JP2021081392A - 電源装置及びリレー溶着検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路の低コスト化等を実現できる電源装置を提供する。【解決手段】１つ又は複数のアームを含む、ブリッジ回路と、一端が１つ又は複数のアームのハイサイドのスイッチング素子とローサイドのスイッチング素子との接続点に夫々電気的に接続され、他端が複数の出力端子に夫々電気的に接続された、１つ又は複数のリレーと、１つ又は複数のリレーの他端と、低電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第１電圧検出器と、１つ又は複数のアームのハイサイドのスイッチング素子をオン状態に制御し、１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧に基づいて、１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、制御部と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置及びリレー溶着検出装置に関する。

リレーは、接点と接点との間が機械的に開閉することにより、電気的に導通又は遮断する部品である。しかしながら、リレーは、接点と接点とが溶着することにより、常時導通してしまうことが起こり得る。このような溶着を検出するために、（１）補助接点を備えることにより、溶着診断機能を有するリレーが存在する。また、下記の特許文献１及び２には、（２）リレー及び回路各部を制御して、回路各部の電圧等により、リレーの溶着を検出する技術が記載されている。

特開２０１８−２０７６３８号公報 特開２０１３−２０７９６１号公報

上記（１）のような溶着診断機能を有するリレーは、溶着診断機能を有さないリレーと比較して、高価且つ寸法が大きくなる。

上記（２）の技術では、リレーの応答時間により、溶着の検出に時間がかかる。また、溶着検出用のシーケンスを組まなければならない場合があり、励磁回路が複数になり回路の大型化及び高コスト化を招くとともに、制御の複雑化を招く。また、回路内に溶着検出対象のリレーが複数存在する場合には、溶着しているリレーとシーケンスとの組み合わせによっては、出力端子間に電圧が発生する可能性がある。

本発明は、回路の低コスト化、高速化を実現できる、電源装置及びリレー溶着検出装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の電源装置は、
ハイサイドのスイッチング素子の一端に高電位側の電源電位が入力され、ローサイドのスイッチング素子の一端に低電位側の電源電位が入力され、前記ハイサイドのスイッチング素子の他端と前記ローサイドのスイッチング素子の他端とが電気的に接続された１つ又は複数のアームを含む、ブリッジ回路と、
一端が前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子と前記ローサイドのスイッチング素子との接続点に夫々電気的に接続され、他端が複数の出力端子に夫々電気的に接続された、１つ又は複数のリレーと、
前記１つ又は複数のリレーの他端と、前記低電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第１電圧検出器と、
前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子をオン状態に制御し、前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧に基づいて、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、制御部と、
を含む、
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記１つ又は複数のリレーの一端と、前記低電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第２電圧検出器
を更に含み、
前記制御部は、
前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧と、前記１つ又は複数の第２電圧検出器で検出される電圧と、を夫々比較することにより、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、
ことを特徴とする。

本発明の一態様の電源装置は、
ハイサイドのスイッチング素子の一端に高電位側の電源電位が入力され、ローサイドのスイッチング素子の一端に低電位側の電源電位が入力され、前記ハイサイドのスイッチング素子の他端と前記ローサイドのスイッチング素子の他端とが電気的に接続された１つ又は複数のアームを含む、ブリッジ回路と、
一端が前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子と前記ローサイドのスイッチング素子との接続点に夫々電気的に接続され、他端が複数の出力端子に夫々電気的に接続された、１つ又は複数のリレーと、
前記１つ又は複数のリレーの他端と、前記高電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第１電圧検出器と、
前記１つ又は複数のアームの前記ローサイドのスイッチング素子をオン状態に制御し、前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧に基づいて、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、制御部と、
を含む、
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記１つ又は複数のリレーの一端と、前記高電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第２電圧検出器
を更に含み、
前記制御部は、
前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧と、前記１つ又は複数の第２電圧検出器で検出される電圧と、を夫々比較することにより、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記制御部は、
前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧と、予め定められた電圧閾値と、を夫々比較することにより、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記制御部は、
前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子を順次オン状態に制御するとともに、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かの判定を順次実行する、
ことを特徴とする。

前記電源装置において、
前記制御部は、
前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子をまとめてオン状態に制御し、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かの判定をまとめて実行する、
ことを特徴とする。

