JP2012120415A - Short-circuit detection device, boosting device, photovoltaic power generation system, short-circuit detection method, and program - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a short-circuit detection device capable of detecting short-circuit of a coil without providing a temperature sensor.SOLUTION: A short-circuit detection device has: a switch controller 12 singly outputting a pulse signal to a switch connected to a power supply to turn on the switch for a period depending on a pulse width of the pulse signal and singly input a current from the power supply to a coil connected to the power supply and the switch; a current detector 14 detecting a current that is output from the coil; and a short-circuit detector 16 detecting short-circuit of the coil based on change in a current value detected by the current detector 14 when the switch is turned on.

Description

Translated fromJapanese

本発明は、短絡検出装置、昇圧装置、太陽光発電システム、短絡検出方法、およびプログラムに関する。  The present invention relates to a short circuit detection device, a booster device, a solar power generation system, a short circuit detection method, and a program.

昇圧回路などの回路に設けられるコイルは、劣化等により巻線を構成する一部の電線間に短絡が生じることがある。コイルに短絡が生じた場合、回路において要求されるコイルの本来の機能が低下してしまうことがある。特許文献１には、コイルの短絡を検出する装置ではないが、断続的に生じる異常電流を検出する装置が開示されている。
特許文献１ 特開２００９−２９８２６０号公報A coil provided in a circuit such as a booster circuit may cause a short circuit between some of the wires constituting the winding due to deterioration or the like. When a short circuit occurs in the coil, the original function of the coil required in the circuit may be degraded.Patent Document 1 discloses a device that detects an abnormal current that occurs intermittently, although it is not a device that detects a short circuit of a coil.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-298260

コイルに発生する短絡を検出する手法として、コイルに温度センサを設け、コイルが基準温度を超えた場合に、コイルに短絡が発生したと推定する手法が考えられる。しかしながら、このような手法では、温度センサなどの新たな部品が設けられるので、必ずしも最適な手法ではない。  As a technique for detecting a short circuit occurring in the coil, a technique may be considered in which a temperature sensor is provided in the coil, and when the coil exceeds a reference temperature, it is estimated that a short circuit has occurred in the coil. However, this method is not necessarily an optimal method because new parts such as a temperature sensor are provided.

本発明の一態様に係る短絡検出装置は、電源に接続されたスイッチに対してパルス信号を単発的に出力することで、パルス信号のパルス幅に応じた期間だけスイッチをオンし、電源およびスイッチに接続されたコイルに対して電源からの電流を単発的に入力するスイッチ制御部と、コイルから出力される電流を検出する電流検出部と、スイッチがオンした場合に、電流検出部により検出される電流値の変化に基づいてコイルの短絡を検出する短絡検出部とを備える。  A short-circuit detection device according to one embodiment of the present invention turns on a switch only for a period corresponding to a pulse width of a pulse signal by outputting a pulse signal to a switch connected to a power source in a single shot. A switch control unit that inputs a current from a power source to a coil connected to the power source, a current detection unit that detects a current output from the coil, and a current detection unit that is detected when the switch is turned on. A short-circuit detecting unit that detects a short circuit of the coil based on a change in the current value.

上記短絡検出装置において、短絡検出部は、電流検出部により検出された電流値と基準電流値との差分値と、予め定められた基準差分値との比較に基づき、コイルの短絡を検出してもよい。  In the short circuit detection device, the short circuit detection unit detects a short circuit of the coil based on a comparison between a difference value between the current value detected by the current detection unit and the reference current value and a predetermined reference difference value. Also good.

上記短絡検出装置において、短絡検出部は、スイッチ制御部からパルス信号が出力されてから、予め定められた第１期間を経過後に電流検出部により検出された電流値と、第１期間より長い予め定められた第２期間経過後に電流検出部により検出された電流値との差分値と、基準差分値との比較に基づき、コイルの短絡を検出してもよい。  In the short-circuit detection device, the short-circuit detection unit includes a current value detected by the current detection unit after elapse of a predetermined first period after the pulse signal is output from the switch control unit, and a length longer than the first period. A short circuit of the coil may be detected based on a comparison between a difference value between the current value detected by the current detection unit after the lapse of the determined second period and a reference difference value.

上記短絡検出装置において、電流検出部は、予め定められた時定数を有するノイズフィルタを介して電流を検出し、第１期間は、時定数に基づき定められてもよい。  In the short-circuit detection device, the current detection unit may detect a current through a noise filter having a predetermined time constant, and the first period may be determined based on the time constant.

上記短絡検出装置において、スイッチ制御部は、パルス信号を予め定められた間隔毎に複数回出力し、短絡検出部は、パルス信号が出力される毎に、差分値を算出し、算出された各差分値と基準差分値とに基づき、コイルの短絡を検出してもよい。  In the short-circuit detection device, the switch control unit outputs the pulse signal a plurality of times at predetermined intervals, and the short-circuit detection unit calculates a difference value each time the pulse signal is output. A short circuit of the coil may be detected based on the difference value and the reference difference value.

本発明の一態様に係る昇圧装置は、上記短絡検出装置と、スイッチと、電源とスイッチとの間に接続されたコイルとを備え、スイッチ制御部は、電源から出力される直流電圧を昇圧すべく、スイッチに対してオンオフ制御のための制御信号を周期的に出力する。  A step-up device according to an aspect of the present invention includes the short-circuit detection device, a switch, and a power source and a coil connected between the switch, and the switch control unit boosts a DC voltage output from the power source. Therefore, a control signal for on / off control is periodically output to the switch.

上記昇圧装置において、スイッチ制御部は、制御信号の出力を開始する前にパルス信号を出力してもよい。  In the booster, the switch control unit may output a pulse signal before starting to output the control signal.

上記昇圧装置において、スイッチ制御部は、短絡検出部がコイルの短絡を検出した場合、制御信号の出力を禁止してもよい。  In the booster, the switch control unit may prohibit the output of the control signal when the short circuit detection unit detects a short circuit of the coil.

上記昇圧装置において、スイッチ制御部は、制御信号の出力周期が示す期間より小さいパルス幅を有するパルス信号を出力してもよい。  In the booster, the switch control unit may output a pulse signal having a pulse width smaller than a period indicated by an output period of the control signal.

本発明の一態様に係る太陽光発電システムは、太陽電池と、太陽電池から出力される直流電圧を昇圧する上記昇圧装置と、昇圧装置により昇圧された直流電圧を商用系統の交流電圧に変換するパワーコンディショナとを備える。  A photovoltaic power generation system according to one embodiment of the present invention includes a solar battery, the booster that boosts a DC voltage output from the solar battery, and converts the DC voltage boosted by the booster into an AC voltage of a commercial system. Equipped with a power conditioner.

