JP6092458B1 - 電力変換装置、および、電力変換装置の制御方法 - Google Patents

電力変換装置、および、電力変換装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

電力変換装置は、少なくとも２つの直流電源から出力される直流電圧の何れかを電力変換して出力する。電力変換装置の制御部は、第２の直流電源が第２の直流電圧を出力する前に、検出信号に基づいて、開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間が溶着しているか否かを判断する。

Description

本発明は、電力変換装置、および、電力変換装置の制御方法に関する発明である。
従来、直流電源の出力に接続されたコンタクタ等の開閉器を備えた電力変換装置が知られている（例えば、特開２００６−４２４５９）。
この電力変換装置１００Ａが適用されるシステム１０００Ａは、電力変換装置１００Ａと、直流電源（バッテリ）３と、車両制御ユニット５と、直流電源３により供給される直流電源と、走行モータ４と、車輪６、とを備える。
電力変換装置１００Ａは、直流電源３からの電力を車両制御ユニット５及び電力変換制御ユニット１２を用いて制御し、直流から交流に変換するPWM（パルス幅変調）電力変換モジュール１３と、放電制御回路１１と、インターロック回路２１と、インターロック回路２１に接続されたフォトカプラ２２と、車両制御ユニット５によって制御される開閉器２４とがインバータ筐体に設置されている。又、電力変換装置１００Ａの高電位入力端子及び低電位入力端子間に、電解コンデンサよりなる平滑コンデンサ２３と第１放電抵抗２５が並列に接続される。第１放電抵抗２５は、放電制御回路１１の故障時に平滑コンデンサ２３の電荷を放電する。
直流電源３により供給される直流電源の電力は、PWM（パルス幅変調）電力変換モジュール１３において直流から交流に変換し、走行モータ４を駆動させ、車輪６を回転させている。又、走行モータ４の非駆動時(回生時)には走行モータ４が発電した三相交流電力を直流電力に変換して直流電源３に供給する。
このような電力変換装置１００Ａは、該開閉器２４のオン／オフにより、直流電源（バッテリ）３が出力する直流電圧の内部回路（放電制御回路１１、ＰＷＭ電力変換モジュール１３）への供給が制御されている（図２）。
この従来の電力変換装置１００Ａでは、直流電源３が直流電圧を出力している状態で、すなわち、開閉器が溶着している場合には直流電源３の出力と内部回路との間が電気的に導通した状態で、開閉器２４の接点の溶着を検出する。
したがって、この従来の電力変換装置１００Ａでは、開閉器２４が溶着している場合には、開閉器２４が溶着したオン故障による、意図しない直流電圧の内部回路への出力が生じ得る。
そこで、本発明では、直流電源が出力する直流電圧に基づいて開閉器を介して出力端子から電源電圧を出力する前に、開閉器の接点の溶着を検出することが可能な電力変換装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る実施例に従った電力変換装置は、
少なくとも２つの直流電源から出力される直流電圧の何れかを電力変換して出力する電力変換装置であって、
第１の直流電圧を出力する第１の直流電源と、
交流電圧を出力する交流電源と、
前記交流電源が出力した交流電圧が印加され、トランスを構成する一次コイルと、
前記トランスを構成する二次コイルと、
一端が前記二次コイルの一端に接続された第１の整流素子と、
一端が前記第１の整流素子の他端に接続され、他端が前記二次コイルの他端に接続されたコンデンサと、
前記第１の直流電圧と異なる第２の直流電圧を出力する第２の直流電源と、
前記第２の直流電源の出力に接続された第１の接点と、第１の電源電圧を出力する出力端子に接続された第２の接点と、を有し、オンすることにより、前記第１の接点と前記第２の接点との間を導通し、一方、オフすることにより、前記第１の接点と前記第２の接点との間を遮断する開閉器と、
一端が前記コンデンサの前記一端に接続され、他端が前記第１の接点に接続された第２の整流素子と、
前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間に接続され、前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間に流れる検出電流に基づいた検出信号を出力する検出素子と、
前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間で前記検出素子と直列に接続されたスイッチ素子と、
