CN116195165A - 电源装置 - Google Patents

Abstract

多个半导体开关(SW1～SWn)以及机械式开关(12)串联连接在第一端子(T1)与第二端子(T2)之间。多个电压检测器(15)与多个半导体开关(SW1～SWn)分别对应地设置，检测对应的半导体开关的端子间电压。多个驱动电路(GD1～GDn)与多个半导体开关(SW1～SWn)分别对应地设置，响应来自主控制部(40)的控制信号而使对应的半导体开关断开。各驱动电路判定对应的半导体开关的端子间电压与多个半导体开关中的另一个半导体开关的端子间电压是否一致，并输出判定结果。主控制部(40)基于从多个驱动电路(GD1～GDn)分别赋予的判定结果，检测多个半导体开关(SW1～SWn)未正常地断开的切断异常。

Description

电源装置

技术领域

本申请涉及一种电源装置。

背景技术

日本特开平2－106158号公报(专利文献1)中公开了一种具有将多个自消弧型的半导体开关元件串联连接而构成的电路的电力转换装置。在专利文献1中，对于各半导体开关元件设置用于检测无法切断的检测单元。检测单元构成为，利用作为半导体开关元件的GTO(GateTurn-Offthyristor)的端子间电压来检测无法切断。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2－106158号公报

发明内容

发明要解决的课题

作为用于向负载供给交流电力的电源装置，存在瞬间停电补偿装置(MultiplePowerCompensator)。瞬间停电补偿装置一般构成为，连接在交流电源与负载之间，即使在产生了交流电源的停电或者瞬时电压降低的情况下，也能够将稳定的交流电力无瞬断地供给到负载。

有的瞬间停电补偿装置具有串联连接在交流电源与负载之间的机械式开关以及开关电路。开关电路将多个半导体开关串联连接而构成。在交流电源正常时使机械式开关以及多个半导体开关导通(接通)，由此电源装置将交流电源的交流电力向负载供给。另一方面，在交流电源的停电或者瞬时电压降低的产生时，使机械式开关以及多个半导体开关切断(断开)，并且经由电力转换器而开始从电力储存装置向负载进行电力供给。

在这种电源装置中，当产生多个半导体开关中的某一个变得无法切断的切断异常时，在开关电路的内部，开关电路的输入端子与输出端子间的电压差有可能集中地施加于正常断开的一部分半导体开关。因此，需要有对多个半导体开关的切断异常进行检测的单元。

然而，当机械式开关以及开关电路均断开时，电源装置的输入端子以及输出端子的电压差几乎都施加于机械式开关的端子间。其起因在于，与半导体开关的断开电阻(断开时的电阻)相比，机械式开关的断开电阻足够大。因此，正常断开的半导体开关的端子间电压成为接近零电压的值，在与产生切断异常的半导体开关的端子间电压之间难以出现有效差。因此，如上述专利文献1所记载的那样，当利用半导体开关的端子间电压时，担心错误地检测切断异常的产生。

本申请是为了解决上述那样的问题点而进行的，本申请的目的在于，在具备串联连接的多个半导体开关以及机械式开关的电源装置中准确地检测多个半导体开关的切断异常。

用于解决课题的手段

本申请的一个方式的电源装置具备接受从交流电源供给的交流电压的第一端子、与负载连接的第二端子、多个半导体开关、机械式开关、多个电压检测器、以及控制装置。多个半导体开关串联连接在第一端子与第二端子之间。机械式开关与多个半导体开关串联地连接在第一端子与第二端子之间。多个电压检测器与多个半导体开关分别对应地设置，检测对应的半导体开关的端子间电压。控制装置包括主控制部以及多个驱动电路。主控制部基于第一端子接受的交流电压，对多个半导体开关以及机械式开关的接通断开进行控制。多个驱动电路与多个半导体开关分别对应地设置，响应来自主控制部的控制信号而使对应的半导体开关断开。多个驱动电路分别包括判定部。判定部判定对应的半导体开关的端子间电压与多个半导体开关中的另一个半导体开关的端子间电压是否一致，并输出判定结果。主控制部基于从多个驱动电路分别赋予的判定部的输出信号，检测多个半导体开关未正常地断开的切断异常。

发明的效果

根据本申请，在具备串联连接的多个半导体开关以及机械式开关的电源装置中，能够准确地检测多个半导体开关的切断异常。

附图说明

图1是表示实施方式1的电源装置的概略构成的图。

图2是表示图1所示的半导体开关的其他构成例的电路图。

图3是表示图1所示的控制装置中的与机械式开关以及开关电路的控制相关的部分的构成的电路框图。

图4是表示图3所示的栅极驱动电路的构成的电路框图。

图5是表示图4所示的判定部的第一构成例的电路框图。

图6是说明主控制部中的半导体开关的切断异常的判定处理的图。

图7是表示图4所示的判定部的参考例的电路框图。

图8是表示栅极驱动电路的动作的时序图。

图9是表示图4所示的判定部的第二构成例的电路框图。

图10是表示栅极驱动电路的动作的时序图。

图11是表示图4所示的判定部的第三构成例的电路框图。

图12是表示栅极驱动电路的动作的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图对本申请的实施方式进行详细说明。另外，以下，对于图中的相同或者相当的部分赋予相同的附图标记，原则上不重复其说明。

[实施方式1]

图1是表示实施方式1的电源装置的概略构成的图。

如图1所示那样，实施方式1的电源装置10构成为，连接在交流电源1与负载2之间，从交流电源1接受交流电力而向负载2供给交流电力。电源装置10例如能够应用于在产生了交流电源1的停电或者瞬时电压降低的情况下、用于将稳定的交流电力无瞬断地供给到负载2的装置(例如，瞬间停电补偿装置)。

代表性的交流电源1为商用交流电源，将商用频率的交流电力向电源装置10供给。负载2通过从电源装置10供给的商用频率的交流电力而驱动。另外，在图1中，仅示出了与一相的交流电力相关的部分，但电源装置10也可以接受三相交流电力而输出三相交流电力。

如图1所示那样，电源装置10具备输入端子T1、输出端子T2、直流端子T3、机械式开关12、开关电路14、双向转换器16、电压检测器15、18、20、以及控制装置30。

输入端子T1与交流电源1电连接，接受从交流电源1供给的商用频率的交流电压VI。输入端子T1与“第一端子”的一个实施例对应。

机械式开关12电连接在输入端子T1与输出端子T2之间。机械式开关12响应从控制装置30赋予的H(逻辑高)电平的控制信号S0而导通(接通)，响应L(逻辑低)电平的控制信号S0而切断(断开)。另外，机械式开关12在接通状态下接受到L电平的控制信号S0时，在从接受到控制信号S0起的几十微秒后断开。

输出端子T2与负载2连接。负载2由从输出端子T2供给的交流电压VO驱动。输出端子T2对应于“第二端子”的一个实施例。

直流端子T3与电池3连接。电池3对应于蓄积直流电力的“电力储存装置”的一个实施例。作为电力储存装置，也可以代替电池3而将双电荷层电容器与直流端子T3连接。直流端子T3的直流电压VB(电池3的端子间电压)的瞬时值由控制装置30检测。