上記太陽光発電システムにおいて、昇圧装置は、太陽電池から出力される直流電圧が予め定められた第１基準電圧を超えた場合に、起動し、スイッチ制御部は、直流電圧が第１基準電圧より高い予め定められた第２基準電圧を超えたことに対応して、制御信号の出力を開始する前にパルス信号を出力してもよい。  In the solar power generation system, the booster starts when the DC voltage output from the solar cell exceeds a predetermined first reference voltage, and the switch control unit causes the DC voltage to be higher than the first reference voltage. In response to exceeding the high predetermined second reference voltage, the pulse signal may be output before starting the output of the control signal.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。  It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

本実施形態に係る太陽光発電システムのシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of the solar energy power generation system which concerns on this embodiment.本実施形態に係る昇圧装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the voltage booster which concerns on this embodiment.コイルに短絡が生じていない状態で、パルス信号を出力した場合の出力電流に対応するアナログ信号の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the analog signal corresponding to the output current at the time of outputting a pulse signal in the state where the short circuit has not arisen in the coil.コイルに短絡が生じている状態で、パルス信号を出力した場合の出力電流に対応するアナログ信号の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the analog signal corresponding to the output current at the time of outputting a pulse signal in the state where the short circuit has arisen in the coil.コイルの短絡の検出手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the detection procedure of a short circuit of a coil.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。  Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図１は、本実施形態に係る太陽光発電システムのシステム構成を示す図である。太陽電池モジュール５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ（「太陽電池モジュール５０」と総称する場合もある）は、例えば複数の太陽電池セルを直列に接続して構成される。太陽電池モジュール５０のそれぞれは、接続部１１０を介して並列に接続され、パワーコンディショナ２００に接続される。パワーコンディショナ２００は、太陽電池モジュール５０から出力される直流電圧を商用系統の交流電圧に変換して出力する。昇圧装置１００は、太陽電池モジュール５０ｄと接続部１１０との間に接続され、太陽電池モジュール５０ｄから出力される電圧を昇圧する。  FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of a photovoltaic power generation system according to the present embodiment. Thesolar cell modules 50a, 50b, 50c, and 50d (sometimes collectively referred to as “solar cell module 50”) are configured by, for example, connecting a plurality of solar cells in series. Each of the solar cell modules 50 is connected in parallel via theconnection unit 110 and connected to thepower conditioner 200. Thepower conditioner 200 converts the DC voltage output from the solar cell module 50 into an AC voltage of a commercial system and outputs it. Thebooster 100 is connected between thesolar cell module 50d and theconnection unit 110, and boosts the voltage output from thesolar cell module 50d.

本実施形態において、太陽電池モジュール５０ｄを構成する太陽電池セルの数は、太陽電池モジュール５０ａ、５０ｂ、５０ｃを構成する太陽電池セルの数よりも少ない。したがって、太陽電池モジュール５０ｄから出力できる最大出力電圧は、太陽電池モジュール５０ａ、５０ｂ、５０ｃから出力できる最大出力電圧より小さい。しかし、パワーコンディショナ２００に並列に接続されたすべての太陽電池モジュール５０から効率的に電力を出力するためには、すべての太陽電池モジュール５０から出力される出力電圧を均等にする必要がある。そこで、本実施形態では、昇圧装置１００が、太陽電池モジュール５０ｄからの出力電圧と太陽電池モジュール５０ａ、５０ｂ、５０ｃからの出力電圧と一致させるべく、太陽電池モジュール５０ｄからの出力電圧を昇圧する。なお、昇圧装置１００は、太陽電池モジュール５０ｄだけでなく、他の太陽電池モジュールにも設けてもよい。  In the present embodiment, the number of solar cells constituting thesolar cell module 50d is smaller than the number of solar cells constituting thesolar cell modules 50a, 50b, 50c. Therefore, the maximum output voltage that can be output from thesolar cell module 50d is smaller than the maximum output voltage that can be output from thesolar cell modules 50a, 50b, and 50c. However, in order to efficiently output power from all the solar cell modules 50 connected in parallel to thepower conditioner 200, it is necessary to equalize the output voltages output from all the solar cell modules 50. Therefore, in the present embodiment, thebooster 100 boosts the output voltage from thesolar cell module 50d so that the output voltage from thesolar cell module 50d matches the output voltage from thesolar cell modules 50a, 50b, and 50c. Note that thebooster 100 may be provided not only in thesolar cell module 50d but also in other solar cell modules.

図２は、本実施形態に係る昇圧装置１００の回路構成を示す図である。昇圧装置１００は、第１電解コンデンサＣ１、コイルＬ、スイッチＳＷ、整流・平滑回路３０と、電流センサ２０、および制御部１０を備える。  FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of thebooster 100 according to the present embodiment. Thebooster 100 includes a first electrolytic capacitor C1, a coil L, a switch SW, a rectifying /smoothing circuit 30, acurrent sensor 20, and acontrol unit 10.

本実施形態において、制御部１０が、コイルＬの短絡、いわゆるコイルＬのレアショートを検出する短絡検出装置として機能する。  In the present embodiment, thecontrol unit 10 functions as a short circuit detection device that detects a short circuit of the coil L, that is, a so-called rare short circuit of the coil L.

第１電解コンデンサＣ１の両端は、各入力端子を介して太陽電池モジュール５０ｄの各出力端子に接続される。第１電解コンデンサＣ１は、太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧を平滑化する。第１電解コンデンサＣ１の一端は、コイルＬの一端に接続される。コイルＬの他端は、例えば電界効果トランジスタであるスイッチＳＷのドレインに接続される。スイッチＳＷのソースは、電流センサ２０を構成する抵抗Ｒの一端に接続される。抵抗Ｒの他端は、第１電解コンデンサＣ１の他端に接続される。また、スイッチＳＷのソースは、整流・平滑回路３０を構成するダイオードＤのアノードにも接続される。ダイオードＤのカソードは、同じく整流・平滑回路３０を構成する第２電解コンデンサＣ２の一端に接続される。第２電解コンデンサＣ２の他端は、スイッチＳＷのソースおよび抵抗Ｒの一端に接続される。また、第２電解コンデンサＣ２の両端は、各出力端子を介して接続部１１０に接続される。  Both ends of the first electrolytic capacitor C1 are connected to each output terminal of thesolar cell module 50d via each input terminal. The first electrolytic capacitor C1 smoothes the DC voltage output from thesolar cell module 50d. One end of the first electrolytic capacitor C1 is connected to one end of the coil L. The other end of the coil L is connected to the drain of a switch SW that is a field effect transistor, for example. The source of the switch SW is connected to one end of the resistor R constituting thecurrent sensor 20. The other end of the resistor R is connected to the other end of the first electrolytic capacitor C1. The source of the switch SW is also connected to the anode of the diode D constituting the rectifying /smoothing circuit 30. The cathode of the diode D is connected to one end of the second electrolytic capacitor C2 that also constitutes the rectifying /smoothing circuit 30. The other end of the second electrolytic capacitor C2 is connected to the source of the switch SW and one end of the resistor R. In addition, both ends of the second electrolytic capacitor C2 are connected to theconnection part 110 via the output terminals.

コイルＬおよびスイッチＳＷは、昇圧回路を構成する。すなわち、太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧は、リアクトルとして機能するコイルＬを介してスイッチＳＷに入力される。スイッチＳＷのオン期間にコイルＬに蓄積された電磁エネルギが、スイッチＳＷのオフ期間にダイオードＤを介して第２電解コンデンサＣ２に蓄積され出力される。これにより、太陽電池モジュール５０ｄから出力された直流電圧が昇圧される。  The coil L and the switch SW constitute a booster circuit. That is, the DC voltage output from thesolar cell module 50d is input to the switch SW via the coil L that functions as a reactor. The electromagnetic energy accumulated in the coil L during the on period of the switch SW is accumulated and output to the second electrolytic capacitor C2 via the diode D during the off period of the switch SW. Thereby, the DC voltage output from thesolar cell module 50d is boosted.

