JP2013172632A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device capable of detecting the failure of a relay for each failure phenomenon at low cost.SOLUTION: A power conversion device includes; a diode bridge 12 for converting an AC voltage input from an AC power supply 1 into a DC voltage; a smoothing capacitor 16 for smoothing the DC voltage; and a controller 5. The power conversion device also includes: a main relay 2 that is disposed between the AC power supply 1 and the diode bridge 12 to connect/disconnect the AC power supply 1 to/from the input of the diode bridge 12: a rush current prevention resistor 4 connected at the subsequent stage of the main relay 2 in series; and a charging relay 3 that is connected in parallel with the rush current prevention resistor 4. The controller 5 has failure detection means for determining whether the main relay and a charging relay are in trouble.

Description

本発明は交流電力を直流電力に変換する電力変換装置に係わり、さらに詳しくは、使用するリレーの故障検出を行うことができる電気自動車用の電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power converter that converts AC power into DC power, and more particularly to a power converter for an electric vehicle that can detect a failure of a relay to be used.

電気自動車には、駆動源として電動モータのみを有するものと、駆動源として電動モータとエンジンとを有するもの（ハイブリッド車両）とがある。
いずれのタイプの電気自動車においても、電動モータに電力を供給するために、蓄電デバイスとしてのバッテリを備えており、バッテリの残存容量が低下した場合には外部からバッテリを充電する必要がある。
また、駆動源として電動モータとエンジンを有するハイブリッド車両においては、通常では、エンジンを駆動してバッテリを充電するが、エンジンを駆動させることなく、外部入力電源から電力を供給してバッテリを充電することもある。 Electric vehicles include those having only an electric motor as a drive source and those (hybrid vehicle) having an electric motor and an engine as drive sources.
In any type of electric vehicle, in order to supply electric power to the electric motor, a battery as a power storage device is provided. When the remaining capacity of the battery decreases, it is necessary to charge the battery from the outside.
Further, in a hybrid vehicle having an electric motor and an engine as a drive source, normally, the battery is charged by driving the engine, but the battery is charged by supplying power from an external input power source without driving the engine. Sometimes.

ハイブリッド車両を含めて電動モータを有する電気自動車においては、バッテリを外部から充電するときには、蓄電デバイス（すなわち、バッテリ）に対する充電を家庭用の商用電源により行う必要がある。
そのため、電気自動車には商用電源を昇圧して直流電力に変換する電力変換装置が搭載されることになる。従って、電気自動車には、外部の入力電源（すなわち、家庭用商用電源）と搭載された電力変換装置を接続するための充電端子が設けられている。
こうした充電端子をもつ電気自動車では、安全性を確保するために充電ラインに充電用リレー（以下、単に充電リレーと記す）を設けており、充電端子を使用しないときには、充電リレーの開動作によって、バッテリと充電端子間の経路を断つことが行われる。 In an electric vehicle having an electric motor including a hybrid vehicle, when the battery is charged from the outside, it is necessary to charge the power storage device (that is, the battery) by a household commercial power source.
Therefore, an electric vehicle is equipped with a power conversion device that boosts a commercial power source and converts it into DC power. Therefore, the electric vehicle is provided with a charging terminal for connecting an external input power source (that is, a commercial power source for home use) and the mounted power converter.
In an electric vehicle having such a charging terminal, a charging relay (hereinafter simply referred to as a charging relay) is provided on the charging line to ensure safety. When the charging terminal is not used, the charging relay is opened, The path between the battery and the charging terminal is cut off.

ところで、充電リレーの接点は、瞬間的に過大電流が流れることによって生じる「焼き付き」などによって溶着する恐れがある。
従来の充電リレー溶着判定方法としては、特開２０１０−１８３７９５号公報（特許文献１）に開示される技術が知られている。
特許文献１には、電気自動車の充電リレー溶着判定装置が示されており、「充電リレーの接点溶着を検出する溶着検出回路部に、充電リレーの駆動コイルと隣接して検出コイルを設け、充電リレーの非作動時のとき駆動コイルにパルス電流を通電させるパルス電流通電部を設け、パルス電流の通電に伴う検出コイルの出力から充電リレーの進退杆が所定位置か否かを判定する位置判定部を設ける。これにより、充電リレーの接点で溶着が生じたか否かの判定を行う。」ことが記載されている。 By the way, the contact point of the charging relay may be welded due to “burn-in” or the like caused by an instantaneously excessive current flow.
As a conventional charging relay welding determination method, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-183795 (Patent Document 1) is known.
Patent Document 1 discloses a charging relay welding determination device for an electric vehicle. “A welding detection circuit unit for detecting contact welding of a charging relay is provided with a detection coil adjacent to a driving coil of the charging relay, A position determination unit that includes a pulse current energization unit that energizes the drive coil with a pulse current when the relay is not in operation, and determines whether or not the forward / backward movement of the charging relay is a predetermined position based on the output of the detection coil that accompanies the energization of the pulse current Thereby, it is determined whether or not welding has occurred at the contact point of the charging relay. "

特開２０１０−１８３７９５号公報JP 2010-183795 A

しかしながら、上記した従来のリレー接点溶着検出（すなわち、リレー接点のショート故障検出）には、リレー接点溶着検出用の回路を追加する必要があり、回路規模が大型化してしまう。
このため、上記したような従来のリレー溶着判定装置を用いると、電力変換装置が大型化し、製造コストが高くなる問題があった。 However, it is necessary to add a relay contact welding detection circuit to the above-described conventional relay contact welding detection (that is, detection of a short circuit failure of the relay contact), which increases the circuit scale.
For this reason, when the conventional relay welding determination apparatus as described above is used, there is a problem that the power conversion apparatus becomes large and the manufacturing cost increases.

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、特別なリレー故障検出回路を追加することなく「充電リレーが溶着したか否か」を判定できるだけではなく、「充電リレーやメインリレーのオープン故障、接触不良」も判定できるリレーの故障検出手段を備えた電力変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and not only can determine whether or not the charging relay is welded without adding a special relay failure detection circuit, Another object of the present invention is to provide a power conversion device provided with a relay failure detection means that can also determine “open failure of main relay, contact failure”.

この発明に係る電力変換装置は、交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、制御部を備えた電力変換装置において、
前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣコンバータとの間に配置されるとともに前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣコンバータの入力とを接離するメインスイッチと、前記メインスイッチの後段に直列接続された突入電流防止抵抗と、前記突入電流防止抵抗と並列に接続された充電スイッチとを備え、
前記制御部は、前記メインスイッチおよび前記充電スイッチが故障しているか否かを判定する故障検出手段を有しているものである。 A power conversion device according to the present invention is a power conversion device including an AC / DC converter that converts an AC voltage input from an AC power source into a DC voltage, a smoothing capacitor that smoothes the DC voltage, and a control unit.
A main switch disposed between the AC power source and the AC / DC converter and connecting / disconnecting the AC power source and the input of the AC / DC converter, and an inrush current prevention connected in series at a subsequent stage of the main switch A resistor and a charge switch connected in parallel with the inrush current preventing resistor;
The control unit includes a failure detection means for determining whether or not the main switch and the charging switch are broken.

