JP7413227B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力側端子から入力される電力を出力側端子に出力される電力に変換する電力変換装置に関する。

特許文献１に記載のとおり、入力側の電力変換回路を制御するマイコンと、出力側の電力変換回路を制御するマイコンとを別個に備え、複数のマイコン間で通信して電力変換を行う電力変換装置が知られている。特許文献１では、コンバータマイコンは、コンバータ部で発生した異常の度合いに応じた異常信号または注意報信号をインバータマイコンに送信し、インバータマイコンは、受信した異常信号または注意報信号に基づいて、インバータ部について停止等の制御を実行する。

特開２００９－２２５５８１号公報

特許文献１のように、複数の電力変換回路をそれぞれ制御する複数のマイコン間での通信を行う電力変換装置では、複数のマイコン間における通信遅延等により、電力変換回路の停止制御等が滞ることが懸念される。通信遅延等の通信の不具合により、複数の電力変換回路の停止処理が適切に実行できない場合には、過電流が発生して電力変換装置を構成する機器が破損する等により、電力変換回路の異常状態が悪化することが懸念される。

上記を鑑み、本発明は、複数のマイコン間での通信の不具合があった場合にも、適切に電力変換回路の停止処理を実行可能な電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明は、入力側端子と、前記入力側端子と並列接続され、スイッチング素子を含む入力側電力変換回路とを含む入力側回路と、出力側端子と、前記出力側端子と並列接続され、スイッチング素子を含む出力側電力変換回路とを含む出力側回路と、前記入力側端子と、前記出力側端子との間を絶縁するトランスと、を備える回路部と、前記入力側電力変換回路のスイッチング素子を制御する入力側制御装置と、前記出力側電力変換回路のスイッチング素子を制御する出力側制御装置と、を含む制御部と、を備え、前記入力側端子から入力される電力を前記出力側端子に出力される電力に変換する電力変換装置を提供する。前記電力変換装置では、前記回路部は、前記入力側回路の電流を検出する入力側電流センサと、前記出力側回路の電流を検出する出力側電流センサと、を備える。前記制御部は、前記入力側電流センサの検出値または前記出力側電流センサの検出値に基づいて、前記電力変換回路における異常の発生を検出した場合に、前記入力側電力変換回路と、前記出力側電力変換回路とを所定の優先順位に基づいて停止させる。

本発明によれば、電力変換装置の制御部は、入力側電流センサの検出値または出力側電流センサの検出値に基づいて、電力変換回路における異常の発生を検出する。そして、異常の発生を検出した場合に、入力側電力変換回路と出力側電力変換回路とを、所定の優先順位に基づいて停止させる。所定の優先順位は、例えば、電力変換回路の異常状態の悪化を抑制するように設定でき、これによって、複数のマイコン間での通信の不具合があった場合にも、適切に電力変換回路の停止処理を実行することができる。その結果、電力変換装置およびこれに接続する機器の故障や破損を防止できる。

第１実施形態に係る電力変換装置を示す図。 図１に示す電力変換装置の制御部を示す図。 制御部が実行する電力変換処理のフローチャート。 制御部が実行する電流閾値設定処理の一例を示すフローチャート。 制御部が実行する電力変換処理を説明するためのタイムチャート。 制御部が実行する電力変換処理を説明するためのタイムチャート。 制御部が実行する電力変換処理を説明するためのタイムチャート。 制御部が実行する電力変換処理を説明するためのタイムチャート。 変形例に係る電力変換装置を示す図。 変形例に係る電力変換装置を示す図。 第２実施形態に係る電力変換装置を示す図。 図１に示す電力変換装置の制御部を示す図。 制御部が実行する電力変換処理のフローチャート。 制御部が実行する電流閾値設定処理の一例を示すフローチャート。

（第１実施形態）
図１に示すように、電源システムは、第１蓄電池１０と、第２蓄電池２０と、電力変換装置１４０と、を備えている。各蓄電池１０，２０は、充放電可能な２次電池であり、例えば、リチウムイオン蓄電池またはニッケル水素蓄電池である。第１蓄電池１０の定格電圧は例えば３００Ｖであり、第２蓄電池２０の定格電圧は例えば４００Ｖである。図１に示す電源システムは、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）等の電動化車両に搭載されている。

電力変換装置１４０は、第１インバータ５０を備えている。第１インバータ５０は、第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４を含むフルブリッジ回路である。本実施形態において、第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第１スイッチＱ１および第３スイッチＱ３の高電位側端子であるドレインには、電力変換装置１４０の第１高電位側端子ＣＨ１が接続されている。第１スイッチＱ１の低電位側端子であるソースには、第２スイッチＱ２のドレインが接続され、第３スイッチＱ３のソースには、第４スイッチＱ４のドレインが接続されている。第２スイッチＱ２および第４スイッチＱ４のソースには、電力変換装置１４０の第１低電位側端子ＣＬ１が接続されている。第１高電位側端子ＣＨ１には、第１コンデンサ５１の第１端と、第１蓄電池１０の正極端子とが接続され、第１低電位側端子ＣＬ１には、第１コンデンサ５１の第２端と、第１蓄電池１０の負極端子とが接続されている。

なお、第１高電位側端子ＣＨ１および第１低電位側端子ＣＬ１には、第１蓄電池１０に代えて、外部電源から入力される交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣＤＣコンバータの出力側が接続されていてもよい。

電力変換装置１４０は、第２インバータ６０を備えている。第２インバータ６０は、第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８を含むフルブリッジ回路である。本実施形態において、第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第５スイッチＱ５および第７スイッチＱ７のドレインには、電力変換装置１４０の第２高電位側端子ＣＨ２が接続されている。第５スイッチＱ５のソースには、第６スイッチＱ６のドレインが接続され、第７スイッチＱ７のソースには、第８スイッチＱ８のドレインが接続されている。第６スイッチＱ６および第８スイッチＱ８のソースには、電力変換装置１４０の第２低電位側端子ＣＬ２が接続されている。第２高電位側端子ＣＨ２には、第２コンデンサ６１の第１端と、第２蓄電池２０の正極端子とが接続され、第２低電位側端子ＣＬ２には、第２コンデンサ６１の第２端と、第２蓄電池２０の負極端子とが接続されている。

電力変換装置１４０は、第１コイル８１および第２コイル８２を有するトランス８０を備えている。第１コイル８１の第１端には、第１スイッチＱ１のソースおよび第２スイッチＱ２のドレインが接続され、第１コイル８１の第２端には、第３スイッチＱ３のソースおよび第４スイッチＱ４のドレインが接続されている。第２コイル８２の第１端には、第５スイッチＱ５のソースおよび第６スイッチＱ６のドレインが接続され、第２コイル８２の第２端には、第７スイッチＱ７のソースおよび第８スイッチＱ８のドレインが接続されている。

第１コイル８１および第２コイル８２は、例えばトランス８０が備えるコアを介して、互いに磁気結合する。第１コイル８１の第２端に対する第１端の電位が高くなる場合、第２コイル８２には、その第２端よりも第１端の電位が高くなるような誘起電圧が発生する。一方、第１コイル８１の第１端に対する第２端の電位が高くなる場合、第２コイル８２には、その第１端よりも第２端の電位が高くなるような誘起電圧が発生する。

