JP6463122B2

JP6463122B2 - Grid-connected inverter device

Info

Publication number: JP6463122B2
Application number: JP2014260061A
Authority: JP
Inventors: 一平竹内; 西尾　直樹; 直樹西尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: JP2016123146A

Description

本発明は、太陽電池および燃料電池といった外部直流電源を用いた直流発電システムを商用電力系統に連系させる系統連系インバータ装置に関するものである。 The present invention relates to a grid-connected inverter device that links a DC power generation system using an external DC power source such as a solar cell and a fuel cell to a commercial power system.

一般的な系統連系インバータは外部直流電源からの出力電圧を交流電圧に変換するために必要な電圧に昇圧するコンバータ回路と直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路とで構成される。特許文献１には系統連系インバータを構成するコンバータ回路の構成例が示され、コンバータ回路の出力端に接続された負荷の状態に従って同期整流回路の動作を切り替える構成が開示されている。具体的には、直流電圧を出力する入力直流電源が接続されたコンバータは、入力側平滑コンデンサ、同期整流回路および出力側平滑コンデンサを具備し、コンバータ回路の出力端に接続された負荷に出力電圧を出力する。同期整流回路には、主スイッチと、同期スイッチと、転流ダイオードと、インダクタと、主スイッチと同期スイッチとのオンオフ制御を行う制御部とが設けられている。制御部は、主スイッチがオン状態のときには同期スイッチをオフ状態とし、主スイッチがオフ状態のときには同期スイッチをオン状態とするように同期整流回路を制御する。さらに同期整流回路の同期スイッチは、コンバータ回路の効率低下を抑えるため、コンバータ回路の出力端に接続された負荷の状態に従って、軽負荷状態であるときの動作モードである電流不連続モードと、重負荷状態であるときの動作モードである電流連続モードとを切り替える。そして、特許文献１の従来技術は、同期スイッチのオン抵抗を利用して同期スイッチに流れる電流値を検出し、検出された電流に基づいて、コンバータ回路の出力端に接続された負荷の状態を判定している。 A general grid-connected inverter includes a converter circuit that boosts an output voltage from an external DC power source to a voltage necessary for converting it into an AC voltage, and an inverter circuit that converts a DC voltage into an AC voltage. Patent Document 1 discloses a configuration example of a converter circuit that constitutes a grid-connected inverter, and discloses a configuration that switches the operation of a synchronous rectifier circuit according to the state of a load connected to the output terminal of the converter circuit. Specifically, a converter connected to an input DC power source that outputs a DC voltage includes an input-side smoothing capacitor, a synchronous rectifier circuit, and an output-side smoothing capacitor, and the output voltage is applied to a load connected to the output terminal of the converter circuit. Is output. The synchronous rectifier circuit is provided with a main switch, a synchronous switch, a commutation diode, an inductor, and a control unit that performs on / off control of the main switch and the synchronous switch. The control unit controls the synchronous rectifier circuit so that the synchronous switch is turned off when the main switch is on, and the synchronous switch is turned on when the main switch is off. Furthermore, the synchronous switch of the synchronous rectifier circuit is coupled with a current discontinuous mode, which is an operation mode in a light load state, according to the state of the load connected to the output terminal of the converter circuit, in order to suppress a reduction in efficiency of the converter circuit. The current continuous mode, which is an operation mode when in a load state, is switched. And the prior art of patent document 1 detects the electric current value which flows into a synchronous switch using the ON resistance of a synchronous switch, and the state of the load connected to the output terminal of a converter circuit based on the detected electric current. Judgment.

特開平１１−１４６６３７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-146637

しかしながら、同期スイッチのオン抵抗は、実際の使用環境下においては温度変化を含む外乱の影響により変化するだけでなく、同期スイッチの製造時のばらつきによっても変化する。そのため特許文献１の従来技術では同期スイッチに流れる電流を精度良く検出することが困難である。一方、コンバータ回路の出力端に接続された負荷が軽負荷状態であり、同期スイッチに流れる電流が非常に小さい場合や、同期スイッチのオン抵抗が小さい場合には、特許文献１の従来技術では、同期スイッチに流れる電流値を検出するために高精度の検出器が必要となり、コストが高くなるという課題があった。 However, the on-resistance of the synchronous switch not only changes due to the influence of a disturbance including a temperature change in an actual use environment, but also changes due to variations in manufacturing the synchronous switch. For this reason, it is difficult for the conventional technique of Patent Document 1 to accurately detect the current flowing through the synchronous switch. On the other hand, when the load connected to the output terminal of the converter circuit is in a light load state and the current flowing through the synchronous switch is very small, or when the on-resistance of the synchronous switch is small, In order to detect the value of the current flowing through the synchronous switch, a highly accurate detector is required, and there is a problem that the cost increases.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストの増加を抑えながら負荷の状態を精度よく検出することができる系統連系インバータ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a grid-connected inverter device capable of accurately detecting a load state while suppressing an increase in cost.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の系統連系インバータ装置は、直流電源からの直流電圧を昇圧または降圧して出力する同期整流型のコンバータ回路と、コンバータ回路の出力電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、コンバータ回路とインバータ回路とを制御する制御部と、を備え、制御部は、直流電源とコンバータ回路との間で検出された直流電圧と、直流電源とコンバータ回路との間で検出された直流電源の出力電流と、コンバータ回路を構成し、直流電圧を交流電圧に変換する主スイッチング素子のスイッチング周期と、スイッチング周期に対して、主スイッチング素子がオンしている割合と、コンバータ回路を構成するリアクトルのインダクタンスとを用いて、コンバータ回路に接続される負荷の状態が軽負荷状態であるか重負荷状態であるかを判定することを特徴とする。また、本発明の系統連系インバータ装置は、直流電源からの直流電圧を昇圧または降圧して出力する同期整流型のコンバータ回路と、コンバータ回路の出力電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、コンバータ回路とインバータ回路とを制御する制御部と、を備え、制御部は、直流電源とコンバータ回路との間で検出された直流電圧と、インバータ回路と電力系統との間で検出される交流電圧と、インバータ回路と電力系統との間で検出されたインバータ回路の出力電流と、コンバータ回路を構成し直流電圧を交流電圧に変換する主スイッチング素子のスイッチング周期と、スイッチング周期に対して主スイッチング素子がオンしている割合と、コンバータ回路を構成するリアクトルのインダクタンスと、系統連系インバータ装置の電力変換効率とを用いて、コンバータ回路に接続される負荷の状態が軽負荷状態であるか重負荷状態であるかを判定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the grid-connected inverter device of the present invention includes a synchronous rectification type converter circuit that boosts or steps down a DC voltage from a DC power supply, and an output of the converter circuit An inverter circuit that converts the voltage into an AC voltage, and a control unit that controls the converter circuit and the inverter circuit. The control unit includes a DC voltage detected between the DC power source and the converter circuit, a DC power source, the output current of the DC power source which is detected between the converter circuit, the converter to the circuit, and the switching period of the main switching element for converting a DC voltage into ac voltage, with respect to the switching period, the main switching element a percentage There has been turned on, by using the inductance of the reactor constituting the converter circuit, the state of the load connected to the converter circuit And judging whether the heavy load state or a load state. A grid-connected inverter device of the present invention includes a synchronous rectification type converter circuit that boosts or steps down a DC voltage from a DC power supply, an inverter circuit that converts an output voltage of the converter circuit into an AC voltage, and a converter A control unit that controls the circuit and the inverter circuit, and the control unit includes a DC voltage detected between the DC power supply and the converter circuit, and an AC voltage detected between the inverter circuit and the power system. The output current of the inverter circuit detected between the inverter circuit and the power system , the switching cycle of the main switching element that constitutes the converter circuit and converts the DC voltage into the AC voltage, and the main switching element with respect to the switching cycle ON ratio, the inductance of the reactor that constitutes the converter circuit, and the power of the grid-connected inverter device By using the換効rate, the state of the load connected to the converter circuit and judging whether the heavy load state or a light load condition.