この発明に係る電力変換装置は、特別なリレー故障検出回路を追加することなく、故障現象ごと（例えば、ショート故障、接触不良、オープン故障などの故障現象ごと）に用いたリレーの故障検出を行うことができるリレーの故障検出手段を備えた電力変換装置を提供できるとともに、装置の大型化およびコストアップの防止が図れる。   The power conversion device according to the present invention performs failure detection of a relay used for each failure phenomenon (for example, for each failure phenomenon such as short failure, contact failure, open failure) without adding a special relay failure detection circuit. In addition, it is possible to provide a power conversion device provided with a failure detection means for relays, and to increase the size of the device and prevent cost increase.

この発明の実施の形態１による電力変換装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power converter device by Embodiment 1 of this invention. 実施の形態１による電力変換装置において、突入電流を防止するときの電流経路を示す図である。In the power converter device by Embodiment 1, it is a figure which shows the electric current path | route when preventing an inrush current. 実施の形態１による電力変換装置において、昇圧動作を行うときの電流経路を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a current path when performing a boosting operation in the power conversion device according to the first embodiment. 実施の形態１による電力変換装置において、メインリレーの接触不良およびオープン故障を検出するときの平滑コンデンサの電圧と判定結果の関係を表す図である。In the power converter device by Embodiment 1, it is a figure showing the relationship between the voltage of a smoothing capacitor, and the determination result when detecting the contact failure and open failure of a main relay. 実施の形態１による電力変換装置において、メインリレーの接触不良およびオープン故障を検出するときの交流電流検出回路の電流値（入力電流の値）と判定結果との関係を表す図である。In the power converter device by Embodiment 1, it is a figure showing the relationship between the electric current value (value of input electric current) of an alternating current detection circuit, and a determination result when detecting the contact failure and open failure of a main relay. 実施の形態１による電力変換装置において、充電リレーのショート故障を検出するときの交流電流検出回路の電流値（入力電流の値）と判定結果との関係を表す図である。In the power converter device by Embodiment 1, it is a figure showing the relationship between the electric current value (value of input electric current) of an alternating current detection circuit when detecting the short failure of a charging relay, and a determination result. 実施の形態１による電力変換装置において、充電リレーの接触不良およびオープン故障を検出するときの交流電流検出回路の電流値（入力電流の値）と判定結果との関係を表す図である。In the power converter device by Embodiment 1, it is a figure showing the relationship between the electric current value (value of input electric current) of an alternating current detection circuit when detecting the contact failure and open failure of a charging relay, and a determination result. この発明の実施の形態２による電力変換装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power converter device by Embodiment 2 of this invention. 実施の形態２による電力変換装置において、放電動作時の電流経路を示す図である。In the power converter device by Embodiment 2, it is a figure which shows the current pathway at the time of discharge operation. 実施の形態２による電力変換装置において、放電動作時にメインリレーがショート故障を起こしている場合の電流経路を示す図である。In the power converter device by Embodiment 2, it is a figure which shows the current pathway in case the main relay has caused the short circuit failure at the time of discharge operation. 実施の形態２による電力変換装置において、放電動作時に充電リレーがショート故障したとき電流経路を示す図である。In the power converter device by Embodiment 2, it is a figure which shows an electric current path | route when a charging relay short-circuits at the time of discharge operation. 実施の形態２による電力変換装置において、充電リレーのショート故障を検出するときの交流電流検出回路の電流値（放電電流の値）と判定結果との関係を表す図である。In the power converter device by Embodiment 2, it is a figure showing the relationship between the electric current value (discharge current value) of an alternating current detection circuit when detecting the short failure of a charging relay, and a determination result.

以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態例について説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態１．
図1は、この発明の実施の形態１による電力変換装置の概略構成を示す図である。
図1に示すように、交流入力電源としての交流電源１の後段には、システムのメインと
なるメインリレー２（メインスイッチとも記す）が接続され、さらに、突入電流防止抵抗４、交流電源１から入力される交流電圧を整流して直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータであるダイオードブリッジ１２、限流回路素子としてのリアクトル１３の順に直列に接続されている。
充電リレー３（充電スイッチとも記す）は、突入電流防止抵抗４と並列に接続されている。また、交流電源１と並列に交流電圧検出回路３１が設けられおり、ダイオードブリッジ１２の前段に交流電源１からの入力電流値を取得する交流電流検出回路３２が設けられている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings, the same reference numerals indicate the same or equivalent ones.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, a main relay 2 (also referred to as a main switch) as a main system is connected to the rear stage of the AC power source 1 as an AC input power source. Further, an inrush current prevention resistor 4 and an AC power source 1 A diode bridge 12 that is an AC / DC converter that rectifies an input AC voltage and converts it into a DC voltage, and a reactor 13 as a current limiting circuit element are connected in series.
The charging relay 3 (also referred to as a charging switch) is connected in parallel with the inrush current preventing resistor 4. In addition, an AC voltage detection circuit 31 is provided in parallel with the AC power supply 1, and an AC current detection circuit 32 that acquires an input current value from the AC power supply 1 is provided in the preceding stage of the diode bridge 12.

リアクトル１３の出力は、短絡用スイッチ１５と整流ダイオード１４との直列接続点に接続されている。なお、整流ダイオード１４のカソードは出力段の平滑コンデンサ１６の正極に接続されているとともに、短絡用スイッチ１５と整流ダイオード１４のアノードとの接続点がリアクトル１３の後段に接続され、短絡用スイッチ１５の他端は平滑コンデンサ１６の負極に接続されている。また、平滑コンデンサ１６に並列に平滑コンデンサ電圧検出回路３３が設けられている。
なお、図１において、交流電圧検出回路３１および平滑コンデンサ電圧検出回路３３の「ＳＶ」は検出される電圧を表しており、交流電流検出回路３２の「ＳＩ」は検出される電流を表している。 The output of the reactor 13 is connected to a series connection point between the short-circuit switch 15 and the rectifier diode 14. The cathode of the rectifier diode 14 is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor 16 at the output stage, and the connection point between the short-circuit switch 15 and the anode of the rectifier diode 14 is connected to the rear stage of the reactor 13. Is connected to the negative electrode of the smoothing capacitor 16. A smoothing capacitor voltage detection circuit 33 is provided in parallel with the smoothing capacitor 16.
In FIG. 1, “SV” in the AC voltage detection circuit 31 and the smoothing capacitor voltage detection circuit 33 represents a detected voltage, and “SI” in the AC current detection circuit 32 represents a detected current. .

