は、いまだＰL≦ＰSであり、しかもＶD＞Ｖcomの条件を
満たさないので、時比率ＤＲは増分Ａだけ増加する。こ
の結果、システム制御回路１８からは、ＤＲ０＋２Ａの
信号がＤＣ−ＤＣコンバータに入力される。

【００６５】この状態は回生モードにあるので、太陽電
池の最大出力点がＶcomより小さければ、太陽電池の動
作点はＶcomとの交点（動作点４）までしか移動しな
い。しかし、図８に示す様に、最大出力点がＶcomより
高いと、動作点は太陽電池の最大出力点つまり図８の動
作点５に移動する。

【００６６】図１５は、本発明の別実施例に係る電力変
換システムの構成図である。本実施例は、直流負荷とし
てモ−タ122を用いたものであり、図１４の場合と同様
の制御をすることにより、太陽電池を最大出力点で運転
できる。

【００６７】図１６は、本発明の更に別実施例に係る電
力変換システムの構成図である。この実施例は、図１４
に示す太陽電池出力検出用の電圧計１０，電流計１１を
省き、交流負荷の電流を検出する電流計２１を設けたも
のである。

【００６８】本実施例では、電圧計１４の検出値ＶD及
び電流計１５の検出値ＩDから求めたインバータ１６の
入力と、商用電源１と双方向コンバータ１３の間に設け
た電圧計３，電流計２１の検出値ＶAC，ＩACとから、ソ
ーラーエアコンの消費電力または発電量を求め、ＶACと
ＩACLから求めた交流負荷５の消費電力を減じること
で、直流部分に入る電力またはそこから出る電力を算出
し、この電力からインバ−タの入力を減じることによ
り、太陽電池９の出力を算出する。これにより、図１３
に示した制御を実行でき、太陽電池を最大出力点で運転
することが可能となる。

【００６９】図１７は、エネルギ変換手段として熱電素
子を用いた実施例の構成図である。この場合も、図１３
に示した制御をすることにより、図９に示す様に熱電素
子を最大出力点で運転できる。

【００７０】図１８は、Ｃuk型ＤＣ−ＤＣコンバ−タの
動作説明図である。なお、この図１８では、入力側直流
電源として太陽電池を想定している。太陽電池３０の出
力端には、リアクトル３１を介して、半導体スイッチン
グ素子３２とダイオ−ド３３で構成されるスイッチ回路
３４が並列接続される。スイッチ回路３４の出力は、コ
ンデンサ３５，ダイオ−ド３６，リアクトル３７，コン
デンサ３８を介し、負荷３９に接続される。

【００７１】半導体スイッチング素子３２は、システム
制御回路１８から送られてきた制御信号によりオン・オ
フ制御される。この制御信号は比較回路４１から出力さ
れる方形波信号であり、ＲＯＭ４２から読み出された時
比率ＤＲと、定電圧源４３からの振幅一定の波とを乗算
回路４０で乗算して得た波を、比較回路１４にて三角波
発生回路から出力された三角波と比較して得られる。図
１９に乗算回路の構成を示し、図２０に比較回路の構成
を示す。

【００７２】今、半導体スイッチング素子３２に制御信
号が入力されスイッチがオフ状態になると、太陽電池３
０から発生した電流は、リアクトル３１を介してコンデ
ンサ３５を充電し、コンデンサ３５にエネルギが蓄積さ
れる。この状態で半導体スイッチング素子３２がオン状
態となると、ダイオード３３がオフとなり、リアクトル
３７を電流が流れてコンデンサ３５を放電し、コンデン
サ３５からエネルギが放出される。

【００７３】この回路では、

【００７４】

【数１】Ｖ２＝（α／（１−α））Ｖ１ ここで、Ｖ１：入力電圧 Ｖ２：出力電圧 α ：時比率 の関係が成立する。

【００７５】従って、半導体スイッチング素子３２の動
作（時比率）を制御することによって、直流負荷に様々
な太陽電池出力を与えることができ、直流負荷の動作点
と太陽電池の最大出力点とを、双方向コンバータの力行
または回生動作により、最適動作点を追尾できる領域に
移動させることが可能となる。

【００７６】図２１は、Ｓepic型ＤＣ−ＤＣコンバータ
の動作説明図である。このＤＣ−ＤＣコンバータを使用
しても、前述と同様に、直流負荷の動作点と太陽電池の
最大出力点を、双方向コンバータの力行または回生動作
により最適動作点追尾できる領域に移動させることがで
きる。

【００７７】図２２は、システム制御回路の要部構成図
である。システム制御回路には、図１４で説明した太陽
電池からの出力電流値ＩS，出力電圧値ＶSが入力する。
乗算回路５０はこれらの値から太陽電池の出力値ＰSを
算出し、ＰS値は微分回路５１を通った後に正負判定回
路５２に入力される。また、電圧値ＶSは、微分回路５
３を介して正負判定回路５４に入力される。各正負判定
回路５２，５４は、夫々入力値を基準値（この例では０
Ｖ）と比較し、比較結果つまり入力値の正負を示す信号
を出力する。正負判定回路５２，５４の出力はゲート５
５で排他的論理和がとられた後、積分回路５６で積分さ
れる。尚、微分回路としては図２３、積分回路としては
図２４、誤差増幅回路としては図２５に示す回路を用い
る。