本発明の一態様のリレー溶着検出装置は、
ハイサイドのスイッチング素子の一端に高電位側の電源電位が入力され、ローサイドのスイッチング素子の一端に低電位側の電源電位が入力され、前記ハイサイドのスイッチング素子の他端と前記ローサイドのスイッチング素子の他端とが電気的に接続された１つ又は複数のアームを含む、ブリッジ回路と、
一端が前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子と前記ローサイドのスイッチング素子との接続点に夫々電気的に接続され、他端が複数の出力端子に夫々電気的に接続された、１つ又は複数のリレーと、
前記１つ又は複数のリレーの他端と、前記低電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第１電圧検出器と、
前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子をオン状態に制御し、前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧に基づいて、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、制御部と、
を含む、
ことを特徴とする。

本発明の一態様のリレー溶着検出装置は、
ハイサイドのスイッチング素子の一端に高電位側の電源電位が入力され、ローサイドのスイッチング素子の一端に低電位側の電源電位が入力され、前記ハイサイドのスイッチング素子の他端と前記ローサイドのスイッチング素子の他端とが電気的に接続された１つ又は複数のアームを含む、ブリッジ回路と、
一端が前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子と前記ローサイドのスイッチング素子との接続点に夫々電気的に接続され、他端が複数の出力端子に夫々電気的に接続された、１つ又は複数のリレーと、
前記１つ又は複数のリレーの他端と、前記高電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第１電圧検出器と、
前記１つ又は複数のアームの前記ローサイドのスイッチング素子をオン状態に制御し、前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧に基づいて、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、制御部と、
を含む、
ことを特徴とする。

本発明の一態様の電源装置及びリレー溶着検出装置は、回路の低コスト化、高速化を実現できるという効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態の電源装置の回路構成を示す図である。 図２は、第１の実施の形態の電源装置のリレー溶着検出の第１動作のフローチャートである。 図３は、第１の実施の形態の電源装置のリレーの状態と、電圧検出器で検出される電圧と、を示す表である。 図４は、第１の実施の形態の電源装置のリレー溶着検出の第２動作のフローチャートである。 図５は、第２の実施の形態の電源装置の回路構成を示す図である。

以下に、本発明の電源装置及びリレー溶着検出装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態の電源装置の回路構成を示す図である。電源装置１は、電源２から入力端子１ａ及び１ｂに入力される直流電圧Ｖｄｃの供給を受けて、交流電圧を出力端子１ｃ及び１ｄから出力する。電源２は、コンバータ、バッテリ等が例示されるが、本開示はこれに限定されない。

電源装置１が、本開示の「電源装置」及び「リレー溶着検出装置」に相当する。

電源装置１は、ブリッジ回路１１と、フィルタ回路１２と、リレー群１３と、第１の電圧検出器１４から第５の電圧検出器１８までと、制御部１９と、を含む。

ブリッジ回路１１は、第１アーム１１ａ（Ｕ相アーム）及び第２アーム１１ｂ（Ｖ相アーム）を含む単相ブリッジ回路とするが、本開示はこれに限定されない。ブリッジ回路１１は、１個のアームを含むハーフブリッジ回路、３個のアームを含む３相ブリッジ回路であっても良い。

第１アーム１１ａは、ハイサイドの第１のトランジスタＴｒ１と、ローサイドの第２のトランジスタＴｒ２と、を含む。第２アーム１１ｂは、ハイサイドの第３のトランジスタＴｒ３と、ローサイドの第４のトランジスタＴｒ４と、を含む。

第１のトランジスタＴｒ１から第４のトランジスタＴｒ４までの各々は、本開示の「スイッチング素子」の一例に相当する。

なお、本開示では、各トランジスタがＭＯＳＦＥＴであることとしたが、これに限定されない。各トランジスタは、シリコンパワーデバイス、ＧａＮパワーデバイス、ＳｉＣパワーデバイス、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などでも良い。

各トランジスタは、寄生ダイオード（ボディダイオード）を有する。寄生ダイオードとは、ＭＯＳＦＥＴのバックゲートとソース及びドレインとの間のｐｎ接合である。寄生ダイオードは、トランジスタのオフ時の過渡的な逆起電力を逃すためのフリーホイールダイオードとして利用可能である。

第１のトランジスタＴｒ１のソースは、第２のトランジスタＴｒ２のドレインに電気的に接続されている。第１のトランジスタＴｒ１のドレインは、電源２の高電位側端に電気的に接続された入力端子１ａに、電気的に接続されている。第２のトランジスタＴｒ２のソースは、電源２の低電位側端に電気的に接続された入力端子１ｂに、電気的に接続されている。

第３のトランジスタＴｒ３のソースは、第４のトランジスタＴｒ４のドレインに電気的に接続されている。第３のトランジスタＴｒ３のドレインは、入力端子１ａに電気的に接続されている。第４のトランジスタＴｒ４のソースは、入力端子１ｂに電気的に接続されている。

