JP2007116806A

JP2007116806A - 双方向絶縁型ｄｃ／ａｃインバータ

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Publication number: JP2007116806A
Application number: JP2005304739A
Authority: JP
Inventors: Takahide Iida; 隆英飯田
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: US7502242B2; JP4670582B2; US20070086216A1

Abstract

【課題】機械スイッチの誤動作による動作不良を防止することが可能な双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータを提供することを目的とする。
【解決手段】プラグ５５とアウトレット５６とを電気的に直接接続し、かつ、制御回路２が、電圧検出回路４で検出された電圧Ｖ１により電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていると判断すると、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力が出力されないようにブリッジ回路３９及びブリッジ回路５１の駆動を禁止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに関し、特に、バッテリの充電動作と交流電力出力動作の切替え制御に関する。

図３は、既存の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータを示す図である。
図３に示す双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ３０は、コイル３１、３２とコンデンサ３３とからなるフィルタ３４と、４つのスイッチング素子３５〜３８により構成されフィルタ３４に接続されるブリッジ回路３９と、４つのスイッチング素子４１〜４４により構成されブリッジ回路３９にコンデンサ４０を介して接続されるブリッジ回路４５と、４つのスイッチング素子４７〜５０により構成されブリッジ回路４５にトランス４６を介して接続されるブリッジ回路５１と、ブリッジ回路５１とバッテリ５２との間に設けられるコンデンサ５３及びコイル５４と、プラグ５５と、アウトレット５６と、バッテリ５２の充電時フィルタ３４を介してブリッジ回路３９とプラグ５５とを電気的に接続すると共に、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ３０の交流電力出力時フィルタ３４を介してブリッジ回路３９とアウトレット５６とを電気的に接続するリレー５７とを備えて構成されている。なお、スイッチング素子３５〜３８、スイッチング素子４１〜４４、及びスイッチング素子４７〜５０は、例えば、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、各スイッチング素子にはダイオードが並列接続される。また、プラグ５５は、バッテリ５２の充電時、外部の電源５８が備えるアウトレット５９と接続されるものとする。また、アウトレット５６は、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ３０の交流電力出力時、外部の負荷６０が備えるプラグ６１と接続されるものとする。

上記双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ３０は、バッテリ５２を充電する場合、ブリッジ回路４５のスイッチング素子４１、４４とスイッチング素子４２、４３とを交互にオン、オフさせる。すなわち、バッテリ５２が充電される場合、電源５８からアウトレット５９、プラグ５５、リレー５７、及びフィルタ３４を介してブリッジ回路３９に入力される交流電力は、ブリッジ回路３９のスイッチング素子３５〜３８に並列接続されるダイオードにより整流されると共にコンデンサ４０により平滑され直流電力に変換される。次に、その直流電力は、ブリッジ回路４５により交流電力に変換されトランス４６を介してブリッジ回路５１に出力される。次に、その交流電力は、ブリッジ回路５１のスイッチング素子４７〜５０に並列接続されるダイオードにより整流されると共にコンデンサ５３により平滑され直流電力に変換される。そして、その直流電力は、コイル５４を介してバッテリ５２に供給される。

また、上記双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ３０は、負荷６０に交流電力を供給する場合、ブリッジ回路５１のスイッチング素子４７、５０とスイッチング素子４８、４９とを交互にオン、オフさせると共に、ブリッジ回路３９のスイッチング素子３５、３８とスイッチング素子３６、３７とを交互にオン、オフさせる。すなわち、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ３０から負荷６０に交流電力が供給される場合、バッテリ５２から得られる直流電力は、ブリッジ回路５１により交流電力に変換されトランス４６を介してブリッジ回路４５に出力される。次に、その交流電力は、ブリッジ回路４５のスイッチング素子４１〜４４に並列接続されるダイオードにより整流されると共にコンデンサ４０により平滑され直流電力に変換される。そして、その直流電力は、ブリッジ回路３９により交流電力に変換されフィルタ３４、リレー５７、アウトレット５６、及びプラグ６１を介して負荷６０に供給される。

このように、上記双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ３０は、バッテリ５２の充電時、ブリッジ回路４５を駆動し、交流電力出力時、ブリッジ回路３９及びブリッジ回路５１を駆動する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３７２２６号公報

しかしながら、上記双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ３０のリレー５７は、機械スイッチであるため、開閉の繰り返しにより製品寿命となると誤動作する可能性がある。そのため、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ３０の交流電力出力時にブリッジ回路３９とプラグ５５とが接続されるなどのリレー５７の誤動作によって双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ３０が動作不良を起こす可能性があった。

