JP7245384B2 - POWER CONVERSION SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING POWER CONVERSION SYSTEM - Google Patents

POWER CONVERSION SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING POWER CONVERSION SYSTEM Download PDF

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Description

本発明は、電力変換システムおよび電力変換システムの制御方法に関する。 The present invention relates to a power conversion system and a control method for the power conversion system.

特許文献１には、入力された電圧を変換して出力する電圧変換部を複数備えた多相変換部と、出力が目標値となるように各々の前記電圧変換部を制御信号によって個々に制御し、前記多相変換部の動作開始に伴い、各々の前記電圧変換部に対して出力の目標値を次第に上昇させるソフトスタート制御を行い、前記電圧変換部毎に又は前記電圧変換部の組毎にソフトスタート制御の期間をずらして行う制御部と、複数の前記電圧変換部からの共通の出力経路における出力電流又は出力電圧の少なくともいずれかを反映した値を検出する検出部と、前記制御部によって各々のソフトスタート制御が行われる各期間における前記検出部での検出結果に基づき、異常電流又は異常電圧を生じさせる異常の電圧変換部又は異常の電圧変換部の組を特定する異常特定部とを含む多相コンバータが開示されている。 In Patent Document 1, a polyphase conversion unit including a plurality of voltage conversion units that convert an input voltage and output it, and each voltage conversion unit is individually controlled by a control signal so that the output becomes a target value. Then, with the start of the operation of the multiphase conversion unit, soft start control is performed to gradually increase the target value of the output for each of the voltage conversion units, and each voltage conversion unit or each set of voltage conversion units is controlled. a control unit that shifts the period of soft-start control to 2, a detection unit that detects a value reflecting at least one of the output current or the output voltage in a common output path from the plurality of voltage conversion units, and the control unit an abnormality identification unit that identifies an abnormal voltage conversion unit or a set of abnormal voltage conversion units that cause an abnormal current or abnormal voltage based on the detection result of the detection unit in each period during which each soft start control is performed by A multi-phase converter is disclosed that includes:

特開２０１７－８５７７１号公報JP 2017-85771 A

文献１に記載される多相コンバータでは、各相をソフトスタートさせることによりいずれかの相の電圧変換部に異常が生じたことを検出している。そして、いずれかの相の電圧変換部の組に異常が生じたと検出した場合には、その異常であることを検出した当該電圧変換部の組における電圧変換を中止する。このように多相コンバータにおいて複数の電圧変換部の動作を停止させると、多相コンバータからの出力の時間的均一性が低下し、多相コンバータの内部に位置するコンデンサ（容量成分）や、多相コンバータに接続される機器の動作が不安定化し、最悪の場合には破壊に至ることがある。 In the multi-phase converter described in Document 1, by soft-starting each phase, it is detected that an abnormality has occurred in the voltage conversion section of one of the phases. Then, when it is detected that an abnormality has occurred in a set of voltage conversion units of any phase, voltage conversion in the set of voltage conversion units that has detected the abnormality is stopped. Stopping the operation of a plurality of voltage conversion units in a multiphase converter in this way reduces the temporal uniformity of the output from the multiphase converter, causing the capacitors (capacitance components) located inside the multiphase converter to The operation of equipment connected to the phase converter becomes unstable, and in the worst case, it may lead to destruction.

本発明は、複数の電力変換部を備える電力変換システムにおいて、電力変換部の一部に異常が生じた場合であっても、電力変換システムとしての動作を安定的に維持することが可能な電力変換システム、およびそのような電力変換システムの制御方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a power conversion system that includes a plurality of power conversion units, and provides power that can stably maintain the operation of the power conversion system even when an abnormality occurs in a part of the power conversion units. It is an object to provide a conversion system and a control method for such a power conversion system.

上記の課題を解決するための本発明は、一態様において、それぞれが等しく所定の複数相を有する複数の電力変換部と、前記複数相に対して個別に電力供給を制御する制御部と、を備える電力変換システムであって、前記制御部は、前記複数の電力変換部のそれぞれについて、相間位相差が等しくなるように各相の位相シフト角を設定し、前記複数の電力変換部のうち少なくとも１つの電力変換部が有する少なくとも１つの相に異常が発生したときに、当該異常が発生した相が属する電力変換部である第１電力変換部のすべての相への電力供給を停止することを特徴とする電力変換システムである。 In one aspect of the present invention for solving the above problems, a plurality of power conversion units each having a predetermined plurality of phases, and a control unit that individually controls power supply to the plurality of phases. wherein the controller sets the phase shift angle of each phase so that phase differences between phases are equal for each of the plurality of power converters, and at least among the plurality of power converters When an abnormality occurs in at least one phase of one power conversion unit, power supply to all phases of the first power conversion unit, which is the power conversion unit to which the phase in which the abnormality occurs belongs, is to be stopped. A power conversion system characterized by:

本発明に係る電力変換システムは、複数の電力変換部を備え、各電力変換部は、複数相の個別電力変換部を備えている。また、各電力変換部において、各相（各個別電力変換部）の位相シフト角は、相間位相差が等しくなるように設定されている。そして、いずれかの相の個別電力変換部に異常が生じた場合には、その個別電力変換部が属する電力変換部（第１電力変換部）のすべての相の動作を停止する。したがって、いずれかの電力変換部のいずれかの相に異常が発生した場合でも、それ以外の電力変換部は、相間位相差が等しい状態で動作を継続するため、電力変換システムからの出力電流は、変動の幅（振幅）が、異常が発生する前との対比で過度に広がることがない。それゆえ、本発明に係る電力変換システムでは、異常が発生した場合であっても、電力変換システムの内部にあるコンデンサや、電力変換システムの出力に接続された機器の動作が不安定になりにくい。 A power conversion system according to the present invention includes a plurality of power conversion units, each power conversion unit including a multi-phase individual power conversion unit. In addition, in each power conversion section, the phase shift angle of each phase (each individual power conversion section) is set so that the inter-phase phase difference is equal. Then, when an abnormality occurs in any of the phase individual power converters, the operation of all phases of the power converters (first power converters) to which the individual power converters belong is stopped. Therefore, even if an abnormality occurs in one of the phases of any of the power conversion units, the other power conversion units continue to operate with the same phase difference between the phases, so the output current from the power conversion system is , the width (amplitude) of fluctuation does not expand excessively compared to before the occurrence of the abnormality. Therefore, in the power conversion system according to the present invention, even when an abnormality occurs, the operation of the capacitor inside the power conversion system and the device connected to the output of the power conversion system is less likely to become unstable. .

上記の電力変換システムは、具体的には、次のようにして位相シフト角を設定する。
前記電力変換部の総数をＫ、前記電力変換部のそれぞれにおける相の総数をＪ、として、第ｋ番目の電力変換部（ｋは２以上Ｋ以下の自然数）の第ｊ番目（ｊはＪ以下の自然数）の相の番号ｎを、
ｎ＝Ｋ（ｊ－１）＋ｋ
で定義したときに、前記制御部は、第ｎ番目の相の位相シフト角θｎ（単位：°）を下記式のとおり設定する。
θｎ＝３６０°×（ｎ－１）／Ｎ
ここで、Ｎは電力変換システムの相の総数（＝Ｋ×Ｊ）である。Specifically, the above power conversion system sets the phase shift angle as follows.
Assuming that the total number of the power conversion units is K and the total number of phases in each of the power conversion units is J, the j-th (j is J or less) of the k-th power conversion unit (k is a natural number of 2 or more and K or less) natural number of) phase number n,
n=K(j−1)+k
, the control unit sets the phase shift angle θn (unit: °) of the n-th phase according to the following formula.
θn=360°×(n−1)/N
where N is the total number of phases in the power conversion system (=K*J).

各電力変換部には、Ｊ個の相があるため、これらの相の相間位相差は３６０°／Ｊとなる。そして、１つの電力変換部における隣り合う２つの相の間（これらの相間位相差が３６０°／Ｊである。）に他の電力変換部に属する相が１つずつ位置するように、他の電力変換部の相は位置する。したがって、３６０°／Ｊの相間位相差がさらにＫ分割されることになり、電力変換システムに属するＮ（＝Ｋ×Ｊ）個の相は、３６０°／Ｎごとに位置されて、すべての相間位相差が等しくなる。 Since each power converter has J phases, the phase difference between these phases is 360°/J. Then, another The phases of the power converter are located. Therefore, the phase difference between phases of 360°/J is further divided by K, and the N (=K×J) phases belonging to the power conversion system are positioned every 360°/N and The phase difference becomes equal.

上記の電力変換システムの前記電力変換部の総数が３以上である場合には、前記制御部が次のように動作することが好ましい。すなわち、前記第１電力変換部への電力供給の停止を維持しつつ、電力供給が行われている前記電力変換部のすべての相について、相間位相差が等しくなるように位相シフト角の調整を行う。 When the total number of the power conversion units in the above power conversion system is 3 or more, it is preferable that the control unit operates as follows. That is, the phase shift angle is adjusted so that the phase difference between phases becomes equal for all the phases of the power conversion unit to which power is being supplied while maintaining the power supply stop to the first power conversion unit. conduct.

このように停止していない電力変換部に属するすべての相について相間位相差が等しくなるように位相シフト角の調整を行うことにより、電力変換システムからの出力電流の変動の幅の広がりがより安定的に抑制される。 By adjusting the phase shift angle so that the inter-phase phase difference is equal for all the phases belonging to the power conversion unit that is not stopped in this way, the spread of the fluctuation width of the output current from the power conversion system becomes more stable. effectively suppressed.

上記の位相シフト角の調整は、具体的には、次のように行うことができる。
前記電力変換部の総数をＫ、前記電力変換部のそれぞれにおける相の総数をＪ、
として、前記第１電力変換部の総数がＫ未満の自然数Ｓであるときに、電力供給が行われている前記電力変換部のうち第ｋ番目の電力変換部（ｋは２以上Ｋ－Ｓ以下の自然数）の複数の相における第ｊ番目（ｊはＪ以下の自然数）の相の番号ｍを、
ｍ＝Ｋ（ｊ－１）＋ｋ
で定義したときに、
前記制御部は、第ｍ番目の相における位相シフト角θｍ（単位：°）を下記式のとおり設定する。
θｍ＝３６０°×（ｍ－１）／Ｍ
ここで、Ｍは電力供給されている電力変換部の相の総数（＝（Ｋ－Ｓ）×Ｊ）である。Specifically, the adjustment of the phase shift angle can be performed as follows.
K the total number of power converters, J the total number of phases in each of the power converters,
, when the total number of the first power conversion units is a natural number S less than K, the k-th power conversion unit among the power conversion units to which power is being supplied (k is 2 or more and KS or less number m of the j-th phase (j is a natural number less than or equal to J) in a plurality of phases of
m=K(j−1)+k
When defined by
The control section sets the phase shift angle θm (unit:°) in the m-th phase according to the following formula.
θm=360°×(m−1)/M
where M is the total number of phases of the power converter being powered (=(K−S)×J).

上記の位相シフト角の調整に関し、制御部は、電力供給が行われている前記電力変換部のうちの１つである第２電力変換部が有する相については位相シフト角を変更しなくてもよく、この場合には、電力供給が行われている電力変換部のうち前記第２電力変換部以外のすべてからなる第３電力変換部が有する相の位相シフト角を変更すればよい。 Regarding the adjustment of the phase shift angle described above, the control unit does not change the phase shift angle for the phase of the second power conversion unit, which is one of the power conversion units to which power is being supplied. In this case, it is sufficient to change the phase shift angle of the phase of the third power conversion section including all the power conversion sections to which power is being supplied except for the second power conversion section.

上記の場合において、制御部はさらに次のいずれかの動作を行ってもよい。
（１）前記第３電力変換部の相の位相シフト角の変更を、前記第２電力変換部および前記第３電力変換部への電力供給を維持しつつ行う。
（２）前記第３電力変換部の相の位相シフト角の変更を、前記第２電力変換部への電力供給を維持しつつ前記第３電力変換部への電力供給を停止して行う。In the above case, the control unit may further perform any of the following operations.
(1) Changing the phase shift angle of the phase of the third power conversion section is performed while maintaining power supply to the second power conversion section and the third power conversion section.
(2) Changing the phase shift angle of the phase of the third power conversion unit is performed by stopping power supply to the third power conversion unit while maintaining power supply to the second power conversion unit.