第１のトランジスタＴｒ１のドレインと第３のトランジスタＴｒ３のドレインとの接続点が、ブリッジ回路１１の一方の入力端子である。第２のトランジスタＴｒ２のソースと第４のトランジスタＴｒ４のソースとの接続点が、ブリッジ回路１１の他方の入力端子である。

ブリッジ回路１１の２つの入力端子には、直流電圧Ｖｄｃが入力される。

第１のトランジスタＴｒ１のソースと第２のトランジスタＴｒ２のドレインとの接続点が、ブリッジ回路１１の一方の出力端子である。第３のトランジスタＴｒ３のソースと第４のトランジスタＴｒ４のドレインとの接続点が、ブリッジ回路１１の他方の出力端子である。

フィルタ回路１２は、チョークコイル１２ａ及び１２ｂと、コンデンサ１２ｃと、を含むローパスフィルタである。

チョークコイル１２ａの一端は、ブリッジ回路１１の一方の出力端子に電気的に接続されている。チョークコイル１２ｂの一端は、ブリッジ回路１１の他方の出力端子に電気的に接続されている。コンデンサ１２ｃは、チョークコイル１２ａの他端とチョークコイル１２ｂの他端との間に電気的に接続されている。

リレー群１３は、第１のリレー１３ａと、第２のリレー１３ｂと、を含む。

第１のリレー１３ａの一端は、コンデンサ１２ｃの一端（高電位側端）に電気的に接続されている。第１のリレー１３ａの他端は、出力端子１ｃに電気的に接続されている。

第２のリレー１３ｂの一端は、コンデンサ１２ｃの他端（低電位側端）に電気的に接続されている。第２のリレー１３ｂの他端は、出力端子１ｄに電気的に接続されている。

なお、第１の実施の形態では、ブリッジ回路１１が単相ブリッジ回路（アームが２個）であることに対応して、リレー群１３が２個のリレーを含むこととしたが、本開示はこれに限定されない。ブリッジ回路１１がハーフブリッジ回路（アームが１個）である場合は、リレー群１３は１個のリレーを含む。ブリッジ回路１１が３相ブリッジ回路（アームが３個）である場合は、リレー群１３は３個のリレーを含む。

第１の電圧検出器１４の一端は、第１のリレー１３ａの他端に電気的に接続されている。第１の電圧検出器１４の他端は、低電位側の基準電位（電源２の低電位側端）に電気的に接続されている。第１の電圧検出器１４は、第１のリレー１３ａの他端と低電位側の基準電位との間の電圧を検出する。第１の電圧検出器１４は、第１のリレー１３ａの溶着検出に利用される。

第１の電圧検出器１４が、本開示の「１つ又は複数の第１電圧検出器」に相当する。

第２の電圧検出器１５の一端は、第１のリレー１３ａの一端に電気的に接続されている。第２の電圧検出器１５の他端は、低電位側の基準電位（電源２の低電位側端）に電気的に接続されている。第２の電圧検出器１５は、第１のリレー１３ａの一端と低電位側の基準電位との間の電圧を検出する。第２の電圧検出器１５は、第１のリレー１３ａの溶着検出に利用される。

第２の電圧検出器１５が、本開示の「１つ又は複数の第２電圧検出器」に相当する。

第３の電圧検出器１６の一端は、第２のリレー１３ｂの他端に電気的に接続されている。第３の電圧検出器１６の他端は、低電位側の基準電位（電源２の低電位側端）に電気的に接続されている。第３の電圧検出器１６は、第２のリレー１３ｂの他端と低電位側の基準電位との間の電圧を検出する。第３の電圧検出器１６は、第２のリレー１３ｂの溶着検出に利用される。

第３の電圧検出器１６が、本開示の「１つ又は複数の第１電圧検出器」に相当する。

第４の電圧検出器１７の一端は、第２のリレー１３ｂの一端に電気的に接続されている。第４の電圧検出器１７の他端は、低電位側の基準電位（電源２の低電位側端）に電気的に接続されている。第４の電圧検出器１７は、第２のリレー１３ｂの一端と低電位側の基準電位との間の電圧を検出する。第４の電圧検出器１７は、第２のリレー１３ｂの溶着検出に利用される。

第４の電圧検出器１７が、本開示の「１つ又は複数の第２電圧検出器」に相当する。

第５の電圧検出器１８の一端は、第１のリレー１３ａの他端に電気的に接続されている。第５の電圧検出器１８の他端は、第２のリレー１３ｂの他端に電気的に接続されている。第５の電圧検出器１８は、出力電圧を検出する。第５の電圧検出器１８は、出力電圧のフィードバック制御に利用される。