第２の電源電圧が供給されて動作し、前記検出信号が入力され、前記交流電源、前記スイッチ素子、及び、前記開閉器の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２の直流電源が前記第２の直流電圧を出力する前に、前記検出信号に基づいて、前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間が溶着しているか否かを判断する
ことを特徴とする。
前記電力変換装置において、
前記制御部は、
前記第２の直流電源が前記第２の直流電圧を出力する前であって、前記開閉器をオフし且つ前記交流電源から交流電圧を出力させた第１の状態において、前記スイッチ素子をオンしたときの前記検出信号が、前記検出電流が予め設定された閾値以上であることを示す場合には、前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間で溶着していると判断し、
一方、前記第１の状態において、前記スイッチ素子をオンしたときの前記検出信号が、前記検出電流が前記閾値未満であることを示す場合には、前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間で溶着していないと判断する
ことを特徴とする。
前記電力変換装置において、
前記制御部は、
前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間で溶着していると判断した場合には、前記第２の直流電源の前記第２の直流電圧の出力を禁止するとともに、前記開閉器のオフを維持する
ことを特徴とする。
前記電力変換装置において、
前記制御部は、
前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間で溶着していないと判断した後、前記第２の直流電源が前記第２の直流電圧を出力する場合には、前記開閉器をオンし、
前記開閉器をオンさせる場合には、前記スイッチ素子をオフすることを特徴とする。
前記電力変換装置において、
前記第１の整流素子は、
アノードが前記二次コイルの前記一端に接続され、カソードが前記コンデンサの前記一端に接続された第１のダイオードであり、
前記第２の整流素子は、
アノードが前記コンデンサの前記一端に接続され、カソードが前記開閉器の前記第１の接点に接続された第２のダイオードである
ことを特徴とする。
前記電力変換装置において、
前記第１の状態において、前記第２の電源電圧は、前記第１の直流電圧から生成されることを特徴とする。
前記電力変換装置において、
前記第２の直流電源が前記第２の直流電圧を出力し且つ前記開閉器がオンしている第２の状態において、前記第１の電源電圧を降圧した降圧電圧を出力する降圧回路をさらに備え、
前記第２の状態において、前記第２の電源電圧は、前記降圧電圧から生成される
ことを特徴とする。
前記電力変換装置において、
前記制御部は、
前記第１の直流電圧から生成された前記第２の電源電圧が供給されて起動した後、前記交流電源を駆動して前記交流電圧を出力させる
ことを特徴とする。
前記電力変換装置において、
前記検出素子は、前記検出電流に基づいて前記検出信号を絶縁伝送する絶縁信号伝達素子である
ことを特徴とする。
前記電力変換装置において、
前記第２の直流電圧は、前記第１の直流電圧よりも、高いことを特徴とする。
前記電力変換装置において、
前記第１の直流電源は、車両に積載され、前記第１の直流電圧を出力する低圧バッテリを含み、
前記第２の直流電源は、前記車両に積載され、前記第２の直流電圧を出力する高圧バッテリを含む
ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る実施例に従った電力変換装置の制御方法は、
少なくとも２つの直流電源から出力される直流電圧の何れかを電力変換して出力する電力変換装置であって、第１の直流電圧を出力する第１の直流電源と、交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源が出力した交流電圧が印加され、トランスを構成する一次コイルと、前記トランスを構成する二次コイルと、一端が前記二次コイルの一端に接続された第１の整流素子と、一端が前記第１の整流素子の他端に接続され、他端が前記二次コイルの他端に接続されたコンデンサと、前記第１の直流電圧と異なる第２の直流電圧を出力する第２の直流電源と、前記第２の直流電源の出力に接続された第１の接点と、第１の電源電圧を出力する出力端子に接続された第２の接点