(57)【要約】【課題】出力電圧センサを無駄にすることなく、出力電圧の制御精度やバラツキを向上させた電力変換装置を得る。【解決手段】入力電圧を所望の出力電圧に変換する電力変換回路３と、入力または出力電圧を測定する電圧測定部１、８、９と、電圧測定部の測定値に基づいて電力変換回路の故障を判定する故障判定部７と、電圧測定部の測定値と故障判定部の判定結果に基づいて電力変換回路の電力変換制御を行う制御部６とを備えた電力変換装置において、電圧測定部は、電圧制御範囲内の制御用電圧を測定する制御用電圧測定部８と、電圧制御範囲外の故障判定用電圧を測定する故障判定用電圧測定部９を備え、故障判定部７は故障判定用電圧測定部９で測定された故障判定用電圧に基づいて電力変換回路の故障を判定し、制御部６は制御用電圧測定部で測定された制御用電圧に基づいて電力変換回路の電力変換制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電力を所望の出力電力に変換する電力変換回路と、前入力電力または出力電力を測定する測定部と、前記測定部の測定値に基づいて前記電力変換回路の故障を判定する故障判定部と、前記測定部の測定値と前記故障判定部の判定結果に基づいて前記電力変換回路の電力変換制御を行う制御部とを備えた電力変換装置において、
前記測定部は、制御範囲内の制御用電力を測定する制御用測定部と、制御範囲外の故障判定用電力を測定する故障判定用測定部を備え、
前記故障判定部は、前記故障判定用測定部の測定値に基づいて前記電力変換回路の故障を判定し、前記制御部は、前記制御用測定部の測定値に基づいて前記電力変換回路の電力変換制御を行うことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
入力電圧を所望の出力電圧に変換する電力変換回路と、前記入力電圧または出力電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部の測定値に基づいて前記電力変換回路の故障を判定する故障判定部と、前記電圧測定部の測定値と前記故障判定部の判定結果に基づいて前記電力変換回路の電力変換制御を行う制御部とを備えた電力変換装置において、
前記電圧測定部は、電圧制御範囲内の制御用電圧を測定する制御用電圧測定部と、電圧制御範囲外の故障判定用電圧を測定する故障判定用電圧測定部を備え、
前記故障判定部は、前記故障判定用電圧測定部で測定された故障判定用電圧に基づいて前記電力変換回路の故障を判定し、前記制御部は、前記制御用電圧測定部で測定された制御用電圧に基づいて前記電力変換回路の電力変換制御を行うことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
入力電流を所望の出力電流に変換する電力変換回路と、前記入力電流または出力電流を測定する電流測定部と、前記電流測定部の測定値に基づいて前記電力変換回路の故障を判定する故障判定部と、前記電流測定部の測定値と前記故障判定部の判定結果に基づいて前記電力変換回路の電力変換制御を行う制御部とを備えた電力変換装置において、
前記電流測定部は、電流制御範囲内の制御用電流を測定する制御用電流測定部と、電流制御範囲外の故障判定用電流を測定する故障判定用電流測定部を備え、
前記故障判定部は、前記故障判定用電流測定部で測定された故障判定用電流に基づいて前記電力変換回路の故障を判定し、前記制御部は、前記制御用電流測定部で測定された制御用電流に基づいて前記電力変換回路の電力変換制御を行うことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記故障判定部は、前記電力変換回路の故障を判定する前に、前記電圧測定部の測定値に基づいて、前記制御用電圧測定部と前記故障判定用電圧測定部の故障を判定し、前記制御部は、前記電力変換回路と前記故障判定用電圧測定部が故障しておらず、前記制御用電圧測定部が故障している場合に、前記故障判定用電圧に基づいて、前記電力変換回路の電力変換制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御用電圧測定部の故障の判定は、前記故障判定用電圧が前記電圧制御範囲内にある場合に故障判定を実施することを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記制御用電圧測定部の故障は、前記制御用電圧や前記制御用電圧をＡ／Ｄ変換した値が規定値未満または規定値より大きい場合に故障していると判定することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