上記の電力変換システムにおいて、前記電力変換部はＤＣ－ＤＣコンバータであり、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの電圧変換回路を挟むように２つの電力供給遮断部が設けられていることが好ましい。 In the above power conversion system, it is preferable that the power conversion section is a DC-DC converter, and two power supply cutoff sections are provided so as to sandwich the voltage conversion circuit of the DC-DC converter.

本発明は、他の一態様として、それぞれが所定の複数相を有する複数の電力変換部を備える電力変換システムの制御方法を提供する。かかる制御方法は、前記複数の電力変換部のそれぞれについて相間位相差が等しくなるように各相の位相シフト角を設定してすべての相に電力供給するとともに、すべての相に個別に設けられた検出部からの信号を入力として各相に異常が発生しているか否かを確認する通常運転工程と、前記通常運転工程において所定の電流が流れていない相が存在することを確認したときに、当該相が属する電力変換部である第１電力変換部のすべての相への電力供給を停止する停止工程と、を備える。前記検出部は、電流、電圧および温度の少なくとも１つの測定結果を含む信号を出力してもよい。 Another aspect of the present invention provides a control method for a power conversion system including a plurality of power conversion units each having a predetermined plurality of phases. In this control method, the phase shift angle of each phase is set so that the phase difference between the phases is equal for each of the plurality of power conversion units, and power is supplied to all phases. A normal operation step of checking whether or not an abnormality has occurred in each phase by using a signal from the detection unit as an input, and when it is confirmed that there is a phase in which a predetermined current is not flowing in the normal operation step, and a stopping step of stopping power supply to all the phases of the first power conversion unit, which is the power conversion unit to which the phase belongs. The detection unit may output a signal including a measurement result of at least one of current, voltage and temperature.

ここで、前記電力変換部の総数が３以上である場合において、前記第１電力変換部への電力供給の停止を維持しつつ、電力供給が行われている前記電力変換部のすべての相について、相間位相差が等しくなるように位相シフト角の調整を行う調整工程をさらに備えることが好ましい。 Here, when the total number of the power conversion units is 3 or more, all the phases of the power conversion units to which power is being supplied while maintaining the stoppage of the power supply to the first power conversion units , an adjusting step of adjusting the phase shift angle so that the interphase phase difference is equal.

具体的には、前記調整工程では、電力供給が行われている前記電力変換部のうちの１つである第２電力変換部が有する相については位相シフト角を変更せず、電力供給が行われている電力変換部のうち前記第２電力変換部以外のすべてからなる第３電力変換部が有する相の位相シフト角を変更すればよい。 Specifically, in the adjusting step, power is supplied without changing the phase shift angle for the phase of the second power conversion unit, which is one of the power conversion units to which power is being supplied. It is only necessary to change the phase shift angle of the phase possessed by the third power conversion section composed of all the power conversion sections other than the second power conversion section.

この場合において、前記調整工程では、前記第２電力変換部および前記第３電力変換部への電力供給を維持しつつ、前記第３電力変換部の相の位相シフト角を変更してもよい。あるいは、前記調整工程では、前記第２電力変換部への電力供給を維持しつつ前記第３電力変換部への電力供給を停止して、前記第３電力変換部の相の位相シフト角を変更してもよい。 In this case, in the adjusting step, the phase shift angle of the phase of the third power conversion section may be changed while maintaining power supply to the second power conversion section and the third power conversion section. Alternatively, in the adjusting step, power supply to the third power conversion unit is stopped while power supply to the second power conversion unit is maintained, and the phase shift angle of the phase of the third power conversion unit is changed. You may

本発明によれば、複数の電力変換部を備える電力変換システムにおいて、電力変換部の一部に異常が生じた場合であっても、電力変換システムとしての動作を安定的に維持することが実現される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, in a power conversion system including a plurality of power conversion units, it is possible to stably maintain the operation of the power conversion system even when an abnormality occurs in a part of the power conversion units. be done.

本発明の第１実施形態に係る電力変換システムを示す回路図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a circuit diagram which shows the power conversion system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る電力変換システムの検出Ａ／Ｄ記憶部がリレー駆動部に対して行う動作を説明するためのフローチャートである。4 is a flow chart for explaining an operation performed by a detection A/D storage unit of the power conversion system according to the first embodiment of the present invention on a relay drive unit; 本発明の第１実施形態に係る電力変換システムの通常運転の場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining the operation of the power conversion system according to the first embodiment of the present invention during normal operation; 本発明の第１実施形態に係る電力変換システムにおける個別電力変換部の１つに対する電力供給を停止した場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining an operation when power supply to one of the individual power converters is stopped in the power conversion system according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第１実施形態に係る電力変換システムが第１電力変換部に対する電力供給を停止した場合の動作を説明するタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining the operation when the power conversion system according to the first embodiment of the present invention stops supplying power to the first power conversion unit; 本発明の第２実施形態に係る電力変換システムを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the power conversion system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る電力変換システムの通常運転の場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the power conversion system according to the second embodiment of the present invention during normal operation; FIG. 通常運転の場合における位相シフト角の設定を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining setting of a phase shift angle in normal operation; 本発明の第２実施形態に係る電力変換システムにおける個別電力変換部の１つに対する電力供給を停止した場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。9 is a timing chart for explaining the operation when power supply to one of the individual power conversion units is stopped in the power conversion system according to the second embodiment of the present invention; 図６Ａの場合における位相シフト角の設定を説明する図である。6B is a diagram illustrating setting of a phase shift angle in the case of FIG. 6A; FIG. 本発明の第２実施形態に係る電力変換システムにおける個別電力変換部の１つに対する電力供給を停止した場合の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram when power supply to one of the individual power converters is stopped in the power conversion system according to the second embodiment of the present invention; 本発明の第２実施形態に係る電力変換システムが第１電力変換部に対する電力供給を停止した場合の動作を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining operation|movement when the power conversion system which concerns on 2nd Embodiment of this invention stops the electric power supply with respect to a 1st power conversion part. 図８Ａの場合における位相シフト角の設定を説明する図である。FIG. 8B is a diagram illustrating setting of a phase shift angle in the case of FIG. 8A; 本発明の第２実施形態に係る電力変換システムの検出Ａ／Ｄ記憶部が電力変換ＰＷＭ駆動部に対して行う動作を説明するためのフローチャートである。9 is a flow chart for explaining the operation performed by the detection A/D storage unit of the power conversion system according to the second embodiment of the present invention on the power conversion PWM drive unit; 本発明の第２実施形態に係る電力変換システムが位相シフト角の再設定を行った場合の動作を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining operation|movement when the power conversion system which concerns on 2nd Embodiment of this invention resets a phase shift angle. 図１０Ａの場合における位相シフト角の設定を説明する図である。10B is a diagram illustrating setting of a phase shift angle in the case of FIG. 10A; FIG.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る電力変換システムを示す回路図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a power conversion system according to a first embodiment of the invention.

図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係る電力変換システム１００は、直流電源からなる第１電源１１に接続された第１入出力部２１および直流電源からなる第２電源１２に接続された第２入出力部２２を有する。第１入出力部２１には、互いに並列に接続された２つの遮断スイッチ３１１、３２１の一方の端子が接続される。第２入出力部２２には、互いに並列に接続された２つの遮断スイッチ３１２、３２２の一方の端子が接続される。 As shown in FIG. 1, the power conversion system 100 according to the first embodiment of the present invention includes a first input/output unit 21 connected to a first power supply 11 consisting of a DC power supply, and a second power supply 12 consisting of a DC power supply. has a second input/output unit 22 connected to the . One terminal of two cutoff switches 311 and 321 connected in parallel is connected to the first input/output unit 21 . One terminal of two cutoff switches 312 and 322 connected in parallel is connected to the second input/output unit 22 .

遮断スイッチ３１１の他方の端子と遮断スイッチ３１２の他方の端子との間に、１つの電力変換部４１が位置する。電力変換部４１は、互いに並列に接続された２つの個別電力変換部５１１、５１２、ならびに２つの個別電力変換部５１１、５１２からなる並列回路の一端に接続された電圧検出部８１Ｖおよびその並列回路の他端に接続された電圧検出部８２Ｖから構成される。 One power converter 41 is positioned between the other terminal of the cutoff switch 311 and the other terminal of the cutoff switch 312 . The power conversion unit 41 includes two individual power conversion units 511 and 512 connected in parallel with each other, a voltage detection unit 81V connected to one end of a parallel circuit composed of the two individual power conversion units 511 and 512, and the parallel circuit. is composed of a voltage detection section 82V connected to the other end of .

個別電力変換部５１１は、スイッチ６１とインダクタ７１と電流検出部８１とが直列に接続されてなる。スイッチ６１は、遮断スイッチ３１１の他方の端子側にドレインが接続され、インダクタ７１にソースが接続されたＮチャネルエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６１１と、インダクタ７１とＭＯＳＦＥＴ６１１との間にドレインが接続され、ソースが接地したＮチャネルエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６１２とからなる。ＭＯＳＦＥＴ６１１はハイサイド側であり、ＭＯＳＦＥＴ６１２はローサイド側である。以降の説明においても、すべてのＭＯＳＦＥＴはＮチャネルエンハンスメント型である。 The individual power conversion section 511 is formed by connecting a switch 61, an inductor 71, and a current detection section 81 in series. The switch 61 is an N-channel enhancement type MOSFET 611 whose drain is connected to the other terminal side of the cut-off switch 311 and whose source is connected to the inductor 71, and whose drain is connected between the inductor 71 and the MOSFET 611 and whose source is grounded. and an N-channel enhancement type MOSFET 612 . MOSFET 611 is on the high side and MOSFET 612 is on the low side. Also in the following description, all MOSFETs are N-channel enhancement type.

個別電力変換部５１２の構成は個別電力変換部５１１と同様であり、ハイサイド側のＭＯＳＦＥＴ６２１とローサイド側のＭＯＳＦＥＴ６２２とからなるスイッチ６２と、インダクタ７２と、電流検出部８２と、が直列に接続されてなる。 The configuration of the individual power conversion unit 512 is the same as that of the individual power conversion unit 511, and a switch 62 composed of a high-side MOSFET 621 and a low-side MOSFET 622, an inductor 72, and a current detection unit 82 are connected in series. It becomes

遮断スイッチ３２１の他方の端子と遮断スイッチ３２２の他方の端子との間に、他の１つの電力変換部４２が位置する。電力変換部４２は、互いに並列に接続された２つの個別電力変換部５２１、５２２、ならびに２つの個別電力変換部５２１、５２２からなる並列回路の一端に接続された電圧検出部８３Ｖおよびその並列回路の他端に接続された電圧検出部８４Ｖから構成される。 Another power converter 42 is positioned between the other terminal of the cutoff switch 321 and the other terminal of the cutoff switch 322 . The power conversion unit 42 includes two individual power conversion units 521 and 522 connected in parallel with each other, a voltage detection unit 83V connected to one end of a parallel circuit composed of the two individual power conversion units 521 and 522, and the parallel circuit. is composed of a voltage detection section 84V connected to the other end of .

個別電力変換部５２１および個別電力変換部５２２の構成は個別電力変換部５１１と同様である。個別電力変換部５２１は、ハイサイド側のＭＯＳＦＥＴ６３１とローサイド側のＭＯＳＦＥＴ６３２とからなるスイッチ６３と、インダクタ７３と、電流検出部８３と、が直列に接続されてなる。個別電力変換部５２２は、ハイサイド側のＭＯＳＦＥＴ６４１とローサイド側のＭＯＳＦＥＴ６４２とからなるスイッチ６４と、インダクタ７４と、電流検出部８４と、が直列に接続されてなる。 The configuration of the individual power conversion unit 521 and the individual power conversion unit 522 is the same as that of the individual power conversion unit 511 . The individual power converter 521 includes a switch 63 including a high-side MOSFET 631 and a low-side MOSFET 632, an inductor 73, and a current detector 83, which are connected in series. The individual power converter 522 includes a switch 64 including a high-side MOSFET 641 and a low-side MOSFET 642, an inductor 74, and a current detector 84, which are connected in series.

