CN107852024B - 电源单元及其反向馈电保护方法 - Google Patents

Abstract

一种电源单元，包括：AC路径，其从输入端到输出端；第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；双向逆变器，其连接至所述AC路径；蓄电池，其经由所述双向逆变器连接至所述AC路径；AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，所述控制单元被配置成，使得在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果基于所述双向逆变器的操作状态、所述输入电压和所述输出电压来检测经由所述AC开关的电流传导，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，并且停止所述双向逆变器。

Description

电源单元及其反向馈电保护方法

技术领域

本发明涉及电源单元及其反向馈电保护方法。

本申请要求于2015年7月21日提交的日本专利申请No.2015-143638的优先权，该专利申请的全部内容以引用方式并入本文中。

背景技术

例如，不间断电源单元(UPS)是通常用商用AC电源对蓄电池进行充电并且在断电时将储存在蓄电池中的电力转换为AC电力并且输出AC电力的电源单元。除了在断电时进行这种备用之外，不间断电源单元还用于在白天期间利用午夜电力，或者在夜间期间利用从用于光伏发电的电力调节器的独立电源插座(AC)获得的电力。因此，不间断电源单元也被广泛用于有效利用电力。

此不间断电源单元与例如商用电源插座连接，并且作为负载的电气设备与设置于不间断电源单元的电源插座连接。通常，电力从商用电源经由不间断电源单元中的旁路AC路径供应到负载，并且用不间断电源单元对蓄电池进行充电。经由执行AC-DC转换的转换器对蓄电池进行充电，并且经由执行DC-AC转换的逆变器对蓄电池执行放电(参见例如非专利文献1)。相对于蓄电池的输入侧的转换器和相对于蓄电池的输出侧的逆变器没有同时进行操作，因此输入侧和输出侧彼此隔离。

另一方面，双向逆变器可共同用于对蓄电池进行充电和放电。在这种情况下，在蓄电池进行充电时，双向逆变器作为用于执行AC-DC转换的转换器进行操作，并且在蓄电池进行放电时，双向逆变器作为用于执行DC-AC转换的逆变器进行操作。设置用于在蓄电池进行放电时将双向逆变器和商用电源彼此断开的AC开关(参见例如专利文献1)。

[引用列表]

[专利文献]

专利文献1：日本专利公开No.2014-197955(图1)

[非专利文献]

非专利文献1：Masaaki Kuranuki，Mutsuhiko Takeda，“Improving Safety ofSmall Energy Storage System in case of Relay Failure”(Panasonic TechnicalJournal，2014年5月，第60卷，第1期，第26-28页)

发明内容

根据本公开的一种电源单元包括：AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；双向逆变器，其连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；蓄电池，其经由所述双向逆变器连接至所述AC路径；AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，所述控制单元被配置成，使得在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果基于所述双向逆变器的操作状态、所述输入电压和所述输出电压来检测经由所述AC开关的电流传导，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，并且停止所述双向逆变器。

本公开的方法方面是一种用于电源单元的反向馈电保护方法，所述电源单元包括：AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；双向逆变器，其连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；蓄电池，其经由所述双向逆变器连接至所述AC路径；AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，所述反向馈电保护方法是由所述控制单元执行的并且包括：在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果检测到当所述AC开关断开时应该出现的输入电压和输出电压的状态，则确定所述AC开关是正常的；以及在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果检测到当所述AC开关闭合时应该出现的输入电压和输出电压的状态，则确定所述AC开关已经失效并且停止所述双向逆变器。

附图说明

[图1]图1是示出电源单元的主要部分的电路图。

[图2]图2是示出状态和针对确定[1]检测到的波形之间的对应关系的示图。

[图3]图3是示出状态和针对确定[2]和[2’]检测到的波形之间的对应关系的示图。

[图4]图4是针对确定[2’]的关于半导体开关的一侧短路的补充考虑的波形图。

[图5]图5是示出针对确定[3]的输入电压和输出电压的波形的示图。

[图6]图6是示出状态和针对确定[3]检测到的波形之间的对应关系的示图。

[图7]图7是示出针对确定[4]的主动改变双向逆变器7的输出频率的示例的波形图。

[图8]图8是与图1中的电源单元不同的另一个电源单元的电路图。

[图9]图9是示出针对确定[5]的电压降示例的示图。

[图10]图10是示出针对确定[5]的在只针对正侧的短路的情况下(图10中的(b))和只针对负侧的短路的情况下(图10中的(c))的输入电压的波形的示图。

[图11]图11示出针对确定[5]的只在正侧有输出的波形和电压保留在正侧的波形。

[图12]图12示出针对确定[5]的只在正侧有输出的波形和电压保留在正侧的波形。

[图13]图13示出当在确定[4]中执行确定时的测量数据。

具体实施方式

[本公开要解决的问题]

关于如上所述的电源单元(蓄电系统)，JIS C 4412-1的第5.1.4节规定了如下的“反向馈电保护”：

“蓄电系统必须防止在AC输入断电之后在蓄电系统的AC输入端子处将出现的危险电压或危险能量”，以及

“在蓄电系统是插拔式蓄电系统的情况下，当与输入AC电源断开之后的1秒执行测量时，必须没有来自AC输入端子的电冲击的风险”。

在使用共同适用于充电和放电的双向逆变器的情况下，只要以上提到的AC开关正常，JIS标准的以上要求就得以满足。然而，由于要求的满足取决于AC开关，因此如果AC开关失效(被焊接或短路)，则在输入端处也会出现从蓄电池经由双向逆变器的输出。另外，在这种情况下，当从商用电源的插座中抽出电源单元的插头时，人可能因插头的暴露的刀片而遭受电击。