電力変換装置１４０は、第１電圧センサ９１および第２電圧センサ９２を備えている。第１電圧センサ９１は、第１コンデンサ５１の端子電圧である第１電圧Ｖｄｃ１を検出し、第２電圧センサ９２は、第２コンデンサ６１の端子電圧である第２電圧Ｖｄｃ２を検出する。

電力変換装置１４０は、第１トランス電流センサ９７および第２トランス電流センサ９８を備えている。第１トランス電流センサ９７は、第１コイル８１に流れる電流である第１トランス電流ＩＬ１を検出し、第２トランス電流センサ９８は、第２コイル８２に流れる電流である第２トランス電流ＩＬ２を検出する。電力変換装置１４０では、入力側電流センサとして第１トランス電流センサ９７が用いられ、出力側電流センサとして第２トランス電流センサ９８が用いられる。なお、本実施形態では、第１コイル８１の第１端から第２端へと向かう方向に第１コイル８１に流れる第１トランス電流ＩＬ１の符号を正と定義し、第２コイル８２の第１端から第２端へと向かう方向に第２コイル８２に流れる第２トランス電流ＩＬ２の符号を正と定義する。

各センサ９１，９２，９７，９８の検出値は、電力変換装置１４０が備える制御部に入力される。制御部は、主制御装置（Ｍ：Ｍａｓｔｅｒ）１００と、第１従制御装置（Ｓ１：Ｓｌａｖｅ１）１１０と、第２従制御装置（Ｓ２：Ｓｌａｖｅ２）１２０と、閾値演算装置（ＬＩＭ）１７０とを備え、第１～第８スイッチＱ１～Ｑ８をオンオフする。主制御装置１００、第１従制御装置１１０と、第２従制御装置１２０と、閾値演算装置１７０は、それぞれ、互いに通信可能な別個のマイコンによって構成されている。

図２に示すように、閾値演算装置１７０は、回路定数や制御定数等に基づいて、第１電流閾値Ｉｌｉｍ１および第２電流閾値Ｉｌｉｍ２を算出し、それぞれ、第１従制御装置１１０および第２従制御装置１２０に出力する。回路定数としては、例えば、第１電圧Ｖｄｃ１、第２電圧Ｖｄｃ２、第１トランス巻数Ｎ１、第２トランス巻数Ｎ２、第１インダクタンスＬ１、第２インダクタンスＬ２等を用いることができる。制御定数としては、例えば、第１電流指令値ｄｃ１＊、第２電流指令値ｄｃ２＊等を用いることができる。

第１従制御装置１１０は、第１インバータ５０に第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１を出力することにより、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４を制御する。例えば、第１従制御装置１１０は、第１インバータ５０から取得した第１トランス電流ＩＬ１の絶対値と、閾値演算装置１７０から取得した第１電流閾値Ｉｌｉｍ１との比較に基づいて第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１を作成する。また、例えば、第１従制御装置１１０は、主制御装置１００から入力される第１シャットダウン信号ＳＤ１に基づいて、第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１を作成する。

第２従制御装置１２０は、第２インバータ６０に第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２を出力することにより、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８を制御する。例えば、第２従制御装置１２０は、第２インバータ６０から取得した第２トランス電流ＩＬ２の絶対値と、閾値演算装置１７０から取得した第２電流閾値Ｉｌｉｍ２との比較に基づいて第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２を作成する。また、例えば、第２従制御装置１２０は、主制御装置１００から入力される第２シャットダウン信号ＳＤ２に基づいて、第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２を作成する。

主制御装置１００は、第１従制御装置１１０から、第１インバータ５０の故障検出結果を示す第１故障検出信号ＦＴ１を受信する。また、主制御装置１００は、第２従制御装置１２０から、第２インバータ６０の故障検出結果を示す第２故障検出信号ＦＴ２を受信する。主制御装置１００は、第１故障検出信号ＦＴ１および第２故障検出信号ＦＴ２に基づいて、第１シャットダウン信号ＳＤ１および第２シャットダウン信号ＳＤ２を作成する。

図３に、制御部によって実行される処理のフローチャートを示す。図３に示す処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１００では、第１電流閾値Ｉｌｉｍ１および第２電流閾値Ｉｌｉｍ２が設定される。第１電流閾値Ｉｌｉｍ１および第２電流閾値Ｉｌｉｍ２は、閾値演算装置１７０に予め記憶されていてもよいし、所定のパラメータの入力に基づいて、閾値演算装置１７０によって算出されてもよい。ステップＳ１００において設定された第１電流閾値Ｉｌｉｍ１は、第１従制御装置１１０に送信され、第２電流閾値Ｉｌｉｍ２は、第２従制御装置１２０に送信される。

ステップＳ１００においては、例えば、図４に示すフローチャートに従って、第１電流閾値Ｉｌｉｍ１および第２電流閾値Ｉｌｉｍ２が算出されてもよい。まず、ステップＳ２０１では、回路定数や、制御定数等に基づいて、第１トランス電流ＩＬ１の最大値であるＩＬ１（ｍａｘ）と、第２トランス電流ＩＬ２の最大値であるＩＬ２（ｍａｘ）とを算出する。その後、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、下記式（１）および（２）に基づいて、第１電流閾値Ｉｌｉｍ１および第２電流閾値Ｉｌｉｍ２を算出する。なお、Ａｍ１、Ｂｍ１は、第１インバータ５０における電流マージンであり、Ａｍ２、Ｂｍ２は、第２インバータ６０における電流マージンである。例えば、Ａｍ１＞１、Ｂｍ１＞０、Ａｍ２＞１、Ｂｍ２＞０を満たす所定の数値に設定することができる。

Ｉｌｉｍ１＝Ａｍ１×ＩＬ１（ｍａｘ）＋Ｂｍ１ … （１）
Ｉｌｉｍ２＝Ａｍ２×ＩＬ２（ｍａｘ）＋Ｂｍ２ … （２）

ステップＳ１００において、第１電流閾値Ｉｌｉｍ１および第２電流閾値Ｉｌｉｍ２が設定された後、ステップＳ１０１に進む。

ステップＳ１０１では、第１トランス電流ＩＬ１の絶対値が、第１電流閾値Ｉｌｉｍ１を超えているか否かを判定する。ステップＳ１０１の処理は、第１インバータ５０の故障判定処理に相当し、第１従制御装置１１０において実行される。｜ＩＬ１｜＞Ｉｌｉｍ１である場合には、第１インバータ５０が故障していると判定することができる。｜ＩＬ１｜＞Ｉｌｉｍ１である場合には、ステップＳ１０２に進む。｜ＩＬ１｜≦Ｉｌｉｍ１である場合には、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１０２では、第１従制御装置１１０は、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４を停止するための第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１を出力する。ステップＳ１０１，Ｓ１０２に示すように、｜ＩＬ１｜＞Ｉｌｉｍ１である場合には、第１インバータ５０が故障していると判定され、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４をオフにして接続を停止する制御が実行される。その後、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、第１従制御装置１１０から主制御装置１００に、第１インバータ５０の故障を示す第１故障検出信号ＦＴ１が送信される。その後、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、主制御装置１００から第２従制御装置１２０に、第２インバータ６０の停止を指示する第２シャットダウン信号ＳＤ２が送信される。ステップＳ１０３，Ｓ１０４に示すように、主制御装置１００は、第１インバータ５０の故障を示す第１故障検出信号ＦＴ１を受信した場合に、第２シャットダウン信号ＳＤ２の送信を実行する。その後、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、第２従制御装置１２０は、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８を停止するための第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２を出力する。これにより、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８をオフにして接続を停止する制御が実行される。ステップＳ１０１～Ｓ１０５に示すように、第１インバータ５０の故障判定があった場合には、まず、第１インバータ５０の停止制御が実行され、その後、第２インバータ６０の停止制御が実行される。その後、処理を終了する。