（リレー溶着検出の第１動作）
第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂの溶着検出の第１動作について、説明する。

第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂの溶着検出に先立って、制御部１９は、第１のトランジスタＴｒ１から第４のトランジスタＴｒ４までをオフ状態に制御しておく。第１の実施の形態では、制御部１９は、ローレベルの制御信号を、第１のトランジスタＴｒ１から第４のトランジスタＴｒ４までのゲートに出力する。

また、制御部１９は、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂをオフ状態に制御しておく。第１の実施の形態では、制御部１９は、ローレベルの制御信号を、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂの制御端子に出力する。但し、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂの内の一方又は両方が、溶着している（オン状態のままになっている）可能性があり得る。

図２は、第１の実施の形態の電源装置のリレー溶着検出の第１動作のフローチャートである。

制御部１９は、ステップＳ１００において、第１アーム１１ａのハイサイドの第１のトランジスタＴｒ１をオン状態に制御する。第１の実施の形態では、制御部１９は、ハイレベルの制御信号を、第１のトランジスタＴｒ１のゲートに出力する。第１のトランジスタＴｒ１がオン状態になると、直流電圧Ｖｄｃが第１のリレー１３ａの一端まで伝達される。

図３は、第１の実施の形態の電源装置のリレーの状態と、電圧検出器で検出される電圧と、を示す表である。

表２０の第１行２１は、第１のリレー１３ａが溶着していない状態（正常状態）の場合を示している。この場合、第２の電圧検出器１５で検出される電圧（第１のリレー１３ａの一端の電圧）は、ほぼＶｄｃとなる。なお、第２の電圧検出器１５で検出される電圧は、フィルタ回路１２のインダクタンス及びコンダクタンスにより、Ｖｄｃよりも若干低下する可能性がある。一方、第１の電圧検出器１４で検出される電圧（第１のリレー１３ａの他端の電圧）は、０Ｖとなる。なお、第１の電圧検出器１４で検出される電圧は、回路上はハイインピーダンスとなるように見えるが、実際には第１の電圧検出器１４の内部のインダクタンス及び抵抗によりプルダウンされるので、０Ｖになる。つまり、第２の電圧検出器１５で検出される電圧と第１の電圧検出器１４で検出される電圧との差が大きくなる。

表２０の第２行２２は、第１のリレー１３ａが溶着している状態（非正常状態）の場合を示している。この場合、第２の電圧検出器１５で検出される電圧（第１のリレー１３ａの一端の電圧）は、ほぼＶｄｃとなる。一方、第１の電圧検出器１４で検出される電圧（第１のリレー１３ａの他端の電圧）は、第１のリレー１３ａが導通しているので、ほぼＶｄｃとなる。なお、第１の電圧検出器１４で検出される電圧は、第１のリレー１３ａ及び配線抵抗により、Ｖｄｃよりも若干低下する可能性がある。つまり、第２の電圧検出器１５で検出される電圧と第１の電圧検出器１４で検出される電圧との差が小さくなる（ほぼ同じになる）。

再び図２を参照すると、制御部１９は、ステップＳ１０２において、第２の電圧検出器１５で検出される電圧と第１の電圧検出器１４で検出される電圧との差が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。制御部１９は、第２の電圧検出器１５で検出される電圧と第１の電圧検出器１４で検出される電圧との差が予め定められた閾値以上である（差が大きい）と判定したら（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０４に進める。制御部１９は、第２の電圧検出器１５で検出される電圧と第１の電圧検出器１４で検出される電圧との差が予め定められた閾値以上ではない（差が小さい）と判定したら（ステップＳ１０２でＮｏ）、処理をステップＳ１０６に進める。閾値は、電源２の直流電圧Ｖｄｃや、各回路素子の回路定数に応じて、適宜定められる。

制御部１９は、ステップＳ１０４において、第１のリレー１３ａは溶着していない（正常状態である）と判定し、処理をステップＳ１０８に進める。

制御部１９は、ステップＳ１０６において、第１のリレー１３ａは溶着している（非正常状態である）と判定し、処理をステップＳ１０８に進める。なお、このとき、制御部１９は、光や音を発生させて、第１のリレー１３ａが溶着していることをユーザに知らせても良い。また、制御部１９は、第１のリレー１３ａが溶着していることを表す信号を、外部装置（図示せず）に出力しても良い。

