JP7328916B2 - 電源装置、制御装置、制御方法およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置、制御装置、制御方法およびプログラムに関する。
電源装置に関する過電流防止について幾つかの技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の、電源装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）は、その内部のＤＣ／ＤＣコンバータ内で過電流を検出した場合に、制御回路が接続されるスイッチングトランジスタをターンオフすることで、制御回路を過電流から保護する。
電源装置に接続される負荷側で短絡が発生した場合に、負荷側を過電流から保護できることが好ましい。
本開示は、負荷側で短絡が発生した場合に、負荷側を過電流から保護することできる電源装置、制御装置、制御方法およびプログラムを提供することを目的としている。
本開示に係る電源装置は、電力の入力を受ける第一端と、直流電力を出力する第二端とを有し、前記第二端の２つの端子の間にコンデンサが設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第二端からの直流電力の出力先における短絡を検出する検出部と、前記検出部が前記短絡を検出していない場合、前記第一端側から前記第二端側へ送電を行うように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記検出部が前記短絡を検出した場合、前記第二端側から前記第一端側へ送電を行うように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、を備える。
本開示に係る制御装置は、電力の入力を受ける第一端と、直流電力を出力する第二端とを有し、前記第二端の２つの端子の間にコンデンサが設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを、前記第二端からの直流電力の出力先における短絡が検出されていない場合、前記第一端側から前記第二端側へ送電を行うように制御し、前記短絡が検出された場合、前記第二端側から前記第一端側へ送電を行うように制御する制御部を備える。
本開示に係る制御方法は、電力の入力を受ける第一端と、直流電力を出力する第二端とを有し、前記第二端の２つの端子の間にコンデンサが設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを、前記第二端からの直流電力の出力先における短絡が検出されていない場合、前記第一端側から前記第二端側へ送電を行うように制御し、前記短絡が検出された場合、前記第二端側から前記第一端側へ送電を行うように制御することを含む。
本開示に係るプログラムは、電力の入力を受ける第一端と、直流電力を出力する第二端とを有し、前記第二端の２つの端子の間にコンデンサが設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するコンピュータに、前記第二端からの直流電力の出力先における短絡が検出されていない場合、前記第一端側から前記第二端側へ送電を行うように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御させ、前記短絡が検出された場合、前記第二端側から前記第一端側へ送電を行うように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御させるためのプログラムである。
本開示の電源装置、制御装置、制御方法およびプログラムによれば、負荷側を過電流から保護することできる。
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。
＜第一実施形態＞
（電力システムの構成例）
図１は、本開示の第一実施形態に係る電力システムの構成例を示す概略ブロック図である。図１に示す電力システム１は、発電機１１と、電源装置２０と、配線経路５１と、負荷５２とを備える。電源装置２０は、電源回路３０と、制御部４０とを備える。電源回路３０は、遮断器３１と、整流回路３２と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３と、検出部３４とを備える。
＜第一実施形態＞
（電力システムの構成例）
図１は、本開示の第一実施形態に係る電力システムの構成例を示す概略ブロック図である。図１に示す電力システム１は、発電機１１と、電源装置２０と、配線経路５１と、負荷５２とを備える。電源装置２０は、電源回路３０と、制御部４０とを備える。電源回路３０は、遮断器３１と、整流回路３２と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３と、検出部３４とを備える。
また、図１では、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の第一端Ｅ１０および第二端Ｅ２０が示されている。第一端Ｅ１０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が整流回路３２と電気的に接続される端部である。第二端Ｅ２０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が配線経路５１を経由して負荷５２と電気的に接続される端部である。
電力システム１は、電力を用いるシステムである。電力システム１では、発電機１１が発電する電力を負荷５２が消費する。
発電機１１は、交流電力を発電する。発電機１１が出力する交流電力は、電源装置２０へ入力される。
ただし、電源装置２０が蓄電池から電力の供給を受けるなど、直流電力の入力を受けるようにしてもよい。この場合、電源装置２０が整流回路３２を備えていなくてもよい。
発電機１１は、交流電力を発電する。発電機１１が出力する交流電力は、電源装置２０へ入力される。
ただし、電源装置２０が蓄電池から電力の供給を受けるなど、直流電力の入力を受けるようにしてもよい。この場合、電源装置２０が整流回路３２を備えていなくてもよい。
電源装置２０は、発電機１１から入力される交流電力に対して、交流直流変換および変圧を行う。電源装置２０が出力する直流電力は、配線経路５１を経由して負荷５２に供給される。
また、電源装置２０は、電源装置２０からの直流電力の出力先における短絡を検出した場合、電力(特に電流)を取り込むように動作する。図１の例では、配線経路５１および負荷５２が、電源装置２０からの直流電力の出力先の例に該当する。電源装置２０からの直流電力の出力先を、負荷側とも称する。
また、電源装置２０は、電源装置２０からの直流電力の出力先における短絡を検出した場合、電力(特に電流)を取り込むように動作する。図１の例では、配線経路５１および負荷５２が、電源装置２０からの直流電力の出力先の例に該当する。電源装置２０からの直流電力の出力先を、負荷側とも称する。
負荷側における短絡を検出した場合に、電源装置２０が電流を取り込むことで、負荷側に過電流が流れて配線または機器等が損傷等する可能性を軽減することができる。
電源装置２０は、例えば、直流系統が適用される船舶や、直流連系洋上風車システム等の系統連系など、直流系統への接続を伴ういろいろな用途に適用可能である。
電源装置２０は、例えば、直流系統が適用される船舶や、直流連系洋上風車システム等の系統連系など、直流系統への接続を伴ういろいろな用途に適用可能である。
電源回路３０は、制御部４０の制御に従って、交流直流変換および変圧を行う。
また、電源回路３０は、負荷側における短絡を検出した場合、制御部４０の制御に従って、電力を取り込むように動作する。
遮断器３１は、異常発生時に、発電機１１から電源回路３０への電力の入力を遮断する。特に、遮断器３１は、負荷側における短絡が検出された場合に、発電機１１から電源回路３０への電力の入力を遮断する。遮断器３１が、電源回路３０の一部として構成されていてもよいし、電源回路３０の外部の構成となっていてもよい。
以下では、遮断器３１が制御部４０の制御に従って動作する場合を例に説明する。ただし、遮断器３１が自律的に動作するようにしてもよい。
また、電源回路３０は、負荷側における短絡を検出した場合、制御部４０の制御に従って、電力を取り込むように動作する。
遮断器３１は、異常発生時に、発電機１１から電源回路３０への電力の入力を遮断する。特に、遮断器３１は、負荷側における短絡が検出された場合に、発電機１１から電源回路３０への電力の入力を遮断する。遮断器３１が、電源回路３０の一部として構成されていてもよいし、電源回路３０の外部の構成となっていてもよい。