制御部５は図示しない故障検出手段を有しており、制御線４０ａ、４０ｂ、４０ｃからの制御信号により、それぞれメインリレー２、充電リレー３、短絡用スイッチ１５をオンまたはオフに制御する。
また、制御部５は、信号線４１ａ、４１ｂ、４１ｃにより、それぞれ交流電圧検出回路３１、交流電流検出回路３２、平滑コンデンサ電圧検出回路３３が検出した電圧値または電流値を取得する。
なお、図１では、短絡用スイッチ１５はダイオードが逆並列接続された半導体スイッチ素子で構成したものを図示しているが、これに限るものではなく、機械式のスイッチなどでも良い。 The control unit 5 includes failure detection means (not shown), and controls the main relay 2, the charging relay 3, and the short-circuit switch 15 to be turned on or off by control signals from the control lines 40a, 40b, and 40c, respectively.
Moreover, the control part 5 acquires the voltage value or electric current value which the alternating voltage detection circuit 31, the alternating current detection circuit 32, and the smoothing capacitor voltage detection circuit 33 detected by signal wire | line 41a, 41b, 41c, respectively.
In FIG. 1, the shorting switch 15 is configured by a semiconductor switching element having a diode connected in antiparallel, but is not limited thereto, and may be a mechanical switch or the like.

このように構成された電力変換装置の動作に基づいて説明する。
電力変換装置の動作開始時にメインリレー２をオンすると、交流電源１から突入電流が流れる。
このため、動作開始時に充電リレー３をオフし、入力電流経路を「突入電流防止抵抗４を通る経路」に切り替えることにより、図２に示すように、「交流電源１→メインリレー２→突入電流防止抵抗４→ダイオードブリッジ１２→リアクトル１３→平滑コンデンサ１６」という経路で電流を流す。これにより動作開始時における交流電源１からの突入電流を低減できる。
なお、図２において、Ａ１は、図１に示す電力変換装置において突入電流を防止するときの電流経路（すなわち、充電リレー３をオフとしたときの電流経路）である。
また、図２においては、簡略化のために、図１に示した制御部、制御線および信号線は省略している。 This will be described based on the operation of the power conversion device configured as described above.
When the main relay 2 is turned on at the start of operation of the power converter, an inrush current flows from the AC power source 1.
For this reason, by turning off the charging relay 3 at the start of operation and switching the input current path to “path through the inrush current prevention resistor 4”, as shown in FIG. 2, “AC power supply 1 → main relay 2 → inrush current” A current flows through a path of “prevention resistor 4 → diode bridge 12 → reactor 13 → smoothing capacitor 16”. Thereby, the inrush current from the AC power source 1 at the start of operation can be reduced.
In FIG. 2, A1 is a current path for preventing an inrush current in the power conversion apparatus shown in FIG. 1 (that is, a current path when the charging relay 3 is turned off).
In FIG. 2, the control unit, the control line, and the signal line shown in FIG. 1 are omitted for simplification.

次に、平滑コンデンサ１６が充電されて平滑コンデンサ１６の電圧が上がると、交流電源１から電流が流れなくなる。
このとき、制御部５の故障検出手段（図示なし）からの指令により充電リレー３をオンすることによって、図３に示すように、「交流電源１→メインリレー２→充電リレー３→ダイオードブリッジ１２→リアクトル１３→整流ダイオード１４→平滑コンデンサ１６」という経路で充電電流が流れ、昇圧動作を行う。
なお、図３において、Ａ２は、図１に示す電力変換装置において昇圧動作を行うときの電流経路である。 Next, when the smoothing capacitor 16 is charged and the voltage of the smoothing capacitor 16 increases, no current flows from the AC power supply 1.
At this time, by turning on the charging relay 3 according to a command from a failure detection means (not shown) of the control unit 5, as shown in FIG. 3, "AC power supply 1 → main relay 2 → charging relay 3 → diode bridge 12". The charging current flows through a path “reactor 13 → rectifier diode 14 → smoothing capacitor 16”, and the boost operation is performed.
In FIG. 3, A2 is a current path when performing a boosting operation in the power conversion device shown in FIG.

実施の形態１において、メインリレー２のショート故障を検出する際の処理フローについて説明する。
電力変換装置が突入電流防止の動作開始を開始する前に、制御部５の故障検出手段は、制御線４０ａ、４０ｂを介してメインリレー２および充電リレー３をオフする。
このとき、メインリレー２および充電リレー３がオープン状態であるにもかかわらず、突入電流防止抵抗４を通る電流経路ができて交流電流検出回路３２から所定値以上の電流が観測されると、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２がショート故障したと判定する。 In the first embodiment, a processing flow when detecting a short failure of the main relay 2 will be described.
Before the power conversion device starts to start the inrush current prevention operation, the failure detection means of the control unit 5 turns off the main relay 2 and the charging relay 3 via the control lines 40a and 40b.
At this time, when a current path passing through the inrush current prevention resistor 4 is formed and a current of a predetermined value or more is observed from the AC current detection circuit 32 even though the main relay 2 and the charging relay 3 are in an open state, the control is performed. The failure detection means of the unit 5 determines that the main relay 2 has a short circuit failure.

同様に、メインリレー２および充電リレー３をオフしたとき、平滑コンデンサ１６の電圧が所定の値以上であったときは、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２がショート故障したと判定する。   Similarly, when the main relay 2 and the charging relay 3 are turned off and the voltage of the smoothing capacitor 16 is equal to or higher than a predetermined value, the failure detection means of the control unit 5 determines that the main relay 2 has a short circuit failure. .

実施の形態１において、メインリレー２の接触不良およびオープン故障を検出する際の処理フローについて説明する。
制御部５の故障検出手段は、制御線４０ａ、４０ｂを介して、メインリレー２をオン、充電リレー３をオフする。
次に、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２をオン、充電リレー３をオフしてから所定の時間が経ったときの平滑コンデンサ１６の電圧を確認する。
このとき、平滑コンデンサ１６の電圧値が所定の第１の電圧閾値以下であった場合、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２に電流が流れていないと判断し、メインリレー２はオープン故障していると判定する。
また、所定の時間が経ったときの平滑コンデンサ１６の電圧が、第１の電圧閾値より大きな第２の電圧閾値以下であった場合、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２は接触不良を起こしていると判定する。
図４は、制御部５の故障検出手段がメインリレー２の接触不良およびオープン故障を判定する際の判定基準となる「平滑コンデンサ１６の電圧と故障判定結果の関係」を示す図である。
なお、図４において、横軸は時間、縦軸は平滑コンデンサの電圧、Ｖth1 は第１の電圧閾値、Ｖth2 は第２の電圧閾値、ｔ0はメインリレー２をオン、充電リレー３をオフする
時間、ｔ1はメインリレー２をオン、充電リレー３をオフしてからの所定の時間である。 In the first embodiment, a processing flow when detecting a contact failure and an open failure of the main relay 2 will be described.
The failure detection means of the control unit 5 turns on the main relay 2 and turns off the charging relay 3 via the control lines 40a and 40b.
Next, the failure detection means of the control unit 5 checks the voltage of the smoothing capacitor 16 when a predetermined time elapses after the main relay 2 is turned on and the charging relay 3 is turned off.
At this time, if the voltage value of the smoothing capacitor 16 is equal to or less than the predetermined first voltage threshold value, the failure detection means of the control unit 5 determines that no current flows through the main relay 2, and the main relay 2 is open. Determine that there is a failure.
In addition, when the voltage of the smoothing capacitor 16 when a predetermined time has passed is equal to or lower than the second voltage threshold value that is larger than the first voltage threshold value, the failure detection means of the control unit 5 causes the main relay 2 to have poor contact. It is determined that
FIG. 4 is a diagram illustrating a “relation between the voltage of the smoothing capacitor 16 and the failure determination result”, which is a determination criterion when the failure detection unit of the control unit 5 determines a contact failure and an open failure of the main relay 2.
In FIG. 4, the horizontal axis is time, the vertical axis is the voltage of the smoothing capacitor, Vth1 is the first voltage threshold, Vth2 is the second voltage threshold, t0 is the time for turning on the main relay 2 and turning off the charging relay 3. , T1 is a predetermined time after the main relay 2 is turned on and the charging relay 3 is turned off.