制御部１９は、ステップＳ１０８において、第１のトランジスタＴｒ１をオフ状態に制御する。第１の実施の形態では、制御部１９は、ローレベルの制御信号を、第１のトランジスタＴｒ１のゲートに出力する。

制御部１９は、ステップＳ１１０において、第２アーム１１ｂのハイサイドの第３のトランジスタＴｒ３をオン状態に制御する。第１の実施の形態では、制御部１９は、ハイレベルの制御信号を、第３のトランジスタＴｒ３のゲートに出力する。第３のトランジスタＴｒ３がオン状態になると、直流電圧Ｖｄｃが第２のリレー１３ｂの一端まで伝達される。

制御部１９は、ステップＳ１１２において、第４の電圧検出器１７で検出される電圧と第３の電圧検出器１６で検出される電圧との差が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。制御部１９は、第４の電圧検出器１７で検出される電圧と第３の電圧検出器１６で検出される電圧との差が予め定められた閾値以上である（差が大きい）と判定したら（ステップＳ１１２でＹｅｓ）、処理をステップＳ１１４に進める。制御部１９は、第４の電圧検出器１７で検出される電圧と第３の電圧検出器１６で検出される電圧との差が予め定められた閾値以上ではない（差が小さい）と判定したら（ステップＳ１１２でＮｏ）、処理をステップＳ１１６に進める。

制御部１９は、ステップＳ１１４において、第２のリレー１３ｂは溶着していない（正常状態である）と判定し、処理をステップＳ１１８に進める。

制御部１９は、ステップＳ１１６において、第２のリレー１３ｂは溶着している（非正常状態である）と判定し、処理をステップＳ１１８に進める。なお、このとき、制御部１９は、光や音を発生させて、第２のリレー１３ｂが溶着していることをユーザに知らせても良い。また、制御部１９は、第２のリレー１３ｂが溶着していることを表す信号を、外部装置（図示せず）に出力しても良い。

制御部１９は、ステップＳ１１８において、第３のトランジスタＴｒ３をオフ状態に制御し、処理を終了する。第１の実施の形態では、制御部１９は、ローレベルの制御信号を、第３のトランジスタＴｒ３のゲートに出力する。

（リレー溶着検出の第２動作）
上記した第１の動作では、制御部１９が、第１のトランジスタＴｒ１及び第３のトランジスタＴｒ３を順次オン状態に制御するとともに、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂが溶着しているか否かの判定を順次実行することとしたが、本開示はこれに限定されない。制御部１９は、第１のトランジスタＴｒ１及び第３のトランジスタＴｒ３をまとめてオン状態に制御し、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂが溶着しているか否かの判定をまとめて実行しても良い。

図４は、第１の実施の形態の電源装置のリレー溶着検出の第２動作のフローチャートである。

制御部１９は、ステップＳ２００において、第１アーム１１ａのハイサイドの第１のトランジスタＴｒ１及び第２アーム１１ｂのハイサイドの第３のトランジスタＴｒ３をオン状態に制御する。第１の実施の形態では、制御部１９は、ハイレベルの制御信号を、第１のトランジスタＴｒ１及び第３のトランジスタＴｒ３のゲートに出力する。第１のトランジスタＴｒ１がオン状態になると、直流電圧Ｖｄｃが第１のリレー１３ａの一端まで伝達される。第３のトランジスタＴｒ３がオン状態になると、直流電圧Ｖｄｃが第２のリレー１３ｂの一端まで伝達される。

制御部１９は、ステップＳ２０２において、第２の電圧検出器１５の電圧と第１の電圧検出器１４の電圧との差が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。制御部１９は、第２の電圧検出器１５の電圧と第１の電圧検出器１４の電圧との差が予め定められた閾値以上である（差が大きい）と判定したら（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、処理をステップＳ２０４に進める。制御部１９は、第２の電圧検出器１５の電圧と第１の電圧検出器１４の電圧との差が予め定められた閾値以上ではない（差が小さい）と判定したら（ステップＳ２０２でＮｏ）、処理をステップＳ２０６に進める。

制御部１９は、ステップＳ２０４において、第１のリレー１３ａは溶着していない（正常状態である）と判定し、処理をステップＳ２０８に進める。

制御部１９は、ステップＳ２０６において、第１のリレー１３ａは溶着している（非正常状態である）と判定し、処理をステップＳ２０８に進める。なお、このとき、制御部１９は、光や音を発生させて、第１のリレー１３ａが溶着していることをユーザに知らせても良い。また、制御部１９は、第１のリレー１３ａが溶着していることを表す信号を、外部装置（図示せず）に出力しても良い。

