(57)【要約】【課題】バイパス給電からインバータ給電に切り替えを適切に行いつつ、構成を簡略化する。【解決手段】電源装置は、外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第１のスイッチと、供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、インバータ部の出力線と交流出力の出力線とを導通させる第２のスイッチと、バイパス給電線から交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、インバータ部で変換した交流電力を交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、第１のスイッチを導通させた状態で、第２のスイッチを導通状態にし、インバータ部の出力準備が完了した後に、第１のスイッチを非導通状態にして、インバータ部の変換を開始させる制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第１のスイッチと、
供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、
機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、前記インバータ部の出力線と前記交流出力の出力線とを導通させる第２のスイッチと、
前記バイパス給電線から前記交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、前記インバータ部で変換した交流電力を前記交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、前記第１のスイッチを導通させた状態で、前記第２のスイッチを導通状態にし、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第１のスイッチを非導通状態にして、前記インバータ部の変換を開始させる制御部と
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第１のスイッチに並列に接続され、機械的に接点を開閉する開閉スイッチである第３のスイッチを備え、
前記第１のスイッチが、半導体スイッチであり、
前記制御部は、前記バイパス給電から前記インバータ給電に切り替える際に、前記第１のスイッチを導通状態にするとともに、前記第３のスイッチを非導通状態にした状態で、前記第２のスイッチを導通状態にさせ、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第１のスイッチを非導通状態にさせて、前記インバータ部の変換を開始させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記バイパス給電から前記インバータ給電に切り替える際に、前記バイパス給電により前記第１のスイッチを導通させている状態で、前記第２のスイッチを導通状態にさせ、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第１のスイッチを非導通状態にさせて、前記インバータ部の変換を開始させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第２のスイッチを導通状態にさせる前に、前記インバータ部の動作の準備を開始させる指令を送信し、前記インバータ部の内部の出力線に前記バイパス給電線から出力された交流信号が到達したことを示す情報出力に基づいて、前記インバータ部の出力準備が完了したことを判定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記インバータ部の出力準備には、前記バイパス給電線から出力された交流電力との同期処理が含まれる
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項６】
外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第１のスイッチと、供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、前記インバータ部の出力線と前記交流出力の出力線とを導通させる第２のスイッチと、を備える電源装置を制御する制御装置であって、
前記バイパス給電線から前記交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、前記インバータ部で変換した交流電力を前記交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、前記第１のスイッチを導通させた状態で、前記第２のスイッチを導通状態にし、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第１のスイッチを非導通状態にして、前記インバータ部の変換を開始させる制御部を備える
ことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インバータ部が変換した交流電力を給電するインバータ給電と、外部から供給される交流電力を給電するバイパス給電とを切り替えて出力可能な電源装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような電源装置では、例えば、リレーなどの機械的に接点を開閉する開閉スイッチと、当該開閉スイッチに並列に接続した半導体スイッチとを用いて、インバータ給電とバイパス給電との切り替えを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−４９０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来の電源装置では、開閉スイッチを導通状態にするために時間を要するため、開閉スイッチよりも短時間で導通状態になる半導体スイッチを並列に接続して使用している。そのため、例えば、バイパス給電からインバータ給電に切り替えの際に、交流電力の出力が途切れないように、従来の電源装置では、インバータ給電用の半導体スイッチを備える必要があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、バイパス給電からインバータ給電に切り替えを適切に行いつつ、構成を簡略化することができる電源装置、及び制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第１のスイッチと、供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、前記インバータ部の出力線と前記交流出力の出力線とを導通させる第２のスイッチと、前記バイパス給電線から前記交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、前記インバータ部で変換した交流電力を前記交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、前記第１のスイッチを導通させた状態で、前記第２のスイッチを導通状態にし、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第１のスイッチを非導通状態にして、前記インバータ部の変換を開始させる制御部とを備えることを特徴とする電源装置である。
【０００７】
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記第１のスイッチに並列に接続され、機械的に接点を開閉する開閉スイッチである第３のスイッチを備え、前記第１のスイッチが、半導体スイッチであり、前記制御部は、前記バイパス給電から前記インバータ給電に切り替える際に、前記第１のスイッチを導通状態にするとともに、前記第３のスイッチを非導通状態にした状態で、前記第２のスイッチを導通状態にさせ、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第１のスイッチを非導通状態にさせて、前記インバータ部の変換を開始させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記制御部は、前記バイパス給電から前記インバータ給電に切り替える際に、前記バイパス給電により前記第１のスイッチを導通させている状態で、前記第２のスイッチを導通状態にさせ、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第１のスイッチを非導通状態にさせて、前記インバータ部の変換を開始させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記制御部は、前記第２のスイッチを導通状態にさせる前に、前記インバータ部の動作の準備を開始させる指令を送信し、前記インバータ部の内部の出力線に前記バイパス給電線から出力された交流信号が到達したことを示す情報出力に基づいて、前記インバータ部の出力準備が完了したことを判定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記インバータ部の出力準備には、前記バイパス給電線から出力された交流電力との同期処理が含まれることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第１のスイッチと、供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、前記インバータ部の出力線と、前記交流出力の出力線とを導通させる第２のスイッチと、を備える電源装置を制御する制御装置であって、前記バイパス給電線から前記交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、前記インバータ部で変換した交流電力を前記交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、前記第１のスイッチを導通させた状態で、前記第２のスイッチを導通状態にし、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第１のスイッチを非導通状態にして、前記インバータ部の変換を開始させる制御部を備えることを特徴とする制御装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、制御部が、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、バイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第１のスイッチを導通させた状態で、インバータ部の出力線と交流出力の出力線とを導通させる第２のスイッチを導通状態にさせる。そして、制御部が、インバータ部の出力準備が完了した後に、第１のスイッチを非導通状態にさせて、インバータ部の変換を開始させる。これにより、電源装置は、第２のスイッチを導通状態であることが確認できるインバータ部の出力準備が完了した後に、インバータ部の変換を開始させるため、交流電力の出力が途切れないようにしつつ、インバータ給電用の半導体スイッチを削除することができる。