ダイオードクランプ形線形増幅回路を応用したソーラーパワーコンディショナの開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560271
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 藤田 英明 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (40238580)
• Keywords: 線形増幅 / ダイオードクランプ / 太陽光発電 / インバータ / 変換効率

Research Abstract

本研究の目的は,ダイオードクランプ形線形増幅回路の動作原理を応用した太陽光発電用ソーラーパワーコンディショナを開発することにある。ダイオードクランプ形線形増幅回路は,研究代表者が提案した回路方式であり,複数のパワーデバイスを直列接続した新しい線形増幅回路であり,スイッチングリプルやEMIをまったく発生することなく,約95%の高効率な電力変換が実現できる。したがって,ダイオードクランプ形線形増幅回路をソーラーパワーコンディショナへ応用することにより,交流フィルタを用いる必要がなく,システムの小型・軽量化と低コスト化を実現できる。
平成18年度は,ダイオードクランプ形線形増幅回路の動作原理を応用したソーラーパワーコンディショナの基本設計を行い,実験装置の試作を行った。まず,電圧ひずみを補償できる出力電流フィードバック方式の新しいゲート制御回路を試作し,電流制御が可能な12直列ダイオードクランプ形線形増幅回路を開発した。その結果,交流フィルタをまったく用いることなく,電源電流をTHD2%の良好な正弦波に制御可能であることを実験により確認した。また,出力電流フィードバソク方式のゲート制御回路の動作確認を行い,これを用いることにより単相フルブリッジ構成のダイオードクランプ形線形増幅回路を構成可能であることを確認した。さらに上記の結果を踏まえて,新しいゲート回路・昇圧コンバータに適した新しい制御回路を開発し,単相200V,2kW,太陽電池電圧280Vのソーラーパワーコンディショナを設計した。