以下では、遮断器３１が制御部４０の制御に従って動作する場合を例に説明する。ただし、遮断器３１が自律的に動作するようにしてもよい。
整流回路３２は、発電機１１からの交流電力を直流電力に変換する。以下では、整流回路３２がアクティブな整流回路であり、制御部４０の制御に従って動作する場合を例に説明する。ただし、整流回路３２は、特定の種類の整流回路に限定されない。例えば、整流回路３２としてパッシブな整流回路が用いられていてもよい。
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、制御部４０の制御に従って、直流電力を変圧する。また、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、制御部４０の制御に従って送電方向を切り替える。ここでいう双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の送電は、第一端Ｅ１０および第二端Ｅ２０のうち何れか一方の端部から電力の入力を受けて、他方の端部から電力を出力することである。
通常時には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、整流回路３２からの直流電力を制御部４０の制御に従って変圧する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が変圧した直流電力は、電源装置２０からの出力電力として負荷５２へ供給される。したがって、通常時は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側へ送電する。
一方、負荷側における短絡が検出された場合、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、制御部４０の制御に従って、送電方向を切り替える。短絡検出時には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電する。
ここでいう通常時は、負荷側における短絡が検出されていないときである。ここでいう短絡検出時は、負荷側における短絡が検出されているときである。
一方、負荷側における短絡が検出された場合、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、制御部４０の制御に従って、送電方向を切り替える。短絡検出時には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電する。
ここでいう通常時は、負荷側における短絡が検出されていないときである。ここでいう短絡検出時は、負荷側における短絡が検出されているときである。
電源装置２０では、通常時は第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側への一方向の送電となるが、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３として双方向のＤＣ／ＤＣコンバータを用いることで、負荷側における短絡が発生した場合に、通常時とは逆に第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電することができる。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電することは、電源装置２０が電力（特に電流）を取り込むことに相当し、上述したように、負荷側に過電流が流れて配線または機器等が損傷等する可能性を軽減することができる。
検出部３４は、負荷側（第二端Ｅ２０からの直流電力の出力先）における短絡を検出する。検出部３４は、短絡の検出の有無を制御部４０へ通知する。例えば、検出部３４が、電源装置２０から配線経路５１への出力電流を測定し、電流値が所定の閾値以上になったと判定した場合に、負荷側における短絡が発生していると判定するようにしてもよい。そして、検出部３４が、負荷側における短絡を検出した場合に、短絡を検出したことを示す信号を制御部４０へ出力するようにしてもよい。
検出部３４が、電源回路３０の一部として構成されていてもよいし、電源回路３０の外部の構成となっていてもよい。
検出部３４が、電源回路３０の一部として構成されていてもよいし、電源回路３０の外部の構成となっていてもよい。
制御部４０は、電源回路３０の各部を制御する。特に制御部４０は、通常時に、整流回路３２を制御して交流電力を直流電力に変換させる。また、制御部４０は、通常時（検出部３４が負荷側における短絡を検出していない場合に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御して、第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側へ直流電力を変圧して送電させる。
また、検出部３４が負荷側における短絡を検出した場合、制御部４０は、遮断器３１を開く（ＯＦＦにする）ことで、発電機１１から電源装置２０への直流電力を遮断させる。また、検出部３４が負荷側における短絡を検出した場合、制御部４０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御して、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ直流電力を変圧して送電させる。
制御部４０を備える電源装置２０は、制御装置の例に該当する。あるいは、制御部４０が、電源回路３０とは別の制御装置として構成されていてもよい。
配線経路５１は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３と負荷５２とを電気的に接続し、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が出力する直流電力を負荷５２へ送電する。配線経路５１は、例えば電線を用いて構成される。
負荷５２は、電源装置２０からの電力を消費する。負荷５２の構成は、特定の構成に限定されない。例えば、直流電力を消費するいろいろな機器を負荷５２として用いることができる。また、負荷５２が、直流電力を消費する機器を１つのみ含んで構成されていてもよいし、複数含んで構成されていてもよい。
負荷５２は、電源装置２０からの電力を消費する。負荷５２の構成は、特定の構成に限定されない。例えば、直流電力を消費するいろいろな機器を負荷５２として用いることができる。また、負荷５２が、直流電力を消費する機器を１つのみ含んで構成されていてもよいし、複数含んで構成されていてもよい。
（電源回路の構成例）
図２は、電源回路３０の構成のより具体的な例を示す図である。図２では、電力システム１の発電機１１、電源回路３０、制御部４０、配線経路５１および負荷５２が示されている。また、図２では、電源回路３０の、遮断器３１と、整流回路３２と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３と、検出部３４とが示されている。
また、図２では、発電機１１から電源装置２０へ三相交流電力が入力され、整流回路３２が、アクティブなブリッジ回路にて交流直流変換を行う場合の例が示されている。
図２は、電源回路３０の構成のより具体的な例を示す図である。図２では、電力システム１の発電機１１、電源回路３０、制御部４０、配線経路５１および負荷５２が示されている。また、図２では、電源回路３０の、遮断器３１と、整流回路３２と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３と、検出部３４とが示されている。
また、図２では、発電機１１から電源装置２０へ三相交流電力が入力され、整流回路３２が、アクティブなブリッジ回路にて交流直流変換を行う場合の例が示されている。
ただし、発電機１１の種類および整流回路３２は、いずれも特定の種類のものに限定されない。例えば、発電機１１が出力する交流電力の相数は三相に限定されず、二相であってもよいし、四相以上であってもよい。また、整流回路３２は、発電機１１の出力電力の相数、電流および電圧等の定格に応じたものであればよい。
また、上記のように、電源装置２０が直流電力の供給を受けるようにしてよい。その場合、電源装置２０が整流回路３２を備えていなくてもよい。
また、上記のように、電源装置２０が直流電力の供給を受けるようにしてよい。その場合、電源装置２０が整流回路３２を備えていなくてもよい。
