(57)【要約】【課題】負荷に供給する直流電力の状態を監視できる電力変換装置を提供する。【解決手段】入力電力を変換して複数の負荷に供給する複数の直流電力を生成し、接続される負荷３−１〜３−ｎに応じて複数の直流電力のそれぞれが一定の電圧値となるように制御する変換部１１と、変換部から複数の負荷に供給される複数の直流電力の電圧を検出する電圧検出部１２と、変換部から複数の負荷に供給される複数の直流電力の電流を検出する電流検出部１３と、電圧検出部が検出した電圧値および電流検出部が検出した電流値を、上位機器に送信する送信部１４と、を備える。【選択図】図１
2018121483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電力を変換して複数の負荷に供給する複数の直流電力を生成し、接続される負荷に応じて前記複数の直流電力のそれぞれが一定の電圧値となるように制御する変換部と、
前記変換部から前記複数の負荷に供給される前記複数の直流電力の電圧を検出する電圧検出部と、
前記変換部から前記複数の負荷に供給される前記複数の直流電力の電流を検出する電流検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧値および前記電流検出部が検出した電流値を、上位機器に送信する送信部と、を備える、電力変換装置。
【請求項２】
入力電力を変換して複数の負荷に供給する複数の直流電力を生成し、接続される負荷に応じて前記複数の直流電力のそれぞれが一定の電圧値となるように制御する変換部と、
前記変換部から前記複数の負荷に供給される前記複数の直流電力の電圧を検出する電圧検出部と、
前記変換部から前記複数の負荷に供給される前記複数の直流電力の電流を検出する電流検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧値、前記電流検出部が検出した電流値および定格出力値に基づいて、前記変換部の異常を判定する異常判定部と、
前記異常判定部の異常判定結果を上位機器に送信する送信部と、を備える、電力変換装置。
【請求項３】
前記変換部はＤＣ／ＤＣコンバータである、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記変換部はＡＣ／ＤＣコンバータである、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記複数の負荷の少なくとも１つを内部に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば工場等の産業設備において、ＤＣ／ＤＣコンバータといった電力変換装置が広く用いられている。このような電力変換装置は、例えば接続される負荷等の異常によって出力電圧が低下するおそれがある。例えば特許文献１に開示されるＤＣ／ＤＣコンバータは、低出力電圧検知部および低入力電圧検知部を備えることによって、異常を検知すると安定動作が可能になるまで動作を停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５８２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、工場等の産業設備においてＤＣ／ＤＣコンバータに異常が生じた場合には、他の機器への影響を把握するために、上位機器が詳細な状況を把握できることが望ましい。しかし、特許文献１の技術は、ＤＣ／ＤＣコンバータから異常の詳細（直流電力の状態）を上位機器に伝える機能を有していない。
【０００５】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、負荷に供給する直流電力の状態を監視できる電力変換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】
前記課題を解決するため、本発明の実施形態に係る電力変換装置は、入力電力を変換して複数の負荷に供給する複数の直流電力を生成し、接続される負荷に応じて前記複数の直流電力のそれぞれが一定の電圧値となるように制御する変換部と、前記変換部から前記複数の負荷に供給される前記複数の直流電力の電圧を検出する電圧検出部と、前記変換部から前記複数の負荷に供給される前記複数の直流電力の電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧値および前記電流検出部が検出した電流値を、上位機器に送信する送信部と、を備える。
【０００７】
また、前記課題を解決するため、本発明の実施形態に係る電力変換装置は、入力電力を変換して複数の負荷に供給する複数の直流電力を生成し、接続される負荷に応じて前記複数の直流電力のそれぞれが一定の電圧値となるように制御する変換部と、前記変換部から前記複数の負荷に供給される前記複数の直流電力の電圧を検出する電圧検出部と、前記変換部から前記複数の負荷に供給される前記複数の直流電力の電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧値、前記電流検出部が検出した電流値および定格出力値に基づいて、前記変換部の異常を判定する異常判定部と、前記異常判定部の異常判定結果を上位機器に送信する送信部と、を備える。
【０００８】