電流センサ２０は、抵抗Ｒ、ノイズフィルタ２２およびアンプ２４を備える。抵抗Ｒは、いわゆるシャント抵抗であり、コイルＬからスイッチＳＷを介して出力される出力電流Ｉｓを検知すべく、スイッチＳＷのソースと第１電解コンデンサＣ１の他端との間に設けられる。抵抗Ｒの両端には、ノイズフィルタ２２が接続される。ノイズフィルタ２２は、アンプ２４の入力端子に接続され、アンプ２４の出力端子は、制御部１０に接続される。ノイズフィルタ２２から出力される出力電流Ｉｓに対応する電圧値を示すアナログ信号は、アンプ２４により増幅され、制御部１０に出力される。制御部１０は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、出力電流Ｉｓに対応する電圧値を示すデジタル信号として、電流検出部１４に提供する。  Thecurrent sensor 20 includes a resistor R, anoise filter 22 and anamplifier 24. The resistor R is a so-called shunt resistor, and is provided between the source of the switch SW and the other end of the first electrolytic capacitor C1 in order to detect the output current Is output from the coil L via the switch SW.Noise filters 22 are connected to both ends of the resistor R. Thenoise filter 22 is connected to the input terminal of theamplifier 24, and the output terminal of theamplifier 24 is connected to thecontrol unit 10. An analog signal indicating a voltage value corresponding to the output current Is output from thenoise filter 22 is amplified by theamplifier 24 and output to thecontrol unit 10. Thecontrol unit 10 converts the input analog signal into a digital signal and provides it to thecurrent detection unit 14 as a digital signal indicating a voltage value corresponding to the output current Is.

制御部１０は、スイッチ制御部１２、電流検出部１４および短絡検出部１６を備える。制御部１０は、ＣＰＵ、メモリ、入出力回路などから構成されるマイクロコンピュータが用いられる。すなわち、ＣＰＵが、メモリに格納されたプログラムを実行することで、マイクロコンピュータをスイッチ制御部１２、電流検出部１４および短絡検出部１６として機能させる。  Thecontrol unit 10 includes aswitch control unit 12, acurrent detection unit 14, and a shortcircuit detection unit 16. Thecontrol unit 10 is a microcomputer composed of a CPU, a memory, an input / output circuit, and the like. That is, the CPU causes the microcomputer to function as theswitch control unit 12, thecurrent detection unit 14, and the shortcircuit detection unit 16 by executing a program stored in the memory.

スイッチ制御部１２は、昇圧装置１００から出力される出力電圧Ｖｏｕｔが予め定められた基準電圧を満たすように、予め定められたスイッチング周期ＴにおけるスイッチＳＷのオン期間およびオフ期間を決定する。スイッチ制御部１２は、決定されたオン期間だけ周期的にスイッチＳＷをオンすべく、スイッチＳＷのゲートに制御信号を出力する。スイッチ制御部１２は、スイッチＳＷのゲートに制御信号を出力することで、昇圧動作を実行する。スイッチＳＷは、ゲートに入力された制御信号に基づいて、ドレインおよびソースー間に流れる電流をオンオフする。  Theswitch control unit 12 determines an ON period and an OFF period of the switch SW in a predetermined switching period T so that the output voltage Vout output from thebooster 100 satisfies a predetermined reference voltage. Theswitch control unit 12 outputs a control signal to the gate of the switch SW so as to periodically turn on the switch SW for the determined on period. Theswitch control unit 12 performs a boosting operation by outputting a control signal to the gate of the switch SW. The switch SW turns on and off the current flowing between the drain and the source based on the control signal input to the gate.

本実施形態では、さらに、スイッチ制御部１２は、昇圧動作を実行する前に、コイルＬの短絡の有無を検出すべく、予め定められたパルス幅（例えば、２μｓｅｃ）のパルス信号を単発的にスイッチＳＷのゲートに出力する。つまり、スイッチ制御部１２は、スイッチＳＷをパルス幅に応じた期間だけオンし、太陽電池モジュール５０ｄとコイルＬとを含む閉回路を形成する。なお、パルス信号のパルス幅は、昇圧動作時のスイッチング周期Ｔより小さい幅である。好ましくは、パルス信号のパルス幅は、昇圧動作時のスイッチング周期Ｔの１／１０以下の幅である。ただし、短絡によりコイルＬから出力される２次電流が検出可能なパルス幅は、昇圧装置の回路構成によって異なる。したがって、パルス信号のパルス幅は、対象となる昇圧装置を用いた実測値に基づいて設定することが好ましい。  In the present embodiment, theswitch control unit 12 further generates a pulse signal having a predetermined pulse width (for example, 2 μsec) in order to detect whether or not the coil L is short-circuited before performing the boosting operation. Output to the gate of the switch SW. That is, theswitch control unit 12 turns on the switch SW for a period corresponding to the pulse width, and forms a closed circuit including thesolar cell module 50d and the coil L. Note that the pulse width of the pulse signal is smaller than the switching period T during the boosting operation. Preferably, the pulse width of the pulse signal is 1/10 or less of the switching period T during the boosting operation. However, the pulse width capable of detecting the secondary current output from the coil L due to a short circuit varies depending on the circuit configuration of the booster. Therefore, the pulse width of the pulse signal is preferably set based on an actual measurement value using the target booster.

電流検出部１４は、電流センサ２０を介してスイッチＳＷから出力される出力電流Ｉｓを検出する。  Thecurrent detection unit 14 detects the output current Is output from the switch SW via thecurrent sensor 20.

短絡検出部１６は、パルス信号に基づいてスイッチＳＷがパルス幅に応じた期間だけオンした場合に、電流検出部１４により検出される出力電流Ｉｓの変化量に基づいてコイルＬの短絡の有無を検出する。短絡検出部１６は、出力電流Ｉｓの変化量が予め定められた基準変化量より大きい場合に、コイルＬに短絡が生じていると判断する。  The short-circuit detection unit 16 determines whether the coil L is short-circuited based on the amount of change in the output current Is detected by thecurrent detection unit 14 when the switch SW is turned on for a period corresponding to the pulse width based on the pulse signal. To detect. The shortcircuit detection unit 16 determines that a short circuit has occurred in the coil L when the change amount of the output current Is is larger than a predetermined reference change amount.

ここで、コイルＬが短絡していない場合、スイッチＳＷを２μｓｅｃのような短期間だけオンして、第１コンデンサＣ１から放電される電流をコイルＬに入力したとしても、コイルＬのインダクタンスの影響により、コイルＬから電流は出力されない。したがって、この場合、スイッチＳＷのソースからは電流は出力されない。よって、電流検出部１４により検出される出力電流Ｉｓは、パルス信号が出力されたことによっては変化しない。  Here, when the coil L is not short-circuited, even if the switch SW is turned on for a short period such as 2 μsec and the current discharged from the first capacitor C1 is input to the coil L, the influence of the inductance of the coil L is affected. Therefore, no current is output from the coil L. Therefore, in this case, no current is output from the source of the switch SW. Therefore, the output current Is detected by thecurrent detector 14 does not change depending on the output of the pulse signal.