と、を有し、オンすることにより、前記第１の接点と前記第２の接点との間を導通し、一方、オフすることにより、前記第１の接点と前記第２の接点との間を遮断する開閉器と、一端が前記コンデンサの前記一端に接続され、他端が前記第１の接点に接続された第２の整流素子と、前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間に接続され、前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間に流れる検出電流に基づいた検出信号を出力する検出素子と、前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間で前記検出素子と直列に接続されたスイッチ素子と、第２の電源電圧が供給されて動作し、前記検出信号が入力され、前記交流電源、前記スイッチ素子、及び、前記開閉器の動作を制御する制御部と、を備えた電力変換装置の制御方法において、
前記制御部により、前記第２の直流電源が前記第２の直流電圧を出力する前に、前記検出信号に基づいて、前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間が溶着しているか否かを判断する
ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る電力変換装置は、第１の直流電圧を出力する第１の直流電源と、交流電圧を出力する交流電源と、交流電源が出力した交流電圧が印加され、トランスを構成する一次コイルと、トランスを構成する二次コイルと、一端が二次コイルの一端に接続された第１の整流素子と、一端が第１の整流素子の他端に接続され、他端が二次コイルの他端に接続されたコンデンサと、第１の直流電圧と異なる第２の直流電圧を出力する第２の直流電源と、第２の直流電源の出力に接続された第１の接点と、第１の電源電圧を出力する出力端子に接続された第２の接点と、を有し、オンすることにより、第１の接点と第２の接点との間を導通し、一方、オフすることにより、第１の接点と第２の接点との間を遮断する開閉器と、一端がコンデンサの一端に接続され、他端が第１の接点に接続された第２の整流素子と、出力端子とコンデンサの他端との間に接続され、出力端子とコンデンサの他端との間に流れる検出電流に基づいた検出信号を出力する検出素子と、出力端子とコンデンサの他端との間で検出素子と直列に接続されたスイッチ素子と、第２の電源電圧が供給されて動作し、検出信号が入力され、交流電源、スイッチ素子、及び、開閉器の動作を制御する制御部と、を備える。
そして、制御部は、第２の直流電源が第２の直流電圧を出力する前に、検出信号に基づいて、開閉器の第１の接点と第２の接点との間で溶着しているか否かを判断する。
より具体的には、制御部は、第２の直流電源が第２の直流電圧を出力する前であって、開閉器をオフし且つ交流電源から交流電圧を出力させた第１の状態において、スイッチ素子をオンしたときの検出信号が、検出電流が予め設定された閾値以上であることを示す場合には、開閉器の第１の接点と第２の接点との間で溶着していると判断し、一方、該第１の状態において、スイッチ素子をオンしたときの検出信号が、検出電流が閾値未満であることを示す場合には、開閉器の第１の接点と第２の接点との間で溶着していないと判断する。
これにより、第２の直流電源が出力する第２の直流電圧に基づいて開閉器を介して第１の電源電圧を出力する前に、開閉器の接点の溶着を検出することができる。
そして、例えば、制御部は、開閉器の第１の接点と第２の接点との間で溶着していると判断した場合には、第２の直流電源の第２の直流電圧の出力を禁止するとともに、開閉器のオフを維持する等の対応により、開閉器が溶着したオン故障による、意図しない電源電圧の出力を回避することができる。
図１は、第１の実施形態に係る電力変換装置１００の構成の一例を示す図である。 図２は、従来の電力変換装置１００Ａの構成の一例を示す図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。
第１の実施形態
図１は、第１の実施形態に係る電力変換装置１００の構成の一例を示す図である。この第１の実施形態に係る電力変換装置１００は、少なくとも２つの直流電源から出力される直流電圧の何れかを電力変換して出力するようになっている。
この電力変換装置１００は、例えば、図１に示すように、交流電源ＡＳと、第１の直流電源Ｇ１と、第２の直流電源Ｇ２と、トランスＴと、検出素子Ｘと、スイッチ素子Ｙと、第１の整流素子Ｄ１と、第２の整流素子Ｄ２と、コンデンサＣと、開閉器ＳＷと、出力端子ＴＯＵＴと、降圧回路Ｚと、制御部ＣＯＮと、ユニット電源Ｕと、第１の電源用ダイオードＤＡと、第２の電源用ダイオードＤＢと、を備える。