【００７８】積分回路５６の出力信号ＶOPTと電圧値ＶS
とは誤差増幅回路５７に入力される。この増幅回路５７
の出力と、交流電圧値ＶACとが乗算回路５９に入力さ
れ、乗算回路５９の出力と交流電流ＩACとが誤差増幅回
路６０に入力される。この増幅回路６０の出力が前述し
た制御信号sig1となり、双方向コンバ−タ制御回路を動
作させる。

【００７９】図２６は、双方向コンバ−タ制御回路の構
成図である。本実施例に係る双方向コンバ−タ制御回路
は、１８０度の位相差のある三角波を発生する三角波発
生回路８２，８３と、図２２に示すシステム制御回路か
らの制御信号sig1と各三角波発生回路８２，８３からの
三角波信号とを比較する比較回路８４，８５と、各比較
回路の出力を反転する反転回路８６，８６からなり、各
比較回路８４，８５の出力はいずれも２つに分岐され、
その一方に各反転回路８６が接続される。

【００８０】次に、システム制御回路の力行モ−ドでの
動作の一例を、図２７〜図２９を用いて説明する。ここ
で、図２８，図２９の波形Ａは、図２６に示した２つの
三角波発生回路から出力される三角波である。Ｉ１〜Ｉ
３はシステム制御回路からの制御信号sig1である。波形
Ｂ〜Ｅは、図１に示す双方向コンバ−タ内にある半導体
スイッチング素子に印加する電圧信号（すなわち、図２
６の双方向コンバータ制御回路の４つの出力Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅ）である。図２８に示す電圧信号Ｂ〜Ｅは制御信
号Ｉ２によって発生する電圧信号であり、図２９に示す
電圧信号Ｂ〜Ｅは制御信号Ｉ３によって発生する電圧信
号である。尚、実際の回路動作では遅延時間があるが、
ここでは説明の都合上、遅延時間を零として説明する。

【００８１】図２７において、システム制御回路から制
御信号Ｉ１（図２８，図２９参照）が出力され、太陽電
池は黒丸の位置で動作しているとする。この状態で方
向に動作点を移動させる場合、制御信号をＩ１→Ｉ２の
ようにその振幅を大きくする。これにより、制御信号Ｉ
２と三角波Ａとの比較結果は、図２８の波形Ｂ〜Ｅとな
り、双方向コンバ−タ内にある各半導体スイッチング素
子が夫々波形Ｂ〜Ｅに応動してオンオフする。この電圧
信号Ｂ〜Ｅによって、双方向コンバ−タが整流する電力
は、制御信号Ｉ１によって発生する電力より高いので、
図２７に示す様に直流部の電圧が上昇する。これによ
り、太陽電池の動作点はの方向に移動する。同様にし
て、の方向に動作点を移動させるには、図２９に示し
た制御信号Ｉ１より振幅の小さいＩ３という信号を与え
れば良い。

【００８２】この様に、システム制御回路から双方向コ
ンバ−タ制御回路へ送る制御信号を調整することによ
り、太陽電池の動作点を最大出力点に移動させることが
できる。

【００８３】図３０は、本発明の別実施例に係る電力変
換システムの構成図である。本実施例では、図１３に示
す制御アルゴリズムをＲＯＭの形でシステム制御回路の
一部として持つものである。この実施例でも、太陽電池
の最大出力点追尾が可能である。

【００８４】図３１は、図１３に示すアルゴリズムの変
形例であり、ＶDとＶcomの比較をしてＰSの最大点を求
める処理に移る際に、時比率ＤＲをＤＲ−Ａとする処理
を加えるものである。この処理を加えることにより、図
１１（ｂ）に示す様に、太陽電池の最大出力点を、Ｖco
m近傍に移動させることができる。従って、本実施例に
よれば、直流負荷に加わる電圧を、ほぼ一定に保持でき
る効果がある。

【００８５】図３２は、制御アルゴリズムの更に別の実
施例を示すフローチャートである。エネルギ変換手段12
1の出力ＰSと、入力信号である直流部の電圧ＶDと電流
ＩDから求めた直流負荷1２０が消費する電力ＰLとを比
較し、エネルギ変換手段121の出力ＰSが直流負荷1２０
の消費電力ＰL以上であれば、符号フラグＳに“１”を
代入し、それ以外の条件では符号フラグＳに“−１”を
代入する。その後、比例乗数Ｋに符号フラグＳを乗算
し、増分Ａに代入する。

【００８６】増分Ａに符号フラグＳを乗算し、その結果
を改めて増分Ａに代入する処理の後段にくる分岐処理の
条件 (１)符号フラグＳが“１”であり直流部の電圧ＶDが設
定上限電圧値Ｖmaxより大きい場合もしくは、 (２)符号フラグＳが−１であり直流部の電圧ＶDが設定
下限電圧値Ｖminより小さい場合 が成立するとき、ＤＲ＝ＤＲ−Ａの処理をして、ＰSの
最大値を求める処理に戻る。これ以外の条件では、時比
率ＤＲに増分Ａを加算し、その結果を改めて時比率ＤＲ
に代入して次の処理に進む。この処理を繰り返すことに
よって、負荷に加わる電圧が上限あるいは下限を越えな
いようにできる効果がある。