また、図２では、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３がＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）方式双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて構成される場合の例が示されている。この場合の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を、ＤＡＢ回路３３ａと称する。ＤＡＢ回路３３ａの各部については、図３を参照して後述する。ＤＡＢ回路３３ａとして、公知の構成によるＤＡＢ回路を用いることができる。
また、図２では、ＤＡＢ回路３３ａの端部を構成する端子が示されている。具体的には、第一端子Ｔ１１および第二端子Ｔ１２が、第一端Ｅ１０を構成する。第三端子Ｔ２１および第四端子Ｔ２２が、第二端Ｅ２０を構成する。第一端子Ｔ１１、第三端子Ｔ２１は、それぞれプラス側の端子である。第二端子Ｔ１２、第四端子Ｔ２２は、それぞれマイナス側（アース側ないしグランド側）の端子である。
整流回路３２のプラス側の出力端子と第一端子Ｔ１１とが電気的に接続され、整流回路３２のマイナス側の出力端子と第二端子Ｔ１２とが電気的に接続される。また、第三端子Ｔ２１、第四端子Ｔ２２それぞれに配線経路５１の電線が接続され、それぞれの電線が負荷５２に接続される。負荷５２にプラス側、マイナス側の区別がある場合は、第三端子Ｔ２１と負荷５２のプラス側とが、配線経路５１で電気的に接続され、第四端子Ｔ２２と負荷５２のマイナス側とが、配線経路５１で電気的に接続される。
また、図２では、検出部３４が過電流検出センサを用いて構成する場合の例が示されている。この場合の検出部３４を、過電流検知センサ３４ａと称する。
図２の例で、過電流検知センサ３４ａは、ＤＡＢ回路３３ａの第三端子Ｔ２１の位置に設けられた電流トランス（Current Transformer）を含んで構成され、ＤＡＢ回路３３ａからの出力電流を測定する。ＤＡＢ回路３３ａからの出力電流は、電源装置２０から配線経路５１への出力電流の例に該当する。
図２の例で、過電流検知センサ３４ａは、ＤＡＢ回路３３ａの第三端子Ｔ２１の位置に設けられた電流トランス（Current Transformer）を含んで構成され、ＤＡＢ回路３３ａからの出力電流を測定する。ＤＡＢ回路３３ａからの出力電流は、電源装置２０から配線経路５１への出力電流の例に該当する。
過電流検知センサ３４ａは、測定した電流値と所定の閾値とを比較し、電流値が閾値以上になったと判定した場合に、負荷側における短絡が発生していると判定する、過電流検知センサ３４ａは、例えば、負荷側における短絡を検出した場合に、短絡を検出したことを示す信号を制御部４０へ出力する。
また、図２では、配線経路５１の抵抗１４Ｒと、インダクタンス１４Ｌとが模式的に示されている。
また、図２では、配線経路５１の抵抗１４Ｒと、インダクタンス１４Ｌとが模式的に示されている。
（ＤＡＢ回路の構成例）
図３は、ＤＡＢ回路３３ａ構成例を示す図である。図３に示すＤＡＢ回路３３ａは、第一コンデンサ１１１と、第一ブリッジ回路１１２と、変圧器１１３と、第二ブリッジ回路１１４と、第二コンデンサ１１５とを備える。第一ブリッジ回路１１２と、第二ブリッジ回路１１４とは、それぞれ、４つの素子１２０を含んで構成される。
変圧器１１３の、第一ブリッジ回路１１２に接続される側を、変圧器１１３の一次側と称する。変圧器１１３の、第二ブリッジ回路１１４に接続される側を、変圧器１１３の二次側と称する。
図３は、ＤＡＢ回路３３ａ構成例を示す図である。図３に示すＤＡＢ回路３３ａは、第一コンデンサ１１１と、第一ブリッジ回路１１２と、変圧器１１３と、第二ブリッジ回路１１４と、第二コンデンサ１１５とを備える。第一ブリッジ回路１１２と、第二ブリッジ回路１１４とは、それぞれ、４つの素子１２０を含んで構成される。
変圧器１１３の、第一ブリッジ回路１１２に接続される側を、変圧器１１３の一次側と称する。変圧器１１３の、第二ブリッジ回路１１４に接続される側を、変圧器１１３の二次側と称する。
素子１２０の各々は、トランジスタによるスイッチと、ダイオードと、コンデンサとが並列に接続されて構成されている。スイッチがオフ（ＯＦＦ、開）のときは、素子１２０は、ダイオードの向きにのみ電流を通す。一方、スイッチがオン（ＯＮ、閉）のときは、素子１２０は、何れの向きにも電流を通す。第一ブリッジ回路１１２が備える４つの素子１２０を、第一素子１２１、第二素子１２２、第三素子１２３、および、第四素子１２４と表記する。第二ブリッジ回路１１４が備える４つの素子１２０を、第五素子１２５、第六素子１２６、第七素子１２７、および、第八素子１２８と表記する。
制御部４０が第一ブリッジ回路１１２および第二ブリッジ回路１１４の素子１２０のスイッチのオンおよびオフを制御することで、ＤＡＢ回路３３ａは、第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側、あるいは、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側の何れか一方向に送電する。素子１２０のスイッチをオンまたはオフすることを、素子１２０をオンまたはオフするとも表記する。素子１２０のオン、オフを制御することを、素子１２０のスイッチングを制御するとも称する。
通常時には、ＤＡＢ回路３３ａは、第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側へ送電する。この場合、第一端子Ｔ１１と第二端子Ｔ１２との間に加えられる電圧によって第一ブリッジ回路１１２から変圧器１１３の一次側へ電流が流れる。制御部４０による素子１２０のスイッチングによって、変圧器１１３の一次側に流れる電流が変化すると、変圧器１１３の二次側から第二ブリッジ回路１１４へ電流が流れ、第二コンデンサ１１５に蓄電される。第二コンデンサ１１５の蓄電によって第三端子Ｔ２１と第四端子Ｔ２２との間に電圧が生じ、ＤＡＢ回路３３ａから電力が出力される。
一方、過電流検知センサ３４ａが負荷側における短絡を検出した場合、ＤＡＢ回路３３ａは、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電する。この場合、第二コンデンサ１１５が放電する電流の少なくとも一部は、第二ブリッジ回路１１４から変圧器１１３の二次側に流れる。その電流の変化によって変圧器１１３の一次側から第一ブリッジ回路１１２へ電流が流れ、例えば第一コンデンサ１１１に蓄電される。これにより、第二コンデンサ１１５が放出する電流が負荷側へ流れる量が少なくて済む。
ＤＡＢ方式双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、比較的高圧に対応可能であり、たとえば、ＤＡＢ方式双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを複数段接続して、より大きい出力電圧を得るといった用途に適用し得る。
一方、ＤＡＢ方式双方向ＤＣ／ＤＣコンバータでは、第二コンデンサ１１５のように出力端にコンデンサが配置される構成となり、負荷側において短絡が発生した場合に、コンデンサから短絡点へ放電され、負荷側の配線または機器等が過電流によって損傷する可能性がある。そこで、負荷側において短絡が発生した場合、ＤＡＢ回路３３ａが電力を取り込む。これにより、上記のように負荷側へ流れる電流の量が少なくて済み、負荷側の配線または機器等が過電流によって損傷する可能性を軽減することができる。
一方、ＤＡＢ方式双方向ＤＣ／ＤＣコンバータでは、第二コンデンサ１１５のように出力端にコンデンサが配置される構成となり、負荷側において短絡が発生した場合に、コンデンサから短絡点へ放電され、負荷側の配線または機器等が過電流によって損傷する可能性がある。そこで、負荷側において短絡が発生した場合、ＤＡＢ回路３３ａが電力を取り込む。これにより、上記のように負荷側へ流れる電流の量が少なくて済み、負荷側の配線または機器等が過電流によって損傷する可能性を軽減することができる。
（制御部によるＤＡＢ回路の制御）
制御部４０は、素子１２０の各々のオンとオフとを周期的に繰り返す。
図４は、制御部４０が素子１２０の各々をオン、オフさせるタイミングの第一例を示す図である。図４の横軸は時刻を示す。
図４は、ＤＡＢ回路３３ａが第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側へ送電する場合の、素子１２０の各々のオンとオフとのタイミングの例を示している。
制御部４０は、素子１２０の各々のオンとオフとを周期的に繰り返す。
図４は、制御部４０が素子１２０の各々をオン、オフさせるタイミングの第一例を示す図である。図４の横軸は時刻を示す。