また、第１の直流電源Ｇ１は、第１の直流電圧Ｖ１を出力するようになっている。
この第１の直流電源Ｇ１は、例えば、車両（図示せず）に積載され、第１の直流電圧Ｖ１を出力する低圧バッテリを含む。
また、交流電源ＡＳは、交流電圧ＶＡを出力するようになっている。
また、トランスＴは、一次コイルＬ１と、二次コイルＬ２と、を含む。
一次コイルＬ１は、トランスＴを構成し、交流電源ＡＳが出力した交流電圧ＶＡが印加されるようになっている。
二次コイルＬ２は、上述のように、トランスＴを構成し、一次コイルＬ１に印加された交流電圧ＶＡを変圧した電圧を出力するようになっている。
また、第１の整流素子Ｄ１は、一端（アノード）が二次コイルＬ２の一端Ｌ２ａに接続され、他端（カソード）がコンデンサＣの一端Ｃａに接続されている。この第１の整流素子Ｄ１は、例えば、図１に示すように、アノードが二次コイルＬ２の一端Ｌ２ａに接続され、カソードがコンデンサＣの一端Ｃａに接続された第１のダイオードである。
また、コンデンサＣは、一端Ｃａが第１の整流素子Ｄ１の他端（カソード）に接続され、他端Ｃｂが二次コイルＬ２の他端Ｌ２ｂに接続されている。
また、第２の直流電源Ｇ２は、第１の直流電圧Ｖ１と異なる第２の直流電圧Ｖ２を出力するようになっている。この第２の直流電源Ｇ２は、制御信号ＳＧ２に応じて、駆動する（第２の直流電圧Ｖ２を出力する）ようになっている。
この第２の直流電源Ｇ２は、例えば、既述の車両に積載され、第２の直流電圧Ｖ２を出力する高圧バッテリを含む。この第２の直流電圧Ｖ２は、例えば、第１の直流電圧Ｖ１よりも、高くなるように設定されている。
また、出力端子ＴＯＵＴは、第１の電源電圧ＶＯＵＴを出力するようになっている。
また、開閉器ＳＷは、第２の直流電源Ｇ２の出力に接続された第１の接点Ｎ１と、出力端子ＴＯＵＴに接続された第２の接点Ｎ２と、を有する。
この開閉器ＳＷは、オンすることにより、第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間を導通するようになっている。一方、開閉器ＳＷは、オフすることにより、第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間を遮断するようになっている。
この開閉器ＳＷは、例えば、コンタクタ、又は、リレーである。
また、第２の整流素子Ｄ２は、一端（アノード）がコンデンサＣの一端Ｃａ（第１の整流素子Ｄ１の他端（カソード））に接続され、他端（カソード）が第１の接点Ｎ１に接続されている。
この第２の整流素子Ｄ２は、例えば、図１に示すように、アノードがコンデンサＣの一端Ｃａに接続され、カソードが開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１に接続された第２のダイオードである。
また、検出素子Ｘは、出力端子ＴＯＵＴとコンデンサＣの他端Ｃｂとの間に接続されている。この検出素子Ｘは、出力端子ＴＯＵＴとコンデンサＣの他端Ｃｂとの間に流れる検出電流ＩＸに基づいた検出信号ＳＸを出力するようになっている。
この検出素子Ｘは、検出電流ＩＸに基づいて検出信号ＳＸを絶縁伝送する絶縁信号伝達素子である。この場合、例えば、検出素子Ｘは、検出電流ＩＸに応じた検出信号ＳＸを出力するフォトカプラである。
また、スイッチ素子Ｙは、出力端子ＴＯＵＴとコンデンサＣの他端Ｃｂとの間で、検出素子Ｘと直列に接続されている。
このスイッチ素子Ｙは、制御信号ＳＹにより制御されるようになっている。
例えば、スイッチ素子Ｙは、制御信号ＳＹに応じて、オンすることによりその一端と他端との間を導通させて、検出電流ＩＸを流すようになっている。一方、スイッチ素子Ｙは、制御信号ＳＹに応じて、オフすることによりその一端と他端との間を遮断させて、検出電流ＩＸを遮断するようになっている。なお、このスイッチ素子Ｙは、例えば、フォトモスリレーである。
また、降圧回路Ｚは、第２の直流電源Ｇ２が第２の直流電圧Ｖ２を出力し且つ開閉器ＳＷがオンしている第２の状態において、出力端子ＴＯＵＴの第１の電源電圧ＶＯＵＴを降圧した降圧電圧ＶＺを出力するようになっている。
また、第１の電源用ダイオードＤＡは、アノードが降圧回路Ｚの出力に接続され、カソードがユニット電源Ｕの入力に接続されている。
また、第２の電源用ダイオードＤＢは、アノードが第１の直流電源Ｇ１の出力に接続され、カソードがユニット電源Ｕの入力に接続されている。