【００８７】図３３は、図３２に示す制御アルゴリズム
をＲＯＭの形で、システム制御回路の一部として持つ電
力変換システムの構成図である。この実施例の場合も、
直流負荷に加わる電圧が上限あるいは下限を越えないよ
うにできる効果がある。

【００８８】図３４は、図３１と図３２に示すアルゴリ
ズムを同時に用いた制御方法を示すフローチャートであ
り、太陽電池を最大出力点で追尾するのと同時に、直流
負荷に加わる電圧が、上限値および下限値を越えないよ
うに制御ができる。図３５はこの様子を示す図で、太陽
電池および直流負荷の動作点は、太陽電池の最大出力点
になるとともに、直流負荷に加わる電圧は、ほぼ一定
（Ｖcom）となる。

【００８９】図３６は、太陽電池の出力を算出する際
に、太陽電池が発電し、ＤＣ−ＤＣコンバ−タを介して
直流部分に流れ込む電力（Ｐに下付きで「実効出力」と
記す）を、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの効率を補正係数とし
て代入することにより算出する実施例の構成図である。
この実施例の場合、補正係数η（ＶS、ＩS）の算出式を
ＲＯＭに書き込んでおき、この値を用いて、エネルギ変
換手段が供給する電力ＰSを求める。この手法によれ
ば、正確にＰSと負荷の消費電力ＰLとの大小関係を比較
できる。

【００９０】図３７も同様に、直流部分に流れ込む電力
（Ｐに下付きで「実効出力」と記す）を、補正係数とし
て代入することにより算出する実施例の構成図である。
補正係数ηは、直流部の電圧ＶDおよび電流ＶDと、商用
電源の電圧ＶAC、双方向コンバ−タに流れ込む電流ＩAC
−ＩACLを用いて求める。この実施例の場合も、正確に
ＰSと直流負荷の消費電力ＰLとの大小関係を比較できる
ため、誤動作がない。

【００９１】図３８は、システム制御回路の別実施例の
構成図である。図中の誤差増幅回路57と乗算回路59の間
にあるスイッチング回路58は、このシステム制御回路内
のＲＯＭ61から出力された制御信号によりスイッチを切
り換え、乗算回路59に“０”の信号を送る。その結果、
乗算回路59から誤差増幅回路60へ０Ｖの信号が送られ、
誤差増幅回路60からは現状の交流電流ＩACが出力され
る。ＲＯＭ61から前記制御信号がスイッチング回路58に
送られている間は、双方向コンバ−タ制御回路はこの動
作を継続する。

【００９２】図３９はシステム制御回路の制御の様子を
示すグラフである。例えばソ−ラ−エアコンの場合、起
動してしばらくの間は、時比率ＤＲを一定にして太陽電
池の出力ＰSの最大値を求める制御を行う。次に、時刻
Ｔ１に太陽電池の出力ＰSの最大値が決定されたら、時
刻Ｔ１からしばらくの間は太陽電池の出力ＰSの最大値
を検出する制御を止め、時比率を変化させて、太陽電池
の出力ＰSの最大値を求める制御をする。この時はシス
テム制御回路からの信号によりスイッチ回路が働き、電
流制御指令ＩCは０信号が出力されている。そして、時
刻Ｔ２で太陽電池の出力ＰSの最大値が決定されたら、
時比率ＤＲを一定にして太陽電池の出力ＰSの最大値を
求める制御を行う。このような動作を繰り返すことによ
り、太陽電池の出力を最大に利用できる動作点で太陽電
池を動作させることができる。なお、ドライブ回路とし
ては図２６の回路を用いる。本実施例においては、時比
率の制御と太陽電池の最大出力制御とを時系列的に分離
して行っているため、両方の制御が干渉し合うことがな
く、判断ミスをする事がない。

【００９３】図４０は、本発明の更に別実施例に係る電
力変換システムの構成図である。本実施例は、Ｖcomを
商用電源ＶACに比例定数を乗じた値により設定するもの
で、商用電源の電圧が変動しても、力行あるいは回生モ
−ドにあるかどうかを正確に判断できるという利点があ
る。

【００９４】図４１は、ソ−ラ−エアコンに保護装置を
設けたソ−ラ−エアコンシステムの構成図である。前述
してきたソ−ラ−エアコンにおいて、商用電源９１と双
方向コンバ−タ95の入力部の間に接触器９１、絶縁トラ
ンス92、接触器９３を設け、太陽電池94とＤＣ−ＤＣコ
ンバ−タ102の入力部の間に接触器９６を設けたもの
で、接触器９１は交流過電圧、交流不足電圧、周波数異
常を感知する検出器９７〜99の情報を、接触器９３は交
流過電流を感知する検出器100の情報を、接触器９６は
直流地絡を感知する検出器101の情報を基に作動するも
のである。