よって、電源装置は、バイパス給電からインバータ給電に切り替えを適切に行いつつ、構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態による電源装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】第１の実施形態によるインバータ部の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】第１の実施形態による電源装置の切り替え処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態による電源装置の切り替え処理の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】第２の実施形態による電源装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図６】第２の実施形態による電源装置の切り替え処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態による電源装置の切り替え処理の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態による電源装置及び制御装置について図面を参照して説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態による電源装置１の一例を示す機能ブロック図である。
図１に示すように、電源装置１は、制御装置１０と、開閉スイッチ１１と、半導体スイッチ１２と、出力スイッチ１３と、インバータ部２０とを備える。電源装置１は、直流電源３から供給される直流電力をインバータ部２０が変換した交流電力と、商用電源２から供給される交流電力とを切り替えて出力可能な電源装置である。ここで、商用電源２は、例えば、１００Ｖ（ボルト）の交流電源である。
【００１６】
なお、以下の説明において、商用電源２から供給された交流電力を、電源装置１の出力線に供給することをバイパス給電と呼び、インバータ部２０で変換した交流電力を電源装置１の出力線に供給することをインバータ給電と呼ぶ。また、商用電源２（外部）から交流電力が供給される電源供給線をバイパス給電線Ｌ１と呼び、電源装置１の出力線である交流出力の出力線を交流出力線Ｌ３と呼ぶ。
【００１７】
制御装置１０は、電源装置１を制御する装置であって、制御部３０を備える。制御装置１０は、例えば、インバータ部２０の動作を制御するとともに、バイパス給電とインバータ給電との切り替えを制御する。なお、制御部３０の詳細については後述する。
【００１８】
開閉スイッチ１１（第３のスイッチの一例）は、例えば、リレースイッチや開閉器などの機械的に接点を開閉するスイッチであり、バイパス給電用のスイッチである。開閉スイッチ１１は、商用電源２（外部）から交流電力が供給されるバイパス給電線Ｌ１と交流出力線Ｌ３との間に接続されている。開閉スイッチ１１は、制御部３０から供給される制御信号に基づいて、オフ状態（非導通状態）とオン状態（導通状態）とが切り替えられる。なお、開閉スイッチ１１は、機械的に接点を開閉するため、制御信号により、オフ状態又はオン状態に制御された際に、実際に制御された状態になるまでに遅延時間（タイムラグ）が生じる。
【００１９】
半導体スイッチ１２（第１のスイッチの一例）は、例えば、サイリスタやトライアック、電界効果トランジスタなどのスイッチであり、開閉スイッチ１１と並列に接続されている。すなわち、半導体スイッチ１２は、バイパス給電線Ｌ１と交流出力線Ｌ３との間に接続されており、バイパス給電線Ｌ１と交流出力線Ｌ３とを導通させるバイパス給電用のスイッチである。半導体スイッチ１２は、制御部３０から供給される制御信号に基づいて、オフ状態とオン状態とが切り替えられる。
【００２０】
なお、半導体スイッチ１２は、制御信号によって導通状態に制御された際に、開閉スイッチ１１よりも遅延時間（タイムラグ）が短いため、交流出力線Ｌ３への給電が途切れないように、開閉スイッチ１１と並列に接続されている。また、半導体スイッチ１２は、制御信号によってオフ状態に制御された際には、オフ状態になるまでに、交流電流が０（ゼロ）になるまでの期間（交流電流が反転するまでの期間）の遅延時間（タイムラグ）が生じるものとする。すなわち、半導体スイッチ１２は、オフ状態に制御された際に、オフ状態になるまでに所定の時間を要し、オフ状態になったか否かを示す状態信号が出力されないスイッチである。
【００２１】
出力スイッチ１３（第２のスイッチの一例）は、例えば、リレースイッチや開閉器などの機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、インバータ給電用のスイッチである。出力スイッチ１３は、インバータ部２０の出力線Ｌ２と交流出力線Ｌ３との間に接続されており、インバータ部２０の出力線Ｌ２と、交流出力線Ｌ３とを導通させる。出力スイッチ１３は、制御部３０から供給される制御信号に基づいて、オフ状態とオン状態とが切り替えられる。
【００２２】
インバータ部２０は、直流電源３から供給された直流電力を交流電力に変換するインバータユニットである。インバータ部２０は、制御部３０が送信する制御情報（例えば、運転準備指令などを含む）、及び制御信号（例えば、出力許可信号などを含む）に基づいて制御され、変換した交流電力を出力線Ｌ２に出力する。なお、インバータ部２０は、制御部３０との間で情報通信し、制御部３０によって制御されてもよい。ここで、図２を参照して、インバータ部２０の構成について説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態によるインバータ部２０の一例を示す機能ブロック図である。
図２に示すように、インバータ部２０は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１（直流／直流変換部）と、直流フィルタ部２２と、ＤＣ／ＡＣ変換部２３（直流／交流変換部）と、交流フィルタ部２４と、出力リレー２５と、インバータ制御部２６とを備える。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣ変換部２１は、例えば、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、直流電源３から供給された直流電圧Ｖｄｃを所定の直流電圧に変換する。