本発明によれば、コストの増加を抑えながら負荷の状態を精度よく検出することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to accurately detect a load state while suppressing an increase in cost.

本発明の実施の形態１に係る系統連系インバータの構成図Configuration diagram of a grid interconnection inverter according to Embodiment 1 of the present invention 図１に示すコンバータ部が電流連続モードまたは電流不連続モードで動作する際にリアクトルに流れる電流の時間特性図Fig. 1 is a time characteristic diagram of the current flowing through the reactor when the converter unit shown in Fig. 1 operates in the current continuous mode or the current discontinuous mode. 本発明の実施の形態２に係る系統連系インバータの構成図The block diagram of the grid connection inverter which concerns on Embodiment 2 of this invention

以下に、本発明の実施の形態にかかる系統連系インバータ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Below, the grid connection inverter apparatus concerning embodiment of this invention is demonstrated in detail based on drawing. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る系統連系インバータの構成図である。図１には太陽光発電システムで用いる系統連系インバータ装置１の構成例が示され、この点は後に示す実施の形態２においても同様である。図１に示す系統連系インバータ装置１は、コンバータ回路２ａとインバータ回路２ｂとフィルタ回路２ｃとを有するインバータ部２と、制御部６ａと、第一の電圧検出部４と、第二の電圧検出部５と、電流検出素子７と、電流検出部３とを備える。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a grid-connected inverter according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows a configuration example of a grid interconnection inverter device 1 used in a solar power generation system, and this point is the same in a second embodiment described later. A grid-connected inverter device 1 shown in FIG. 1 includes an inverter unit 2 having a converter circuit 2a, an inverter circuit 2b, and a filter circuit 2c, a control unit 6a, a first voltage detection unit 4, and a second voltage detection. A unit 5, a current detection element 7, and a current detection unit 3 are provided.

コンバータ回路２ａは、コンデンサ１１と、リアクトル１２ａと、主スイッチング素子１３ａと、出力ダイオード１４ａと、出力ダイオード１４ａに並列に接続された同期スイッチング素子１５ａとで構成される。図示例ではこれらの素子が昇圧回路を構成するように配置されている。すなわち、コンデンサ１１は外部直流電源である太陽電池２５の正極および負極の出力端間に並列接続の関係で配置され、リアクトル１２ａの一端はコンデンサ１１の正極端に接続され、リアクトル１２ａの他端は主スイッチング素子１３ａの一端と同期スイッチング素子１５ａの一端と出力ダイオード１４ａのアノードとの接続端に接続されている。正極出力端である出力ダイオード１４ａのカソードは、コンバータ回路２ａの正極母線Ｐに接続されている。コンバータ回路２ａの負極出力端は、コンデンサ１１の負極端と主スイッチング素子１３ａの他端と共に、負極母線Ｑに接続されている。主スイッチング素子１３ａと同期スイッチング素子１５ａは例えば金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ−ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳＦＥＴ）である。 Converter circuit 2a includes capacitor 11, reactor 12a, main switching element 13a, output diode 14a, and synchronous switching element 15a connected in parallel to output diode 14a. In the illustrated example, these elements are arranged to constitute a booster circuit. That is, the capacitor 11 is arranged in parallel connection between the positive and negative output terminals of the solar cell 25 that is an external DC power supply, one end of the reactor 12a is connected to the positive terminal of the capacitor 11, and the other end of the reactor 12a is The one end of the main switching element 13a, one end of the synchronous switching element 15a, and the anode of the output diode 14a are connected. The cathode of the output diode 14a, which is the positive output terminal, is connected to the positive bus P of the converter circuit 2a. The negative output terminal of the converter circuit 2a is connected to the negative bus Q together with the negative terminal of the capacitor 11 and the other end of the main switching element 13a. The main switching element 13a and the synchronous switching element 15a are, for example, metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs).

インバータ回路２ｂは、コンデンサ１６と２つのアーム１８ａ，１８ｂとで構成されている。コンデンサ１６は、インバータ回路２ｂの入力端を構成すべく正極母線Ｐと負極母線Ｑとの間に接続されている。アーム１８ａは、正極母線Ｐと負極母線Ｑとの間に直列に接続されたスイッチング素子１７ａ，１７ｂで構成され、アーム１８ｂは、正極母線Ｐと負極母線Ｑとの間に直列に接続されたスイッチング素子１７ｃ，１７ｄで構成されている。図１では、上端正極側スイッチング素子であるスイッチング素子１７ａと下端負極側スイッチング素子であるスイッチング素子１７ｂとの直列回路がアーム１８ａであり、上端正極側スイッチング素子であるスイッチング素子１７ｃと下端負極側スイッチング素子であるスイッチング素子１７ｄとの直列回路がアーム１８ｂである。スイッチング素子１７ａとスイッチング素子１７ｂとの接続端と、スイッチング素子１７ｃとスイッチング素子１７ｄとの接続端は、各々インバータ回路２ｂの出力端を構成している。 The inverter circuit 2b includes a capacitor 16 and two arms 18a and 18b. The capacitor 16 is connected between the positive bus P and the negative bus Q so as to constitute the input terminal of the inverter circuit 2b. The arm 18a includes switching elements 17a and 17b connected in series between the positive electrode bus P and the negative electrode bus Q, and the arm 18b is switched in series between the positive electrode bus P and the negative electrode bus Q. It consists of elements 17c and 17d. In FIG. 1, an arm 18a is a series circuit of a switching element 17a that is a top positive side switching element and a switching element 17b that is a bottom negative side switching element, and a switching element 17c that is a top positive side switching element and a bottom negative side switching. A series circuit with a switching element 17d as an element is an arm 18b. A connection end between the switching element 17a and the switching element 17b and a connection end between the switching element 17c and the switching element 17d each constitute an output end of the inverter circuit 2b.