开关电路14与机械式开关12串联地电连接在输入端子T1以及输出端子T2之间。开关电路14具有输入节点14a、输出节点14b、以及n个(n为2以上的整数)半导体开关SW1～SWn。

输入节点14a经由机械式开关12而与输入端子T1电连接，输出节点14b与输出端子T2连接。半导体开关SW1～SWn串联连接在输入节点14a以及输出节点14b之间。在图1的例子中，n＝4。但是，半导体开关的数量n不限定于4。

半导体开关SW1～SWn通过从控制装置30分别输入的栅极信号G1～Gn而被控制接通断开。以下，在对半导体开关SW1～SWn进行概述的情况下简称为“半导体开关SW”，在对栅极信号G1～Gn进行概述的情况下简称为“栅极信号G”。

半导体开关SWi(i为1以上n以下的整数)具有IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)Qi、与IGBTQi反向并联连接的二极管Di、缓冲电路SNi、以及变阻器Zi。IGBTQi的集电极与输入节点14a电连接，发射极与输出节点14b电连接。二极管Di将从输出节点14b朝向输入节点14a的方向作为顺向而被连接。另外，半导体开关SWi并不局限于IGBT，能够使用任意的自消弧型的半导体开关元件。以下，在对IGBTQ1～Qn进行概述的情况下简称为“IGBTQ”，在对缓冲电路SN1～SNn进行概述的情况下简称为“缓冲电路SN”，在对变阻器Z1～Zn进行概述的情况下简称为“变阻器Z”。

半导体开关SW(IGBTQ)根据H电平的栅极信号G而接通，根据L电平的栅极信号G而断开。即，H电平的栅极信号G相当于用于使半导体开关SW(IGBTQ)接通的接通指令(导通指令)，L电平的栅极信号G相当于用于使半导体开关SW(IGBTQ)断开的断开指令(切断指令)。

缓冲电路SN1～SNn分别与IGBTQ1～IGBTQn并联连接，相对于浪涌电压保护对应的IGBTQ。缓冲电路SN例如具有串联连接在对应的IGBTQ的集电极－发射极间的电阻元件以及电容器。在IGBTQ中流动电流的情况下，当使IGBTQ突然断开时，由于自电感而在IGBTQ的集电极－发射极间产生浪涌电压。缓冲电路SN通过抑制这样的浪涌电压来保护IGBTQ。

变阻器Z1～Zn分别与IGBTQ1～Qn并联连接。变阻器Z是电阻值具有电压依赖性的电阻器。变阻器Z例如是ZnR(Zinc oxide nonlinear resistor)。变阻器Z的电阻值根据其端子间电压而变化，当超过规定的阈值电压时会急剧降低。因此，能够防止IGBTQ的集电极－发射极间电压超过阈值电压，防止IGBTQ被浪涌电压破坏。

另外，半导体开关SW不限定于图1的构成，例如还能够成为图2所示的构成。在图2的例子中，半导体开关SW具有反向串联连接的IGBTQA、QB、与IGBTQA、QB分别反向并联连接的二极管D1A、D1B、缓冲电路SN、以及变阻器Z。IGBTQA的集电极与输入节点14a电连接，发射极与IGBTQB的发射极连接。IGBTQB的集电极与输出节点14b电连接。二极管DA将从输出节点14b朝向输入节点14a的方向作为顺向而被连接。二极管DB将从输入节点14a朝向输出节点14b的方向作为顺向而被连接。缓冲电路SN以及变阻器Z与IGBTQA、QB的串联电路并联连接。

返回图1，双向转换器16连接在开关电路14的输出节点14b与直流端子T3之间。双向转换器16构成为，在向输出节点14b输出的交流电力与电池3所蓄积的直流电力之间双方向地进行电力转换。双向转换器16对应于“电力转换器”的一个实施例。

双向转换器16在从交流电源1供给交流电力的正常时，将从交流电源1经由开关电路14供给的交流电力转换为直流电力，并将该直流电力蓄积到电池3。另一方面，在来自交流电源1的交流电力的供给停止的停电、或产生交流电源1的瞬时电压降低时，双向转换器16将电池3的直流电力转换为商用频率的交流电力，并将该交流电力向负载2供给。

虽然省略图示，但双向转换器16具有多个半导体开关元件。多个半导体开关元件根据由控制装置30生成的控制信号而被控制接通断开。控制信号是脉冲信号列，且是PWM(Pulse Width Modulator)信号。双向转换器16通过响应控制信号而使多个半导体开关元件接通或者断开，由此能够在向输出节点14b输出的交流电力与向直流端子T3输入输出的直流电力之间执行双方向的电力转换。

电压检测器18检测从交流电源1向输入端子T1供给的交流电压VI的瞬时值，并将表示其检测值的信号向控制装置30赋予。控制装置30基于交流电压VI的瞬时值来判定交流电源1是否正常。例如，控制装置30在交流电压VI比预先确定的下限电压高的情况下判定为交流电源1正常。控制装置30在交流电压VI比下限电压降低的情况下判定为交流电源1不正常(异常)。

电压检测器20检测在输出端子T2出现的交流电压VO的瞬时值，并将表示其检测值的信号向控制装置30赋予。

电压检测器15检测半导体开关SW的端子间电压V的瞬时值，并将表示其检测值的信号向控制装置30赋予。在图1的例子中，电压检测器15检测各半导体开关SW的IGBTQ的集电极－发射极间的电压V的瞬时值。由电压检测器15检测到的检测值V1～Vn分别对应于半导体开关SW1～SWn的端子间电压。以下，在对端子间电压V1～Vn进行概述的情况下简称为“端子间电压V”。

在半导体开关SW为接通状态的情况下，半导体开关SW的端子间电压V成为零电压。另一方面，在半导体开关SW为断开状态的情况下，半导体开关SW的端子间电压V成为与向输入端子T1供给的交流电压VI与在输出端子T2出现的交流电压VO之间的电压差相应的值。如此，半导体开关SW的端子间电压V在理想上在半导体开关SW的接通状态与断开状态下成为不同的值。

控制装置30使用来自未图示的上位控制器的指令、从电压检测器18、20输入的信号等，对开关电路14(半导体开关SW)的接通断开以及双向转换器16的运转进行控制。控制装置30例如能够由微计算机等构成。作为一个例子，控制装置30具有未图示的CPU(CentralProcessing Unit)以及存储器，通过由CPU执行存储器中预先储存的程序而进行的软件处理，能够执行在以下说明的控制动作。或者，对于该控制动作的一部分或者全部，也能够代替软件处理而通过使用了内置的专用的电子电路等的硬件处理来实现。

接下来，对实施方式1的电源装置10的动作进行说明。

在交流电源1的正常时，控制装置30对机械式开关12赋予H电平的控制信号S0，并且对开关电路14的半导体开关SW1～SWn分别赋予H电平的栅极信号G1～Gn。通过机械式开关12以及开关电路14的半导体开关SW1～SWn接通，由此从交流电源1经由机械式开关12以及开关电路14对负载2供给交流电力，负载2被驱动。另外，从交流电源1经由机械式开关12以及开关电路14向双向转换器16供给交流电力，该交流电力被转换为直流电力而蓄积到电池3。此时，控制装置30对双向转换器16进行控制，以使电池3的端子间电压VB成为参照电压VBr。