【００９５】接触器９１は、ソ−ラ−エアコンが回生モ
−ドで運転し太陽電池によって生じた電力を商用系統に
逆潮流させているとき、質の悪い交流が商用系統に流れ
込まない様にするためのものである。接触器９３は、力
行モ−ドで運転しているときに交流過電流が流れ込んで
双方向コンバ−タを破壊させないように、また、回生モ
−ドで運転しているときには分電板内の装置を破壊させ
ないようにするためのものである。接触器９６は、太陽
電池の出力が外部に漏れていて人が太陽電池パネルに触
ったとき感電しないようにするためのものである。

【００９６】本実施例では、検出器自身が有する系統遮
断信号とは独立に、ソーラーエアコンが有する制御機器
の信号を利用して、保護回路の系統遮断信号を操作す
る。すなわち、保護回路側とシステム制御側とで二重に
チェックし、より安全性を高くする。

【００９７】図４２は、ソ−ラ−エアコンの室外機に小
型化した保護装置を内蔵させ省スペース化を図った実施
例の構成図である。外付けの保護装置の設置が義務付け
られた場合や、既に外付けの保護装置を設置している場
合、本実施例の室外機内蔵型の保護装置があれば、二重
チェックができ、より安全性が高まる。

【００９８】図４３は、本発明の別実施例に係る電力変
換システムの構成図である。本実施例は、商用電源と双
方向コンバータの間に設けた電圧計と電流計から現在の
運転モードを検出して商用系統に電力を逆潮流している
時に、ユ−ザの目につきやすい表示機器1２４に電力の
使用あるいは発電状況を示すようになっている。本実施
例によれば、システムの運転状況を容易に監視できる効
果がある。

【００９９】図４４は、本発明の一例を適用したソ−ラ
−エアコンの外観図である。例えば図１４の交流電圧Ｖ
ACと交流電流ＩACをシステム制御回路112に入力して電
力を算出し、タイマ−回路と１ｋＷ／ｈ当たりの電気料
金を情報としてシステム制御回路112に与えておくこと
により、電気料金を算出する。例えば、表示モードとし
ては１日当たりの買電料金、一か月当たりの買電料金な
どを表示盤1１１に表示できるようにしておく。この構
成により、太陽電池によって生じた電力を商用系統に逆
潮流させている電気料金がわかるだけではなく、太陽電
池パネルの１部が損傷したときには表示値が変化するの
で早期に太陽電池パネルの損傷を感知できる。

【０１００】図４５は、本発明の別実施例に係る電力変
換システムの構成図である。図１に示す実施例では、エ
ネルギ変換手段１２１の入力側の電圧，電流を計測器１
０，１１で測定しているのに対し、本実施例では、ＤＣ
−ＤＣコンバータ１２の出力側電流を検出している点の
み異なる。本実施例は、このような検出方法を採用して
も、図１の実施例と同様の効果を奏する。

【０１０１】

【発明の効果】本発明によれば、エネルギ変換手段の特
性あるいは使用環境に関係なく、エネルギ変換手段を最
大出力状態に保つとともに、直流負荷の入力電圧がほと
んど変化しない制御が可能である。

【０１０２】また、本発明によればシステムの誤動作が
起こりにくく、万一システムに異常が起きても、安全側
へシステムを切り替えることができる。さらに、ユーザ
が容易にシステムを監視できる。