また、同様に、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２をオン、充電リレー３をオフしたときの交流電流検出回路３２の電流値が第１の電流閾値以下であった場合、制御部５は、メインリレー２に電流が流れていないと判断し、メインリレー２はオープン故障していると判定する。
また、同様に、交流電流検出回路３２の電流値が第１の電流閾値より大きな第２の電流閾値以下であった場合、突入電流防止抵抗４の抵抗値以上の抵抗値を有した抵抗体がメインリレー２内にあると判断し、制御部５の故障検出手段は、メインリレー２は接触不良を起こしていると判定する。
図５は、制御部５の故障検出手段がメインリレー２の接触不良およびオープン故障を判定する際の判定基準となる交流電流検出回路３２の交流電流値（入力電流）と判定結果との関係を示す図である。
なお、図５において、ｔ0はメインリレー２をオン、充電リレー３をオフする時間、
Ｉth1は第１の電流閾値、Ｉth2は第２の電流閾値である。 Similarly, the failure detection means of the control unit 5 is configured so that the current value of the alternating current detection circuit 32 when the main relay 2 is turned on and the charging relay 3 is turned off is equal to or less than the first current threshold value. 5 determines that no current flows through the main relay 2, and determines that the main relay 2 has an open failure.
Similarly, when the current value of the AC current detection circuit 32 is equal to or smaller than the second current threshold value that is larger than the first current threshold value, a resistor having a resistance value equal to or greater than the resistance value of the inrush current preventing resistor 4 is obtained. It is determined that the main relay 2 is present, and the failure detection means of the control unit 5 determines that the main relay 2 has a poor contact.
FIG. 5 shows the relationship between the AC current value (input current) of the AC current detection circuit 32 and the determination result, which is a determination criterion when the failure detection means of the control unit 5 determines a contact failure and an open failure of the main relay 2. FIG.
In FIG. 5, t0 is a time for turning on the main relay 2 and turning off the charging relay 3,
Ith1 is a first current threshold, and Ith2 is a second current threshold.

次に、実施の形態１において、充電リレー３のショート故障を検出する際の処理フローについて説明する。
制御部５の故障検出手段は、動作開始前に、突入電流を防止するため、メインリレー２をオン、充電リレー３をオフする。
このとき、交流電流検出回路３２の電流値が第３の電流閾値を越えたとき、制御部５の故障検出手段は、充電リレー３がショート故障を起こしていると判定する。
図６は、制御部５の故障検出手段が充電リレー３のショート故障を判定する際の判定基準となる交流電流検出回路３２の交流電流値（入力電流）と判定結果との関係を示す図である。なお、図６において、Ｉth3は第３の電流閾値である。 Next, the processing flow when detecting a short failure of the charging relay 3 in the first embodiment will be described.
The failure detection means of the control unit 5 turns on the main relay 2 and turns off the charging relay 3 in order to prevent an inrush current before starting the operation.
At this time, when the current value of the alternating current detection circuit 32 exceeds the third current threshold, the failure detection means of the control unit 5 determines that the charging relay 3 has caused a short failure.
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the AC current value (input current) of the AC current detection circuit 32 and the determination result, which is a determination criterion when the failure detection means of the control unit 5 determines a short failure of the charging relay 3. is there. In FIG. 6, Ith3 is a third current threshold value.

次に、実施の形態１において、充電リレー３の接触不良およびオープン故障を検出する際の処理フローについて説明する。
制御部５の故障検出手段は、昇圧動作を開始するために、メインリレー２をオン、充電リレー３をオンする。このとき、交流電流検出回路３２の電流値が、制御部５の制御目標値（すなわち、制御部５が制御しようとする目標の交流電流値）に対して、第４の電流閾値（後述する図７のＩth4 ）以下であったとき、制御部５の故障検出手段は、充電リレー３はオープン故障を起こしていると判定する。
また、交流電流検出回路３２の電流値が、第４の電流閾値より大きな第５の電流閾値以下であったとき、接触不良を起こしていると判定する。
図７は、制御部５の故障検出手段が充電リレー３の接触不良およびオープン故障を判定する際の判定基準となる交流電流検出回路３２の電流値（入力電流）と判定結果との関係を示す図である。
なお、図７において、縦軸は充電リレー３に流れる電流の実効値（Ｉrms）であり、Ｉth4 は第４の電流閾値、Ｉth5 は第５の電流閾値である。 Next, a processing flow when detecting a contact failure and an open failure of the charging relay 3 in the first embodiment will be described.
The failure detection means of the control unit 5 turns on the main relay 2 and turns on the charging relay 3 in order to start the boosting operation. At this time, the current value of the AC current detection circuit 32 is set to a fourth current threshold value (a diagram to be described later) with respect to the control target value of the control unit 5 (that is, the target AC current value that the control unit 5 intends to control). 7 Ith4) or less, the failure detection means of the control unit 5 determines that the charging relay 3 has caused an open failure.
Further, when the current value of the AC current detection circuit 32 is equal to or smaller than the fifth current threshold value that is larger than the fourth current threshold value, it is determined that a contact failure has occurred.
FIG. 7 shows the relationship between the current value (input current) of the alternating current detection circuit 32 and the determination result as a determination criterion when the failure detection means of the control unit 5 determines the contact failure and the open failure of the charging relay 3. FIG.
In FIG. 7, the vertical axis represents the effective value (Irms) of the current flowing through the charging relay 3, Ith4 is the fourth current threshold value, and Ith5 is the fifth current threshold value.