図４は、ＤＡＢ回路３３ａが第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側へ送電する場合の、素子１２０の各々のオンとオフとのタイミングの例を示している。
図４の例で、制御部４０は、第一素子１２１を所定時間Ｔ１だけオンにした後、同じ時間Ｔ１だけオフにする。このオンおよびオフ１回ずつを１周期として、制御部４０は、第一素子１２１のオンとオフとを繰り返させる。
この１周期の時間幅（Ｔ１×２の時間幅）を３６０°で表す。第一素子１２１がオンになっている時間幅、オフになっている時間幅は、何れもＴ１の時間幅であり、１８０°で表される。
この１周期の時間幅（Ｔ１×２の時間幅）を３６０°で表す。第一素子１２１がオンになっている時間幅、オフになっている時間幅は、何れもＴ１の時間幅であり、１８０°で表される。
制御部４０は、第四素子１２４についても、第一素子１２１をオンにするタイミングでオンにし、第一素子１２１をオフにするタイミングでオフにする。
第二素子１２２および第三素子１２３のオンおよびオフについては、制御部４０は、第一素子１２１および第四素子１２４のオンおよびオフと反転させる。すなわち、制御部４０は、第一素子１２１をオンにするタイミングで、第二素子１２２および第三素子１２３の各々をオフにする。そして、制御部４０は、第一素子１２１をオフにするタイミングで、第二素子１２２および第三素子１２３の各々をオンにする。
第二素子１２２および第三素子１２３のオンおよびオフについては、制御部４０は、第一素子１２１および第四素子１２４のオンおよびオフと反転させる。すなわち、制御部４０は、第一素子１２１をオンにするタイミングで、第二素子１２２および第三素子１２３の各々をオフにする。そして、制御部４０は、第一素子１２１をオフにするタイミングで、第二素子１２２および第三素子１２３の各々をオンにする。
第五素子１２５については、制御部４０は、第一素子１２１のオン、オフそれぞれの時間幅と同じ時間幅で、第一素子１２１のオン、オフのタイミングに遅れて、オンとオフとを繰り返させる。具体的には、制御部４０は、第一素子１２１をオンにしたタイミングから位相差φだけ遅らせて、第五素子１２５をオンにする。また、制御部４０は、第一素子１２１をオフにしたタイミングから位相差φだけ遅らせて、第五素子１２５をオフにする。
第五素子１２５、第六素子１２６、第七素子１２７および第八素子１２８のオン、オフのタイミングの関係は、第一素子１２１、第二素子１２２、第三素子１２３および第四素子１２４のオン、オフのタイミングの関係と同様である。
すなわち、制御部４０は、第五素子１２５をオンにするタイミングで第八素子１２８をオンにし、第五素子１２５をオフにするタイミングで第八素子１２８をオフにする。
また、制御部４０は、第五素子１２５をオンにするタイミングで、第六素子１２６および第七素子１２７の各々をオフにする。そして、制御部４０は、第五素子１２５をオフにするタイミングで、第六素子１２６および第七素子１２７の各々をオンにする。
すなわち、制御部４０は、第五素子１２５をオンにするタイミングで第八素子１２８をオンにし、第五素子１２５をオフにするタイミングで第八素子１２８をオフにする。
また、制御部４０は、第五素子１２５をオンにするタイミングで、第六素子１２６および第七素子１２７の各々をオフにする。そして、制御部４０は、第五素子１２５をオフにするタイミングで、第六素子１２６および第七素子１２７の各々をオンにする。
位相差φが、０°＜φ≦９０°の範囲内にあるとき、ＤＡＢ回路３３ａは、第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側へ送電する。また、０°＜φ≦９０°の範囲内でφの値が大きいほど、第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側への送電電力が大きくなる。φ＝０°のとき送電電力は０、φ＝９０°のとき送電電力は最大となる。
したがって、制御部４０は、位相差φの大きさを調整することで、電源装置２０の出力電力の大きさを制御することができる。
したがって、制御部４０は、位相差φの大きさを調整することで、電源装置２０の出力電力の大きさを制御することができる。
図５は、制御部４０が素子１２０の各々をオン、オフさせるタイミングの第二例を示す図である。図５の横軸は時刻を示す。
図５は、ＤＡＢ回路３３ａが第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電する場合の、素子１２０の各々のオンとオフとのタイミングの例を示している。
図５は、ＤＡＢ回路３３ａが第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電する場合の、素子１２０の各々のオンとオフとのタイミングの例を示している。
図５の例で、第一素子１２１、第二素子１２２、第三素子１２３および第四素子１２４のオン、オフのタイミングの関係は、図４の場合と同様である。
すなわち、制御部４０は、第一素子１２１をオンにするタイミングで第四素子１２４をオンにし、第一素子１２１をオフにするタイミングで第四素子１２４をオフにする。
また、制御部４０は、第一素子１２１をオンにするタイミングで、第二素子１２２および第三素子１２３の各々をオフにする。そして、制御部４０は、第一素子１２１をオフにするタイミングで、第二素子１２２および第三素子１２３の各々をオンにする。
すなわち、制御部４０は、第一素子１２１をオンにするタイミングで第四素子１２４をオンにし、第一素子１２１をオフにするタイミングで第四素子１２４をオフにする。
また、制御部４０は、第一素子１２１をオンにするタイミングで、第二素子１２２および第三素子１２３の各々をオフにする。そして、制御部４０は、第一素子１２１をオフにするタイミングで、第二素子１２２および第三素子１２３の各々をオンにする。
一方、図４では、制御部４０が、第一素子１２１のオン、オフのタイミングに遅れて、第五素子をオン、オフさせるのに対し、図５では、制御部４０は、第一素子１２１のオン、オフのタイミングよりも前に、第五素子をオン、オフさせる。具体的には、制御部４０は、第一素子１２１をオンにするタイミングよりも位相差φだけ進めて、第五素子１２５をオンにする。また、制御部４０は、第一素子１２１をオフにするタイミングよりも位相差φだけ進めて、第五素子１２５をオフにする。
第一素子１２１のオン、オフの周期の位相よりも、第五素子１２５のオン、オフの周期の位相のほうが進んでいることを、第一素子１２１のオン、オフの周期を基準にした位相差φの値をマイナスにすることで示す。
第一素子１２１のオン、オフの周期の位相よりも、第五素子１２５のオン、オフの周期の位相のほうが進んでいることを、第一素子１２１のオン、オフの周期を基準にした位相差φの値をマイナスにすることで示す。
第六素子１２６、第七素子１２７および第八素子１２８のオン、オフのタイミングの関係は、図４の場合と同様である。
すなわち、制御部４０は、第五素子１２５をオンにするタイミングで第八素子１２８をオンにし、第五素子１２５をオフにするタイミングで第八素子１２８をオフにする。
また、制御部４０は、第五素子１２５をオンにするタイミングで、第六素子１２６および第七素子１２７の各々をオフにする。そして、制御部４０は、第五素子１２５をオフにするタイミングで、第六素子１２６および第七素子１２７の各々をオンにする。
すなわち、制御部４０は、第五素子１２５をオンにするタイミングで第八素子１２８をオンにし、第五素子１２５をオフにするタイミングで第八素子１２８をオフにする。
また、制御部４０は、第五素子１２５をオンにするタイミングで、第六素子１２６および第七素子１２７の各々をオフにする。そして、制御部４０は、第五素子１２５をオフにするタイミングで、第六素子１２６および第七素子１２７の各々をオンにする。
位相差φが、－９０°≦φ＜０°の範囲内にあるとき、ＤＡＢ回路３３ａは、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電する。また、－９０°≦φ＜０°の範囲内でφの値が小さいほど（φの絶対値が大きいほど）、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側への送電電力が大きくなる。φ＝０°のとき送電電力は０、φ＝－９０°のとき送電電力は最大となる。
負荷側で短絡が発生した場合、制御部４０は、位相差φの値がマイナスになるように素子１２０の各々のスイッチングを制御することで、第二端Ｅ２０側の電力（特に、第二コンデンサ１１５からの放電電力）を、第一端Ｅ１０側へ送電することができる。