また、ユニット電源Ｕは、第１の直流電源Ｇ１が出力した第１の直流電圧Ｖ１、又は、降圧回路Ｚが出力した降圧電圧ＶＺから、第２の電源電圧ＶＳを生成して出力するようになっている。
例えば、ユニット電源Ｕは、第２の直流電源Ｇ２が第２の直流電圧Ｖ２を出力する前において、第１の直流電源Ｇ１が出力した第１の直流電圧Ｖ１から、第２の電源電圧ＶＳを生成して出力する。
一方、ユニット電源Ｕは、第２の直流電源Ｇ２が第２の直流電圧Ｖ２を出力し且つ開閉器ＳＷがオンしているときにおいて、降圧回路Ｚが出力した降圧電圧ＶＺから、第２の電源電圧ＶＳを生成して出力する。
また、制御部ＣＯＮは、第２の電源電圧ＶＳが供給されて動作するようになっている。
この制御部ＣＯＮは、検出信号ＳＸが入力されるようになっている。そして、制御部ＣＯＮは、制御信号ＳＡＳにより交流電源ＡＳの動作を制御し、制御信号ＳＹによりスイッチ素子Ｙの動作を制御し、制御信号ＳＳＷにより開閉器ＳＷの動作を制御するようになっている。
例えば、制御部ＣＯＮは、第１の直流電圧Ｖ１から生成された第２の電源電圧ＶＳが供給されて起動した後、制御信号ＳＡＳにより交流電源ＡＳを駆動して交流電圧ＶＡを出力させるようになっている。
さらに、この制御部ＣＯＮは、制御信号ＳＧ２が入力され、この制御信号ＳＧ２に応じて、第２の直流電源Ｇ２の動作状態（特に第２の直流電圧Ｖ２を出力しているか否か）を取得するようになっている。
ここで、例えば、制御部ＣＯＮは、第２の直流電源Ｇ２が第２の直流電圧Ｖ２を出力する前に、検出信号ＳＸに基づいて、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間が溶着しているか否かを判断する。
特に、制御部ＣＯＮは、第２の直流電源Ｇ２が第２の直流電圧Ｖ２を出力する前であって、開閉器ＳＷをオフし且つ交流電源ＡＳから交流電圧ＶＡを出力させた第１の状態において、スイッチ素子Ｙをオンしたときの検出信号ＳＸが、検出電流ＩＸが予め設定された閾値以上であることを示す場合には、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間で溶着していると判断する。
なお、上述の第１の状態において、第２の電源電圧ＶＳは、ユニット電源Ｕにより、第１の直流電圧Ｖ１から生成される。
一方、制御部ＣＯＮは、既述の第１の状態において、スイッチ素子Ｙをオンしたときの検出信号ＳＸが、検出電流ＩＸが既述の閾値未満であることを示す場合には、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間で溶着していないと判断する。
また、制御部ＣＯＮは、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間で溶着していると判断した場合には、第２の直流電源Ｇ２の第２の直流電圧Ｖ２の出力を禁止するとともに、開閉器ＳＷのオフを維持するようにしてもよい。
これにより、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間で溶着している場合に、意図しない電圧が第１の出力端子ＴＯＵＴから出力されるのを抑制することができる。
また、制御部ＣＯＮは、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間で溶着していないと判断した後、第２の直流電源Ｇ２が第２の直流電圧Ｖ２を出力する場合には、開閉器ＳＷをオンするようになっている。
これにより、第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間が溶着しておらず、開閉器ＳＷが正常に動作する状態で、第２の直流電源Ｇ２が出力した第２の直流電圧Ｖ２を、開閉器ＳＷを介して第１の出力端子ＴＯＵＴに供給することができる。
そして、制御部ＣＯＮは、開閉器ＳＷをオンさせる場合には、スイッチ素子Ｙをオフする。
これにより、第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間が溶着しておらず、開閉器ＳＷが正常に動作する状態では、検出電流ＩＸを遮断して、消費電流を低減することができる。
なお、制御部ＣＯＮは、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間が溶着しているか否かを判断した結果に基づく結果信号（図示せず）を出力するようにしてもよい。
これにより、他のＣＰＵ等が、この結果信号に基づいて、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間が溶着しているか否かの情報を取得することができる。