電力変換システム１００は、制御部９０を備える。制御部９０は、すべての個別電力変換部５１１、５１２、５２１、５２２に対して、個別に電力供給を制御する。具体的には、すべてのスイッチ６１、６２、６３、６４について、個別にＰＷＭ制御を行って電力変換を行う電力変換ＰＷＭ駆動部９１を有する。したがって、電力変換ＰＷＭ駆動部９１からの出力信号を伝達する配線が、すべてのスイッチ６１、６２、６３、６４に個別に接続されている。電力変換ＰＷＭ駆動部９１は、電力変換部４１に属する２つの個別電力変換部５１１および個別電力変換部５１２に属する２つのスイッチ（スイッチ６１およびスイッチ６２）を一組として動作させ、電力変換部４２に属する２つの個別電力変換部５２１および個別電力変換部５２２に属する２つのスイッチ（スイッチ６３およびスイッチ６４）を一組として動作させる。 The power conversion system 100 includes a controller 90 . The control unit 90 individually controls power supply to all the individual power converters 511 , 512 , 521 , 522 . Specifically, for all the switches 61, 62, 63, 64, it has a power conversion PWM drive unit 91 that performs power conversion by individually performing PWM control. Therefore, wiring for transmitting output signals from the power conversion PWM driving section 91 is individually connected to all the switches 61 , 62 , 63 , 64 . Power conversion PWM drive unit 91 operates two switches (switch 61 and switch 62) belonging to two individual power conversion units 511 belonging to power conversion unit 41 and two switches (switches 61 and 62) belonging to individual power conversion unit 512 as a set to operate power conversion unit 42. two switches (the switch 63 and the switch 64) belonging to the two individual power converters 521 and the individual power converters 522 belonging to .

一組として動作するスイッチ６１およびスイッチ６２は相間位相差が等しくなるように各相の位相シフト角を設定される。具体的には、スイッチ６１とスイッチ６２との相間位相差が１８０°（＝３６０°／２）となるように位相シフト角が設定される。別の一組として動作するスイッチ６３およびスイッチ６４も相間位相差が１８０°とされて、相間位相差が互いに等しくなるように設定される。 The switches 61 and 62 operating as a pair are set to phase shift angles of the respective phases so that the phase differences between the phases are equal. Specifically, the phase shift angle is set such that the phase difference between the switches 61 and 62 is 180° (=360°/2). The switches 63 and 64 operating as another set also have a phase difference of 180° and are set so that the phase differences are equal to each other.

さらに、スイッチ６１とスイッチ６３との位相差は、一組として動作する２つのスイッチ（スイッチ６１、スイッチ６２）の相間位相差の１／２である９０°に設定される。このように設定されることにより、スイッチ６１、スイッチ６３、スイッチ６２、およびスイッチ６４は、互いの相間位相差が９０°となる。 Furthermore, the phase difference between the switches 61 and 63 is set to 90°, which is half the phase difference between the two switches (the switches 61 and 62) operating as a set. By setting in this way, the switches 61, 63, 62, and 64 have a mutual phase difference of 90°.

１サイクルの間に上記のように４つのスイッチ（スイッチ６１、スイッチ６３、スイッチ６２、およびスイッチ６４）が順次動作することにより、第１入出力部２１または第２入出力部２２のいずれか一方から電力変換システム１００に入力した電流は、１サイクルの間に４回の周期的な変動を有する電流となって、第１入出力部２１または第２入出力部２２の他方から出力する。 By sequentially operating the four switches (switch 61, switch 63, switch 62, and switch 64) during one cycle, either the first input/output unit 21 or the second input/output unit 22 is switched. The current input to the power conversion system 100 from is a current having four periodic fluctuations during one cycle, and is output from the other of the first input/output unit 21 or the second input/output unit 22 .

４つの遮断スイッチ（遮断スイッチ３１１、遮断スイッチ３２１、遮断スイッチ３１２、および遮断スイッチ３２２）は、制御部９０が有するリレー駆動部９３により駆動される。具体的には、リレー駆動部９３は、遮断スイッチ３１１と遮断スイッチ３１２とを一組として、電力変換部４１への電力供給を遮断する制御を行うことができる。また、リレー駆動部９３は、遮断スイッチ３２１と遮断スイッチ３２２とを一組として、電力変換部４２への電力供給を遮断する制御を行うことができる。電力変換部がＤＣ－ＤＣコンバータである場合には、第１入出力部２１が入力部で第２入出力部２２が出力部となるように電力変換システム１００が使用されることがあるとともに、第２入出力部２２が入力部で第１入出力部２１が出力部となるように電力変換システム１００が使用されることがある。しかも、入力側が高電位となり出力側が低電位となる降圧回路として機能させたり、入力側が低電位となり出力側が高電位となる昇圧回路として機能させたりする。どのような使用状態となっても電力変換部の動作を安定的に維持する観点から、ＤＣ－ＤＣコンバータである電力変換部の電圧変換回路を挟むように２つの電力供給遮断部（遮断スイッチ）が設けられていることが好ましい。 The four cut-off switches (cut-off switch 311, cut-off switch 321, cut-off switch 312, and cut-off switch 322) are driven by a relay driving section 93 included in the control section 90. Specifically, the relay drive unit 93 can perform control to cut off the power supply to the power conversion unit 41 using the cutoff switch 311 and the cutoff switch 312 as a set. Further, the relay drive unit 93 can perform control to cut off the power supply to the power conversion unit 42 by using the cutoff switch 321 and the cutoff switch 322 as a set. When the power conversion unit is a DC-DC converter, the power conversion system 100 may be used such that the first input/output unit 21 is the input unit and the second input/output unit 22 is the output unit, The power conversion system 100 may be used such that the second input/output unit 22 is the input unit and the first input/output unit 21 is the output unit. Moreover, it functions as a step-down circuit in which the input side has a high potential and the output side has a low potential, or it functions as a booster circuit in which the input side has a low potential and the output side has a high potential. From the viewpoint of stably maintaining the operation of the power conversion unit under any usage conditions, two power supply cutoff units (cutoff switches) are installed so as to sandwich the voltage conversion circuit of the power conversion unit, which is a DC-DC converter. is preferably provided.

制御部９０は、複数の検出部（電流検出部８１から電流検出部８４、電圧検出部８１Ｖから電圧検出部８４Ｖ、温度検出部８１Ｔから温度検出部８４Ｔ）からの信号を入力とする検出Ａ／Ｄ記憶部９２を備える。温度検出部８１Ｔは個別電力変換部５１１の温度を計測し、温度検出部８２Ｔは個別電力変換部５１２の温度を計測し、温度検出部８３Ｔは個別電力変換部５２１の温度を計測し、温度検出部８４Ｔは個別電力変換部５２２の温度を計測する。検出Ａ／Ｄ記憶部９２は、複数の検出部からの入力信号に基づいて、電力変換ＰＷＭ駆動部９１の制御信号を生成する。この制御信号を入力した電力変換ＰＷＭ駆動部９１は、その制御信号に基づき、各スイッチのオン／オフ信号の切り替えタイミングを設定する。したがって、制御部９０は、複数の検出部からの信号を入力として、各スイッチのデューティー比を設定する。このデューティー比を増減させることにより、第１入出力部２１または第２入出力部２２の他方から出力する電流（１サイクルの間の電流の平均値）が変動する。複数の検出部において検出される対象（測定対象）は限定されない。複数の検出部は、それぞれ、電流、電圧および温度の少なくとも１つの測定結果を含む信号を出力してもよい。上記のように、本実施形態では、４つの電流検出部（電流検出部８１から電流検出部８４）が電流を測定し、４つの電圧検出部（電圧検出部８１Ｖから電圧検出部８４Ｖ）が電圧を測定し、４つの温度検出部（温度検出部８１Ｔから温度検出部８４Ｔ）が温度を測定している。以下の説明では、４つの電流検出部（電流検出部８１から電流検出部８４）からの信号により処理を行う場合を具体例とする。 The control unit 90 is a detection A/ A D storage unit 92 is provided. The temperature detection unit 81T measures the temperature of the individual power conversion unit 511, the temperature detection unit 82T measures the temperature of the individual power conversion unit 512, the temperature detection unit 83T measures the temperature of the individual power conversion unit 521, and detects the temperature. Unit 84T measures the temperature of individual power conversion unit 522 . The detection A/D storage unit 92 generates control signals for the power conversion PWM drive unit 91 based on the input signals from the multiple detection units. The power conversion PWM driving unit 91 that receives this control signal sets the switching timing of the ON/OFF signal of each switch based on the control signal. Therefore, the controller 90 receives signals from the plurality of detectors and sets the duty ratio of each switch. By increasing or decreasing the duty ratio, the current output from the other of the first input/output section 21 and the second input/output section 22 (the average value of the current during one cycle) fluctuates. Targets (measurement targets) detected by the plurality of detection units are not limited. The plurality of detectors may each output a signal including at least one measurement of current, voltage and temperature. As described above, in the present embodiment, four current detection units (current detection unit 81 to current detection unit 84) measure current, and four voltage detection units (voltage detection unit 81V to voltage detection unit 84V) measure voltage. is measured, and four temperature detection units (temperature detection units 81T to 84T) measure temperatures. In the following description, a specific example is a case where processing is performed using signals from four current detection units (current detection unit 81 to current detection unit 84).

例えば、第１電源１１を入力電源とする場合には、第１入出力部２１が入力部、第２入出力部２２が出力部となり、第１入出力部２１に入力する電流量が何らかの理由により減少したときは、４つの電流検出部（電流検出部８１から電流検出部８４）により測定される電流量も低くなるため、制御部９０は４つのスイッチ（スイッチ６１、スイッチ６３、スイッチ６２、およびスイッチ６４）のデューティー比を高めて、第２入出力部２２から出力する電流量を増やす。 For example, when the first power source 11 is used as the input power source, the first input/output unit 21 becomes the input unit, and the second input/output unit 22 becomes the output unit. , the amount of current measured by the four current detection units (current detection units 81 to 84) also decreases. and the duty ratio of the switch 64) to increase the amount of current output from the second input/output unit 22.

このとき、４つのスイッチ（スイッチ６１、スイッチ６３、スイッチ６２、およびスイッチ６４）のデューティー比を等しく調整することにより、第２入出力部２２から出力する電流の１サイクル当たりの振幅を抑えることができる。 At this time, by adjusting the duty ratios of the four switches (switch 61, switch 63, switch 62, and switch 64) to be equal, the amplitude per cycle of the current output from the second input/output unit 22 can be suppressed. can.

検出Ａ／Ｄ記憶部９２は、上記のデューティー比の調整に加えて、リレー駆動部９３の制御信号も生成する。この制御信号を入力したリレー駆動部９３の制御信号は、その制御信号に基づき、４つの遮断スイッチ（遮断スイッチ３１１、遮断スイッチ３２１、遮断スイッチ３１２、および遮断スイッチ３２２）を動作させて、電力変換部４１または電力変換部４２への電力供給を停止する。 The detection A/D storage unit 92 also generates a control signal for the relay driving unit 93 in addition to adjusting the duty ratio. The control signal of the relay drive unit 93 to which this control signal is input operates four cutoff switches (cutoff switch 311, cutoff switch 321, cutoff switch 312, and cutoff switch 322) based on the control signal to convert power. Power supply to the unit 41 or the power conversion unit 42 is stopped.

図２は、検出Ａ／Ｄ記憶部９２の動作を表すフローチャートである。
まず、検出Ａ／Ｄ記憶部９２は、４つの電流検出部（電流検出部８１から電流検出部８４）から信号入力があることを確認する（ステップＳ１０１）。そして、それぞれの入力信号が正常値の範囲内か否かを確認することにより、異常値を示す信号が含まれているか否かの判断する（ステップＳ１０２）。異常値を示す信号がない場合には、この処理を終了する。異常値を示す信号がある場合には、その信号を出力した電流検出部を特定することにより、異常値を示す相（個別電力変換部）を特定する。この相に係る情報は、検出Ａ／Ｄ記憶部９２が有する記憶部に保存される。FIG. 2 is a flow chart showing the operation of the detection A/D storage unit 92. As shown in FIG.
First, the detection A/D storage unit 92 confirms that there are signal inputs from the four current detection units (current detection unit 81 to current detection unit 84) (step S101). Then, by confirming whether each input signal is within the range of normal values, it is determined whether or not a signal indicating an abnormal value is included (step S102). If there is no signal indicating an abnormal value, this process ends. When there is a signal indicating an abnormal value, the phase (individual power conversion unit) indicating the abnormal value is identified by identifying the current detection unit that output the signal. Information related to this phase is stored in a storage unit included in the detection A/D storage unit 92 .