また、本発明の実施形態に係る電力変換装置は、前記変換部がＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。
【０００９】
また、本発明の実施形態に係る電力変換装置は、前記変換部がＡＣ／ＤＣコンバータであってもよい。
【００１０】
また、本発明の実施形態に係る電力変換装置は、前記複数の負荷の少なくとも１つを内部に備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態に係る電力変換装置によれば負荷に供給する直流電力の状態を監視できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る電力変換装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】別の実施形態に係る電力変換装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】比較例の電力変換装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る電力変換装置１の構成例を示すブロック図である。本実施形態において、電力変換装置１は、変換部１１、電圧検出部１２、電流検出部１３、送信部１４を備える。また、電力変換装置１は、直流電源２、負荷３−２〜３−ｎ（ｎは２以上の整数）、上位機器４に接続される。電力変換装置１は、例えば、負荷３−１〜３−ｎに直流電力を供給する電源装置である。また、例えば負荷３−２〜３−ｎがモータであって、電力変換装置１はモータを駆動する装置であってもよい。また、上位機器４は機器（電力変換装置１を含む）を制御および監視する機器であり、例えばパーソナルコンピュータであってもよい。
【００１５】
変換部１１は、本実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータである。変換部１１は、直流電源２に接続され、直流電源２から入力された直流電力（入力電力）を複数の直流電力に変換する。変換部１１は、例えばフライバックコンバータであってもよい。変換部１１は入力された直流電力を変換して複数の負荷３−１〜３−ｎに供給する複数の直流電力を生成する。また、変換部１１は、接続される負荷３に応じて前記複数の直流電力のそれぞれが一定の電圧値となるように制御する。ここで、本明細書において、負荷３−１〜３−ｎの一部または全てを負荷３と表現することがある。
【００１６】
負荷３は、例えば、負荷３−１のように電力変換装置１の内部で使用するものであってもよいし、負荷３−２〜３−ｎのように電力変換装置１の外部で使用するものであってもよい。本実施形態において、電力変換装置１は複数の負荷３−１〜３−ｎの少なくとも１つ（負荷３−１）を内部に備える。ここで、複数の負荷３−１〜３−ｎの全てが電力変換装置１の内部にあってもよい。また、複数の負荷３−１〜３−ｎの全てが電力変換装置１の外部にあってもよい。
【００１７】
電圧検出部１２は、変換部１１によって出力され、負荷３に入力する電力の電圧を検出する。また、電圧検出部１２は、検出した電圧値を送信部１４に出力する。
【００１８】
電流検出部１３は、変換部１１によって出力され、負荷３に入力する電力の電流を検出する。また、電流検出部１３は、検出した電流値を送信部１４に出力する。
【００１９】
送信部１４は、電圧検出部１２が検出した電圧値および電流検出部１３が検出した電流値を上位機器４に送信する。
【００２０】
（比較例）
ここで、図３を参照して比較例の電力変換装置１を示しながら、本実施形態の電力変換装置１の効果について説明する。
【００２１】
図３は、比較例の電力変換装置１の構成例を示すブロック図である。比較例の電力変換装置１は変換部１１のみを備える。つまり、比較例の電力変換装置１は、電圧検出部１２、電流検出部１３および送信部１４を備えない。つまり、比較例の電力変換装置１は、上位機器４に対して異常を知らせるための構成要素を備えない。
【００２２】
一方、本実施形態に係る電力変換装置１は、送信部１４が電圧検出部１２によって検出された電圧値および電流検出部１３によって検出された電流値を上位機器４に送信する。そのため、上位機器４は、本実施形態に係る電力変換装置１に異常が生じた場合でも、直ちに詳細を把握することができる。
【００２３】
以上のように、本実施形態に係る電力変換装置１によれば、変換部１１の出力電圧値および出力電流値が上位機器４に送信される。つまり、上位機器４は、変換部１１の出力電圧値および出力電流値を監視できる。
【００２４】
また、本実施形態によれば、上位機器４は、変換部１１の出力電圧値および出力電流値から、負荷３に対する消費電力を算出することができる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、上位機器４は、変換部１１の出力部の異常を複数接続されている負荷３−１〜３−ｎに対し個別に検出することが可能である。つまり、上位機器４は変換部１１のどの出力部が異常なのか判別できる。ここで、上位機器４は、負荷３−１のように電力変換装置１の内部に設けられるものについても、電力変換装置１と接続される外部の負荷３−２〜３−ｎと同様に、変換部１１の出力部の異常を検出することが可能である。
【００２６】
［第２実施形態］