在交流电源1的异常时(交流电源1的停电时或者瞬时电压降低时)，控制装置30对机械式开关12赋予L电平的控制信号S0，并且对开关电路14的半导体开关SW1～SWn分别赋予L电平的栅极信号G1～Gn。机械式开关12以及开关电路14的半导体开关SW1～SWn瞬时断开，并且电池3的直流电力由双向转换器16转换为交流电力而向负载2供给。因此，即使在交流电源1产生异常的情况下，在电池3蓄积有直流电力的期间也能够使负载2继续运转。此时，控制装置30基于由电压检测器20检测的交流电压VO对双向转换器16进行控制，以使交流电压VO成为参照电压VOr。控制装置30在电池3的端子间电压VB降低而到达下限电压的情况下使双向转换器16的运转停止。

另外，即使在开关电路14中产生了元件故障或者控制异常的情况下，通过使双向转换器16运转并且使机械式开关12以及开关电路14断开，电池3的直流电力也会经由双向转换器16向负载2供给。因此，即使在交流电源1或者开关电路14产生异常的情况下，也能够无瞬断地对向负载2持续供给稳定的电力。

然而，在开关电路14中，在半导体开关SW1～SWn的一部分产生无法切断的异常(以下，也称为“切断异常”)的情况下，在产生L电平的栅极信号G1～Gn(切断指令)的过程中，有时会产生这一部分的半导体开关SW不会断开而维持接通状态、并且剩余的半导体开关SW断开这样的不一致的状态。如此，当串联连接的半导体开关SW1～SWn产生不一致的状态时，输入节点14a以及输出节点14b之间的电压差会被集中地施加到成为断开状态的剩余的半导体开关SW的端子间。因此，有可能对该剩余的半导体开关SW施加过电压。

因此，在本实施方式中，控制装置30构成为，检测构成开关电路14的半导体开关SW1～SWn的切断异常。以下，对实施方式1的电源装置10中的开关电路14的切断异常的检测处理进行说明。

图3是表示图1所示的控制装置30中的与机械式开关12以及开关电路14的控制相关的部分的构成的电路框图。如图3所示那样，控制装置30具有主控制部40、以及多个栅极驱动电路GD1～GDn。

主控制部40基于由电压检测器18检测的交流电压VI的瞬时值，判定交流电源1是否正常。在交流电压VI高于下限电压的情况下，主控制部40判定为交流电源1正常。在该情况下，主控制部40对机械式开关12赋予H电平的控制信号S0，并且对栅极驱动电路GD1～GDn分别赋予H电平的控制信号S1～Sn。

另一方面，在交流电压VI低于下限电压的情况下，主控制部40判定为交流电源1不正常。在该情况下，主控制部40L对机械式开关12赋予L电平的控制信号S0，并且对栅极驱动电路GD1～GDn分别赋予L电平的控制信号S1～Sn。以下，在对栅极驱动电路GD1～GDn进行概述的情况下简称为“栅极驱动电路GD”，在对控制信号S1～Sn进行概述的情况下简称为“控制信号S”。

栅极驱动电路GD1～GDn与半导体开关SW1～SWn分别对应地设置。栅极驱动电路GD1～GDn响应从主控制部40赋予的控制信号S1～Sn，将栅极信号G1～Gn向半导体开关SW1～SWn分别输出。具体地说，在控制信号S为H电平的情况下，栅极驱动电路GD输出H电平的栅极信号G，由此使半导体开关SW接通。在控制信号S为L电平的情况下，栅极驱动电路GD输出L电平的栅极信号G，由此使半导体开关SW断开。

栅极驱动电路GD1～GDn分别接受设置于半导体开关SW1～SWn的电压检测器15的输出信号V1～Vn。栅极驱动电路GD1～GDn基于电压检测器15的输出信号V1～Vn来判定半导体开关SW1～SWn的状态，并将表示判定结果的信号DET1～DETn向主控制部40输出。

栅极驱动电路GD具有输入端子T11、T14、T15以及输出端子T12、T13、T16。输入端子T14从主控制部40接受控制信号S。输出端子T12与对应的半导体开关SW的IGBTQ的栅极端子连接。栅极驱动电路GD基于输入端子T14被输入的控制信号S来生成栅极信号G，并将所生成的栅极信号G经由输出端子T12向对应的IGBTQ的栅极端子输出。

输入端子T11从对应的半导体开关SW接受电压检测器15的输出信号V。输出端子T13与主控制部40连接。栅极驱动电路GD将信号DET经由输出端子T13向主控制部40输出。

输入端子T15与另一个栅极驱动电路GD的输出端子T16连接。在图3的例子中，栅极驱动电路GD2的输入端子T15与栅极驱动电路GD1的输出端子T16连接。栅极驱动电路GD3的输入端子T15与栅极驱动电路GD2的输出端子T16连接。栅极驱动电路GD4的输入端子T15与栅极驱动电路GD3的输出端子T16连接。栅极驱动电路GD1的输入端子T15与栅极驱动电路GD4的输出端子T16连接。即，栅极驱动电路GDi(i为2以上n以下的整数)的输入端子T15与栅极驱动电路GDi－1的输出端子T16连接。但是，栅极驱动电路GD1的输入端子T15与栅极驱动电路GDn的输出端子T16连接。

图4是表示图3所示的栅极驱动电路GD的构成的电路框图。如图4所示那样，栅极驱动电路GD具有比较器50、EXOR(“异”门)电路52、判定部54、以及驱动器56。

驱动器56基于输入端子T14被赋予的控制信号S来生成栅极信号G。驱动器56将所生成的栅极信号G经由输出端子T12向对应的半导体开关SW(IGBTQ)输出。在控制信号S为H电平时，驱动器56输出H电平的栅极信号G。在控制信号S为L电平时，驱动器56输出L电平的栅极信号G。

比较器50将向输入端子T1输入的电压检测器15的输出信号V与阈值电压Vth进行比较。电压检测器15的输出信号V表示半导体开关SW的端子间电压V的检测值。如上述那样，在半导体开关SW为接通状态时，端子间电压V成为零电压，在半导体开关SW为断开状态时，端子间电压V成为与交流电压VI与交流电压VO的电压差相应的值。比较器50将端子间电压V的检测值与阈值电压Vth进行比较，并输出表示比较结果的信号C。在端子间电压V的检测值大于阈值电压Vth时，比较器50的输出信号C成为H电平。在端子间电压V的检测值小于阈值电压Vth时，比较器50的输出信号C成为L电平。

比较器50的输出信号C被向EXOR电路52的第一输入端子输入，并且被向输出端子T16输入。向输出端子T16输入的信号C被向另一个栅极驱动电路GD的输入端子T15输入。

EXOR电路52为，第一输入端子接受比较器50的输出信号C，第二输入端子经由输入端子T15而接受另一个栅极驱动电路GD的比较器50的输出信号C。EXOR电路52将两个比较器50的输出信号C的“异”门进行计算，并输出表示计算结果的信号E。在两个比较器50的输出信号C的值不一致时，即一方的信号C的值为H、另一方的信号C的值为L时，EXOR电路52的输出信号E成为H电平。在两个比较器50的输出信号C的值一致时，EXOR电路52的输出信号E成为L电平。