なお、第２の直流電源Ｇ２が第２の直流電圧Ｖ２を出力し且つ開閉器ＳＷがオンしている既述の第２の状態において、第２の電源電圧ＶＳは、ユニット電源Ｕにより、降圧電圧ＶＺから生成される。
なお、既述のように、制御部ＣＯＮは、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間で溶着していないと判断した後、第２の直流電源Ｇ２が第２の直流電圧Ｖ２を出力する場合には、開閉器ＳＷをオンするように、制御信号ＳＳＷを出力する。このとき、制御部ＣＯＮは、スイッチ素子Ｙをオンさせる。そして、制御部ＣＯＮは、スイッチ素子Ｙをオンしたときの検出信号ＳＸが、検出電流ＩＸが既述の閾値未満であることを示す（信号を出力しない）場合には、制御信号ＳＳＷにより開閉器ＳＷがオンしていないと判断する。そして、制御部ＣＯＮは、この判断結果に基づいて、例えば、開閉器ＳＷが正常に制御できない旨の信号を出力するようにしてもよい。
次に、以上のような構成を有する電力変換装置１００の動作の一例について説明する。
例えば、制御部ＣＯＮは、第１の直流電圧Ｖ１から生成された第２の電源電圧ＶＳが供給されて起動した後、制御信号ＳＡＳにより交流電源ＡＳを駆動して交流電圧ＶＡを出力させる。
そして、制御部ＣＯＮは、制御信号ＳＧ２が入力され、この制御信号ＳＧ２に応じて、第２の直流電源Ｇ２の動作状態（特に第２の直流電圧Ｖ２を出力しているか否か）を取得する。
そして、制御部ＣＯＮは、第２の直流電源Ｇ２が第２の直流電圧Ｖ２を出力する前に、制御信号ＳＹによりスイッチ素子Ｙをオンする。その後、制御部ＣＯＮは、検出素子Ｘが出力する検出信号ＳＸに基づいて、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間が溶着しているか否かを判断する。
特に、制御部ＣＯＮは、第２の直流電源Ｇ２が第２の直流電圧Ｖ２を出力する前であって、開閉器ＳＷをオフし且つ交流電源ＡＳから交流電圧ＶＡを出力させた第１の状態において、スイッチ素子Ｙをオンしたときの検出信号ＳＸが、検出電流ＩＸが予め設定された閾値以上であることを示す場合には、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間で溶着していると判断する。
一方、制御部ＣＯＮは、既述の第１の状態において、スイッチ素子Ｙをオンしたときの検出信号ＳＸが、検出電流ＩＸが既述の閾値未満であることを示す場合には、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間で溶着していないと判断する。
以上の動作により、制御部ＣＯＮは、開閉器ＳＷを介して第１の出力端子ＴＯＵＴから第１の電源電圧ＶＯＵＴを出力する前に、開閉器ＳＷの第１の接点Ｎ１と第２の接点Ｎ２との間が溶着しているか否かを判断することができる。
以上のように、本発明の一態様に係る電力変換装置は、第１の直流電圧を出力する第１の直流電源と、交流電圧を出力する交流電源と、交流電源が出力した交流電圧が印加され、トランスを構成する一次コイルと、トランスを構成する二次コイルと、一端が二次コイルの一端に接続された第１の整流素子と、一端が第１の整流素子の他端に接続され、他端が二次コイルの他端に接続されたコンデンサと、第１の直流電圧と異なる第２の直流電圧を出力する第２の直流電源と、第２の直流電源の出力に接続された第１の接点と、第１の電源電圧を出力する出力端子に接続された第２の接点と、を有し、オンすることにより、第１の接点と第２の接点との間を導通し、一方、オフすることにより、第１の接点と第２の接点との間を遮断する開閉器と、一端がコンデンサの一端に接続され、他端が第１の接点に接続された第２の整流素子と、出力端子とコンデンサの他端との間に接続され、出力端子とコンデンサの他端との間に流れる検出電流に基づいた検出信号を出力する検出素子と、出力端子とコンデンサの他端との間で検出素子と直列に接続されたスイッチ素子と、第２の電源電圧が供給されて動作し、検出信号が入力され、交流電源、スイッチ素子、及び、開閉器の動作を制御する制御部と、を備える。
そして、制御部は、第２の直流電源が第２の直流電圧を出力する前に、検出信号に基づいて、開閉器の第１の接点と第２の接点との間で溶着しているか否かを判断する。
より具体的には、制御部は、第２の直流電源が第２の直流電圧を出力する前であって、開閉器をオフし且つ交流電源から交流電圧を出力させた第１の状態において、スイッチ素子をオンしたときの検出信号が、検出電流が予め設定された閾値以上であることを示す場合には、開閉器の第１の接点と第２の接点との間で溶着していると判断し、一方、該第１の状態において、スイッチ素子をオンしたときの検出信号が、検出電流が閾値未満であることを示す場合には、開閉器の第１の接点と第２の接点との間で溶着していないと判断する。