以上説明したように、実施の形態１による電力変換装置は、交流電源１から入力される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（ダイオードブリッジ１２）と、直流電圧を平滑する平滑コンデンサ１６と、制御部５を備えた電力変換装置において、
交流電源１とＡＣ／ＤＣコンバータ（ダイオードブリッジ１２）との間に配置されるとともに交流電源１と前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（ダイオードブリッジ１２）の入力とを接離するメインスイッチ（メインリレー２）と、メインスイッチ（メインリレー２）の後段に直列接続された突入電流防止抵抗４と、突入電流防止抵抗４と並列に接続された充電スイッチ（充電リレー３）とを備え、制御部５は、メインスイッチ（メインリレー２）および充電スイッチ（充電リレー３）が故障しているか否かを判定する故障検出手段を有している。
従って、本実施の形態によれば、特別な検出回路を追加することなく、メインスイッチ（メインリレー２）および充電スイッチ（充電リレー３）の故障検出を行うことができるとともに、装置の大型化およびコストアップの防止が図れる。 As described above, the power conversion device according to the first embodiment includes the AC / DC converter (diode bridge 12) that converts the AC voltage input from the AC power source 1 into a DC voltage, and the smoothing capacitor 16 that smoothes the DC voltage. In the power conversion device provided with the control unit 5,
A main switch (main relay 2) disposed between the AC power source 1 and the AC / DC converter (diode bridge 12) and connecting and disconnecting the AC power source 1 and the input of the AC / DC converter (diode bridge 12); , An inrush current prevention resistor 4 connected in series in the subsequent stage of the main switch (main relay 2), and a charge switch (charge relay 3) connected in parallel with the inrush current prevention resistor 4, It has a failure detecting means for determining whether or not the switch (main relay 2) and the charging switch (charging relay 3) are broken.
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect a failure of the main switch (main relay 2) and the charging switch (charging relay 3) without adding a special detection circuit, and to increase the size of the device. Costs can be prevented from increasing.

また、実施の形態１による電力変換装置は、交流電源１から入力される電流値を検出する交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）を備え、制御部５の故障検出手段は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオフ、充電スイッチ（充電リレー３）をオフとした場合に交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が所定値を上回ったときは、メインスイッチ（メインリレー２）がショート故障したと判定する。   The power conversion device according to the first embodiment includes AC current detection means (AC current detection circuit 32) that detects a current value input from the AC power supply 1, and the failure detection means of the control unit 5 is the control unit 5. When the main switch (main relay 2) is turned off and the charge switch (charge relay 3) is turned off, when the current value of the AC current detection means (AC current detection circuit 32) exceeds a predetermined value, the main switch ( It is determined that the main relay 2) has a short circuit failure.

また、実施の形態１による電力変換装置は、平滑コンデンサ１６の電圧値を検出する交流電圧検出手段（交流電圧検出回路３１）を備え、制御部５の故障検出手段は、制御部５
がメインスイッチ（メインリレー２）をオフ、充電スイッチ（充電リレー３）をオフとした場合に交流電圧検出手段（交流電圧検出３１）の電圧値が所定の値を上回ったときは、メインスイッチ（メインリレー２）がショート故障したと判定する。 Further, the power conversion device according to Embodiment 1 includes AC voltage detection means (AC voltage detection circuit 31) for detecting the voltage value of the smoothing capacitor 16, and the failure detection means of the control unit 5 is the control unit 5.
When the main switch (main relay 2) is turned off and the charge switch (charge relay 3) is turned off, when the voltage value of the AC voltage detection means (AC voltage detection 31) exceeds a predetermined value, the main switch ( It is determined that the main relay 2) has a short circuit failure.

また、実施の形態１による電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオン、充電スイッチ（充電リレー３）をオフとした場合に、制御部５の故障検出手段は、所定の時間における交流電圧検出手段（交流電圧検出回路３１）の電圧値が第１の所定値Ｖth1を越えないときは、メインスイッチ（メインリレー２）が接触不良を起こし
ていると判定し、所定の時間における交流電圧検出手段（交流電圧検出回路３１）の電圧値が第１の所定値Ｖth1より小さな第２の所定値Ｖth2を越えないときは、メインスイッチ（メインリレー２）がオープン故障していると判定する。 Further, in the power conversion device according to the first embodiment, when the control unit 5 turns on the main switch (main relay 2) and turns off the charging switch (charge relay 3), the failure detection means of the control unit 5 When the voltage value of the AC voltage detecting means (AC voltage detecting circuit 31) does not exceed the first predetermined value Vth1 at the time of, it is determined that the main switch (main relay 2) has caused a contact failure, When the voltage value of the AC voltage detection means (AC voltage detection circuit 31) in time does not exceed the second predetermined value Vth2 which is smaller than the first predetermined value Vth1, the main switch (main relay 2) has an open failure. Is determined.

また、実施の形態１による電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオン、充電スイッチ（充電リレー３）をオフとした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が第１の所定値Ｉth1を越え
ないときは、メインスイッチ（メインリレー２）が接触不良を起こしていると判定し、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が第１の所定値Ｉth1より小さな第２
の所定値Ｉth2を越えないときは、メインスイッチ（メインリレー２）がオープン故障し
ていると判定する。 Further, in the power conversion device according to the first embodiment, when the control unit 5 turns on the main switch (main relay 2) and turns off the charging switch (charge relay 3), the failure detection means of the control unit 5 is AC When the current value of the current detection means (AC current detection circuit 32) does not exceed the first predetermined value Ith1, it is determined that the main switch (main relay 2) has a poor contact, and the AC current detection means (AC The second current value of the current detection circuit 32) is smaller than the first predetermined value Ith1.
When the predetermined value Ith2 is not exceeded, it is determined that the main switch (main relay 2) has an open failure.

また、実施の形態１による電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオン、充電スイッチ（充電リレー３）をオフとした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が第３の所定値Ｉth3を上回
ったときは、充電スイッチ（充電リレー３）がショート故障したと判定する。 Further, in the power conversion device according to the first embodiment, when the control unit 5 turns on the main switch (main relay 2) and turns off the charging switch (charge relay 3), the failure detection means of the control unit 5 is AC When the current value of the current detection means (AC current detection circuit 32) exceeds the third predetermined value Ith3, it is determined that the charging switch (charging relay 3) has a short circuit failure.

また、実施の形態１による電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオン、充電スイッチ（充電リレー３）をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が制御部５の目標値より下の第４の所定値Ｉth4を越えないときは、充電スイッチ（充電リレー３）が接触不良を起こし
ていると判定し、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が第４の所定値Ｉth4より大きな第２の所定値Ｉth5を越えないときは、充電スイッチ（充電リレー３）がオープン故障していると判定する。 Further, in the power conversion device according to the first embodiment, when the control unit 5 turns on the main switch (main relay 2) and turns on the charging switch (charge relay 3), the failure detection means of the control unit 5 When the current value of the detection means (AC current detection circuit 32) does not exceed the fourth predetermined value Ith4 lower than the target value of the control unit 5, it is determined that the charging switch (charging relay 3) has a poor contact. When the current value of the AC current detection means (AC current detection circuit 32) does not exceed the second predetermined value Ith5 which is larger than the fourth predetermined value Ith4, the charging switch (charging relay 3) has an open failure. Is determined.