【０１０３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な構成ブロック図である。

【図２】公知例の構成ブロック図である。

【図３】太陽電池と直流負荷との動作点を示す図であ
る。

【図４】（ａ）は枚数の異なる太陽電池と直流負荷との
動作点を示す図である。（ｂ）は太陽電池の電力を示す
図である。

【図５】動作点の移動を説明する図である。

【図６】太陽電池特性の温度依存性を示す図である。

【図７】太陽電池と直流負荷との動作点を示す図であ
る。

【図８】太陽電池と直流負荷との動作点を示す図であ
る。

【図９】熱電素子と直流負荷との動作点を示す図であ
る。

【図１０】エネルギ変換手段と直流負荷との動作点を示
す図である。

【図１１】エネルギ変換手段と直流負荷との動作点を示
す図である。

【図１２】（ａ）はエネルギ変換手段と直流負荷との動
作点を示す図である。（ｂ）はエネルギ変換手段と直流
負荷との動作点を示す図である。

【図１３】本発明のシステムの制御方法を説明するフロ
ーチャートである。

【図１４】本発明によるソーラーエアコンの構成ブロッ
ク図である。

【図１５】直流負荷としてモ−タを用いた実施例の構成
図である。

【図１６】本発明によるソーラーエアコンの構成ブロッ
ク図である。

【図１７】熱電素子を用いた本発明の構成ブロック図で
ある。

【図１８】ＤＣ−ＤＣコンバータ（Ｃuk型）の動作を示
すブロック配線図である。

【図１９】乗算回路の一例を示す回路図である。

【図２０】比較回路の一例を示す回路図である。

【図２１】ＤＣ−ＤＣコンバータ（Ｓepic型）のブロッ
ク配線図である。

【図２２】システム制御回路の一部を示す構成ブロック
図である。

【図２３】微分回路の一例を示す回路図である。

【図２４】積分回路の一例を示す回路図である。

【図２５】誤差増幅回路の一例を示す回路図である。

【図２６】双方向コンバ−タ制御回路を示すブロック配
線図である。

【図２７】システム制御回路の動作を示す説明図であ
る。

【図２８】システム制御回路の動作を示す説明図であ
る。

【図２９】システム制御回路の動作を示す説明図であ
る。

【図３０】本発明のシステム構成を示すブロック図であ
る。

【図３１】本発明のシステムの制御方法を示すフローチ
ャートである。

【図３２】本発明のシステムの制御方法を示すフローチ
ャートである。

【図３３】本発明のシステム構成を示すブロック図であ
る。

【図３４】本発明のシステムの制御方法を示すフローチ
ャートである。

【図３５】エネルギ変換手段と直流負荷との動作点を示
す図である。

【図３６】本発明のシステム構成を示すブロック図であ
る。

【図３７】本発明のシステム構成を示すブロック図であ
る。

【図３８】システム制御回路の構成ブロック図である。

【図３９】システム制御の様子を示す図である。

【図４０】本発明のシステム構成を示すブロック図であ
る。

【図４１】保護回路を設けたソーラーエアコンの構成ブ
ロック図である。

【図４２】本発明のソーラーエアコン（室外機）の概略
図である。

【図４３】熱電素子を用いたシステムのシステム構成図
である。

【図４４】本発明のソーラーエアコン（室内機）の概略
図である。

【図４５】本発明の別実施例に係る電力変換システムの
構成図である。

【符号の説明】

１,91…商用電源、２,３１,３７,65…リアクトル、３,
１０,１４…電圧計、４,１１,１５,２１…電流計、５…
交流負荷、６,３３,３６,66,79…ダイオ−ド、７,３２
…半導体スイッチング素子、１３,95…双方向コンバ−
タ、８…平滑コンデンサ、９,３０,94…太陽電池、１
２,102…ＤＣ−ＤＣコンバ−タ、１６…インバ−タ、１
７…圧縮機用モ−タ、１８,112…システム制御回路、１
９,87…双方向コンバ−タ制御回路、３４,80…スイッチ
回路、３５,３８,67,71…コンデンサ、３９…負荷、４
０,50,59…乗算回路、41…比較回路、51,53,81…微分回
路、52,54…正負判定回路、55…排他的論理和回路、56
…積分回路、57,60…誤差増幅回路、58…スイッチング
回路、61…ＲＯＭ、70…抵抗、72…ＯＰアンプ、73…直
流電源、74…ＦＥＴ、75…ＧＮＤ、76…交流電源、77…
ツェナーダイオード、82,83…三角波発生回路、84,85…
比較回路、86…反転回路、91,93,96…接触器、絶縁トラ
ンス…92、97〜101…検出器、110…室内機、111…表示