フィルタ回路２ｃは、一端がインバータ回路２ｂの一方の出力端に接続されるリアクトル１９ａと、一端がインバータ回路２ｂの他方の出力端に接続されるリアクトル１９ｂと、一端がリアクトル１９ａの他端に接続され他端がリアクトル１９ｂの他端に接続されるコンデンサ２０とで構成されている。リアクトル１９ａの他端とリアクトル１９ｂの他端は、インバータ部２の交流出力端であり、フィルタ回路２ｃの交流出力端には商用電力系統２６に接続されている。 Filter circuit 2c has one end connected to reactor 19a connected to one output end of inverter circuit 2b, one end connected to reactor 19b connected to the other output end of inverter circuit 2b, and one end connected to the other end of reactor 19a. The other end of the capacitor 19 is connected to the other end of the reactor 19b. The other end of the reactor 19a and the other end of the reactor 19b are AC output ends of the inverter unit 2, and the AC output end of the filter circuit 2c is connected to the commercial power system 26.

図１では、商用電力系統２６の一方の系統接続ラインをＴと表記し、商用電力系統２６の他方の系統接続ラインをＵと表記している。 In FIG. 1, one system connection line of the commercial power system 26 is expressed as T, and the other system connection line of the commercial power system 26 is expressed as U.

第一の電圧検出部４は、外部直流電源である太陽電池２５の正極と負極間の直流電圧Ｖ_Ｓを検出して制御部６ａに出力する。第二の電圧検出部５は、系統接続ラインＴと系統接続ラインＵとの間に印加される交流電圧であるインバータ回路２ｂの出力電圧Ｖ_Ｏを検出して制御部６ａに出力する。電流検出素子７は、系統接続ラインＴに接続され、接続位置における電流値を検出する。電流検出素子７には例えばカレントトランスまたはシャント抵抗が用いられる。電流検出部３は、電流検出素子７で検出された電流に正比例した電圧を、制御部６ａが取り扱い可能な低圧範囲内の値に変換して出力する。 The first voltage detection unit 4 detects the DC voltage V _S between the positive electrode and the negative electrode of the solar cell 25 that is an external DC power source, and outputs it to the control unit 6a. The second voltage detection unit 5 detects the output voltage V _O of the inverter circuit 2b, which is an AC voltage applied between the system connection line T and the system connection line U, and outputs it to the control unit 6a. The current detection element 7 is connected to the system connection line T and detects the current value at the connection position. For example, a current transformer or a shunt resistor is used for the current detection element 7. The current detection unit 3 converts a voltage that is directly proportional to the current detected by the current detection element 7 into a value within a low voltage range that can be handled by the control unit 6a, and outputs the converted value.

制御部６ａは、第一の電圧検出部４で検出された直流電圧Ｖ_Ｓと第二の電圧検出部５で検出された出力電圧Ｖ_Ｏと電流検出部３で検出された出力電流Ｉ_Ｏを用いて、コンデンサ１６の両端である正極母線Ｐと負極母線Ｑとの間に一定の電圧が印加されるように主スイッチング素子１３ａのオンオフ動作を制御し、コンバータ回路２ａから出力される直流電力を交流電力に変換するためスイッチング素子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄのオンオフ動作を制御する。制御部６ａに制御されたコンバータ回路２ａでは、太陽電池２５が発生する直流電圧がインバータ回路２ｂの動作に必要な直流電圧まで昇圧され、制御部６ａに制御されたインバータ回路２ｂでは、コンバータ回路２ａから出力される直流電圧がコンデンサ１６で母線電圧として平滑保持される。母線電圧は、２つのアーム１８ａ，１８ｂを構成する各スイッチング素子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄのオンオフ動作により、交流電圧へ変換され、フィルタ回路２ｃは、インバータ回路２ｂでパルス幅変調された交流電圧を、正弦波状の滑らかな交流波形をした交流電圧に整形して平滑化する。 The control unit 6 a uses the DC voltage V _S detected by the first voltage detection unit 4, the output voltage V _O detected by the second voltage detection unit 5, and the output current I _O detected by the current detection unit 3. And the on / off operation of the main switching element 13a is controlled so that a constant voltage is applied between the positive electrode bus P and the negative electrode bus Q which are both ends of the capacitor 16, and the DC power output from the converter circuit 2a is used. In order to convert into alternating current power, the on / off operation of the switching elements 17a, 17b, 17c, and 17d is controlled. In the converter circuit 2a controlled by the control unit 6a, the DC voltage generated by the solar battery 25 is boosted to a DC voltage necessary for the operation of the inverter circuit 2b. In the inverter circuit 2b controlled by the control unit 6a, the converter circuit 2a The DC voltage output from is smoothed and held as a bus voltage by the capacitor 16. The bus voltage is converted into an AC voltage by ON / OFF operations of the switching elements 17a, 17b, 17c, and 17d constituting the two arms 18a and 18b. The filter circuit 2c is an AC voltage that is pulse-width modulated by the inverter circuit 2b. Is shaped and smoothed into an alternating voltage having a sine wave-like smooth alternating waveform.

また制御部６ａは、主スイッチング素子１３ａがオンのときにはコンバータ回路２ａの同期スイッチング素子１５ａをオフにし、主スイッチング素子１３ａがオフのときにはコンバータ回路２ａの同期スイッチング素子１５ａをオンにする制御を行うことで、出力ダイオード１４ａにおける電力損失を低減させる。さらに制御部６ａは、コンバータ回路２ａから見たインバータ回路２ｂの動作状態、すなわちコンバータ回路２ａの負荷の状態により、コンバータ回路２ａの負荷が軽負荷状態であると判定した場合、同期スイッチング素子１５ａをオフにする制御を実施する。 Control unit 6a performs control to turn off synchronous switching element 15a of converter circuit 2a when main switching element 13a is on, and to turn on synchronous switching element 15a of converter circuit 2a when main switching element 13a is off. Thus, the power loss in the output diode 14a is reduced. Further, when the control unit 6a determines that the load of the converter circuit 2a is in the light load state based on the operation state of the inverter circuit 2b viewed from the converter circuit 2a, that is, the load state of the converter circuit 2a, the control unit 6a Implement control to turn off.