直流フィルタ部２２は、例えば、ＬＣフィルタであり、ＤＣ／ＤＣ変換部２１が変換した直流電圧からリップルを除去する。
【００２５】
ＤＣ／ＡＣ変換部２３は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１が変換した直流電圧を、例えば、１００Ｖ、５０Ｈｚ（ヘルツ）（又は６０Ｈｚ）の交流電圧Ｖａｃに変換するインバータ回路である。ＤＣ／ＡＣ変換部２３は、不図示のスイッチング素子を備え、インバータ制御部２６からの制御により、スイッチング素子をスイッチングすることにより、直流電圧（直流電力）を交流電圧（交流電力）に変換する。
【００２６】
交流フィルタ部２４は、例えば、ＬＣフィルタであり、ＤＣ／ＡＣ変換部２３が変換した交流電圧からリップルを除去する。
出力リレー２５は、例えば、リレースイッチであり、交流フィルタ部２４の出力線と、交流電圧Ｖａｃの出力線Ｌ２との間に接続されている。出力リレー２５は、インバータ制御部２６から供給される制御信号に基づいて、オフ状態とオン状態とが切り替えられる。
【００２７】
インバータ制御部２６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含むプロセッサであり、インバータ部２０を統括的に制御する。インバータ制御部２６は、例えば、直流フィルタ部２２の出力電圧を検出し、検出した当該電圧が、目標の直流電圧になるように、ＤＣ／ＤＣ変換部２１を制御する。また、インバータ制御部２６は、例えば、交流フィルタ部２４の出力電圧（交流電圧Ｖａｃ）を検出し、検出した当該電圧（交流電圧Ｖａｃ）が、目標の交流電圧になるように、ＤＣ／ＡＣ変換部２３のスイッチングを制御する。
【００２８】
また、インバータ制御部２６は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）によって制御装置１０（制御部３０）から受信した制御情報、及び制御信号（例えば、出力許可信号などを含む）に基づいて、インバータ部２０の制御を行う。例えば、インバータ制御部２６は、制御部３０から受信したインバータ部２０の運転準備指令に基づいて、ＤＣ／ＤＣ変換部２１の動作の開始、出力リレー２５の導通、及び交流電力の同期処理などを実行する。また、インバータ制御部２６は、制御部３０から受信したインバータ部２０の出力許可信号（制御信号）に基づいて、ＤＣ／ＡＣ変換部２３の動作（スイッチング動作）を開始させる。
【００２９】
また、インバータ制御部２６は、インバータ部２０の内部の各種状態を、ＣＡＮにより制御部３０に送信する。例えば、インバータ制御部２６は、インバータ部２０に異常が発生した場合に、インバータ部２０での変換を停止するとともに、インバータ部２０の異常検出出力情報を制御部３０に送信する。また、例えば、インバータ制御部２６は、出力リレー２５の状態を、状態出力情報として、制御部３０に送信する。
【００３０】
図１の説明に戻り、制御部３０は、例えば、ＣＰＵなどを含むプロセッサであり、電源装置１を統括的に制御する。制御部３０は、例えば、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、半導体スイッチ１２を導通させた状態で、出力スイッチ１３をオン状態にし、インバータ部２０の出力準備が完了した後に半導体スイッチ１２をオフ状態にして、インバータ部２０の変換を開始させる。
【００３１】
例えば、制御部３０は、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、半導体スイッチ１２をオン状態にするとともに、開閉スイッチ１１をオフ状態にした状態で、出力スイッチ１３をオン状態にさせる。そして、制御部３０は、インバータ部２０の出力準備が完了した後に、半導体スイッチ１２をオフ状態にさせて、インバータ部２０の変換を開始させる。ここで、インバータ部２０の出力準備には、バイパス給電線Ｌ１から出力された交流電力（商用電圧）との同期処理が含まれる。
【００３２】
次に、図面を参照して、本実施形態による電源装置１の動作について説明する。
図３は、本実施形態による電源装置１の切り替え処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、バイパス給電からインバータ給電に切り替える場合における電源装置１の切り替え処理について説明する。また、初期状態では、開閉スイッチ１１がオン状態であり、インバータ部２０が動作を停止しており、出力スイッチ１３及び半導体スイッチ１２がオフ状態であるものとする。
【００３３】
図３に示すように、電源装置１の制御部３０は、まず、インバータ部２０の出力準備を開始させる（ステップＳ１０１）。制御部３０は、例えば、ＣＡＮにより、インバータ部２０の運転準備指令をインバータ部２０に送信する。これにより、インバータ部２０のインバータ制御部２６は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１の動作を開始させるとともに、出力リレー２５をオン状態にする。
【００３４】
次に、制御部３０は、半導体スイッチ１２をオン状態で、出力スイッチ１３をオン状態にする（ステップＳ１０２）。なお、本実施形態では、電源装置１は、開閉スイッチ１１を有しているため、制御部３０は、まず、半導体スイッチ１２をオン状態にするとともに、開閉スイッチ１１をオフ状態にする。そして、制御部３０は、出力スイッチ１３をオン状態にする。
【００３５】