記制御用電圧測定部の故障は、前記制御用電圧と前記故障判定用電圧の差分が規定値より大きい場合に故障していると判定することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記電力変換回路と前記故障判定用電圧測定部が故障しておらず、前記制御用電圧測定部が故障している場合に、前記故障判定用電圧に基づいて、制御のゲインを低下させて前記電力変換回路の電力変換制御を行うことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記電力変換回路と前記故障判定用電圧測定部が故障しておらず、前記制御用電圧測定部が故障している場合に、前記故障判定用電圧に基づいて、制御電圧範囲を狭めて前記電力変換回路の電力変換制御を行うことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記故障判定部は、前記電力変換回路の故障を判定する前に、前記電圧測定部の測定値に基づいて、前記制御用電圧測定部と前記故障判定用電圧測定部の故障を判定し、前記故障判定用電圧測定部が故障しており、前記制御用電圧測定部が故障していない場合に、前記故障判定部は、前記電圧測定部の測定値として前記制御用電圧に基づいて、前記電力変換回路の故障を判定することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記故障判定用電圧測定部の故障の判定は、前記制御用電圧が前記電圧制御範囲内ある場合に故障判定を実施することを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記故障判定用電圧測定部の故障は、前記故障判定用電圧や前記故障判定用電圧をＡ／Ｄ変換した値が規定値未満または規定値より大きい場合に故障していると判定することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記故障判定用電圧測定部の故障は、前記制御用電圧と前記故障判定用電圧の差分が規定値より大きい場合に故障していると判定することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記故障判定用電圧測定部が故障しており、前記制御用電圧測定部が故障していない場合に、前記制御用電圧に基づいて、制御のゲインを低下させて制御電圧範囲を狭めて前記電力変換回路の電力変換制御を行うことを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、「入力電力」を所望の「出力電力」に制御する電力変換装置に係り、特に高精度かつバラツキなく「入力電力」を所望の「出力電力」に制御することができる電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、出力電圧センサが故障しても電力変換装置の運転を継続させるために、出力電圧センサを複数設け、一方の出力電圧センサが故障した時には、正常な予備の出力電圧センサに置き換えて運転を継続する１ｏｏ２Ｄ（１ out of 2 channel with Diagnostics）の安全アーキテクチャが提案されている（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
また、電力変換回路の故障により、測定した出力電圧が規定値以上や以下となった場合に電力変換を停止させるために、出力電圧センサは出力電圧制御範囲外の出力電圧も測定する必要がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＩＥＣ：１９９７  ６１５０８−６（Version 4.0  05/12/97）
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４１７２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、出力電圧センサを複数設けても、一方の出力電圧センサが故障するまで、正常な予備の出力電圧センサは使用されない課題があった。
また、電力変換回路の故障を判定するため、出力電圧センサは、出力電圧の制御範囲外までの出力電圧を測定する必要があり、出力電圧の分解能が低い。このため、出力電圧を目標値に制御するための制御精度が悪化する課題があった。
【０００７】