以下、制御部６ａがコンバータ回路２ａの負荷状態を判定する方法について説明する。 Hereinafter, a method in which the control unit 6a determines the load state of the converter circuit 2a will be described.

本実施の形態の一般的な昇圧コンバータ回路の動作には、コンバータ回路２ａに接続される負荷の状態により、負荷が軽負荷状態であるときの動作モードである電流不連続モードと、負荷が重負荷状態であるときの動作モードである電流連続モードとが存在する。 In the operation of the general boost converter circuit of the present embodiment, depending on the state of the load connected to the converter circuit 2a, the current discontinuous mode which is an operation mode when the load is in a light load state and the load are overlapped. There is a continuous current mode which is an operation mode when in a load state.

図２を用いて電流連続モードと電流不連続モードについて説明する。図２は図１に示すコンバータ部が電流連続モードまたは電流不連続モードで動作する際にリアクトルに流れる電流の時間特性図である。図２（ａ），２（ｂ），２（ｃ）の各々に示す縦軸はリアクトル１２ａに流れるリアクトル電流ｉ_Ｌであり、横軸は時間である。Ｔ_Ｏｎは主スイッチング素子１３ａのオン時間、Ｔ_ｏｆｆは主スイッチング素子１３ａのオフ時間、Ｔは主スイッチング素子１３ａの１回のスイッチング周期を表す。リアクトル電流ｉ_Ｌは、主スイッチング素子１３ａがスイッチングすることにより発生する脈流Δｉ_Ｌとリアクトル１２ａに流れる平均電流Ｉ_Ｌとの和に等しい。オン時間Ｔ_Ｏｎでは脈流Δｉ_Ｌが増加し、オフ時間Ｔ_ｏｆｆでは脈流Δｉ_Ｌが減少する。従って、リアクトル電流ｉ_Ｌは、主スイッチング素子１３ａがＯＮのときには増加し、主スイッチング素子１３ａがＯＦＦのときには減少する。 The current continuous mode and the current discontinuous mode will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a time characteristic diagram of current flowing through the reactor when the converter unit shown in FIG. 1 operates in the current continuous mode or the current discontinuous mode. Figure 2 (a), 2 (b ), the vertical axis shown in each. 2 (c) is a reactor current _{i L} flowing through the reactor 12a, the horizontal axis represents time. T _On represents the on-time of the main switching element 13a, T _off represents the off-time of the main switching element 13a, and T represents one switching cycle of the main switching element 13a. Reactor current i _L is equal to the sum of pulsating current Δi _L generated by switching of main switching element 13a and average current I _L flowing through reactor 12a. Increased on-time _{T On} the pulsating .DELTA.i _L, pulsating .DELTA.i _L in the off time _{T off} is reduced. Accordingly, reactor current i _L increases when main switching element 13a is ON, and decreases when main switching element 13a is OFF.

図２（ａ）は、電流連続モードのときにリアクトル１２ａに流れるリアクトル電流ｉ_Ｌの変化を表す。電流連続モードとは、スイッチング周期Ｔの中でリアクトル電流ｉ_Ｌが０Ａより高い値になる電流モードである。 2 (a) is representative of the change of the reactor current i _L flowing through the reactor 12a when the continuous current mode. The continuous current mode is a current mode in which the reactor current i _L is higher than 0 A in the switching period T.

図２（ｂ）は、電流不連続モードのときにリアクトル１２ａに流れるリアクトル電流ｉ_Ｌの変化を表す。電流不連続モードとは、スイッチング周期Ｔの中でリアクトル電流ｉ_Ｌが０Ａ以下になる期間が生じてリアクトル１２ａに間欠的に電流が流れる動作モードである。 FIG. 2 (b) represents the change of the reactor current i _L flowing through the reactor 12a when a current discontinuous mode. The discontinuous current mode is an operation mode for intermittently current flowing through the reactor 12a occurs a period in which the reactor current i _L becomes below 0A in the switching period T.

図２（ｃ）は、電流連続モードと電流不連続モードとの境界でリアクトル１２ａに流れるリアクトル電流ｉ_Ｌの変化を表す。電流連続モードと電流不連続モードとの境界とは、スイッチング周期Ｔのタイミングでリアクトル電流ｉ_Ｌが０Ａになる動作モードである。 FIG. 2 (c) represents the change of the reactor current i _L flowing through the reactor 12a at the boundary between the continuous current mode and the discontinuous current mode. The boundary between the current continuous mode and the current discontinuous mode is an operation mode in which the reactor current i _L becomes 0 A at the timing of the switching period T.

すなわち主スイッチング素子１３ａがスイッチングすることにより発生する脈流Δｉ_Ｌと、リアクトル１２ａに流れる平均電流Ｉ_Ｌとの関係が下記（１）式に示す関係となる状態が、電流連続モードと電流不連続モードの境界である。（１）式の左辺が右辺より大きくなれば、電流連続モードとなる。 That a pulsating .DELTA.i _L of the main switching element 13a is generated by switching, a state where the relationship between the average current I _L flowing through the reactor 12a is the relationship shown in the following equation (1), the continuous current mode and the discontinuous current It is a mode boundary. When the left side of equation (1) is larger than the right side, the current continuous mode is set.

主スイッチング素子１３ａがスイッチングすることにより発生する脈流Δｉ_Ｌは、下記（２）式で表される。ただし、Ｖ_Ｓは第一の電圧検出部４で検出された直流電圧、Ｌはリアクトル１２ａのインダクタンス、Ｔは主スイッチング素子１３ａのスイッチング周期、Ｄはスイッチング周期Ｔに対して主スイッチング素子１３ａがオンしている割合を示す。 The pulsating flow Δi _L generated when the main switching element 13a is switched is expressed by the following equation (2). Where V _S is the DC voltage detected by the first voltage detector 4, L is the inductance of the reactor 12 a, T is the switching period of the main switching element 13 a, and D is the main switching element 13 a on relative to the switching period T Indicates the percentage of

またリアクトル１２ａに流れる平均電流Ｉ_Ｌは、太陽電池２５の出力電流をＩ_Ｓとしたとき下記（３）式で表される。なお出力電流Ｉ_Ｓは図示しない検出手段で検出された電流とする。 The average current _{I L} flowing through the reactor 12a is expressed by the following equation (3) when the output current of the solar cell 25 was _{I S.} The output current _IS is a current detected by a detection means (not shown).