鉴于以上问题，本发明的目的在于在电源单元中进一步增强由于AC开关的存在而一定程度上确保了反向馈电保护的可靠性。

[本公开的效果]

根据本公开，能够通过两个电压传感器和控制单元来检测AC开关的失效(焊接或短路)。如果检测到失效，则双向逆变器停止，由此能够可靠地防止由于双向逆变器的输出而出现电压。因此，可以进一步增强反向馈电保护的可靠性。

[实施例的概述]

本发明的实施例的概述至少包括以下内容。

(1)该电源单元包括：AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；双向逆变器，其连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；蓄电池，其经由所述双向逆变器连接至所述AC路径；AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，所述控制单元被配置成，使得在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果基于所述双向逆变器的操作状态、所述输入电压和所述输出电压来检测经由所述AC开关的电流传导，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，并且停止所述双向逆变器。

在以上的电源单元中，能够通过两个电压传感器和控制单元基于以下事实来检测AC开关的失效(焊接或短路)：当AC开关已经无法持续传导时，在正常状态下不应该出现的电压被检测为输入电压或输出电压。如果检测到失效，则双向逆变器停止，由此能够可靠地防止由于双向逆变器的输出而出现电压。

(2)在(1)的电源单元中，所述AC开关由例如电磁驱动型的继电器触点；双向半导体开关；或者彼此并联连接的继电器触点和半导体开关形成。

要注意，半导体开关可由具有并联二极管并且在彼此相反的方向上串联连接的一对半导体开关元件构成，或者可由1个双向半导体开关元件构成。

继电器触点可能被焊接。半导体开关可能短路。另外，如果半导体开关由在彼此相反的方向上串联连接的一对半导体开关元件构成，则半导体开关元件中只有一个可能短路。此失效主要体现在第一电压传感器和第二电压传感器的检测值中。因此，能够基于检测值，掌握出现了什么失效。

(3)(确定[1])

在(1)或(2)的电源单元中，在从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开并且没有使得所述双向逆变器操作的状态下，如果所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到具有等于或大于预定值的有效值的电压并且所述第二电压传感器反复检测其瞬时值的绝对值等于或大于所述预定值的电压，则所述控制单元能够确定所述AC开关已经失效。

在这种情况下，在启动电源单元时，如果在使得双向逆变器操作之前AC开关已经出现失效(焊接或短路)，则能够检测到失效。

(4)(确定[2])

在(1)或(2)的电源单元中，在没有从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开并且启动所述双向逆变器进行操作的状态下，如果在预定时间段或更长时间期间持续以下状态，则所述控制单元能够确定所述AC开关已经失效，所述状态是以下的状态：所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到具有等于或大于预定值的有效值的电压；所述第一电压传感器检测到的电压的瞬时值和所述第二电压传感器检测到的电压的瞬时值之间的差的绝对值等于或小于预定值。

在这种情况下，能够防止当AC开关已经失效时在输入端处引起基于双向逆变器的输出电压的电压。

(5)(确定[2’])

在(1)或(2)的电源单元中，在没有从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开并且启动所述双向逆变器进行操作的状态下，如果在预定时间段或更长时间期间持续以下状态，则所述控制单元能够确定所述AC开关已经失效，所述状态是以下的状态：所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到具有等于或大于预定值的有效值的电压；并且，所述第一电压传感器检测到的电压的瞬时值和所述第二电压传感器检测到的电压的瞬时值在一个AC周期中的最大值或最小值之间的差等于或小于预定值。

在这种情况下，能够防止当AC开关已经失效时在输入端处引起基于双向逆变器的输出电压的电压。

(6)(确定[3])

在(1)或(2)的电源单元中，在从外部向所述输入端供应AC电压的同时启动所述双向逆变器进行操作，在控制所述AC开关断开之后在启动所述双向逆变器进行操作之前，所述控制单元可以提供无输出时间段，并且如果在所述无输出时间段中，在预定时间段或更长时间期间持续以下状态，则所述控制单元能够确定所述AC开关已经失效，所述状态是以下的状态：所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到等于或大于预定值的电压值；以及所述第一电压传感器检测到的电压的瞬时值和所述第二电压传感器检测到的电压的瞬时值之间的差的绝对值等于或小于预定值。

在这种情况下，当有来自外部的AC电压时，就在启动双向逆变器进行操作之前设置无输出时间段，由此，如果AC开关已经失效，则能够检测到失效。

(7)(确定[4])

在(1)或(2)的电源单元中，不管是否正从外部向所述输入端供应AC电压，在所述AC开关被控制成断开并且使得所述双向逆变器进行操作的状态下，所述控制单元可以主动改变所述双向逆变器的输出的电特性，并且如果检测到所述第一电压传感器检测到的电压中出现的变化跟随所述第二电压传感器检测到的电压，则所述控制单元能够确定所述AC开关已经失效。

在这种情况下，当最终没有从外部供应AC电压并且存在来自双向逆变器的输出电压时，如果AC开关已经出现失效，则可以通过改变例如所述双向逆变器的输出的频率或振幅来检测失效。

(8)(确定[2”])

在(1)或(2)的电源单元中，在没有从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开并且使得所述双向逆变器进行操作的状态下，如果以下状态占据预定时间比例，则所述控制单元能够确定所述AC开关已经失效，所述状态是以下的状态：所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到具有等于或大于预定值的有效值的电压；以及所述第一电压传感器检测到的电压的瞬时值和所述第二电压传感器检测到的电压的瞬时值在一个AC周期中的最大值或最小值之间的差等于或小于预定值。

在这种情况下，能够防止当AC开关已经失效时在输入端处引起基于双向逆变器的输出电压的电压。

(9)(确定[5])