盤、120…直流負荷、121…エネルギ変換手段、122…モ
−タ、123…熱電素子、124…室内機、125…ＲＯＭ、126
…室外機、127…保護回路、131…商用電源、132…リア
クトル、133,134…ダイオ−ド、135,136…コンデンサ、
137…整流手段、137(a)…倍電圧整流回路、138,139…半
導体スイッチング素子、140…逆流防止ダイオ−ド、141
…太陽電池、142…直流電圧検出器、143…インバ−タ、
144…ノイズフィルタ−、145…モ−タ、146…インバ−
タ制御回路、147…制御手段、148…直流基準電圧、149
…誤差増幅器、150…電圧変成器、151…掛算器、152…
電流変成器、153…ヒステリシスコンパレ−タ、154…パ
ルス整形回路、155,156…アイソレ−ションアンプ、160
…スイッチ。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７１】半導体スイッチング素子３２は、システム
制御回路１８から送られてきた制御信号によりオン・オ
フ制御される。この制御信号は比較回路４１から出力さ
れる方形波信号であり、ＲＯＭ４２から読み出された時
比率ＤＲと、定電圧源４３からの振幅一定の波とを乗算
回路４０で乗算して得た波を、比較回路４１にて三角波
発生回路から出力された三角波と比較して得られる。図
１９に乗算回路の構成を示し、図２０に比較回路の構成
を示す。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９４】図４１は、ソ−ラ−エアコンに保護装置を
設けたソ−ラ−エアコンシステムの構成図である。前述
してきたソ−ラ−エアコンにおいて、商用電源９０と双
方向コンバ−タ95の入力部の間に接触器９１、絶縁トラ
ンス92、接触器９３を設け、太陽電池94とＤＣ−ＤＣコ
ンバ−タ102の入力部の間に接触器９６を設けたもの
で、接触器９１は交流過電圧、交流不足電圧、周波数異
常を感知する検出器９７〜99の情報を、接触器９３は交
流過電流を感知する検出器100の情報を、接触器９６は
直流地絡を感知する検出器101の情報を基に作動するも
のである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １,90…商用電源、２,３１,３７,65…リアクトル、３,
１０,１４…電圧計、４,１１,１５,２１…電流計、５…
交流負荷、６,３３,３６,66,79…ダイオ−ド、７,３２
…半導体スイッチング素子、１３,95…双方向コンバ−
タ、８…平滑コンデンサ、９,３０,94…太陽電池、１
２,102…ＤＣ−ＤＣコンバ−タ、１６…インバ−タ、１
７…圧縮機用モ−タ、１８,112…システム制御回路、１
９,87…双方向コンバ−タ制御回路、３４,80…スイッチ
回路、３５,３８,67,71…コンデンサ、３９…負荷、４
０,50,59…乗算回路、41…比較回路、51,53,81…微分回
路、52,54…正負判定回路、55…排他的論理和回路、56
…積分回路、57,60…誤差増幅回路、58…スイッチング
回路、61…ＲＯＭ、70…抵抗、72…ＯＰアンプ、73…直
流電源、74…ＦＥＴ、75…ＧＮＤ、76…交流電源、77…
ツェナーダイオード、82,83…三角波発生回路、84,85…
比較回路、86…反転回路、91,93,96…接触器、絶縁トラ
ンス…92、97〜101…検出器、110…室内機、111…表示
盤、120…直流負荷、121…エネルギ変換手段、122…モ
−タ、123…熱電素子、124…室内機、125…ＲＯＭ、126
…室外機、127…保護回路、131…商用電源、132…リア
クトル、133,134…ダイオ−ド、135,136…コンデンサ、
137…整流手段、137(a)…倍電圧整流回路、138,139…半
導体スイッチング素子、140…逆流防止ダイオ−ド、141
…太陽電池、142…直流電圧検出器、143…インバ−タ、
144…ノイズフィルタ−、145…モ−タ、146…インバ−
タ制御回路、147…制御手段、148…直流基準電圧、149
…誤差増幅器、150…電圧変成器、151…掛算器、152…
電流変成器、153…ヒステリシスコンパレ−タ、154…パ
ルス整形回路、155,156…アイソレ−ションアンプ、160
…スイッチ。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北山 亨 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所リビング機器事業部内