実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２による電力変換装置の概略構成を示す図である。
実施の形態２による電力変換装置は、前述した実施の形態１の電力変換装置に、平滑コンデンサ１６に溜まった電荷を放電する放電経路が加わった電力変換装置である。
実施の形態２による電力変換装置の構成は、前述した実施の形態１による電力変装置の構成（図１）において、さらに平滑コンデンサ１６の正極側と突入電流防止抵抗４の前段との間に、動作終了時に平滑コンデンサ１６の電荷を放電するための放電リレー６を挿入して接続したものである。
なお、図８において、４０ｄは制御部５の故障検出手段（図示なし）から放電リレー６をオン、オフ制御するための制御信号を送信する制御線である。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a power conversion device according to Embodiment 2 of the present invention.
The power conversion device according to the second embodiment is a power conversion device in which a discharge path for discharging charges accumulated in the smoothing capacitor 16 is added to the power conversion device according to the first embodiment described above.
The configuration of the power converter according to Embodiment 2 is the same as that of the configuration of the power converter according to Embodiment 1 (FIG. 1) described above, and between the positive side of the smoothing capacitor 16 and the previous stage of the inrush current preventing resistor 4. The discharge relay 6 for discharging the electric charge of the smoothing capacitor 16 is inserted and connected at the end of the operation.
In FIG. 8, reference numeral 40d denotes a control line for transmitting a control signal for controlling on / off of the discharge relay 6 from a failure detection means (not shown) of the control unit 5.

実施の形態２による電力変換装置は、前述した実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、制御部５の故障検出手段（図示なし）は、メインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンすることで、平滑コンデンサ１６に溜まった電荷を放電できる。図９に放電時の電流経路を示す。
なお、図９において、Ａ３は、平滑コンデンサ１６に溜まった電荷を放電するときの電流経路である。 The power conversion device according to the second embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment described above, and the failure detection means (not shown) of the control unit 5 turns off the main relay 2 and turns off the charging relay 3. By turning on the discharge relay 6, the charge accumulated in the smoothing capacitor 16 can be discharged. FIG. 9 shows a current path during discharge.
In FIG. 9, A3 is a current path for discharging the electric charge accumulated in the smoothing capacitor 16.

実施の形態２において、メインリレー２のショート故障を検出する際の処理フローについて説明する。
制御部５の故障検出手段は、メインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンし、放電動作を行ってから所定の時間が経っても平滑コンデンサ１６の電圧が所定の閾値より下回らない場合、制御部５は、メインリレー２がショート故障を起こしていると判定する。
これは、メインリレー２がショート故障を起こしていると、交流電源１からの整流された電圧が平滑コンデンサ１６に印加されるためである。放電動作時にメインリレー２がショート故障を起こしている場合の電流経路を図１０に示す。
なお、図１０において、Ａ４は、放電動作時にメインリレー２がショート故障を起こしている場合の電流経路である。 In the second embodiment, a processing flow when detecting a short failure of the main relay 2 will be described.
The failure detection means of the control unit 5 turns off the main relay 2, turns off the charge relay 3, turns on the discharge relay 6, and the voltage of the smoothing capacitor 16 remains at a predetermined threshold even after a predetermined time has elapsed since the discharge operation. If not lower, the control unit 5 determines that the main relay 2 has a short circuit failure.
This is because the rectified voltage from the AC power supply 1 is applied to the smoothing capacitor 16 when the main relay 2 has a short circuit failure. FIG. 10 shows a current path when the main relay 2 has a short circuit failure during the discharging operation.
In FIG. 10, A4 is a current path when the main relay 2 has a short circuit failure during the discharging operation.

実施の形態２においして、充電リレー３のショート故障を検出する際の処理フローについて説明する。
制御部５の故障検出手段は、メインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンし、放電動作行う。
このとき、放電開始時の交流電流検出回路３２の電流値が所定の閾値を越えたとき、制御部５は、充電リレー３がショート故障を起こしていると判定する。
これは、充電リレー３がショート故障を起こしていると、放電動作時に平滑コンデンサ１６の放電経路は突入防止抵抗４ではなく、充電リレー３を通るため、交流電流検出回路３２の電流値は過大なものとなる。このときの放電経路を図１１に示す。
なお、図１１において、Ａ５は、充電リレー３がショート故障を起こしている場合の電流経路である。 In Embodiment 2, the processing flow when detecting a short failure of the charging relay 3 will be described.
The failure detection means of the control unit 5 performs the discharging operation by turning off the main relay 2, turning off the charging relay 3, and turning on the discharging relay 6.
At this time, when the current value of the alternating current detection circuit 32 at the start of discharging exceeds a predetermined threshold value, the control unit 5 determines that the charging relay 3 has a short circuit failure.
This is because when the charging relay 3 has a short circuit fault, the discharging path of the smoothing capacitor 16 does not go through the inrush prevention resistor 4 but the charging relay 3 during the discharging operation, so that the current value of the AC current detection circuit 32 is excessive. It will be a thing. The discharge path at this time is shown in FIG.
In FIG. 11, A5 is a current path when the charging relay 3 has a short circuit failure.

また、図１２は、制御部５が充電リレー３のショート故障を検出する際の判定基準となる交流電流検出回路３２の電流値と判定結果との関係を示す図である。
図１２に示すように、制御部５がメインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出回路３２の電流値が所定の値Ｉth6を上回ったときは、充電リレー３がショート故障していると判定する。 FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the current value of the alternating current detection circuit 32 that is a determination criterion when the control unit 5 detects a short failure of the charging relay 3 and the determination result.
As shown in FIG. 12, when the control unit 5 turns off the main relay 2, turns off the charging relay 3, and turns on the discharge relay 6, the failure detection means of the control unit 5 has a current value of the AC current detection circuit 32. When the value exceeds a predetermined value Ith6, it is determined that the charging relay 3 has a short circuit failure.

また、制御部５が前記メインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電圧検出回路３１の電圧値が所定値を下回らない場合は、メインリレー２がショート故障していると判定する。
また、交流電源１とメインリレー２の間に交流電流検出回路３２を備え、制御部５がメインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出回路３２の電流値が所定値を上回ったときは、メインリレー２がショート故障していると判定する。 Further, when the control unit 5 turns off the main relay 2, turns off the charging relay 3, and turns on the discharge relay 6, the failure detection means of the control unit 5 causes the voltage value of the AC voltage detection circuit 31 to fall below a predetermined value. If not, it is determined that the main relay 2 has a short circuit failure.
In addition, an AC current detection circuit 32 is provided between the AC power source 1 and the main relay 2, and the control unit 5 fails when the control unit 5 turns off the main relay 2, turns off the charging relay 3, and turns on the discharge relay 6. When the current value of the alternating current detection circuit 32 exceeds a predetermined value, the detection means determines that the main relay 2 is short-circuited.