その際、送電電力が最大であるφ＝－９０°となるように素子１２０のスイッチングを制御することで、比較的多くの電力を第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電することができ負荷側に過電流が流れて配線または機器等が損傷等する可能性を軽減することができる。
その際、送電電力が最大であるφ＝－９０°となるように素子１２０のスイッチングを制御することで、比較的多くの電力を第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電することができ負荷側に過電流が流れて配線または機器等が損傷等する可能性を軽減することができる。
第一素子１２１、第二素子１２２、第三素子１２３および第四素子１２４のスイッチングを総称して、第一ブリッジ回路１１２のスイッチングとも称する。第五素子１２５、第六素子１２６、第七素子１２７および第八素子１２８のスイッチングを総称して、第二ブリッジ回路１１４のスイッチングとも称する。
第一素子１２１のスイッチングと第五素子１２５のスイッチングとの位相差は、第一ブリッジ回路１１２のスイッチングと第二ブリッジ回路１１４のスイッチングとの位相差ともいえる。
第一素子１２１のスイッチングと第五素子１２５のスイッチングとの位相差は、第一ブリッジ回路１１２のスイッチングと第二ブリッジ回路１１４のスイッチングとの位相差ともいえる。
図６は、制御部４０による処理の流れの例を示すブロック図である。
図６の例で、要素Ｆ１１は、電源回路３０の出力電圧（配線経路５１への出力電圧）の目標値から測定値を減算する減算器を示す。Ｖｏ ＊は、電源回路３０の出力電圧の目標値を示す。Ｖｏは、電源回路３０の出力電圧の測定値を示す。
要素Ｆ１２は、ＰＩ制御（Proportional-Integral Control）を示す。要素Ｆ１２は、通常時に制御部４０が電源回路３０の出力電圧を制御するフィードバック制御を示している。ただし、制御部４０が行う制御の方式は、ＰＩ制御に限らずいろいろな方式とすることができる。
図６の例で、要素Ｆ１１は、電源回路３０の出力電圧（配線経路５１への出力電圧）の目標値から測定値を減算する減算器を示す。Ｖｏ ＊は、電源回路３０の出力電圧の目標値を示す。Ｖｏは、電源回路３０の出力電圧の測定値を示す。
要素Ｆ１２は、ＰＩ制御（Proportional-Integral Control）を示す。要素Ｆ１２は、通常時に制御部４０が電源回路３０の出力電圧を制御するフィードバック制御を示している。ただし、制御部４０が行う制御の方式は、ＰＩ制御に限らずいろいろな方式とすることができる。
要素Ｆ１３は、通常時と短絡検出時との制御の切り替えを示す。制御部４０は、通常時には、要素Ｆ１２で示されるフィードバック制御にて、位相差φの値を算出する。図４および図５を参照して説明したように、位相差φは、第一素子１２１のオン、オフの周期に対する、第五素子１２５のオン、オフの周期の位相差を表す。
一方、過電流検知センサ３４ａが負荷側における短絡を検出した場合、制御部４０は、位相差φの値を、第二端Ｅ２０から第一端Ｅ１０への送電電力が最大になる－９０°に設定する。
一方、過電流検知センサ３４ａが負荷側における短絡を検出した場合、制御部４０は、位相差φの値を、第二端Ｅ２０から第一端Ｅ１０への送電電力が最大になる－９０°に設定する。
要素Ｆ１４は、制御部４０が、位相差φに基づいて素子１２０の各々のスイッチングを制御することを示す。Ｉｏは、第二コンデンサ１１５への電流の測定値（実際値）を示す。
要素Ｆ１５は、第二コンデンサ１１５による蓄電を示す。第二コンデンサ１１５が、入力される電流によって蓄電し、第二コンデンサ１１５の両端に蓄電電力量に応じた電圧が現れる。要素Ｆ１５の「１／Ｓ」は、第二コンデンサ１１５に入力される電流（Ｉｏ）に対して第二コンデンサ１１５の電圧（Ｖｏ）が一次遅れとなることを示している。
要素Ｆ１５は、第二コンデンサ１１５による蓄電を示す。第二コンデンサ１１５が、入力される電流によって蓄電し、第二コンデンサ１１５の両端に蓄電電力量に応じた電圧が現れる。要素Ｆ１５の「１／Ｓ」は、第二コンデンサ１１５に入力される電流（Ｉｏ）に対して第二コンデンサ１１５の電圧（Ｖｏ）が一次遅れとなることを示している。
（制御部４０の構成例）
図７は、制御部４０の構成例を示す図である。図７に示す制御部４０は、制御信号出力部４１と、切替部４２と、スイッチング制御部４３と、を備える。
図７は、制御部４０の構成例を示す図である。図７に示す制御部４０は、制御信号出力部４１と、切替部４２と、スイッチング制御部４３と、を備える。
制御信号出力部４１は、図６の要素Ｆ１１と要素Ｆ１２との組み合わせに相当する。制御信号出力部４１は、電源回路３０の出力電圧（配線経路５１への出力電圧）の目標値から測定値を減算した電圧差を算出し、算出した電圧差を用いたフィードバック制御の演算を行って、通常時に制御部４０が電源回路３０の出力電圧を制御するための位相差φを算出する。制御信号出力部４１は、算出した位相差φを、制御信号として切替部４２へ出力する。
電源回路３０の出力電圧は、第二端Ｅ２０における電圧と同一視することができる。
電源回路３０の出力電圧は、第二端Ｅ２０における電圧と同一視することができる。
切替部４２は、要素Ｆ１３に対応する。切替部４２は、検出部３４が短絡を検出していない場合、制御信号出力部４１が出力する制御信号を、スイッチング制御部４３へ出力する。検出部３４が短絡を検出している場合、切替部４２は、第一端Ｅ１０側のブリッジ回路（第一ブリッジ回路１１２）のスイッチングの位相が、第二端Ｅ２０側のブリッジ回路（第二ブリッジ回路１１４）のスイッチングの位相に対して遅れている位相差φを示す制御信号（例えば、φ＝－９０°）を、スイッチング制御部４３へ出力する。
スイッチング制御部４３は、要素Ｆ１４に対応する。スイッチング制御部４３は、切替部４２が出力する制御信号に基づいて、第一端Ｅ１０側のブリッジ回路（第一ブリッジ回路１１２）のスイッチングおよび第二端Ｅ２０側のブリッジ回路（第二ブリッジ回路１１４）のスイッチングを制御する。
図８は、制御部４０が電源回路３０を制御する処理手順の例を示すフローチャートである。
図８の処理で、制御部４０は、図１の検出部３４（図２の場合は、過電流検知センサ３４ａ）からのセンサ信号を確認し（ステップＳ１１）、負荷側において短絡が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。
図８の処理で、制御部４０は、図１の検出部３４（図２の場合は、過電流検知センサ３４ａ）からのセンサ信号を確認し（ステップＳ１１）、負荷側において短絡が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。
短絡が発生していないと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御部４０は、通常時の制御にて電源回路３０を制御する（ステップＳ２１）。図６の例の場合、制御部４０は、要素Ｆ１３のスイッチを要素Ｆ１２の側に接続した場合の制御を行う。
ステップＳ２１の後、処理がステップＳ１１に戻る。
ステップＳ２１の後、処理がステップＳ１１に戻る。
一方、ステップＳ１２で短絡が発生していると判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御部４０は、図１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３（図３の場合は、ＤＡＢ回路３３ａ）の制御を、第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側に送電させる通常時の制御から、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電させる短絡検出時の制御へと切り替える（ステップＳ３１）。図６の例の場合、制御部４０は、要素Ｆ１３が示す位相差φの設定を、要素Ｆ１２のＰＩ制御による設定から、マイナス値の最大位相差（φ＝－９０°）の設定に切り替える。
また、制御部４０は、遮断器３１を遮断させる（ステップＳ３２）。すなわち制御部４０は、遮断器３１を制御して開（ＯＦＦ）状態にする。ステップＳ３１とステップＳ３２との処理の順序は任意である。制御部４０が、ステップＳ３１の処理よりも先にステップＳ３２の処理を行うようにしてもよい。
ステップＳ３１の後、制御部４０は、図８の処理を終了する。
ステップＳ３１の後、制御部４０は、図８の処理を終了する。
＜第二実施形態＞
図２に例示される構成で、配線経路５１のインダクタンス１４Ｌが小さい場合、短絡発生時に制御部４０がＤＡＢ回路３３ａの制御を切り替えても、変圧器１１３（図３）の漏れインダクタンスによって、第二コンデンサ１１５の放電電力を、電源装置２０が十分に取り込めない可能性がある。すなわち、ＤＡＢ回路３３ａが、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ十分に送電できない可能性がある。