そこで、本発明では、機械スイッチの誤動作による動作不良を防止することが可能な双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータは、交流入出力端子と直流入出力端子とを備え、交流から直流への電力変換時は交流入出力端子から交流電力を受けて直流入出力端子へ直流を出力し、直流から交流への電力変換時は直流入出力端子から直流電力を受けて交流入出力端子へ交流を出力する第１の電力変換手段と、交流入出力端子と、前記第１の電力変換手段の直流入出力端子に接続された直流入出力端子とを備え、交流から直流への電力変換時は交流入出力端子から交流電力を受けて直流入出力端子へ直流を出力し、直流から交流への電力変換時は直流入出力端子から直流電力を受けて交流入出力端子へ交流を出力する第２の電力変換手段と、交流入出力端子と、バッテリに接続された直流入出力端子とを備え、交流から直流への電力変換時は交流入出力端子から交流電力を受けて直流入出力端子へ直流を出力し、直流から交流への電力変換時は直流入出力端子から直流電力を受けて交流入出力端子へ交流を出力する第３の電力変換手段と、前記第２の電力変換手段の交流入出力端子および前記第３の電力変換手段の交流入出力端子に接続されたトランスと、前記第１〜第３の電力変換手段のそれぞれの動作を制御する制御手段と、外部の電源と前記第１の電力変換手段の交流入出力端子とを電気的に接続するためのプラグと、前記プラグと電気的に直接接続され、外部の負荷と前記第１の電力変換手段の交流入出力端子とを電気的に接続するためのアウトレットと、前記第１の電力変換手段の交流入出力端子の電圧である第１の電圧、または前記第１の電力変換手段の直流入出力端子の電圧である第２の電圧を検出する検出手段とを備え、前記制御手段は、前記検出手段により検出される電圧に基づいて、前記外部の電源から前記第１の電力変換手段に交流電力が入力されているか否かを判断し、前記外部の電源から前記第１の電力変換手段に交流電力が入力されていると判断した場合、少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止することを特徴とする。

これにより、プラグとアウトレットとを電気的に直接接続しても電源から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに入力される交流電力と双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータから外部に出力される交流電力とが重なることを防ぐことができるので、第１の電力変換手段とプラグとの接続または第１の電力変換手段とアウトレットとの接続を切替えるために機械スイッチを使用する必要がなくなる。従って、製品寿命の心配がある機械スイッチを使用する必要がないため、機械スイッチの誤動作による双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータの動作不良を防止することができる。

また、上記制御手段は、交流電力出力指示入力を備え、当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータの交流電力出力指示を受け取ると、前記検出手段により検出される電圧に基づいて、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されているか否かを判断するように構成してもよい。

また、上記制御手段は、少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を停止させているとき、前記第１の電圧が一定周波数で正負に変動し、かつ、その変動する電圧の振幅値が所定値以上である場合、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されていると判断し少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止するように構成してもよい。

また、上記制御手段は、少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を停止させているとき、前記第２の電圧が定常的に所定値以上である場合、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されていると判断し少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止するように構成してもよい。

また、上記第２の電圧は、前記第１の電力変換手段と前記第２の電力変換手段との間に設けられ、かつ、放電用抵抗が接続されるコンデンサにかかる電圧であり、前記制御手段は、当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータの交流電力出力動作を停止させてから一定時間後、前記第２の電圧が所定電圧に降下していない場合、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されていると判断し少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止するように構成してもよい。

また、上記制御手段は、当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータの交流電力出力時、前記第１の電圧の波形の位相が所定電圧波形の位相とずれている場合、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されていると判断し少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止するように構成してもよい。

また、上記制御手段は、前記第１の電圧の波形の位相が前記所定電圧波形の位相とずれていない場合、前記所定電圧波形の位相をずらし、その位相をずらした後の所定電圧波形の位相と前記第１の電圧の波形の位相とがずれている場合、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されていると判断し少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止するように構成してもよい。

本発明によれば、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータにおいて、機械スイッチの誤動作による動作不良を防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータを示す図である。なお、図３に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

図１（ａ）に示す双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１は、フィルタ３４と、ブリッジ回路３９と、コンデンサ４０と、ブリッジ回路４５と、トランス４６と、ブリッジ回路５１と、コンデンサ５３と、コイル５４と、プラグ５５と、アウトレット５６と、バッテリ５２の充電時にスイッチング素子４１〜４４を駆動し、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の交流電力出力時にスイッチング素子３５〜３８及びスイッチング素子４７〜５０を駆動する制御回路２（制御手段）と、矢印Ａ方向にスライド可能でありプラグ５５またはアウトレット５６の一方をカバーする可動式シャッタ３と、ブリッジ回路３９のプラグ５５／アウトレット５６側の入出力電圧Ｖ１（第１の電圧）を検出する電圧検出回路４（検出手段）とを備えて構成されている。なお、プラグ５５及びアウトレット５６は、筐体５に設けられているものとする。また、プラグ５５及びアウトレット５６以外にもフィルタ３４やブリッジ回路３９などその他の回路を筐体５に設けてもよい。

