JP2023062621A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源回路が失陥した場合にも誘起電圧を制御可能な電力変換装置を提供する。【解決手段】強電バッテリ１から供給される電力を変換する半導体素子と、主電源回路２０と、従電源回路１０と、三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に、主電源回路２０だけでなく従電源回路１０からも電力を供給可能に構成された電力供給回路３０，４０と、を備える電力変換装置１００が提供される。通常状態の場合、半導体素子は、主電源回路２０からの電力に基づいて制御回路２１が駆動されて制御され、過電圧検知回路２３は、主電源回路２０からの電力に基づき駆動される。一方、過電圧状態では、三相短絡回路２２は、主電源回路２０及び従電源回路３０の一方からの電力に基づいて三相短絡制御を実行し、過電圧検知回路２３は、主電源回路２０及び従電源回路１０の一方からの電力に基づいて駆動される。【選択図】図２

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

従来、モータ誘起電圧により過電圧状態となった場合に、スイッチング素子を制御して三相短絡することで電力を消費する電力変換装置が知られている。このような過電圧抑制等の制御を行う制御手段は、通常、モータ駆動用の電力を供給する強電電源（強電バッテリ）とは別に設けられた弱電電源（弱電バッテリ）から供給される電力により動作する。

特許文献１は、制御用の電力を供給する弱電電源と、強電バッテリから供給される電力に基づいて制御用の電力を供給可能な電源回路とを備える電力変換装置が開示されている。この電力変換装置では、弱電電源が異常となった場合でも、電源回路から制御用の電力を供給することができる。

特許第５４３３６０８号

特許文献１に記載の電力変換装置では、電源回路が失陥すると、スイッチング素子を制御する制御手段もオフされ、誘起電圧を制御できなくなる。

本発明は上記課題に鑑みたものであり、電源回路が失陥した場合にも誘起電圧を制御可能な電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、強電バッテリと、弱電バッテリと、強電バッテリから供給される直流電力を蓄電し平滑する蓄電回路と、強電バッテリ及び蓄電回路から供給される直流電力を、モータを駆動するための交流電力に変換する複数の半導体素子と、半導体素子の動作を制御する制御回路と、蓄電回路の電圧が基準電圧を超えた場合に、蓄電回路での過電圧を検知する過電圧検知回路と、過電圧検知回路が過電圧を検知した場合に、半導体素子を用いて三相短絡制御を実行する三相短絡回路と、を備える電力変換装置が提供される。この電力変換装置は、弱電バッテリに接続される主電源回路と、強電バッテリに接続される従電源回路と、三相短絡回路及び過電圧検知回路に、主電源回路だけでなく従電源回路からも電力を供給可能に構成された電力供給回路と、を備える。また、複数の半導体素子は、強電バッテリの正極側に接続される複数の上アームの半導体素子と、強電バッテリの負極側に接続される複数の下アームの半導体素子とを含む。そして、過電圧が検知されていない通常状態の場合、半導体素子は、主電源回路からの電力に基づいて制御回路が駆動されて制御され、過電圧検知回路は、主電源回路からの電力に基づき駆動される。一方、過電圧検知回路が過電圧を検知すると、三相短絡回路は、主電源回路及び従電源回路の一方からの電力に基づいて、半導体素子の上アーム及び下アームのいずれか一方をすべてオンにするとともに、半導体素子の上アーム及び下アームの他方をすべてオフとし、過電圧検知回路は、主電源回路及び従電源回路の一方からの電力に基づいて駆動される。

本発明によれば、電力変換装置は、三相短絡回路及び前記過電圧検知回路に、主電源回路だけでなく従電源回路からも電力を供給可能に構成された電力供給回路を備える。これにより、主電源回路が失陥した場合にも、従電源回路からの電力により三相短絡制御を実行することができる。即ち、主電源回路（電源回路）が失陥した場合にも誘起電圧を制御することができる。

図１は、本発明の第１実施形態による電力変換装置の概略構成図である。 図２は、過電圧状態における電力変換装置を示す図である。 図３は、従電源回路を示す図である。 図４は、電力供給回路を示す図である。 図５は、変形例による従電源回路を示す図である。 図６は、変形例による電力供給回路を示す図である。 図７は、変形例による電力供給回路を示す図である。 図８は、第２実施形態による電力変換装置の概略構成図である。 図９は、リレーカット制御実行時における電力変換装置を示す図である。

以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による電力変換装置１００の概略構成図である。電力変換装置１００は、主に車両に搭載される。

電力変換装置１００は、強電バッテリ１と、蓄電回路１１、複数の半導体素子を含むインバータ１２及び従電源回路１０とを接続する強電ライン、及び、弱電バッテリ２と、制御回路２１、主電源回路２０、三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３とを接続する弱電ラインを含む。また、電力変換装置１００は、主電源回路２０及び従電源回路１０に接続するとともに出力部が三相短絡回路２２に接続する第１電力供給回路３０、主電源回路２０及び従電源回路１０に接続するとともに出力部が過電圧検知回路２３に接続する第２電力供給回路４０等を備える。なお、インバータ１２は駆動モータ（図示しない）に接続されている。

強電バッテリ１は、車両の駆動時等にインバータ１２を介して電力を駆動モータに供給する。また、車両の制動時において、強電バッテリ１には、駆動モータで発生した回生電流がインバータ１２を介して供給され、これにより強電バッテリ１が充電される。なお、強電バッテリ１は、後述する従電源回路１０にも電力供給可能に接続されている。

蓄電回路１１は、例えば平滑コンデンサであり、強電バッテリ１とインバータ１２とを接続するラインに、強電バッテリ１と並列に接続される。蓄電回路１１は、インバータ１２から供給された回生電流を蓄電することで、強電ラインの直流電圧を平滑化（リプル電圧を低減）して強電バッテリ１に供給する。

インバータ１２は、強電バッテリ１の正極側に接続される複数の上アームの半導体素子１２Ａと、強電バッテリ１の負極側に接続される複数の下アームの半導体素子１２Ｂとを含み、強電バッテリ１及び蓄電回路１１から供給される直流電力を、モータを駆動するための交流電力に変換する。インバータ１２の各半導体素子は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子である。上アームの半導体素子１２Ａと下アームの半導体素子１２Ｂとは、強電バッテリ１の正極側のラインと負極側のラインとの間で２段直列に接続され、上下アームの半導体素子を直列に接続した直列回路が３個並列に接続されている。図示しないが、各直列回路における上下アームの半導体素子を接続する接続中点は、駆動モータのステータのＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルにそれぞれ接続されている。なお、インバータ１２の各半導体素子のコレクタ－エミッタ間には、コレクタ側にカソード、エミッタ側にアノードが接続された不図示の還流ダイオードが接続されている。

インバータ１２の各半導体素子のスイッチング動作は、後述する制御回路２１により制御され、半導体素子のゲートにハイ信号のゲート信号が印加されると半導体素子は導通し、ロー信号のゲート信号が印加されると半導体素子は不導通となる。

従電源回路１０は、トランス１０Ａを含み（図３）、トランス１０Ａの１次コイル側が強電バッテリ１に、２次コイル側が第１電力供給回路３０及び第２電力供給回路４０に接続されている。従電源回路１０は、強電バッテリ１からの電力供給を受けて駆動し、強電ラインの電圧を所望の電圧に変換して、第１電力供給回路３０及び第２電力供給回路４０に電力を供給する。なお、従電源回路１０は、過電圧が検知されていない通常状態においては起動しておらず、後述する過電圧検知回路２３が過電圧を検知すると起動される。従電源回路１０の詳細は後述する。

弱電バッテリ２は、強電バッテリ１よりも電圧の低いバッテリであり、後述する制御回路２１の信号発生回路２１Ａに電力を供給するとともに、主電源回路２０を介して後述する制御回路２１の駆動回路２１Ｃ及び過電圧検知回路２３等に電力を供給する。即ち、弱電バッテリ２は、主に制御系に電力を供給するバッテリである。

制御回路２１は、弱電バッテリ２に接続し、弱電バッテリ２からの電力供給を受けてインバータ１２の半導体素子１２Ａ，１２Ｂの動作を制御する制御手段としての回路である。制御回路２１は、信号発生回路２１Ａ、信号伝送回路２１Ｂ及び駆動回路２１Ｃから構成される。信号発生回路２１Ａは、弱電バッテリ２に接続し、弱電バッテリ２から供給される電力により動作する。信号発生回路２１Ａは、例えばモータ駆動用または回生電流抽出用のＰＷＭ信号を生成し、当該信号を制御信号として信号伝送回路２１Ｂに出力する。信号伝送回路２１Ｂは、信号発生回路２１Ａから受信した制御信号を駆動回路２１Ｃに伝送する。駆動回路２１Ｃは、後述する主電源回路２０から供給される電力により動作し、信号伝送回路２１Ｂから入力された制御信号に基づき、各半導体素子１２Ａ，１２Ｂを所定のタイミングでオン及びオフさせる。これにより、強電バッテリ１から供給される直流電流はモータ駆動用の交流電流に変換され駆動モータに出力され、駆動モータからの回生電流は、直流電流に変換され強電ラインに供給される。

なお、制御回路２１は、制御信号を生成し、出力できるものであれば、上記の構成に限られない。

主電源回路２０は、トランスを含み、当該トランスの１次コイル側が弱電バッテリ２に、２次コイル側が駆動回路（制御回路）２１Ｃ、第１電力供給回路３０及び第２電力供給回路４０に接続されている。主電源回路２０は、弱電バッテリ２からの電力供給を受けて動作し、弱電ラインの電圧を所望の電圧に変換して出力する。主電源回路２０は、通常状態においても、後述する過電圧検知回路２３が過電圧を検知した過電圧状態においても動作している。また、後述するように、主電源回路２０は、通常状態において、駆動回路（制御回路）２１Ｃに電力を供給するとともに、第２電力供給回路４０を介して過電圧検知回路２３に電力を供給する。一方、過電圧状態においては、第１電力供給回路３０を介して三相短絡回路２２に電力を供給するとともに、第２電力供給回路４０を介して過電圧検知回路２３に電力を供給する。

三相短絡回路２２は、制御回路２１とインバータ１２との間に介装され、後述する過電圧検知回路２３が過電圧を検知した場合に、インバータ１２の半導体素子１２Ａ，１２Ｂを用いて三相短絡制御を実行する回路である。三相短絡回路２２は、駆動回路２１Ｃの出力部とインバータ１２との接続をオンまたはオフするスイッチ２２Ａと、第１電力供給回路３０の出力部と上アームの半導体素子１２Ａとの接続をオンまたはオフするスイッチ２２Ｂと、グランド（不図示）と下アームの半導体素子１２Ｂとの接続をオンまたはオフするスイッチ２２Ｃとを有する。スイッチ２２Ａは、駆動回路２１Ｃと上アームの半導体素子１２Ａとを繋ぐライン２２１上及び駆動回路２１Ｃと下アームの半導体素子１２Ｂとを繋ぐライン２２２上にそれぞれ設けられる。スイッチ２２Ａがオン状態の場合、駆動回路２１Ｃから三相短絡回路２２を介してインバータ１２に電力が供給される。スイッチ２２Ｂは、第１電力供給回路３０の出力部から、スイッチ２２Ａよりも下流のライン２２１に接続するライン２２３上に設けられる。スイッチ２２Ｂがオン状態の場合、後述する第１電力供給回路３０から三相短絡回路２２を介してインバータ１２（上アームの半導体素子１２Ａ）に電力が供給される。スイッチ２２Ｃは、スイッチ２２Ａよりも下流のライン２２２とグランドとを接続するライン２２４上に設けられる。三相短絡回路２２の各スイッチ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、後述する過電圧検知回路２３からの過電圧検知信号を受信可能に構成され、過電圧検知信号が印加されることでオン、オフが切り替えられる。即ち、各スイッチ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの動作は、過電圧検知回路２３により制御される。なお、スイッチ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの動作の詳細は後述する。

過電圧検知回路２３は制御手段としての回路であり、通常状態において主電源回路２０からの電力供給を受けて動作する。過電圧検知回路２３は、強電ライン（蓄電回路１１）の電圧を検出するとともに、蓄電回路１１の電圧が基準電圧を超えた場合、過電圧として検知し、過電圧検知信号を出力する。ここでの基準電圧は、例えば、電圧上昇が継続されると強電ライン上の各部品の耐電圧を超える虞があるような電圧値に設定することができる。過電圧検知回路２３は、過電圧を検知すると、従電源回路１０、三相短絡回路２２の各スイッチ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ、第１電力供給回路３０及び第２電力供給回路４０に過電圧検知信号を出力する。

第１電力供給回路３０は、主電源回路２０に接続する回路と、従電源回路１０に接続する回路とが、三相短絡回路２２に並列に接続されている。主電源回路２０から三相短絡回路２２に接続する回路上には、主電源回路２０と三相短絡回路２２とを接続または遮断するスイッチ３０Ａが設けられている。また、従電源回路１０から三相短絡回路２２に接続する回路上には、従電源回路１０と三相短絡回路２２とを接続または遮断するスイッチ３０Ｂが設けられている。第１電力供給回路３０の出力部は、三相短絡回路２２のスイッチ２２Ｂが設けられているライン２２３に接続している。従って、スイッチ３０Ａ及びスイッチ２２Ｂがオンされると主電源回路２０と三相短絡回路２２とが導通し、スイッチ３０Ｂ及びスイッチ２２Ｂがオンされると従電源回路１０と三相短絡回路２２とが導通する。即ち、第１電力供給回路３０は、三相短絡回路２２に、主電源回路２０だけでなく従電源回路１０からも電力を供給可能に構成されている。第１電力供給回路３０の各スイッチ３０Ａ，３０Ｂは、過電圧検知回路２３からの過電圧検知信号を受信可能に構成され、過電圧検知信号が印加されることでオン、オフが切り替えられる。即ち、各スイッチ３０Ａ，３０Ｂの動作は、過電圧検知回路２３により制御される。なお、第１電力供給回路３０の各スイッチ３０Ａ，３０Ｂの動作の詳細は後述する。

第２電力供給回路４０は、主電源回路２０に接続する回路と、従電源回路１０に接続する回路とが、過電圧検知回路２３に並列に接続されている。主電源回路２０から過電圧検知回路２３に接続する回路上には、主電源回路２０と過電圧検知回路２３とを接続または遮断するスイッチ４０Ａが設けられている。また、従電源回路１０から過電圧検知回路２３に接続する回路上には、従電源回路１０と過電圧検知回路２３とを接続または遮断するスイッチ４０Ｂが設けられている。スイッチ４０Ａがオンされると主電源回路２０と過電圧検知回路２３とが導通し、スイッチ４０Ｂがオンされると従電源回路１０と過電圧検知回路２３とが導通する。即ち、第２電力供給回路４０は、過電圧検知回路２３に、主電源回路２０だけでなく従電源回路１０からも電力を供給可能に構成されている。第２電力供給回路４０の各スイッチ４０Ａ，４０Ｂは、過電圧検知回路２３からの過電圧検知信号を受信可能に構成され、過電圧検知信号が印加されることでオン、オフが切り替えられる。即ち、各スイッチ４０Ａ，４０Ｂは、過電圧検知回路２３により制御される。なお、第２電力供給回路４０の各スイッチ４０Ａ，４０Ｂの動作の詳細は後述する。

次に、図１及び図２を参照して、通常状態及び過電圧状態における電力変換装置１００のスイッチ制御を説明する。

過電圧検知回路２３により過電圧が検知されていない通常状態においては、図１に示すように、三相短絡回路２２のスイッチ２２Ａはオン、スイッチ２２Ｂ及びスイッチ２２Ｃはオフにされている。従って、インバータ１２の各半導体素子１２Ａ，１２Ｂのオン及びオフは、信号発生回路２１Ａの制御信号（ＰＷＭ信号）に基づき駆動回路２１Ｃにより制御される。これにより、強電バッテリ１から供給される直流電流は交流電流に変換され駆動モータに出力され、駆動モータからの回生電流は、直流電流に変換され強電ラインに供給される。なお、前述のとおり、駆動回路２１Ｃは、主電源回路２０からの電力により動作する。

また、通常状態においては、図１に示すように、第１電力供給回路３０のスイッチ３０Ａはオン、スイッチ３０Ｂはオフ、第２電力供給回路４０のスイッチ４０Ａはオン、スイッチ４０Ｂはオフにされている。スイッチ３０Ｂ及びスイッチ４０Ｂがオフされているため、従電源回路１０と三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３とは導通しない。なお、通常状態においては、従電源回路１０は起動していない。一方、スイッチ４０Ａがオンされているため、主電源回路２０から過電圧検知回路２３に電力が供給されており、これにより過電圧検知回路２３は動作する。なお、通常状態において、スイッチ３０Ａはオンされているが、三相短絡回路２２のスイッチ２２Ｂがオフにされている。従って、通常状態において、第１電力供給回路３０から三相短絡回路２２に電力は供給されない。

以上のように、通常状態においては、制御手段（制御回路２１、過電圧検知回路２３）を駆動する電力は主に主電源回路２０から供給される。

図２は、過電圧状態における電力変換装置１００を示す回路図である。

過電圧検知回路２３により過電圧が検知されている過電圧状態においては、過電圧検知回路２３からの過電圧検知信号により、従電源回路１０が起動されるとともに、三相短絡回路２２のスイッチ２２Ａはオフに、スイッチ２２Ｂ及びスイッチ２２Ｃはオンに切り替えられる。また、過電圧検知回路２３からの過電圧検知信号により、第１電力供給回路３０のスイッチ３０Ａ及びスイッチ３０Ｂ、第２電力供給回路４０のスイッチ４０Ａ及びスイッチ４０Ｂはいずれもオンに制御される。

上記の通り、過電圧状態においては、制御回路２１（駆動回路２１Ｃ）とインバータ１２とを接続するライン２２１，２２２上のスイッチ２２Ａがオフに切り替えられるため、インバータ１２の制御用の電力は、制御回路２１からは供給されない。一方、第１電力供給回路３０のスイッチ３０Ａとスイッチ３０Ｂ及び三相短絡回路２２のスイッチ２２Ｂがいずれもオンに制御されるため、上アームの半導体素子１２Ａには、主電源回路２０及び従電源回路１０のうち、出力電圧の高い方から制御用の電力が供給される。この時、上アームの半導体素子１２Ａは、いずれもオン（導通状態）になるように制御される。また、三相短絡回路２２のスイッチ２２Ｃがオンに制御されるため、下アームの半導体素子１２Ｂのゲートはグランドに接続され、下アームの半導体素子１２Ｂはいずれもオフ（不導通状態）となる。即ち、過電圧状態においては、上アームの半導体素子１２Ａはすべてオンに、下アームの半導体素子１２Ｂはすべてオフとされるため、インバータ１２の内部回路（上アームの半導体素子１２Ａ）が三相短絡された状態となる。これにより、回生電流に起因する直流電流が蓄電回路１１に供給されなくなり、過電圧が抑制される。このように、過電圧状態においては、三相短絡回路２２が制御手段としての機能を有し、三相短絡回路２２により、インバータ１２の半導体素子１２Ａ，１２Ｂを用いた三相短絡制御が実行される。

また、過電圧状態においては、第２電力供給回路４０のスイッチ４０Ａ及びスイッチ４０Ｂはいずれもオンに制御されるため、過電圧検知回路２３を駆動する電力が主電源回路２０及び従電源回路１０のうち、出力電圧の高い方から供給される。

なお、本実施形態では、主電源回路２０の出力電圧が従電源回路１０の出力電圧よりも高くなるように設定される。従って、過電圧状態においても、三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に対し、主電源回路２０から電力が供給される。但し、必ずしもこれに限られず、過電圧状態においては、従電源回路１０の出力電圧を主電源回路２０の出力電圧よりも高くして、従電源回路１０から三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に対し、電力を供給してもよい。また、過電圧状態において主電源回路２０及び従電源回路１０の両方から電力が供給されるように、主電源回路２０と従電源回路１０の出力電圧が等電圧になるように設定してもよい。

以上のとおり、通常状態においては、主電源回路２０からの電力により制御手段としての駆動回路２１Ｃ（制御回路２１）及び過電圧検知回路２３が動作する。一方、過電圧状態においては、制御手段としての三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に主電源回路２０及び従電源回路１０のうち、出力電圧の高い方から電力が供給され、三相短絡回路２２により三相短絡制御が実行される。

ところで、弱電電源（弱電バッテリ）から供給される電力により動作する制御手段を備える電力変換装置において、電源回路が一つしかないと、電源回路が失陥した場合に誘起電圧を制御できなくなる虞がある。

これに対し、本実施形態の電力変換装置１００は、弱電バッテリ２に接続する主電源回路２０と、強電バッテリ１に接続する従電源回路１０とを備える。また、三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に、主電源回路２０だけでなく従電源回路１０からも電力を供給可能に構成された電力供給回路３０，４０を備える。従って、主電源回路２０（電源回路）が失陥した場合でも、従電源回路１０から三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に電力を供給することができ、従電源回路１０からの電力により三相短絡制御を実行することができる。即ち、主電源回路（電源回路）が失陥した場合にも誘起電圧を制御することができる。

また、弱電電源（弱電バッテリ）が異常である場合にも制御手段に電力を供給できるように、電源回路を強電バッテリに接続して、強電バッテリから制御系の弱電ラインに電力を供給する場合、電源回路が大きなノイズを発生させてしまう虞がある。そのため、ノイズを抑制するためのフィルター回路等を設ける必要があり、回路規模が増大する。これに対し、本実施形態の電力変換装置１００は、過電圧状態等の異常状態においてのみ、従電源回路１０から弱電ラインへの電力供給を可能にしている。そして、通常状態においては従電源回路１０と弱電ラインとを遮断し、弱電バッテリ２及び主電源回路２０から弱電ラインに電力を供給する。従って、ノイズを抑制するための回路を別途設ける必要がなく、回路規模の増大を抑制できる。

また、電源回路を強電バッテリに接続して、電源回路から強電ライン及び弱電ラインの両方に電力を供給する場合、電力変換装置の消費電力をすべて賄う必要があり、回路規模が増大する。これに対し、本実施形態の電力変換装置１００は、２つの電源回路１０，２０を備えるため、１つの電源回路がすべての消費電力を賄う必要がなく、回路規模の増大を抑制できる。

以下、従電源回路１０及び電力供給回路３０，４０の詳細を説明する。

図３は、従電源回路１０の一例を示す図である。図３に示すように、本実施形態の従電源回路１０は、トランス１０Ａ、スイッチング素子１０Ｂ、整流ダイオード１０Ｃ及び平滑コンデンサ１０Ｄから構成される。

トランス１０Ａは、１次コイルが強電バッテリ１に接続するライン１０１とスイッチング素子１０Ｂとに接続し、２次コイルが第１電力供給回路３０及び第２電力供給回路４０に接続するライン１０２と接地されたライン１０３とに接続される。

スイッチング素子１０Ｂは、例えばトランス１０Ａへの通電をオン及びオフするトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）により構成され、第１端子（ソース）は接地され、第２端子（ドレイン）はトランス１０Ａの１次コイルに接続している。過電圧検知回路２３からの過電圧検知信号がスイッチング素子１０Ｂのゲートに印加されると従電源回路１０が起動し、過電圧検知信号によりスイッチング素子１０Ｂのオン及びオフが制御される。スイッチング素子１０Ｂがオン及びオフ制御されることで、トランス１０Ａの１次コイル側の電圧が制御され、従電源回路１０の出力電圧が制御される。

整流ダイオード１０Ｃは、トランス１０Ａの２次コイルに接続するライン１０２上に設けられ、平滑コンデンサ１０Ｄは、ライン１０２とライン１０３間に、トランス１０Ａに対し並列に設けられる。整流ダイオード１０Ｃは、トランス１０Ａの２次コイル側電流の片方向の電流だけを通し、これにより、平滑コンデンサ１０Ｄが充電される。平滑コンデンサ１０Ｄは、整流ダイオード１０Ｃを流れる電流を充電し、ライン１０２とライン１０３との間に出力電圧（従電源回路１０の出力電圧）を発生させる。

以上のとおり、従電源回路１０は、過電圧検知信号が印加されると起動され、過電圧検知信号によりスイッチング素子１０Ｂがオン及びオフされることで出力電圧が制御される。このように、従電源回路１０は、過電圧が検知された場合にのみ起動され、通常状態においては停止しているため、無駄な電力消費を抑制することができる。また、通常状態におけるノイズの発生を抑制することができる。

図４は、第１電力供給回路３０の一例を示す図である。

図４に示すように、本実施形態の第１電力供給回路３０は、トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）によるスイッチング素子３０１Ａ，３０２Ａ，３０１Ｂ，３０２Ｂにより構成される。

スイッチング素子３０１Ａ，３０２Ａは第１電力供給回路３０のスイッチ３０Ａであり、主電源回路２０の出力部に接続するライン３０１と、第１電力供給回路３０の出力部との間に直列に設けられる。なお、前述のとおり、第１電力供給回路３０の出力部は、三相短絡回路２２のスイッチ２２Ｂを備えるライン２２３に接続している。

スイッチング素子３０１Ａの第１端子（ソース）はスイッチング素子３０２Ａの第２端子（ドレイン）に接続し、第２端子（ドレイン）は主電源回路２０の出力部に接続するライン３０１に接続している。スイッチング素子３０２Ａの第１端子（ソース）は、電力供給回路３０の出力部（ライン２２３）に接続し、スイッチング素子３０２Ａの第２端子（ドレイン）はスイッチング素子３０１Ａの第１端子（ソース）に接続している。スイッチング素子３０１Ａ，３０２Ａは、通常状態においてオンにされている。また、過電圧状態において、過電圧検知回路２３から過電圧検知信号が印加された状態においてもオンに制御される。即ち、第１電力供給回路３０の主電源回路２０側のスイッチ３０Ａは、常にオンにされている。

スイッチング素子３０１Ｂ，３０２Ｂは第１電力供給回路３０のスイッチ３０Ｂであり、従電源回路１０の出力部に接続するライン３０２と、第１電力供給回路３０の出力部との間に直列に設けられる。スイッチング素子３０１Ｂの第１端子（ソース）はスイッチング素子３０２Ｂの第２端子（ドレイン）に接続し、第２端子（ドレイン）は主電源回路２０の出力部に接続するライン３０２に接続している。スイッチング素子３０２Ｂの第１端子（ソース）は、第１電力供給回路３０の出力部（ライン２２３）に接続し、スイッチング素子３０２Ｂの第２端子（ドレイン）はスイッチング素子３０１Ｂの第１端子（ソース）に接続している。スイッチング素子３０１Ｂ，３０２Ｂは、通常状態においてオフにされている。スイッチング素子３０１Ｂ，３０２Ｂのゲートに過電圧検知回路２３から過電圧検知信号が印加されると、スイッチング素子３０１Ｂ，３０２Ｂはオンに切り替えられる。即ち、第１電力供給回路３０の従電源回路１０側のスイッチ３０Ｂは、通常状態においてオフ、過電圧状態においてオンに制御される。

以上のように、第１電力供給回路３０をトランジスタによるスイッチング素子３０１Ａ，３０２Ａ，３０１Ｂ，３０２Ｂにより構成しているため、主電源回路２０及び従電源回路１０と三相短絡回路２２とを自由に接続及び遮断することができる。後述するように、通常状態においても従電源回路１０を起動させておくことも可能であるが、このような場合にも、第１電力供給回路３０をスイッチング素子により構成することで、主電源回路２０の出力電圧と従電源回路１０の出力電圧の大きさに関わらず、通常状態において主電源回路２０側のみを導通させることができる。

なお、ここでは第１電力供給回路３０を用いて電力供給回路を説明したが、第１電力供給回路３０と第２電力供給回路４０とは、出力先が異なるだけで、回路構成は同一のものを用いることができる。即ち、第２電力供給回路４０のスイッチ４０Ａ及びスイッチ４０Ｂも、それぞれ２つのスイッチング素子により構成され、主電源回路２０側のスイッチ４０Ａは、常にオンにされ、従電源回路１０側のスイッチ４０Ｂは、通常状態においてオフ、過電圧状態においてオンに制御される。なお、前述のとおり、第２電力供給回路４０の出力部は、過電圧検知回路２３に接続される。

上記した第１実施形態の電力変換装置１００によれば、以下の効果を得ることができる。

電力変換装置１００は、弱電バッテリ２に接続される主電源回路２０と、強電バッテリ１に接続される従電源回路１０とを備える。また、電力変換装置１００は、三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に、主電源回路２０だけでなく従電源回路１０からも電力を供給可能に構成された電力供給回路３０，４０を備える。これにより、主電源回路２０が失陥した場合にも、従電源回路１０からの電力により三相短絡制御を実行することができる。即ち、主電源回路２０が失陥した場合にも誘起電圧を制御することができる。

また、弱電バッテリ２に接続される主電源回路２０と、強電バッテリ１に接続される従電源回路１０とを備えるため、１つの電源回路がすべての消費電力を賄う必要がなく、回路規模の増大を抑制できる。

電力変換装置１００は、電力供給回路３０，４０が、スイッチングにより主電源回路２０及び従電源回路１０と三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３とを接続又は遮断可能に構成される。そして、通常状態の場合、主電源回路２０と過電圧検知回路２３とを接続し、主電源回路２０から過電圧検知回路２３に電力を供給するとともに、主電源回路２０と三相短絡回路２２、及び従電源回路１０と三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３とを遮断する。一方、過電圧検知回路２３が過電圧を検知すると、主電源回路２０及び従電源回路１０の両方を三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に接続し、主電源回路及び前記従電源回路の一方から前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路に電力を供給する。このように、過電圧状態等の異常状態においてのみ、強電バッテリ１に接続された従電源回路１０と弱電ライン上の三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３とを接続し、通常状態においては従電源回路１０と弱電ラインとの接続を遮断している。従って、ノイズを抑制するための回路を別途設ける必要がなく、回路規模の増大を抑制できる。

電力変換装置１００は、電力供給回路３０，４０が、トランジスタによるスイッチング素子により構成される。主電源回路２０及び従電源回路１０と三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３とを自由に接続及び遮断することができる。従って、通常状態において従電源回路１０を起動させているような場合にも、主電源回路２０の出力電圧と従電源回路１０の出力電圧の大きさに関わらず、主電源回路２０側のスイッチのみを導通させることができる。即ち、通常状態において従電源回路１０のノイズの発生を抑制することができる。

電力変換装置１００は、従電源回路１０が、トランス１０Ａと、トランス１０Ａの１次コイルに接続するスイッチング素子１０Ｂとを含み、過電圧検知信号によりスイッチング素子１０Ｂがオン及びオフされることで従電源回路１０の出力電圧が制御される。このように、過電圧検知信号に基づきスイッチング素子により従電源回路１０の出力電圧が制御されるため、通常状態における無駄な電力消費を抑制することができる。

電力変換装置１００は、過電圧検知回路２３が過電圧を検知すると従電源回路１０が駆動される。このように、従電源回路１０は、過電圧が検知された場合にのみ駆動され、通常状態においては停止しているため、無駄な電力消費を抑制することができる。また、通常状態におけるノイズの発生を抑制することができる。

なお、本実施形態においては、従電源回路１０は、過電圧が検知された場合にのみ駆動され、通常状態においては停止している構成としたが、必ずしもこれに限られない。即ち、通常状態においても従電源回路１０を駆動する構成であってもよい。この場合、好ましくは、通常状態においても従電源回路１０を駆動しておいて、過電圧検知回路２３が過電圧を検知するとスイッチング素子１０Ｂのスイッチング周波数を増加させるように構成する。これにより、従電源回路１０の応答性が向上する。

また、例えば、従電源回路１０を図５に示すように、トランス１０Ａの２次コイルに接続するとともに定電圧を発生させるツェナーダイオード１０Ｅと、強電バッテリ１に接続するライン１０１と第１電力供給回路３０及び第２電力供給回路４０に接続するライン１０２とを繋ぐライン上の抵抗１０Ｆとをさらに設けた構成にしてもよい。この場合、過電圧検知回路２３が過電圧を検知すると、スイッチング素子１０Ｂがオン及びオフされることで変換された電圧に、ツェナーダイオード１０Ｅにより発生する定電圧が印加された電圧が従電源回路１０から出力される。また、通常状態において、スイッチング素子１０Ｂが停止している状態であってもツェナーダイオード１０Ｅにより定電圧が発生するため、通常状態においても平滑コンデンサ１０Ｄが充電される。従って、従電源回路１０のノイズが抑制されるとともに、過電圧が検知された場合における従電源回路１０の応答性が向上する。

また、本実施形態においては、電力供給回路３０，４０を主電源回路２０の出力部に接続するライン上の２つのスイッチング素子と、従電源回路１０の出力部に接続するライン上の２つのスイッチング素子とにより構成しているが、必ずしもこれに限られない。主電源回路２０及び従電源回路１０と三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３とを接続及び遮断することができれば、これ以外の構成であってもよい。

また、電力供給回路３０，４０は、スイッチング素子を有しない構成であってもよい。例えば、図６に示すように、第１電力供給回路３０は、主電源回路２０の出力部に接続するライン３０１上のダイオード３０Ｃと、従電源回路１０の出力部に接続するライン３０２上のダイオード３０Ｄとが並列に接続されるとともに、これらダイオード３０Ｃ，３０Ｄの出力部が三相短絡回路２２（ライン２２３）に接続される構成であってもよい。同様に、第２電力供給回路４０も、主電源回路２０の出力部に接続するライン３０１上のダイオードと、従電源回路１０の出力部に接続するライン３０２上のダイオードとが並列に接続されるとともに、これらダイオードの出力部が過電圧検知回路２３に接続される構成であってもよい。これらの場合、通常状態において、従電源回路１０の出力電圧は、主電源回路２０の出力電圧よりも低く制御する。これにより、電力供給回路３０，４０は、通常状態において主電源回路２０側からの電力のみが導通可能となり、通常状態において主電源回路２０からのみ過電圧検知回路２３に電力が供給される。なお、通常状態において、三相短絡回路２２のスイッチ２２Ｂはオフされているため、通常状態においても第１電力供給回路３０から三相短絡回路２２に電力供給はされない。図６に示す回路であっても、主電源回路２０が失陥した場合には、従電源回路１０から三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に電力供給可能である。また、図６に示す回路においても、通常状態において従電源回路１０からは弱電ライン（制御回路２１、三相短絡回路２２、過電圧検知回路２３）に電力が供給されないため、通常状態における従電源回路１０のノイズの発生を抑制することができる。

また、図７に示すように、第１電力供給回路３０は、主電源回路２０の出力部に接続するライン３０１と従電源回路１０の出力部に接続するライン３０２とを三相短絡回路２２のライン２２３に並列に接続させた回路であってもよい。同様に、第２電力供給回路４０も、主電源回路２０の出力部に接続するライン３０１と従電源回路１０の出力部に接続するライン３０２とを、過電圧検知回路２３に並列に接続させた回路であってもよい。これらの場合、通常状態において、従電源回路１０の出力電圧は、主電源回路２０の出力電圧よりも低く制御される。これにより、電力供給回路３０，４０は、通常状態において主電源回路２０側からの電力のみが導通可能となり、通常状態において主電源回路２０からのみ過電圧検知回路２３に電力が供給される。なお、通常状態において、三相短絡回路２２のスイッチ２２Ｂはオフされているため、通常状態においても第１電力供給回路３０から三相短絡回路２２に電力供給はされない。図７に示す回路であっても、主電源回路２０が失陥した場合には、従電源回路１０から三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に電力供給可能である。また、図７に示す回路であっても、通常状態において従電源回路１０からは弱電ライン（制御回路２１、三相短絡回路２２、過電圧検知回路２３）に電力が供給されないため、通常状態における従電源回路１０のノイズの発生を抑制することができる。

また、本実施形態においては、三相短絡回路２２へ電力を供給する第１電力供給回路３０と、過電圧検知回路２３に電力を供給する第２電力供給回路４０とを別々の回路としたが、第１電力供給回路３０と第２電力供給回路４０とを一つの電力供給回路にしてもよい。この場合、電力供給回路の出力部は、三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に接続される。

また、本実施形態においては、過電圧状態において、上アームの半導体素子１２Ａをすべてオンにし、下アームの半導体素子１２Ｂをすべてオフにする構成としたが、三相短絡制御を実行可能であれば、これに限られない。即ち、過電圧状態において、上アームの半導体素子１２Ａをすべてオフにし、下アームの半導体素子１２Ｂをすべてオンにするように回路を組んでもよい。

（第２実施形態）
図８及び図９を参照して、第２実施形態の電力変換装置１００を説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８は、第２実施形態の電力変換装置１００の概略構成図である。第２実施形態では、第２の信号伝送回路２１１Ｂを備える点、リレー５０を備える点、及び制御回路２１が、所定の場合に従電源回路駆動信号による従電源回路駆動制御及び／またはリレーカット制御を実行する点が第１実施形態と異なる。

図８に示すように、本実施形態の電力変換装置１００においては、強電バッテリ１と蓄電回路１１との間に介装されたリレー５０を備える。

本実施形態の電力変換装置１００においては、制御回路２１の信号発生回路２１Ａは、モータ回転数が基準回転数を超えた場合等、所定の場合に従電源回路起動信号を生成し、当該信号を制御信号として、第２の信号伝送回路２１１Ｂに出力する（従電源回路駆動信号による従電源回路駆動制御）。また、制御回路２１の信号発生回路２１Ａは、上位装置である不図示の車両コントローラからリレーカット信号を受信した場合、リレーカット信号を第２の信号伝送回路２１１Ｂ及びリレー５０に出力する。なお、第２の信号伝送回路２１１Ｂは、ＰＷＭ信号を受信する信号伝送回路２１Ｂとは別に構成される。第２の信号伝送回路２１１Ｂは、信号発生回路２１Ａから受信した従電源回路起動信号を従電源回路１０に、リレーカット信号を従電源回路１０、三相短絡回路２２、第１電力供給回路３０及び第２電力供給回路４０に出力する。従電源回路１０は、従電源回路起動信号またはリレーカット信号が入力されると起動し、第１電力供給回路３０及び第２電力供給回路４０の各スイッチ３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂは、リレーカット信号に基づきオン及びオフが切り替えられる。リレー５０は信号発生回路２１Ａからリレーカット信号が入力されるとオフに切り替えられる。

以下、図８及び図９を参照して、従電源回路駆動信号による従電源回路駆動制御及びリレーカット制御における電力変換装置１００のスイッチ制御を説明する。なお、以下の説明は過電圧検知回路２３が過電圧を検知していない場合を前提とする。

図９は、リレーカット制御が実行されている場合における電力変換装置１００を示す回路図である。

リレーカット制御が実行されていない場合、図８に示すように、リレー５０はオン、第１電力供給回路３０のスイッチ３０Ａはオン、スイッチ３０Ｂはオフ、第２電力供給回路４０のスイッチ４０Ａはオン、スイッチ４０Ｂはオフ状態である。なお、過電圧が検知されていないので、三相短絡回路２２のスイッチ２２Ａはオン、スイッチ２２Ｂ及びスイッチ２２Ｃはオフ状態である。従って、リレーカット制御が実行されていない場合、主電源回路２０から駆動回路２１Ｃ及び過電圧検知回路２３に電力が供給される。

制御回路２１の信号発生回路２１Ａは、所定の場合に従電源回路起動信号を生成し、当該信号を制御信号として、第２の信号伝送回路２１１Ｂに出力する。第２の信号伝送回路２１１Ｂは、従電源回路起動信号を受信すると、従電源回路１０に当該信号を送信し、従電源回路１０を駆動する（従電源回路駆動信号による従電源回路駆動制御）。なお、従電源回路起動信号を生成する所定の場合とは、前述の通り、モータ回転数が基準回転数を超えた場合等である。基準回転数は、前述の通り、例えば、モータ回転数の上昇が継続されると、モータ誘起電圧による電圧上昇により強電ラインの電圧が強電ライン上の各部品の耐電圧を超える虞があるようなモータ回転数に設定することができる。このような場合には、過電圧検知や後述のリレーカット制御による三相短絡制御が実行される可能性が高いため、予め従電源回路を駆動しておくことで、従電源回路１０の応答性を向上させることができる。

また、制御回路２１の信号発生回路２１Ａは、車両コントローラからリレーカット信号を受信すると、リレーカット制御を開始する。なお、リレーカット信号は、過電圧が予想される場合や、車両を強制的に停止しなければならないような場合等に生成される。リレーカット制御が実行されると、図９に示すように、信号発生回路２１Ａからのリレーカット信号によりリレー５０はオフされる。これにより、強電バッテリ１から強電ラインへの電力供給が遮断される。また、従電源回路１０が駆動していない場合、第２の信号伝送回路２１１Ｂからのリレーカット信号が従電源回路１０に入力されると、従電源回路１０は駆動される。なお、従電源回路起動信号により既に従電源回路１０が駆動されている場合には、従電源回路１０はそのまま動作を継続する。さらに、第２の信号伝送回路２１１Ｂからのリレーカット信号により、第１電力供給回路３０のスイッチ３０Ａ及び第２電力供給回路４０のスイッチ４０Ａはオン状態が継続され、第１電力供給回路３０のスイッチ３０Ｂ及び第２電力供給回路４０のスイッチ４０Ｂはオンに切替えられ、三相短絡回路２２のスイッチ２２Ａがオフに、スイッチ２２Ｂ及びスイッチ２２Ｃがオンに切り替えられる。これにより、過電圧検知回路２３及び三相短絡回路２２には、主電源回路２０及び従電源回路１０のどちらからも電力供給が可能な状態となり、主電源回路２０及び従電源回路１０のうち、出力電圧の高い方から過電圧検知回路２３に電力が供給される。また、第１電力供給回路３０から三相短絡回路２２へ電力供給が行われるとともに、上アームの半導体素子１２Ａは、いずれもオン（導通状態）になるように制御される。即ち、上アームの半導体素子１２Ａがいずれもオン、下アームの半導体素子１２Ｂはすべてオフとなる三相短絡制御が実行される。

このように、リレーカット制御の実行時においては、三相短絡制御が実行され、過電圧状態になることが防止される。また、リレーカット制御の実行時においては、強電バッテリ１からの直流電流が蓄電回路１１に供給されなくなるとともに、蓄電回路１１からインバータ１２及び従電源回路１０に電力が供給される。これにより、蓄電回路１１の電力が消費され、過電圧状態になることが防止される。

以上のとおり、第２実施形態の電力変換装置１００においては、所定の場合に制御回路２１が従電源回路起動信号を出力し、従電源回路１０を駆動させる、従電源回路駆動信号による従電源回路駆動制御を実行する。また、第２実施形態の電力変換装置１００においては、強電バッテリ１と蓄電回路１１との間に介装されたリレー５０を備え、制御回路２１はリレーカット信号を受信すると、リレーカット制御を実行する。

上記した第２実施形態の電力変換装置１００によれば、以下の効果を得ることができる。

電力変換装置１００は、強電バッテリ１と蓄電回路１１との間に介装されたリレー５０を備え、制御回路２１は、所定の場合に、リレー５０に対し、強電バッテリ１からの直流電力を遮断するリレーカット制御を実行する。そして、リレーカット制御が実行されると、主電源回路２０及び従電源回路１０の両方を三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に接続し、主電源回路２０及び従電源回路１０の一方から三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に電力を供給する。これにより、主電源回路２０が失陥した場合にも、従電源回路１０からの電力により三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３を駆動することができる。即ち、主電源回路２０が失陥した場合にも、三相短絡制御及び過電圧の検知を行うことができ、誘起電圧を制御することができる。

電力変換装置１００は、過電圧検知回路２３が過電圧を検知しておらず、且つリレーカット制御が実行されていない場合、電力供給回路３０，４０が、主電源回路２０と過電圧検知回路２３とを接続するとともに、主電源回路２０と三相短絡回路２２、及び従電源回路１０と三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３とを遮断する。一方、リレーカット制御が実行されている場合、電力供給回路３０，４０が主電源回路２０及び従電源回路１０の両方を三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に接続する。このように、リレーカット制御が実行されている場合にのみ、強電バッテリ１に接続された従電源回路１０を弱電ライン上の三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に接続し、リレーカット制御が実行されていない場合においては従電源回路１０と弱電ラインとの接続を遮断している。これにより、リレーカット制御を実行していない場合における従電源回路１０のノイズの発生を抑制することができる。従って、ノイズを抑制するための回路を別途設ける必要がなく、回路規模の増大を抑制できる。

電力変換装置１００は、制御回路２１が、モータ回転数が基準回転数を超えた場合に従電源回路を駆動する。このように、モータ誘起電圧が増加するモータ高回転時（基準回転数を超えた場合）に従電源回路１０を予め駆動しておくため、従電源回路１０の応答性を向上させることができる。また、モータが基準回転数以下の場合には従電源回路１０を駆動しないため、従電源回路１０のノイズの発生を抑制することができる。従って、ノイズを抑制するための回路を別途設ける必要がなく、回路規模の増大を抑制できる。

電力変換装置１００は、過電圧検知回路２３が過電圧を検知した場合、モータ回転数が基準回転数を超えた場合、または制御回路２１がリレーカット制御を実行する場合に従電源回路１０が駆動される。このように、従電源回路１０は、過電圧が検知された場合、モータ回転数が基準回転数を超えた場合、またはリレーカット制御を実行する場合にのみ駆動され、それ以外の場合には停止しているため、無駄な電力消費を抑制することができる。また、過電圧が検知されていない場合、モータ回転数が基準回転数以下の場合、及びリレーカット制御を実行していない場合における従電源回路１０のノイズの発生を抑制することができる。

なお、本実施形態においては、従電源回路駆動信号による従電源回路駆動制御とリレーカット制御の両方を行う構成としたが、必ずしもこれに限られず、従電源回路駆動信号による従電源回路駆動制御とリレーカット制御の一方のみを行う構成であってもよい。

また、本実施形態においては、従電源回路１０は、過電圧が検知された場合、モータ回転数が基準回転数を超えた場合、またはリレーカット制御を実行する場合にのみ駆動され、それ以外の場合には停止している構成としたが、必ずしもこれに限られない。即ち、過電圧が検知されておらず、モータ回転数が基準回転数以下であって、且つリレーカット制御が実行されていない場合においても従電源回路１０を駆動する構成であってもよい。この場合、まず、従電源回路１０を駆動しておいて、リレーカット制御が実行される場合、モータ回転数が基準回転数を超えた場合、または過電圧検知回路２３が過電圧を検知した場合に、従電源回路１０のスイッチング素子１０Ｂのスイッチング周波数を増加させる構成が好ましい。これにより、従電源回路１０の応答性が向上する。

また、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、従電源回路１０を図５に示すツェナーダイオード１０Ｅを備えた構成にしてもよい。この場合、リレーカット制御が実行される場合、モータ回転数が基準回転数を超えた場合、または過電圧検知回路２３が過電圧を検知した場合に、スイッチング素子１０Ｂがオン及びオフされることで変換された電圧に、ツェナーダイオード１０Ｅにより発生する定電圧が印加された電圧が従電源回路１０から出力される。

また、本実施形態においても、電力供給回路３０，４０は、主電源回路２０及び従電源回路１０と三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３とを接続及び遮断することができれば、どのような構成であってもよい。また、例えば、図６に示すダイオードを並列に接続した回路、または図７に示す電力供給回路３０，４０の出力部に主電源回路２０の出力部と従電源回路１０の出力部を並列に接続させた回路であってもよい。これらの場合、リレーカット制御が実行されておらず且つ過電圧が検知されていない場合、従電源回路１０の出力電圧は、主電源回路２０の出力電圧よりも低く制御される。

また、本実施形態においても、リレーカット制御が実行される場合に、三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に対し、主電源回路２０から電力が供給されるように、主電源回路２０の出力電圧が従電源回路１０の出力電圧よりも高くなるように設定されるが、必ずしもこれに限られない。例えば、リレーカット制御が実行される場合においては、主電源回路２０の出力電圧を従電源回路１０の出力電圧より低く設定してもよい。即ち、リレーカット制御が実行される場合、過電圧検知回路２３に、主電源回路２０及び従電源回路１０の一方から電力が供給される構成であればよい。このような場合でも、主電源回路２０が失陥した場合には、従電源回路１０から三相短絡回路２２及び過電圧検知回路２３に電力を供給できる。即ち、主電源回路２０が失陥した場合にも誘起電圧を制御することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記した各実施形態は、それぞれ単独の実施形態として説明したが、適宜組み合わせてもよい。

１、強電バッテリ，２、弱電バッテリ，１０、従電源回路，１１、蓄電回路，１２、インバータ，１２Ａ、上アームの半導体素子，１２Ｂ、下アームの半導体素子，２０、主電源回路，２１、制御回路，２２、三相短絡回路，２３、過電圧権利回路，３０、第１電力供給回路（電力供給回路），４０、第２電力供給回路（電力供給回路），５０、リレー，１００、電力変換装置

Claims (15)

1. 強電バッテリと、
   弱電バッテリと、
   前記強電バッテリから供給される直流電力を蓄電し平滑する蓄電回路と、
   前記強電バッテリ及び前記蓄電回路から供給される直流電力を、モータを駆動するための交流電力に変換する複数の半導体素子と、
   前記半導体素子の動作を制御する制御回路と、
   前記蓄電回路の電圧が基準電圧を超えた場合に、前記蓄電回路での過電圧を検知する過電圧検知回路と、
   前記過電圧検知回路が過電圧を検知した場合に、前記半導体素子を用いて三相短絡制御を実行する三相短絡回路と、
   前記弱電バッテリに接続される主電源回路と、
   前記強電バッテリに接続される従電源回路と、
   前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路に、前記主電源回路だけでなく前記従電源回路からも電力を供給可能に構成された電力供給回路と、
   を備え、
   前記複数の半導体素子は、前記強電バッテリの正極側に接続される複数の上アームの半導体素子と、前記強電バッテリの負極側に接続される複数の下アームの半導体素子とを含み、
   過電圧が検知されていない通常状態の場合、前記半導体素子は、前記主電源回路からの電力に基づいて前記制御回路が駆動されて制御され、前記過電圧検知回路は、前記主電源回路からの電力に基づき駆動され、
   前記過電圧検知回路が過電圧を検知すると、前記三相短絡回路は、前記主電源回路及び前記従電源回路の一方からの電力に基づいて、前記半導体素子の上アーム及び下アームのいずれか一方をすべてオンにするとともに、前記半導体素子の上アーム及び下アームの他方をすべてオフとし、前記過電圧検知回路は、前記主電源回路及び前記従電源回路の一方からの電力に基づいて駆動される、
   電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置であって、
   前記強電バッテリと前記蓄電回路との間に介装されたリレーをさらに備え、
   前記制御回路は、所定の場合に、前記リレーに対し、前記強電バッテリからの直流電力を遮断するリレーカット制御を実行し、
   前記通常状態であって且つ前記リレーカット制御が実行されていない場合、前記半導体素子は、前記主電源回路からの電力に基づいて前記制御回路が駆動されて制御され、前記過電圧検知回路は、前記主電源回路からの電力に基づき駆動され、
   前記リレーカット制御が実行されると、前記三相短絡回路は、前記主電源回路及び前記従電源回路の一方からの電力に基づいて、前記半導体素子の上アーム及び下アームのいずれか一方をすべてオンにするとともに、前記半導体素子の上アーム及び下アームの他方をすべてオフとし、前記過電圧検知回路は、前記主電源回路及び前記従電源回路の一方からの電力に基づいて駆動される、
   電力変換装置。
3. 請求項１または２に記載の電力変換装置であって、
   前記電力供給回路は、スイッチングにより前記主電源回路及び前記従電源回路と前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路とを接続又は遮断可能に構成され、通常状態の場合、前記主電源回路と前記過電圧検知回路とを接続し、前記主電源回路から前記過電圧検知回路に電力を供給するとともに、前記主電源回路と前記三相短絡回路、及び前記従電源回路と前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路とを遮断し、前記過電圧検知回路が過電圧を検知すると、前記主電源回路及び前記従電源回路の両方を前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路に接続し、前記主電源回路及び前記従電源回路の一方から前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路に電力を供給する、
   電力変換装置。
4. 請求項２に記載の電力変換装置であって、
   前記電力供給回路は、スイッチングにより前記主電源回路及び前記従電源回路と前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路とを接続又は遮断可能に構成され、前記過電圧検知回路が過電圧を検知しておらず、且つリレーカット制御が実行されていない場合、前記主電源回路と前記過電圧検知回路とを接続し、前記主電源回路から前記過電圧検知回路に電力を供給するとともに、前記主電源回路と前記三相短絡回路、及び前記従電源回路と前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路とを遮断し、過電圧が検知されている、またはリレーカット制御が実行されている場合、前記主電源回路及び前記従電源回路の両方を前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路に接続し、前記主電源回路及び前記従電源回路の一方から前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路に電力を供給する、
   電力変換装置。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の電力変換装置であって、
   前記電力供給回路は、トランジスタによるスイッチング素子により構成される、
   電力変換装置。
6. 請求項１または２に記載の電力変換装置であって、
   前記電力供給回路は、前記主電源回路に接続するダイオードと、前記従電源回路に接続するダイオードとが並列に接続されるとともに、これらダイオードの出力部が前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路に接続され、
   通常状態において、前記従電源回路の出力電圧は、前記主電源回路の出力電圧よりも低い、
   電力変換装置。
7. 請求項１または２に記載の電力変換装置であって、
   前記電力供給回路は、前記主電源回路の出力部と前記従電源回路の出力部とが、前記三相短絡回路及び前記過電圧検知回路に並列に接続されて構成され、
   通常状態において、前記従電源回路の出力電圧は、前記主電源回路の出力電圧よりも低い、
   電力変換装置。
8. 請求項１から７のいずれか一つに記載の電力変換装置であって、
   前記従電源回路は、トランスと、前記トランスの１次コイルに接続するスイッチング素子とを含み、
   前記スイッチング素子がオン及びオフされることで前記従電源回路の出力電圧が制御される、
   電力変換装置。
9. 請求項８に記載の電力変換装置であって、
   前記従電源回路は、前記トランスの２次コイルに接続するとともに定電圧を発生させるツェナーダイオードをさらに備え、
   前記従電源回路の出力電圧は、前記スイッチング素子がオン及びオフされることで変換された電圧に、前記ツェナーダイオードにより発生する定電圧が印加された電圧である、
   電力変換装置。
10. 請求項１から９のいずれか一つに記載の電力変換装置であって、
    前記従電源回路は、モータ回転数が基準回転数を超えた場合に駆動される、
    電力変換装置。
11. 請求項１から９のいずれか一つに記載の電力変換装置であって、
    前記従電源回路は、前記過電圧検知回路が過電圧を検知すると駆動される、
    電力変換装置。
12. 請求項１から９のいずれか一つに記載の電力変換装置であって、
    前記強電バッテリと前記蓄電回路との間に介装されたリレーをさらに備え、
    前記制御回路は、所定の場合に、前記リレーに対し、前記強電バッテリからの直流電力を遮断するリレーカット制御を実行し、
    前記従電源回路は、前記過電圧検知回路が過電圧を検知した場合、モータ回転数が基準回転数を超えた場合、または前記制御回路がリレーカット制御を実行する場合に駆動される、
    電力変換装置。
13. 請求項９または１０に記載の電力変換装置であって、
    前記従電源回路は、前記過電圧検知回路が過電圧を検知するとスイッチング周波数を増加させる、
    電力変換装置。
14. 請求項９または１０に記載の電力変換装置であって、
    前記従電源回路は、前記過電圧検知回路が過電圧を検知した場合、またはモータ回転数が基準回転数を超えた場合にスイッチング周波数を増加させる、
    電力変換装置。
15. 請求項９または１０に記載の電力変換装置であって、
    前記強電バッテリと前記蓄電回路との間に介装されたリレーをさらに備え、
    前記制御回路は、所定の場合に、前記リレーに対し、前記強電バッテリからの直流電力を遮断するリレーカット制御を実行し、
    前記従電源回路は、前記過電圧検知回路が過電圧を検知した場合、モータ回転数が基準回転数を超えた場合、または前記制御回路がリレーカット制御を実行した場合にスイッチング周波数を増加させる、
    電力変換装置。

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