在(1)或(2)的电源单元中，在没有从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开并且使得所述双向逆变器进行操作的状态下，如果在预定时间段或更长时间期间持续以下状态，则所述控制单元能够确定所述AC开关已经失效，所述状态是以下的状态：所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测其在正侧和负侧中的一侧上的在一个AC周期中的其平均值的绝对值等于或大于预定值的电压，并且检测到其在正侧和负侧中的另一侧上的在一个AC周期中的其平均值的绝对值等于或小于预定值的电压；以及所述第一电压传感器检测到的电压的瞬时值和所述第二电压传感器检测到的电压的瞬时值在半个AC周期中的最大值或最小值之间的差等于或小于预定值。

在这种情况下，能够防止当AC开关已经失效时在输入端处引起基于双向逆变器的输出电压的电压。

(10)方法方面是一种用于电源单元的反向馈电保护方法，所述电源单元包括：AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；双向逆变器，其连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；蓄电池，其经由所述双向逆变器连接至所述AC路径；AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，所述反向馈电保护方法是由所述控制单元执行的并且包括：在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果检测到当所述AC开关断开时应该出现的输入电压和输出电压的状态，则确定所述AC开关是正常的；以及在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果检测到当所述AC开关闭合时应该出现的输入电压和输出电压的状态，则确定所述AC开关已经失效并且停止所述双向逆变器。

在以上的用于电源单元的反向馈电保护方法中，能够通过两个电压传感器和控制单元基于以下事实来检测AC开关的失效(焊接或短路)：当AC开关已经无法持续传导时，在正常状态下不应该出现的电压被检测为输入电压或输出电压。如果检测到失效，则双向逆变器停止，由此能够可靠地防止由于双向逆变器的输出而出现电压。

[实施例的细节]

下文中，将参照附图来描述本发明的实施例的细节。

<电源单元的电路配置>

图1是示出电源单元的主要部分的电路图。在图1中，电源单元100包括：插头1，其用于AC输入；接地漏电断路器2，其连接至插头1；AC电源插座3；AC路径4，其由电源单元100中的从输入端Tin到输出端Tout的两条电路径构成；第一电压传感器5，其用于检测输入端Tin处的输入电压；第二电压传感器6，其用于检测输出端Tout处的输出电压；双向逆变器7，其连接至AC路径4并且能够进行双向电力转换；蓄电池8，其经由双向逆变器7连接至AC路径4；AC开关9以及控制单元10。由控制单元10来控制双向逆变器7的操作。要注意，在图1中，AC开关9设置在AC路径4的这两条线路中的中性侧线路上。然而，不限于此，AC开关9可设置在通电侧(live side)或者可设置在两侧。

要注意，可在双向逆变器7和蓄电池8之间设置DC/DC转换器，而在这里没有省略DC/DC转换器。

在图1中，接地漏电断路器2的次级侧被视为输入端Tin。然而，接地漏电断路器2的初级侧可以被视为输入端Tin。

AC开关9在AC路径4的一条线路上插入输入端Tin和双向逆变器7与AC路径4的连接点P之间。要注意，如上所述，AC开关9可以设置在另一条线路上或这两条线路上。AC开关9包括将由电磁驱动的继电器触点91和与继电器触点91并联连接的半导体开关90。半导体开关90由具有并联二极管d1、d2并且在彼此相反的方向上串联连接的一对半导体开关元件Q1、Q1构成。要注意，半导体开关90可由一个双向半导体开关元件构成，或者可以取代半导体开关90，使用将由电磁驱动的继电器。

半导体开关元件Q1、Q2是例如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，并联二极管d1、d2是体二极管。要注意，半导体开关元件Q1、Q2可以是具有并联二极管d1、d2的IGBT(绝缘栅型双极性晶体管)。

由控制单元10来控制继电器触点91和半导体开关元件Q1、Q2。另外，来自第一电压传感器5和第二电压传感器6的检测信号被发送到控制单元10。

控制单元10包括例如计算机，并且通过计算机执行软件(计算机程序)来实现必要的控制功能。该软件被存储在控制单元10的存储装置(未示出)中。要注意，可以由仅由不包括计算机的硬件形成的电路来配置控制单元10。

要注意，电源单元100中需要的控制电源电压可得自蓄电池8或与插座11连接的插头1。

<<电源单元的基础配置>>

在电源单元100中，通常，将插头1连接至商用电源的插座11或功率调节器(下文中，被称为商用电源等)的独立输出，并且电气设备(未示出)作为负载连接至AC电源插座3。在插头1刚插入插座11中的状态下，电源单元100仍未启动，因此，AC开关9处于断开状态并且AC电压没有被输出到AC电源插座3。这里，当电源单元100的启动开关(未示出)导通时，电源单元100被启动。

通过启动，控制单元10基于来自第一电压传感器5的检测信号，控制半导体开关元件Q1、Q2和继电器触点91在输入电压的零点处导通。结果，响应较快的半导体开关元件Q1、Q2首先从OFF(截止)变为ON(导通)。然后，稍后闭合继电器触点91。在半导体开关90闭合之后稍后闭合的继电器触点91在触点之间的电势差极小的状态下闭合，因此能够保护触点。在继电器触点91闭合之后，控制单元10使半导体开关元件Q1、Q2截止。在导通状态下持续使用的情况下，优选地使用导通电阻比半导体开关90小的继电器触点91。

当AC开关9以这种方式闭合时，输出电压被提供到AC电源插座3，并且变得能够对蓄电池8进行充电。控制单元10使得双向逆变器7执行AC-DC转换操作，由此可以对蓄电池8进行充电。