一方、コイルＬが短絡している場合、コイルＬは、例えば短絡により１次コイルおよび２次コイルを構成することがある。この場合、第１コンデンサＣ１から放電される電流を短期間だけコイルＬの一端に入力すると、１次コイルとして機能するコイルＬの一部に１次電流が入力されることになる。１次コイルに１次電流が流れることで、２次コイルとして機能するコイルＬの他の部分に２次電圧が発生し、コイルＬの他端から２次電流が出力されることになる。  On the other hand, when the coil L is short-circuited, the coil L may constitute a primary coil and a secondary coil by short-circuiting, for example. In this case, when the current discharged from the first capacitor C1 is input to one end of the coil L for a short period, the primary current is input to a part of the coil L functioning as the primary coil. When the primary current flows through the primary coil, a secondary voltage is generated in the other part of the coil L functioning as the secondary coil, and the secondary current is output from the other end of the coil L.

すなわち、コイルＬが短絡している場合、コイルＬはインダクタンスが極端に減少したかのように振舞う。したがって、第１コンデンサＣ１から放電される電流を短期間だけコイルＬに入力した場合でも、コイルＬが短絡している場合には、コイルＬのインダクタンスの影響をほとんど受けず、コイルＬの他端から電流が出力されることになる。  That is, when the coil L is short-circuited, the coil L behaves as if the inductance is extremely reduced. Therefore, even when the current discharged from the first capacitor C1 is input to the coil L for a short period of time, when the coil L is short-circuited, it is hardly affected by the inductance of the coil L, and the other end of the coil L. Current is output from.

よって、コイルＬが短絡している場合、電流検出部１４により検出される出力電流Ｉｓは、パルス信号が出力されたことによって変化する。そのため、短絡検出部１６は、パルス信号が出力されたことにより出力電流Ｉｓに変化が発生した場合、コイルＬの短絡が発生したと判断できる。つまり、短絡検出部１６は、パルス信号が出力されたことに対応して、例えば短絡により一部分が２次コイルとして機能するコイルＬから２次電流が出力されたことを検出した場合に、コイルＬに短絡が生じていると判断する。言い換えれば、短絡検出部１６は、短絡によりコイルＬの一部分が１次コイルを構成し、コイルＬの他の部分が２次コイルを構成する場合に、スイッチＳＷが単発的にオンしたことに対応して１次コイルに電流が入力され、２次コイルに２次電流が流れたことにより、電流検出部１４により検出される電流の変化量が予め定められた基準変化量より大きい場合に、コイルＬに短絡が生じていると判断する。  Therefore, when the coil L is short-circuited, the output current Is detected by thecurrent detection unit 14 changes depending on the output of the pulse signal. Therefore, the shortcircuit detection unit 16 can determine that the short circuit of the coil L has occurred when the output current Is changes due to the output of the pulse signal. That is, in response to the output of the pulse signal, the shortcircuit detection unit 16 detects that the secondary current is output from the coil L that partially functions as a secondary coil due to the short circuit, for example. It is determined that a short circuit has occurred. In other words, the short-circuit detection unit 16 responds to the fact that the switch SW is turned on once when a part of the coil L forms a primary coil and the other part of the coil L forms a secondary coil due to a short circuit. When the current is input to the primary coil and the secondary current flows to the secondary coil, the amount of change in the current detected by thecurrent detector 14 is larger than a predetermined reference change amount. It is determined that a short circuit has occurred in L.

本実施形態では、スイッチ制御部１２は、昇圧動作の開始前にパルス信号を出力し、短絡検出部１６がコイルＬの短絡の有無を検出する。より具体的には、制御部１０を構成するＣＰＵが起動してから、昇圧動作を開始するまでの間に、パルス信号は出力される。  In the present embodiment, theswitch control unit 12 outputs a pulse signal before the start of the boost operation, and the shortcircuit detection unit 16 detects the presence or absence of a short circuit of the coil L. More specifically, the pulse signal is output after the CPU constituting thecontrol unit 10 is activated and before the boosting operation is started.

本実施形態において、制御部１０を構成するＣＰＵは、太陽電池モジュール５０ｄから電源を取っている。したがって、太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧がＣＰＵの起動に必要な第１基準電圧（例えば、３７Ｖ）に達した時点で、ＣＰＵが起動する。ＣＰＵが起動すると、ＣＰＵは、太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧が第１基準電圧より高い第２基準電圧（例えば、４０Ｖ）に達した時点で、スイッチＳＷのゲートに予め定められたパルス幅のパルス信号を出力する。これにより、ＣＰＵは、コイルＬの短絡の有無を検出できる。  In this embodiment, CPU which comprises thecontrol part 10 is taking power from thesolar cell module 50d. Therefore, the CPU starts when the DC voltage output from thesolar cell module 50d reaches the first reference voltage (for example, 37V) necessary for starting the CPU. When the CPU starts, the CPU sets a predetermined pulse at the gate of the switch SW when the DC voltage output from thesolar cell module 50d reaches a second reference voltage (for example, 40V) higher than the first reference voltage. Outputs a pulse signal with a width. Thereby, CPU can detect the presence or absence of the short circuit of the coil L. FIG.

太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧は、太陽光の変動等により変動する。したがって、太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧が、第１基準電圧に達した時点で、ＣＰＵがパルス信号を出力した場合、太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧の変動により、コイルＬの短絡の有無を検出する前にＣＰＵが停止してしまうこともある。そこで、本実施形態では、太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧が第１基準電圧より高い第２基準電圧に達した時点で、ＣＰＵはパルス信号を出力する。  The DC voltage output from thesolar cell module 50d fluctuates due to fluctuations in sunlight and the like. Therefore, when the CPU outputs a pulse signal when the DC voltage output from thesolar cell module 50d reaches the first reference voltage, the fluctuation of the DC voltage output from thesolar cell module 50d causes the coil L to change. The CPU may stop before detecting the presence or absence of a short circuit. Therefore, in this embodiment, the CPU outputs a pulse signal when the DC voltage output from thesolar cell module 50d reaches the second reference voltage that is higher than the first reference voltage.

図３Ａは、コイルＬに短絡が生じていない状態で、パルス信号を出力した場合に、ＣＰＵに入力される出力電流Ｉｓに対応する電圧値を示すアナログ信号Ｓの変化の一例を示す図である。一方、図３Ｂは、コイルＬに短絡が生じている状態で、パルス信号を出力した場合に、ＣＰＵに入力されるアナログ信号Ｓの変化の一例を示す図である。  FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a change in the analog signal S indicating a voltage value corresponding to the output current Is input to the CPU when a pulse signal is output in a state where the coil L is not short-circuited. . On the other hand, FIG. 3B is a diagram illustrating an example of a change in the analog signal S input to the CPU when a pulse signal is output in a state where the coil L is short-circuited.