また、特許請求の範囲に記載される第１の電力変換手段は、バッテリ５２の充電時、ブリッジ回路３９及びコンデンサ４０により構成され、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の交流電力出力時、ブリッジ回路３９により構成される。また、特許請求の範囲に記載される第２の電力変換手段は、バッテリ５２の充電時、ブリッジ回路４５により構成され、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の交流電力出力時、ブリッジ回路４５及びコンデンサ４０により構成される。また、特許請求の範囲に記載される第３の電力変換手段は、バッテリ５２の充電時、ブリッジ回路５１及びコンデンサ５３により構成され、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の交流電力出力時、ブリッジ回路５１により構成される。また、スイッチング素子３５〜３８、スイッチング素子４１〜４４、及びスイッチング素子４７〜５０は、ボディダイオードを備えるＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）により構成されてもよい。また、ブリッジ回路３９、ブリッジ回路４５、またはブリッジ回路５１は、２つのスイッチング素子を備えるハーフブリッジ型のブリッジ回路により構成されてもよい。

図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す筐体５を矢印Ｂ方向から見た図である。
図１（ｂ）に示すように、ユーザにより可動式シャッタ３がスライドされプラグ５５がカバーされると、プラグ５５とアウトレット５９とが接続できなくなると共に、アウトレット５６とプラグ６１とが接続できるようになる。一方、ユーザにより可動式シャッタ３がスライドされアウトレット５６がカバーされると、アウトレット５６とプラグ６１とが接続できなくなると共に、プラグ５５とアウトレット５９とが接続できるようになる。

例えば、ユーザによりプラグ５５がカバーされアウトレット５６とプラグ６１とが接続された後、ユーザから制御回路２へ交流電力出力指示が与えられると、制御回路２は、バッテリ５２から得られる直流電力を交流電力に変換し負荷６１に供給するためにブリッジ回路３９及びブリッジ回路５１を駆動させる。また、ユーザによりアウトレット５６がカバーされプラグ５５とアウトレット５９とが接続された後、ユーザから制御回路２へ充電指示が与えられると、制御回路２は、電源５８から得られる交流電力を直流電力に変換しバッテリ５２に供給するためにブリッジ回路４５を駆動させる。

本実施形態の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の特徴とする点は、リレーなどを介すことなくプラグ５５とアウトレット５６とを電気的に直接接続する点と、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力を出力させる際、電圧検出回路４により検出される電圧Ｖ１が一定周波数で正負に変動し、かつ、その変動する電圧Ｖ１の振幅値が所定値以上である場合、制御回路２が、外部から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていると判断し、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力が出力されないようにブリッジ回路３９及びブリッジ５１の駆動を禁止する点である。なお、制御回路２は、ユーザからの充電指示がない場合でも外部から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていると判断すると、バッテリ５２を充電するためにブリッジ回路４５を駆動させるようにしてもよい。また、制御回路２は、ユーザからの交流電力出力指示がない場合でも外部から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていないと判断すると、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から交流電力を出力させるためにブリッジ回路３９及びブリッジ回路５１を駆動させてもよい。

図２は、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力を出力させる際の制御回路２の動作の一例を示すフローチャートである。なお、ブリッジ回路３９、ブリッジ回路４５、及びブリッジ回路５１は始め停止しているものとする。

まず、ステップＳ１において、制御回路２は、ユーザから双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の交流電力出力指示を受け取る。
次に、ステップＳ２において、制御回路２は、電圧検出回路４により電圧Ｖ１を測定する。

次に、ステップＳ３において、制御回路２は、ステップＳ２で測定した電圧Ｖ１が一定周波数で正負に変動し、かつ、その変動する電圧Ｖ１の振幅値が所定値以上であるか否かを判断する。

ステップＳ２で測定した電圧Ｖ１が一定周波数で正負に変動し、かつ、その変動する電圧Ｖ１の振幅値が所定値以上である場合（ステップＳ３がＹｅｓ）、ステップＳ４において、制御回路２は、電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていると判断し、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力を出力させないようにブリッジ回路３９及びブリッジ回路５１の駆動を禁止する。なお、この場合、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力を出力させないようにブリッジ回路５１のみの駆動を禁止するようにしてもよい。また、この場合、ユーザから制御回路２へバッテリ５２の充電指示が与えられると、制御回路２がブリッジ回路４５を駆動し、バッテリ５２が充電されるようにしてもよい。