そこで、第二実施形態では、電源回路３０からの出力の経路にリアクトルを設けて、電源回路３０が配線経路５１および負荷５２へ電力を出力する際のインダクタンスをより高くしてもよい。第二実施形態では、この点について説明する。
図２に例示される構成で、配線経路５１のインダクタンス１４Ｌが小さい場合、短絡発生時に制御部４０がＤＡＢ回路３３ａの制御を切り替えても、変圧器１１３（図３）の漏れインダクタンスによって、第二コンデンサ１１５の放電電力を、電源装置２０が十分に取り込めない可能性がある。すなわち、ＤＡＢ回路３３ａが、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ十分に送電できない可能性がある。
そこで、第二実施形態では、電源回路３０からの出力の経路にリアクトルを設けて、電源回路３０が配線経路５１および負荷５２へ電力を出力する際のインダクタンスをより高くしてもよい。第二実施形態では、この点について説明する。
図９は、本開示の第二実施形態に係る電力システムの構成例を示す概略ブロック図である。図９の例では、電源回路３０が、第三端子Ｔ２１と配線経路５１との間に設けられたリアクトル３５を備える点で、図２の場合と異なる。それ以外の点では、第二実施形態に係る電力システム１は、第一実施形態に係る電力システム１と同様である。
短絡発生時に第二コンデンサ１１５の放電電流が負荷５２に到達する経路にリアクトル３５が設けられていることで、配線経路５１のインダクタンス１４Ｌが比較的小さい場合でも、短絡発生時に配線経路５１および負荷５２に流れる電流に遅れが生じる。これにより、短絡発生時に、電源装置２０が、第二コンデンサ１１５の放電電力（特に、放電電流）をより多く取り込むことができ、配線経路５１および負荷５２に流れる電流が、より小さくなると期待される。
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、図１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、図２に例示されるＤＡＢ回路３３ａ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ方式双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）に限定されず、出力端子となる２つの端子の間にコンデンサが設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであればよい。
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、図１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、図２に例示されるＤＡＢ回路３３ａ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ方式双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）に限定されず、出力端子となる２つの端子の間にコンデンサが設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであればよい。
（コンピュータ構成）
図１０は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。図１０に示す構成で、コンピュータ７００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１０と、主記憶装置７２０と、補助記憶装置７３０と、インタフェース７４０とを備える。
図１０は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。図１０に示す構成で、コンピュータ７００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１０と、主記憶装置７２０と、補助記憶装置７３０と、インタフェース７４０とを備える。
上記の制御部４０が、コンピュータ７００に実装されてもよい。その場合、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置７３０に記憶されている。ＣＰＵ７１０は、プログラムを補助記憶装置７３０から読み出して主記憶装置７２０に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ７１０は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置７２０に確保する。各装置と他の装置との通信は、インタフェース７４０が通信機能を有し、ＣＰＵ７１０の制御に従って通信を行うことで実行される。補助記憶装置７３０は、たとえば、CDC(Compact Disc)や、DVD(digital versatile disc)等の不揮発性(non-transitory)記録媒体である。
制御部４０がコンピュータ７００に実装される場合、制御信号出力部４１と、切替部４２と、スイッチング制御部４３との動作は、プログラムの形式で補助記憶装置７３０に記憶されている。ＣＰＵ７１０は、プログラムを補助記憶装置７３０から読み出して主記憶装置７２０に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
また、ＣＰＵ７１０は、プログラムに従って、制御部４０が用いる記憶領域を主記憶装置７２０に確保する。制御部４０が行う信号の入出力は、インタフェース７４０によって実行される。
また、ＣＰＵ７１０は、プログラムに従って、制御部４０が用いる記憶領域を主記憶装置７２０に確保する。制御部４０が行う信号の入出力は、インタフェース７４０によって実行される。
なお、制御部４０が行う処理の全部または一部を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
＜付記＞
各実施形態に記載の電源装置、制御装置、制御方法およびプログラムは、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の電源装置、制御装置、制御方法およびプログラムは、例えば以下のように把握される。
（１）第一の態様に係る電源装置２０は、電力の入力を受ける第一端Ｅ１０と、直流電力を出力する第二端Ｅ２０とを有し、第二端Ｅ２０の２つの端子（第三端子Ｔ２１と第四端子Ｔ２２と）の間に第二コンデンサ１１５が設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３（例えば、ＤＡＢ回路３３ａ）と、第二端Ｅ２０からの直流電力の出力先（例えば、配線経路５１および負荷５２）における短絡を検出する検出部３４（例えば、過電流検知センサ３４ａ）と、検出部３４が短絡を検出していない場合、第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側へ送電を行うように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御し、検出部３４が短絡を検出した場合、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電を行うように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御する制御部４０と、を備える。
第一の態様によれば、負荷側で短絡が発生した場合に、第二コンデンサ１１５が放出する電力を電源装置２０に取り込むことができる。これにより、負荷側（図１の例では配線経路５１および負荷５２）に過電流が流れて配線または機器等が損傷する可能性を軽減することができる。
第一の態様によれば、負荷側で短絡が発生した場合に、第二コンデンサ１１５が放出する電力を電源装置２０に取り込むことができる。これにより、負荷側（図１の例では配線経路５１および負荷５２）に過電流が流れて配線または機器等が損傷する可能性を軽減することができる。