図３Ａに示すように、入力電圧（太陽電池モジュール５０ｄの出力電圧）が第１基準電圧に達したことに対応して、制御部１０を構成するＣＰＵが起動する。さらに、入力電圧が第２基準電圧に達したことに対応して、ＣＰＵがパルス幅４μｓｅｃのパルス信号を出力する。しかし、ＣＰＵに入力されるアナログ信号Ｓは変動しない。  As shown in FIG. 3A, the CPU constituting thecontrol unit 10 is activated in response to the input voltage (output voltage of thesolar cell module 50d) reaching the first reference voltage. Further, in response to the input voltage reaching the second reference voltage, the CPU outputs a pulse signal having a pulse width of 4 μsec. However, the analog signal S input to the CPU does not vary.

一方、図３Ｂに示すように、コイルＬに短絡が生じている場合、入力電圧が第２基準電圧に達したことに対応して、ＣＰＵがパルス信号を出力すると、ＣＰＵに入力されるアナログ信号Ｓに変化が現れる。ここで、アナログ信号Ｓの変化は、パルス信号が出力された後に生じている。これは、ＣＰＵに入力されるアナログ信号Ｓにより示される出力電流Ｉｓは、電流センサ２０を構成するノイズフィルタ２２などの影響により、実際にスイッチＳＷのソースから出力される出力電流Ｉｓよりも遅延しているからである。この遅延量は、ノイズフィルタ２２の時定数の大きさにより変動する。より具体的には、ノイズフィルタ２２の時定数が大きいほど、遅延量は大きくなる。  On the other hand, as shown in FIG. 3B, when a short circuit occurs in the coil L, an analog signal input to the CPU when the CPU outputs a pulse signal in response to the input voltage reaching the second reference voltage. Changes appear in S. Here, the change in the analog signal S occurs after the pulse signal is output. This is because the output current Is indicated by the analog signal S input to the CPU is delayed from the output current Is actually output from the source of the switch SW due to the influence of thenoise filter 22 and the like constituting thecurrent sensor 20. Because. This delay amount varies depending on the time constant of thenoise filter 22. More specifically, the larger the time constant of thenoise filter 22, the greater the delay amount.

このように、ＣＰＵに入力されるアナログ信号Ｓが示す出力電流Ｉｓは、実際の出力電流Ｉｓよりも遅延している。したがって、短絡検出部１６が電流検出部１４を介して検出する出力電流Ｉｓの変化に基づいてコイルＬの短絡を検出する場合には、上記の遅延量を考慮する必要がある。  Thus, the output current Is indicated by the analog signal S input to the CPU is delayed from the actual output current Is. Therefore, when detecting a short circuit of the coil L based on a change in the output current Is detected by the shortcircuit detection unit 16 via thecurrent detection unit 14, it is necessary to consider the above delay amount.

そこで、本実施形態では、短絡検出部１６は、パルス信号が出力されてから予め定められた第１期間（例えば、３０μｓｅｃ）を経過後に電流検出部１４により検出される出力電流Ｉｓに変化が生じているかどうかにより、コイルＬの短絡の有無を検出する。さらに具体的には、短絡検出部１６は、パルス信号が出力されてから第１期間を経過後に電流検出部１４により検出される第１の出力電流Ｉｓと、パルス信号が出力されてから第１期間より長い第２期間（例えば、１ｍｓｅｃ）経過後に電流検出部１４により検出される基準電流値としての第２の出力電流Ｉｓとを取得する。短絡検出部１６は、第１の出力電流Ｉｓと第２の出力電流Ｉｓとの差分値が予め定められた基準差分値以上の場合に、コイルＬに短絡が生じていると判断する。なお、基準電流値は、予め定められた電流値でもよい。また、基準電流値は、パルス信号が出力される前に電流検出部１４により検出される電流値でもよい。  Therefore, in the present embodiment, the short-circuit detection unit 16 causes a change in the output current Is detected by thecurrent detection unit 14 after a predetermined first period (for example, 30 μsec) has elapsed since the pulse signal was output. Whether or not the coil L is short-circuited is detected depending on whether or not it is present. More specifically, the short-circuit detection unit 16 outputs the first output current Is detected by thecurrent detection unit 14 after the first period from the output of the pulse signal and the first output of the pulse signal. The second output current Is as a reference current value detected by thecurrent detection unit 14 after the elapse of a second period (for example, 1 msec) longer than the period is acquired. The shortcircuit detection unit 16 determines that a short circuit has occurred in the coil L when the difference value between the first output current Is and the second output current Is is greater than or equal to a predetermined reference difference value. The reference current value may be a predetermined current value. Further, the reference current value may be a current value detected by thecurrent detection unit 14 before the pulse signal is output.

なお、電流センサ２０は、出力電流Ｉｓを電圧値に変換して出力している。つまり、電流センサ２０から出力される出力電流Ｉｓの電流値は、アナログ信号の電圧の大きさにより示されている。したがって、第１の出力電流Ｉｓと第２の出力電流Ｉｓとの差分値は、電圧値により表されており、基準差分値の大きさは、例えば０．５Ｖである。なお、基準差分値は、対象となる昇圧装置を用いた実測値に基づいて設定すればよい。  Thecurrent sensor 20 converts the output current Is into a voltage value and outputs the voltage value. That is, the current value of the output current Is output from thecurrent sensor 20 is indicated by the magnitude of the voltage of the analog signal. Therefore, the difference value between the first output current Is and the second output current Is is represented by a voltage value, and the magnitude of the reference difference value is, for example, 0.5V. The reference difference value may be set based on an actual measurement value using the target booster.

また、短絡検出部１６は、パルス信号の出力に基づく第１の出力電流Ｉｓと第２の出力電流Ｉｓとの差分値の算出を複数回繰り返し、これらの差分値の平均値と基準差分値との比較に基づき、コイルＬの短絡の有無を判断してもよい。これにより、コイルＬの短絡の有無の判定の精度を向上させることができる。なお、短絡検出部１６は、スイッチ制御部１２が単発的にパルス信号を複数回出力した後に、電流検出部１４により検出された第１の出力電流Ｉｓと第２の出力電流Ｉｓとの差分値を算出し、その差分値と基準差分値との比較に基づき、コイルＬの短絡の有無を判断してもよい。  Further, the short-circuit detection unit 16 repeats the calculation of the difference value between the first output current Is and the second output current Is based on the output of the pulse signal a plurality of times, and the average value of these difference values and the reference difference value Whether or not the coil L is short-circuited may be determined based on the comparison. Thereby, the precision of determination of the presence or absence of the short circuit of the coil L can be improved. Note that the short-circuit detection unit 16 has a difference value between the first output current Is and the second output current Is detected by thecurrent detection unit 14 after theswitch control unit 12 outputs the pulse signal once and plural times. And whether or not the coil L is short-circuited may be determined based on a comparison between the difference value and the reference difference value.

さらに、本実施形態では、昇圧装置１００が起動した後、昇圧動作を開始する前に、スイッチ制御部１２がパルス信号を単発的に出力することで、短絡検出部１６がコイルＬの短絡の有無を検出している。しかし、スイッチ制御部１２は、起動直後ではなく、昇圧動作の開始の直前、昇圧動作の途中、または昇圧動作の終了後に、スイッチ制御部１２がパルス信号を単発的に出力することで、短絡検出部１６がコイルＬの短絡の有無を検出してもよい。  Further, in the present embodiment, after thebooster 100 is activated, before the boosting operation is started, theswitch control unit 12 outputs a pulse signal once, so that the short-circuit detecting unit 16 has a short circuit of the coil L. Is detected. However, theswitch control unit 12 does not detect the short circuit immediately after starting, but immediately before the start of the boost operation, in the middle of the boost operation, or after the end of the boost operation. Thepart 16 may detect whether or not the coil L is short-circuited.