制御部１９は、ステップＳ２０８において、第４の電圧検出器１７の電圧と第３の電圧検出器１６の電圧との差が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。制御部１９は、第４の電圧検出器１７の電圧と第３の電圧検出器１６の電圧との差が予め定められた閾値以上である（差が大きい）と判定したら（ステップＳ２０８でＹｅｓ）、処理をステップＳ２１０に進める。制御部１９は、第４の電圧検出器１７の電圧と第３の電圧検出器１６の電圧との差が予め定められた閾値以上ではない（差が小さい）と判定したら（ステップＳ２０８でＮｏ）、処理をステップＳ２１２に進める。

制御部１９は、ステップＳ２１０において、第２のリレー１３ｂは溶着していない（正常状態である）と判定し、処理をステップＳ２１４に進める。

制御部１９は、ステップＳ２１２において、第２のリレー１３ｂは溶着している（非正常状態である）と判定し、処理をステップＳ２１４に進める。なお、このとき、制御部１９は、光や音を発生させて、第２のリレー１３ｂが溶着していることをユーザに知らせても良い。また、制御部１９は、第２のリレー１３ｂが溶着していることを表す信号を、外部装置（図示せず）に出力しても良い。

制御部１９は、ステップＳ２１４において、第１のトランジスタＴｒ１及び第３のトランジスタＴｒ３をオフ状態に制御し、処理を終了する。第１の実施の形態では、制御部１９は、ローレベルの制御信号を、第１のトランジスタＴｒ１及び第３のトランジスタＴｒ３のゲートに出力する。

（通常運転の動作）
電源装置１が交流電圧を出力する通常運転の動作について、説明する。制御部１９は、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂをオン状態に制御する。そして、制御部１９は、第５の電圧検出器１８で検出される電圧が所望の電圧になるように、スイッチング制御信号を第１のトランジスタＴｒ１から第４のトランジスタＴｒ４までのゲートに出力する。

（まとめ）
以上説明したように、電源装置１は、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂが補助接点を有する必要がない。これにより、電源装置１は、回路の低コスト化、回路の小型化を実現できる。

また、電源装置１は、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂを動作させることなく、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂが溶着しているか否かを判定することができる。これにより、電源装置１は、高速化、制御の容易化を実現できる。

また、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂの内の一方又は両方が溶着している場合であっても、出力端子１ｃと出力端子１ｄとの間に出力電圧が発生することを抑制できる。例えば、リレー溶着検出の第１の動作において、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂの両方が溶着している場合、出力端子１ｃ及び出力端子１ｄの内の一方に高電位側の電源電位が出力されるが、他方はハイインピーダンス状態になる。また、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂの内の一方が溶着している場合、出力端子１ｃ及び出力端子１ｄの内の一方に高電位側の電源電位が出力され他方はハイインピーダンス状態になるか、又は、出力端子１ｃ及び出力端子１ｄの両方がハイインピーダンス状態になる。また例えば、リレー溶着検出の第２の動作において、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂの両方が溶着している場合、出力端子１ｃ及び出力端子１ｄの両方に高電位側の電源電位が出力される。つまり、出力端子１ｃと出力端子１ｄとの間に電位差が生じない。また、第１のリレー１３ａ及び第２のリレー１３ｂの一方が溶着している場合、出力端子１ｃ及び出力端子１ｄの内の一方に高電位側の電源電位が出力され他方はハイインピーダンス状態になる。

また、リレー溶着検出の第２動作では、リレー溶着検出の第１動作と比較して、更に高速化を実現できる。

なお、制御部１９が、第１の電圧検出器１４で検出される電圧と予め定められた閾値とを比較し、第１の電圧検出器１４で検出される電圧が閾値より低ければ第１のリレー１３ａが溶着していないと判定し、第１の電圧検出器１４で検出される電圧が閾値以上であれば第１のリレー１３ａが溶着していると判定しても良い。この場合、第２の電圧検出器１５が不要になる。閾値は、電源２の直流電圧Ｖｄｃや、各回路素子の回路定数に応じて、適宜定められる。例えば、閾値は、０Ｖより高く且つ直流電圧Ｖｄｃより低い値が例示される。同様に、制御部１９が、第３の電圧検出器１６で検出される電圧と閾値とを比較し、第３の電圧検出器１６で検出される電圧が閾値より低ければ第２のリレー１３ｂが溶着していないと判定し、第３の電圧検出器１６で検出される電圧が閾値以上であれば第２のリレー１３ｂが溶着していると判定しても良い。この場合、第４の電圧検出器１７が不要になる。従って、電源装置１は、回路の更なる小型化及び低コスト化を実現できる。