判定部54基于EXOR电路52的输出信号E来判定两个半导体开关SW的端子间电压V是否一致。判定部54将表示判定结果的信号DET经由输出端子T13向主控制部40输出。在判定为两个半导体开关SW的端子间电压V一致的情况下，判定部54输出L电平的信号DET。在判定为两个半导体开关SW的端子间电压V不一致的情况下，判定部54输出H电平的信号DET。

图5是表示图4所示的判定部54的第一构成例的电路框图。如图5所示那样，判定部54具有延迟电路60、比较器62、以及触发器64。

延迟电路60使EXOR电路52的输出信号E延迟规定时间Td1而生成信号F。延迟电路60例如能够使用具有与输入端子串联连接的电阻元件以及与输入端子并联连接的电容器的低通滤波器。在信号E为L电平的情况下，信号F成为L电平。当信号E从L电平上升为H电平时，在规定时间Td1经过之后，信号F从L电平上升为H电平。当信号E从H电平下降到L电平时，在规定时间Td1经过之后，信号F从H电平下降到L电平。即，延迟电路60使信号E的上升缘以及下降缘延迟规定时间Td1而生成信号F。关于规定时间Td1的设定方法将后述。

比较器62将延迟电路60的输出信号F的值与阈值Sth进行比较，并输出表示比较结果的信号。阈值Sth具有0以上低于1的值。在信号F的值大于阈值Sth时，比较器62的输出信号的值成为“1”。在信号F的值小于阈值Sth时，比较器62的输出信号的值成为“0”。即，比较器62在信号F为H电平时输出值“1”，在信号F为L电平时输出值“0”。

触发器64为，设置(S)接受比较器62的输出信号，复位(R)接受值“0”。在S＝1、R＝0时，输出(Q)成为“1”。在S＝0、R＝0时，输出(Q)保持其状态。即，当信号F从L电平上升到H电平时，触发器64将输出状态保持为“1”的状态。触发器64的输出被作为信号DET而经由输出端子T13赋予给主控制部40。

如此，在判定部54中，当EXOR电路52的输出信号E从L电平上升到H电平时，在规定时间Td1经过之后，信号F从L电平上升到H电平。当信号F从L电平上升到H电平时，比较器62的输出信号从L电平变化为H电平，触发器64的输出信号DET成为H电平(DET＝1)。

但是，在EXOR电路52的输出信号E从L电平上升到H电平之后到经过规定时间Td1之前信号E下降到了L电平的情况，信号F不会从L电平上升到H电平，因此比较器62的输出信号不会从L电平发生变化，触发器64的输出信号DET成为L电平(DET＝0)。

即，在EXOR电路52的输出信号E从L电平上升到H电平、且从上升缘起维持规定时间Td1的H电平状态的情况下，判定部54的输出信号DET成为H电平。另一方面，在信号E从上升缘起未维持规定时间Td1的H电平状态的情况下，判定部54的输出信号DET成为L电平。

根据上述构成，在两个比较器50的输出信号C不一致的状态持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为与这两个输出信号C分别对应的两个半导体开关SW的端子间电压V不一致，输出H电平的信号DET。另一方面，在两个比较器50的输出信号C不一致的状态未持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为与这两个输出信号C分别对应的两个半导体开关SW的端子间电压V一致，输出L电平的信号DET。

接下来，使用图4以及图5对栅极驱动电路GD的动作进行说明。栅极驱动电路GD1～GDn的动作基本上相同，因此以栅极驱动电路GD2的动作为代表进行说明。

在栅极驱动电路GD2中，比较器50将半导体开关SW2的端子间电压V2与阈值电压Vth进行比较，并将表示比较结果的信号C2向EXOR电路52以及输出端子T16输出。输入端子T15接受栅极驱动电路GD1的比较器50的输出信号C1。EXOR电路52对比较器50的输出信号C2与比较器50的输出信号C1的“异”门进行计算，并输出表示计算结果的信号E2。在信号C1与信号C2的值一致时信号E2成为L电平，在信号C1与信号C2的值不一致时信号E2成为H电平。

判定部54基于EXOR电路52的输出信号E2来判定两个比较器50的输出信号C1、C2是否一致。在信号C1、C2不一致的状态持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为与信号C1、C2分别对应的半导体开关SW1、SW2的端子间电压V1、V2不一致，并输出H电平的信号DET2。另一方面，在信号C1、C2不一致的状态未持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为与信号C1、C2分别对应的半导体开关SW1、SW2的端子间电压V1、V2一致，并输出L电平的信号DET2。

栅极驱动电路GD3通过进行与上述栅极驱动电路GD2相同的动作而输出信号DET3。在栅极驱动电路GD3的比较器50的输出信号C3与栅极驱动电路GD2的比较器50的输出信号C2不一致的状态持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为与信号C2、C3分别对应的半导体开关SW2、SW3的端子间电压V2、V3不一致，并输出H电平的信号DET3。在信号C2、C3不一致的状态未持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为与信号C2、C3分别对应的半导体开关SW2、SW3的端子间电压V2、V3一致，并输出L电平的信号DET3。

栅极驱动电路GD4通过进行与上述栅极驱动电路GD2相同的动作而输出信号DET4。在栅极驱动电路GD4的比较器50的输出信号C4与栅极驱动电路GD3的比较器50的输出信号C3不一致的状态持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为与信号C3、C4分别对应的半导体开关SW3、SW4的端子间电压V3、V4不一致，并输出H电平的信号DET4。在信号C3、C4不一致的状态未持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为与信号C3、C4分别对应的半导体开关SW3、SW4的端子间电压V3、V4一致，并输出L电平的信号DET4。

栅极驱动电路GD1通过进行与上述栅极驱动电路GD2相同的动作而输出信号DET1。在栅极驱动电路GD1的比较器50的输出信号C1与栅极驱动电路GD4的比较器50的输出信号C4不一致的状态持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为与信号C1、C4分别对应的半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4不一致，并输出H电平的信号DET1。在信号C1、C4不一致的状态未持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为与信号C1、C4分别对应的半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4一致，并输出L电平的信号DET1。

主控制部40从栅极驱动电路GD1～GDn接受信号DET1～DETn。主控制部40基于信号DET1～DETn来判定是否产生半导体开关SW1～SWn的切断异常。

图6是说明主控制部40中的半导体开关SW的切断异常的判定处理的图。图6中例示出信号DET1～DET4的值以及基于该值的主控制部40的判定结果。

情形1表示信号DET1～DET4均成为L电平的情况。L电平的信号DET1表示半导体开关SW1的端子间电压V1与半导体开关SW4的端子间电压V4一致。L电平的信号DET2表示半导体开关SW1的端子间电压V1与半导体开关SW2的端子间电压V2一致。L电平的信号DET3表示半导体开关SW2的端子间电压V2与半导体开关SW3的端子间电压V3一致。L电平的信号DET4表示半导体开关SW3的端子间电压V3与半导体开关SW4的端子间电压V4一致。