図４は、本実施形態に係るコイルＬの検出手順の一例を示すフローチャートである。  FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a procedure for detecting the coil L according to the present embodiment.

太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧が第１基準電圧に達したことにより、制御部１０を構成するＣＰＵが起動する（Ｓ１００）。ＣＰＵが起動後、スイッチ制御部１２が、例えば第１電解コンデンサＣ１の両端に接続された電圧センサを介して太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧の電圧値を取得する。そして、スイッチ制御部１２は、太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧が第２基準電圧である４０Ｖに達したか否かを判定する（Ｓ１０２）。判定の結果、太陽電池モジュール５０ｄから出力される直流電圧が第２基準電圧以上の場合には、４μｓｅｃのパルス幅を有するパルス信号を単発的にスイッチＳＷのゲートに出力する（Ｓ１０４）。  When the DC voltage output from thesolar cell module 50d reaches the first reference voltage, the CPU constituting thecontrol unit 10 is activated (S100). After the CPU is activated, theswitch control unit 12 acquires the voltage value of the DC voltage output from thesolar cell module 50d via, for example, voltage sensors connected to both ends of the first electrolytic capacitor C1. Then, theswitch control unit 12 determines whether or not the DC voltage output from thesolar cell module 50d has reached the second reference voltage of 40V (S102). If the DC voltage output from thesolar cell module 50d is equal to or higher than the second reference voltage as a result of the determination, a pulse signal having a pulse width of 4 μsec is output to the gate of the switch SW in a single operation (S104).

短絡検出部１６は、パルス信号を出力してから第１期間である３０μｓｅｃが経過したか否かを判定する（Ｓ１０６）。判定の結果、第１期間を経過していた場合、短絡検出部１６は、第１期間を経過した時点で電流センサ２０から出力され、Ａ／Ｄ変換された第１の出力電流Ｉｓを、電流検出部１４を介して取得して、記憶する。つまり、ＣＰＵは、パルス信号が出力された時点にスイッチＳＷから出力される出力電流Ｉｓの第１のＡ／Ｄ値を測定し、記憶する（Ｓ１０８）。  The short-circuit detection unit 16 determines whether or not 30 μsec, which is the first period, has elapsed since the pulse signal was output (S106). As a result of the determination, if the first period has elapsed, the short-circuit detection unit 16 outputs the first output current Is output from thecurrent sensor 20 and A / D converted at the time when the first period has elapsed. Obtained via thedetector 14 and stored. That is, the CPU measures and stores the first A / D value of the output current Is output from the switch SW when the pulse signal is output (S108).

次いで、短絡検出部１６は、パルス信号を出力してから第２期間である１ｍｓｅｓを経過したか否かを判定する（Ｓ１１０）。判定の結果、パルス信号を出力してから第２期間を経過していた場合、短絡検出部１６は、第２期間を経過した時点で電流センサ２０から出力され、Ａ／Ｄ変換された第２の出力電流Ｉｓを、電流検出部１４を介して取得して、記憶された第１の出力電流Ｉｓと第２の出力電流Ｉｓとの差分値を記憶する。つまり、ＣＰＵは、パルス信号の出力の影響が生じていない期間においてスイッチＳＷから出力される出力電流Ｉｓの第２のＡ／Ｄ値を測定し、第２のＡ／Ｄ値と記憶されている第１のＡ／Ｄ値との差分値を記憶する（Ｓ１１２）。  Next, the short-circuit detection unit 16 determines whether or not 1 ms, which is the second period, has elapsed since the pulse signal was output (S110). As a result of the determination, if the second period has elapsed since the pulse signal was output, the short-circuit detection unit 16 outputs the second signal that is output from thecurrent sensor 20 and A / D-converted when the second period has elapsed. Output current Is is acquired via thecurrent detection unit 14, and the difference value between the stored first output current Is and second output current Is is stored. That is, the CPU measures the second A / D value of the output current Is output from the switch SW during a period in which the influence of the output of the pulse signal does not occur, and stores the second A / D value as the second A / D value. A difference value from the first A / D value is stored (S112).

さらに、短絡検出部１６は、出力されたパルス信号の回数が、予め定められた平均回数に達したか否かを判定する（Ｓ１１４）。平均回数に達していなければ、さらに１ｍｓｅｃのタイムラグが経過した後、つまり、パルス信号を出力してから２ｍｓｅｃが経過した後（Ｓ１１６）、上述のステップＳ１０４からステップＳ１１４の手順を繰り返す。  Furthermore, the shortcircuit detection unit 16 determines whether or not the number of output pulse signals has reached a predetermined average number (S114). If the average number of times has not been reached, after the time lag of 1 msec has elapsed, that is, after 2 msec has elapsed since the pulse signal was output (S116), the procedure from step S104 to step S114 described above is repeated.

平均回数に達していれば、短絡検出部１６は、記憶された各差分値の平均値（平均電圧）が基準差分値（０．５Ｖ）以上か否かを判定することで、コイルＬの短絡の有無を判定する（Ｓ１１８）。判定の結果、平均値が基準差分値以上の場合には、短絡検出部１６は、コイルＬの短絡が生じている、つまり、コイルＬにレアショートが生じていると判定し、制御部１０は、レアショート検出処理を実行する（Ｓ１２０）。より具体的には、制御部１０は、昇圧動作を禁止する。つまり、スイッチ制御部１２がスイッチＳＷを周期的にオンオフするための制御信号を出力することを禁止する。  If the average number of times has been reached, the short-circuit detection unit 16 determines whether the stored average value (average voltage) of the difference values is equal to or greater than the reference difference value (0.5 V), thereby short-circuiting the coil L. Whether or not there is is determined (S118). As a result of the determination, when the average value is equal to or larger than the reference difference value, the shortcircuit detection unit 16 determines that the coil L is short-circuited, that is, the coil L has a short circuit, and thecontrol unit 10 Then, a rare short detection process is executed (S120). More specifically, thecontrol unit 10 prohibits the boosting operation. That is, theswitch control unit 12 is prohibited from outputting a control signal for periodically turning on and off the switch SW.

なお、スイッチ制御部１２がスイッチＳＷを周期的にオンオフしていなければ、たとえコイルＬが短絡していても、コイルＬはただの電線として機能するので、コイルＬの温度は極端に上昇しない。よって、昇圧装置１００は、コイルＬに短絡が生じている場合でも、太陽電池モジュール５０ｄからの出力を遮断せず、単に昇圧せずに接続部１１０を介してパワーコンディショナ２００に出力してもよい。これにより、太陽電池モジュール５０ｄから出力される電圧が、昇圧装置１００により昇圧する必要がない電圧に達している場合には、たとえコイルＬが短絡している場合にも、電力として有効に利用することができる。よって、太陽電池モジュール５０ｄで生成された電力の無駄を抑制できる。  If theswitch control unit 12 does not periodically turn on and off the switch SW, even if the coil L is short-circuited, the coil L functions as a simple electric wire, so that the temperature of the coil L does not rise extremely. Therefore, even when the coil L is short-circuited, thebooster 100 does not cut off the output from thesolar cell module 50d, and simply outputs it to thepower conditioner 200 via theconnection unit 110 without boosting. Good. Thereby, when the voltage output from thesolar cell module 50d reaches a voltage that does not need to be boosted by thebooster 100, it is effectively used as power even when the coil L is short-circuited. be able to. Therefore, waste of electric power generated by thesolar cell module 50d can be suppressed.