以上説明したように、実施の形態２による電力変換装置は、前述した実施の形態２による電力変換装置の構成において、さらに、一端が平滑コンデンサに接続されるとともに、他端が突入電流防止抵抗４の前段に接続される放電スイッチ（放電リレ６）を備える。
また、実施の形態２による電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオフ、充電スイッチ（充電リレー３）をオフ、放電スイッチ（放電リレー６）をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電圧検出手段（交流電圧検出回路３１）の電圧値が所定値を下回らない場合は、メインスイッチ（メインリレー２）がショート故障していると判定する。 As described above, in the power conversion device according to the second embodiment, one end is connected to the smoothing capacitor and the other end is the inrush current preventing resistor 4 in the configuration of the power conversion device according to the second embodiment. A discharge switch (discharge relay 6) connected to the previous stage.
The power conversion device according to the second embodiment is controlled when the control unit 5 turns off the main switch (main relay 2), turns off the charge switch (charge relay 3), and turns on the discharge switch (discharge relay 6). The failure detection means of the unit 5 determines that the main switch (main relay 2) has a short circuit failure when the voltage value of the AC voltage detection means (AC voltage detection circuit 31) does not fall below a predetermined value.

また、実施の形態２による電力変換装置は、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオフ、充電スイッチ（充電リレー３）をオフ、放電スイッチ（放電リレー６）をオ
ンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が所定の値Ｉth6を上回ったときは、充電スイッチ（充電リレー３）がショート
故障していると判定する。
また、実施の形態２による電力変換装置は、交流電源１とメインスイッチ（メインリレー２）の間に交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）を備え、制御部５がメインスイッチ（メインリレー２）をオフ、充電スイッチ（充電リレー３）をオフ、放電スイッチ（放電リレー６）をオンした場合に、制御部５の故障検出手段は、交流電流検出手段（交流電流検出回路３２）の電流値が所定値を上回ったときは、メインスイッチ（メインリレー２）がショート故障していると判定する。 The power conversion device according to the second embodiment is controlled when the control unit 5 turns off the main switch (main relay 2), turns off the charge switch (charge relay 3), and turns on the discharge switch (discharge relay 6). When the current value of the AC current detection means (AC current detection circuit 32) exceeds a predetermined value Ith6, the failure detection means of the unit 5 determines that the charging switch (charging relay 3) has a short circuit failure.
In addition, the power conversion device according to the second embodiment includes AC current detection means (AC current detection circuit 32) between the AC power source 1 and the main switch (main relay 2), and the control unit 5 has the main switch (main relay 2). ) Is turned off, the charge switch (charge relay 3) is turned off, and the discharge switch (discharge relay 6) is turned on, the failure detection means of the control unit 5 is the current value of the AC current detection means (AC current detection circuit 32). When the value exceeds a predetermined value, it is determined that the main switch (main relay 2) has a short circuit failure.

なお、実施の形態２では、交流電流検出回路３２はメインリレー２の後段に設けられているが、これに限るものではなく、交流電流検出回路３２はメインリレー２の前段に設けても良い。
この場合、制御部５はメインリレー２をオフ、充電リレー３をオフ、放電リレー６をオンして放電動作を行い、メインリレー２より前段に設けられた交流電流検出回路３２の電流値が所定の閾値を越えたとき、制御部５はメインリレー２がショート故障していると判定する処理フローが可能となる。 In the second embodiment, the AC current detection circuit 32 is provided in the subsequent stage of the main relay 2, but the present invention is not limited to this, and the AC current detection circuit 32 may be provided in the previous stage of the main relay 2.
In this case, the control unit 5 performs the discharging operation by turning off the main relay 2, turning off the charging relay 3, and turning on the discharging relay 6, and the current value of the alternating current detection circuit 32 provided in the preceding stage from the main relay 2 is predetermined. When the threshold value is exceeded, the control unit 5 can perform a processing flow for determining that the main relay 2 is short-circuited.

上記した各実施の形態では、メインスイッチ、放電スイッチ、充電スイッチにリレーを用いた場合について説明しているが、これに限るものではなく、例えば、これらのスイッチはＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴIなどのスイッチング素子でも良い。
なお、上記した実施の形態の電力変換装置は、昇圧回路について説明しているが、これに限るものではなく、例えば、降圧回路でもよい。 In each of the above-described embodiments, the case where a relay is used for the main switch, the discharge switch, and the charge switch is described. However, the present invention is not limited to this. For example, these switches may be switching elements such as MOSFETs and IGBTTIs. good.
In addition, although the power converter device of above-described embodiment demonstrated the step-up circuit, it is not restricted to this, For example, a step-down circuit may be sufficient.

本発明は、故障を検出するための特別な検出回路を設けることなく、メインリレー、充電リレーなどの故障検出を行える「電気自動車などに好適な電力変換装置」の実現に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for realizing a “power converter suitable for an electric vehicle” that can detect a failure of a main relay, a charging relay, or the like without providing a special detection circuit for detecting a failure.

１ 交流電源 ２ メインリレー（メインスイッチ）
３ 充電リレー（充電スイッチ） ４ 突入電流防止抵抗
５ 制御部 ６ 放電リレー（放電スイッチ）
１２ ダイオードブリッジ（ＡＣ／ＤＣコンバータ）
１３ リアクトル １４ 整流ダイオード
１５ 短絡用スイッチ １６ 平滑コンデンサ
３１ 交流電圧検出回路 ３２ 交流電流検出回路
３３ 平滑コンデンサ電圧検出回路
４０a〜４０ｄ 制御線 ４１a〜４１ｃ 信号線 1 AC power supply 2 Main relay (main switch)
3 Charge Relay (Charge Switch) 4 Inrush Current Prevention Resistance 5 Control Unit 6 Discharge Relay (Discharge Switch)
12 Diode bridge (AC / DC converter)
13 Reactor 14 Rectifier Diode 15 Shorting Switch 16 Smoothing Capacitor 31 AC Voltage Detection Circuit 32 AC Current Detection Circuit
33 Smoothing capacitor voltage detection circuit 40a to 40d Control line 41a to 41c Signal line

Claims (11)