続いて、異常値を示す相（個別電力変換部）が属する電力変換部を特定する（ステップＳ１０３）。具体的には、個別電力変換部と電力変換部との関係を示すテーブルがあらかじめ用意されており、このテーブルを用いて、上記の特定を行う。以下の説明では、この異常値を示す相（個別電力変換部）が属する電力変換部を第１電力変換部という。第１電力変換部に係る情報は、検出Ａ／Ｄ記憶部９２が有する記憶部に保存される。 Subsequently, the power conversion unit to which the phase (individual power conversion unit) indicating the abnormal value belongs is specified (step S103). Specifically, a table showing the relationship between the individual power converters and the power converters is prepared in advance, and the above identification is performed using this table. In the following description, the power conversion unit to which the phase (individual power conversion unit) indicating this abnormal value belongs is called the first power conversion unit. Information related to the first power conversion unit is stored in a storage unit included in the detection A/D storage unit 92 .

こうして第１電力変換部が特定されたら、第１電力変換部に関連付けられた遮断スイッチの組を特定し、この遮断スイッチの組を構成する２つの遮断スイッチを動作させるための制御信号を生成し（ステップＳ１０４）、当該遮断スイッチへと出力する（ステップＳ１０５）。 Once the first power conversion unit is identified in this manner, a set of cut-off switches associated with the first power conversion unit is identified, and a control signal is generated for operating the two cut-off switches that make up the set of cut-off switches. (Step S104), output to the cut-off switch (Step S105).

図３Ａは本発明の第１実施形態に係る電力変換システムの通常運転の場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。図３Ｂは、本発明の第１実施形態に係る電力変換システムにおける個別電力変換部の１つに対する電力供給を停止した場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。図３Ｃは、本発明の第１実施形態に係る電力変換システムが第１電力変換部に対する電力供給を停止した場合の動作を説明するタイミングチャートである。以下の説明では、第１入出力部２１を入力側とし、第２入出力部２２を出力側とする。 FIG. 3A is a timing chart for explaining the operation during normal operation of the power conversion system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3B is a timing chart for explaining the operation when the power supply to one of the individual power conversion units in the power conversion system according to the first embodiment of the present invention is stopped. FIG. 3C is a timing chart illustrating operations when the power conversion system according to the first embodiment of the present invention stops supplying power to the first power conversion unit. In the following description, the first input/output unit 21 is assumed to be the input side, and the second input/output unit 22 is assumed to be the output side.

図３Ａに示されるように、電力変換ＰＷＭ駆動部９１は、タイミングｔ１においてＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移させ、タイミングｔ１＋ｔにおいてＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移させる駆動信号Ｓ９１１を、個別電力変換部５１１が有するスイッチ６１に対して送信する。その結果、スイッチ６１は、タイミングｔ１から時間幅ｔの期間（期間ｔ）においてＯＮ状態となり、個別電力変換部５１１はタイミングｔ１を開始時期として動作する。同様に、電力変換ＰＷＭ駆動部９１は、スイッチ６３をタイミングｔ２から期間ｔにおいてＯＮ状態とする駆動信号Ｓ９２１、スイッチ６２をタイミングｔ３から期間ｔにおいてＯＮ状態とする駆動信号Ｓ９１２、およびスイッチ６４をタイミングｔ４から期間ｔにおいてＯＮ状態とする駆動信号Ｓ９２２を送信する。１サイクルの期間Ｔが終了したら、また、新たな１サイクルの期間Ｔが開始し、電力変換ＰＷＭ駆動部９１は駆動信号９１１を送信する。 As shown in FIG. 3A , the power conversion PWM drive unit 91 causes a transition from the OFF state to the ON state at timing t1, and the individual power conversion unit 511 generates a drive signal S911 that causes the transition from the ON state to the OFF state at timing t1+t. It transmits to the switch 61 having the As a result, the switch 61 is turned on for a period of time width t (period t) from timing t1, and the individual power converter 511 operates with timing t1 as the start time. Similarly, the power conversion PWM drive unit 91 outputs a drive signal S921 that turns the switch 63 ON during the period t from the timing t2, a drive signal S912 that turns the switch 62 ON during the period t from the timing t3, and a switch 64 with the timing A driving signal S922 that is turned on in a period t from t4 is transmitted. When the period T of one cycle ends, another period T of one cycle starts, and the power conversion PWM driver 91 transmits the drive signal 911 .

ここで、タイミングｔ２はタイミングｔ１＋ｔに等しく、タイミングｔ３はタイミングｔ２＋ｔに等しく、タイミングｔ４はタイミングｔ３＋ｔに等しい。そして、Ｔ＝４×ｔを満たす。したがって、駆動信号Ｓ９１１から駆動信号Ｓ９１４の個別のデューティー比は０．２５である。それゆえ、電力変換システム１００の第１入出力部２１側から第２入出力部２２への電圧変換割合は１である。この割合が、１を超える場合には電力変換システム１００は降圧回路として機能し、１未満の場合には電力変換システム１００は昇圧回路として機能する。 Here, timing t2 is equal to timing t1+t, timing t3 is equal to timing t2+t, and timing t4 is equal to timing t3+t. Then, T=4×t is satisfied. Therefore, the individual duty ratios of drive signals S911 to S914 are 0.25. Therefore, the voltage conversion ratio from the first input/output unit 21 side of the power conversion system 100 to the second input/output unit 22 is one. When this ratio exceeds 1, the power conversion system 100 functions as a step-down circuit, and when it is less than 1, the power conversion system 100 functions as a step-up circuit.

１サイクルの期間Ｔの間に、電力変換部４１を構成する個別電力変換部を駆動するための駆動信号は２回送信され、これらの間隔はＴ／２である。したがって、電力変換部４１は２相式の電力変換部であって、相間位相差は１８０°である。同様に、電力変換部４２には２回の駆動信号がＴ／２ごとに送信されるため、電力変換部４２も２相式の電力変換部であって、相間位相差は１８０°である。さらに、１サイクルの期間Ｔの間において、最初に電力変換部４１に駆動信号（駆動信号Ｓ９１１）が送信されてから、Ｔ／４後に電力変換部４２への最初の駆動信号（駆動信号Ｓ９２１）が送信されるため、電力変換ＰＷＭ駆動部９１からは、１サイクルの期間Ｔの間に、Ｔ／４ごとに駆動信号が４回送信される。したがって、電力変換システム１００では、相の総数は４であり、４つの相のそれぞれについて、隣り合う相との位相差（相間位相差）は９０°である。 During the period T of one cycle, the drive signal for driving the individual power converters constituting the power converter 41 is transmitted twice, and the interval between them is T/2. Therefore, the power conversion unit 41 is a two-phase power conversion unit, and the interphase phase difference is 180°. Similarly, since the drive signal is transmitted to the power conversion unit 42 twice every T/2, the power conversion unit 42 is also a two-phase power conversion unit, and the interphase phase difference is 180°. Furthermore, during the period T of one cycle, the first drive signal (drive signal S911) is transmitted to the power converter 41, and then the first drive signal (drive signal S921) to the power converter 42 after T/4. is transmitted, the drive signal is transmitted four times every T/4 during the period T of one cycle. Therefore, in the power conversion system 100, the total number of phases is 4, and each of the four phases has a phase difference (interphase phase difference) between adjacent phases of 90°.

駆動信号９１１を受信したスイッチ６１が上記のように動作することにより、個別電力変換部５１１から出力し電流検出部８１により計測される電流Ｉ８１は、破線で示したように、タイミングｔ１からタイミングｔ１＋ｔにかけて上昇し、以降、減衰するプロファイルを有する。同様に、個別電力変換部５２１はタイミングｔ２を開始時期として動作し、個別電力変換部５１２はタイミングｔ３を開始時期として動作し、個別電力変換部５２２はタイミングｔ４を開始時期として動作する。これらの個別電力変換部の動作により、タイミングｔ２からタイミングｔ２＋ｔにかけて上昇し、以降減衰する電流が電流検出部８３において計測され、タイミングｔ３からタイミングｔ３＋ｔにかけて上昇し、以降減衰する電流が電流検出部８２において計測され、タイミングｔ４からタイミングｔ４＋ｔにかけて上昇し、以降減衰する電流が電流検出部８４において計測される。 As a result of the switch 61 receiving the drive signal 911 operating as described above, the current I81 output from the individual power conversion unit 511 and measured by the current detection unit 81 changes from timing t1 to timing t1+t as indicated by the dashed line. It has a profile that rises to , and then decays. Similarly, the individual power conversion unit 521 operates with timing t2 as the start timing, the individual power conversion unit 512 operates with the timing t3 as the start timing, and the individual power conversion unit 522 operates with the timing t4 as the start timing. Due to the operation of these individual power conversion units, the current that rises from timing t2 to timing t2+t and then attenuates is measured by the current detection unit 83, and the current that rises from timing t3 to timing t3+t and then attenuates is detected by the current detection unit 82. , the current that rises from timing t4 to timing t4+t and then attenuates is measured by the current detection unit 84 .

出力部となる第２入出力部２２にはこれらの４つの電流の総和が流れるため、第２入出力部２２での電流Ｉ２２は、１サイクルの期間Ｔの間に４回の周期的な振幅変動を有する。この周期的な振幅変動の１回当たりの時間幅（期間）はｔであり、その期間における電流の振幅変動の幅ΔＩａは、図３Ａに示されるように狭い。 Since the sum of these four currents flows through the second input/output section 22 serving as the output section, the current I22 in the second input/output section 22 has four periodic amplitudes during the period T of one cycle. have fluctuations. The time width (period) of one period of this periodic amplitude variation is t, and the amplitude variation width ΔIa of the current during that period is narrow as shown in FIG. 3A.

ここで、図３Ｂに示されるように、電力変換部４２に属する１つの個別電力変換部５２１に異常が発生し、駆動信号Ｓ９２１は適切に送信されたが、電流検出部８３において電流が計測されなかったとする。この場合には、出力部となる第２入出力部２２には３つの個別電力変換部（個別電力変換部５１１、個別電力変換部５１２、個別電力変換部５２２）からの電流の総和が流れるため、第２入出力部２２での電流Ｉ２２は、ｔ２以降に大きく電流値が減少し、結果、１サイクルの期間Ｔを１周期とする振幅変動を有する。この電流の振幅変動の幅ΔＩｂは、図３Ａにおける幅ΔＩａに比べると、はるかに大きい。このような振幅変動は、電力変換システム１００の内部コンデンサの動作不良を引き起こしたり、電力変換システム１００に接続される機器の動作不良の原因となったりする。 Here, as shown in FIG. 3B, an abnormality occurred in one individual power conversion unit 521 belonging to the power conversion unit 42, and although the drive signal S921 was properly transmitted, the current was not measured by the current detection unit 83. Suppose there was not. In this case, the sum of the currents from the three individual power conversion units (individual power conversion unit 511, individual power conversion unit 512, and individual power conversion unit 522) flows through the second input/output unit 22 serving as the output unit. , the current I22 at the second input/output unit 22 greatly decreases in current value after t2, and as a result, has an amplitude fluctuation with a period T of one cycle as one cycle. The amplitude variation width ΔIb of this current is much larger than the width ΔIa in FIG. 3A. Such amplitude fluctuations may cause malfunctions of internal capacitors of the power conversion system 100 or malfunctions of devices connected to the power conversion system 100 .