次に、制御部３０は、インバータ部２０の出力準備が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。制御部３０は、例えば、インバータ部２０からＣＡＮにより出力される出力リレー２５の状態出力情報に基づいて、インバータ部２０の出力準備が完了したか否かを判定する。すなわち、制御部３０は、出力リレー２５がオン状態になったことを示す状態出力情報を受信し、さらに、バイパス給電線Ｌ１から出力された交流電力（商用電圧）との同期処理分の期間が経過したことで、インバータ部２０の出力準備が完了したと判定する。
【００３６】
このように、制御部３０は、出力スイッチ１３をオン状態にさせる前に、インバータ部２０の動作の準備を開始させる指令（運転準備指令）を送信し、インバータ部２０の内部の出力線にバイパス給電線Ｌ１から出力された交流信号が到達したことを示す情報出力（出力リレー２５の状態出力情報）に基づいて、インバータ部２０の出力準備が完了したことを判定する。制御部３０は、インバータ部２０の出力準備が完了した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０４に進める。また、制御部３０は、インバータ部２０の出力準備が完了していない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０３に戻す。
【００３７】
ステップＳ１０４において、制御部３０は、半導体スイッチ１２をオフ状態にする。
次に、制御部３０は、インバータ部２０の変換を開始させる（ステップＳ１０５）。制御部３０は、インバータ部２０に出力許可信号を送信する。この出力許可信号により、インバータ部２０のインバータ制御部２６は、ＤＣ／ＡＣ変換部２３の動作（スイッチング動作）を開始させる。これにより、バイパス給電からインバータ給電に切り替えが完了する。ステップＳ１０５の処理後に、制御部３０は、処理を終了する。
【００３８】
次に、図４を参照して、バイパス給電からインバータ給電に切り替える処理について、詳細に説明する。
図４は、本実施形態による電源装置１の切り替え処理の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、上述した図３の場合と同様に、バイパス給電からインバータ給電に切り替える場合における電源装置１の切り替え処理を示している。また、この図においての初期状態は、上述した図３と同様である。
【００３９】
図４において、各グラフは、上から順に、商用電圧（波形Ｗ１）、インバータ部２０の出力線の電圧（波形Ｗ２）、交流出力線Ｌ３の電圧（波形Ｗ３）、交流出力線Ｌ３の電流（波形Ｗ４）、給電の切り替え状態ＳＴ１、インバータ部２０の異常検出出力情報（状態ＳＴ２）、インバータ部２０の運転準備指令（波形Ｗ５）、半導体スイッチ１２の制御信号（波形Ｗ６）、開閉スイッチ１１の制御信号（波形Ｗ７）、開閉スイッチ１１の状態ＳＴ３、出力スイッチ１３の制御信号（波形Ｗ８）、出力スイッチ１３の状態ＳＴ４、出力リレー２５の状態出力情報（状態ＳＴ５）、及びインバータ部２０の出力許可指令（波形Ｗ９）を示している。また、各グラフの横軸は、時間を示している。
【００４０】
時刻Ｔ１において、インバータ部２０の異常が解消され、インバータ部２０のインバータ制御部２６が、異常検出出力情報に異常検出の出力を停止すると（状態ＳＴ２）、制御部３０は、ＣＡＮにより、インバータ部２０の運転準備指令をインバータ部２０に送信する（波形Ｗ５）。なお、ここでは、波形Ｗ５がＨ状態で、インバータ部２０の動作準備が開始されるものとする。これにより、インバータ制御部２６は、インバータ部２０の出力準備として、ＤＣ／ＤＣ変換部２１の動作を開始させる。
【００４１】
次に、時刻Ｔ２において、制御部３０は、半導体スイッチ１２をオン状態にする（波形Ｗ６）とともに、開閉スイッチ１１をオフ状態にする（波形Ｗ７）。また、制御部３０は、出力スイッチ１３をオン状態にする（波形Ｗ８）。
【００４２】
次に、時刻Ｔ３において、開閉スイッチ１１は、遅延してオフ状態になる（状態ＳＴ３）とともに、出力スイッチ１３がオン状態になる（状態ＳＴ４）。なお、半導体スイッチ１２は、開閉スイッチ１１及び出力スイッチ１３に比べて動作遅延が短いため、時刻Ｔ３においては既にオン状態になっている（波形Ｗ６）。
【００４３】
また、時刻Ｔ４において、インバータ制御部２６は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１が起動されたら、インバータ部２０の出力準備として、ＤＣ／ＡＣ変換部２３を所定の期間ＴＲ１（例えば、１周期分）、動作（スイッチング動作）させて停止した後に、出力リレー２５をオン状態にする。
【００４４】
次に、時刻Ｔ５において、インバータ制御部２６は、バイパス給電線Ｌ１から出力された交流信号がインバータ部２０の内部の出力線に到達したこと確認した場合に、出力リレー２５がオン状態になったことを示す状態出力情報を、ＣＡＮにより制御部３０に送信する（状態ＳＴ５）。また、インバータ制御部２６は、バイパス給電線Ｌ１から出力された交流電力との同期処理を開始する。
【００４５】
また、時刻Ｔ５において、制御部３０は、出力リレー２５がオン状態になったことを示す状態出力情報を受信すると、インバータ部２０の同期処理の期間ＴＲ２を確保して、時刻Ｔ６において、半導体スイッチ１２をオフ状態にする（波形Ｗ６）。
【００４６】