交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、制御部５を備えた電力変換装置において、
前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣコンバータとの間に配置されるとともに前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣコンバータの入力とを接離するメインスイッチと、前記メインスイッチの後段に直列接続された突入電流防止抵抗と、前記突入電流防止抵抗と並列に接続された充電スイッチとを備え、
前記制御部は、前記メインスイッチおよび前記充電スイッチが故障しているか否かを判定する故障検出手段を有していることを特徴とする電力変換装置。 In an AC / DC converter that converts an AC voltage input from an AC power source into a DC voltage, a smoothing capacitor that smoothes the DC voltage, and a control unit 5,
A main switch disposed between the AC power source and the AC / DC converter and connecting / disconnecting the AC power source and the input of the AC / DC converter, and an inrush current prevention connected in series at a subsequent stage of the main switch A resistor and a charge switch connected in parallel with the inrush current preventing resistor;
The said control part has a failure detection means which determines whether the said main switch and the said charge switch are out of order, The power converter device characterized by the above-mentioned. 前記交流電源から入力される電流値を検出する交流電流検出手段を備え、
前記制御部の前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオフ、前記充電スイッチをオフとした場合に前記交流電流検出手段の電流値が所定値を上回ったときは、前記メインスイッチがショート故障したと判定することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。 AC current detection means for detecting a current value input from the AC power supply,
The failure detection means of the control unit is configured such that when the control unit turns off the main switch and the charge switch, and the current value of the alternating current detection means exceeds a predetermined value, the main switch The power conversion device according to claim 1, wherein it is determined that a short circuit failure has occurred. 前記平滑コンデンサの電圧値を検出する交流電圧検出手段を備え、
前記制御部の前記故障検出手段は、前記制御部が前記メインスイッチをオフ、前記充電スイッチをオフとした場合に前記交流電圧検出手段の電圧値が所定の値を上回ったときは、前記メインスイッチがショート故障したと判定することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。 AC voltage detection means for detecting the voltage value of the smoothing capacitor,
The failure detection means of the control unit is configured such that when the control unit turns off the main switch and the charge switch, and the voltage value of the AC voltage detection means exceeds a predetermined value, the main switch The power conversion device according to claim 1, wherein it is determined that a short circuit has occurred. 前記制御部が前記メインスイッチをオン、前記充電スイッチをオフとした場合に、
前記制御部の前記故障検出手段は、所定の時間における前記交流電圧検出手段の電圧値が第１の所定値を越えないときは、前記メインスイッチが接触不良を起こしていると判定し、前記所定の時間における前記交流電圧検出手段の電圧値が前記第１の所定値より小さな第２の所定値を越えないときは、前記メインスイッチがオープン故障していると判定することを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。 When the control unit turns on the main switch and turns off the charging switch,
The failure detection means of the control unit determines that the main switch has caused a contact failure when the voltage value of the AC voltage detection means at a predetermined time does not exceed a first predetermined value, The main switch is determined to have an open failure when the voltage value of the AC voltage detection means at the time does not exceed a second predetermined value smaller than the first predetermined value. 4. The power conversion device according to 3. 前記制御部が前記メインスイッチをオン、前記充電スイッチをオフとした場合に、
前記制御部の前記故障検出手段は、前記交流電流検出手段の電流値が第１の所定値を越えないときは、前記メインスイッチが接触不良を起こしていると判定し、
前記交流電流検出手段の電流値が前記第１の所定値より小さな第２の所定値を越えないときは、前記メインスイッチがオープン故障していると判定することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。 When the control unit turns on the main switch and turns off the charging switch,
The failure detection means of the control unit determines that the main switch has caused a contact failure when the current value of the alternating current detection means does not exceed a first predetermined value.
3. The main switch according to claim 2, wherein when the current value of the alternating current detection means does not exceed a second predetermined value smaller than the first predetermined value, it is determined that the main switch is in an open failure. Power converter. 前記制御部が前記メインスイッチをオン、前記充電スイッチをオフとした場合に、
前記制御部の前記故障検出手段は、前記交流電流検出手段の電流値が第３の所定値を上回ったときは、前記充電スイッチがショート故障したと判定することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。 When the control unit turns on the main switch and turns off the charging switch,
The said failure detection means of the said control part determines that the said charge switch has carried out a short circuit failure, when the electric current value of the said alternating current detection means exceeds the 3rd predetermined value. Power converter. 前記制御部が前記メインスイッチをオン、前記充電スイッチをオンした場合に、
前記制御部の前記故障検出手段は、前記交流電流検出手段の電流値が前記制御部５の目標値より下の第４の所定値を越えないときは、前記充電スイッチが接触不良を起こしていると判定し、前記交流電流検出手段の電流値が前記第４の所定値より大きな第２の所定値を越えないときは、前記充電スイッチがオープン故障していると判定することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。 When the control unit turns on the main switch and turns on the charging switch,
When the current value of the AC current detection means does not exceed a fourth predetermined value lower than the target value of the control section 5, the failure detection means of the control section causes a contact failure in the charge switch. When the current value of the alternating current detection means does not exceed a second predetermined value larger than the fourth predetermined value, it is determined that the charging switch has an open failure. Item 3. The power conversion device according to Item 2. 一端が前記平滑コンデンサに接続されるとともに、他端が前記突入電流防止抵抗の前段に
接続される放電スイッチを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。 8. The power conversion device according to claim 1, further comprising: a discharge switch having one end connected to the smoothing capacitor and the other end connected to a preceding stage of the inrush current prevention resistor. . 前記制御部が前記メインスイッチをオフ、前記充電スイッチをオフ、前記放電スイッチをオンした場合に、
前記制御部の前記故障検出手段は、前記交流電圧検出手段の電圧値が所定値を下回らない場合は、前記メインスイッチがショート故障していると判定することを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。 When the control unit turns off the main switch, turns off the charge switch, turns on the discharge switch,
The said failure detection means of the said control part determines with the said main switch having a short circuit failure, when the voltage value of the said alternating voltage detection means does not fall below predetermined value. Power conversion device. 前記制御部が前記メインスイッチをオフ、前記充電スイッチをオフ、前記放電スイッチをオンした場合に、
前記制御部の前記故障検出手段は、前記交流電流検出手段の電流値が所定の値を上回ったときは、前記充電スイッチがショート故障していると判定することを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。 When the control unit turns off the main switch, turns off the charge switch, turns on the discharge switch,
The said failure detection means of the said control part determines with the said charge switch having a short circuit fault, when the electric current value of the said alternating current detection means exceeds predetermined value. Power converter. 前記交流電源と前記メインスイッチの間に前記交流電流検出手段を備え、
前記制御部が前記メインスイッチをオフ、前記充電スイッチをオフ、前記放電スイッチをオンした場合に、
前記制御部の前記故障検出手段は、前記交流電流検出手段の電流値が所定値を上回ったときは、前記メインスイッチがショート故障していると判定することを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。 The AC current detection means is provided between the AC power source and the main switch,
When the control unit turns off the main switch, turns off the charge switch, turns on the discharge switch,
9. The control unit according to claim 8, wherein the failure detection unit of the control unit determines that the main switch has a short circuit failure when a current value of the alternating current detection unit exceeds a predetermined value. Power conversion device.
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