そこで、電力変換システム１００では、個別電力変換部５２１に異常が生じて電流検出部８３において電流が適切に計測されなかった場合には、個別電力変換部５２１が属する電力変換部４２への電力供給を停止する。具体的には、検出Ａ／Ｄ記憶部９２がリレー駆動部９３に制御信号を送り、その制御信号に基づき、リレー駆動部９３は、電力変換部４２に直列に接続される２つの遮断スイッチ（遮断スイッチ３２１および遮断スイッチ３２２）を動作させる信号をそれぞれの遮断スイッチに送信する。これにより、図３Ｃに示されるように、出力部となる第２入出力部２２には２つの個別電力変換部（個別電力変換部５１１、個別電力変換部５１２）からの電流の総和が流れる。第２入出力部２２での電流Ｉ２２は、１サイクルの期間Ｔの間に２回の周期的な振幅変動を有する。具体的には、ｔ２およびｔ４を電流減少点とする。この周期的な振幅変動の１回当たりの時間幅（期間）は２ｔであり、その期間における電流の振幅変動の幅ΔＩｃは、図３Ｂにおける幅ΔＩｂに比べると十分に小さい。このように、電流Ｉ２２の振幅変動の幅ΔＩが小さくなるため、電力変換システム１００の内部コンデンサの動作不良や電力変換システム１００に接続される機器の動作不良が生じにくい。 Therefore, in the power conversion system 100, when an abnormality occurs in the individual power conversion unit 521 and the current is not properly measured by the current detection unit 83, power is supplied to the power conversion unit 42 to which the individual power conversion unit 521 belongs. to stop. Specifically, the detection A/D storage unit 92 sends a control signal to the relay driving unit 93, and based on the control signal, the relay driving unit 93 switches two cutoff switches ( A signal is sent to each of the isolation switches 321 and 322) to operate the isolation switches 321 and 322). As a result, as shown in FIG. 3C, the sum of the currents from the two individual power conversion units (individual power conversion unit 511 and individual power conversion unit 512) flows through the second input/output unit 22 serving as the output unit. The current I22 at the second input/output unit 22 has two periodic amplitude fluctuations during the period T of one cycle. Specifically, t2 and t4 are set as current decrease points. The time width (period) for each period of this periodic amplitude fluctuation is 2t, and the width ΔIc of the current amplitude fluctuation in that period is sufficiently smaller than the width ΔIb in FIG. 3B. Since the width ΔI of the amplitude variation of the current I22 is thus reduced, malfunction of the internal capacitor of the power conversion system 100 and malfunction of devices connected to the power conversion system 100 are less likely to occur.

図４は、本発明の第２実施形態に係る電力変換システムを示す回路図である。図４に示されるように、本発明の第２実施形態に係る電力変換システム１０１は、第１実施形態に係る電力変換システム１００との対比で、電力変換部４１および電力変換部４２に加えて、電力変換部４３を有する。また、３つの電力変換部（電力変換部４１、電力変換部４２、電力変換部４３）は、それぞれ、３つの個別電力変換部を有する。すなわち、電力変換部４１は個別電力変換部５１１、個別電力変換部５１２および個別電力変換部５１３を有し、電力変換部４２は個別電力変換部５２１、個別電力変換部５２２および個別電力変換部５２３を有し、電力変換部４３は個別電力変換部５３１、個別電力変換部５３２および個別電力変換部５３３を有する。都合９個の個別電力変換部の構成は電力変換システム１００の個別電力変換部と同様であるから、詳細な説明を省略する。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a power conversion system according to a second embodiment of the invention. As shown in FIG. 4, in contrast to the power conversion system 100 according to the first embodiment, the power conversion system 101 according to the second embodiment of the present invention includes a power conversion unit 41 and a power conversion unit 42 in addition to , and a power converter 43 . Also, the three power conversion units (power conversion unit 41, power conversion unit 42, and power conversion unit 43) each have three individual power conversion units. That is, the power conversion unit 41 has an individual power conversion unit 511, an individual power conversion unit 512, and an individual power conversion unit 513, and the power conversion unit 42 has an individual power conversion unit 521, an individual power conversion unit 522, and an individual power conversion unit 523. , and the power converter 43 has an individual power converter 531 , an individual power converter 532 , and an individual power converter 533 . Since the configuration of the total nine individual power conversion units is the same as that of the individual power conversion units of the power conversion system 100, detailed description thereof will be omitted.

電力変換部を３つ有することに基づき、電力変換システム１０１は６つの遮断スイッチを有する。すなわち、電力変換システム１０１は、電力変換部４１のために遮断スイッチ３１１および遮断スイッチ３１２を有し、電力変換部４２のために遮断スイッチ３２１および遮断スイッチ３２２を有し、電力変換部４３のために遮断スイッチ３３１および遮断スイッチ３３２を有する。電力変換システム１０１は、説明を容易にするため、第１入出力部２１側にのみ第１電源１１を有し、第１入出力部２１が入力部、第２入出力部２２が出力部となっている。 Based on having three power conversion units, the power conversion system 101 has six cut-off switches. That is, the power conversion system 101 has a cutoff switch 311 and a cutoff switch 312 for the power conversion unit 41 , a cutoff switch 321 and a cutoff switch 322 for the power conversion unit 42 , and a cutoff switch 321 and a cutoff switch 322 for the power conversion unit 43 . has a cut-off switch 331 and a cut-off switch 332 at . For ease of explanation, the power conversion system 101 has the first power supply 11 only on the first input/output unit 21 side, the first input/output unit 21 is the input unit, and the second input/output unit 22 is the output unit. It's becoming

図５Ａは、本発明の第２実施形態に係る電力変換システムの通常運転の場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。図５Ａは、通常運転の場合における位相シフト角の設定を説明する図である。 FIG. 5A is a timing chart for explaining the operation during normal operation of the power conversion system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5A is a diagram illustrating setting of the phase shift angle in normal operation.

図５Ａに示されるように、電力変換ＰＷＭ駆動部９１は、個別電力変換部５１１をタイミングｔ１から動作させる駆動信号Ｓ９１１、個別電力変換部５１２をタイミングｔ４から動作させる駆動信号Ｓ９１２、および個別電力変換部５１３をタイミングｔ７から動作させる駆動信号Ｓ９１３を生成し、電力変換部４１に送信する。タイミングｔ１は１サイクルの期間Ｔの最初のタイミングであり、タイミングｔ４はタイミングｔ１から期間３ｔ経過後のタイミングであり、タイミングｔ７はタイミングｔ４から期間３ｔ経過後のタイミングである。 As shown in FIG. 5A, the power conversion PWM drive unit 91 generates a drive signal S911 that operates the individual power conversion unit 511 from timing t1, a drive signal S912 that causes the individual power conversion unit 512 to operate from timing t4, and the individual power conversion A driving signal S 913 for operating the unit 513 from timing t 7 is generated and transmitted to the power conversion unit 41 . The timing t1 is the first timing of the period T of one cycle, the timing t4 is the timing after the period 3t has elapsed from the timing t1, and the timing t7 is the timing after the period 3t has elapsed from the timing t4.

電力変換ＰＷＭ駆動部９１は、個別電力変換部５２１をタイミングｔ２から動作させる駆動信号Ｓ９２１、個別電力変換部５２２をタイミングｔ５から動作させる駆動信号Ｓ９２２、および個別電力変換部５２３をタイミングｔ８から動作させる駆動信号Ｓ９２３を生成し、電力変換部４２に送信する。タイミングｔ２はタイミングｔ１から期間ｔ経過後のタイミングであり、タイミングｔ５はタイミングｔ２から期間３ｔ経過後のタイミングであり、タイミングｔ８はタイミングｔ５から期間３ｔ経過後のタイミングである。 The power conversion PWM drive unit 91 operates the drive signal S921 for operating the individual power conversion unit 521 from timing t2, the drive signal S922 for operating the individual power conversion unit 522 from timing t5, and the individual power conversion unit 523 from timing t8. A drive signal S<b>923 is generated and transmitted to the power converter 42 . The timing t2 is the timing after the period t has passed since the timing t1, the timing t5 is the timing after the period 3t has passed since the timing t2, and the timing t8 is the timing after the period 3t has passed since the timing t5.

電力変換ＰＷＭ駆動部９１は、個別電力変換部５３１をタイミングｔ３から動作させる駆動信号Ｓ９３１、個別電力変換部５３２をタイミングｔ６から動作させる駆動信号Ｓ９３２、および個別電力変換部５３３をタイミングｔ９から動作させる駆動信号Ｓ９３３を生成し、電力変換部４３に送信する。タイミングｔ３はタイミングｔ１から期間２ｔ経過後のタイミングであり、タイミングｔ６はタイミングｔ３から期間３ｔ経過後のタイミングであり、タイミングｔ９はタイミングｔ６から期間３ｔ経過後のタイミングである。 The power conversion PWM driving unit 91 operates the individual power conversion unit 531 from timing t3 with a drive signal S931, the individual power conversion unit 532 from timing t6 with a drive signal S932, and the individual power conversion unit 533 from timing t9. A drive signal S<b>933 is generated and transmitted to the power converter 43 . Timing t3 is timing after a period of 2t has passed from timing t1, timing t6 is timing after a period of 3t has passed from timing t3, and timing t9 is timing after a period of 3t has passed from timing t6.

電力変換部４１からの電流Ｉ４１は、個別電力変換部５１１に設けられた電流検出部８１を流れる電流Ｉ８１と、個別電力変換部５１２に設けられた電流検出部８２を流れる電流Ｉ８２と、個別電力変換部５１３に設けられた電流検出部８３を流れる電流Ｉ８３との合成となる。同様に、電力変換部４２からの電流Ｉ４２は、個別電力変換部５２１に設けられた電流検出部８４を流れる電流Ｉ８４と、個別電力変換部５２２に設けられた電流検出部８５を流れる電流Ｉ８５と、個別電力変換部５２３に設けられた電流検出部８６を流れる電流Ｉ８６との合成となる。さらに、電力変換部４３からの電流Ｉ４３は、個別電力変換部５３１に設けられた電流検出部８７を流れる電流Ｉ８７と、個別電力変換部５３２に設けられた電流検出部８８を流れる電流Ｉ８８と、個別電力変換部５３３に設けられた電流検出部８９を流れる電流Ｉ８９との合成となる。第２実施形態に係る電力変換システム１０１において出力部となる第２入出力部を流れる電流Ｉ２２は、これらの電流（電流Ｉ４１から電流Ｉ４３）の合成となる。 The current I41 from the power conversion unit 41 is composed of the current I81 flowing through the current detection unit 81 provided in the individual power conversion unit 511, the current I82 flowing through the current detection unit 82 provided in the individual power conversion unit 512, and the individual power It is synthesized with the current I83 flowing through the current detection section 83 provided in the conversion section 513 . Similarly, current I42 from power conversion unit 42 is divided into current I84 flowing through current detection unit 84 provided in individual power conversion unit 521 and current I85 flowing through current detection unit 85 provided in individual power conversion unit 522. , and the current I86 flowing through the current detection unit 86 provided in the individual power conversion unit 523. Furthermore, the current I43 from the power conversion unit 43 is composed of a current I87 flowing through the current detection unit 87 provided in the individual power conversion unit 531, a current I88 flowing through the current detection unit 88 provided in the individual power conversion unit 532, It is synthesized with the current I89 flowing through the current detection unit 89 provided in the individual power conversion unit 533 . In the power conversion system 101 according to the second embodiment, the current I22 flowing through the second input/output unit, which is the output unit, is a combination of these currents (currents I41 to I43).

電力変換ＰＷＭ駆動部９１から出力されるこれらの駆動信号を、タイミングｔ１において出力される駆動信号Ｓ９１１を基準にして位相表示したのが図５Ｂである。図５Ｂでは、１サイクルである期間Ｔを３６０°として、各駆動信号の駆動信号Ｓ９１１に対するずれを位相シフト角として示している。電力変換部４１に送信される３つの駆動信号Ｓ９１１、駆動信号Ｓ９１２および駆動信号Ｓ９１３は、図５Ｂにおいて実線で示され、互いの位相差（相間位相差）が等しくなるように、１２０°ごとに位置する。このように３つの駆動信号が配置されることにより、電力変換部４１からの電流Ｉ４１は、１サイクル（期間Ｔ）の間に３回の周期的な振幅変動を有する。この周期的な振幅変動の１回当たりの時間幅（期間）は３ｔである。 FIG. 5B shows the phases of these drive signals output from the power conversion PWM drive unit 91 with reference to the drive signal S911 output at timing t1. In FIG. 5B, the shift of each drive signal with respect to the drive signal S911 is indicated as a phase shift angle, with the period T, which is one cycle, being 360 degrees. The three driving signals S911, S912, and S913 that are transmitted to the power converter 41 are indicated by solid lines in FIG. To position. By arranging the three drive signals in this way, the current I41 from the power converter 41 has three periodic amplitude fluctuations during one cycle (period T). The time width (period) of each period of this periodic amplitude variation is 3t.