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エネルギ変換手段と、ＤＣ−ＤＣコンバ
   −タと、商用電源からの交流電力を直流電力に変換する
   機能及び直流電力を交流電力に変換する機能を有する双
   方向コンバ−タと、直流負荷とを備え、エネルギ変換手
   段の出力側とＤＣ−ＤＣコンバ−タの入力側とを接続
   し、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの出力側と、双方向コンバ−
   タの直流部及び直流負荷とを接続した電力変換システム
   において、ＤＣ−ＤＣコンバ−タと直流負荷もしくは双
   方向コンバータの間に第１電流計を設け、直流負荷と双
   方向コンバータの間に第２電流計を設け、ＤＣ−ＤＣコ
   ンバータと直流負荷もしくは双方向コンバータの間ある
   いは直流負荷と双方向コンバータの間の直流部に電圧計
   を設けると共に、第１電流計と第２電流計と電圧計の検
   出信号に基づきＤＣ−ＤＣコンバータの時比率を変化さ
   せる時比率設定手段と、該時比率設定手段で設定された
   時比率のもとで双方向コンバータに電力を回生あるいは
   力行させる制御手段とを設けたことを特徴とする電力変
   換システム。
2. 【請求項２】 エネルギ変換手段と、ＤＣ−ＤＣコンバ
   −タと、商用電源からの交流電力を直流電力に変換する
   機能及び直流電力を交流電力に変換する機能を有する双
   方向コンバ−タと、直流負荷とを備え、エネルギ変換手
   段の出力側とＤＣ−ＤＣコンバ−タの入力側とを接続
   し、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの出力側と、双方向コンバ−
   タの直流部及び直流負荷とを接続した電力変換システム
   において、少なくとも、エネルギ変換手段とＤＣ−ＤＣ
   コンバ−タとの間に第１電圧計，第１電流計を設けると
   共に、直流負荷と双方向コンバータとの間の直流部に第
   ２電圧計，第２電流計を設け、第１電流計，第２電流
   計，第１電圧計，第２電圧計の検出信号に基づきＤＣ−
   ＤＣコンバータの時比率を変化させる時比率設定手段
   と、該時比率設定手段で設定された時比率のもとで双方
   向コンバータに電力を回生あるいは力行させる制御手段
   とを設けたことを特徴とする電力変換システム。
3. 【請求項３】 エネルギ変換手段と、ＤＣ−ＤＣコンバ
   −タと、商用電源からの交流電力を直流電力に変換する
   機能及び直流電力を交流電力に変換する機能を有する双
   方向コンバ−タと、直流負荷とを備え、エネルギ変換手
   段の出力側とＤＣ−ＤＣコンバ−タの入力側とを接続
   し、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの出力側と、双方向コンバ−
   タの直流部及び直流負荷とを接続した電力変換システム
   において、商用電源と双方向コンバータとの間に第１電
   圧計及び第１電流計を設け、双方向コンバータ以外の交
   流負荷と商用電源との間に第２電流計を設け、直流負荷
   と双方向コンバータとの間に第２電圧計と第３電流計を
   設けると共に、第１電流計，第２電流計，第３電流計，
   第１電圧計，第２電圧計の検出信号に基づきＤＣ−ＤＣ
   コンバータの時比率を変化させる時比率設定手段と、該
   時比率設定手段で設定された時比率のもとで双方向コン
   バータに電力を回生あるいは力行させる制御手段とを設
   けたことを特徴とする電力変換システム。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかにおい
   て、エネルギ変換手段として太陽電池もしくは熱電素子
   を用い、太陽電池をエネルギ変換手段とするとき直流負
   荷として圧縮機用のモ−タを駆動するインバ−タを用い
   ることを特徴とする電力変換システム。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３のいずれかにおい
   て、ＤＣ−ＤＣコンバ−タとしてＣuK型あるいはＳepic
   型のコンバ−タを用い、時比率に比例した大きさの信号
   と三角波発生回路からの信号を比較回路に送り、この比
   較回路の出力信号を、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの半導体ス
   イッチング素子に送る回路を設けたことを特徴とする電
   力変換システム。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項３のいずれかにおい
   て、双方向コンバ−タに接続される制御手段を、エネル
   ギ変換手段とＤＣ−ＤＣコンバ−タとの間に設けた電圧
   計と電流計の検出信号を入力とする第１乗算回路と、該
   第１乗算回路に接続される第１微分回路と、該第１微分
   回路の出力の正負を判定する第１正負判定回路と、前記
   電圧計の検出信号を微分する第２微分回路と、該第２微
   分回路の出力の正負を判定する第２正負判定回路と、第
   １，第２正負判定回路の両出力の排他的論理和をとる排
   他的論理和回路と、該排他的論理和回路の出力を積分す
   る積分回路と、該積分回路の出力と前記電圧計の検出信
   号との誤差を増幅する第１誤差増幅回路と、商用電源と
   双方向コンバ−タの間に設けた電圧計の検出信号と前記
   誤差増幅回路のを入力する第２乗算回路、商用電源と双
   方向コンバ−タの間に設けた電流計の検出信号と前記第
   ２乗算回路の出力信号との誤差を増幅する第２誤差増幅
   回路とで構成したことを特徴とする電力変換システム。
7. 【請求項７】 ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比率
   のもとで動作させた状態で、ＤＣ−ＤＣコンバータの出
   力が最大となる点を求め、この状態において、(ａ)ＤＣ
   −ＤＣコンバータの出力電力もしくは出力電流が直流負
   荷の入力電力もしくは入力電流以上の場合、直流部の電
   圧が設定電圧値より大なる時は時比率を保持するか下げ
   又それ以外は時比率を上げ、(ｂ)ＤＣ−ＤＣコンバータ
   の出力電流もしくは出力電力が直流負荷の入力電流もし
   くは入力電力より小の場合、直流部の電圧が設定電圧値
   より小なる時は時比率を保持するか上げ又それ以外は時
   比率を下げる制御を行う時比率制御手段を備えることを
   特徴とする請求項１記載の電力変換システム。
8. 【請求項８】 ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比率
   のもとで動作させた状態で、エネルギ変換手段の出力が
   最大となる点を求め、この状態において、(ａ)エネルギ
   変換手段の出力に補正係数を乗じた値が直流負荷の入力
   以上の場合、直流部の電圧が設定電圧値より大なる時は
   時比率を保持するか下げ又それ以外は時比率を上げ、