一方、ステップＳ１１１では、第２トランス電流ＩＬ２の絶対値が、第２電流閾値Ｉｌｉｍ２を超えているか否かを判定する。ステップＳ１１１の処理は、第２インバータ６０の故障判定処理に相当し、第２従制御装置１２０において実行される。｜ＩＬ２｜＞Ｉｌｉｍ２である場合には、第２インバータ６０が故障していると判定することができる。｜ＩＬ２｜＞Ｉｌｉｍ２である場合には、ステップＳ１１２に進む。｜ＩＬ２｜≦Ｉｌｉｍ２である場合には、処理を終了する。

ステップＳ１１２では、第２従制御装置１２０は、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８を停止するための第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２を出力する。ステップＳ１１１，Ｓ１１２に示すように、｜ＩＬ２｜＞Ｉｌｉｍ２である場合には、第２インバータ６０が故障していると判定され、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８をオフにして接続を停止する制御が実行される。その後、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３では、第２従制御装置１２０から主制御装置１００に、第２インバータ６０の故障を示す第２故障検出信号ＦＴ２が送信される。その後、ステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４では、主制御装置１００から第１従制御装置１１０に、第１インバータ５０の停止を指示する第１シャットダウン信号ＳＤ１が送信される。ステップＳ１１３，Ｓ１１４に示すように、主制御装置１００は、第２インバータ６０の故障を示す第２故障検出信号ＦＴ２を受信した場合に、第１シャットダウン信号ＳＤ１の送信を実行する。その後、ステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１１５では、第１従制御装置１１０は、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４を停止するための第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１を出力する。これにより、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４をオフにして接続を停止する制御が実行される。第ステップＳ１０１，Ｓ１１１～Ｓ１１５に示すように、第１インバータ５０において故障判定がなく、第２インバータ６０の故障判定があった場合には、まず、第２インバータ６０の停止制御が実行され、その後、第１インバータ５０の停止制御が実行される。その後、処理を終了する。なお、ステップＳ１１１～Ｓ１１５に示す処理は、第１トランス電流の絶対値｜ＩＬ１｜が十分に低く、ステップＳ１０１において否定判定された場合に実行される処理である。このため、第１インバータの第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４はオン状態のままで、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８が先にオフ状態に制御されても、通信遅延により過電流が発生することを、ある程度は抑制できる。

図１～４に示すように、電力変換装置１４０によれば、入力側電流センサの検出値としての第１トランス電流ＩＬ１または出力側電流センサの検出値としての第２トランス電流ＩＬ２に基づいて、第１インバータ５０または第２インバータ６０における異常の発生を検出した場合に、入力側電力変換回路に相当する第１インバータ５０と、出力側電力変換回路に相当する第２インバータ６０とを所定の優先順位に基づいて停止させることができる。所定の優先順位は、例えば、電力変換回路の異常状態の悪化を抑制するように設定された優先順位である。

より具体的には、電力変換装置１４０の制御部は、第１インバータ５０を、第２インバータ６０よりも優先的に停止するように構成されていることが好ましい。入力側電力変換回路に相当する第１インバータ５０を停止させると、出力側電力変換回路に相当する第２インバータ６０電力が流れ込まなくなるため、マイコン間の通信遅延により第２インバータ６０の停止が遅れても、過電流が発生することを抑制できる。その結果、過電流により電力変換装置を構成する機器が破損する等により、電力変換回路の異常状態が悪化することを抑制できる。

例えば、ステップＳ１０１に示す第１インバータ５０の故障判定を、ステップＳ１１１に示す第２インバータ６０の故障判定よりも優先的に実行することにより、第１インバータ５０を、第２インバータ６０よりも優先的に停止するように構成してもよい。第１、第２インバータ５０，６０の双方が故障状態となった場合には、第１インバータ５０の故障判定が優先的に実行されて、第１インバータ５０の停止制御を先に実行することができる。

また、例えば、上記式（１）、（２）に示す電流マージンＡｍ１、Ｂｍ１、Ａｍ２，Ｂｍ２を、第１インバータ５０を第２インバータ６０よりも優先的に停止するように調整してもよい。具体的には、下記式（３）に示すように、入力側電流閾値に相当する第１電流閾値Ｉｌｉｍ１は、出力側電流閾値に相当する第２電流閾値Ｉｌｉｍ２と、第１コイル８１の巻数Ｎ１に対する第２コイル８２の巻数Ｎ２の比である巻数比（Ｎ２／Ｎ１）との積以下の値に設定する。これにより、入力側電力変換回路に相当する第１インバータ５０を出力側電力変換回路に相当する第２インバータ６０よりも優先的に停止させることができる。下記式（３）の左辺を右辺に対して小さく設定するほど、より確実に、第１インバータ５０を第２インバータ６０に優先させて停止できる。例えば、ステップＳ１０１に示す第１インバータ５０の故障判定を、ステップＳ１１１に示す第２インバータ６０の故障判定よりも優先的に実行しなくても、第１インバータ５０を第２インバータ６０に優先させて停止させることが可能となる。

Ｉｌｉｍ１≦（Ｎ２／Ｎ１）×Ｉｌｉｍ２ … （３）

また、第１電流閾値Ｉｌｉｍ１および第２電流閾値Ｉｌｉｍ２は、回路定数と、制御定数との少なくともいずれか一方に基づいて推定される第１、第２トランス電流ＩＬ１、ＩＬ２の推定値に基づいて、上記式（１）、（２）から算出されることが好ましい。トランス電流を推定することにより、電力変換装置１４０の動作状態に影響されることなく、第１インバータ５０を第２インバータ６０よりも優先的に停止可能な第１、第２電流閾値Ｉｌｉｍ、Ｉｌｉｍ２を設定できる。すなわち、上記式（１）～（３）に基づいて、第１、第２電流閾値Ｉｌｉｍ１，Ｉｌｉｍ２を設定することにより、電力変換装置１４０の動作状態に影響されることなく、より確実に、第１インバータ５０を、第２インバータ６０よりも優先的に停止するように設定できる。