また、例えば、出力電圧制御範囲内０〜５００Ｖ、出力電圧制御範囲外０〜１０００Ｖの出力電圧を出力電圧センサで０〜５Ｖのアナログ値に変換するために、分圧回路による分圧比を夫々１００、２００とした場合、出力電圧制御範囲内を測定する出力電圧センサにおいて、アナログ値２Ｖは、２Ｖ×１００＝２００Ｖの出力電圧に換算される。出力電圧制御範囲外を測定する出力電圧センサにおいて、アナログ値１Ｖは、１Ｖ×２００＝２００Ｖの出力電圧に換算される。しかしながら、分圧回路のバラツキやアナログ値からのＡ／Ｄ変換バラツキにより、アナログ値が０．１Ｖバラツクと、出力電圧制御範囲内では、（２．０Ｖ±０．１Ｖ）×１００＝２００Ｖ±１０Ｖ、出力電圧制御範囲外では、（１．０Ｖ±０．１Ｖ）×２００＝２００Ｖ±２０Ｖの出力電圧に換算され、出力電圧制御範囲外までの出力電圧を測定すると、出力電圧のバラツキが大きくなり、この出力電圧の測定値を制御に使用すると出力電圧のバラツキが大きくなってしまうといった課題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、制御用電力（電圧または電流）を測定する制御用測定部と故障判定用電力（電圧または電流）を測定する故障判定用測定部を設け、制御用測定部で測定した電力に基づいて電力変換回路の電力変換制御を行い、故障判定用測定部で測定した電力に基づいて電力変換回路の故障判定を行うことで、電力の制御精度やバラツキを向上させた電力変換装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の電力変換装置は、入力電力を所望の出力電力に変換する電力変換回路と、入力電力または出力電力を測定する測定部と、測定部の測定値に基づいて電力変換回路の故障を判定する故障判定部と、測定部の測定値と故障判定部の判定結果に基づいて電力変換回路の電力変換制御を行う制御部とを備えた電力変換装置において、測定部は、制御範囲内の制御用電力を測定する制御用測定部と、制御範囲外の故障判定用電力を測定する故障判定用測定部を備え、故障判定部は、故障判定用測定部の測定値に基づいて電力変換回路の故障を判定し、制御部は、制御用測定部の測定値に基づいて電力変換回路の電力変換制御を行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明では、入力または出力電力（電圧または電流）を測定する測定部を複数設ける際、制御用電力を測定する測定部と故障判定用電力を測定する測定部に役割を分担することで、電力測定部を無駄にすることなく、電力の分解能を向上させた制御用電力に基づいて電力変換回路の運転を行い、制御範囲外の電力を測定する故障判定用電力に基づいて電力変換回路の故障判定を行うことで、故障判定機能を逸することなく電力の制御精度やバラツキを向上させた電力変換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１における電力変換装置の構成の一例を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における電力変換装置の規定値の一例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２における電力変換装置の規定値の一例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３における電力変換装置の規定値の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の電力変換装置を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
また、ここでは電力（電圧または電流）変換として出力電圧を制御する電力変換装置について記載するが、その他、入力電流や入力電圧、出力電流を制御する電力変換装置については、出力電圧を夫々読み替えればよいため説明を省略する。
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る電力変換装置の構成の一例を示す構成図である。図１において、電力変換装置１００は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する電力変換回路３、入力電圧を測定する電圧測定部としての入力電圧センサ１、入力電流を測定する電流測定部としての入力電流センサ２、電圧制御範囲内の制御用出力電圧を測定する制御用出力電圧測定部としての制御用出力電圧センサ８、電圧制御範囲外の故障判定用出力電圧を測定する故障判定用出力電圧測定部としての故障判定用出力電圧センサ９、出力電流を測定する電流測定部としての出力電流センサ１０を備えている。
【００１４】