即，信号DET1～DET4均为L电平意味着半导体开关SW1～SW4的端子间电压V1～V4相互一致。在该情况下，主控制部40判定为半导体开关SW～SW4的状态相互一致，半导体开关SW1～SW4均正常地断开。

情形2表示信号DET1、DET4成为H电平，信号DET2、DET3成为L电平的情况。H电平的信号DET1表示半导体开关SW1的端子间电压V1与半导体开关SW4的端子间电压V4不一致。L电平的信号DET2表示半导体开关SW1的端子间电压V1与半导体开关SW2的端子间电压V2一致。L电平的信号DET3表示半导体开关SW2的端子间电压V2与半导体开关SW3的端子间电压V3一致。H电平的信号DET4表示半导体开关SW3的端子间电压V3与半导体开关SW4的端子间电压V4不一致。

情形2与上述情形1不同，半导体开关SW1～SW4的端子间电压V1～V4不一致。但是，半导体开关SW1～SW3的端子间电压V1～V3相互一致。因此，主控制部40判定为半导体开关SW1～SW3的状态相互一致而半导体开关SW4的状态与半导体开关SW1～SW3的状态不一致。在该情况下，主控制部40判定为半导体开关SW4产生切断异常。如此，在半导体开关SW1～SW4中的某一个半导体开关SW中产生切断异常的情况下，信号DET1～DET4中的两个成为H电平。因此，主控制部40能够基于信号DET1～DET4来检测半导体开关SW的切断异常。

情形3表示信号DET1成为H电平，信号DET2、DET3、DET4成为L电平的情况。H电平的信号DET1表示半导体开关SW1的端子间电压V1与半导体开关SW4的端子间电压V4不一致。L电平的信号DET2表示半导体开关SW1的端子间电压V1与半导体开关SW2的端子间电压V2一致。L电平的信号DET3表示半导体开关SW2的端子间电压V2与半导体开关SW3的端子间电压V3一致。L电平的信号DET4表示半导体开关SW3的端子间电压V3与半导体开关SW4的端子间电压V4一致。

情形3为，信号DET1～DET4中的一个成为H电平，剩余三个成为L电平。如情形2中所示那样，在半导体开关SW1～SW4中的一个产生切断异常的情况下，信号DET1～DET4中的两个成为H电平。因此，在情形3中，主控制部40判定为信号DET1、DET2中的某个的值不正确。在该情况下，主控制部40判定为栅极驱动电路GD1或GD2的内部电路产生故障。

接下来，对实施方式1的电源装置10产生的效果进行说明。

在实施方式1的电源装置10中，在交流电源1的异常时(交流电源1的停电时或者瞬时电压降低时)，对机械式开关12赋予L电平的控制信号S0，并且对开关电路14的半导体开关SW1～SWn分别赋予L电平的栅极信号G1～Gn。机械式开关12以及半导体开关SW1～SWn瞬时断开，并且电池3的直流电力由双向转换器16转换为交流电力而向负载2供给。另外，在从L电平的控制信号S0以及L电平的栅极信号G1～Gn被赋予的时刻起的几微秒后半导体开关SW1～SWn断开，且从该时刻起的几十微秒后机械式开关12断开。

当半导体开关SW正常地断开时，半导体开关SW的端子间电压V成为与交流电压VI与交流电压VO的电压差相应的电压。在半导体开关SW产生切断异常的情况下，半导体开关SW无法正常地断开，端子间电压V成为零电压。因此，基于由电压检测器15检测的端子间电压V的大小，能够判定半导体开关SW是否正常地断开。

然而，在实施方式1的电源装置10中，在输入端子T1与输出端子T1之间串联连接有机械式开关12以及开关电路14。因此，在机械式开关12以及开关电路14的半导体开关SW1～SWn均断开时，交流电压VI与交流电压VO的电压差几乎都被施加到机械式开关12的端子间。其原因在于，与半导体开关的断开电阻(断开时的电阻)相比，机械式开关12的断开电阻足够大。因此，正常地断开的半导体开关SW的端子间电压V成为接近零电压的值，在与产生切断异常的半导体开关SW的端子间电压V之间难以出现有效差。作为其结果，基于端子间电压V的检测值的大小难以检测到切断异常的产生。

如上述那样，在实施方式1中，控制装置30构成为，通过判定在多个半导体开关SW1～SWn之间端子间电压V是否相互一致，由此检测半导体开关SW1～SWn的切断异常。具体地说，控制装置30为，在半导体开关SW1～SWn之间端子间电压V不相互一致时，检测出半导体开关SW1～SWn的切断异常。由此，即使在正常地断开的半导体开关SW的端子间电压V成为接近零电压的值的情况下，也能够检测出半导体开关SW1～SWn的切断异常的产生。

另外，作为对两个半导体开关SW的端子间电压V是否一致进行判定的方法，能够如图7所示的参考例那样采用如下构成：栅极驱动电路GD2基于比较器50的输出信号C2与从栅极驱动电路GD1赋予的比较器50的输出信号C1来判定半导体开关SW1、SW2的端子间电压V1、V2是否一致，并且栅极驱动电路GD4基于比较器50的输出信号C4与从栅极驱动电路GD3赋予的比较器50的输出信号C3来判定半导体开关SW3、SW4的端子间电压V3、V4是否一致。在图7的参考例中，主控制部40也能够基于信号DET2、DET4来检测出半导体开关SW1～SW4的切断异常。

然而，在图7所示的参考例中，在栅极驱动电路GD2或者GD4产生故障的情况下，信号DET2或者DET4示出错误的值，因此有可能变得无法准确地检测半导体开关SW1～SW4的切断异常。

与此相对，在实施方式1中，控制装置30构成为，对于一个半导体开关SW的端子间电压V来判定两个栅极驱动电路GD一致/不一致。因此，在一个半导体开关SW产生切断异常时，如图6的情形2所示那样，判定为两个栅极驱动电路GD的端子间电压V不一致。因此，能够防止由于一个栅极驱动电路GD的故障而错误地检测为半导体开关SW1～SWn的切断异常。

另外，如上述那样，在各栅极驱动电路GD中，判定部54构成为，在自身的比较器50的输出信号C与另一个栅极驱动电路GD的比较器50的输出信号C不一致的状态持续规定时间Td1的情况下，判定为对应的两个半导体开关SW的端子间电压V不一致。以下，使用图8对判定部54中的规定时间Td1的设定方法进行说明。

图8是表示栅极驱动电路GD1的动作的时序图。

图8中示出控制信号S0以及栅极信号G1～G4(控制信号S1～S4)的波形、表示机械式开关12的状态的波形以及半导体开关SW的端子间电压V的波形。图8中还示出栅极驱动电路GD1的比较器50的输出信号C1以及栅极驱动电路GD4的比较器50的输出信号C4的波形、以及栅极驱动电路GD1的EXOR电路52的输出信号E1以及判定部54的输出信号DET1的波形。

如图8所示那样，在时刻t0，机械式开关12以及半导体开关SW均成为接通状态。当交流电源1产生异常时，控制装置30对机械式开关12赋予L电平的控制信号S0，并且对半导体开关SW赋予L电平的栅极信号G(时刻t1)。