入力側電力変換回路を、出力側電力変換回路よりも優先的に停止することにより得られる効果について、図５～８を用いて説明する。図５～８は、電力変換装置１４０に示す電力変換回路に係るパラメータのタイムチャートを例示するものである。図５～８における縦軸は、上から順に、第１トランス電圧Ｖｔ１、第２トランス電圧Ｖｔ２、第１トランス電流ＩＬ１、第２トランス電流ＩＬ２、第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１、第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２を示しており、横軸は、経過時間を示している。

図５，６は、制御部を構成する４つのマイコン間の通信遅延が殆ど無い場合を示しており、図７，８は、マイコン間の通信遅延がある場合を示している。また、図５，７は、出力側電流センサの検出値に基づいて、停止制御を実行した場合を示しており、図６，７は、入力側電流センサの検出値に基づいて、停止制御を実行した場合を示している。

図５は、時刻ｔ１において、電力変換装置１４０の第２インバータ６０側に故障が検出された場合を示している。具体的には、時刻ｔ１以前においては、第１トランス電流ＩＬ１が経時的に上昇するとともに、第２トランス電流ＩＬ２が経時的に下降する。時刻ｔ１において、第２トランス電流ＩＬ２が、ＩＬ２＜－Ｉｌｉｍ２まで下降すると、ステップＳ１１１に示すように、｜ＩＬ２｜＞Ｉｌｉｍ２と判定され、第２インバータ６０が故障していると判定される。その結果、ステップＳ１１２～Ｓ１１５に示す処理が順次進行する。

具体的には、時刻ｔ１において、第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２が出力されて第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８を停止する制御が実行された後、第２従制御装置１２０から主制御装置１００への第２故障検出信号ＦＴ２の送信、主制御装置１００から第１従制御装置１１０への第１シャットダウン信号ＳＤ１の送信が実行される。主制御装置１００、第１従制御装置１１０、第２従制御装置１２０の間に通信遅延は殆ど無いため、時刻ｔ１に殆ど遅れることなく、第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１が送信されて、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４を停止する制御が実行される。時刻ｔ１において、ほぼ同時に第１、第２ダイオード整流信号ＤＲＳ１、ＤＲＳ２の出力が実行されるため、第１～第８スイッチＱ１～Ｑ８をほぼ同時に停止制御することができる。時刻ｔ１において、第１トランス電流ＩＬ１は下降に転じ、第２トランス電流ＩＬ２は上昇に転じて、時刻ｔ１以降は、それぞれ零に収束する。

図６は、時刻ｔ１において、電力変換装置１４０の第１インバータ５０側に故障が検出された場合を示している。具体的には、時刻ｔ１以前においては、第１トランス電流ＩＬ１が経時的に上昇するとともに、第２トランス電流ＩＬ２が経時的に下降する。時刻ｔ１において、第１トランス電流ＩＬ１が、ＩＬ１＞Ｉｌｉｍ１まで上昇すると、ステップＳ１０１に示すように、｜ＩＬ１｜＞Ｉｌｉｍ１と判定され、第１インバータ５０が故障していると判定される。その結果、ステップＳ１０２～Ｓ１０５に示す処理が順次進行する。

具体的には、時刻ｔ１において、第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１が出力されて第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４を停止する制御が実行された後、第１従制御装置１１０から主制御装置１００への第１故障検出信号ＦＴ１の送信、主制御装置１００から第２従制御装置１２０への第２シャットダウン信号ＳＤ２の送信が実行される。主制御装置１００、第１従制御装置１１０、第２従制御装置１２０の間に通信遅延は殆ど無いため、時刻ｔ１に殆ど遅れることなく、第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２が送信されて、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８を停止する制御が実行される。時刻ｔ１において、ほぼ同時に第１、第２ダイオード整流信号ＤＲＳ１、ＤＲＳ２の出力が実行されるため、第１～第８スイッチＱ１～Ｑ８をほぼ同時に停止制御することができる。時刻ｔ１において、第１トランス電流ＩＬ１は下降に転じ、第２トランス電流ＩＬ２は上昇に転じて、時刻ｔ１以降は、それぞれ零に収束する。

図７は、図５と同様に、時刻ｔ１において、電力変換装置１４０の第２インバータ６０側に故障が検出された場合を示している。図５と同様に、時刻ｔ１において、ＩＬ２＜－Ｉｌｉｍ２まで下降すると、第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２が出力されて第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８を停止する制御が実行された後、第２従制御装置１２０から主制御装置１００への第２故障検出信号ＦＴ２の送信、主制御装置１００から第１従制御装置１１０への第１シャットダウン信号ＳＤ１の送信が実行される。図７の場合には、主制御装置１００、第１従制御装置１１０、第２従制御装置１２０の間に通信遅延があるため、時刻ｔ１よりも遅延時間Ｔｄだけ遅い時刻ｔ２において、第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１が送信される。

図７に示すように、遅延時間Ｔｄの間に、第２トランス電流ＩＬ２はさらに下降し、第１トランス電流ＩＬ１はさらに上昇する。時刻ｔ２において、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４を停止する制御が実行されることにより、第１トランス電流ＩＬ１は下降に転じ、第２トランス電流ＩＬ２は上昇に転じて、時刻ｔ２以降は、それぞれ零に収束する。

遅延時間Ｔｄの間に、第２トランス電流ＩＬ２はさらに下降し、第１トランス電流ＩＬ１はさらに上昇するため、第１トランス電流ＩＬ１が高い状態（例えば｜ＩＬ１｜＞Ｉｌｉｍ１の状態）で遅延が発生すると、過電流により機器が破損することが懸念される。図３に示す電力変換処理によれば、ステップＳ１１１～Ｓ１１５に示す処理は、ステップＳ１０１において否定判定された場合に実行する。このため、図７に示すように、出力側電力変換回路を先に停止する場合にも、第１トランス電流ＩＬ１が高くなり過ぎることを抑制することができる。すなわち、マイコン間の通信遅延の影響を緩和できる。

図８は、図６と同様に、時刻ｔ１において、電力変換装置１４０の第２インバータ６０側に故障が検出された場合を示している。図６と同様に、時刻ｔ１において、第１トランス電流ＩＬ１が、ＩＬ１＞Ｉｌｉｍ１まで上昇すると、第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１が出力されて第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４を停止する制御が実行された後、第１従制御装置１１０から主制御装置１００への第１故障検出信号ＦＴ１の送信、主制御装置１００から第２従制御装置１２０への第２シャットダウン信号ＳＤ２の送信が実行される。

図８の場合には、主制御装置１００、第１従制御装置１１０、第２従制御装置１２０の間に通信遅延があるため、時刻ｔ１よりも遅延時間Ｔｄだけ遅い時刻ｔ２において、第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２が送信される。図７の場合と同様に、第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１の出力時刻と第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２の出力時刻とが遅延時間Ｔｄだけずれる一方で、図７の場合とは異なり、時刻ｔ１において、第１トランス電流ＩＬ１は下降に転じ、第２トランス電流ＩＬ２は上昇に転じて、時刻ｔ１以降は、それぞれ零に収束する。時刻ｔ１に第１インバータ５０に停止されることにより、第２インバータ６０に電力が流れ込まなくなるため、遅延時間Ｔｄの経過を待つことなく、第１、第２トランス電流ＩＬ１、ＩＬ２を収束させることができる。図８に示すように、入力側電力変換回路を、出力側電力変換回路よりも優先的に停止するように構成することにより、マイコン間の通信遅延の影響を解消できる。このため、図８に示すように第１インバータ５０を先に停止させる場合には、図７に示すように第２インバータ６０を先に停止する場合よりも、速やかにダイオード整流モードに移行することができる。