これにより、第２の直流電源が出力する第２の直流電圧に基づいて開閉器を介して第１の電源電圧を出力する前に、開閉器の接点の溶着を検出することができる。
そして、例えば、制御部は、開閉器の第１の接点と第２の接点との間で溶着していると判断した場合には、第２の直流電源の第２の直流電圧の出力を禁止するとともに、開閉器のオフを維持する等の対応により、開閉器が溶着したオン故障による、意図しない電源電圧の出力を回避することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。

Claims (12)

  1. 少なくとも２つの直流電源から出力される直流電圧の何れかを電力変換して出力する電力変換装置であって、
    第１の直流電圧を出力する第１の直流電源と、
    交流電圧を出力する交流電源と、
    前記交流電源が出力した交流電圧が印加され、トランスを構成する一次コイルと、
    前記トランスを構成する二次コイルと、
    一端が前記二次コイルの一端に接続された第１の整流素子と、
    一端が前記第１の整流素子の他端に接続され、他端が前記二次コイルの他端に接続されたコンデンサと、
    前記第１の直流電圧と異なる第２の直流電圧を出力する第２の直流電源と、
    前記第２の直流電源の出力に接続された第１の接点と、第１の電源電圧を出力する出力端子に接続された第２の接点と、を有し、オンすることにより、前記第１の接点と前記第２の接点との間を導通し、一方、オフすることにより、前記第１の接点と前記第２の接点との間を遮断する開閉器と、
    一端が前記コンデンサの前記一端に接続され、他端が前記第１の接点に接続された第２の整流素子と、
    前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間に接続され、前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間に流れる検出電流に基づいた検出信号を出力する検出素子と、
    前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間で前記検出素子と直列に接続されたスイッチ素子と、
    第２の電源電圧が供給されて動作し、前記検出信号が入力され、前記交流電源、前記スイッチ素子、及び、前記開閉器の動作を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記第２の直流電源が前記第２の直流電圧を出力する前に、前記検出信号に基づいて、前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間が溶着しているか否かを判断する
    ことを特徴とする電力変換装置。
  2. 前記制御部は、
    前記第２の直流電源が前記第２の直流電圧を出力する前であって、前記開閉器をオフし且つ前記交流電源から交流電圧を出力させた第１の状態において、前記スイッチ素子をオンしたときの前記検出信号が、前記検出電流が予め設定された閾値以上であることを示す場合には、前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間で溶着していると判断し、
    一方、前記第１の状態において、前記スイッチ素子をオンしたときの前記検出信号が、前記検出電流が前記閾値未満であることを示す場合には、前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間で溶着していないと判断する
    ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記制御部は、
    前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間で溶着していると判断した場合には、前記第２の直流電源の前記第２の直流電圧の出力を禁止するとともに、前記開閉器のオフを維持する
    ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
  4. 前記制御部は、
    前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間で溶着していないと判断した後、前記第２の直流電源が前記第２の直流電圧を出力する場合には、前記開閉器をオンし、