在以下情况下，蓄电池8放电以供应电力：

(#1)出现商用电源的断电(或者停止发电)等或者从插座1抽出插头1的情况，以及

(#2)期望通过对操纵开关(未示出)进行操纵而不依赖于来自插座11的输出而从蓄电池8供应电力的情况。

在(#1)或(#2)的情况下，控制单元10将双向逆变器7的操作切换成DC-AC转换并且使得蓄电池8进行放电，以持续向负载供应电力。同时，控制单元10使AC开关9断开。在(#2)的情况下，由于存在输入电压，因此控制单元10在输入电压的过零点断开AC开关9，同时开始从蓄电池8输出。

在恢复损失的输入电压的情况下或者返回到直接输出输入电压的模式的情况下，双向逆变器7的转换操作(DC-AC)在输入电压的过零点处停止，并且AC开关9闭合。

<<反向馈电保护>>

(概述)

接下来，将描述本实施例的要点的反向馈电保护。反向馈电保护如上所述在JIS C4412-1的第5.1.4节中规定，并且是用于防止在插头1的输入端Tin或刀片处引起在电源单元100内部产生的电压。

在本实施例的电源单元100的情况下，例如，在插头1的刀片处引起的电压需要在从插座11抽出插头1之后的1秒内不大于DC 60V和AC 42V。通常，如果从插座11抽出插头1，则AC开关9断开并且蓄电池8开始放电，因此在输入端Tin处没有引起电压。然而，如果AC开关9失效(继电器触点91被焊接或者半导体开关元件Q1、Q2短路)，则在输入端Tin和插头1的刀片处引起基于双向逆变器7的输出电压的电压。下文中，将描述进行反向馈电保护以便防止引起此电压。

作为与反向馈电保护相关的AC开关9的失效模式，假设存在以下模式。

(i)继电器触点91被焊接成闭合状态，或者两个半导体开关元件Q1、Q2二者被短路并且保持在该状态下。

(ii)半导体开关元件Q1、Q2中的一个被短路并且保持在该状态下。

情况(i)意味着AC开关9短路，而情况(ii)意味着取决于AC开关9中的电流方向的短路。

要注意，在AC开关只具有电磁驱动型继电器的情况下，只有情况(i)会作为失效模式出现。

因此，控制单元10确定AC开关9是否已经出现此失效，并且如果控制单元10确定已经出现失效，则控制单元10防止在电源单元100内产生电压。

根据出现以上失效模式的情形，能设想到各种确定方式。

下文中，将描述每种确定类型。

(确定[1])

确定[1]是图1中的关于在启动电源单元100时(即，在输入电压被供应到输入端Tin但是尚未执行闭合AC开关9的控制的状态下)AC开关9中是否已经出现失效的确定。

图2是示出状态和检测到的波形之间的对应关系的示图。要注意，实际上，控制单元10对来自第一电压传感器5和第二电压传感器6的每个检测信号进行高速采样。

首先，如果AC开关9正常，则继电器触点91和半导体开关元件Q1、Q2这三个元件全都应该截止和断开。在这种情况下，第一电压传感器5检测图2的(a)中上侧所示的输入电压，而第二电压传感器6检测不到电压(下侧)。

另一方面，在如失效模式(i)中一样地继电器触点91被焊接或者半导体开关Q1、Q2均短路的情况下，即，在AC开关9短路的情况下，通过AC路径4传输输入电压，并且第二电压传感器6检测到波形与第一电压传感器5检测到的波形相同的电压(图2中的(b))。

在失效模式(ii)的情况下，如果半导体开关Q1短路，则创建了从半导体开关Q1经过另一个半导体开关Q2(断开的)的并联二极管d2的路线。因此，当输入电压的符号是正和负中的一个时，第二电压传感器6反复检测电压(图2中的(d))。

在失效模式(ii)的情况下，如果半导体开关Q2短路，则创建了从半导体开关Q2经过另一个半导体开关Q1(断开的)的并联二极管d1的路线。因此，当输入电压的符号是正和负中的另一个时，第二电压传感器6反复检测电压(图2中的(c))。

(确定[1]的确定条件)

作为确定[1]的确定条件，需要图2中的(b)、(c)、(d)的所有状态都被确定是失效的。要注意，在AC开关9只由电磁驱动型继电器形成的情况下，也可以仅针对(b)的状态执行确定。

因此，作为确定[1]的确定条件，在从外部向输入端Tin供应AC电压并且AC开关9被控制成断开并且没有使得所述双向逆变器7操作的状态下，如果第一电压传感器5和第二电压传感器6均检测到具有等于或大于预定值(例如，40V)的有效值的电压并且第二电压传感器6反复(例如，连续40次)检测其瞬时值的绝对值等于或大于预定值(例如，40V)的电压，则控制单元10确定AC开关9已经失效。

在启动电源单元100时，如果在使得双向逆变器7操作之前AC开关9已经出现失效(焊接或短路)，则能够通过以上确定来检测失效。

(确定[2]，确定[2’])

接下来，将描述以下情况：在AC电压没有从外部被供应到输入端Tin并且AC开关9被控制成断开并且启动双向逆变器7进行操作的状态下，AC开关9中已经出现失效。

图3是示出状态和检测到的波形之间的对应关系的示图。

首先，如果AC开关9正常，则继电器触点91和半导体开关元件Q1、Q2这三个元件全都应该截止和断开。在这种情况下，第二电压传感器6检测图3的(a)中下侧所示的输出电压，而第一电压传感器5检测不到电压(上侧)。

另一方面，在如失效模式(i)中一样地继电器触点91被焊接或者半导体开关Q1、Q2均短路的情况下，即，在AC开关9短路的情况下，通过AC路径4传输输出电压，使得第一电压传感器5检测到波形与第二电压传感器6检测到的波形相同的电压(图3中的(b))。