（変形例）
図９に示す電力変換装置１５０は、第１トランス電流センサ９７および第２トランス電流センサ９８に代えて、第１電流センサ９４および第２電流センサ９５を備える点において、図１に示す電力変換装置１４０と相違している。図９に示すその他の構成は、図１と同様であるため、説明を省略する。

第１電流センサ９４は、第１高電位側端子ＣＨ１に流れる電流である第１電流Ｉｄｃ１を検出し、第２電流センサ９５は、第２高電位側端子ＣＨ２に流れる電流である第２電流Ｉｄｃ２を検出する。電力変換装置１５０では、入力側電流センサとして第１電流センサ９４が用いられ、出力側電流センサとして第２電流センサ９５が用いられる。なお、本実施形態では、第１インバータ５０から第１蓄電池１０の正極端子へと向かう方向に第１高電位側端子ＣＨ１に流れる第１電流Ｉｄｃ１の符号を正と定義し、第２インバータ６０から第２蓄電池２０へと向かう方向に第２高電位側端子ＣＨ２に流れる第２電流Ｉｄｃ２の符号を正と定義する。

電力変換装置１５０の制御部は、第１実施形態において、第１トランス電流センサ９７および第２トランス電流センサ９８により検出される第１トランス電流ＩＬ１および第２トランス電流ＩＬ２に代えて、第１電流Ｉｄｃ１および第２電流Ｉｄｃ２を用いることにより、電力変換装置１４０と同様の制御を実行可能に構成されている。すなわち、電力変換装置１５０によれば、入力側電流センサとして第１電流センサ９４を用い、出力側電流センサとして第２電流センサ９５を用いることにより、図２～４に示す電力変換装置１４０と同様の処理を実行でき、入力側電流センサの検出値または出力側電流センサの検出値に基づいて、電力変換回路における異常の発生を検出した場合に、入力側電力変換回路と、出力側電力変換回路とを所定の優先順位に基づいて停止させることができる。

なお、電力変換装置１５０では、第１トランス電流センサ９７および第２トランス電流センサ９８に代えて、第１電流センサ９４および第２電流センサ９５を備えるように構成されているが、これら全てを備える電力変換装置として構成されていてもよい。この場合、入力側電流センサとしては、第１電流センサ９４と第１トランス電流センサ９７とのいずれか一方を用いてもよいし、双方を用いてもよい。同様に、出力側電流センサとしては、第２電流センサ９５と第２トランス電流センサ９８とのいずれか一方を用いてもよいし、双方を用いてもよい。

（第２実施形態）
図１０に示す電力変換装置２４０は、ハーフブリッジ回路である点において、フルブリッジ回路である図１、９に示す電力変換装置１４０，１５０と相違している。具体的には、電力変換装置２４０では、第１インバータ５０は、直列に接続された第１、第２スイッチＱ１、Ｑ２を備える一方で、図１に示す第３、第４スイッチＱ３，Ｑ４を備えていない。また、第２インバータ５０は、直列に接続された第５、第６スイッチＱ５、Ｑ６を備える一方で、図１に示す第７、第８スイッチＱ７，Ｑ８を備えていない。また、電力変換装置２４０は、入力側電流センサとして、第１電流センサ９４と第１トランス電流センサ９７との双方を備え、出力側電流センサとして、第２電流センサ９５と第２トランス電流センサ９８との双方を備えている。電力変換装置２４０は、第１コンデンサ５１に代えて、直列に接続された第１コンデンサ５２，５３を備え、第１コンデンサ５２，５３の間に第１コイル８１の第２端が接続されている。電力変換装置２４０は、第２コンデンサ６１に代えて、直列に接続された第２コンデンサ６２，６３を備え、第２コンデンサ６２，６３の間に第２コイル８２の第２端が接続されている。

制御部は、主制御装置２００と、第１従制御装置２１０と、第２従制御装置２２０と、閾値演算装置２７０とを備え、第１、第２、第５、第６スイッチＱ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６をオンオフする。第１インバータ５０または第２インバータ６０がハーフブリッジ回路によって構成される電力変換装置２４０では、第１、第２ダイオード整流信号ＤＲＳ１，ＤＲＳ２により制御されるスイッチＱ１等の個数が減少しているのみである。このため、第１実施形態において説明した電力変換装置１４０の制御部における処理を同様に実施でき、同様に、過電流を抑制する効果を得ることができる。

（第３実施形態）
図１１に示す電力変換装置３４０は、３ポートの電力変換装置である点において、２ポートの電力変換装置である、図１、９に示す電力変換装置１４０，１５０と相違している。図１１に示すように、電力変換装置３４０は、第３インバータを備えている。なお、図１１において、先の図１等に示した構成と同一の構成については、同一の符号を付している。

第３インバータ７０は、第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２と、第３コンデンサ７１とを備えている。本実施形態において、第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第９スイッチＱ９及び第１１スイッチＱ１１のドレインには、電力変換装置１４０の第３高電位側端子ＣＨ３が接続されている。第９スイッチＱ９のソースには、第１０スイッチＱ１０のドレインが接続され、第１１スイッチＱ１１のソースには、第１２スイッチＱ１２のドレインが接続されている。第１０スイッチＱ１０及び第１２スイッチＱ１２のソースには、電力変換装置１４０の第３低電位側端子ＣＬ３が接続されている。第３高電位側端子ＣＨ３には、第３コンデンサ７１の第１端と、抵抗性負荷３０の第１端とが接続され、第３低電位側端子ＣＬ３には、第３コンデンサ７１の第２端と、抵抗性負荷３０の第２端とが接続されている。

抵抗性負荷３０は、第３高電位側端子ＣＨ３と第３低電位側端子ＣＬ３とを電気的に接続する抵抗体を有している。抵抗性負荷３０は、例えば、その抵抗体への通電による発熱を利用するヒータである。なお、抵抗性負荷３０は、ヒータに限らない。また、第３高電位側端子ＣＨ３と第３低電位側端子ＣＬ３に接続される機器は、抵抗性負荷に限らず、例えば蓄電池であってもよい。

トランス８０は、第３コイル８３を有している。第３コイル８３の第１端には、第９スイッチＱ９のソース及び第１０スイッチＱ１０のドレインが接続され、第３コイル８３の第２端には、第１１スイッチＱ１１のソース及び第１２スイッチＱ１２のドレインが接続されている。

第１コイル８１、第２コイル８２及び第３コイル８３は、例えばトランス８０が備えるコアを介して、互いに磁気結合する。第１コイル８１の第２端に対する第１端の電位が高くなる場合、第２コイル８２及び第３コイル８３それぞれには、その第２端よりも第１端の電位が高くなるような誘起電圧が発生する。一方、第１コイル８１の第１端に対する第２端の電位が高くなる場合、第２コイル８２及び第３コイル８３それぞれには、その第１端よりも第２端の電位が高くなるような誘起電圧が発生する。