（１）式、（２）式、および（３）式より、電流連続モードとなる条件は下記（４）式で表され、電流不連続モードとなる条件は下記（５）式で表される。 From the formulas (1), (2), and (3), the conditions for the current continuous mode are expressed by the following formula (4), and the conditions for the current discontinuous mode are expressed by the following formula (5). .

さらに商用系統に出力する電力をＰ_Ｏは下記（６）式で表される。ただしＰ_Ｓは太陽電池２５が出力する電力、ηは、インバータ部２に入力された直流電力が商用系統に出力する交流電力に変換されるときの電力変換効率を示す。 Furthermore, the power P _O output to the commercial system is expressed by the following equation (6). However P _S is the power output from the solar cell 25, eta represents the power conversion efficiency when the DC power input to the inverter section 2 is converted into AC power to be output to the commercial system.

さらに、第二の電圧検出部５で検出される出力電圧をＶ_Ｏ、電流検出部３で検出される出力電流をＩ_Ｏとしたとき、出力電圧と出力電流と電力変換効率と太陽電池２５の出力電圧と太陽電池２５の出力電流との関係は下記（７）式で表される。 Furthermore, when the output voltage detected by the second voltage detection unit 5 is V _O and the output current detected by the current detection unit 3 is I _O , the output voltage, the output current, the power conversion efficiency, and the solar cell 25 The relationship between the output voltage and the output current of the solar battery 25 is expressed by the following equation (7).

（４）式および（７）式より、電流連続モードとなる条件は下記（８）式で表され、（５）式および（７）式より、電流不連続モードとなる条件は下記（９）式で表される。 From the formulas (4) and (7), the conditions for the current continuous mode are expressed by the following formula (8). From the formulas (5) and (7), the conditions for the current discontinuous mode are the following (9) It is expressed by a formula.

このように、出力電流Ｉ_Ｏと直流電圧Ｖ_Ｓと出力電圧Ｖ_Ｏとスイッチング周期Ｔとスイッチング周期Ｔに対して主スイッチング素子１３ａがオンしている割合Ｄとリアクトル１２ａのインダクタンスＬとにより、制御部６ａは、コンバータ回路２ａの負荷状態を判定することができる。 As described above, the output current I _O , the DC voltage V _S , the output voltage V _O , the switching period T, the ratio D of the main switching element 13a to the switching period T, and the inductance L of the reactor 12a are controlled. The unit 6a can determine the load state of the converter circuit 2a.

また、制御部６ａは、コンバータ回路２ａの負荷が軽負荷状態であると判定した場合、同期スイッチング素子１５ａをオフにする。これによって、さらに効率を改善することができる。 On the other hand, when it is determined that the load of the converter circuit 2a is in a light load state, the control unit 6a turns off the synchronous switching element 15a. This can further improve efficiency.

なお、インダクタンスＬと電力変換効率ηは、太陽電池２５および商用系統の状態のように変動するものではないため、本実施の形態では固定値としたが、系統連系インバータ装置１の動作により変動する場合には、別途検出する手段を設けてもよい。またインバータ回路２ｂの出力電流の値が大きくなるに従って太陽電池２５の出力電流Ｉ_Ｓに脈流が発生するため、実際の機器における設定値は脈流を考量して設定する必要がある。 The inductance L and the power conversion efficiency η do not vary as in the state of the solar battery 25 and the commercial system. Therefore, the inductance L and the power conversion efficiency η are fixed values in the present embodiment, but vary depending on the operation of the grid interconnection inverter device 1. In this case, a means for separately detecting may be provided. Further, since the ripple current in the output current I _S of the solar cell 25 according to the value of the output current of the inverter circuit 2b is increased occurs, a set value in the actual device must be configured with Koryo a pulsating flow.

このように本実施の形態の系統連系インバータ装置１によれば、従来技術のように同期スイッチング素子に流れる電流値を検出することなく昇圧コンバータ回路の負荷が軽負荷であるか重負荷であるかを判定することができる。また、第一の電圧検出部４、電流検出部３、および第二の電圧検出部５は、系統連系インバータ装置１を制御するために従来から必要な検出手段であるため、昇圧コンバータ回路の負荷の状態を判定するために新たな検出手段を追加する必要がなく、コストの増加を抑制することができる。 As described above, according to the grid-connected inverter device 1 of the present embodiment, the load of the boost converter circuit is a light load or a heavy load without detecting the current value flowing through the synchronous switching element as in the conventional technique. Can be determined. Moreover, since the 1st voltage detection part 4, the current detection part 3, and the 2nd voltage detection part 5 are the detection means conventionally required in order to control the grid connection inverter apparatus 1, of a boost converter circuit It is not necessary to add new detection means to determine the load state, and the increase in cost can be suppressed.

実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係る系統連系インバータの構成図である。図３では、図１に示した構成要素と同一または同等の構成要素に同一の符号を付している。ここでは、実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。実施の形態２に係る系統連系インバータ装置１では、図１のインバータ部２のインバータ部２Ａが用いられ、図１の昇圧コンバータ回路であるコンバータ回路２ａの代わりに降圧コンバータ回路であるコンバータ回路２ｅが用いられ、コンバータ回路２ｅを動作させるため、図１の制御部６ａの代わりに制御部６ｂが用いられている。その他の構成は、実施の形態１に係る系統連系インバータ装置１と同様であり、以下では実施の形態１と異なる点を説明する。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram of a grid-connected inverter according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, the same or equivalent components as those shown in FIG. Here, the description will focus on the parts related to the second embodiment. In the grid interconnection inverter device 1 according to the second embodiment, the inverter unit 2A of the inverter unit 2 of FIG. 1 is used, and a converter circuit 2e that is a step-down converter circuit instead of the converter circuit 2a that is the step-up converter circuit of FIG. In order to operate the converter circuit 2e, a control unit 6b is used instead of the control unit 6a of FIG. Other configurations are the same as those of the grid interconnection inverter device 1 according to the first embodiment, and differences from the first embodiment will be described below.