在失效模式(ii)的情况下，如果半导体开关Q1短路，则创建了从半导体开关Q1经过另一个半导体开关Q2(断开的)的并联二极管d2的路线。因此，当输入电压的符号是正和负中的一个时，第一电压传感器5反复检测电压(图3中的(d))。

在失效模式(ii)的情况下，如果半导体开关Q2短路，则创建了从半导体开关Q2经过另一个半导体开关Q1(断开的)的并联二极管d1的路线。因此，当输入电压的符号是正和负中的另一个时，第一电压传感器5反复检测电压(图3中的(c))。

(确定[2])

这里，失效模式(i)中的图3的(b)的确定被定义为确定[2]。失效模式(ii)中的图3的(c)、(d)的确定被定义为确定[2’]。

(确定[2]的确定条件)

作为确定[2]的确定条件，如果在预定时间段(20ms)或更长时间内持续以下状态，则控制单元10确定AC开关9已经失效，该状态是以下的状态：第一电压传感器5和第二电压传感器6均检测到具有等于或大于预定值(例如，10V)的有效值的电压；以及第一电压传感器5检测到的电压的瞬时值和第二电压传感器6检测到的电压的瞬时值之间的差的绝对值等于或小于预定值(例如，10V)。

基于该确定，能够防止当AC开关9已经失效时在输入端Tin处引起基于双向逆变器7的输出电压的电压。

(确定[2’])

图4是关于半导体开关Q1、Q2的一侧短路(Q1或Q2的短路)的补充考虑的波形图。在图4中，(a)中的输出电压的正侧峰被视为最大值，而其负侧峰被视为最小值。在一侧短路的情况下，出现(b)或(c)中所示的输入电压的波形。在任一波形中，反复出现接近输出电压的最大值或最小值的值。另一方面，作为AC开关9失效的替代，还假定仅仅在没有设置AC开关9的正侧上留下输入电压。然而，在这种情况下，如(d)中所示，电压逐渐降低，因此没有反复出现接近正最大值或负最小值的值。因此，排除了情况(d)并且如下地定义用于检测(b)、(c)的状态的确定条件。

(确定[2’]的确定条件)

作为确定[2’]的确定条件，如果在预定时间段(40ms)或更长时间内持续以下状态，则控制单元10确定AC开关9已经失效，该状态是以下的状态：第一电压传感器5和第二电压传感器6均检测到具有等于或大于预定值(例如，10V)的有效值的电压；以及第一电压传感器5检测到的电压的瞬时值和第二电压传感器6检测到的电压的瞬时值在一个AC周期中的最大值或最小值之间的差等于或小于预定值(10V)。

基于该确定，能够防止当AC开关9已经失效时在输入端处引起基于双向逆变器7的输出电压的电压。

(确定[3])

接下来，将描述在AC电压正从外部被供应到输入端Tin的同时启动双向逆变器7进行操作的情况下，控制单元10在控制AC开关9断开之后可执行什么确定。

如果在输入端Tin处存在输入电压，则输入电压与双向逆变器7的输出“冲突”。因此，期望在冲突之前执行确定。

图5是示出在这种情况下的输入电压和输出电压的波形的示图。在图5中，(a)指示输入电压。在AC开关9被控制成断开的时间段之后，就在启动双向逆变器7进行操作之前提供无输出时段。如果AC开关9没有短路，则输出电压具有(b)中示出的波形。另一方面，如果AC开关9短路，则输出电压具有(c)中示出的波形。

图6是示出状态和检测到的波形之间的对应关系的示图。如果AC开关9是正常的，如(a)中所示，输入电压(上面)和输出电压(下面)具有彼此不同的相位，因此在瞬时电压方面不同，除了它们的相位意外地彼此相符的情况之外。如果继电器触点91被焊接，则如(b)中所示，在两条虚线之间的无输出时间段期间，输入电压和输出电压彼此相符。如果半导体开关Q2短路，则在(c)中示出的示例中，在无输出时间段期间，输入电压和输出电压彼此不相符，因此不能检测到短路。如果如(d)中所示，半导体开关Q1短路，则在无输出时间段期间，输入电压和输出电压彼此相符，因此能够检测到短路。取决于相位，(c)和(d)的结果是颠倒的。

(确定[3]的确定条件)

在确定[3]中，在正从外部向输入端Tin供应AC电压的同时启动双向逆变器7进行操作的情况下，在控制AC开关9断开之后在启动双向逆变器7进行操作之前，控制单元10设置无输出时间段(例如，3ms)。然后，如果在无输出时间段中，在预定时间段(例如，1.5ms)或更长时间期间持续以下状态，则控制单元10确定AC开关9已经失效，该状态是以下的状态：第一电压传感器5和第二电压传感器6检测等于或大于预定值(例如，50V)的电压值；以及第一电压传感器5检测到的电压的瞬时值和第二电压传感器6检测到的电压的瞬时值之间的差的绝对值等于或小于预定值(10V)。

如上所述，当有来自外部的AC电压时，就在启动双向逆变器7进行操作之前设置无输出时间段，由此，如果AC开关9已经失效，则能够检测到失效。

(确定[4])

接下来，在AC开关9被控制成断开的状态下，执行AC开关9的失效检测并且使得双向逆变器7进行操作，而不管是否正从外部向输入端Tin供应AC电压。在这种情况下，可能存在输入电压，因此，即使执行输入电压和输出电压之间的比较，在它们的相位彼此相符的情况下，也不能够辨别AC开关9是短路还是仅仅有输入电压。