（２）第二の態様に係る電源装置２０は、（１）の電源装置であって、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ回路（ＤＡＢ回路３３ａ）を用いた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、制御部４０は、検出部３４が短絡を検出していない場合、Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ回路（ＤＡＢ回路３３ａ）における第一端Ｅ１０側のブリッジ回路（第一ブリッジ回路１１２）のスイッチングの位相が、第二端Ｅ２０側のブリッジ回路（第二ブリッジ回路１１４）のスイッチングの位相に対して進んでいるようにスイッチングの制御を行い、検出部３４が短絡を検出している場合、第一端Ｅ１０側のブリッジ回路（第一ブリッジ回路１１２）のスイッチングの位相が、第二端Ｅ２０側のブリッジ回路（第二ブリッジ回路１１４）のスイッチングの位相に対して遅れているようにスイッチングの制御を行う。
第二の態様によれば、制御部４０は、第一ブリッジ回路１１２のスイッチングと第二ブリッジ回路１１４のスイッチングとの位相差を切り替えるという比較的簡単な処理でＤＡＢ回路３３ａの送電の向きを切り替えることができる。電源装置２０によればこの点で、ＤＡＢ回路３３ａの送電の向きを速やかに切り替えて、負荷側の配線または機器等が損傷する可能性を軽減できると期待される。
第二の態様によれば、制御部４０は、第一ブリッジ回路１１２のスイッチングと第二ブリッジ回路１１４のスイッチングとの位相差を切り替えるという比較的簡単な処理でＤＡＢ回路３３ａの送電の向きを切り替えることができる。電源装置２０によればこの点で、ＤＡＢ回路３３ａの送電の向きを速やかに切り替えて、負荷側の配線または機器等が損傷する可能性を軽減できると期待される。
（３）第三の態様に係る電源装置２０は、（２）の電源装置であって、制御部４０は、第二端Ｅ２０における電圧の目標値と、第二端Ｅ２０における電圧の計測値とに基づいて、位相差の制御信号を出力する制御信号出力部４１と、検出部３４が短絡を検出していない場合、制御信号出力部４１が出力する制御信号を出力し、検出部３４が短絡を検出している場合、第一端Ｅ１０側のブリッジ回路（第一ブリッジ回路１１２）のスイッチングの位相が、第二端Ｅ２０側のブリッジ回路（第二ブリッジ回路１１４）のスイッチングの位相に対して遅れている位相差を示す制御信号を出力する切替部４２と、切替部４２が出力する制御信号に基づいて、第一端Ｅ１０側のブリッジ回路（第一ブリッジ回路１１２）のスイッチングおよび第二端Ｅ２０側のブリッジ回路（第二ブリッジ回路１１４）のスイッチングを制御するスイッチング制御部４３と、を備える。
第三の態様によれば、切替部４２が制御信号を切り替えるという比較的簡単な処理にて、通常時のフィードバック制御による電源装置２０の出力電圧の制御と、短絡検出時の電源装置２０による電力の取り込みとを切り替えることができる。電源装置２０によればこの点で、ＤＡＢ回路３３ａの送電の向きを速やかに切り替えて、負荷側の配線または機器等が損傷する可能性を軽減できると期待される。
第三の態様によれば、切替部４２が制御信号を切り替えるという比較的簡単な処理にて、通常時のフィードバック制御による電源装置２０の出力電圧の制御と、短絡検出時の電源装置２０による電力の取り込みとを切り替えることができる。電源装置２０によればこの点で、ＤＡＢ回路３３ａの送電の向きを速やかに切り替えて、負荷側の配線または機器等が損傷する可能性を軽減できると期待される。
（４）第四の態様に係る電源装置は、（１）から（３）の何れかの電源装置であって、第二端Ｅ２０側に設けられるリアクトル３５をさらに備える。
第四の態様によれば、配線経路５１のインダクタンス１４Ｌが比較的小さい場合でも、リアクトル３５によって短絡発生時に配線経路５１および負荷５２に流れる電流に遅れが生じる。これにより、短絡発生時に、電源装置２０が、第二コンデンサ１１５の放電電力（特に、放電電流）をより多く取り込むことができ、配線経路５１および負荷５２に流れる電流が、より小さくなると期待される。
第四の態様によれば、配線経路５１のインダクタンス１４Ｌが比較的小さい場合でも、リアクトル３５によって短絡発生時に配線経路５１および負荷５２に流れる電流に遅れが生じる。これにより、短絡発生時に、電源装置２０が、第二コンデンサ１１５の放電電力（特に、放電電流）をより多く取り込むことができ、配線経路５１および負荷５２に流れる電流が、より小さくなると期待される。
（５）第五の態様に係る電源装置は、（２）または（３）の電源装置であって、第二端Ｅ２０側に設けられ、Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ回路（ＤＡＢ回路３３ａ）の第一端Ｅ１０側のブリッジ回路（第一ブリッジ回路１１２）と第二端Ｅ２０側のブリッジ回路（第二ブリッジ回路１１４）との間の変圧器１１３の漏れインダクタンスよりも大きいインダクタンスを有するリアクトル３５をさらに備える。
第五の態様によれば、リアクトル３５のインダクタンスが変圧器１１３の漏れインダクタンスよりも大きい点で、電源装置２０が、第二コンデンサ１１５の放電電力（特に、放電電流）をより確実に取り込むことができ、配線経路５１および負荷５２に流れる電流が、より小さくなると期待される。
第五の態様によれば、リアクトル３５のインダクタンスが変圧器１１３の漏れインダクタンスよりも大きい点で、電源装置２０が、第二コンデンサ１１５の放電電力（特に、放電電流）をより確実に取り込むことができ、配線経路５１および負荷５２に流れる電流が、より小さくなると期待される。
（６）第六の態様による制御装置（電源装置２０または制御部４０）は、電力の入力を受ける第一端Ｅ１０と、直流電力を出力する第二端Ｅ２０とを有し、第二端Ｅ２０の２つの端子（第三端子Ｔ２１と第四端子Ｔ２２と）の間に第二コンデンサ１１５が設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３（例えば、ＤＡＢ回路３３ａ）を、第二端Ｅ２０からの直流電力の出力先における短絡が検出されていない場合、第一端Ｅ１０側から前記第二端Ｅ２０側へ送電を行うように制御し、短絡が検出された場合、第二端Ｅ２０側から前記第一端Ｅ１０側へ送電を行うように制御する制御部４０を備える。
第六の態様によれば、負荷側で短絡が発生した場合に、第二コンデンサ１１５が放出する電力を電源装置２０に取り込むことができる。これにより、負荷側（図１の例では配線経路５１および負荷５２）に過電流が流れて配線または機器等が損傷する可能性を軽減することができる。
第六の態様によれば、負荷側で短絡が発生した場合に、第二コンデンサ１１５が放出する電力を電源装置２０に取り込むことができる。これにより、負荷側（図１の例では配線経路５１および負荷５２）に過電流が流れて配線または機器等が損傷する可能性を軽減することができる。
（７）第七の態様による方法は、電力の入力を受ける第一端Ｅ１０と、直流電力を出力する第二端Ｅ２０とを有し、第二端Ｅ２０の２つの端子（第三端子Ｔ２１と第四端子Ｔ２２と）の間に第二コンデンサ１１５が設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（例えば、ＤＡＢ回路３３ａ）を、第二端Ｅ２０からの直流電力の出力先における短絡が検出されていない場合、第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側へ送電を行うように制御し、短絡が検出された場合、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電を行うように制御することを含む。
第七の態様によれば、負荷側で短絡が発生した場合に、第二コンデンサ１１５が放出する電力を電源装置２０に取り込むことができる。これにより、負荷側（図１の例では配線経路５１および負荷５２）に過電流が流れて配線または機器等が損傷する可能性を軽減することができる。
第七の態様によれば、負荷側で短絡が発生した場合に、第二コンデンサ１１５が放出する電力を電源装置２０に取り込むことができる。これにより、負荷側（図１の例では配線経路５１および負荷５２）に過電流が流れて配線または機器等が損傷する可能性を軽減することができる。
（８）第八の態様によるプログラムは、電力の入力を受ける第一端Ｅ１０と、直流電力を出力する第二端Ｅ２０とを有し、第二端Ｅ２０の２つの端子（第三端子Ｔ２１と第四端子Ｔ２２と）の間に第二コンデンサ１１５が設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３（例えば、ＤＡＢ回路３３ａ）を制御するコンピュータに、第二端Ｅ２０からの直流電力の出力先における短絡が検出されていない場合、第一端Ｅ１０側から第二端Ｅ２０側へ送電を行うように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御させ、短絡が検出された場合、第二端Ｅ２０側から第一端Ｅ１０側へ送電を行うように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御させるためのプログラムである。