コンバータ回路２ｅは、コンデンサ１１と、リアクトル１２ｂと、主スイッチング素子１３ｂと、出力ダイオード１４ｂと、出力ダイオード１４ｂに並列に接続された同期スイッチング素子１５ｂとで構成される。図示例ではこれらの素子が降圧回路を構成するように配置されている。すなわち、コンデンサ１１は、外部直流電源である太陽電池２５の正極および負極の出力端間に並列接続の関係で配置され、主スイッチング素子１３ｂの一端はコンデンサ１１の正極端に接続され、主スイッチング素子１３ｂの他端はリアクトル１２ｂの一端と同期スイッチング素子１５ｂの一端と出力ダイオード１４ｂのカソードとの接続端に接続され、出力端であるリアクトル１２ｂの他端はコンバータ回路２ｅの正極母線Ｐに接続されている。コンバータ回路２ｅの負極出力端は、コンデンサ１１の負極端と同期スイッチング素子１５ｂの他端と共に、負極母線Ｑに接続されている。 Converter circuit 2e includes capacitor 11, reactor 12b, main switching element 13b, output diode 14b, and synchronous switching element 15b connected in parallel to output diode 14b. In the illustrated example, these elements are arranged to constitute a step-down circuit. That is, the capacitor 11 is arranged in parallel connection between the positive and negative output terminals of the solar cell 25 that is an external DC power supply, one end of the main switching element 13b is connected to the positive terminal of the capacitor 11, and the main switching element The other end of 13b is connected to one end of reactor 12b, one end of synchronous switching element 15b, and the cathode of output diode 14b, and the other end of reactor 12b, which is the output end, is connected to positive bus P of converter circuit 2e. ing. The negative output terminal of the converter circuit 2e is connected to the negative bus Q together with the negative terminal of the capacitor 11 and the other end of the synchronous switching element 15b.

制御部６ｂは、第一の電圧検出部４で検出された直流電圧Ｖ_Ｓと第二の電圧検出部５で検出された出力電圧Ｖ_Ｏと電流検出部３で検出された出力電流とＩ_Ｏを用いて、コンデンサ１６の両端である正極母線Ｐと負極母線Ｑとの間に一定の電圧が印加されるように主スイッチング素子１３ｂのオンオフ動作を制御する。 The control unit 6b is configured to output the DC voltage V _S detected by the first voltage detection unit 4, the output voltage V _O detected by the second voltage detection unit 5, the output current detected by the current detection unit 3, and the I _O Is used to control the on / off operation of the main switching element 13b so that a constant voltage is applied between the positive electrode bus P and the negative electrode bus Q which are both ends of the capacitor 16.

また制御部６ｂは、主スイッチング素子１３ｂがオンしているときには同期スイッチング素子１５ｂをオフにし、主スイッチング素子１３ｂがオフしているときには同期スイッチング素子１５ｂをオンにする制御を行うことで、出力ダイオード１４ｂにおける電力損失を低減させる。 Further, the control unit 6b performs control to turn off the synchronous switching element 15b when the main switching element 13b is turned on, and to turn on the synchronous switching element 15b when the main switching element 13b is turned off. The power loss in 14b is reduced.

さらに制御部６ｂは、コンバータ回路２ｅから見たインバータ回路２ｂの動作状態、すなわちコンバータ回路２ｅの負荷の状態により、コンバータ回路２ｅの負荷が軽負荷状態であると判定した場合、同期スイッチング素子１５ｂをオフにする制御を実施する。 Further, when the control unit 6b determines that the load of the converter circuit 2e is in a light load state based on the operation state of the inverter circuit 2b viewed from the converter circuit 2e, that is, the load state of the converter circuit 2e, the control unit 6b sets the synchronous switching element 15b to Implement control to turn off.

以下、制御部６ｂがコンバータ回路２ｅの負荷状態を判定する方法について説明する。 Hereinafter, a method in which the control unit 6b determines the load state of the converter circuit 2e will be described.

本実施の形態の一般的な降圧コンバータ回路の動作には、実施の形態１で説明した昇圧コンバータ回路と同様に、コンバータ回路２ｅに接続される負荷の状態により、電流連続モードと電流不連続モードとが存在する。 In the operation of the general step-down converter circuit according to the present embodiment, as in the step-up converter circuit described in the first embodiment, the current continuous mode and the current discontinuous mode depend on the state of the load connected to the converter circuit 2e. And exist.

主スイッチング素子１３ｂがスイッチングすることにより発生する脈流Δｉ_Ｌと、リアクトル１２ｂに流れる平均電流Ｉ_Ｌとの関係が下記（１０）式に示す関係となる状態が、電流連続モードと電流不連続モードの境界である。（１０）式の左辺が右辺より大きくなれば、電流連続モードとなる。 State that the pulsating .DELTA.i _L generated by the main switching element 13b is switched, the relationship between the average current I _L flowing through the reactor 12b a relationship shown in the following equation (10) is a continuous current mode and the discontinuous current mode Is the boundary. If the left side of equation (10) is larger than the right side, the current continuous mode is set.

主スイッチング素子１３ｂがスイッチングすることにより発生する脈流Δｉ_Ｌは、下記（１１）式で表される。ただし、Ｖ_Ｓは第一の電圧検出部４で検出された直流電圧、Ｌはリアクトル１２ｂのインダクタンス、Ｔは主スイッチング素子１３ｂのスイッチング周期、Ｄはスイッチング周期Ｔに対して主スイッチング素子１３ｂがオンしている割合を示す。 The pulsating current Δi _L generated by the switching of the main switching element 13b is expressed by the following equation (11). Where V _S is the DC voltage detected by the first voltage detector 4, L is the inductance of the reactor 12 b, T is the switching period of the main switching element 13 b, and D is the main switching element 13 b on with respect to the switching period T Indicates the percentage of

またリアクトル１２ｂに流れる平均電流Ｉ_Ｌは、太陽電池２５の出力電流をＩ_Ｓとしたとき、下記（１２）式で表される。 The average current _{I L} flowing through the reactor 12b, when the output current of the solar cell 25 was _{I S,} is represented by the following equation (12).

（１０）式、（１１）式、および（１２）式より、電流連続モードとなる条件は下記（１３）式で表され、電流不連続モードとなる条件は下記（１４）式で表される。 From the formulas (10), (11), and (12), the conditions for the current continuous mode are expressed by the following formula (13), and the conditions for the current discontinuous mode are expressed by the following formula (14). .

さらに商用系統に出力する電力Ｐ_Ｏは下記（１５）式で表される。ただしＰ_Ｓは太陽電池２５が出力する電力、ηはインバータ部２に入力された直流電力が商用系統に出力する交流電力に変換されるときの電力変換効率を示す。 Further power P _O to be output to the commercial system is expressed by the following equation (15). However P _S denotes the power conversion efficiency when power solar cells 25 is outputted, eta is the DC power input to the inverter section 2 is converted into AC power to be output to the commercial system.