    前記開閉器をオンさせる場合には、前記スイッチ素子をオフすることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
  5. 前記第１の整流素子は、
    アノードが前記二次コイルの前記一端に接続され、カソードが前記コンデンサの前記一端に接続された第１のダイオードであり、
    前記第２の整流素子は、
    アノードが前記コンデンサの前記一端に接続され、カソードが前記開閉器の前記第１の接点に接続された第２のダイオードである
    ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
  6. 前記第１の状態において、前記第２の電源電圧は、前記第１の直流電圧から生成されることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
  7. 前記第２の直流電源が前記第２の直流電圧を出力し且つ前記開閉器がオンしている第２の状態において、前記第１の電源電圧を降圧した降圧電圧を出力する降圧回路をさらに備え、
    前記第２の状態において、前記第２の電源電圧は、前記降圧電圧から生成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  8. 前記制御部は、
    前記第１の直流電圧から生成された前記第２の電源電圧が供給されて起動した後、前記交流電源を駆動して前記交流電圧を出力させる
    ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
  9. 前記検出素子は、前記検出電流に基づいて前記検出信号を絶縁伝送する絶縁信号伝達素子である
    ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
  10. 前記第２の直流電圧は、前記第１の直流電圧よりも、高いことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
  11. 前記第１の直流電源は、車両に積載され、前記第１の直流電圧を出力する低圧バッテリを含み、
    前記第２の直流電源は、前記車両に積載され、前記第２の直流電圧を出力する高圧バッテリを含む
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
  12. 少なくとも２つの直流電源から出力される直流電圧の何れかを電力変換して出力する電力変換装置であって、第１の直流電圧を出力する第１の直流電源と、交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源が出力した交流電圧が印加され、トランスを構成する一次コイルと、前記トランスを構成する二次コイルと、一端が前記二次コイルの一端に接続された第１の整流素子と、一端が前記第１の整流素子の他端に接続され、他端が前記二次コイルの他端に接続されたコンデンサと、前記第１の直流電圧と異なる第２の直流電圧を出力する第２の直流電源と、前記第２の直流電源の出力に接続された第１の接点と、第１の電源電圧を出力する出力端子に接続された第２の接点と、を有し、オンすることにより、前記第１の接点と前記第２の接点との間を導通し、一方、オフすることにより、前記第１の接点と前記第２の接点との間を遮断する開閉器と、一端が前記コンデンサの前記一端に接続され、他端が前記第１の接点に接続された第２の整流素子と、前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間に接続され、前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間に流れる検出電流に基づいた検出信号を出力する検出素子と、前記出力端子と前記コンデンサの前記他端との間で前記検出素子と直列に接続されたスイッチ素子と、第２の電源電圧が供給されて動作し、前記検出信号が入力され、前記交流電源、前記スイッチ素子、及び、前記開閉器の動作を制御する制御部と、を備えた電力変換装置の制御方法において、
    前記制御部により、前記第２の直流電源が前記第２の直流電圧を出力する前に、前記検出信号に基づいて、前記開閉器の前記第１の接点と前記第２の接点との間が溶着しているか否かを判断する
    ことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
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