图7是示出主动改变双向逆变器7的输出的频率的示例的波形图。也就是说，初始地，将频率设定成f0[Hz]并且将一个周期设置成(1/f0)[s]，此后，将频率变成(f0-Δf)[Hz]，然后变成(f0+Δf)[Hz]。详细地，如果用t表示时间，则用Vout*来表示输出电压目标值，用f0*来表示基础频率目标值并且用fact*来表示微小频率变化，如下地表示Vout*：

Vout*＝2^1/2×101×sin{2π(f0*+fact*)t}。

值fact*周期性变化成0、+Δf和-Δf(Δf是分钟)。然后，执行反馈控制，使得实际输出电压Vout#变成Vout*。

要注意，将主动改变的电特性不限于频率。可使用相位、振幅或偏移来给出此改变。

在没有从外部到输入端Tin的输入电压并且AC开关9正常断开的情况下，第一电压传感器5检测到的电压基本上为零。在有来自外部的输入电压的情况下，即使AC开关9短路，输入电压也不跟随变化。在没有来自外部的输入电压并且AC开关9短路的情况下，出现输入电压跟随输出电压改变的现象。

(确定[4]的确定条件)

因此，控制单元10主动改变双向逆变器7的输出的电特性，并且如果检测到第一电压传感器5检测到的引起的电压变化跟随第二电压传感器6检测到的电压(例如，输入电压的频率在十二个周期期间持续在±0.4Hz内变化)，则控制单元10确定AC开关9已经失效。

在这种情况下，当最终没有从外部供应AC电压并且存在来自双向逆变器7的输出电压时，如果AC开关已经出现失效，则可以通过改变例如所述双向逆变器7的输出的频率或振幅来检测失效。

图13示出当在确定[4]中执行确定时的测量数据。较低级的波形是通过沿着时间轴方向放大上一级波形的部分而获得的波形。测量数据表明，在抽出插头1之后的1秒(250ms)内，执行双向逆变器7的短路和停止的检测，并且插头1的电压满足所需的反向馈电标准。

(确定[2”])

接下来，在AC电压没有从外部被供应到输入端Tin并且AC开关9被控制成断开并且使得双向逆变器7进行操作的状态下，执行对半导体开关90中的一侧短路的失效确定。

在这种情况下，为经一侧短路整流的半波的波形作为输入电压出现，因此不能使用确定[4]中的主动改变来执行检测。因此，基于最大值或最小值是否彼此相符来执行确定。

(确定[2”]的确定条件)

如果以下状态占据预定时间比例(例如，在250ms内的100ms中检测到此状态)，则控制单元10确定AC开关已经失效，该状态是以下的状态：第一电压传感器5和第二电压传感器6均检测到具有等于或大于预定值(例如，10V)的有效值的电压；以及第一电压传感器5检测到的电压的瞬时值和第二电压传感器6检测到的电压的瞬时值的最大值或最小值之间的差等于或小于预定值(例如，10V)。

基于该确定，能够防止当AC开关9已经失效时在输入端Tin处引起基于双向逆变器7的输出电压的电压。

(确定[5])

接下来，将描述在双向逆变器7进行输出操作期间半导体开关90的一侧短路的确定。

图8是与图1中的电源单元不同的另一个电源单元100的电路图。与图1的差别在于，作为负载的继电器12连接至输入端Tin。当提供此负载时，输入端Tin处的电压下降更快。

图9是示出此电压降的示例。在半导体开关90中出现一侧短路使得在正侧引起电压的情况下，如果没有设置诸如继电器12的负载，则如(b)中的椭圆的虚线所示地，其期间电压与接近最大值的值相符的时间段长，因此可以执行确定。然而，如果设置了负载，则输入电压如实线所示地快速下降，因此不能通过使用与最大值相符的条件的确定[2”]的方法来执行确定。

图10是在只针对正侧的短路的情况下(图10中的(b))和只针对负侧的短路的情况下(图10中的(c))的输入电压的波形的示图。在正常情况下的逆变器输出电压波形(图10中的(a))中，正侧电压的平均值是大约90V并且负侧电压的平均值是大约-90V。在半导体开关90一侧已经失效的情况下，在只在正侧具有输出的输入电压波形(图10中的(b))中，正侧电压的平均值是65V至130V并且负侧电压的平均值是大约零。在只在负侧具有输出的波形(图10中的(c))中，负侧电压的平均值是-65V至-130V并且负侧电压的平均值是大约零。

因此，如果正侧和负侧中只有一侧的平均值处于特定水平，则可以确定半导体开关90的一侧短路。因此，每个周期计算正侧和负侧的平均值，并且如果正侧和负侧中只有一侧上的平均值处于特定水平的状态在几个周期期间持续，则可以创建确定。

图11和图12示出只在正侧有输出的波形和在正侧保留有电压的波形。如图11中所示，存在基于此剩余电压执行错误确定的可能性。因此，如图12中所示，也一起确定了一个AC周期中的输入和输出的最大值或最小值是否彼此接近。

(确定[5]的确定条件)

在没有从外部向输入端Tin供应AC电压并且AC开关9被控制成断开并且使得双向逆变器7进行操作的状态下，如果在预定时间段或更长时间期间持续以下状态(例如，连续在十二个周期检测到此状态)，则控制单元10确定AC开关9已经失效，该状态是以下的状态：第一电压传感器5和第二电压传感器6均检测其在正侧和负侧中的一侧的在一个AC周期中的平均值的绝对值等于或大于预定值的电压(例如，50V)，并且检测到其在正侧和负侧中的另一侧的一个AC周期中的平均值的绝对值等于或小于预定值(例如，10V)的电压；以及第一电压传感器5检测到的电压和第二电压传感器6检测到的电压的半个AC周期中的最大值或最小值的差等于或小于预定值(例如，10V)。