また、第１の実施の形態では、ブリッジ回路１１が単相ブリッジ回路（アーム及びリレーが２個ずつ）としたが、本開示はこれに限定されない。ブリッジ回路１１は、ハーフブリッジ回路（アーム及びリレーが１個ずつ）であっても良いし、３相ブリッジ回路（アーム及びリレーが３個ずつ）であっても良い。

＜第２の実施の形態＞
次に第２の実施の形態について説明するが、第１の実施の形態と同一の構成要素については、説明を省略する。

図５は、第２の実施の形態の電源装置の回路構成を示す図である。

電源装置１Ａの第１の電圧検出器１４の一端は、第１のリレー１３ａの他端に電気的に接続されている。第１の電圧検出器１４の他端は、高電位側の基準電位（電源２の高電位側端）に電気的に接続されている。第１の電圧検出器１４は、第１のリレー１３ａの他端と高電位側の基準電位との間の電圧を検出する。

第２の電圧検出器１５の一端は、第１のリレー１３ａの一端に電気的に接続されている。第２の電圧検出器１５の他端は、高電位側の基準電位（電源２の高電位側端）に電気的に接続されている。第２の電圧検出器１５は、第１のリレー１３ａの一端と高電位側の基準電位との間の電圧を検出する。

第３の電圧検出器１６の一端は、第２のリレー１３ｂの他端に電気的に接続されている。第３の電圧検出器１６の他端は、高電位側の基準電位（電源２の高電位側端）に電気的に接続されている。第３の電圧検出器１６は、第２のリレー１３ｂの他端と高電位側の基準電位との間の電圧を検出する。

第４の電圧検出器１７の一端は、第２のリレー１３ｂの一端に電気的に接続されている。第４の電圧検出器１７の他端は、高電位側の基準電位（電源２の高電位側端）に電気的に接続されている。第４の電圧検出器１７は、第２のリレー１３ｂの一端と高電位側の基準電位との間の電圧を検出する。

第１の実施の形態では、制御部１９は、第１アーム１１ａのハイサイドの第１のトランジスタＴｒ１をオン状態に制御して、第１のリレー１３ａが溶着しているか否かを判定した。一方、第２の実施の形態では、制御部１９は、第１アーム１１ａのローサイドの第２のトランジスタＴｒ２をオン状態に制御する。この場合でも、図３で示した、リレーの状態と電圧検出器で検出される電圧と同様の関係が成立する。従って、制御部１９は、第１の電圧検出器１４で検出される電圧及び第２の電圧検出器１５で検出される電圧に基づいて、第１のリレー１３ａが溶着しているか否かを判定することができる。

同様に、第１の実施の形態では、制御部１９は、第２アーム１１ｂのハイサイドの第３のトランジスタＴｒ３をオン状態に制御して、第２のリレー１３ｂが溶着しているか否かを判定した。一方、第２の実施の形態では、制御部１９は、第２アーム１１ｂのローサイドの第４のトランジスタＴｒ４をオン状態に制御する。この場合でも、図３で示した、リレーの状態と電圧検出器で検出される電圧と同様の関係が成立する。従って、制御部１９は、第３の電圧検出器１６で検出される電圧及び第４の電圧検出器１７で検出される電圧に基づいて、第２のリレー１３ｂが溶着しているか否かを判定することができる。

第２の実施の形態のフローチャートは、第１の実施の形態のフローチャート（図２及び図４参照）において、「第１のトランジスタ」を「第２のトランジスタ」に、「第３のトランジスタ」を「第４のトランジスタ」に、夫々置き換えれば良いので、図示及び説明を省略する。

このように、第２の実施の形態の電源装置１Ａは、第１の実施の形態の電源装置１と同様の効果を奏する。

なお、第２の実施の形態の電源装置１Ａは、第１の実施の形態の電源装置１と同様の変形が可能である。

本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、１Ａ 電源装置
１ａ、１ｂ 入力端子
１ｃ、１ｄ 出力端子
２ 電源
１１ ブリッジ回路
１１ａ 第１アーム
１１ｂ 第２アーム
１２ フィルタ回路
１２ａ、１２ｂ チョークコイル
１２ｃ コンデンサ
１３ リレー群
１３ａ 第１のリレー
１３ｂ 第２のリレー
１４ 第１の電圧検出器
１５ 第２の電圧検出器
１６ 第３の電圧検出器
１７ 第４の電圧検出器
１８ 第５の電圧検出器
１９ 制御部
Ｔｒ１ 第１のトランジスタ
Ｔｒ２ 第２のトランジスタ
Ｔｒ３ 第３のトランジスタ
Ｔｒ４ 第４のトランジスタ