さらに、第二の電圧検出部５で検出される出力電圧をＶ_Ｏ、電流検出部３で検出される出力電流をＩ_Ｏとしたとき、出力電圧と出力電流と電力変換効率と太陽電池２５の出力電圧と太陽電池２５の出力電流との関係は下記（１６）式で表される。 Furthermore, when the output voltage detected by the second voltage detection unit 5 is V _O and the output current detected by the current detection unit 3 is I _O , the output voltage, the output current, the power conversion efficiency, and the solar cell 25 The relationship between the output voltage and the output current of the solar cell 25 is expressed by the following equation (16).

（１３）式および（１６）式より、電流連続モードとなる条件は下記（１７）式で表され、（１４）式および（１６）式より、電流不連続モードとなる条件は下記（１８）式で表される。 From the formulas (13) and (16), the conditions for the continuous current mode are expressed by the following formula (17). From the formulas (14) and (16), the conditions for the discontinuous current mode are the following (18) It is expressed by a formula.

このように、出力電流Ｉ_Ｏと直流電圧Ｖ_Ｓと出力電圧Ｖ_Ｏとスイッチング周期Ｔとスイッチング周期Ｔに対して主スイッチング素子１３ｂがオンしている割合Ｄとリアクトル１２ｂのインダクタンスＬとにより、制御部６ｂは、コンバータ回路２ｅの負荷状態を判定することができる。 As described above, the output current I _O , the DC voltage V _S , the output voltage V _O , the switching period T, the ratio D in which the main switching element 13b is turned on with respect to the switching period T, and the inductance L of the reactor 12b are controlled. The unit 6b can determine the load state of the converter circuit 2e.

また、制御部６ｂは、コンバータ回路２ｅの負荷が軽負荷状態であると判定した場合、同期スイッチング素子１５ｂをオフにする。これによって、さらに効率を改善することができる。 Further, when determining that the load of the converter circuit 2e is in a light load state, the control unit 6b turns off the synchronous switching element 15b. This can further improve efficiency.

このように本実施の形態２の系統連系インバータ装置１によれば、従来技術のように同期スイッチング素子に流れる電流値を検出することなく降圧コンバータ回路の負荷が軽負荷であるか重負荷であるかを判定することができる。また、第一の電圧検出部４、電流検出部３、および第二の電圧検出部５は、系統連系インバータ装置１を制御するために従来から必要な検出手段であるため、降圧コンバータ回路の負荷の状態を判定するために新たな検出手段を追加する必要がなく、コストの増加を抑制することができる。 As described above, according to the grid-connected inverter device 1 of the second embodiment, the load of the step-down converter circuit is a light load or a heavy load without detecting the current value flowing through the synchronous switching element as in the conventional technique. It can be determined whether there is. The first voltage detection unit 4, the current detection unit 3, and the second voltage detection unit 5 are detection means that are conventionally required to control the grid-connected inverter device 1. It is not necessary to add new detection means to determine the load state, and the increase in cost can be suppressed.

実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、図１および図３に示したコンバータ回路２ａ、コンバータ回路２ｅ、およびインバータ回路２ｂを構成するスイッチング素子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが、窒素ガリウム（ＧａｌｌｉｕｍＮｉｔｒｉｄｅ：ＧａＮ）または炭化ケイ素（ＳｉｌｉｃｏｎＣａｒｂｉｄｅ：ＳｉＣ）といったワイドギャップ半導体によるスイッチング素子で構成される例を示す。一般的にワイドギャップ半導体はシリコン半導体に比べてオン抵抗が小さくなる。従って、従来のオン抵抗を利用して同期スイッチング素子に流れる電流値を検出する方式ではより高精度の検出器が必要となるが、本発明によれば同期スイッチング素子に流れる電流を検出する必要がないため、本発明は同期スイッチング素子としてワイドギャップ半導体を用いた構成に対して、より効果的である。また、実施の形態３の系統連系インバータ装置１では、実施の形態１，２の効果に加えて、系統連系インバータ装置１の電力変換効率の向上を図ることができる。またワイドギャップ半導体を使用した場合、耐電圧および耐熱性が高くなると共に許容電流密度も高くなる。そのため、コンバータ回路２ａ、コンバータ回路２ｅ、およびインバータ回路２ｂの小型化が可能となり、系統連系インバータ装置１の更なる小型化を図ることができる。また系統連系インバータ装置１の小型化により製造に係る部材の減容化を図ることができる。 Embodiment 3 FIG.
In Embodiment 3 of the present invention, switching elements 17a, 17b, 17c, and 17d that constitute converter circuit 2a, converter circuit 2e, and inverter circuit 2b shown in FIGS. 1 and 3 are made of gallium nitrogen (Gallium Nitride: GaN). ) Or silicon carbide (SiC), an example of a switching element made of a wide gap semiconductor is shown. In general, wide-gap semiconductors have lower on-resistance than silicon semiconductors. Therefore, in the conventional method of detecting the current value flowing through the synchronous switching element using the on-resistance, a more accurate detector is required. However, according to the present invention, it is necessary to detect the current flowing through the synchronous switching element. Therefore, the present invention is more effective for a configuration using a wide gap semiconductor as a synchronous switching element. Moreover, in the grid connection inverter apparatus 1 of Embodiment 3, in addition to the effect of Embodiment 1, 2, the power conversion efficiency of the grid connection inverter apparatus 1 can be improved. When a wide gap semiconductor is used, the withstand voltage and heat resistance are increased, and the allowable current density is also increased. Therefore, the converter circuit 2a, the converter circuit 2e, and the inverter circuit 2b can be downsized, and the grid-connected inverter device 1 can be further downsized. Moreover, volume reduction of the member which concerns on manufacture can be achieved by size reduction of the grid connection inverter apparatus 1. FIG.