一方、判定の結果、平均値が基準差分値より小さい場合には、短絡検出部１６は、コイルＬに短絡が生じていない、つまり、コイルＬにレアショートが生じていないと判定する。この場合、制御部１０は、次の処理を継続する（Ｓ１２２）。つまり、制御部１０は、スイッチ制御部１２を介して太陽電池モジュール５０ｄから出力される電圧の昇圧動作を実行する。  On the other hand, if the average value is smaller than the reference difference value as a result of the determination, the short-circuit detection unit 16 determines that the coil L is not short-circuited, that is, the coil L is not short-circuited. In this case, thecontrol unit 10 continues the next process (S122). That is, thecontrol unit 10 performs the voltage boosting operation of the voltage output from thesolar cell module 50d via theswitch control unit 12.

以上、本実施形態によれば、コイルＬに単発的に電流を入力することで、コイルＬの短絡の有無を検出することができる。よって、温度センサなどの部品を新たに設けることなく、コイルＬの短絡を検出できる。  As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect whether or not the coil L is short-circuited by inputting a current to the coil L only once. Therefore, a short circuit of the coil L can be detected without newly providing a component such as a temperature sensor.

さらに、コイルＬの温度変化に基づいてコイルＬの短絡の有無を検出する場合には、実際に昇圧動作を行って、コイルＬの温度変化を測定する必要がある。しかし、本実施形態によれば、昇圧動作を実行せずとも、コイルＬに単発的に電流を入力するだけで、コイルＬの短絡を検出できる。よって、コイルＬの短絡の有無を検出し、かつコイルＬの温度上昇によるその他の不具合も抑制できる。  Furthermore, when detecting the presence or absence of a short circuit of the coil L based on the temperature change of the coil L, it is necessary to actually perform a boosting operation and measure the temperature change of the coil L. However, according to the present embodiment, it is possible to detect a short circuit of the coil L by simply inputting a current into the coil L without performing the boosting operation. Therefore, the presence or absence of a short circuit of the coil L can be detected, and other problems due to the temperature rise of the coil L can be suppressed.

加えて、本実施形態によれば、昇圧装置１００が昇圧動作を実行するために用いられる回路のみを使用することで、コイルＬの短絡を検出できる。すなわち、ＣＰＵがスイッチＳＷをオンオフするための制御信号をスイッチＳＷのゲートに出力するハードウェア構成、およびＣＰＵがスイッチＳＷから出力される出力電流Ｉｓを検出するハードウェア構成は、昇圧装置１００が昇圧動作を実行するのに用いられる構成である。本実施形態では、それらのハードウェア構成を利用して、コイルＬの短絡を検出している。  In addition, according to the present embodiment, the short circuit of the coil L can be detected by using only the circuit used for thebooster 100 to perform the boosting operation. That is, the hardware configuration in which the CPU outputs a control signal for turning on and off the switch SW to the gate of the switch SW and the hardware configuration in which the CPU detects the output current Is output from the switch SW are boosted by thebooster 100. This is a configuration used to execute an operation. In this embodiment, the short circuit of the coil L is detected using those hardware configurations.

したがって、本実施形態によれば、パルス信号をスイッチＳＷに出力するソフトウェア構成、およびスイッチＳＷから出力される電流値に基づいてコイルＬの短絡の有無を検出するソフトウェア構成を、ＣＰＵが実行するプログラムとして追加するだけで、コイルＬの短絡を検出できる。つまり、本実施形態によれば、昇圧装置１００のハードウェア構成を変更せずに、部品点数を増加させることなく、コイルＬの短絡を検出できる。  Therefore, according to the present embodiment, the CPU executes a software configuration for outputting a pulse signal to the switch SW and a software configuration for detecting whether or not the coil L is short-circuited based on the current value output from the switch SW. As a result, the short circuit of the coil L can be detected. That is, according to the present embodiment, it is possible to detect a short circuit of the coil L without changing the hardware configuration of thebooster 100 and without increasing the number of components.

なお、本実施形態では、昇圧装置にコイルＬの短絡を検出する短絡検出装置を設ける例について説明した。しかし、本実施形態に係るコイルＬの短絡の検出の手法は、電源にコイルおよびスイッチが接続された昇圧装置以外の装置または回路に適用することもできる。たとえば、本実施形態に係るコイルＬの短絡の検出の手法は、チョッパ回路を備えた降圧装置、またはパワーコンディショナなどにも適用できる。  In the present embodiment, the example in which the short circuit detection device that detects the short circuit of the coil L is provided in the booster device has been described. However, the method of detecting a short circuit of the coil L according to the present embodiment can also be applied to a device or a circuit other than a booster device in which a coil and a switch are connected to a power source. For example, the method of detecting a short circuit of the coil L according to the present embodiment can be applied to a step-down device provided with a chopper circuit, a power conditioner, or the like.

また、本実施形態では、コイルＬに接続される電源として、太陽電池モジュールを例に説明した。しかし、当該電源は、太陽電池モジュールには限定されず、燃料電池発電、風力発電等のいわゆる分散型電源でもよい。また、昇圧装置１００を起動させる電源としては、本実施形態で記載した太陽電池モジュールが最も良いが、商用電源または蓄電池など他の電源でもよい。  Moreover, in this embodiment, the solar cell module was demonstrated to the example as a power supply connected to the coil L. FIG. However, the power source is not limited to the solar cell module, and may be a so-called distributed power source such as fuel cell power generation or wind power generation. Moreover, as a power source for starting up thebooster 100, the solar cell module described in the present embodiment is the best, but other power sources such as a commercial power source or a storage battery may be used.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。  As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。  The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

１０ 制御部
１２ スイッチ制御部
１４ 電流検出部
１６ 短絡検出部
２０ 電流センサ
２２ ノイズフィルタ
２４ アンプ
３０ 整流・平滑回路
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 太陽電池モジュール
５０ｄ 太陽電池モジュール
１００ 昇圧装置
１１０ 接続部
２００ パワーコンディショナDESCRIPTION OFSYMBOLS 10Control part 12Switch control part 14Current detection part 16 Shortcircuit detection part 20Current sensor 22Noise filter 24Amplifier 30 Rectification /smoothing circuit 50a, 50b, 50c, 50dSolar cell module 50dSolar cell module 100Booster 110Connection part 200 Power Conditioner

Claims (13)