   (ｂ)エネルギ変換手段の出力に補正係数を乗じた値が直
   流負荷の入力より小の場合、直流部の電圧が設定電圧値
   より小なる時は時比率を保持するか上げ又それ以外は時
   比率を下げる時比率制御手段を備えることを特徴とする
   請求項２記載の電力変換システム。
9. 【請求項９】 ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比率
   のもとで動作させた状態で、エネルギ変換手段の出力が
   最大となる点を求め、この状態において、商用電源と双
   方向コンバータの間の電圧計と電流計の検出値と、交流
   負荷に接続される電流計の検出値とから、双方向コンバ
   ータに流れ込む電力値を算出し、この電力値に補正係数
   を乗じた値もしくはこの値を直流部での電圧値で除して
   求めた電流値と、直流負荷に流れ込む電力もしくは電流
   との比較から、エネルギ変換手段よりＤＣ−ＤＣコンバ
   ータを介して直流部に流れ込む電力あるいは電流を求め
   （ａ）この値が直流負荷の入力電力あるいは入力電流以
   上の場合、直流部の電圧が設定電圧値より大なる時は時
   比率を保持するか下げ又それ以外は時比率を上げ、
   （ｂ）この値が直流負荷の入力電力あるいは入力電流よ
   り小の場合、直流部の電圧が設定電圧値より小なる時は
   時比率を保持するか上げ又それ以外は時比率を下げる時
   比率制御手段を備えることを特徴とする請求項３記載の
   電力変換システム。
10. 【請求項１０】 ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比
    率のもとで動作させた状態で、ＤＣ−ＤＣコンバータの
    出力が最大となる点を求め、この状態において、(ａ)Ｄ
    Ｃ−ＤＣコンバータの出力電力もしくは出力電流が直流
    負荷の入力電力もしくは入力電流以上の場合、直流部の
    電圧が設定上限電圧値より大なる時は時比率を下げ又そ
    れ以外は時比率を上げ、(ｂ)ＤＣ−ＤＣコンバータの出
    力電流もしくは出力電力が直流負荷の入力電流もしくは
    入力電力より小の場合、直流部の電圧が設定下限電圧値
    より小なる時は時比率を上げ又それ以外は時比率を下げ
    る制御を行う時比率制御手段を備えることを特徴とする
    請求項１記載の電力変換システム。
11. 【請求項１１】 ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比
    率のもとで動作させた状態で、エネルギ変換手段の出力
    が最大となる点を求め、この状態において、(ａ)エネル
    ギ変換手段の出力に補正係数を乗じた値が直流負荷の入
    力以上の場合、直流部の電圧が設定上限電圧値より大な
    る時は時比率を下げ又それ以外は時比率を上げ、(ｂ)エ
    ネルギ変換手段の出力に補正係数を乗じた値が直流負荷
    の入力より小の場合、直流部の電圧が設定下限電圧値よ
    り小なる時は時比率を上げ又それ以外は時比率を下げる
    時比率制御手段を備えることを特徴とする請求項２記載
    の電力変換システム。
12. 【請求項１２】 ＤＣ−ＤＣコンバ−タを設定した時比
    率のもとで動作させた状態で、エネルギ変換手段の出力
    が最大となる点を求め、この状態において、商用電源と
    双方向コンバータの間の電圧計と電流計の検出値と、交
    流負荷に接続される電流計の検出値とから、双方向コン
    バータに流れ込む電力値を算出し、この電力値に補正係
    数を乗じた値もしくはこの値を直流部での電圧値で除し
    て求めた電流値と、直流負荷に流れ込む電力もしくは電
    流との比較から、エネルギ変換手段よりＤＣ−ＤＣコン
    バータを介して直流部に流れ込む電力あるいは電流を求
    め（ａ）この値が直流負荷の入力電力あるいは入力電流
    以上の場合、直流部の電圧が設定上限電圧値より大なる
    時は時比率を下げ又それ以外は時比率を上げ、（ｂ）こ
    の値が直流負荷の入力電力あるいは入力電流より小の場
    合、直流部の電圧が設定下限電圧値より小なる時は時比
    率を上げ又それ以外は時比率を下げる時比率制御手段を
    備えることを特徴とする請求項３記載の電力変換システ
    ム。
13. 【請求項１３】 請求項７乃至請求項１２のいずれかに
    おいて、時比率制御手段は、予めＲＯＭに格納された制
    御プログラムで動作するものであることを特徴とする電
    力変換システム。
14. 【請求項１４】 請求項８乃至請求項１１のいずれかに
    おいて、補正係数としてＤＣ−ＤＣコンバータの効率を
    用いることを特徴とする電力変換システム。
15. 【請求項１５】 請求項９乃至請求項１２のいずれかに
    おいて、補正係数として双方向コンバータの効率を用い
    ることを特徴とする電力変換システム。
16. 【請求項１６】 請求項６において、第１誤差増幅回路
    と第２乗算回路との間にスイッチング回路を設け、外部
    からの制御信号により該スイッチング回路を動作させて
    前記第２乗算回路の一方の入力に所定信号を入力する構
    成としたことを特徴とする電力変換システム。
17. 【請求項１７】 請求項７乃至請求項９のいずかれにお
    いて、設定電圧値を、商用電源と双方向コンバ−タとの
    間に設けた電圧計の検出値に比例定数を掛けた値で与え
    ることを特徴とする電力変換システム。
18. 【請求項１８】 商用電源と双方向コンバ−タとの間に
    接触器を設け、交流過電流、交流過電圧、交流不足電圧
    が生じた場合、商用電源と双方向コンバ−タの間に設け
    た電圧計の計測値を検出する制御手段からの系統遮断信
    号と、これとは独立の交流過電流、交流過電圧、交流不
    足電圧、周波数異常を判断する回路からの系統遮断信号
    との論理和により、双方向コンバ−タと商用電源との間
    に設けた接触器を動作させ、商用電源から遮断する構成
    したことを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれ
    かに記載の電力変換システム。
19. 【請求項１９】 商用電源と双方向コンバ−タ間に設け
    た電圧計と電流計の各計測値から、回生モ−ドか力行モ
    −ドかを判断し、その電圧信号、電流信号から、少なく
    とも回生電力か累積回生電力量の一方を算出し、その結
    果もしくは結果に電力単価を乗じた値を表示する機能を
    設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいず
    れかに記載の電力変換システム。
20. 【請求項２０】 請求項１９において、電力変換システ
    ムが室外機と室内機で構成され、前記表示機能が室内機
    に設けられたことを特徴とする電力変換システム。
21. 【請求項２１】 請求項７乃至請求項１２のいずれかに
    記載の時比率制御手段の行う制御プログラムを格納した
    ことを特徴とする電力変換システム用制御ＲＯＭ。