図２は、本実施形態に係る電力変換装置１の構成例を示すブロック図である。第１実施形態に係る電力変換装置１と比べて、本実施形態に係る電力変換装置１は、さらに異常判定部１５および定格出力値記憶部１６を備える。ここで、図２では、図１と同じ要素には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２７】
電圧検出部１２は、検出した電圧値を異常判定部１５に出力する。また、電流検出部１３は、検出した電流値を異常判定部１５に出力する。また、電圧検出部１２は、検出した電圧値を送信部１４に出力してもよい。また、電流検出部１３は、検出した電流値を送信部１４に出力してもよい。
【００２８】
異常判定部１５は、電圧検出部１２が検出した電圧値、電流検出部１３が検出した電流値および定格出力値記憶部１６からの定格出力値に基づいて、変換部１１の異常を判定する。ここで、定格出力値は定格出力電圧値および定格出力電流値を含む。また、本実施形態において、異常判定部１５は、定格出力値記憶部１６からの出力電圧の許容変動値も用いて変換部１１の異常を判定する。異常判定部１５は、出力電圧の許容変動値を用いることによって、一時的な電圧変動を異常と判定してしまうことを回避して、より精度の高い異常判定が可能である。異常判定部１５は変換部１１の出力部に異常があるか否かの判定結果（異常判定結果）を送信部１４に出力する。
【００２９】
定格出力値記憶部１６は、変換部１１が出力する複数の直流電力について、それぞれの定格出力値（定格出力電圧値および定格出力電流値）と、出力電圧の許容変動値と、をあらかじめ記憶する。
【００３０】
ここで、異常判定部１５が、変換部１１の出力部が異常であるかを判定する方法を説明する。
【００３１】
異常判定部１５は、電圧検出部１２から送信された負荷３−１に入力される電圧値と、定格出力値記憶部１６に記憶する定格出力電圧値との差を算出する。異常判定部１５は、算出した電圧値の差が定格出力値記憶部１６に記憶する出力電圧の許容変動値を超過する場合に、変換部１１の負荷３−１を接続する出力部が異常であると判定する。異常判定部１５は、算出した電圧値の差が出力電圧の許容変動値以下である場合に、変換部１１の負荷３−１を接続する出力部が正常であると判定する。異常判定部１５は、他の負荷３−２〜３−ｎに入力される電圧値についても同様の判定を行う。
【００３２】
また、異常判定部１５は、電流検出部１３から送信された負荷３−１に入力される電流値が、定格出力値記憶部１６に記憶する定格出力電流値を超過する場合に、変換部１１の負荷３−１を接続する出力部が異常であると判定する。異常判定部１５は、電流検出部１３から送信された負荷３−１に入力される電流値が、定格出力電流値以下である場合に、変換部１１の負荷３−１を接続する出力部が正常であると判定する。異常判定部１５は、他の負荷３−２〜３−ｎに入力される電流値についても同様の判定を行う。
【００３３】
異常判定部１５は、負荷３−１から負荷３−ｎまで、すなわち変換部１１の全出力部に対して、電圧値および電流値についての異常判定を行う。
【００３４】
送信部１４は異常判定部１５の異常判定結果を上位機器４に送信する。また、送信部１４は、電圧検出部１２によって検出された電圧値および電流検出部１３によって検出された電流値を上位機器４に送信してもよい。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、上位機器４が、定格出力値を用いた異常判定部１５からの異常判定結果を受け取るため、変換部１１の出力電圧値および出力電流値の状態についてさらに正確に把握できる。
【００３６】
また、本実施形態においても、上位機器４は、変換部１１の出力部の異常を、複数接続されている負荷３−１〜３−ｎに対し個別に検出できる。
【００３７】
本発明を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【００３８】
例えば、送信部１４から上位機器４へ送信されたデータは、上位機器４によってさらに別の機器に送信されてもよい。例えば、上位機器４からインターネットを介し、電力変換装置１から離れた場所に設置されているパーソナルコンピュータへデータが送信されてもよい。
【００３９】
また、本実施形態において、電力変換装置１は直流電源２からの入力電力を複数の直流電力に変換するが、この限りではない。例えば、直流電源２を交流電源とし、交流電源から入力された交流電力を複数の直流電力に変換する、ＡＣ／ＤＣコンバータを備えた電源装置であってもよい。つまり、変換部１１は、ＡＣ／ＤＣコンバータであってもよい。
【００４０】
また、本実施形態において、電力変換装置１は複数接続された負荷３−１〜３−ｎへ直流電力を供給するが、この限りではない。例えば、負荷３は複数台ではなく、１台であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  電力変換装置
２  直流電源
３，３−１，３−２，３−ｎ  負荷
４  上位機器
１１  変換部
１２  電圧検出部
１３  電流検出部
１４  送信部
１５  異常判定部
１６  定格出力値記憶部
【図１】
2018121483.tif 000003
【図２】
2018121483.tif 000004
【図３】
2018121483.tif 000005