電力変換部４２に送信される３つの駆動信号Ｓ９２１、駆動信号Ｓ９２２および駆動信号Ｓ９２３は、図５Ｂにおいて破線で示され、これらの駆動信号の相間位相差が１２０°である。電力変換部４３に送信される３つの駆動信号Ｓ９３１、駆動信号Ｓ９３２および駆動信号Ｓ９３３は、図５Ｂにおいて点線で示され、これらの駆動信号の相間位相差が１２０°である。したがって、電力変換部４２からの電流Ｉ４２および電力変換部４３からの電流Ｉ４３は、いずれも１サイクル（期間Ｔ）の間に３回の周期的な振幅変動を有する。この周期的な振幅変動の１回当たりの時間幅（期間）は３ｔである。 The three driving signals S921, S922 and S923 that are transmitted to the power converter 42 are indicated by dashed lines in FIG. 5B, and the phase difference between these driving signals is 120°. The three drive signals S931, S932 and S933 that are sent to the power converter 43 are indicated by dotted lines in FIG. 5B, and the phase difference between these drive signals is 120°. Therefore, the current I42 from the power converter 42 and the current I43 from the power converter 43 both have three periodic amplitude fluctuations during one cycle (period T). The time width (period) of each period of this periodic amplitude variation is 3t.

そして、図５Ｂに示されるように、相間位相差が１２０°である駆動信号Ｓ９１１と駆動信号Ｓ９１２との間に、駆動信号Ｓ９２１（破線）および駆動信号Ｓ９３１（点線）が、相間位相差が互いに等しくなるように位置している。具体的には、駆動信号Ｓ９１１と駆動信号Ｓ９２１との相間位相差は４０°（＝１２０°／３）であり、駆動信号Ｓ９２１と駆動信号Ｓ９３１との相間位相差は４０°（＝１２０°／３）であり、したがって、駆動信号Ｓ９３１と駆動信号Ｓ９１２との相間位相差も４０°（＝１２０°／３）である。このように電力変換部４１に送信される３つの駆動信号（駆動信号Ｓ９１１から駆動信号Ｓ９１３）、電力変換部４２に送信される３つの駆動信号（駆動信号Ｓ９２１から駆動信号Ｓ９２３）、電力変換部４３に送信される３つの駆動信号（駆動信号Ｓ９３１から駆動信号Ｓ９３３）のすべてについて、隣り合う２つの層について相間位相差が等しくなる（４０°）ように設定することにより、第２実施形態に係る電力変換システム１０１において出力部となる第２入出力部２２を流れる電流Ｉ２２は、１サイクルの期間Ｔの間に９回の周期的な振幅変動を有する。この周期的な振幅変動の１回当たりの時間幅（期間）はｔであり、その期間における電流の振幅変動の幅ΔＩ１は、図５Ａに示されるように狭い。 Then, as shown in FIG. 5B, between the drive signal S911 and the drive signal S912 having an interphase phase difference of 120°, the drive signal S921 (broken line) and the drive signal S931 (dotted line) are arranged such that the interphase phase difference is 120°. positioned to be equal. Specifically, the phase difference between the drive signals S911 and S921 is 40° (=120°/3), and the phase difference between the drive signals S921 and S931 is 40° (=120°/3). 3), and therefore the interphase phase difference between the drive signal S931 and the drive signal S912 is also 40° (=120°/3). Thus, the three drive signals (drive signal S911 to drive signal S913) transmitted to the power converter 41, the three drive signals (drive signal S921 to drive signal S923) transmitted to the power converter 42, the power converter In the second embodiment, all three drive signals (drive signal S931 to drive signal S933) transmitted to 43 are set so that the phase difference between two adjacent layers is equal (40°). In the power conversion system 101, the current I22 flowing through the second input/output unit 22, which is the output unit, has nine periodic amplitude fluctuations during the period T of one cycle. The time width (period) of one period of this periodic amplitude variation is t, and the amplitude variation width ΔI1 of the current during that period is narrow as shown in FIG. 5A.

以上の駆動信号の位相シフト角の設定は次のように一般化することができる。
電力変換部の総数をＫ、電力変換部のそれぞれにおける相の総数をＪ、として、第ｋ番目の電力変換部（ｋは２以上Ｋ以下の自然数）の第ｊ番目（ｊはＪ以下の自然数）の相の番号ｎを、
ｎ＝Ｋ（ｊ－１）＋ｋ
で定義したときに、制御部９０の電力変換ＰＷＭ駆動部９１は第ｎ番目の相の位相シフト角θｎ（単位：°）を下記式のとおり設定する。
θｎ＝３６０°×（ｎ－１）／Ｎ
ここで、Ｎは電力変換システムの相の総数（＝Ｋ×Ｊ）である。The above setting of the phase shift angle of the drive signal can be generalized as follows.
Assuming that the total number of power conversion units is K and the total number of phases in each power conversion unit is J, the k-th power conversion unit (k is a natural number of 2 or more and K or less) is calculated as the j-th (j is a natural number of J or less) ) phase number n,
n=K(j−1)+k
, the power conversion PWM drive unit 91 of the control unit 90 sets the phase shift angle θn (unit: °) of the n-th phase as shown in the following formula.
θn=360°×(n−1)/N
where N is the total number of phases in the power conversion system (=K*J).

第２実施形態に係る電力変換システム１０１では、Ｋ＝３、Ｊ＝３、したがってＮ＝９である。 In the power conversion system 101 according to the second embodiment, K=3, J=3, and therefore N=9.

次に、第２実施形態に係る電力変換システム１０１において、第２電力変換部に属する個別電力変換部５２２に異常が発生した場合について説明する。その場合の対応として、個別電力変換部５２２を駆動させる駆動信号Ｓ９２２の生成を停止することが考えられる。図６は、電力変換ＰＷＭ駆動部９１が駆動信号Ｓ９２２の生成を停止するだけの対応を取った場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、タイミングｔ５にＯＮとなる駆動信号Ｓ９２２が出力されていない。 Next, in the power conversion system 101 according to the second embodiment, a case where an abnormality occurs in the individual power conversion section 522 belonging to the second power conversion section will be described. As a countermeasure in that case, it is conceivable to stop generating the drive signal S922 for driving the individual power converter 522 . FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation when the power conversion PWM drive section 91 takes measures to stop the generation of the drive signal S922. As shown in FIGS. 6A and 6B, the drive signal S922 that turns ON at timing t5 is not output.

このため、電力変換部４２から出力される電流Ｉ４２は、駆動信号Ｓ９２２に基づく電流がないため、１サイクルの期間Ｔを繰り返し周期となる振幅変動を有する。具体的には、駆動信号Ｓ９２２に基づく電流がないことが影響し、第２入出力部２２を流れる電流Ｉ２２は、タイミングｔ５においてスパイク状に電流値が減少するプロファイルとなる。スパイク状の電流減少のため、電流Ｉ２２の振幅ΔＩ２は、駆動信号Ｓ９２２が適切に出力されていた場合の電流Ｉ２２の振幅ΔＩ１（図５Ａ参照）に比べて、はるかに大きくなる。このような振幅変動は、電力変換システム１０１の内部機器（コンデンサなど）や外部機器の動作不良の原因となり得る。 Therefore, the current I42 output from the power converter 42 has an amplitude variation that repeats the period T of one cycle because there is no current based on the drive signal S922. Specifically, the absence of the current based on the drive signal S922 affects the current I22 flowing through the second input/output unit 22, and the current value decreases in a spike shape at timing t5. Due to the spike-like current decrease, the amplitude ΔI2 of the current I22 becomes much larger than the amplitude ΔI1 of the current I22 (see FIG. 5A) when the drive signal S922 is properly output. Such amplitude fluctuations can cause malfunctions of internal devices (capacitors, etc.) and external devices of the power conversion system 101 .

そこで、第２実施形態に係る電力変換システム１０１では、図７に示されるように、リレー駆動部９３は、遮断スイッチ３２１と遮断スイッチ３２２とを一組として、電力変換部４２への電力供給を遮断する制御を行う。また、この制御に伴って、電力変換ＰＷＭ駆動部９１は電力変換部４２に係る３つの駆動信号（駆動信号Ｓ９２１から駆動信号Ｓ９２３）のすべての生成を停止する。すなわち、異常が発生した個別電力変換部５２２が属する電力変換部４２を第１電力変換部と設定し、第１電力変換部が属するすべての相である個別電力変換部５２１から個別電力変換部５２３への電力供給を停止する。 Therefore, in the power conversion system 101 according to the second embodiment, as shown in FIG. 7, the relay drive unit 93 sets the cut-off switch 321 and the cut-off switch 322 as a set to stop the power supply to the power conversion unit 42. Control to cut off. Along with this control, the power conversion PWM drive unit 91 stops generating all three drive signals (drive signals S921 to S923) related to the power conversion unit 42 . That is, the power conversion unit 42 to which the individual power conversion unit 522 in which the abnormality has occurred is set as the first power conversion unit, and the individual power conversion unit 521 to the individual power conversion unit 523, which are all the phases to which the first power conversion unit belongs, are set. cut off power to the

その結果、図８Ａに示されるように、電力変換部４２から出力される電流Ｉ４２はゼロとなるため、第２入出力部２２を流れる電流Ｉ２２は、電力変換部４１から出力される電流Ｉ４１と電力変換部４３から出力される電流Ｉ４３との合成電流となり、１サイクルの期間Ｔの間に３回の周期的な振幅変動を有する。この周期的な振幅変動の１回当たりの時間幅（期間）は３ｔであり、その期間における電流の振幅変動の幅ΔＩ３は、図６Ａに示される振幅ΔＩ２よりも小さくなる。それゆえ、第２実施形態に係る電力変換システム１０１では、内部コンデンサの動作不良や、電力変換システム１０１に接続される機器の動作不良が生じにくい。 As a result, as shown in FIG. 8A, the current I42 output from the power converter 42 becomes zero. It is a combined current with the current I43 output from the power converter 43, and has three periodic amplitude fluctuations during the period T of one cycle. The time width (period) for one period of this periodic amplitude variation is 3t, and the amplitude variation width ΔI3 of the current during that period is smaller than the amplitude ΔI2 shown in FIG. 6A. Therefore, in the power conversion system 101 according to the second embodiment, malfunction of the internal capacitor and malfunction of devices connected to the power conversion system 101 are less likely to occur.

図９は、本発明の第２実施形態に係る電力変換システムの検出Ａ／Ｄ記憶部が電力変換ＰＷＭ駆動部に対して行う動作を説明するためのフローチャートである。第２実施形態に係る電力変換システム１０１の検出Ａ／Ｄ記憶部９２は、図２のフローチャートに従って動作した後、図９に示されるフローチャートに従って動作してもよい。 FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation performed by the detection A/D storage section of the power conversion system according to the second embodiment of the present invention to the power conversion PWM drive section. The detection A/D storage unit 92 of the power conversion system 101 according to the second embodiment may operate according to the flowchart shown in FIG. 9 after operating according to the flowchart shown in FIG.

まず、現在稼働している電力変換部の１つ、すなわち、第１電力変換部以外の電力変換部の１つを、第２電力変換部と設定する。具体的には、現在、個別電力変換部５２１から個別電力変換部５２３が属する電力変換部４２が第１電力変換部として停止しているので、電力変換部４１と電力変換部４３とのいずれかについて、第２電力変換部と設定する（ステップＳ１１１）。ここでは、一例として、電力変換部４１を第２電力変換部と設定した場合について説明する。 First, one of the currently operating power conversion units, that is, one of the power conversion units other than the first power conversion unit is set as the second power conversion unit. Specifically, since the power conversion unit 42 to which the individual power conversion units 521 to 523 belong is currently stopped as the first power conversion unit, either the power conversion unit 41 or the power conversion unit 43 is set as the second power converter (step S111). Here, as an example, a case where the power conversion unit 41 is set as the second power conversion unit will be described.