電力変換装置１００は、さらに制御部６と故障判定部７を備え、故障判定部７は故障判定用出力電圧センサ９で測定された故障判定用電圧に基づいて電力変換回路３の故障を判定し、制御部６は制御用出力電圧センサ８で測定された制御用電圧に基づいて電力変換回路３の電力変換制御を行う。
電力変換回路３の入力側には電源（ここでは交流電源として示されている）１２が、出力側に出力負荷１３が接続されている。
【００１５】
電力変換回路３は、ダイオード、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、又はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のパワー素子４、及びリアクトル又はトランス等の磁性部品５を有する。パワー素子４又は磁性部品５は、電力損失による発熱量が大きく、最悪熱破壊につながるため、冷却器（図示省略）により冷却される。
【００１６】
電力変換装置１００の入力端子間には、入力電圧値Ｖ１を測定する入力電圧センサ１が接続され、一方の入力端子と電力変換回路３の間には、入力電流値Ｉ１を測定する入力電流センサ２が接続されている。また、電力変換装置１００の出力端子間には、出力電圧制御範囲内（図２の規定値Ａから規定値Ｂまで）の制御用出力電圧値Ｖ２を測定する制御用出力電圧センサ８と、出力電圧故障判定範囲内（図２の規定値Ｃ［Ｃ≦Ａ］から規定値Ｄ［Ｂ≦Ｄ］まで）の故障判定用出力電圧値Ｖ２’を測定する故障判定用出力電圧センサ９が接続され、一方の出力端子と電力変換回路３の間には、出力電流値Ｉ２を測定する出力電流センサ１０が接続されている。
【００１７】
測定部１１は、入力電圧センサ１で測定された入力電圧値Ｖ１、入力電流センサ２で測定された入力電流値Ｉ１、制御用出力電圧センサ８で測定された制御用出力電圧値Ｖ２、故障判定用出力電圧センサ９で測定された故障判定用出力電圧値Ｖ２’、出力電流センサ１０で測定された出力電流値Ｉ２をそれぞれ入力して、故障判定部７や制御部６に測定結果を送る。
【００１８】
故障判定部７は、測定部１１から送られた測定値に基づき、各センサ１、２、８、９、１０が故障しているか否かを判定する。また、故障判定部７は、各センサが全て『正常』の場合、各センサの出力から電圧値や電流値への変換を実施し、電力変換回路３が故障しているか否かを判定し、判定結果を制御部６に送る。
【００１９】
制御部６は、故障判定部７から受け取った電力変換回路３の故障判定結果が『正常』の場合、測定部１１からの出力である各センサ１、２、８、１０で測定された入力電圧値Ｖ１、入力電流値Ｉ１、制御用出力電圧値Ｖ２、及び出力電流値Ｉ２に従って、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御により、電力変換回路３を制御し、電源１２の電圧Ｖ１２を所望の出力電圧、又は出力電流、又はその両方となるように変換し、出力負荷１３に供給する。
【００２０】
ここで、各センサの出力から電圧値や電流値への変換は、通常、センサが出力するアナログ値をＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器にてディジタル値のセンサ電圧（Ａ／Ｄ値）に変換し、所定の換算式を演算することにより行われる。
また、上記Ａ／Ｄ変換器を含め、故障判定部７での故障判定と電圧値や電流値への演算、及び制御部６での制御は、通常、１つのＭＰＵ（Micro-Processing Unit）で行われる。例えば、各センサ１、２、８、９、１０からのアナログ値のＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部（図示省略）、故障判定部７、制御部６が１つのＭＰＵ内に構成されている。
【００２１】
なお、電力変換回路３の制御に用いる制御用出力電圧センサ８は、出力電圧の分解能が故障判定用出力電圧センサ９より高く測定できるよう構成されている。
例えば、ＭＰＵにおいてアナログ値を１２ｂｉｔ（４０９６分割）のＡ／Ｄ変換器にてＡ／Ｄ変換を行い、制御用出力電圧値Ｖ２の範囲を１００Ｖから３０４．８Ｖ、パワー素子４の耐圧などから決まる故障判定用出力電圧値Ｖ２’の範囲を０Ｖから４０９．６Ｖ、とした場合、
【００２２】
制御用出力電圧値Ｖ２の分解能＝(３０４．８Ｖ−１００Ｖ)／４０９６
＝０．０５Ｖ／ｂｉｔ                （式１）
故障判定用出力電圧値Ｖ２’の分解能＝(４０９．６Ｖ−０Ｖ)／４０９６
＝０．１Ｖ／ｂｉｔ            （式２）
となり、制御用出力電圧値Ｖ２は、０．０５Ｖの分解能で、故障判定用出力電圧値Ｖ２’は、０．１Ｖの分解能で出力電圧を測定できる。
また、アナログ値のバラツキによりