JP6016770B2

JP6016770B2 - 電源装置およびそれを備えた空気調和装置ならびにヒートポンプ給湯装置

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Publication number: JP6016770B2
Application number: JP2013264222A
Authority: JP
Inventors: 成雄梅原; 鹿嶋　美津夫; 美津夫鹿嶋; 半田　正人; 正人半田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: JP2015122835A

Description

本発明は、電源装置およびそれを備えた空気調和装置ならびにヒートポンプ給湯装置に関する。

従来、交流電源を全波整流した先から分離した複数の電流経路に個々に設けられた複数のインダクタに流れる電流を互いに異なる位相でスイッチングする、所謂インターリーブ型の力率改善回路が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００７−１９５２８２号公報

インターリーブ型の力率改善回路を含む電源装置では、リアクタ、スイッチ素子、および逆阻止ダイオードからなる昇圧チョッパ回路を複数具備する構成であり、昇圧チョッパ回路を１つしか具備しない構成よりも故障率が高くなる。また、例えば、複数の昇圧チョッパ回路のうちの１つの逆阻止ダイオードが開放故障した場合でも、他の昇圧チョッパ回路では回路が開放されないため、この逆阻止ダイオードの開放故障を検出できずに継続動作させると、開放故障した逆阻止ダイオードが含まれる昇圧チョッパ回路のスイッチ素子のオン／オフ時にリアクタに蓄えられたエネルギーが行き場を失い、スイッチ素子に過大な電圧が印加されることとなり、二次故障を招くおそれがある。また、このような二次故障によって機器の継続使用が困難になる、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、昇圧チョッパ回路を複数具備する構成のインターリーブ型の力率改善回路を含む電源装置において、昇圧チョッパ回路を構成する各構成要素の故障を検出して二次故障を未然に防ぎ、故障発生時においても継続使用が可能な電源装置およびそれを備えた空気調和装置ならびにヒートポンプ給湯装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる電源装置は、交流電源から供給される交流を整流する整流手段と、負荷に供給する直流を平滑する平滑手段と、リアクタ、スイッチ素子、および逆阻止ダイオードを有する昇圧チョッパ回路が前記整流手段と前記平滑手段との間に複数並列に接続された昇圧手段と、複数の前記昇圧チョッパ回路に流れ込む昇圧チョッパ回路電流をそれぞれ検出する複数の電流検出手段と、前記昇圧手段への入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記各昇圧チョッパ回路電流、前記入力電圧、および前記出力電圧に基づき、複数の前記昇圧チョッパ回路を構成する前記各スイッチ素子を駆動して昇圧する昇圧制御を行うと共に、複数の前記昇圧チョッパ回路を構成する前記各リアクタ、前記各スイッチ素子、および前記各逆阻止ダイオードのうちの少なくとも１つの故障を判定した際に、故障した要素に対応した故障時制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、昇圧チョッパ回路を構成する各構成要素の故障による二次故障を未然に防ぐと共に、故障発生時においても継続使用が可能となる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる電源装置の一構成例を示す図である。図２は、実施の形態１にかかる電源装置の概略動作を説明するためのタイミングチャートである。図３は、実施の形態１にかかる電源装置における制御フローチャート例の前半部分を示す図である。図４は、実施の形態１にかかる電源装置における制御フローチャート例の後半部分を示す図である。図５は、実施の形態２にかかる電源装置の一構成例を示す図である。

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる電源装置およびそれを備えた空気調和装置ならびにヒートポンプ給湯装置について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる電源装置の一構成例を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる電源装置１００は、交流電源１から供給される交流を整流する整流手段２と、電源装置１００の負荷として接続されるモータ１０駆動用のインバータ９に供給する直流を平滑する平滑手段５と、第１のリアクタ３ａ、第１のスイッチ素子３ｂ、および第１の逆阻止ダイオード３ｃで構成される第１の昇圧チョッパ回路３と、第２のリアクタ４ａ、第２のスイッチ素子４ｂ、および第２の逆阻止ダイオード４ｃで構成される第２の昇圧チョッパ回路４とを備え構成される。

第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４は、整流手段２とインバータ９との間に並列に接続されて昇圧手段２００を構成している。これら第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４は、整流手段２の出力をそれぞれ昇圧チョッピングする。

また、実施の形態１にかかる電源装置１００は、第１の昇圧チョッパ回路３に流れ込む昇圧チョッパ回路電流を検出する電流検出手段６ａと、第２の昇圧チョッパ回路４に流れ込む昇圧チョッパ回路電流を検出する電流検出手段６ｂと、昇圧手段２００への入力電圧を検出する入力電圧検出手段７と、インバータ９への出力電圧を検出する出力電圧検出手段８と、整流手段２の入力端に接続され、交流電源１の電圧ゼロ点を検出する電圧ゼロクロス検出手段１２と、各電流検出手段６ａ，６ｂにより検出された各昇圧チョッパ回路電流、入力電圧検出手段７により検出された入力電圧、および出力電圧検出手段８により検出された出力電圧に基づき、第１の昇圧チョッパ回路３を構成する第１のスイッチ素子３ｂおよび第２の昇圧チョッパ回路４を構成する第２のスイッチ素子４ｂを駆動して整流手段２の出力を昇圧する制御（昇圧制御）を行う制御手段１１とを備えている。

第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４を具備する昇圧手段２００は、制御手段１１が第１のスイッチ素子３ｂと第２のスイッチ素子４ｂとをそれぞれ１８０度位相をずらして駆動する、所謂インターリーブ型の力率改善回路として動作する。

なお、図１に示す例では、昇圧手段２００は、第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４という２つの昇圧回路を設ける構成を例示しているが、昇圧チョッパ回路を３以上設けてインターリーブ動作を行う構成であってもよい。

また、図１に示す例では、入力電圧検出手段７および出力電圧検出手段８は、昇圧手段２００の入力端間および出力端間に設けられた直列抵抗の中点電圧を検出し、それぞれ入力電圧および出力電圧を求める構成としているが、入力電圧および出力電圧を求めることが可能な構成であればよく、これら入力電圧検出手段７および出力電圧検出手段８による入力電圧および出力電圧の検出手法や構成により本発明が限定されるものではないことは言うまでもない。さらに、図１に示す例では、負荷として接続されたインバータ９も制御手段１１が制御する構成としているが、インバータ９を制御する別の制御手段を有する構成であってもよいことは言うまでもない。

つぎに、本実施の形態にかかる電源装置１００の動作について、図１から図３を参照して説明する。図２は、実施の形態１にかかる電源装置の概略動作を説明するためのタイミングチャートである。図２（ａ）は、入力電圧Ｖｉおよび出力電圧Ｖｏの波形を示し、図２（ｂ）は、電圧ゼロクロス検出手段１２による交流電源１の電圧ゼロ点の検出タイミングを示している。以下、図２（ｃ）は、第１のスイッチ素子３ｂの制御タイミングを示し、図２（ｄ）は、第２のスイッチ素子４ｂの制御タイミングを示し、図２（ｅ）は、第１の昇圧チョッパ回路３に流れ込む電流Ｉ１を示し、図２（ｆ）は、第２の昇圧チョッパ回路４に流れ込む電流Ｉ２を示して、図２（ｇ）は、電圧ゼロクロス検出手段１２により検出された交流電源１の電圧ゼロ点に基づいて得られる交流電源１の電圧位相を示している。

また、図２には、昇圧手段２００を構成する各構成要素が全て正常である場合の例であり、交流電源１の投入後において、上述した昇圧制御を開始する前の各状態を示している。この図２において、期間Ｔａでは、第１のスイッチ素子３ｂおよび第２のスイッチ素子４ｂをオフ制御し、期間Ｔｂでは、交流電源１の電圧位相の０度以降の期間において第１のスイッチ素子３ｂをオン制御し、期間Ｔｃでは、交流電源１の電圧位相の１８０度以降の期間において第２のスイッチ素子４ｂをオン制御している。

本実施の形態では、制御手段１１は、上述した昇圧制御に加え、昇圧手段２００を構成する各構成要素の何れかの故障を判定した際に、その故障による二次故障を防止する制御（以下「故障時制御」という）を行う。なお、この故障時制御は、昇圧手段２００を構成する要素に応じて起動される制御として位置づけることもできる。

つぎに、昇圧手段２００を構成する各構成要素の故障判定手法について説明する。

まず、第１の逆阻止ダイオード３ｃおよび第２の逆阻止ダイオード４ｃの短絡故障を判定する手法について説明する。昇圧手段２００を構成する各構成要素が全て正常であれば、昇圧制御の実施／未実施に依らず、入力電圧Ｖｉの平均値Ｖｉａｖｅは、出力電圧Ｖｏの平均値Ｖｏａｖｅよりも小さくなる。

一方、第１の昇圧チョッパ回路３を構成する第１の逆阻止ダイオード３ｃあるいは第２の昇圧チョッパ回路４を構成する第２の逆阻止ダイオード４ｃが短絡故障している場合には、平滑手段５に電荷が充電されないため、入力電圧Ｖｉの平均値Ｖｉａｖｅと出力電圧Ｖｏの平均値Ｖｏａｖｅとがほぼ等しくなる。

したがって、本実施の形態では、出力電圧Ｖｏの平均値Ｖｏａｖｅと入力電圧Ｖｉの平均値Ｖｉａｖｅとの差を求め、その電圧差が予め設定した電圧閾値よりも小さい場合には、第１の逆阻止ダイオード３ｃまたは第２の逆阻止ダイオード４ｃの短絡故障しているものと判定する。ここで、電圧閾値としては、例えば、第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４を構成する各構成要素の何れもが正常である場合における出力電圧Ｖｏの平均値Ｖｏａｖｅと入力電圧Ｖｉの平均値Ｖｉａｖｅとの差の最小値以下とすればよい。

つぎに、第１の逆阻止ダイオード３ｃ、第１のリアクタ３ａ、第２の逆阻止ダイオード４ｃ、および第２のリアクタ４ａの開放故障を判定する手法について説明する。

図２の期間Ｔａに示すように、交流電源１投入後において第１のスイッチ素子３ｂおよび第２のスイッチ素子４ｂをオフ制御している場合には、昇圧手段２００を構成する各構成要素が全て正常であれば、交流電源１の電圧位相の９０度あるいは２７０度を含む期間において第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４に電流が流れる。

一方、例えば、第１の昇圧チョッパ回路３を構成する第１のリアクタ３ａが開放故障している場合には、交流電源１の電圧位相の９０度あるいは２７０度を含む期間において第１の昇圧チョッパ回路３には電流が流れない。

したがって、本実施の形態では、交流電源１投入後の昇圧制御開始前において、交流電源１の電圧位相の９０度あるいは２７０度を含む予め設定された設定期間（以下、「第１の設定期間」という）において第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４に流れる各電流（以下、説明に応じて「昇圧チョッパ回路電流」という）Ｉ１，Ｉ２を検出し、昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が予め設定した第１の電流閾値よりも小さい場合には、第１の昇圧チョッパ回路３を構成する第１のリアクタ３ａまたは第１の逆阻止ダイオード３ｃが開放故障しているものと判定し、昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が予め設定した第１の電流閾値よりも小さい場合には、第２の昇圧チョッパ回路４を構成する第２のリアクタ４ａまたは第２の逆阻止ダイオード４ｃの何れか一方が開放故障しているものと判定する。ここで、第１の電流閾値としては、例えば、第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４を構成する各構成要素の何れもが正常である場合において第１の設定期間に流れる電流値の最小値以下とすればよい。

つぎに、第１のスイッチ素子３ｂおよび第２のスイッチ素子４ｂの何れかの開放故障を判定する手法について説明する。

図２の期間Ｔｂに示すように、交流電源１投入後の昇圧制御を開始する前において、交流電源１の電圧位相の０度以降の期間、第１のスイッチ素子３ｂをオン制御すると、昇圧手段２００を構成する各構成要素が全て正常であれば、第１の昇圧チョッパ回路３に電流Ｉ１が流れる。同様に、図２の期間Ｔｃに示すように、交流電源１投入後の昇圧制御を開始する前において、交流電源１の電圧位相の１８０度以降の期間、第２のスイッチ素子４ｂをオン制御すると、昇圧手段２００を構成する各構成要素が全て正常であれば、第２の昇圧チョッパ回路４に電流Ｉ２が流れる。

一方、例えば、第１のスイッチ素子３ｂが開放故障している場合には、第１のスイッチ素子３ｂをオン制御したとしても、第１の昇圧チョッパ回路３に電流Ｉ１は流れない。また、例えば、第２のスイッチ素子４ｂが開放故障している場合には、第２のスイッチ素子４ｂをオン制御したとしても、第２の昇圧チョッパ回路４に電流Ｉ２は流れない。

したがって、本実施の形態では、交流電源１投入後の昇圧制御開始前において、交流電源１の電圧位相の０度あるいは１８０度以降において予め設定された第１のスイッチ素子３ｂおよび第２のスイッチ素子４ｂをオン制御する期間（以下、「第２の設定期間」という）における各昇圧チョッパ回路電流Ｉ１，Ｉ２を検出し、昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が予め設定した第２の電流閾値よりも小さい場合には、第１の昇圧チョッパ回路３を構成する第１のスイッチ素子３ｂが開放故障しているものと判定し、昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が第２の電流閾値よりも小さい場合には、第２の昇圧チョッパ回路４を構成する第２のスイッチ素子４ｂが開放故障しているものと判定する。ここで、第２の電流閾値としては、例えば、第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４を構成する各構成要素の何れもが正常である場合において第２の設定期間に流れる電流値の最小値以下とすればよい。

つぎに、第１のリアクタ３ａおよび第２のリアクタ４ａの何れかの短絡故障を判定する手法について説明する。

上述したように、交流電源１投入後の昇圧制御を開始する前において、交流電源１の電圧位相の０度以降の設定期間、第１のスイッチ素子３ｂをオン制御すると、昇圧手段２００を構成する各構成要素が全て正常であれば、第１の昇圧チョッパ回路３に電流Ｉ１が流れる。同様に、図２の期間Ｔｃに示すように、交流電源１投入後の昇圧制御を開始する前において、交流電源１の電圧位相の１８０度以降の設定期間、第２のスイッチ素子４ｂをオン制御すると、昇圧手段２００を構成する各構成要素が全て正常であれば、第２の昇圧チョッパ回路４に電流Ｉ２が流れる。

一方、例えば、第１のリアクタ３ａが短絡故障している場合には、第１のスイッチ素子３ｂをオン制御すると、整流手段２の出力が短絡することとなり過大な電流が流れることとなる。また、例えば、第２のリアクタ４ａが短絡故障している場合には、第２のスイッチ素子４ｂをオン制御すると、同様に整流手段２の出力が短絡することとなり過大な電流が流れることとなる。

したがって、本実施の形態では、交流電源１投入後の昇圧制御開始前において、第２の設定期間における昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が予め設定した第３の電流閾値よりも大きい場合には、第１の昇圧チョッパ回路３を構成する第１のリアクタ３ａが短絡故障しているものと判定し、第２の設定期間における昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が第２の電流閾値よりも大きい場合には、第２の昇圧チョッパ回路４を構成する第２のリアクタ４ａが短絡故障しているものと判定する。ここで、第３の電流閾値としては、例えば、第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４を構成する各構成要素の何れもが正常である場合において第２の設定期間に流れる電流値の最大値以上とすればよい。

上述した手法により昇圧手段２００を構成する各構成要素の故障を判定した場合、制御手段１１は、その故障による二次故障を防止する故障時制御を行う。

例えば、通常運用時において第１の逆阻止ダイオード３ｃおよび第２の逆阻止ダイオード４ｃの何れかの短絡故障を判定した場合には、制御手段１１は、故障時制御として、昇圧制御を停止する。あるいは、交流電源１投入後の昇圧制御開始前において第１の逆阻止ダイオード３ｃおよび第２の逆阻止ダイオード４ｃの何れかの短絡故障を判定した場合には、昇圧制御を開始しない。またこの場合には、負荷として接続したインバータ９の制御も停止する。

また、例えば、交流電源１投入後の昇圧制御開始前において第１の逆阻止ダイオード３ｃ、第１のリアクタ３ａ、第２の逆阻止ダイオード４ｃ、および第２のリアクタ４ａの何れかの開放故障を判定した場合には、制御手段１１は、故障時制御として、故障判定した構成要素を含む昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、昇圧制御を開始する。

また、例えば、交流電源１投入後の昇圧制御開始前において第１のスイッチ素子３ｂおよび第２のスイッチ素子４ｂの何れかの開放故障を判定した場合には、制御手段１１は、故障時制御として、故障判定した構成要素を含む昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、昇圧制御を開始する。

また、例えば、交流電源１投入後の昇圧制御開始前において第１のリアクタ３ａおよび第２のリアクタ４ａの何れかの短絡故障を判定した場合には、制御手段１１は、故障時制御として、故障判定した構成要素を含む昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、昇圧制御を開始する。

なお、故障時制御として複数の昇圧チョッパ回路のうちの一部（ここでは、例えば、第１の昇圧チョッパ回路３の構成要素の故障を判定した場合には、第２の昇圧チョッパ回路４）を用いて昇圧制御を行う場合には、昇圧手段２００を構成する全ての昇圧チョッパ回路（ここでは、第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４）を用いて昇圧制御を行う通常動作時よりも出力電圧が小さくなる。このため、制御手段１１は、負荷として接続されたインバータについても電源装置１００の出力電圧に応じた制御を行う。

このように、本実施の形態にかかる電源装置１００では、昇圧手段２００を構成する各構成要素の故障状態によっては、通常動作時よりも出力電圧が制限されるものの、インバータ９やモータ１０を停止することなく運用可能となる。

また、故障判定対象とする構成要素および故障状態によっては、故障時制御を行う際の条件を変更することも可能である。

例えば、交流電源１投入後の昇圧制御開始前において第１の逆阻止ダイオード３ｃ、第１のリアクタ３ａ、第２の逆阻止ダイオード４ｃ、および第２のリアクタ４ａの何れかの開放故障の判定、ならびに、第１のスイッチ素子３ｂおよび第２のスイッチ素子４ｂの何れかの開放故障の判定を行う場合でも、制御手段１１は、故障時制御として、故障判定した構成要素を含む昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、昇圧制御を開始するようにすればよい。

また、例えば、交流電源１投入後の昇圧制御開始前において第１の逆阻止ダイオード３ｃ、第１のリアクタ３ａ、第２の逆阻止ダイオード４ｃ、および第２のリアクタ４ａの何れかの開放故障の判定、ならびに、第１のリアクタ３ａおよび第２のリアクタ４ａの何れかの短絡故障の判定を行う場合でも、制御手段１１は、故障時制御として、故障判定した構成要素を含む昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、昇圧制御を開始するようにすればよい。

また、例えば、交流電源１投入後の昇圧制御開始前において第１の逆阻止ダイオード３ｃ、第１のリアクタ３ａ、第２の逆阻止ダイオード４ｃ、および第２のリアクタ４ａの何れかの開放故障の判定、ならびに、第１のスイッチ素子３ｂおよび第２のスイッチ素子４ｂの何れかの開放故障の判定に加え、さらに、第１のリアクタ３ａおよび第２のリアクタ４ａの何れかの短絡故障の判定を行う場合でも、制御手段１１は、故障時制御として、故障判定した構成要素を含む昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、昇圧制御を開始するようにすればよい。

つぎに、上述した故障判定動作および故障時制御を含む動作制御例について説明する。図３は、実施の形態１にかかる電源装置における制御フローチャート例の前半部分を示す図である。また、図４は、実施の形態１にかかる電源装置における制御フローチャート例の後半部分を示す図である。図３，４に示す例では、交流電源１投入後の昇圧制御開始前に昇圧手段２００を構成する各構成要素の故障を判定する例を示している。

交流電源１投入（ステップＳＴ１０１）後には、制御手段１１は、昇圧制御を行っておらず、第１のスイッチ素子３ｂおよび第２のスイッチ素子４ｂがオフ制御されている（図２に示す期間Ｔａ）。

制御手段１１は、インバータ９の制御を開始して（ステップＳＴ１０２）、モータ１０を起動する。

続いて、制御手段１１は、入力電圧検出手段７から取得した入力電圧Ｖｉから入力電圧平均値Ｖｉａｖｅを求め、出力電圧検出手段８から取得した出力電圧Ｖｏから出力電圧平均値Ｖｏａｖｅを求めると共に、出力電圧平均値Ｖｏａｖｅと入力電圧平均値Ｖｉａｖｅとの電圧差を予め設定した電圧閾値Ｖｃｈｅｃｋと比較する（ステップＳＴ１０３）。出力電圧平均値Ｖｏａｖｅと入力電圧平均値Ｖｉａｖｅとの電圧差が電圧閾値Ｖｃｈｅｃｋよりも小さい場合には（ステップＳＴ１０３；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、第１の逆阻止ダイオード３ｃまたは第２の逆阻止ダイオード４ｃが短絡故障しているものと判定する（ステップＳＴ１０４）。このとき、制御手段１１は、昇圧制御を開始することなくインバータ９の制御も停止して、インバータ９を停止させ（ステップＳＴ１０５）、図３，４に示すフローを終了する。

出力電圧平均値Ｖｏａｖｅと入力電圧平均値Ｖｉａｖｅとの電圧差が電圧閾値Ｖｃｈｅｃｋを上回った場合には（ステップＳＴ１０３；Ｎｏ）、制御手段１１は、第１の逆阻止ダイオード３ｃおよび第２の逆阻止ダイオード４ｃが何れも短絡故障していないものと判定する（ステップＳＴ１０６）。

続いて、制御手段１１は、第１の設定期間において電流検出手段６ａから取得した昇圧チョッパ回路電流Ｉ１と予め設定した第１の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ１とを比較する（ステップＳＴ１０７）。昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が第１の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ１よりも小さい場合には（ステップＳＴ１０７；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、第１のリアクタ３ａまたは第１の逆阻止ダイオード３ｃが開放故障しているものと判定する（ステップＳＴ１０８）。このとき、制御手段１１は、以降の第１のスイッチ素子３ｂのオン制御を禁止する（ステップＳＴ１０９）。昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が第１の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ１以上である場合には（ステップＳＴ１０７；Ｎｏ）、制御手段１１は、第１のリアクタ３ａおよび第１の逆阻止ダイオード３ｃの何れも開放故障していないものと判定する（ステップＳＴ１１０）。

また、制御手段１１は、同様に第１の設定期間において電流検出手段６ｂから取得した昇圧チョッパ回路電流Ｉ２と予め設定した第１の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ１とを比較する（ステップＳＴ１１１）。昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が第１の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ１よりも小さい場合には（ステップＳＴ１１１；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、第２のリアクタ４ａまたは第２の逆阻止ダイオード４ｃが開放故障しているものと判定する（ステップＳＴ１１２）。このとき、制御手段１１は、以降の第２のスイッチ素子４ｂのオン制御を禁止する（ステップＳＴ１１３）。昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が第１の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ１以上である場合には（ステップＳＴ１１１；Ｎｏ）、制御手段１１は、第２のリアクタ４ａおよび第２の逆阻止ダイオード４ｃの何れも開放故障していないものと判定する（ステップＳＴ１１４）。

続いて、制御手段１１は、第１のスイッチ素子３ｂのオン制御が禁止されているか否かを判定する（ステップＳＴ１１５）。第１のスイッチ素子３ｂのオン制御が禁止されている場合には（ステップＳＴ１１５；Ｙｅｓ）、後述するステップＳＴ１２５に進む。

第１のスイッチ素子３ｂのオン制御が禁止されていない場合には（ステップＳＴ１１５；Ｎｏ）、制御手段１１は、交流電源１の電圧位相の０度以降の第２の設定期間において第１のスイッチ素子３ｂをオン制御し（ステップＳＴ１１６）、このとき電流検出手段６ａから取得した昇圧チョッパ回路電流Ｉ１と予め設定した第２の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ２とを比較する（ステップＳＴ１１７）。昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が第２の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ２よりも小さい場合には（ステップＳＴ１１７；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、第１のスイッチ素子３ｂが開放故障しているものと判定する（ステップＳＴ１１８）。このとき、制御手段１１は、第２のスイッチ素子４ｂのオン制御が禁止されているか否かを判定する（ステップＳＴ１１９）。第２のスイッチ素子４ｂのオン制御が禁止されていない場合には（ステップＳＴ１１９；Ｎｏ）、後述するステップＳＴ１２５に進む。

第２のスイッチ素子４ｂのオン制御が禁止されている場合には（ステップＳＴ１１９；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、昇圧制御を開始することなくインバータ９の制御も停止して、インバータ９を停止させ（ステップＳＴ１０５）、図３，４に示すフローを終了する。

昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が第２の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ２以上である場合には（ステップＳＴ１１７；Ｎｏ）、制御手段１１は、第１のスイッチ素子３ｂが開放故障していないものと判定し（ステップＳＴ１２０）、続いて、第２の設定期間における昇圧チョッパ回路電流Ｉ１と予め設定した第３の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ３とを比較する（ステップＳＴ１２１）。昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が第３の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ３よりも大きい場合には（ステップＳＴ１２１；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、第１のリアクタ３ａが短絡故障しているものと判定する（ステップＳＴ１２２）。このとき、制御手段１１は、第２のスイッチ素子４ｂのオン制御が禁止されているか否かを判定する（ステップＳＴ１２３）。第２のスイッチ素子４ｂのオン制御が禁止されていない場合には（ステップＳＴ１２３；Ｎｏ）、後述するステップＳＴ１２５に進む。

第２のスイッチ素子４ｂのオン制御が禁止されている場合には（ステップＳＴ１２３；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、昇圧制御を開始することなくインバータ９の制御も停止して、インバータ９を停止させ（ステップＳＴ１０５）、図３，４に示すフローを終了する。

昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が第３の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ３以下である場合には（ステップＳＴ１２１；Ｎｏ）、制御手段１１は、第１のリアクタ３ａが短絡故障していないものと判定する（ステップＳＴ１２４）。

続いて、制御手段１１は、第２のスイッチ素子４ｂのオン制御が禁止されているか否かを判定する（ステップＳＴ１２５）。第２のスイッチ素子４ｂのオン制御が禁止されている場合には（ステップＳＴ１２５；Ｙｅｓ）、後述するステップＳＴ１３５に進む。

第２のスイッチ素子４ｂのオン制御が禁止されていない場合には（ステップＳＴ１２５；Ｎｏ）、制御手段１１は、交流電源１の電圧位相の１８０度以降の第２の設定期間において第２のスイッチ素子４ｂをオン制御し（ステップＳＴ１２６）、このとき電流検出手段６ｂから取得した昇圧チョッパ回路電流Ｉ２と予め設定した第２の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ２とを比較する（ステップＳＴ１２７）。昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が第２の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ２よりも小さい場合には（ステップＳＴ１２７；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、第２のスイッチ素子４ｂが開放故障しているものと判定する（ステップＳＴ１２８）。このとき、制御手段１１は、第１のスイッチ素子３ｂのオン制御が禁止されているか否かを判定する（ステップＳＴ１２９）。第１のスイッチ素子３ｂのオン制御が禁止されていない場合には（ステップＳＴ１２９；Ｎｏ）、後述するステップＳＴ１３５に進む。

第１のスイッチ素子３ｂのオン制御が禁止されている場合には（ステップＳＴ１２９；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、昇圧制御を開始することなくインバータ９の制御も停止して、インバータ９を停止させ（ステップＳＴ１０５）、図３，４に示すフローを終了する。

昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が第２の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ２以上である場合には（ステップＳＴ１２７；Ｎｏ）、制御手段１１は、第２のスイッチ素子４ｂが開放故障していないものと判定し（ステップＳＴ１３０）、続いて、第２の設定期間における昇圧チョッパ回路電流Ｉ２と予め設定した第３の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ３とを比較する（ステップＳＴ１３１）。昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が第３の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ３よりも大きい場合には（ステップＳＴ１３１；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、第２のリアクタ４ａが短絡故障しているものと判定する（ステップＳＴ１３２）。このとき、制御手段１１は、第１のスイッチ素子３ｂのオン制御が禁止されているか否かを判定する（ステップＳＴ１３３）。第１のスイッチ素子３ｂのオン制御が禁止されていない場合には（ステップＳＴ１３３；Ｎｏ）、後述するステップＳＴ１３５に進む。

第２のスイッチ素子４ｂのオン制御が禁止されている場合には（ステップＳＴ１３３；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、昇圧制御を開始することなくインバータ９の制御も停止して、インバータ９を停止させ（ステップＳＴ１０５）、図３，４に示すフローを終了する。

昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が第３の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ３以下である場合には（ステップＳＴ１３１；Ｎｏ）、制御手段１１は、第２のリアクタ４ａが短絡故障していないものと判定する（ステップＳＴ１３４）。

そして、制御手段１１は、第１の昇圧チョッパ回路３を構成する第１のリアクタ３ａの開放故障、第１の逆阻止ダイオード３ｃの開放故障、第１のスイッチ素子３ｂの開放故障、あるいは第１のリアクタ３ａの短絡故障のうちの何れか１つ以上の異常を判定したか否かを判定する（ステップＳＴ１３５）。第１のリアクタ３ａの開放故障、第１の逆阻止ダイオード３ｃの開放故障、第１のスイッチ素子３ｂの開放故障、あるいは第１のリアクタ３ａの短絡故障のうちの少なくとも１つの異常を判定した場合には（ステップＳＴ１３５；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、続いて第２の昇圧チョッパ回路４を構成する第２のリアクタ４ａの開放故障、第２の逆阻止ダイオード４ｃの開放故障、第２のスイッチ素子４ｂの開放故障、あるいは第２のリアクタ４ａの短絡故障のうちの何れか１つ以上の異常を判定したか否かを判定する（ステップＳＴ１３６）。第２のリアクタ４ａの開放故障、第２の逆阻止ダイオード４ｃの開放故障、第２のスイッチ素子４ｂの開放故障、あるいは第２のリアクタ４ａの短絡故障のうちの少なくとも１つの異常を判定した場合には（ステップＳＴ１３６；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、昇圧制御を開始することなくインバータ９の制御も停止して、インバータ９を停止させ（ステップＳＴ１０５）、図３，４に示すフローを終了する。

第２のリアクタ４ａの開放故障、第２の逆阻止ダイオード４ｃの開放故障、第２のスイッチ素子４ｂの開放故障、および第２のリアクタ４ａの短絡故障のうちの何れの異常も判定しなかった場合には（ステップＳＴ１３６；Ｎｏ）、制御手段１１は、第２の昇圧チョッパ回路４のみを用いて、昇圧制御を開始し（ステップＳＴ１３７）、図３，４に示すフローを終了する。

第１のリアクタ３ａの開放故障、第１の逆阻止ダイオード３ｃの開放故障、第１のスイッチ素子３ｂの開放故障、および第１のリアクタ３ａの短絡故障のうちの何れの異常も判定しなかった場合には（ステップＳＴ１３５；Ｎｏ）、制御手段１１は、続いて第２の昇圧チョッパ回路４を構成する第２のリアクタ４ａの開放故障、第２の逆阻止ダイオード４ｃの開放故障、第２のスイッチ素子４ｂの開放故障、あるいは第２のリアクタ４ａの短絡故障のうちの何れか１つ以上の異常を判定したか否かを判定する（ステップＳＴ１３８）。第２のリアクタ４ａの開放故障、第２の逆阻止ダイオード４ｃの開放故障、第２のスイッチ素子４ｂの開放故障、あるいは第２のリアクタ４ａの短絡故障のうちの少なくとも１つの異常を判定した場合には（ステップＳＴ１３８；Ｙｅｓ）、制御手段１１は、第１の昇圧チョッパ回路３のみを用いて、昇圧制御を開始し（ステップＳＴ１３９）、図３，４に示すフローを終了する。

第２のリアクタ４ａの開放故障、第２の逆阻止ダイオード４ｃの開放故障、第２のスイッチ素子４ｂの開放故障、および第２のリアクタ４ａの短絡故障のうちの何れの異常も判定しなかった場合には（ステップＳＴ１３８；Ｎｏ）、制御手段１１は、第１の昇圧チョッパ回路３および第２の昇圧チョッパ回路４をインターリーブ動作させる通常の昇圧制御を開始し（ステップＳＴ１４０）、図３，４に示すフローを終了する。

以上説明したように、実施の形態１の電源装置によれば、複数の昇圧チョッパ回路を構成する各リアクタ、各スイッチ素子、および逆阻止ダイオードのうちの何れかの故障を判定した際に、当該故障による二次故障を防止する故障時制御を行うようにしたので、昇圧チョッパ回路を構成する各構成要素の故障による二次故障を未然に防ぐと共に、故障発生時においても継続使用が可能となる。

より具体的には、昇圧手段への入力電圧と負荷への出力電圧との差を求め、当該電圧差が予め設定した電圧閾値よりも小さい場合に、複数の昇圧チョッパ回路のうちの少なくとも一つを構成する逆阻止ダイオードが短絡故障していると判定し、この場合には昇圧制御を行わないようにしたので、過大電圧の発生や、それに伴う二次故障を未然に防ぐことができる。

また、交流電源投入後の昇圧制御開始前において、交流電源の電圧位相の９０度あるいは２７０度を含む第１の設定期間において第１の昇圧チョッパ回路および第２の昇圧チョッパ回路に流れる各電流を検出し、第１の昇圧チョッパ回路に流れる電流が予め設定した第１の電流閾値よりも小さい場合には、少なくとも第１の昇圧チョッパ回路を構成する第１のリアクタあるいは第１の逆阻止ダイオードの何れか一方が開放故障しているものと判定し、第２の昇圧チョッパ回路に流れる電流が予め設定した第１の電流閾値よりも小さい場合には、少なくとも第２の昇圧チョッパ回路を構成する第２のリアクタあるいは第２の逆阻止ダイオードの何れか一方が開放故障しているものと判定し、交流電源の電圧位相の０度あるいは１８０度以降の第２の設定期間において第１の昇圧チョッパ回路および第２の昇圧チョッパ回路に流れる各電流を検出し、第１の昇圧チョッパ回路に流れる電流が予め設定した第２の電流閾値よりも小さい場合には、第１の昇圧チョッパ回路を構成する第１のスイッチ素子が開放故障しているものと判定し、第２の昇圧チョッパ回路に流れる電流が第２の電流閾値よりも小さい場合には、第２の昇圧チョッパ回路を構成する第２のスイッチ素子が開放故障しているものと判定し、第２の設定期間において第１の昇圧チョッパ回路に流れる電流が予め設定した第３の電流閾値よりも大きい場合には、第１の昇圧チョッパ回路を構成する第１のリアクタが短絡故障しているものと判定し、第２の設定期間において第１の昇圧チョッパ回路に流れる電流が第２の電流閾値よりも大きい場合には、第２の昇圧チョッパ回路を構成する第２のリアクタが短絡故障しているものと判定し、これら第１のリアクタの開放故障、第１の逆阻止ダイオードの開放故障、第１のスイッチ素子の開放故障、第１のリアクタの短絡故障、第２のリアクタの開放故障、第２の逆阻止ダイオードの開放故障、第２のスイッチ素子の開放故障、あるいは第２のリアクタの短絡故障が発生した場合でも、何れの構成要素の故障も発生していない健全な昇圧チョッパ回路を用いて、昇圧制御を行うようにしたので、昇圧手段を構成する全ての昇圧チョッパ回路を用いて昇圧制御を行いインターリーブ動作を行う通常動作時よりも出力電圧が制限されるものの、負荷として接続されたインバータやモータを停止することなく運用可能となる。このため、例えば、空気調和装置やヒートポンプ給湯装置に適用した場合には、サービスマンが故障修理を行うまで最低限の運転を行うことができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、複数の昇圧チョッパ回路を有する昇圧手段を構成する逆阻止ダイオードの短絡故障、リアクタの開放故障、逆阻止ダイオードの開放故障、スイッチ素子の開放故障、およびリアクタの短絡故障の判定、および、これらの故障を判定した際の故障時制御について説明したが、本実施の形態では、スイッチ素子の短絡故障時において二次故障の発生を防止する構成について説明する。

図５は、実施の形態２にかかる電源装置の一構成例を示す図である。なお、実施の形態１と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、本実施の形態にかかる電源装置１００ａの動作制御例については、実施の形態１において説明した図３，４を用いて説明する。

実施の形態２にかかる電源装置１００ａは、実施の形態１において説明した図１の構成に加え、交流電源１と整流手段２との間に接続された第１の電流ヒューズ１３と、整流手段２と第１のリアクタ３ａとの間に接続された第２の電流ヒューズ１４ａと、整流手段２と第２のリアクタ４ａとの間に接続された第２の電流ヒューズ１４ｂとを備えている。ここでは、第１の電流ヒューズ１３の電流定格値は、昇圧手段２００を構成する各構成要素の電流定格値よりも小さく、各第２の電流ヒューズ１４ａ，１４ｂの電流定格値は、第１の電流ヒューズ１３の電流定格値に対し半分以下の同一値としている。

つぎに、図３、図４、および図５を用いて、実施の形態２にかかる電源装置１００ａの動作制御例について説明する。

図５に示す構成において、例えば、第１のスイッチ素子３ｂが短絡故障すると、交流電源１→第１の電流ヒューズ１３→整流手段２→第２の電流ヒューズ１４ａ→第１のリアクタ３ａ→第１のスイッチ素子３ｂ→整流手段２→交流電源１の経路で過大な電流が流れる。このとき、第１の昇圧チョッパ回路３を構成する他の構成要素が過大な電流により二次故障するよりも早く、第２の電流ヒューズ１４ａが溶断する。これにより、実施の形態１において説明した第１のリアクタ３ａあるいは第１の逆阻止ダイオード３ｃが開放故障した場合と同等の故障モードとなる。つまり、図３に示す制御フローチャートのステップＳＴ１０７において、昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が第１の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ１よりも小さくなり（ステップＳＴ１０７；Ｙｅｓ）、第１のリアクタ３ａあるいは第１の逆阻止ダイオード３ｃの開放故障、さらには、第１のスイッチ素子３ｂが短絡故障したことに伴う第２の電流ヒューズ１４ａの溶断を判定可能となる（ステップＳＴ１０８）。この場合には、第１の昇圧チョッパ回路３の構成要素に異常があることを判定し（ステップＳＴ１３５；Ｙｅｓ）、さらに、第２の昇圧チョッパ回路４の構成要素に異常があることを判定した場合には（ステップＳＴ１３６；Ｙｅｓ）、昇圧制御を開始することなくインバータ９の制御も停止して、インバータ９を停止させ（ステップＳＴ１０５）、図３，４に示すフローを終了する。第２の昇圧チョッパ回路４の構成要素に異常がなければ（ステップＳＴ１３６；Ｎｏ）、制御手段１１は、第２の昇圧チョッパ回路４のみを用いた昇圧制御を開始し（ステップＳＴ１３７）、図３，４に示すフローを終了する。

また、例えば、第２のスイッチ素子４ｂが短絡故障すると、交流電源１→第１の電流ヒューズ１３→整流手段２→第２の電流ヒューズ１４ｂ→第２のリアクタ４ａ→第２のスイッチ素子４ｂ→整流手段２→交流電源１の経路で過大な電流が流れる。このとき、第２の昇圧チョッパ回路４を構成する他の構成要素が過大な電流により二次故障するよりも早く、第２の電流ヒューズ１４ｂが溶断する。これにより、実施の形態１において説明した第２のリアクタ４ａあるいは第２の逆阻止ダイオード４ｃが開放故障した場合と同等の故障モードとなる。つまり、図３に示す制御フローチャートのステップＳＴ１１１において、昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が第１の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ１よりも小さくなり（ステップＳＴ１１１；Ｙｅｓ）、第２のリアクタ４ａあるいは第２の逆阻止ダイオード４ｃの開放故障、さらには、第２のスイッチ素子４ｂが短絡故障したことに伴う第２の電流ヒューズ１４ｂの溶断を判定可能となる（ステップＳＴ１１２）。この場合には、第１の昇圧チョッパ回路３の構成要素に異常がなければ（ステップＳＴ１３５；Ｎｏ）、第２の昇圧チョッパ回路４の構成要素に異常があることを判定して（ステップＳＴ１３８；Ｙｅｓ）、第１の昇圧チョッパ回路３のみを用いた昇圧制御を開始し（ステップＳＴ１３９）、図３，４に示すフローを終了する。

なお、第１のスイッチ素子３ｂおよび第２のスイッチ素子４ｂの双方が短絡故障した場合でも、何らかの要因で第２の電流ヒューズ１４ａ，１４ｂが溶断しなかった場合には、第１の電流ヒューズ１３が溶断することで、二次故障の発生を防止することができる。この場合には、図３に示す制御フローチャートのステップＳＴ１０７において、昇圧チョッパ回路電流Ｉ１が第１の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ１よりも小さくなり（ステップＳＴ１０７；Ｙｅｓ）、第１のリアクタ３ａあるいは第１の逆阻止ダイオード３ｃの開放故障、さらには、第１のスイッチ素子３ｂが短絡故障したことに伴う第２の電流ヒューズ１４ａの溶断を検出し（ステップＳＴ１０８）、ステップＳＴ１１１において、昇圧チョッパ回路電流Ｉ２が第１の電流閾値Ｉｃｈｅｃｋ１よりも小さくなり（ステップＳＴ１１１；Ｙｅｓ）、第２のリアクタ４ａあるいは第２の逆阻止ダイオード４ｃの開放故障、さらには、第２のスイッチ素子４ｂが短絡故障したことに伴う第２の電流ヒューズ１４ｂの溶断を検出する（ステップＳＴ１１２）。この場合には、ステップＳＴ１３５およびステップＳＴ１３６において、第１の昇圧チョッパ回路３および昇圧手段２００の第２の昇圧チョッパ回路４の各構成要素の双方に異常があるものとして（ステップＳＴ１３５；Ｙｅｓ、ステップＳＴ１３６；Ｙｅｓ）昇圧制御を開始することなくインバータ９の制御も停止して、インバータ９を停止させ（ステップＳＴ１０５）、図３，４に示すフローを終了する。

以上説明したように、実施の形態２の電源装置によれば、整流手段の入力に第１の電流ヒューズを挿入すると共に、複数の各昇圧チョッパ回路の入力にそれぞれ第１の電流ヒューズよりも電流定格値が小さい第２の電流ヒューズを挿入したので、スイッチ素子の短絡故障が発生した場合でも、第２の電流ヒューズが溶断することにより二次故障の発生を防止することができ、実施の形態１と同様に、何れの構成要素の故障も発生していない健全な昇圧チョッパ回路を用いて、昇圧制御を行うようにしたので、昇圧手段を構成する全ての昇圧チョッパ回路を用いて昇圧制御を行いインターリーブ動作を行う通常動作時よりも出力電圧が制限されるものの、負荷として接続されたインバータやモータを停止することなく運用可能となり、例えば、空気調和装置やヒートポンプ給湯装置に適用した場合には、サービスマンが故障修理を行うまで最低限の運転を行うことができる。

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。

以上のように、本発明は、昇圧チョッパ回路を複数具備する構成のインターリーブ型の力率改善回路を含む電源装置において、昇圧チョッパ回路を構成する各構成要素の故障による二次故障を未然に防ぐと共に、故障発生時においても継続使用を可能とする技術として有用であり、特に、電源装置の負荷としてモータやモータ駆動用のインバータを接続する空気調和装置やヒートポンプ給湯装置に適している。

１交流電源、２整流手段、３第１の昇圧チョッパ回路、３ａ第１のリアクタ、３ｂ第１のスイッチ素子、３ｃ第１の逆阻止ダイオード、４第２の昇圧チョッパ回路、４ａ第２のリアクタ、４ｂ第２のスイッチ素子、４ｃ第２の逆阻止ダイオード、５平滑手段、６ａ，６ｂ電流検出手段、７入力電圧検出手段、８出力電圧検出手段、９インバータ、１０モータ、１１制御手段、１２電圧ゼロクロス検出手段、１３第１の電流ヒューズ、１４ａ，１４ｂ第２の電流ヒューズ、１００，１００ａ電源装置、２００昇圧手段。

Claims

交流電源から供給される交流を整流する整流手段と、
負荷に供給する直流を平滑する平滑手段と、
リアクタ、スイッチ素子、および逆阻止ダイオードを有する昇圧チョッパ回路が前記整流手段と前記平滑手段との間に複数並列に接続された昇圧手段と、
複数の前記昇圧チョッパ回路に流れ込む昇圧チョッパ回路電流をそれぞれ検出する複数の電流検出手段と、
前記昇圧手段への入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、
前記負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
複数の前記昇圧チョッパ回路を構成する前記各スイッチ素子を駆動して昇圧する昇圧制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記昇圧制御を開始する前に、前記各昇圧チョッパ回路電流、前記入力電圧、および前記出力電圧に基づいて、複数の前記昇圧チョッパ回路を構成する前記各リアクタ、前記各スイッチ素子、および前記各逆阻止ダイオードのうちの少なくとも１つの故障を判定した際に、故障した要素に対応した故障時制御を行う
ことを特徴とする電源装置。
前記制御手段は、前記入力電圧と前記出力電圧との差を求め、当該電圧差が予め設定した電圧閾値よりも小さい場合に、複数の前記昇圧チョッパ回路のうちの少なくとも１つを構成する前記逆阻止ダイオードが短絡故障していると判定し、前記故障時制御として、前記昇圧制御を停止することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記整流手段の入力に接続され、前記交流電源の電圧ゼロ点を検出する電圧ゼロクロス検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記電圧ゼロ点に基づき前記交流電源の電圧位相を検出し、前記昇圧制御を開始する前に、前記電圧位相の９０度あるいは２７０度を含む第１の設定期間において、前記昇圧チョッパ回路電流が予め設定した第１の電流閾値よりも小さいことを検出した際に、当該昇圧チョッパ回路を構成する前記リアクタまたは前記逆阻止ダイオードが開放故障していると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記故障時制御として、前記リアクタまたは前記逆阻止ダイオードの開放故障を判定した当該昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、前記昇圧制御を開始することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記昇圧制御を開始する前に、前記電圧位相の０度あるいは１８０度以降の第２の設定期間において、前記各スイッチ素子をオン制御し、前記昇圧チョッパ回路電流が予め設定した第２の電流閾値よりも小さいことを検出した際に、当該昇圧チョッパ回路を構成する前記スイッチ素子が開放故障していると判定することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記故障時制御として、前記リアクタ、前記逆阻止ダイオード、または前記スイッチ素子の開放故障を判定した当該昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、前記昇圧制御を開始することを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記昇圧制御を開始する前に、前記電圧位相の０度あるいは１８０度以降の第２の設定期間において、前記各スイッチ素子をオン制御し、前記昇圧チョッパ回路電流が予め設定した第３の電流閾値よりも大きいことを検出した際に、当該昇圧チョッパ回路を構成する前記リアクタが短絡故障していると判定することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記故障時制御として、前記リアクタの開放故障、前記リアクタの短絡故障、または前記逆阻止ダイオードの開放故障を判定した当該昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、前記昇圧制御を開始することを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記第２の設定期間において、前記各スイッチ素子をオン制御し、前記昇圧チョッパ回路電流が予め設定した第３の電流閾値よりも大きいことを検出した際に、当該昇圧チョッパ回路を構成する前記リアクタが短絡故障していると判定することを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記故障時制御として、前記リアクタの開放故障、前記リアクタの短絡故障、前記逆阻止ダイオードの開放故障、または前記スイッチ素子の開放故障を判定した当該昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、前記昇圧制御を開始することを特徴とする請求項９に記載の電源装置。
前記整流手段の一方の入力に挿入された第１の電流ヒューズと、
定格電流が前記第１の電流ヒューズよりも小さく、複数の前記各昇圧チョッパ回路の入力にそれぞれ挿入された複数の第２の電流ヒューズと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記整流手段の入力に接続され、前記交流電源の電圧ゼロ点を検出する電圧ゼロクロス検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記電圧ゼロ点に基づき前記交流電源の電圧位相を検出し、前記昇圧制御を開始する前に、前記電圧位相の９０度あるいは２７０度を含む第１の設定期間において、前記昇圧チョッパ回路電流が予め設定した第１の電流閾値よりも小さいことを検出した際に、当該昇圧チョッパ回路を構成する前記リアクタまたは前記逆阻止ダイオードが開放故障、あるいは、前記スイッチ素子の短絡故障に伴う前記第２の電流ヒューズが溶断していると判定し、前記電圧位相の０度あるいは１８０度以降の第２の設定期間において、前記各スイッチ素子をオン制御し、前記昇圧チョッパ回路電流が予め設定した第２の電流閾値よりも小さいことを検出した際に、当該昇圧チョッパ回路を構成する前記スイッチ素子が開放故障していると判定し、前記第２の設定期間において、前記各スイッチ素子をオン制御し、前記昇圧チョッパ回路電流が予め設定した第３の電流閾値よりも大きいことを検出した際に、当該昇圧チョッパ回路を構成する前記リアクタが短絡故障していると判定し、前記リアクタの開放故障、前記リアクタの短絡故障、前記逆阻止ダイオードの開放故障、前記スイッチ素子の開放故障、または、前記スイッチ素子の短絡故障に伴う前記第２の電流ヒューズの溶断を判定した当該昇圧チョッパ回路以外の昇圧チョッパ回路を用いて、前記昇圧制御を開始することを特徴とする請求項１１に記載の電源装置。
請求項１から１２の何れか一項に記載の電源装置を備えたことを特徴とする空気調和装置。
請求項１から１２の何れか一項に記載の電源装置を備えたことを特徴とするヒートポンプ給湯装置。