次に、第２電力変換部が有する相（個別電力変換部５１１から個別電力変換部５１３）については位相シフト角を変更せず、第１電力変換部（電力変換部４２）および第２電力変換部（電力変換部４１）以外のすべてからなる第３電力変換部が有する相の位相シフト角を変更する。本例では、電力変換部４３が第３電力変換部に相当する。具体的には、まず、第２電力変換部（電力変換部４１）を基準として、第３電力変換部（電力変換部４３）に属する個別電力変換部（個別電力変換部５３１から個別電力変換部５３３）の位相シフト角を再計算する。図１０Ｂにおいて白抜き点線で示されるように、当初、基準となる個別電力変換部５１１（駆動信号Ｓ９１１）に対して、個別電力変換部５３１（駆動信号Ｓ９３１）の位相シフト角は８０°であり、個別電力変換部５３２（駆動信号Ｓ９３２）の位相シフト角は２００°であり、個別電力変換部５３３（駆動信号Ｓ９３３）の位相シフト角は３２０°である。第１電力変換部に属する個別電力変換部５２１から個別電力変換部５２３が停止しているため、個別電力変換部５３１（駆動信号Ｓ９３１）に隣り合う２つの個別電力変換部は個別電力変換部５１１（駆動信号Ｓ９１１）および個別電力変換部５１２（駆動信号Ｓ９１２）となる。個別電力変換部５３１（駆動信号Ｓ９３１）と個別電力変換部５１１（駆動信号Ｓ９１１）との相間位相差は８０°であるのに対し、個別電力変換部５３１（駆動信号Ｓ９３１）と個別電力変換部５１２（駆動信号Ｓ９１２）との相間位相差は４０°となり、非対称となる。 Next, the phase shift angles of the phases of the second power conversion unit (individual power conversion unit 511 to individual power conversion unit 513) are not changed, and the first power conversion unit (power conversion unit 42) and the second power conversion unit The phase shift angles of the phases of the third power conversion unit including all the components other than the power conversion unit 41 are changed. In this example, the power converter 43 corresponds to the third power converter. Specifically, first, with the second power conversion unit (power conversion unit 41) as a reference, the individual power conversion units (from the individual power conversion unit 531 to the individual power conversion unit 533) is recalculated. As indicated by the white dotted line in FIG. 10B , the phase shift angle of the individual power conversion unit 531 (drive signal S931) is initially 80° with respect to the reference individual power conversion unit 511 (drive signal S911). , the phase shift angle of the individual power converter 532 (drive signal S932) is 200°, and the phase shift angle of the individual power converter 533 (drive signal S933) is 320°. Since the individual power conversion units 521 to 523 belonging to the first power conversion unit are stopped, the two individual power conversion units adjacent to the individual power conversion unit 531 (drive signal S931) (driving signal S911) and individual power converter 512 (driving signal S912). While the interphase phase difference between the individual power conversion unit 531 (drive signal S931) and the individual power conversion unit 511 (drive signal S911) is 80°, the individual power conversion unit 531 (drive signal S931) and the individual power conversion unit 512 (driving signal S912) has an interphase phase difference of 40°, which is asymmetrical.

そこで、図１０Ｂにおいて点線で示されるように、第３電力変換部（電力変換部４３）に属する個別電力変換部（個別電力変換部５３１から個別電力変換部５３３）の位相シフト角を２０°減らす。その結果、基準となる個別電力変換部５１１（駆動信号Ｓ９１１）に対して、個別電力変換部５３１（駆動信号Ｓ９３１）の位相シフト角は６０°となって、個別電力変換部５３１（駆動信号Ｓ９３１）と個別電力変換部５１１（駆動信号Ｓ９１１）との相間位相差および個別電力変換部５３１（駆動信号Ｓ９３１）と個別電力変換部５１２（駆動信号Ｓ９１２）との相間位相差はいずれも６０°となり、対称性が高くなる。同様に、個別電力変換部５３２（駆動信号Ｓ９３２）の位相シフト角を１８０°に変更し、個別電力変換部５３３（駆動信号Ｓ９３３）の位相シフト角を３００°に変更することにより、全体の対称性が高くなる。 Therefore, as indicated by the dotted line in FIG. 10B, the phase shift angle of the individual power converters (individual power converters 531 to 533) belonging to the third power converter (power converter 43) is reduced by 20°. . As a result, the phase shift angle of the individual power conversion unit 531 (drive signal S931) is 60° with respect to the reference individual power conversion unit 511 (drive signal S911). ) and individual power converter 511 (drive signal S911) and between individual power converter 531 (drive signal S931) and individual power converter 512 (drive signal S912) are both 60°. , the symmetry increases. Similarly, by changing the phase shift angle of the individual power conversion unit 532 (driving signal S932) to 180° and changing the phase shift angle of the individual power conversion unit 533 (driving signal S933) to 300°, the overall symmetry become more sexual.

このように再計算が完了したら、検出Ａ／Ｄ記憶部９２は第３電力変換部の位相シフト角を再設定する制御信号を生成し（ステップＳ１１３）、その信号を電力変換ＰＷＭ駆動部９１に出力する（ステップＳ１１４）。電力変換ＰＷＭ駆動部９１はこの制御信号に従って、再設定された駆動信号Ｓ９３１から駆動信号Ｓ９３３を含む駆動信号を生成し、電力変換部４３に送信する。 When the recalculation is completed in this way, the detection A/D storage unit 92 generates a control signal for resetting the phase shift angle of the third power conversion unit (step S113), and sends the signal to the power conversion PWM drive unit 91. Output (step S114). The power conversion PWM drive section 91 generates a drive signal including the drive signal S933 from the reset drive signal S931 according to this control signal, and transmits the drive signal to the power conversion section 43 .

このように新たに設定された駆動信号により第２電力変換部である電力変換部４１および第３電力変換部である電力変換部４３が動作すると、第２入出力部２２を流れる電流Ｉ２２は、図１０Ａに示されるように、１サイクルの期間Ｔの間に６回の周期的な振幅変動を有しうる。この周期的な振幅変動の１回当たりの時間幅（期間）は１．５ｔであり、その期間における電流の振幅変動の幅ΔＩ４は、図８Ａに示される振幅ΔＩ３との対比で小さくなる。こうして、第２実施形態に係る電力変換システム１０１では、内部コンデンサの動作不良が生じる可能性や、電力変換システム１０１に接続される機器の動作不良が生じる可能性が、より安定的に低下する。 When the power conversion unit 41, which is the second power conversion unit, and the power conversion unit 43, which is the third power conversion unit, are operated by the drive signal newly set in this way, the current I22 flowing through the second input/output unit 22 is As shown in FIG. 10A, there may be six periodic amplitude variations during the period T of one cycle. The time width (period) for each period of this periodic amplitude variation is 1.5t, and the amplitude variation width ΔI4 of the current during that period is smaller than the amplitude ΔI3 shown in FIG. 8A. Thus, in the power conversion system 101 according to the second embodiment, the possibility of malfunction of the internal capacitor and the possibility of malfunction of devices connected to the power conversion system 101 are more stably reduced.

上記の第３電力変換部を含む各相の位相シフト角の設定は、次のように一般化することができる。
電力変換部の総数をＫ、電力変換部のそれぞれにおける相の総数をＪ、として、第１電力変換部の総数がＫ未満の自然数Ｓであるときに、電力供給が行われている電力変換部のうち第ｋ番目の電力変換部（ｋは２以上Ｋ－Ｓ以下の自然数）の複数の相における第ｊ番目（ｊはＪ以下の自然数）の相の番号ｍを、
ｍ＝Ｋ（ｊ－１）＋ｋ
で定義したときに、
制御部９０の電力変換ＰＷＭ駆動部９１は第ｍ番目の相における位相シフト角θｍ（単位：°）を下記式のとおり設定する。
θｍ＝３６０°×（ｍ－１）／Ｍ
ここで、Ｍは電力供給されている電力変換部の相の総数（＝（Ｋ－Ｓ）×Ｊ）である。The setting of the phase shift angle of each phase including the third power converter can be generalized as follows.
Where K is the total number of power conversion units and J is the total number of phases in each of the power conversion units, power is being supplied to the power conversion units when the total number of the first power conversion units is a natural number S less than K. Among the k-th power conversion unit (k is a natural number of 2 or more and KS or less), the j-th (j is a natural number of J or less) phase number m,
m=K(j−1)+k
When defined by
The power conversion PWM driving section 91 of the control section 90 sets the phase shift angle θm (unit: degrees) in the m-th phase according to the following formula.
θm=360°×(m−1)/M
where M is the total number of phases of the power converter being powered (=(K−S)×J).

上記の例では、Ｋ＝３、Ｊ＝３、したがってＮ＝９であり、Ｓ＝１であるから、Ｍ＝６（＝（３－１）×３）である。 In the example above, K=3, J=3, so N=9, and S=1, so M=6 (=(3−1)×3).


図９のフローチャートに示される制御を行うタイミングは、特に限定されない。制御部９０は、第３電力変換部（電力変換部４３）の相の位相シフト角の変更を、第２電力変換部（電力変換部４１）および第３電力変換部への電力供給を維持しつつ行ってもよい。あるいは、制御部９０は、第３電力変換部（電力変換部４３）の相の位相シフト角の変更を、第２電力変換部（電力変換部４１）への電力供給を維持しつつ第３電力変換部への電力供給を停止して行ってもよい。
The timing of performing the control shown in the flowchart of FIG. 9 is not particularly limited. The control unit 90 changes the phase shift angle of the phase of the third power conversion unit (power conversion unit 43) and maintains power supply to the second power conversion unit (power conversion unit 41) and the third power conversion unit. You can go one by one. Alternatively, the control unit 90 changes the phase shift angle of the phase of the third power conversion unit (power conversion unit 43) to the third power while maintaining power supply to the second power conversion unit (power conversion unit 41). You may stop the electric power supply to a conversion part, and may carry out.

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば、上記の電力変換システムの動作は、次のように、電力変換システムの制御方法として表現することができる。
［１］それぞれが所定の複数相を有する複数の電力変換部を備える電力変換システムの制御方法であって、前記複数の電力変換部のそれぞれについて相間位相差が等しくなるように各相の位相シフト角を設定してすべての相に電力供給するとともに、すべての相に個別に設けられた検出部からの信号を入力として各相に異常が発生しているか否かを確認する通常運転工程と、前記通常運転工程において所定の電流が流れていない相が存在することを確認したときに、当該相が属する電力変換部である第１電力変換部のすべての相への電力供給を停止する停止工程と、を備えることを特徴とする電力変換システムの制御方法。［２］前記電力変換部の総数が３以上である場合において、前記第１電力変換部への電力供給の停止を維持しつつ、電力供給が行われている前記電力変換部のすべての相について、相間位相差が等しくなるように位相シフト角の調整を行う調整工程をさらに備える上記［１］に記載の電力変換システムの制御方法。
［３］前記調整工程では、電力供給が行われている前記電力変換部のうちの１つである第２電力変換部が有する相については位相シフト角を変更せず、電力供給が行われている電力変換部のうち前記第２電力変換部以外のすべてからなる第３電力変換部が有する相の位相シフト角を変更する、上記［２］に記載の電力変換システムの制御方法。
［４］前記調整工程では、前記第２電力変換部および前記第３電力変換部への電力供給を維持しつつ、前記第３電力変換部の相の位相シフト角を変更する、上記［３］に記載の電力変換システムの制御方法。
［５］前記調整工程では、前記第２電力変換部への電力供給を維持しつつ前記第３電力変換部への電力供給を停止して、前記第３電力変換部の相の位相シフト角を変更する、上記［３］に記載の電力変換システムの制御方法。The embodiments described above are described to facilitate understanding of the present invention, and are not described to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiments is meant to include all design changes and equivalents that fall within the technical scope of the present invention. For example, the operation of the power conversion system described above can be expressed as a control method of the power conversion system as follows.
[1] A control method for a power conversion system including a plurality of power conversion units each having a predetermined plurality of phases, wherein phase shift of each phase is performed so that phase differences between phases are equal for each of the plurality of power conversion units A normal operation step of setting the angle and supplying power to all phases, and checking whether or not an abnormality has occurred in each phase by inputting signals from detection units provided individually for all phases; A stopping step of stopping power supply to all phases of the first power conversion unit, which is the power conversion unit to which the phase belongs, when it is confirmed in the normal operation step that there is a phase in which a predetermined current does not flow. and a control method for a power conversion system, comprising: [2] When the total number of the power conversion units is 3 or more, for all phases of the power conversion units to which power is being supplied while the power supply to the first power conversion units is kept stopped , the control method of the power conversion system according to the above [1], further comprising an adjusting step of adjusting the phase shift angle so that the phase difference between the phases becomes equal.
[3] In the adjustment step, power is supplied without changing the phase shift angle of the phase of the second power conversion unit, which is one of the power conversion units to which power is being supplied. The control method of the power conversion system according to [2] above, wherein the phase shift angle of the phase of the third power conversion section including all the power conversion sections other than the second power conversion section is changed.
[4] In the above [3], the adjusting step changes the phase shift angle of the phase of the third power conversion unit while maintaining power supply to the second power conversion unit and the third power conversion unit. Control method of the power conversion system according to.
[5] In the adjusting step, power supply to the third power conversion unit is stopped while power supply to the second power conversion unit is maintained, and the phase shift angle of the phase of the third power conversion unit is changed to The control method of the power conversion system according to the above [3], which is modified.