電力変換装置３４０は、第３電圧センサ９３、第３電流センサ９６及び第３トランス電流センサ９９を備えている。第３電圧センサ９３は、第３コンデンサ７１の端子電圧である第３電圧Ｖ３ｒを検出する。第３電流センサ９６は、第３高電位側端子ＣＨ３を流れる電流である第３電流Ｉ３ｒを検出する。本実施形態では、第３インバータ７０から抵抗性負荷３０へと向かう方向に第３高電位側端子ＣＨ３に流れる第３電流Ｉｄｃ３の符号を正と定義する。

第３トランス電流センサ９９は、第３コイル８３に流れる電流である第３トランス電流ＩＬ３を検出する。本実施形態では、第３コイル８３の第１端から第２端へと向かう方向に第３コイル８３に流れる第３トランス電流ＩＬ３の符号を正と定義する。

第３電圧センサ９３、第３電流センサ９６及び第３トランス電流センサ９９の検出値は、電力変換装置３４０が備える制御部に入力される。制御部は、主制御装置３００と、第１従制御装置３１０と、第２従制御装置３２０と、第３従制御装置（Ｓ３：Ｓｌａｖｅ３）３３０と、閾値演算装置３７０とを備え、第１～第１２スイッチＱ１～Ｑ１２をオンオフする。

図１２に示すように、閾値演算装置３７０は、回路定数や制御定数等に基づいて、第１電流閾値Ｉｌｉｍ１、第２電流閾値Ｉｌｉｍ２、および第３電流閾値Ｉｌｉｍ３を算出し、それぞれ、第１従制御装置３１０、第２従制御装置３２０、および第３従制御装置３３０に出力する。回路定数としては、例えば、第１電圧Ｖｄｃ１、第２電圧Ｖｄｃ２、第３電圧Ｖｄｃ３、第１トランス巻数Ｎ１、第２トランス巻数Ｎ２、第３トランス巻数Ｎ３、第１インダクタンスＬ１、第２インダクタンスＬ２、第３インダクタンスＬ３等を用いることができる。制御定数としては、例えば、第１電流指令値ｄｃ１＊、第２電流指令値ｄｃ２＊、第３電流指令値ｄｃ３＊等を用いることができる。

第１実施形態と同様に、第１従制御装置３１０は、第１インバータ５０に第１ダイオード整流信号ＤＲＳ１を出力することにより、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４を制御する。また、第２従制御装置１２０は、第２インバータ６０に第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２を出力することにより、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８を制御する。

第３従制御装置３３０は、第１従制御装置３１０等と同様に、第３インバータ７０に第３ダイオード整流信号ＤＲＳ３を出力することにより、第３インバータ７０の第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２を制御する。例えば、第３従制御装置３３０は、第３インバータ７０から取得した第３トランス電流ＩＬ３の絶対値と、閾値演算装置３７０から取得した第３電流閾値Ｉｌｉｍ３との比較に基づいて第３ダイオード整流信号ＤＲＳ３を作成する。また、例えば、第３従制御装置３３０は、主制御装置３００から入力される第３シャットダウン信号ＳＤ３に基づいて、第３ダイオード整流信号ＤＲＳ３を作成する。

第１実施形態と同様に、主制御装置３００は、第１～第３従制御装置３１０、３２０、３３０から、それぞれ、第１～第３インバータ５０、６０，７０の故障検出結果を示す第１～第３故障検出信号ＦＴ１～ＦＴ３を受信する。また、主制御装置３００は、第１～第３故障検出信号ＦＴ１～ＦＴ３に基づいて、第１～第３シャットダウン信号ＳＤ１～ＳＤ３を作成する。

図１３に、制御部によって実行される処理のフローチャートを示す。図１３に示す処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ３００では、第１～第３電流閾値Ｉｌｉｍ１～Ｉｌｉｍ３が設定される。第１実施形態と同様に、第１～第３電流閾値Ｉｌｉｍ１～Ｉｌｉｍ３は、閾値演算装置３７０に予め記憶されていてもよいし、所定のパラメータの入力に基づいて、閾値演算装置３７０によって算出されてもよい。ステップＳ３００において設定された第１～第３電流閾値Ｉｌｉｍ１～Ｉｌｉｍ３は、それぞれ、第１～第３従制御装置３１０、３２０、３３０に送信される。

ステップＳ３００においては、例えば、図１４に示すフローチャートに従って、第１～第３電流閾値Ｉｌｉｍ１～Ｉｌｉｍ３が算出されてもよい。まず、ステップＳ４０１では、回路定数や、制御定数等に基づいて、第１～第３トランス電流ＩＬ１～ＩＬ３の最大値であるＩＬ１（ｍａｘ）、ＩＬ２（ｍａｘ）、ＩＬ３（ｍａｘ）を算出する。その後、ステップＳ４０２に進む。

ステップＳ４０２では、上記式（１）、（２）および下記式（４）に基づいて、第１～第３電流閾値Ｉｌｉｍ１～Ｉｌｉｍ３を算出する。なお、Ａｍ３、Ｂｍ３は、第３インバータ７０における電流マージンであり、第１実施形態において説明したＡｍ１，Ｂｍ１等と同様に、例えば、Ａｍ３＞１、Ｂｍ３＞０を満たす所定の数値に設定することができる。

Ｉｌｉｍ３＝Ａｍ３×ＩＬ３（ｍａｘ）＋Ｂｍ３ … （４）

また、第１インバータ５０を、第２インバータ６０および第３インバータ７０よりも優先的に停止させるように、各電流マージンが設定されることが好ましい。

ステップＳ３００において、第１～第３電流閾値Ｉｌｉｍ１～Ｉｌｉｍ３が設定された後、ステップＳ３０１に進む。ステップＳ３０１～Ｓ３０３の処理は、第１実施形態に係る図３に示すステップＳ１０１～Ｓ１０３と同様であるため、説明を省略する。
ステップＳ３０１，Ｓ３０２に示すように、｜ＩＬ１｜＞Ｉｌｉｍ１である場合には、第１インバータ５０が故障していると判定され、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４をオフにして接続を停止する制御が実行される。その後、ステップＳ３０３では、第１従制御装置３１０から主制御装置３００に、第１インバータ５０の故障を示す第１故障検出信号ＦＴ１が送信され、ステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４では、主制御装置３００から、第２従制御装置３２０に第２インバータ６０の停止を指示する第２シャットダウン信号ＳＤ２が送信され、第３従制御装置３３０に第３インバータ７０の停止を指示する第３シャットダウン信号ＳＤ３が送信される。ステップＳ３０３，Ｓ３０４に示すように、主制御装置３００は、第１インバータ５０の故障を示す第１故障検出信号ＦＴ１を受信した場合に、第２、第３シャットダウン信号ＳＤ２、ＳＤ３の送信を実行する。その後、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、第２従制御装置３２０は、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８を停止するための第２ダイオード整流信号ＤＲＳ２を出力する。また、第３従制御装置３３０は、第３インバータ７０の第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２を停止するための第３ダイオード整流信号ＤＲＳ３を出力する。これにより、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８をオフにして接続を停止する制御と、第３インバータ７０の第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２をオフにして接続を停止する制御との双方が実行される。ステップＳ３０１～Ｓ３０５に示すように、第１インバータ５０の故障判定があった場合には、まず、第１インバータ５０の停止制御が実行され、その後、第２、第３インバータ６０、７０の停止制御が実行される。その後、処理を終了する。