次に、時刻Ｔ７において、制御部３０は、半導体スイッチ１２がオフ状態になったことを確認して、インバータ部２０の出力許可信号をインバータ制御部２６に送信する（波形Ｗ９）。これにより、インバータ給電が開始され、バイパス給電からインバータ給電に切り替えられる（状態ＳＴ１、波形Ｗ２）。なお、制御部３０は、例えば、半導体スイッチ１２の両端の電圧差に基づいて、半導体スイッチ１２がオフ状態になったことを確認する。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態による電源装置１は、半導体スイッチ１２（第１のスイッチ）と、インバータ部２０と、出力スイッチ１３（第２のスイッチ）と、制御部３０とを備える。半導体スイッチ１２は、外部から交流電力が供給されるバイパス給電線Ｌ１と交流出力線Ｌ３（交流出力の出力線）とを導通させる。インバータ部２０は、供給された直流電力を交流電力に変換する。出力スイッチ１３は、機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、インバータ部２０の出力線Ｌ２と、交流出力線Ｌ３とを導通させる。制御部３０は、バイパス給電線Ｌ１から交流出力線Ｌ３に給電するバイパス給電から、インバータ部２０で変換した交流電力を交流出力線Ｌ３に給電するインバータ給電に切り替える際に、半導体スイッチ１２を導通させた状態で、出力スイッチ１３をオン状態（導通状態）にする。そして、制御部３０は、インバータ部２０の出力準備が完了した後に半導体スイッチ１２をオフ状態（非導通状態）にして、インバータ部２０の変換を開始させる。すなわち、制御部３０は、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、バイパス給電により半導体スイッチ１２を導通させている状態で出力スイッチ１３をオン状態にさせ、インバータ部２０の出力準備が完了した後に半導体スイッチ１２をオフ状態にさせて、インバータ部２０の変換を開始させる。
【００４８】
これにより、本実施形態による電源装置１は、出力スイッチ１３がオン状態であることが確認できるインバータ部２０の出力準備が完了した後に、インバータ部２０の変換を開始させる。そのため、本実施形態による電源装置１は、交流電力の出力が途切れないようにしつつ、インバータ給電用の半導体スイッチ（出力スイッチ１３に並列に接続される半導体スイッチ）を削除（削減）することができる。よって、本実施形態による電源装置１は、バイパス給電からインバータ給電に切り替えを適切に行いつつ、構成を簡略化することができる。
【００４９】
また、本実施形態による電源装置１は、半導体スイッチ１２に並列に接続され、機械的に接点を開閉する開閉スイッチ１１（第３のスイッチ）を備える。また、上述した第１のスイッチが、半導体スイッチ１２に対応する。そして、制御部３０は、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、半導体スイッチ１２をオン状態にするとともに、開閉スイッチ１１をオフ状態にした状態で、出力スイッチ１３をオン状態にさせ、インバータ部２０の出力準備が完了した後に、半導体スイッチ１２をオフ状態にさせて、インバータ部２０の変換を開始させる。
【００５０】
これにより、本実施形態による電源装置１は、バイパス給電用スイッチを、半導体スイッチ１２と開閉スイッチ１１との並列にすることで、バイパス給電からインバータ給電への切り替え時間を短縮しつつ、インバータ給電用の半導体スイッチを削除（削減）することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、制御部３０は、出力スイッチ１３をオン状態にさせる前に、インバータ部２０の動作の準備を開始させる指令（例えば、インバータ部２０の運転準備指令）を送信する。そして、制御部３０は、インバータ部２０の内部の出力線にバイパス給電線Ｌ１から出力された交流信号が到達したことを示す情報出力（例えば、出力リレー２５の状態出力情報）に基づいて、インバータ部２０の出力準備が完了したことを判定する。
これにより、本実施形態による電源装置１は、インバータ部２０の起動時間を考慮してバイパス給電からインバータ給電への切り替え時間を短縮しつつ、バイパス給電からインバータ給電に適切に切り替えを行うことができる。
【００５２】
また、本実施形態では、インバータ部２０の出力準備には、バイパス給電線Ｌ１から出力された交流電力との同期処理が含まれる。
これにより、本実施形態による電源装置１は、バイパス給電線Ｌ１から出力された交流電力と同期した上で、バイパス給電からインバータ給電に切り替えるため、より安全に（適切に）バイパス給電からインバータ給電に切り替えることができる。
【００５３】
また、本実施形態による制御装置１０は、半導体スイッチ１２（第１のスイッチ）と、インバータ部２０と、出力スイッチ１３（第２のスイッチ）と、を備える電源装置１を制御する制御装置であって、制御部３０を備える。制御部３０は、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、半導体スイッチ１２を導通させた状態で、出力スイッチ１３をオン状態にし、インバータ部２０の出力準備が完了した後に半導体スイッチ１２をオフ状態にして、インバータ部２０の変換を開始させる。
これにより、本実施形態による制御装置１０は、上述した電源装置１と同様に、バイパス給電からインバータ給電に切り替えを適切に行いつつ、構成を簡略化することができる。
【００５４】
［第２の実施形態］
次に、図面を参照して、第２の実施形態による電源装置１ａ及び制御装置１０ａについて説明する。
本実施形態では、半導体スイッチ１２を備えずに、開閉スイッチ１１を第１のスイッチとした場合の一例について説明する。
【００５５】
図５は、本実施形態による電源装置１ａの一例を示す機能ブロック図である。
図５に示すように、電源装置１ａは、制御装置１０ａと、開閉スイッチ１１と、出力スイッチ１３と、インバータ部２０とを備える。また、制御装置１０ａは、電源装置１ａを制御する装置であって、制御部３０ａを備える。
【００５６】
なお、この図において、図１と同一の構成には、同一の符号を付与し、その説明を省略する。また、本実施形態におけるインバータ部２０の構成は、上述した図２に示す第１の実施形態におけるインバータ部２０と同様であるため、ここではその説明を省略する。