１１ ：第１電源
１２ ：第２電源
２１ ：第１入出力部
２２ ：第２入出力部
４１～４３：電力変換部
６１～６４：スイッチ
７１～７４：インダクタ
８１～８９：電流検出部（検出部）
８１Ｖ～８４Ｖ：電圧検出部（検出部）
８１Ｔ～８４Ｔ：温度検出部（検出部）
９０ ：制御部
９１ ：電力変換ＰＷＭ駆動部
９２ ：検出Ａ／Ｄ記憶部
９３ ：リレー駆動部
１００、１０１：電力変換システム
３１１、３１２、３２１、３２２、３３１、３３２：遮断スイッチ
５１１、５１２、５１３、５２１、５２２、５２３、５３１、５３２、５３３：個別電力変換部
６１１、６１２、６２１、６２２、６３１、６３２、６４１、６４２：ＭＯＳＦＥＴ
Ｓ９１１、Ｓ９１２、Ｓ９１３、Ｓ９２１、Ｓ９２２、Ｓ９２３、Ｓ９３１、Ｓ９３２、Ｓ９３３：駆動信号
Ｉ２２、Ｉ４１、Ｉ４２、Ｉ４３、Ｉ８１～Ｉ８９：電流11: first power supply 12: second power supply 21: first input/output unit 22: second input/output unit 41-43: power conversion unit 61-64: switch 71-74: inductor 81-89: current detection unit (detection part)
81V to 84V: Voltage detection part (detection part)
81T to 84T: temperature detection unit (detection unit)
90: control unit 91: power conversion PWM drive unit 92: detection A/D storage unit 93: relay drive units 100, 101: power conversion systems 311, 312, 321, 322, 331, 332: cutoff switches 511, 512, 513 , 521, 522, 523, 531, 532, 533: individual power converters 611, 612, 621, 622, 631, 632, 641, 642: MOSFETs
S911, S912, S913, S921, S922, S923, S931, S932, S933: drive signals I22, I41, I42, I43, I81 to I89: current

Claims (14)

それぞれが等しく所定の複数相を有する複数の電力変換部と、
前記複数相に対して個別に電力供給を制御する制御部と、を備える電力変換システムであって、
前記制御部は、
前記複数の電力変換部のそれぞれについて、相間位相差が等しくなるように各相の位相シフト角を設定し、
前記複数の電力変換部のうち少なくとも１つの電力変換部が有する少なくとも１つの相に異常が発生したときに、当該異常が発生した相が属する電力変換部である第１電力変換部のすべての相への電力供給を停止すること
を特徴とする電力変換システム。a plurality of power conversion units each having an equal predetermined plurality of phases;
A power conversion system comprising a control unit that individually controls power supply to the plurality of phases,
The control unit
For each of the plurality of power conversion units, setting the phase shift angle of each phase so that the phase difference between the phases is equal,
When an abnormality occurs in at least one phase of at least one power conversion unit among the plurality of power conversion units, all the phases of the first power conversion unit, which is the power conversion unit to which the phase in which the abnormality occurs belongs. A power conversion system characterized by stopping power supply to. 前記電力変換部の総数をＫ、
前記電力変換部のそれぞれにおける相の総数をＪ、
として、
第ｋ番目の電力変換部（ｋは２以上Ｋ以下の自然数）の第ｊ番目（ｊはＪ以下の自然数）の相の番号ｎを、
ｎ＝Ｋ（ｊ－１）＋ｋ
で定義したときに、
前記制御部は、第ｎ番目の相の位相シフト角θｎ（単位：°）を下記式のとおり設定する、請求項１に記載の電力変換システム。
θｎ＝３６０°×（ｎ－１）／Ｎ
ここで、Ｎは電力変換システムの相の総数（＝Ｋ×Ｊ）である。K the total number of the power conversion units;
J the total number of phases in each of the power converters;
As
The j-th (j is a natural number of J or less) phase number n of the k-th power conversion unit (k is a natural number of 2 or more and K or less),
n=K(j−1)+k
When defined by
The power conversion system according to claim 1, wherein said control unit sets a phase shift angle θn (unit: °) of the n-th phase according to the following formula.
θn=360°×(n−1)/N
where N is the total number of phases in the power conversion system (=K*J). 前記電力変換部の総数が３以上である場合において、
前記制御部は、
前記第１電力変換部への電力供給の停止を維持しつつ、
電力供給が行われている前記電力変換部のすべての相について、相間位相差が等しくなるように位相シフト角の調整を行う、請求項１または請求項２に記載の電力変換システム。When the total number of power conversion units is 3 or more,
The control unit
While maintaining the stoppage of power supply to the first power conversion unit,
3. The power conversion system according to claim 1, wherein phase shift angles are adjusted so that phase differences between phases are equal for all phases of said power conversion unit to which power is being supplied. 前記電力変換部の総数をＫ、
前記電力変換部のそれぞれにおける相の総数をＪ、
として、
前記第１電力変換部の総数がＫ未満の自然数Ｓであるときに、
電力供給が行われている前記電力変換部のうち第ｋ番目の電力変換部（ｋは２以上Ｋ－Ｓ以下の自然数）の複数の相における第ｊ番目（ｊはＪ以下の自然数）の相の番号ｍを、
ｍ＝Ｋ（ｊ－１）＋ｋ
で定義したときに、
前記制御部は、第ｍ番目の相における位相シフト角θｍ（単位：°）を下記式のとおり設定することにより、位相シフト角の調整を行う、請求項３に記載の電力変換システム。
θｍ＝３６０°×（ｍ－１）／Ｍ
ここで、Ｍは電力供給されている電力変換部の相の総数（＝（Ｋ－Ｓ）×Ｊ）である。K the total number of the power conversion units;
J the total number of phases in each of the power converters;
As
When the total number of the first power conversion units is a natural number S less than K,
The j-th phase (j is a natural number of J or less) among the plurality of phases of the k-th power conversion unit (k is a natural number of 2 or more and KS or less) among the power conversion units to which power is supplied number m of
m=K(j−1)+k
When defined by
The power conversion system according to claim 3, wherein the control unit adjusts the phase shift angle by setting the phase shift angle θm (unit: °) in the m-th phase according to the following formula.
θm=360°×(m−1)/M
where M is the total number of phases of the power converter being powered (=(K−S)×J). 前記制御部は、位相シフト角の調整において、
電力供給が行われている前記電力変換部のうちの１つである第２電力変換部が有する相については位相シフト角を変更せず、
電力供給が行われている電力変換部のうち前記第２電力変換部以外のすべてからなる第３電力変換部が有する相の位相シフト角を変更する、
請求項３または請求項４に記載の電力変換システム。The control unit adjusts the phase shift angle by:
without changing the phase shift angle for the phase of the second power conversion unit, which is one of the power conversion units to which power is being supplied;
changing the phase shift angle of the phase possessed by a third power conversion unit including all of the power conversion units to which power is supplied except for the second power conversion unit;
The power conversion system according to claim 3 or 4. 前記制御部は、前記第３電力変換部の相の位相シフト角の変更を、前記第２電力変換部および前記第３電力変換部への電力供給を維持しつつ行う、請求項５に記載の電力変換システム。 The control unit according to claim 5, wherein the control unit changes the phase shift angle of the phase of the third power conversion unit while maintaining power supply to the second power conversion unit and the third power conversion unit. power conversion system. 前記制御部は、前記第３電力変換部の相の位相シフト角の変更を、前記第２電力変換部への電力供給を維持しつつ前記第３電力変換部への電力供給を停止して行う、請求項５に記載の電力変換システム。 The control unit changes the phase shift angle of the phase of the third power conversion unit by stopping power supply to the third power conversion unit while maintaining power supply to the second power conversion unit. 6. The power conversion system of claim 5. 前記電力変換部はＤＣ－ＤＣコンバータであり、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの電圧変換回路を挟むように２つの電力供給遮断部が設けられている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電力変換システム。 8. The power converter according to any one of claims 1 to 7, wherein the power conversion unit is a DC-DC converter, and two power supply cutoff units are provided so as to sandwich the voltage conversion circuit of the DC-DC converter. A power conversion system as described. それぞれが所定の複数相を有する複数の電力変換部を備える電力変換システムの制御方法であって、
前記複数の電力変換部のそれぞれについて相間位相差が等しくなるように各相の位相シフト角を設定してすべての相に電力供給するとともに、すべての相に個別に設けられた検出部からの信号を入力として各相に異常が発生しているか否かを確認する通常運転工程と、
前記通常運転工程において所定の電流が流れていない相が存在することを確認したときに、当該相が属する電力変換部である第１電力変換部のすべての相への電力供給を停止する停止工程と、
を備えることを特徴とする電力変換システムの制御方法。A control method for a power conversion system including a plurality of power conversion units each having a predetermined plurality of phases,
setting the phase shift angle of each phase so that the inter-phase phase difference is equal for each of the plurality of power converters, supplying power to all the phases, and supplying signals from detectors provided individually for all the phases; A normal operation process to check whether an abnormality has occurred in each phase by inputting
A stopping step of stopping power supply to all phases of the first power conversion unit, which is the power conversion unit to which the phase belongs, when it is confirmed in the normal operation step that there is a phase in which a predetermined current does not flow. and,
A control method for a power conversion system, comprising: 前記検出部は、電流、電圧および温度の少なくとも１つの測定結果を含む信号を出力する、請求項９に記載の電力変換システムの制御方法。 10. The method of controlling a power conversion system according to claim 9, wherein said detection unit outputs a signal including a measurement result of at least one of current, voltage and temperature. 前記電力変換部の総数が３以上である場合において、
前記第１電力変換部への電力供給の停止を維持しつつ、電力供給が行われている前記電力変換部のすべての相について、相間位相差が等しくなるように位相シフト角の調整を行う調整工程をさらに備える、請求項９または請求項１０に記載の電力変換システムの制御方法。When the total number of power conversion units is 3 or more,
Adjustment for adjusting the phase shift angle so that phase differences between phases are equal for all phases of the power conversion unit to which power is being supplied while maintaining power supply stop to the first power conversion unit. The power conversion system control method according to claim 9 or 10, further comprising a step. 前記調整工程では、電力供給が行われている前記電力変換部のうちの１つである第２電力変換部が有する相については位相シフト角を変更せず、電力供給が行われている電力変換部のうち前記第２電力変換部以外のすべてからなる第３電力変換部が有する相の位相シフト角を変更する、請求項１１に記載の電力変換システムの制御方法。 In the adjustment step, the phase shift angle of a phase of a second power conversion unit, which is one of the power conversion units to which power is being supplied, is not changed, and the power conversion to which power is being supplied is performed. 12. The method of controlling a power conversion system according to claim 11, wherein a phase shift angle of a phase of a third power conversion section including all of the power conversion sections other than the second power conversion section is changed. 前記調整工程では、前記第２電力変換部および前記第３電力変換部への電力供給を維持しつつ、前記第３電力変換部の相の位相シフト角を変更する、請求項１２に記載の電力変換システムの制御方法。 13. The power according to claim 12, wherein in the adjustment step, the phase shift angle of the phase of the third power conversion unit is changed while maintaining power supply to the second power conversion unit and the third power conversion unit. How to control conversion system. 前記調整工程では、前記第２電力変換部への電力供給を維持しつつ前記第３電力変換部への電力供給を停止して、前記第３電力変換部の相の位相シフト角を変更する、請求項１２に記載の電力変換システムの制御方法。 In the adjusting step, stopping power supply to the third power conversion unit while maintaining power supply to the second power conversion unit, and changing a phase shift angle of the phase of the third power conversion unit. The control method of the power conversion system according to claim 12.
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