一方、ステップＳ２で測定した電圧Ｖ１が一定周波数で正負に変動していない場合（ステップＳ３がＮｏ）、ステップＳ５において、制御回路２は、電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていないと判断し、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力を出力させるためにブリッジ回路３９及びブリッジ回路５１を駆動する。

次に、ステップＳ６において、制御回路２は、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の交流電力出力時、電圧検出回路４により電圧Ｖ１を測定し、その測定した電圧Ｖ１の波形の位相が所定電圧波形の位相と所定量以上ずれているか否かを判断する。なお、上記所定電圧波形とは、プラグ５５とアウトレット５９とが接続されていない場合において、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力を出力させるためにブリッジ回路３９及びブリッジ回路５１が駆動される際、ブリッジ回路３９から出力されると推定される電圧の波形とする。

ステップＳ６で測定した電圧Ｖ１の波形の位相が所定電圧波形の位相と所定量以上ずれていると判断した場合（ステップＳ６がＹｅｓ）、ステップＳ４において、制御回路２は、電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていると判断し、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力を出力させないようにブリッジ回路３９及びブリッジ回路５１の駆動を禁止する。

一方、ステップＳ６で測定した電圧Ｖ１の波形の位相が所定電圧波形の位相と所定量以上ずれていないと判断した場合（ステップＳ６がＮｏ）、ステップＳ７において、制御回路２は、所定時間経過したか否かを判断する。

そして、所定時間経過したと判断すると（ステップＳ７がＹｅｓ）、ステップＳ８において、制御回路２は、上記所定電圧波形の位相をずらし、ステップＳ６に戻り、その位相をずらした後の所定電圧波形の位相と再度測定した電圧Ｖ１の波形の位相とが所定量以上ずれているか否かを判断する。

以下、ステップＳ６で測定された電圧Ｖ１の波形の位相が所定電圧波形の位相と所定量以上ずれていると判断されるまで、または、ユーザから制御回路２へ双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の交流電力動作を停止させるための指示が与えられるまで、ステップＳ６〜Ｓ８が繰り返されることにより双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の交流電力出力動作が継続される。

このように、上記双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１は、電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていると判断した場合、少なくともブリッジ回路５１の駆動を禁止し双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の交流電力出力動作を停止させているので、プラグ５５とアウトレット５６とを電気的に直接接続しても電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に入力される交流電力と双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に出力される交流電力とが重なることを防ぐことができる。これにより、製品寿命の心配があるリレーなどを使用することなく双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１を構成することができるので、機械スイッチの誤動作による双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の動作不良を防止することができる。

また、上記双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１は、ブリッジ回路４５とブリッジ回路５１との間にトランス４６が設けられているため、電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていても、ブリッジ回路３９からブリッジ回路４５へ流れる電流をトランス４６でカットしブリッジ回路５１へ流れないようにすることができる。これにより、電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていてもブリッジ回路４５を駆動させない限りバッテリ５２が充電されないので、勝手にバッテリ５２が充電されることを防止することができる。

なお、上記実施形態では、ブリッジ回路３９のプラグ５５／アウトレット５６側の入出力電圧Ｖ１に基づいて電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されているか否かの判断を行っているが、ブリッジ回路３９のブリッジ回路４５側の入出力電圧に基づいて電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されているか否かの判断を行ってもよい。

例えば、図１（ｃ）に示すように、ブリッジ回路３９のブリッジ回路４５側の入出力電圧Ｖ２（第２の電圧）を検出する電圧検出回路６（検出手段）を双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に備え、少なくともブリッジ回路５１が停止しているときに、電圧検出回路６により検出される電圧Ｖ２が定常的に所定値以上である場合、制御回路２が、電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていると判断し、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力が出力されないように少なくともブリッジ回路５１の駆動を禁止すると共に、バッテリ５２を充電する際のブリッジ回路４５の駆動を許可するように構成してもよい。なお、上記定常的とは、例えば、所定時間継続の意味である。