基于该确定，能够防止当AC开关9已经失效时在输入端处引起基于双向逆变器7的输出电压的电压。

(执行定时)

控制单元10可以在以下定时执行上述的各种确定的全部。

在开始电源单元100的操作之前：确定[1]

在开始从双向逆变器7输出之前：确定[3]

在开始从双向逆变器7输出之前：确定[2]、[2’]

在双向逆变器7的输出操作期间：确定[2”]、[4]、[5]

还能够使控制单元10只执行选自以上确定的一些确定。

(概述)

以下，将示出以上内容的概述。在AC开关9被控制成断开的状态下，如果基于双向逆变器7的操作状态、输入电压和输出电压检测到经由AC开关9的电流传导，则控制单元10确定AC开关9已经失效，并且使双向逆变器7停止。

在该电源单元中，能够通过两个电压传感器和控制单元基于以下事实来检测AC开关的失效(焊接或短路)：当AC开关已经无法持续传导时，在正常状态下不应该出现的电压被检测为输入电压或输出电压。如果检测到失效，则双向逆变器停止，由此能够可靠地防止由于双向逆变器的输出而出现电压。

如下地执行用于电源单元的反向馈电保护方法：

在AC开关9被控制成断开的状态下，如果检测到AC开关9断开时应该出现的输入电压和输出电压的状态，则确定AC开关9是正常的；以及

在AC开关9被控制成断开的状态下，如果检测到AC开关9闭合时应该出现的输入电压和输出电压的状态，则确定AC开关9已经失效并且使双向逆变器7停止。

在该用于电源单元的反向馈电保护方法中，能够通过两个电压传感器和控制单元基于以下事实来检测AC开关的失效(焊接或短路)：当AC开关已经无法持续传导时，在正常状态下不应该出现的电压被检测为输入电压或输出电压。如果检测到失效，则双向逆变器停止，由此能够可靠地防止由于双向逆变器的输出而出现电压。

《补充》

要注意，本文中公开的实施例在所有方面仅仅是例示性的，不应该被认为是限制性的。本发明的范围由权利要求书的范围限定，并且旨在包括与权利要求书的范围等同的含义以及该范围内的所有修改。

附记]

以上描述包括以下附加说明中的特征。也就是说，电源单元也可以如下地表示。

一种电源单元，所述电源单元包括：

AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；

第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；

第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；

双向逆变器，其连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；

蓄电池，其经由所述双向逆变器连接至所述AC路径；

AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及

控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，所述控制单元被配置成，使得在AC开关被控制成断开的状态下，如果在没有从AC开关本身接收到与断开/闭合状态相关的信号的情况下，基于双向逆变器的操作状态、输入电压和输出电压，估计出现经由AC开关的电流传导，则控制单元确定AC开关已经失效，并且停止双向逆变器。

参考符号列表

1 插头

2 接地漏电断路器

3 AC电源插座

4 AC路径

5 第一电压传感器

6 第二电压传感器

7 双向逆变器

8 蓄电池

9 AC开关

10 控制单元

11 插座

12 继电器

90 半导体开关

91 继电器触点

100 电源单元

Tin 输入端

Tout 输出端

P 连接点

Q1、Q2 半导体开关元件

d1、d2 并联二极管

Claims (13)

1.一种电源单元，所述电源单元包括：

AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；

第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；

第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；

双向逆变器，其被连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；

蓄电池，其经由所述双向逆变器来被连接至所述AC路径；

AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及

控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，所述控制单元被配置成使得：

在所述AC开关被控制成断开而所述双向逆变器被启动以进行操作或被致使以进行操作的状态下，如果基于所述双向逆变器的操作状态、所述输入电压和所述输出电压而检测到经由所述AC开关的电流传导，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，并且停止所述双向逆变器。

2.根据权利要求1所述的电源单元，其中，

所述AC开关由以下形成：

电磁驱动型的继电器触点；

双向半导体开关；或者

彼此并联连接的所述继电器触点和所述半导体开关。

3.根据权利要求1所述的电源单元，其中，

在没有从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开的状态下、以及在启动所述双向逆变器以进行操作的状态下，如果下述情形在预定时间段或更长时间段期间持续，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，所述情形是以下情形：

所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到具有等于或大于预定值的有效值的电压；以及

在由所述第一电压传感器检测到的电压的瞬时值和由所述第二电压传感器检测到的电压的瞬时值之间的差的绝对值等于或小于预定值。

4.根据权利要求1所述的电源单元，其中，

在没有从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开的状态下、以及在启动所述双向逆变器以进行操作的状态下，如果下述情形在预定时间段或更长时间段期间持续，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，所述情形是以下情形：

所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到具有等于或大于预定值的有效值的电压；并且

在由所述第一电压传感器检测到的电压的瞬时值和由所述第二电压传感器检测到的电压的瞬时值在一个AC周期中的最大值之间的差或者最小值之间的差等于或小于预定值。

5.根据权利要求1所述的电源单元，其中，

在从外部向所述输入端供应AC电压的同时启动所述双向逆变器以进行操作的情况下，在将所述AC开关控制成断开之后，所述控制单元提供无输出时间段直至启动所述双向逆变器的所述操作，以及

如果在所述无输出时间段中，下述情形在预定时间段或更长时间段期间持续，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，所述情形是以下情形：