Claims (9)

1. ハイサイドのスイッチング素子の一端に高電位側の電源電位が入力され、ローサイドのスイッチング素子の一端に低電位側の電源電位が入力され、前記ハイサイドのスイッチング素子の他端と前記ローサイドのスイッチング素子の他端とが電気的に接続された１つ又は複数のアームを含む、ブリッジ回路と、
   一端が前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子と前記ローサイドのスイッチング素子との接続点に夫々電気的に接続され、他端が複数の出力端子に夫々電気的に接続された、１つ又は複数のリレーと、
   前記１つ又は複数のリレーの他端と、前記低電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第１電圧検出器と、
   前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子をオン状態に制御し、前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧に基づいて、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、制御部と、
   を含む、
   ことを特徴とする、電源装置。
2. 前記１つ又は複数のリレーの一端と、前記低電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第２電圧検出器
   を更に含み、
   前記制御部は、
   前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧と、前記１つ又は複数の第２電圧検出器で検出される電圧と、を夫々比較することにより、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の電源装置。
3. ハイサイドのスイッチング素子の一端に高電位側の電源電位が入力され、ローサイドのスイッチング素子の一端に低電位側の電源電位が入力され、前記ハイサイドのスイッチング素子の他端と前記ローサイドのスイッチング素子の他端とが電気的に接続された１つ又は複数のアームを含む、ブリッジ回路と、
   一端が前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子と前記ローサイドのスイッチング素子との接続点に夫々電気的に接続され、他端が複数の出力端子に夫々電気的に接続された、１つ又は複数のリレーと、
   前記１つ又は複数のリレーの他端と、前記高電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第１電圧検出器と、
   前記１つ又は複数のアームの前記ローサイドのスイッチング素子をオン状態に制御し、前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧に基づいて、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、制御部と、
   を含む、
   ことを特徴とする、電源装置。
4. 前記１つ又は複数のリレーの一端と、前記高電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第２電圧検出器
   を更に含み、
   前記制御部は、
   前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧と、前記１つ又は複数の第２電圧検出器で検出される電圧と、を夫々比較することにより、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、
   ことを特徴とする、請求項３に記載の電源装置。
5. 前記制御部は、
   前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧と、予め定められた電圧閾値と、を夫々比較することにより、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、
   ことを特徴とする、請求項１又は３に記載の電源装置。
6. 前記制御部は、
   前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子を順次オン状態に制御するとともに、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かの判定を順次実行する、
   ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の電源装置。
7. 前記制御部は、
   前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子をまとめてオン状態に制御し、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かの判定をまとめて実行する、
   ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の電源装置。
8. ハイサイドのスイッチング素子の一端に高電位側の電源電位が入力され、ローサイドのスイッチング素子の一端に低電位側の電源電位が入力され、前記ハイサイドのスイッチング素子の他端と前記ローサイドのスイッチング素子の他端とが電気的に接続された１つ又は複数のアームを含む、ブリッジ回路と、
   一端が前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子と前記ローサイドのスイッチング素子との接続点に夫々電気的に接続され、他端が複数の出力端子に夫々電気的に接続された、１つ又は複数のリレーと、
   前記１つ又は複数のリレーの他端と、前記低電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第１電圧検出器と、
   前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子をオン状態に制御し、前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧に基づいて、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、制御部と、
   を含む、
   ことを特徴とする、リレー溶着検出装置。
9. ハイサイドのスイッチング素子の一端に高電位側の電源電位が入力され、ローサイドのスイッチング素子の一端に低電位側の電源電位が入力され、前記ハイサイドのスイッチング素子の他端と前記ローサイドのスイッチング素子の他端とが電気的に接続された１つ又は複数のアームを含む、ブリッジ回路と、
   一端が前記１つ又は複数のアームの前記ハイサイドのスイッチング素子と前記ローサイドのスイッチング素子との接続点に夫々電気的に接続され、他端が複数の出力端子に夫々電気的に接続された、１つ又は複数のリレーと、
   前記１つ又は複数のリレーの他端と、前記高電位側の電源電位と、の間の電圧を検出する、１つ又は複数の第１電圧検出器と、
   前記１つ又は複数のアームの前記ローサイドのスイッチング素子をオン状態に制御し、前記１つ又は複数の第１電圧検出器で検出される電圧に基づいて、前記１つ又は複数のリレーが溶着しているか否かを判定する、制御部と、
   を含む、
   ことを特徴とする、リレー溶着検出装置。

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