Translated fromJapanese

電源に接続されたスイッチに対してパルス信号を単発的に出力することで、前記パルス信号のパルス幅に応じた期間だけ前記スイッチをオンし、前記電源および前記スイッチに接続されたコイルに対して前記電源からの電流を単発的に入力するスイッチ制御部と、
前記コイルから出力される電流を検出する電流検出部と、
前記スイッチがオンした場合に、前記電流検出部により検出される電流値の変化に基づいて前記コイルの短絡を検出する短絡検出部と
を備える短絡検出装置。By outputting the pulse signal to the switch connected to the power source only once, the switch is turned on only for a period corresponding to the pulse width of the pulse signal, and the coil connected to the power source and the switch A switch control unit for inputting current from the power source in a single shot;
A current detector for detecting a current output from the coil;
A short circuit detection device comprising: a short circuit detection unit that detects a short circuit of the coil based on a change in a current value detected by the current detection unit when the switch is turned on. 前記短絡検出部は、前記電流検出部により検出された前記電流値と基準電流値との差分値と、予め定められた基準差分値との比較に基づき、前記コイルの短絡を検出する請求項１に記載の短絡検出装置。  The short circuit detection unit detects a short circuit of the coil based on a comparison between a difference value between the current value detected by the current detection unit and a reference current value and a predetermined reference difference value. The short circuit detection apparatus as described in. 前記短絡検出部は、前記スイッチ制御部から前記パルス信号が出力されてから、予め定められた第１期間を経過後に前記電流検出部により検出された電流値と、前記第１期間より長い予め定められた第２期間経過後に前記電流検出部により検出された電流値との差分値と、前記基準差分値との比較に基づき、前記コイルの短絡を検出する請求項２に記載の短絡検出装置。  The short-circuit detection unit has a current value detected by the current detection unit after a predetermined first period from when the pulse signal is output from the switch control unit, and a predetermined period longer than the first period. The short circuit detection apparatus according to claim 2, wherein a short circuit of the coil is detected based on a comparison between a difference value between the current value detected by the current detection unit after the elapse of the second period and the reference difference value. 前記電流検出部は、予め定められた時定数を有するノイズフィルタを介して前記電流を検出し、
前記第１期間は、前記時定数に基づき定められる請求項３に記載の短絡検出装置。The current detection unit detects the current through a noise filter having a predetermined time constant,
The short circuit detection device according to claim 3, wherein the first period is determined based on the time constant. 前記スイッチ制御部は、前記パルス信号を予め定められた間隔毎に複数回出力し、
前記短絡検出部は、前記パルス信号が出力される毎に、前記差分値を算出し、算出された各差分値と前記基準差分値とに基づき、前記コイルの短絡を検出する請求項２から請求項４のいずれか1つに記載の短絡検出装置。The switch control unit outputs the pulse signal multiple times at predetermined intervals,
The said short circuit detection part calculates the said difference value whenever the said pulse signal is output, The short circuit of the said coil is detected based on each calculated difference value and the said reference | standard difference value. Item 5. The short-circuit detection device according to any one of items 4 to 4. 請求項１から請求項５のいずれか1つに記載の短絡検出装置と、
前記スイッチと、
前記電源と前記スイッチとの間に接続された前記コイルと
を備え、
前記スイッチ制御部は、前記電源から出力される直流電圧を昇圧すべく、前記スイッチに対してオンオフ制御のための制御信号を周期的に出力する昇圧装置。A short-circuit detection device according to any one of claims 1 to 5,
The switch;
The coil connected between the power source and the switch;
The switch control unit periodically outputs a control signal for on / off control to the switch so as to boost a DC voltage output from the power source. 前記スイッチ制御部は、前記制御信号の出力を開始する前に前記パルス信号を出力する請求項６に記載の昇圧装置。  The step-up device according to claim 6, wherein the switch control unit outputs the pulse signal before starting to output the control signal. 前記スイッチ制御部は、前記短絡検出部が前記コイルの短絡を検出した場合、前記制御信号の出力を禁止する請求項６または請求項７に記載の昇圧装置。  The boosting device according to claim 6 or 7, wherein the switch control unit prohibits the output of the control signal when the short-circuit detection unit detects a short circuit of the coil. 前記スイッチ制御部は、前記制御信号の出力周期が示す期間より小さいパルス幅を有する前記パルス信号を出力する請求項６から請求項８のいずれか１つに記載の昇圧装置。  The boosting device according to any one of claims 6 to 8, wherein the switch control unit outputs the pulse signal having a pulse width smaller than a period indicated by an output cycle of the control signal. 太陽電池と、
前記太陽電池から出力される直流電圧を昇圧する請求項６から請求項９のいずれか１つに記載の昇圧装置と、
前記昇圧装置により昇圧された直流電圧を商用系統の交流電圧に変換するパワーコンディショナと
を備える太陽光発電システム。Solar cells,
The booster according to any one of claims 6 to 9, which boosts a DC voltage output from the solar cell;
A photovoltaic power generation system comprising: a power conditioner that converts a DC voltage boosted by the boosting device into an AC voltage of a commercial system. 前記昇圧装置は、前記太陽電池から出力される直流電圧が予め定められた第１基準電圧を超えた場合に、起動し、
前記スイッチ制御部は、前記直流電圧が前記第１基準電圧より高い予め定められた第２基準電圧を超えたことに対応して、前記制御信号の出力を開始する前に前記パルス信号を出力する請求項１０に記載の太陽光発電システム。The booster is activated when a DC voltage output from the solar cell exceeds a predetermined first reference voltage,
The switch control unit outputs the pulse signal before starting to output the control signal in response to the DC voltage exceeding a predetermined second reference voltage higher than the first reference voltage. The photovoltaic power generation system according to claim 10. 電源に接続されたスイッチに対してパルス信号を単発的に出力することで、前記パルス信号のパルス幅に応じた期間だけ前記スイッチをオンし、前記電源および前記スイッチに接続されたコイルに対して前記電源からの電流を単発的に入力するスイッチ制御段階と、
前記コイルから出力される電流を検出する電流検出段階と、
前記スイッチがオンした場合に、前記電流検出段階において検出される電流値の変化に基づいて前記コイルの短絡を検出する短絡検出段階と
を備える短絡検出方法。By outputting the pulse signal to the switch connected to the power source only once, the switch is turned on only for a period corresponding to the pulse width of the pulse signal, and the coil connected to the power source and the switch A switch control step for inputting current from the power source in a single shot;
A current detection step of detecting a current output from the coil;
A short circuit detecting method comprising: detecting a short circuit of the coil based on a change in a current value detected in the current detecting step when the switch is turned on. 電源に接続されたスイッチに対してパルス信号を単発的に出力することで、前記パルス信号のパルス幅に応じた期間だけ前記スイッチをオンし、前記電源および前記スイッチに接続されたコイルに対して前記電源からの電流を単発的に入力するスイッチ制御部と、
前記コイルから出力される電流を検出する電流検出部と、
前記スイッチがオンした場合に、前記電流検出部により検出される電流値の変化に基づいて前記コイルの短絡を検出する短絡検出部と
してコンピュータを機能させるためのプログラム。By outputting the pulse signal to the switch connected to the power source only once, the switch is turned on only for a period corresponding to the pulse width of the pulse signal, and the coil connected to the power source and the switch A switch control unit for inputting current from the power source in a single shot;
A current detector for detecting a current output from the coil;
A program for causing a computer to function as a short circuit detection unit that detects a short circuit of the coil based on a change in a current value detected by the current detection unit when the switch is turned on.

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