在时刻t1，当控制信号S0以及栅极信号G从H电平下降到L电平时，机械式开关12以及半导体开关SW断开。另外，机械式开关12在从半导体开关SW断开的定时延迟后的定时(时刻t4)断开。

在时刻t1，当半导体开关SW在流动电流的状态下突然断开时，在半导体开关SW的端子间产生浪涌电压。接着，缓冲电路SN所包括的电容器中蓄积的电荷被放电，由此端子间电压V逐渐降低。另外，当在时刻t4机械式开关12断开时，端子间电压V成为接近零电压的值。图8中的波形k1表示半导体开关SW1的端子间电压V1的时间变化，波形k2表示半导体开关SW4的端子间电压V4的时间变化。

虽然半导体开关SW1、SW4均正常地断开，但两个波形k1、k2不完全一致。其原因主要在于，由于缓冲电路SN所包括的电容器的容量偏差，而在半导体开关SW1以及SW4之间电容器的放电速度不同。

在栅极驱动电路GD中，当对应的半导体开关SW的端子间电压V低于阈值电压Vth时，比较器50的输出信号C从H电平变化为L电平。在图8的例子中，半导体开关SW1的端子间电压V1与半导体开关SW4的端子间电压V4的波形不同，因此栅极驱动电路GD1内的比较器50的输出信号C1与栅极驱动电路GD4内的比较器50的输出信号C4在相互不同的定时从H电平变化为L电平。具体地说，信号C1在时刻t2从H电平变化为L电平，信号C4在比时刻t2靠后的时刻t3从H电平变化为L电平。图中的Δt表示时刻t2与时刻t3之间的时间差。

在栅极驱动电路GD1中，EXOR电路52在信号C1、C4的值一致时输出L电平的信号E1，在信号C1、C4的值不一致时输出H电平的信号E1。在图8的例子中，在信号C1、C4不一致的时间Δt中，信号E1成为H电平。

判定部54基于EXOR电路52的输出信号E1来判定两个半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4是否一致，并将表示判定结果的信号DET1向主控制部40输出。判定部54为，在信号E1维持规定时间Td1的H电平的情况下，判定为半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4不一致，并输出H电平的信号DET1。

在此，在规定时间Td1比时间Δt短的情况下(Td1＜Δt)，如图8所示那样，判定部54在时刻t3输出H电平的信号DET1。作为其结果，接受到H电平的信号DET1的主控制部40为，虽然半导体开关SW1、SW4正常地断开，也判定为在半导体开关SW1、SW4的某一个中产生切断异常。为了防止这种误判定，规定时间Td1需要设定为与时间差Δt相比为足够长的时间。

[实施方式2]

在实施方式2中，对栅极驱动电路GD内的判定部54的第二构成例进行说明。

图9是表示图4所示的判定部54的第二构成例的电路框图。如图9所示那样，判定部54具有计数器66以及比较器68。

计数器66对EXOR电路52的输出信号E成为H电平的次数进行计数，并输出表示计数值的信号。计数器66为，每当EXOR电路52的输出信号E维持预先确定的规定时间的H电平时，每次将计数值增加1。

比较器68将计数器66的计数值与阈值Cth进行比较，并输出表示比较结果的信号。阈值Cth为2以上的整数。在计数值大于阈值Cth时，比较器68的输出信号成为H电平。在计数值小于阈值Cth时，比较器68的输出信号成为L电平。比较器68的输出被作为信号DET而经由输出端子T13赋予给主控制部40。

如此，在判定部54中，在EXOR电路52的输出信号E成为H电平的次数超过阈值Cth的情况下，比较器68的输出信号从L电平变化为H电平，输出信号DET成为H电平。另一方面，在EXOR电路52的输出信号E成为H电平的次数低于阈值Cth的情况下，比较器68的输出信号不从L电平发生变化，输出信号DET成为L电平。

根据上述构成，在两个比较器50的输出信号C不一致的次数超过阈值Cth的情况下，判定部54判定为与这两个输出信号C分别对应的两个半导体开关SW的端子间电压V不一致，并输出H电平的信号DET。另一方面，在两个比较器50的输出信号C不一致的次数低于阈值Cth的情况下，判定部54判定为与这两个输出信号C分别对应的两个半导体开关SW的端子间电压V一致，并输出L电平的信号DET。

接下来，使用图10对图9所示的栅极驱动电路GD的动作进行说明。栅极驱动电路GD1～GDn的动作基本上相同，因此以栅极驱动电路GD1的动作为代表进行说明。

图10是表示栅极驱动电路GD1的动作的时序图。

图10中示出控制信号S0以及栅极信号G1～G4(控制信号S1～S4)的波形、表示机械式开关12的状态的波形以及半导体开关SW的端子间电压V的波形。图10中还示出栅极驱动电路GD1的比较器50的输出信号C1以及栅极驱动电路GD4的比较器50的输出信号C4的波形、以及栅极驱动电路GD1的EXOR电路52的输出信号E1以及判定部54的输出信号DET1的波形。

如图10所示那样，在时刻t0，机械式开关12以及半导体开关SW均成为接通状态。当交流电源1产生异常时，控制装置30对机械式开关12赋予L电平的控制信号S0，并且对半导体开关SW赋予L电平的栅极信号G。在时刻t1，当控制信号S0以及栅极信号G从H电平下降到L电平时，机械式开关12以及半导体开关SW断开。另外，机械式开关12在从半导体开关SW断开的定时起延迟后的定时(时刻t11)断开。

在时刻t1，当半导体开关SW在流动电流的状态下突然断开时，在半导体开关SW的端子间产生浪涌电压。接着，缓冲电路SN所包括的电容器中蓄积的电荷被放电，由此端子间电压V逐渐降低。

另外，在时刻t1以后，控制装置30基于电压检测器20的检测值对双向转换器16进行控制，以使交流电压VO成为参照电压VOr。交流电压VO为正弦波，因此交流电压VI与交流电压VO之间的电压差也成为正弦波。因此，半导体开关SW的端子间电压V也成为正弦波。但是，当在时刻t11机械式开关12断开时，端子间电压V成为接近零电压的值。

图10中的波形k1表示半导体开关SW1的端子间电压V1的时间变化，波形k2表示半导体开关SW4的端子间电压V4的时间变化。与图8不同，在图10中，半导体开关SW1正常地断开，半导体开关SW4未正常地断开而维持接通状态。

栅极驱动电路GD1内的比较器50的输出信号C1，在时刻t1以后根据端子间电压V1的变化而在H电平与L电平之间转变。具体地说，信号C1在端子间电压V1大于阈值电压Vth时成为H电平，在端子间电压V1小于阈值电压Vth时成为L电平。另一方面，栅极驱动电路GD4内的比较器50的输出信号C4在时刻t1以后也保持L电平不变。

在栅极驱动电路GD1中，EXOR电路52在信号C1、C4的值一致时输出L电平的信号E1，在信号C1、C4的值不一致时输出H电平的信号E1。

判定部54基于EXOR电路52的输出信号E1来判定两个半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4是否一致，并将表示判定结果的信号DET1向主控制部40输出。判定部54对信号E1成为H电平的次数进行计数，在计数值超过阈值Cth时(时刻t8)，判定为半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4不一致，并输出H电平的信号DET1。在图10中，阈值Cth被设定为Cth＝4。