また、例えば、図１（ｃ）に示すように、ブリッジ回路３９とブリッジ回路４５との間に設けられるコンデンサ４０に放電用抵抗７を接続しておき、制御回路２が、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１の交流電力出力動作を停止させてから一定時間後、コンデンサ４０にかかる電圧、すなわち、電圧検出回路６により検出される電圧Ｖ２が所定電圧に降下していない場合、電源５８から双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１に交流電力が入力されていると判断し、双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ１から外部に交流電力を出力させないように少なくともブリッジ回路５１の駆動を禁止すると共に、バッテリ５２を充電する際のブリッジ回路４５の駆動を許可するように構成してもよい。なお、上記所定電圧とは、コンデンサ４０の容量と放電用抵抗７の抵抗値から求められる時定数によって推定される電圧降下後のコンデンサ４０の電圧とする。

本発明の実施形態の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータを示す図である。双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータから外部に交流電力を出力させる際の制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。既存の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータを示す図である。

符号の説明

１双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ
２制御回路
３可動式シャッタ
４電圧検出回路
５筐体
６電圧検出回路
７放電用抵抗
３０双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ
５５、６１プラグ
５６、５９アウトレット
５７リレー
５８電源
６０負荷

Claims

交流入出力端子と直流入出力端子とを備え、交流から直流への電力変換時は交流入出力端子から交流電力を受けて直流入出力端子へ直流を出力し、直流から交流への電力変換時は直流入出力端子から直流電力を受けて交流入出力端子へ交流を出力する第１の電力変換手段と、
交流入出力端子と、前記第１の電力変換手段の直流入出力端子に接続された直流入出力端子とを備え、交流から直流への電力変換時は交流入出力端子から交流電力を受けて直流入出力端子へ直流を出力し、直流から交流への電力変換時は直流入出力端子から直流電力を受けて交流入出力端子へ交流を出力する第２の電力変換手段と、
交流入出力端子と、バッテリに接続された直流入出力端子とを備え、交流から直流への電力変換時は交流入出力端子から交流電力を受けて直流入出力端子へ直流を出力し、直流から交流への電力変換時は直流入出力端子から直流電力を受けて交流入出力端子へ交流を出力する第３の電力変換手段と、
前記第２の電力変換手段の交流入出力端子および前記第３の電力変換手段の交流入出力端子に接続されたトランスと、
前記第１〜第３の電力変換手段のそれぞれの動作を制御する制御手段と、
外部の電源と前記第１の電力変換手段の交流入出力端子とを電気的に接続するためのプラグと、
前記プラグと電気的に直接接続され、外部の負荷と前記第１の電力変換手段の交流入出力端子とを電気的に接続するためのアウトレットと、
前記第１の電力変換手段の交流入出力端子の電圧である第１の電圧、または前記第１の電力変換手段の直流入出力端子の電圧である第２の電圧を検出する検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出される電圧に基づいて、前記外部の電源から前記第１の電力変換手段に交流電力が入力されているか否かを判断し、前記外部の電源から前記第１の電力変換手段に交流電力が入力されていると判断した場合、少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止する、
ことを特徴とする双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ。
請求項１に記載の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータであって、
前記制御手段は、交流電力出力指示入力を備え、当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータの交流電力出力指示を受け取ると、前記検出手段により検出される電圧に基づいて、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されているか否かを判断する、
ことを特徴とする双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ。
請求項１に記載の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータであって、
前記制御手段は、少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を停止させているとき、前記第１の電圧が一定周波数で正負に変動し、かつ、その変動する電圧の振幅値が所定値以上である場合、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されていると判断し少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止する、
ことを特徴とする双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ。
請求項１に記載の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータであって、
前記制御手段は、少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を停止させているとき、前記第２の電圧が定常的に所定値以上である場合、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されていると判断し少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止する、
ことを特徴とする双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ。
請求項４に記載の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータであって、
前記第２の電圧は、前記第１の電力変換手段と前記第２の電力変換手段との間に設けられ、かつ、放電用抵抗が接続されるコンデンサにかかる電圧であり、
前記制御手段は、当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータの交流電力出力動作を停止させてから一定時間後、前記第２の電圧が所定電圧に降下していない場合、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されていると判断し少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止する、
ことを特徴とする双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ。
請求項１に記載の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータであって、
前記制御手段は、当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータの交流電力出力時、前記第１の電圧の波形の位相が所定電圧波形の位相とずれている場合、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されていると判断し少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止する、
ことを特徴とする双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ。
請求項６に記載の双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータであって、
前記制御手段は、前記第１の電圧の波形の位相が前記所定電圧波形の位相とずれていない場合、前記所定電圧波形の位相をずらし、その位相をずらした後の所定電圧波形の位相と前記第１の電圧の波形の位相とがずれている場合、前記電源から当該双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータに交流電力が入力されていると判断し少なくとも前記第３の電力変換手段の直流から交流への電力変換動作を禁止する、
ことを特徴とする双方向絶縁型ＤＣ／ＡＣインバータ。