本実施形態において、バイパス給電用のスイッチは、開閉スイッチ１１のみであり、開閉スイッチ１１が、第１のスイッチとして機能する。
【００５７】
制御部３０ａは、例えば、ＣＰＵなどを含むプロセッサであり、電源装置１ａを統括的に制御する。制御部３０ａは、例えば、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、開閉スイッチ１１を導通させた状態で、出力スイッチ１３をオン状態にし、インバータ部２０の出力準備が完了した後に開閉スイッチ１１をオフ状態にして、インバータ部２０の変換を開始させる。
【００５８】
次に、図面を参照して、本実施形態による電源装置１ａの動作について説明する。
図６は、本実施形態による電源装置１ａの切り替え処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、バイパス給電からインバータ給電に切り替える場合における電源装置１ａの切り替え処理について説明する。また、初期状態では、開閉スイッチ１１がオン状態であり、インバータ部２０が動作を停止しており、出力スイッチ１３がオフ状態であるものとする。
【００５９】
図６に示すように、電源装置１ａの制御部３０ａは、まず、インバータ部２０の出力準備を開始させる（ステップＳ２０１）。制御部３０ａは、例えば、ＣＡＮにより、インバータ部２０の運転準備指令をインバータ部２０に送信する。これにより、インバータ部２０のインバータ制御部２６は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１の動作を開始させるとともに、出力リレー２５をオン状態にする。
【００６０】
次に、制御部３０ａは、開閉スイッチ１１をオン状態で、出力スイッチ１３をオン状態にする（ステップＳ２０２）。
次に、制御部３０ａは、インバータ部２０の出力準備が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。なお、ここでのインバータ部２０の出力準備が完了したか否かを判定する処理は、上述した図３に示すステップＳ１０３の処理と同様である。制御部３０ａは、インバータ部２０の出力準備が完了した場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ２０４に進める。また、制御部３０ａは、インバータ部２０の出力準備が完了していない場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）に、処理をステップＳ２０３に戻す。
【００６１】
ステップＳ２０４において、制御部３０ａは、開閉スイッチ１１をオフ状態にする。
次に、制御部３０ａは、インバータ部２０の変換を開始させる（ステップＳ２０５）。制御部３０ａは、インバータ部２０に出力許可信号を送信する。この出力許可信号により、インバータ部２０のインバータ制御部２６は、ＤＣ／ＡＣ変換部２３の動作（スイッチング動作）を開始させる。これにより、バイパス給電からインバータ給電に切り替えが完了する。ステップＳ２０５の処理後に、制御部３０ａは、処理を終了する。
【００６２】
次に、図７を参照して、バイパス給電からインバータ給電に切り替える処理について、詳細に説明する。
図７は、本実施形態による電源装置１ａの切り替え処理の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、上述した図６の場合と同様に、バイパス給電からインバータ給電に切り替える場合における電源装置１ａの切り替え処理を示している。また、この図においての初期状態は、上述した図６と同様である。
【００６３】
図７において、各グラフは、上から順に、商用電圧（波形Ｗ１１）、インバータ部２０の出力線の電圧（波形Ｗ１２）、交流出力線Ｌ３の電圧（波形Ｗ１３）、交流出力線Ｌ３の電流（波形Ｗ１４）、給電の切り替え状態ＳＴ１１、インバータ部２０の異常検出出力情報（状態ＳＴ１２）、インバータ部２０の運転準備指令（波形Ｗ１５）、開閉スイッチ１１の制御信号（波形Ｗ１６）、開閉スイッチ１１の状態ＳＴ１３、出力スイッチ１３の制御信号（波形Ｗ１７）、出力スイッチ１３の状態ＳＴ１４、出力リレー２５の状態出力情報（状態ＳＴ１５）、及びインバータ部２０の出力許可指令（波形Ｗ１８）を示している。また、各グラフの横軸は、時間を示している。
【００６４】
時刻Ｔ１１において、インバータ部２０の異常が解消され、インバータ部２０のインバータ制御部２６が、異常検出出力情報に異常検出の出力を停止すると（状態ＳＴ１２）、制御部３０ａは、ＣＡＮにより、インバータ部２０の運転準備指令をインバータ部２０に送信する（波形Ｗ１５）。なお、ここでは、波形Ｗ１５がＨ状態で、インバータ部２０の動作準備が開始されるものとする。これにより、インバータ制御部２６は、インバータ部２０の出力準備として、ＤＣ／ＤＣ変換部２１の動作を開始させる。
【００６５】
次に、時刻Ｔ１２において、制御部３０ａは、出力スイッチ１３をオン状態にする（波形Ｗ１７）。また、時刻Ｔ１３において、出力スイッチ１３は、遅延してオン状態になる（状態ＳＴ１４）。
【００６６】
次に、時刻Ｔ１４において、インバータ制御部２６は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１が起動されたら、インバータ部２０の出力準備として、ＤＣ／ＡＣ変換部２３を所定の期間ＴＲ１（例えば、１周期分）、動作（スイッチング動作）させて停止した後に、出力リレー２５をオン状態にする。
【００６７】
次に、時刻Ｔ１５において、インバータ制御部２６は、バイパス給電線Ｌ１から出力された交流信号がインバータ部２０の内部の出力線に到達したこと確認した場合に、出力リレー２５がオン状態になったことを示す状態出力情報を、ＣＡＮにより制御部３０ａに送信する（状態ＳＴ１５）。また、インバータ制御部２６は、バイパス給電線Ｌ１から出力された交流電力との同期処理を開始する。