主控制部40从栅极驱动电路GD1～GDn接受信号DET1～DETn。主控制部40基于信号DET1～DETn来判定半导体开关SW1～SWn是否产生切断异常。

如以上说明的那样，在实施方式2的电源装置10中，判定部54为，在EXOR电路52的输出信号E1成为H电平的次数超过阈值Cth(Cth≥2)的情况下，判定为半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4不一致，并输出H电平的信号DET1。由此，如在图8中说明的那样，在由于端子间电压V的波形偏差而导致在时间差Δt的期间中信号E1暂时成为H电平的情况下，计数值增加1。但是，由于计数值低于阈值Cth，因此信号DET1保持L电平不变。即，信号DET1对端子间电压V的波形偏差不产生影响。因此，能够防止主控制部40错误地判定为半导体开关SW1、SW4的某一个产生切断异常。

[实施方式3]

在实施方式3中，对栅极驱动电路GD内的判定部54的第三构成例进行说明。

图11是表示图4所示的判定部54的第三构成例的电路框图。另外，栅极驱动电路GD1～GDn的判定部54具备相同的构成，因此在图11中代表性地示出栅极驱动电路GD1的判定部54。

如图11所示那样，判定部54具有延迟电路60、比较器62、触发器64、延迟断开电路70、以及AND(逻辑乘积)电路72。图11所示的判定部54相对于图5所示的判定部54追加了延迟断开电路70以及AND电路72。

延迟断开电路70经由输入端子T14接受控制信号S1。延迟断开电路70是用于根据控制信号S1来生成判定部54中的判定定时的延迟电路。延迟断开电路70为，当控制信号S1从L电平上升到H电平时，立即使输出信号H1从L电平上升到H电平。另一方面，延迟断开电路70为，当控制信号S1从H电平下降到L电平时，在预先确定的延迟时间Td2经过后使输出信号H1从H电平下降到L电平。延迟断开电路70的输出信号H1被向AND电路72的第一输入端子输入。延迟时间Td2对应于“第一时间”。

AND电路72为，第一输入端子接受延迟断开电路70的输出信号H1，第二输入端子接受EXOR电路52的输出信号E1。AND电路72对信号H1与信号E1的逻辑乘积进行计算，并输出表示计算结果的信号E11。AND电路72在信号H1为H电平时将信号E1直接输出。即，E1＝E11。另一方面，在信号H1为L电平时，AND电路72输出L电平的信号。由此，在延迟断开电路70的输出信号H1成为H电平的期间，判定部54基于EXOR电路52的输出信号E1来判定半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4是否一致。

延迟电路60使AND电路72的输出信号E11延迟规定时间Td1而生成信号F1。规定时间Td1对应于“第二时间”。规定时间Td1被设定得短于延迟时间Td2。

比较器62将延迟电路60的输出信号F1的值与阈值Sth进行比较，并输出表示比较结果的信号。比较器62为，在信号F1为H电平时输出值“1”，在信号F1为L电平时输出值“0”。

触发器64为，设置(S)接受比较器62的输出信号，复位(R)接受值“0”。触发器64的输出信号被作为DET1而经由输出端子T13赋予给主控制部40。

根据上述构成，在延迟断开电路70的输出信号H1成为H电平的期间，EXOR电路52的输出信号E1从上升缘起维持规定时间Td1的H电平状态的情况下，判定部54的输出信号DET1成为H电平。另一方面，在该期间中信号E从上升缘起未维持规定时间Td1的H电平状态的情况下，信号DET1成为L电平。另外，在延迟断开电路70的输出信号H1成为L电平的期间，信号DET1也成为L电平。

通过成为这种构成，在延迟断开电路70的输出信号H1成为H电平的期间，在比较器50的输出信号C1、C4不一致的状态持续规定时间Td1的情况下，判定部54判定为半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4不一致，并输出H电平的信号DET1。

另一方面，在比较器50的输出信号C1、C4不一致的状态未持续规定时间Td1的情况下，或者在延迟断开电路70的输出信号H1成为L电平的期间，判定部54输出L电平的信号DET1。

接下来，使用图12对图11所示的栅极驱动电路GD的动作进行说明。栅极驱动电路GD1～GDn的动作基本上相同，因此以栅极驱动电路GD1的动作为代表进行说明。

图12是表示栅极驱动电路GD1的动作的时序图。

图12中示出控制信号S0以及栅极信号G1～G4(控制信号S1～S4)的波形、表示机械式开关12的状态的波形以及半导体开关SW的端子间电压V的波形。图12中还示出栅极驱动电路GD1的比较器50的输出信号C1以及栅极驱动电路GD4的比较器50的输出信号C4的波形、以及栅极驱动电路GD1的EXOR电路52的输出信号E1、延迟断开电路70的输出信号H1、AND电路72的输出信号E11以及判定部54的输出信号DET1的波形。

如图12所示那样，在时刻t0，机械式开关12以及半导体开关SW均成为接通状态。当交流电源1产生异常时，控制装置30对机械式开关12赋予L电平的控制信号S0，并且对半导体开关SW赋予L电平的栅极信号G。在时刻t1，当控制信号S0以及栅极信号G从H电平下降到L电平时，机械式开关12以及半导体开关SW断开。另外，机械式开关12在从半导体开关SW断开的定时延迟后的定时(时刻t6)断开。

在时刻t1，当半导体开关SW在流动电流的状态下突然断开时，在半导体开关SW的端子间产生浪涌电压。接着，缓冲电路SN所包括的电容器中蓄积的电荷被放电，由此端子间电压V逐渐降低。时刻t3至时刻t5的期间相当于电容器的放电期间。当在时刻t6机械式开关12断开时，端子间电压V成为接近零电压的值。

图12中的波形k1表示半导体开关SW1的端子间电压V1的时间变化，波形k2表示半导体开关SW4的端子间电压V4的时间变化。与图8不同，在图12中，半导体开关SW1正常地断开，半导体开关SW4未正常地断开而维持接通状态。

栅极驱动电路GD1内的比较器50的输出信号C1在时刻t1以后，根据端子间电压V1的变化而在H电平与L电平之间转变。具体地说，信号C1为，在端子间电压V1大于阈值电压Vth时成为H电平，在端子间电压V1小于阈值电压Vth时成为L电平。另一方面，栅极驱动电路GD4内的比较器50的输出信号C4在时刻t1以后也保持L电平不变。

在栅极驱动电路GD1中，EXOR电路52在信号C1、C4的值一致时输出L电平的信号E1，在信号C1、C4的值不一致时输出H电平的信号E1。在图12的例子中，在时刻t1至时刻t4的期间，信号E1成为H电平。

在判定部54中，在从控制信号S1下降到L电平(时刻t1)起经过了延迟时间Td2之后(时刻t2)，延迟断开电路70的输出信号H1下降到L电平。AND电路72对信号E1与信号H1的逻辑乘积进行计算，并输出表示计算结果的信号E11。信号E11为，在信号H1为H电平时成为与信号E1相同的值，在信号H1为L电平时固定于L电平。在图12中，信号E11在时刻t1至时刻t2的期间(相当于延迟时间Td2)成为H电平。