第八の態様によれば、負荷側で短絡が発生した場合に、第二コンデンサ１１５が放出する電力を電源装置２０に取り込むことができる。これにより、負荷側（図１の例では配線経路５１および負荷５２）に過電流が流れて配線または機器等が損傷する可能性を軽減することができる。
第八の態様によれば、負荷側で短絡が発生した場合に、第二コンデンサ１１５が放出する電力を電源装置２０に取り込むことができる。これにより、負荷側（図１の例では配線経路５１および負荷５２）に過電流が流れて配線または機器等が損傷する可能性を軽減することができる。
１ 電力システム
１１ 発電機
２０ 電源装置
３０ 電源回路
３１ 遮断器
３２ 整流回路
３３ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
３３ａ ＤＡＢ回路
３４ 検出部
３４ａ 過電流検出センサ
４０ 制御部
４１ 制御信号出力部
４２ 切替部
４３ スイッチング制御部
５１ 配線経路
５２ 負荷
３３ａ ＤＡＢ回路
３４ａ 過電流検知センサ
Ｅ１０ 第一端
Ｅ２０ 第二端
１１１ 第一コンデンサ
１１２ 第一ブリッジ回路
１１３ 変圧器
１１４ 第二ブリッジ回路
１１５ 第二コンデンサ
１２０ 素子
１１ 発電機
２０ 電源装置
３０ 電源回路
３１ 遮断器
３２ 整流回路
３３ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
３３ａ ＤＡＢ回路
３４ 検出部
３４ａ 過電流検出センサ
４０ 制御部
４１ 制御信号出力部
４２ 切替部
４３ スイッチング制御部
５１ 配線経路
５２ 負荷
３３ａ ＤＡＢ回路
３４ａ 過電流検知センサ
Ｅ１０ 第一端
Ｅ２０ 第二端
１１１ 第一コンデンサ
１１２ 第一ブリッジ回路
１１３ 変圧器
１１４ 第二ブリッジ回路
１１５ 第二コンデンサ
１２０ 素子
Claims (8)
- 電力の入力を受ける第一端と、直流電力を出力する第二端とを有し、前記第二端の２つの端子の間にコンデンサが設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第二端からの直流電力の出力先における短絡を検出する検出部と、
前記検出部が前記短絡を検出していない場合、前記第一端側から前記第二端側へ送電を行うように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記検出部が前記短絡を検出した場合、前記第二端側から前記第一端側へ送電を行うように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を備える、電源装置。 - 前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ回路を用いた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記制御部は、前記検出部が前記短絡を検出していない場合、前記Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ回路における前記第一端側のブリッジ回路のスイッチングの位相が、前記第二端側のブリッジ回路のスイッチングの位相に対して進んでいるようにスイッチングの制御を行い、前記検出部が前記短絡を検出している場合、前記第一端側のブリッジ回路のスイッチングの位相が、前記第二端側のブリッジ回路のスイッチングの位相に対して遅れているようにスイッチングの制御を行う、
請求項１に記載の電源装置。 - 前記制御部は、
前記第二端における電圧の目標値と、前記第二端における電圧の計測値とに基づいて、位相差の制御信号を出力する制御信号出力部と、
前記検出部が前記短絡を検出していない場合、前記制御信号出力部が出力する前記制御信号を出力し、前記検出部が前記短絡を検出している場合、前記第一端側のブリッジ回路のスイッチングの位相が、前記第二端側のブリッジ回路のスイッチングの位相に対して遅れている位相差を示す制御信号を出力する切替部と、
前記切替部が出力する制御信号に基づいて、前記第一端側のブリッジ回路のスイッチングおよび前記第二端側のブリッジ回路のスイッチングを制御するスイッチング制御部と、
を備える、請求項２に記載の電源装置。 - 前記第二端側に設けられるリアクトルをさらに備える、
請求項１から３の何れか一項に記載の電源装置。 - 前記第二端側に設けられ、前記Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ回路の前記第一端側のブリッジ回路と前記第二端側のブリッジ回路との間の変圧器の漏れインダクタンスよりも大きいインダクタンスを有するリアクトルをさらに備える、
請求項２または請求項３に記載の電源装置。 - 電力の入力を受ける第一端と、直流電力を出力する第二端とを有し、前記第二端の２つの端子の間にコンデンサが設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを、前記第二端からの直流電力の出力先における短絡が検出されていない場合、前記第一端側から前記第二端側へ送電を行うように制御し、前記短絡が検出された場合、前記第二端側から前記第一端側へ送電を行うように制御する制御部
を備える制御装置。 - 電力の入力を受ける第一端と、直流電力を出力する第二端とを有し、前記第二端の２つの端子の間にコンデンサが設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを、前記第二端からの直流電力の出力先における短絡が検出されていない場合、前記第一端側から前記第二端側へ送電を行うように制御し、前記短絡が検出された場合、前記第二端側から前記第一端側へ送電を行うように制御する
ことを含む制御方法。 - 電力の入力を受ける第一端と、直流電力を出力する第二端とを有し、前記第二端の２つの端子の間にコンデンサが設けられた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するコンピュータに、
前記第二端からの直流電力の出力先における短絡が検出されていない場合、前記第一端側から前記第二端側へ送電を行うように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御させ、前記短絡が検出された場合、前記第二端側から前記第一端側へ送電を行うように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御させる
ためのプログラム。
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| JP2020025317A JP7328916B2 (ja) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | 電源装置、制御装置、制御方法およびプログラム |
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|---|---|---|---|---|
| WO2015004825A1 (ja) | 2013-07-11 | 2015-01-15 | 三菱電機株式会社 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
| WO2016125292A1 (ja) | 2015-02-05 | 2016-08-11 | 株式会社安川電機 | Ｄｃ－ｄｃコンバータ、電力変換装置、発電システムおよびｄｃ－ｄｃ変換方法 |
| JP2017063544A (ja) | 2015-09-24 | 2017-03-30 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 電流判定装置及び車載機器 |
| JP2018170930A (ja) | 2017-03-30 | 2018-11-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電力変換装置、電力変換システム |
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2020
- 2020-02-18 JP JP2020025317A patent/JP7328916B2/ja active Active
Patent Citations (4)
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