【００６８】
また、時刻Ｔ１５において、制御部３０ａは、出力リレー２５がオン状態になったことを示す状態出力情報を受信すると、インバータ部２０の同期処理の期間ＴＲ２を確保して、時刻Ｔ１６において、開閉スイッチ１１をオフ状態にする（波形Ｗ１６）。
【００６９】
次に、時刻Ｔ１７において、制御部３０ａは、開閉スイッチ１１がオフ状態になったら（ＳＴ１３）、インバータ部２０の出力許可信号をインバータ制御部２６に送信する（波形Ｗ１８）。これにより、インバータ給電が開始され、バイパス給電からインバータ給電に切り替えられる（状態ＳＴ１１、波形Ｗ１２）。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態による電源装置１ａは、開閉スイッチ１１（第１のスイッチ）と、インバータ部２０と、出力スイッチ１３（第２のスイッチ）と、制御部３０ａとを備える。開閉スイッチ１１は、外部から交流電力が供給されるバイパス給電線Ｌ１と交流出力線Ｌ３（交流出力の出力線）とを導通させる。インバータ部２０は、供給された直流電力を交流電力に変換する。出力スイッチ１３は、機械的に接点を開閉するスイッチであり、インバータ部２０の出力線Ｌ２と、交流出力線Ｌ３とを導通させる。制御部３０ａは、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、開閉スイッチ１１を導通させた状態で、出力スイッチ１３をオン状態（導通状態）にする。そして、制御部３０ａは、インバータ部２０の出力準備が完了した後に開閉スイッチ１１をオフ状態（非導通状態）にして、インバータ部２０の変換を開始させる。すなわち、制御部３０ａは、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、バイパス給電により開閉スイッチ１１を導通させている状態で出力スイッチ１３をオン状態にさせ、インバータ部２０の出力準備が完了した後に開閉スイッチ１１をオフ状態にさせて、インバータ部２０の変換を開始させる。
【００７１】
これにより、本実施形態による電源装置１ａは、第１の実施形態と同様に、交流電力の出力が途切れないようにしつつ、インバータ給電用の半導体スイッチ（出力スイッチ１３に並列に接続される半導体スイッチ）を削除（削減）することができる。よって、本実施形態による電源装置１ａは、バイパス給電からインバータ給電に切り替えを適切に行いつつ、構成を簡略化することができる。
また、本実施形態による電源装置１ａは、第１の実施形態に比べて、半導体スイッチ１２が削減されているため、さらに構成を簡略化することができる。
【００７２】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、電源装置１（１ａ）は、１つのインバータ部２０を備える例を説明したが、これに限定されるものではない。電源装置１（１ａ）は、複数のインバータ部２０を備え、各インバータ部２０が並列に接続される構成であってもよい。これにより、電源装置１（１ａ）は、インバータ供給可能な交流電力を増大させることができる。
【００７３】
また、上記の各実施形態において、電源装置１（１ａ）は、バイパス給電として、１００Ｖの商用電源を直接供給する例を説明したが、２００Ｖなどの交流電圧をバイパス給電として供給してもよい。
また、上記の各実施形態において、制御部３０（３０ａ）とインバータ制御部２６との間を、ＣＡＮにより通信する例を説明したが、ＣＡＮによる通信の代わりに、出力許可信号のような制御信号を用いてもよい。
【００７４】
また、上記の第２の実施形態において、開閉スイッチ１１を第１のスイッチとする例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、半導体スイッチで十分な電力を導通できる場合には、電源装置１ａは、開閉スイッチ１１の代わりに半導体スイッチ１２を備え、当該半導体スイッチ１２を第１のスイッチとしてもよい。この場合、電源装置１ａは、半導体スイッチ１２により、バイパス給電からインバータ給電への切り替え時間を短縮することができる。
【００７５】
また、上記の第１の実施形態において、図４に示す時刻Ｔ２において、制御部３０は、半導体スイッチ１２及び出力スイッチ１３をオン状態にする制御と、開閉スイッチ１１をオフ状態にする制御とを同じタイミングで行う例を説明したが、これに限定されるものではない。制御部３０は、バイパス給電が中断されないように、この場合の各スイッチの制御のタイミングをずらして制御してもよい。
【００７６】
なお、上述の電源装置１（１ａ）の制御部３０（３０ａ）は内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した電源装置１（１ａ）の制御部３０（３０ａ）による処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００７７】
また、上述した１（１ａ）の制御部３０（３０ａ）が備える機能の一部又は全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１、１ａ  電源装置
２  商用電源
３  直流電源
１０、１０ａ  制御装置
１１  開閉スイッチ
１２  半導体スイッチ
１３  出力スイッチ
２０  インバータ部
２１  ＤＣ／ＤＣ変換部
２２  直流フィルタ部
２３  ＤＣ／ＡＣ変換部
２４  交流フィルタ部
２５  出力リレー
２６  インバータ制御部
３０、３０ａ  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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