一方、ステップＳ３１１～ステップＳ３１５に示すように、第２インバータ６０の故障判定があった場合には、まず、第２インバータ６０の停止制御が実行され、その後、第１、第３インバータ５０、７０の停止制御が実行される。

ステップＳ３１１では、第２トランス電流ＩＬ２の絶対値が、第２電流閾値Ｉｌｉｍ２を超えているか否かを判定する。｜ＩＬ２｜＞Ｉｌｉｍ２である場合には、ステップＳ１１２に進む。｜ＩＬ２｜≦Ｉｌｉｍ２である場合には、ステップＳ３２１に進む。ステップＳ３１２、Ｓ３１３の処理は、第１実施形態に係る図３に示すステップＳ１１２、Ｓ１１３の処理と同様であるため、説明を省略する。

その後、ステップＳ３１４では、主制御装置３００から、第１、第３従制御装置３１０，３３０に、それぞれ、第１、第３インバータ５０、７０の停止を指示する第１、第３シャットダウン信号ＳＤ１，ＳＤ３が送信される。

ステップＳ３１５では、第１、第３従制御装置３１０，３３０は、それぞれ、第１、第３インバータ５０，７０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４、第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２を停止するための第１、第３ダイオード整流信号ＤＲＳ１，ＤＲＳ３を出力する。これにより、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４をオフにして接続を停止する制御と、第３インバータ７０の第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２をオフにして接続を停止する制御との双方が実行される。

また、ステップＳ３２１～ステップＳ３２５に示すように、第３インバータ７０の故障判定があった場合には、まず、第３インバータ７０の停止制御が実行され、その後、第１、第２インバータ５０、６０の停止制御が実行される。

ステップＳ３２１では、第３トランス電流ＩＬ３の絶対値が、第３電流閾値Ｉｌｉｍ３を超えているか否かを判定する。ステップＳ３２１の処理は、第３インバータ７０の故障判定処理に相当し、第３従制御装置３３０において実行される。｜ＩＬ３｜＞Ｉｌｉｍ３である場合には、第３インバータ７０が故障していると判定することができる。｜ＩＬ３｜＞Ｉｌｉｍ３である場合には、ステップＳ３２２に進む。｜ＩＬ３｜≦Ｉｌｉｍ３である場合には、処理を終了する。

ステップＳ３２２では、第３従制御装置３３０は、第３インバータ７０の第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２を停止するための第３ダイオード整流信号ＤＲＳ３を出力する。ステップＳ３２１，Ｓ３２２に示すように、｜ＩＬ３｜＞Ｉｌｉｍ３である場合には、第３インバータ７０が故障していると判定され、第３インバータ７０の第９～第１２スイッチＱ９～Ｑ１２をオフにして接続を停止する制御が実行される。その後、ステップＳ３２３に進む。

ステップＳ３２３では、第３従制御装置３３０から主制御装置３００に、第３インバータ７０の故障を示す第３故障検出信号ＦＴ３が送信される。その後、ステップＳ３２４に進む。

ステップＳ３２４では、主制御装置３００から、第１、第２従制御装置３１０，３２０に、それぞれ、第１、第２インバータ５０、６０の停止を指示する第１、第２シャットダウン信号ＳＤ１，ＳＤ２が送信される。

ステップＳ３２５では、第１、第２従制御装置３１０，３２０は、それぞれ、第１、第２インバータ５０，６０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４、第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８を停止するための第１、第２ダイオード整流信号ＤＲＳ１，ＤＲＳ２を出力する。これにより、第１インバータ５０の第１～第４スイッチＱ１～Ｑ４をオフにして接続を停止する制御と、第２インバータ６０の第５～第８スイッチＱ５～Ｑ８をオフにして接続を停止する制御との双方が実行される。その後、処理を終了する。

図１１～１４に示すように、電力変換装置３４０によれば、入力側電流センサの検出値としての第１トランス電流ＩＬ１、または、出力側電流センサの検出値としての第２、第３トランス電流ＩＬ２、ＩＬ３に基づいて、電力変換回路における異常の発生を検出した場合に、入力側電力変換回路に相当する第１インバータ５０と、出力側電力変換回路に相当する第２、第３インバータ６０，７０とを、所定の優先順位に基づいて停止させることができる。また、第１実施形態と同様に、第１インバータ５０を、第２、第３インバータ６０，７０よりも優先的に停止するように構成することができ、マイコン間の通信遅延により出力側電力変換回路の停止が遅れても、過電流が発生することを抑制できる。

また、図１２～図１４に示すように、電力変換装置１４０に対して第３インバータ７０および第３従制御装置３３０が追加された場合には、追加された構成に係る同様のパラメータについて同様の処理を実行するように、電力変換処理を構成することができる。すなわち、４ポート以上の電力変換装置についても、上記の各実施形態において説明した２ポートまたは３ポートの電力変換装置における制御部の構成や電力変換処理の構成を適宜変更して用いることができる。

上記の各実施形態によれば、下記の効果を得ることができる。

電力変換装置１４０，１５０，２４０，３４０は、回路部と、制御部（例えば、とを備え、入力側端子から入力される電力を出力側端子に出力される電力に変換する。

回路部は、入力側端子（ＣＨ１，ＣＬ１）と、入力側端子と並列接続され、スイッチング素子を含む入力側電力変換回路とを含む入力側回路と、出力側端子（ＣＨ２，ＣＬ２，ＣＨ３，ＣＬ３）と、出力側端子と並列接続され、スイッチング素子を含む出力側電力変換回路とを含む出力側回路と、入力側端子と、出力側端子との間を絶縁するトランス８０と、を備える。

制御部は、入力側電力変換回路のスイッチング素子を制御する入力側制御装置と、出力側電力変換回路のスイッチング素子を制御する出力側制御装置と、を含む制御部と、を備える。

回路部は、さらに、入力側回路の電流を検出する入力側電流センサと、出力側回路の電流を検出する出力側電流センサと、を備える。そして、制御部は、入力側電流センサの検出値または出力側電流センサの検出値に基づいて、電力変換回路における異常の発生を検出した場合に、入力側電力変換回路と、出力側電力変換回路とを所定の優先順位に基づいて停止させる。所定の優先順位は、例えば、電力変換回路の異常状態の悪化を抑制するように設定でき、これによって、複数のマイコン間での通信の不具合があった場合にも、適切に電力変換回路の停止処理を実行することができる。その結果、電力変換装置およびこれに接続する機器の故障や破損を防止できる。