所述第一电压传感器和所述第二电压传感器检测到等于或大于预定值的电压值；以及

在由所述第一电压传感器检测到的电压的瞬时值和由所述第二电压传感器检测到的电压的瞬时值之间的差的绝对值等于或小于预定值。

6.根据权利要求1所述的电源单元，其中，

不管是否正从外部向所述输入端供应AC电压，在将所述AC开关控制成断开并且使得所述双向逆变器进行操作的状态下，所述控制单元主动改变所述双向逆变器的输出的电特性，以及

如果检测到由所述第一电压传感器检测到的电压中出现的变化跟随由所述第二电压传感器检测到的电压，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效。

7.根据权利要求1所述的电源单元，其中，

在没有从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开的状态下、以及在使得所述双向逆变器进行操作的状态下，如果下述情形占据预定时间比例，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，所述情形是以下情形：

所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到具有等于或大于预定值的有效值的电压；以及

在由所述第一电压传感器检测到的电压的瞬时值和由所述第二电压传感器检测到的电压的瞬时值在一个AC周期中的最大值之间的差或者最小值之间的差等于或小于预定值。

8.根据权利要求1所述的电源单元，其中，

在没有从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开的状态下、以及在使得所述双向逆变器进行操作的状态下，如果下述情形在预定时间段或更长时间段期间持续，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，所述情形是以下情形：

所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到在正侧和负侧中的一侧上的在一个AC周期中的其平均值的绝对值等于或大于预定值的电压，并且检测到在所述正侧和所述负侧中的另一侧上的在一个AC周期中的其平均值的绝对值等于或小于预定值的电压；以及

在由所述第一电压传感器检测到的电压的瞬时值和由所述第二电压传感器检测到的电压的瞬时值在半个AC周期中的最大值之间的差或者最小值之间的差等于或小于预定值。

9.一种电源单元，所述电源单元包括：

AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；

第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；

第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；

双向逆变器，其被连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；

蓄电池，其经由所述双向逆变器来被连接至所述AC路径；

AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及

控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，所述控制单元被配置成使得：

在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果基于所述双向逆变器的操作状态、所述输入电压和所述输出电压而检测到经由所述AC开关的电流传导，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，

其中，

在从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开的状态下、以及在没有使得所述双向逆变器操作的状态下，如果所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到具有等于或大于预定值的有效值的电压、并且所述第二电压传感器反复检测到其瞬时值的绝对值等于或大于预定值的电压，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效。

10.一种用于电源单元的反向馈电保护方法，所述电源单元包括：

AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；

第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；

第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；

双向逆变器，其被连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；

蓄电池，其经由所述双向逆变器来被连接至所述AC路径；

AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及

控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，

所述反向馈电保护方法由所述控制单元来被执行并且包括：

在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果检测到当所述AC开关被断开时所应该出现的所述输入电压和所述输出电压的状态，则确定所述AC开关是正常的；以及

在所述AC开关被控制成断开而所述双向逆变器被启动以进行操作或被致使以进行操作的状态下，如果检测到当所述AC开关被闭合时所应该出现的所述输入电压和所述输出电压的状态，则确定所述AC开关已经失效并且停止所述双向逆变器。

11.一种电源单元，所述电源单元包括：

AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；

第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；

第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；

双向逆变器，其被连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；

蓄电池，其经由所述双向逆变器来被连接至所述AC路径；

AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及

控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，所述控制单元被配置成使得：

在所述AC开关被控制成断开而所述双向逆变器被启动以进行操作或被致使以进行操作的状态下，如果在未从所述AC开关本身接收到与断开/闭合状态相关的信号的情况下基于所述双向逆变器的操作状态、所述输入电压以及所述输出电压而估计到出现经由所述AC开关的电流传导，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效并且停止所述双向逆变器。

12.一种用于电源单元的反向馈电保护方法，所述电源单元包括：

AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；

第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；

第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；

双向逆变器，其被连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；

蓄电池，其经由所述双向逆变器来被连接至所述AC路径；

AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及

控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，

所述反向馈电保护方法由所述控制单元来被执行并且包括：

在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果检测到当所述AC开关被断开时所应该出现的所述输入电压和所述输出电压的状态，则确定所述AC开关是正常的；以及

在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果检测到当所述AC开关被闭合时所应该出现的所述输入电压和所述输出电压的状态，则确定所述AC开关已经失效，

其中，

在从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开的状态下、以及在没有使得所述双向逆变器操作的状态下，如果所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到具有等于或大于预定值的有效值的电压、并且所述第二电压传感器反复检测到其瞬时值的绝对值等于或大于预定值的电压，则确定所述AC开关已经失效。

13.一种电源单元，所述电源单元包括：

AC路径，其在所述电源单元中从输入端到输出端；

第一电压传感器，其被配置成检测所述输入端处的输入电压；

第二电压传感器，其被配置成检测所述输出端处的输出电压；

双向逆变器，其被连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；

蓄电池，其经由所述双向逆变器来被连接至所述AC路径；

AC开关，其被设置在所述双向逆变器被连接于所述AC路径的连接点和所述输入端之间；以及

控制单元，其被配置成控制所述双向逆变器和所述AC开关，所述控制单元被配置成使得：

在所述AC开关被控制成断开的状态下，如果在未从所述AC开关本身接收到与断开/闭合状态相关的信号的情况下基于所述双向逆变器的操作状态、所述输入电压以及所述输出电压而估计到出现经由所述AC开关的电流传导，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效，

其中，

在从外部向所述输入端供应AC电压并且所述AC开关被控制成断开的状态下、以及在没有使得所述双向逆变器操作的状态下，如果所述第一电压传感器和所述第二电压传感器均检测到具有等于或大于预定值的有效值的电压、并且所述第二电压传感器反复检测到其瞬时值的绝对值等于或大于预定值的电压，则所述控制单元确定所述AC开关已经失效。

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