以上に説明したように本実施の形態に係る系統連系インバータ装置は、同期整流型のコンバータ回路と、インバータ回路と、前記コンバータ回路と前記インバータ回路とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、直流電源と前記コンバータ回路との間で検出された前記直流電圧と、前記直流電源と前記コンバータ回路との間で検出された前記直流電源の出力電流と、前記インバータ回路と電力系統との間で検出される前記交流電圧と、前記インバータ回路と前記電力系統との間で検出された前記インバータ回路の出力電流との少なくとも１つを用いて、前記コンバータ回路に接続される負荷の状態が軽負荷状態であるか重負荷状態であるかを判定する。この構成により、コストの増加を抑えながら負荷の状態を精度よく検出することができる。 As described above, the grid-connected inverter device according to the present embodiment includes a synchronous rectification type converter circuit, an inverter circuit, and a control unit that controls the converter circuit and the inverter circuit. The control unit includes the DC voltage detected between the DC power supply and the converter circuit, the output current of the DC power supply detected between the DC power supply and the converter circuit, the inverter circuit, and the power system. Of the load connected to the converter circuit using at least one of the AC voltage detected between the inverter circuit and the output power of the inverter circuit detected between the inverter circuit and the power system. It is determined whether the state is a light load state or a heavy load state. With this configuration, it is possible to accurately detect the load state while suppressing an increase in cost.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

１系統連系インバータ装置、２，２Ａインバータ部、２ａコンバータ回路、２ｂインバータ回路、２ｃフィルタ回路、２ｅコンバータ回路、３電流検出部、４第一の電圧検出部、５第二の電圧検出部、６ａ，６ｂ制御部、７電流検出素子、１１コンデンサ、１２ａ，１２ｂリアクトル、１３ａ，１３ｂ主スイッチング素子、１４ａ，１４ｂ出力ダイオード、１５ａ，１５ｂ同期スイッチング素子、１６コンデンサ、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄスイッチング素子、１８ａ，１８ｂアーム、１９ａ，１９ｂリアクトル、２０コンデンサ、２５太陽電池、２６商用電力系統。 1 system interconnection inverter device, 2, 2A inverter unit, 2a converter circuit, 2b inverter circuit, 2c filter circuit, 2e converter circuit, 3 current detection unit, 4 first voltage detection unit, 5 second voltage detection unit, 6a, 6b Control unit, 7 Current detection element, 11 Capacitor, 12a, 12b Reactor, 13a, 13b Main switching element, 14a, 14b Output diode, 15a, 15b Synchronous switching element, 16 Capacitor, 17a, 17b, 17c, 17d Switching Element, 18a, 18b Arm, 19a, 19b Reactor, 20 Capacitor, 25 Solar cell, 26 Commercial power system.

Claims

A synchronous rectification type converter circuit that outputs a DC voltage from a DC power source by stepping up or down;
An inverter circuit for converting the output voltage of the converter circuit into an AC voltage;
A control unit for controlling the converter circuit and the inverter circuit;
With
The control unit includes the DC voltage detected between the DC power supply and the converter circuit, an output current of the DC power supply detected between the DC power supply and the converter circuit, and the converter circuit. A switching period of a main switching element configured to convert the DC voltage into the AC voltage, a ratio of the main switching element being turned on with respect to the switching period, and an inductance of a reactor configuring the converter circuit. And determining whether the load connected to the converter circuit is a light load state or a heavy load state.

A synchronous rectification type converter circuit that outputs a DC voltage from a DC power source by stepping up or down;
An inverter circuit for converting the output voltage of the converter circuit into an AC voltage;
A control unit for controlling the converter circuit and the inverter circuit;
With
The control unit, the DC voltage detected between the DC power supply and the converter circuit,
The AC voltage detected between the inverter circuit and the power system, the output current of the inverter circuit detected between the inverter circuit and the power system, and the DC voltage constituting the converter circuit The switching period of the main switching element that converts to the AC voltage, the ratio of the main switching element being turned on with respect to the switching period, the inductance of the reactor that constitutes the converter circuit, and the power of the grid-connected inverter device A grid-connected inverter device that determines whether a load connected to the converter circuit is a light load state or a heavy load state by using conversion efficiency .

The grid-connected inverter device according to claim 1, wherein the converter circuit is a boost converter circuit.

The grid-connected inverter device according to claim 2 , wherein the converter circuit is a boost converter circuit.

The grid-connected inverter device according to claim 1, wherein the converter circuit is a step-down converter circuit.

The grid-connected inverter device according to claim 2 , wherein the converter circuit is a step-down converter circuit.

The output current of the DC power source detected between the DC power source and the converter circuit is expressed as I _S ,
The DC voltage is expressed as V _S ,
The switching cycle of the main switching element that constitutes the converter circuit and converts the DC voltage into the AC voltage is T,
A ratio of the main switching element being turned on with respect to the switching period is D,
Assuming that the inductance of the reactor constituting the converter circuit is L,
Wherein the control unit, according to claim 3, using the following equation (1) determines that said a heavy load condition, and judging that said light load using the following expression (2) The grid connection inverter apparatus as described in 2.

The DC voltage is expressed as V _S ,
The switching cycle of the main switching element that constitutes the converter circuit and converts the DC voltage into the AC voltage is T,
A ratio of the main switching element being turned on with respect to the switching period is D,
The inductance of the reactor constituting the converter circuit is L,
The output current is I _O ,
The power conversion efficiency of the grid-connected inverter device is η,
Assuming that the AC voltage is V _O ,
Wherein, claim 4, characterized in that to determine that by using the following equation (3) determines that said a heavy load state, which is the light load state using the following equation (4) The grid connection inverter apparatus as described in 2.

The output current of the DC power source detected between the DC power source and the converter circuit is expressed as I _S ,
The DC voltage is expressed as V _S ,
The switching cycle of the main switching element that constitutes the converter circuit and converts the DC voltage into the AC voltage is T,
A ratio of the main switching element being turned on with respect to the switching period is D,
Assuming that the inductance of the reactor constituting the converter circuit is L,
Wherein the control unit according to claim 5, characterized in that to determine that by using the following equation (5) determines that said a heavy load state, which is the light load state using the following equation (6) The grid connection inverter apparatus as described in 2.

The DC voltage is expressed as V _S ,
The switching cycle of the main switching element that constitutes the converter circuit and converts the DC voltage into the AC voltage is T,
A ratio of the main switching element being turned on with respect to the switching period is D,
The inductance of the reactor constituting the converter circuit is L,
The output current is I _O ,
The power conversion efficiency of the grid-connected inverter device is η,
Assuming that the AC voltage is V _O ,
Wherein the control unit, according to claim 6, characterized in that to determine that by using the following equation (7) determines that said a heavy load state, which is the light load state using the following equation (8) The grid connection inverter apparatus as described in 2.

Wherein, when the state of the load is determined to the a light load, claim from claim 1, characterized in that to turn off the synchronous switching elements to configure synchronization rectification the converter circuit 10 The grid connection inverter apparatus as described in any one of.

The grid-connected inverter device according to any one of claims 1 to 11 , wherein the synchronous switching element that forms the converter circuit and performs synchronous rectification is formed of a wide gap semiconductor.

The grid-connected inverter device according to claim 12 , wherein a main switching element that constitutes the converter circuit and converts the DC voltage into the AC voltage is formed of a wide gap semiconductor.

The grid-connected inverter device according to claim 12 or 13 , wherein the wide gap semiconductor is silicon carbide.