判定部54基于AND电路72的输出信号E11，判定两个半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4是否一致，并将表示判定结果的信号DET1向主控制部40输出。判定部54为，在信号E11维持规定时间Td1的H电平的情况下，判定为半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4不一致，并输出H电平的信号DET1。

主控制部40从栅极驱动电路GD1～GDn接受信号DET1～DETn。主控制部40基于信号DET1～DETn来判定半导体开关SW1～SWn是否产生切断异常。

如以上说明的那样，在实施方式3的电源装置10中构成为，判定部54判定在从控制信号S1(栅极信号G1)下降到L电平(时刻t1)起到经过延迟时间Td2(时刻t2)为止的期间中，半导体开关SW1、SW4的端子间电压V1、V4是否一致。即，延迟时间Td2相当于判定部54中的判定定时。

在上述构成中，延迟时间Td2被设定为不包括缓冲电路SN的电容器的放电期间(图中的时刻t3～t5的期间)。由此，如在图8中说明的那样，即使在电容器的放电期间，由于端子间电压V的波形偏差而导致信号E1暂时成为H电平的情况下，也由于判定部54的判定定时已经结束，因此信号DET1保持L电平不变。因此，能够防止主控制部40误判定为在半导体开关SW1、SW4的任一个中产生切断异常。

另外，在实施方式3中，判定部54中的规定时间Td1被设定为比延迟时间Td2短的时间。由于不需要如实施方式1那样考虑缓冲电路SN的电容器的容量偏差而设定规定时间Td1，因此实施方式3中的规定时间Td1能够设定为与实施方式1中的规定时间Td1相比足够短的时间。作为其结果，能够在从控制信号S下降到L电平起的短时间内检测出半导体开关SW1～SWn的切断异常。

应当认为，此次公开的实施方式在所有方面均为例示而不构成限制。本申请不由上述说明而由权利要求书表示，意图包含与权利要求书均等含义及范围内的所有变更。

附图标记说明

1：交流电源，2：负载，3：电池，10：电源装置，12：机械式开关，14：开关电路，16：双向转换器，15、18、20：电压检测器，30：控制装置，40：主控制部，50、62、68：比较器，52：EXOR电路，54：判定部，56：驱动器，60：延迟电路，64：触发器，66：计数器，70：延迟断开电路，72：AND电路，SW1～SWn、SW：半导体开关，Q1～Qn、QA、QB、IGBT、D1～Dn、DA、DB：二极管，SN1～SNn、SN：缓冲电路，Z1～Zn、Z：变阻器，T1、T11、T14、T15：输入端子，T2、T12、T13、T16：输出端子，T3：直流端子。

Claims (9)

1.一种电源装置，具备：

第一端子，接受从交流电源供给的交流电压；

第二端子，与负载连接；

多个半导体开关，串联连接在上述第一端子与上述第二端子之间；

机械式开关，与上述多个半导体开关串联地连接在上述第一端子与上述第二端子之间；

多个电压检测器，与上述多个半导体开关分别对应地设置，检测对应的半导体开关的端子间电压；以及

控制装置，

上述控制装置包括：

主控制部，基于上述第一端子所接受的上述交流电压，对上述多个半导体开关以及上述机械式开关的接通断开进行控制；以及

多个驱动电路，与上述多个半导体开关分别对应地设置，响应来自上述主控制部的切断指令而使对应的半导体开关断开，

上述多个驱动电路分别包括判定部，该判定部判定上述对应的半导体开关的端子间电压与上述多个半导体开关中的另一个半导体开关的端子间电压是否一致，并输出判定结果，

上述主控制部基于从上述多个驱动电路分别赋予的上述判定部的输出信号，检测上述多个半导体开关未正常地断开的切断异常。

2.如权利要求1所述的电源装置，其中，

在上述多个驱动电路的各自中，在设置于上述对应的半导体开关中的电压检测器的检测值与阈值的比较结果、与设置于上述另一个半导体开关中的电压检测器的检测值与上述阈值的比较结果不一致的状态持续了规定时间的情况下，上述判定部判定为上述对应的半导体开关的端子间电压与上述另一个半导体开关的端子间电压不一致。

3.如权利要求1所述的电源装置，其中，

在上述多个驱动电路的各自中，在设置于上述对应的半导体开关中的电压检测器的检测值与阈值的比较结果、与设置于上述另一个半导体开关中的电压检测器的检测值与上述阈值的比较结果成为不一致的状态的次数超过2以上的规定次数的情况下，上述判定部判定为上述对应的半导体开关的端子间电压与上述另一个半导体开关的端子间电压不一致。

4.如权利要求1所述的电源装置，其中，

在上述多个驱动电路的各自中，在从上述主控制部接受到上述切断指令起的第一时间内，设置于上述对应的半导体开关中的电压检测器的检测值与阈值的比较结果、与设置于上述另一个半导体开关中的电压检测器的检测值与上述阈值的比较结果不一致的状态持续了比上述第一时间短的第二时间的情况下，上述判定部判定为上述对应的半导体开关的端子间电压与上述另一个半导体开关的端子间电压不一致。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电源装置，其中，

还具备在上述第二端子与电力储存装置之间授受电力的电力转换器，

在从上述交流电源正常地供给上述交流电压的情况下，上述主控制部使上述多个半导体开关以及上述机械式开关接通，并且以将上述交流电压转换为直流电压并向上述电力储存装置供给的方式控制上述电力转换器，

在从上述交流电源未正常地供给上述交流电压的情况下，上述主控制部使上述多个半导体开关以及上述机械式开关断开，并且以将上述电力储存装置的直流电压转换为交流电压并向上述第二端子输出的方式控制上述电力转换器。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电源装置，其中，

上述多个半导体开关分别包括相互并联连接的半导体开关元件以及缓冲电路。

7.如权利要求1所述的电源装置，其中，

上述多个半导体开关包括第一至第n半导体开关，n为2以上的整数，

上述多个电压检测器包括与上述第一至第n半导体开关分别对应地设置的第一至第n电压检测器，

上述多个驱动电路包括与上述第一至第n半导体开关分别对应地设置的第一至第n驱动电路，

在第i驱动电路中，上述判定部判定第i半导体开关的端子间电压与第(i－1)半导体开关的端子间电压是否一致，i为2以上n以下的整数，

在上述第一驱动电路中，上述判定部判定上述第一半导体开关的端子间电压与上述第n半导体开关的端子间电压是否一致，

上述主控制部基于从上述第一至第n驱动电路分别赋予的上述判定部的输出信号，检测上述第一至第n半导体开关的切断异常。

8.如权利要求7所述的电源装置，其中，

在上述第一至第n驱动电路中的2个以上的驱动电路中上述判定部判定为2个半导体开关的端子间电压不一致的情况下，上述主控制部检测上述第一至第n半导体开关的切断异常。

9.如权利要求7或8所述的电源装置，其中，

在上述第一至第n驱动电路中的仅任一个驱动电路中上述判定部判定为2个半导体开关的端子间电压不一致的情况下，上述主控制部检测上述第一至第n驱动电路的故障。

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