所定の優先順位は、具体的には、下記のように設定してもよい。例えば、制御部は、電力変換回路における異常の発生を検出した場合に、入力側電力変換回路を、出力側電力変換回路よりも優先的に停止するように構成されていてもよい。入力側電力変換回路を停止すると出力側電力変換回路に電力が流れ込まなくなるため、マイコン間の通信遅延により出力側電力変換回路の停止が遅れても、過電流が発生することを抑制できる。その結果、過電流により電力変換装置を構成する機器が破損する等により、電力変換回路の異常状態が悪化することを抑制できる。

また、例えば、制御部は、入力側電流センサの検出値が入力側電流閾値を超えた場合に、入力側電力変換回路を停止し、出力側電流センサの検出値が出力側電流閾値を超えた場合に、出力側電力変換回路を停止するように構成されていてもよい。この場合、入力側電流閾値は、出力側電流閾値と、トランスの入力側コイル巻数に対する出力側コイルの巻数の比である巻数比との積以下の値に設定されてもよい。このように入力側電流閾値および出力側電流閾値を設定することにより、２ポートの電力変換装置において、より確実に、入力側電力変換回路を、出力側電力変換回路よりも優先的に停止させることができる。

また、入力側電流閾値および出力側電流閾値は、回路部についての回路定数と、制御部が回路部を制御する際の制御定数との少なくともいずれか一方に基づいて、トランスを流れるトランス電流を推定し、トランス電流の推定値に基づいて、入力側電力変換回路を、出力側電力変換回路よりも優先的に停止するように設定されてもよい。トランス電流を推定することにより、電力変換装置の動作状態に影響されることなく、入力側電力変換回路を、出力側電力変換回路よりも優先的に停止するように精度よく入力側電流閾値を設定できる。

上記の電力変換装置では、入力側電力変換回路および出力側電力変換回路は、フルブリッジ回路またはハーフブリッジ回路であってもよい。

また、入力側電流センサは、入力側端子から入力される入力電流を検出し、出力側電流センサは、出力側端子に出力される出力電流を検出するように構成されていてもよい。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

５０…第１インバータ、６０…第２インバータ、７０…第３インバータ、８０…トランス、９４…第１電流センサ、９５…第２電流センサ、９６…第３電流センサ、９７…第１トランス電流センサ、９８…第２トランス電流センサ、９９…第３トランス電流センサ、 １００，２００，３００…主制御装置、１１０，２１０，３１０…第１従制御装置、１２０，２２０，３２０…第２従制御装置、１４０，１５０，２４０，３４０…電力変換装置

Claims (6)

1. 入力側端子（ＣＨ１，ＣＬ１）と、前記入力側端子と並列接続され、スイッチング素子を含む入力側電力変換回路（５０）とを含む入力側回路と、
   出力側端子（ＣＨ２，ＣＬ２，ＣＨ３，ＣＬ３）と、前記出力側端子と並列接続され、スイッチング素子を含む出力側電力変換回路（６０，７０）とを含む出力側回路と、
   前記入力側端子と、前記出力側端子との間を絶縁するトランス（８０）と、を備える回路部と、
   前記入力側電力変換回路のスイッチング素子を制御する入力側制御装置（１１０，２１０，３１０）と、前記出力側電力変換回路のスイッチング素子を制御する出力側制御装置（１２０，２２０，３２０）と、を含む制御部と、を備え、前記入力側端子から入力される電力を前記出力側端子に出力される電力に変換する電力変換装置（１４０，１５０，２４０，３４０）であって、
   前記回路部は、前記入力側回路の電流を検出する入力側電流センサ（９４，９７）と、前記出力側回路の電流を検出する出力側電流センサ（９５，９６，９８，９９）と、を備え、
   前記制御部は、
   前記入力側電流センサの検出値または前記出力側電流センサの検出値に基づいて、前記電力変換回路における異常の発生を検出した場合に、前記入力側電力変換回路と、前記出力側電力変換回路とを所定の優先順位に基づいて停止させ、
   前記入力側電流センサの検出値が入力側電流閾値を超えた場合に、前記入力側電力変換回路を停止し、前記出力側電流センサの検出値が出力側電流閾値を超えた場合に、前記出力側電力変換回路を停止し、
   前記入力側電流閾値は、前記出力側電流閾値と、前記トランスの入力側コイル巻数に対する出力側コイルの巻数の比である巻数比との積以下の値に設定される電力変換装置。
2. 前記制御部は、前記電力変換回路における異常の発生を検出した場合に、前記入力側電力変換回路を、前記出力側電力変換回路よりも優先的に停止する請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記入力側電流閾値および前記出力側電流閾値は、前記回路部についての回路定数と、前記制御部が前記回路部を制御する際の制御定数との少なくともいずれか一方に基づいて、前記トランスを流れるトランス電流を推定し、前記トランス電流の推定値に基づいて、前記入力側電力変換回路を、前記出力側電力変換回路よりも優先的に停止するように設定される請求項１または２に記載の電力変換装置。
4. 入力側端子（ＣＨ１，ＣＬ１）と、前記入力側端子と並列接続され、スイッチング素子を含む入力側電力変換回路（５０）とを含む入力側回路と、
   出力側端子（ＣＨ２，ＣＬ２，ＣＨ３，ＣＬ３）と、前記出力側端子と並列接続され、スイッチング素子を含む出力側電力変換回路（６０，７０）とを含む出力側回路と、
   前記入力側端子と、前記出力側端子との間を絶縁するトランス（８０）と、を備える回路部と、
   前記入力側電力変換回路のスイッチング素子を制御する入力側制御装置（１１０，２１０，３１０）と、前記出力側電力変換回路のスイッチング素子を制御する出力側制御装置（１２０，２２０，３２０）と、を含む制御部と、を備え、前記入力側端子から入力される電力を前記出力側端子に出力される電力に変換する電力変換装置（１４０，１５０，２４０，３４０）であって、
   前記回路部は、前記入力側回路の電流を検出する入力側電流センサ（９４，９７）と、前記出力側回路の電流を検出する出力側電流センサ（９５，９６，９８，９９）と、を備え、
   前記制御部は、
   前記入力側電流センサの検出値または前記出力側電流センサの検出値に基づいて、前記電力変換回路における異常の発生を検出した場合に、前記入力側電力変換回路と、前記出力側電力変換回路とを所定の優先順位に基づいて停止させ、
   前記入力側電流センサの検出値が入力側電流閾値を超えた場合に、前記入力側電力変換回路を停止し、前記出力側電流センサの検出値が出力側電流閾値を超えた場合に、前記出力側電力変換回路を停止し、
   前記入力側電流閾値および前記出力側電流閾値は、前記回路部についての回路定数と、前記制御部が前記回路部を制御する際の制御定数との少なくともいずれか一方に基づいて、前記トランスを流れるトランス電流を推定し、前記トランス電流の推定値に基づいて、前記入力側電力変換回路を、前記出力側電力変換回路よりも優先的に停止するように設定される電力変換装置。
5. 前記入力側電力変換回路および前記出力側電力変換回路は、フルブリッジ回路またはハーフブリッジ回路である請求項１～４のいずれかに記載の電力変換装置。
6. 前記入力側電流センサは、前記入力側端子から入力される入力電流を検出し、
   前記出力側電流センサは、前記出力側端子に出力される出力電流を検出する請求項１～５のいずれかに記載の電力変換装置。

Images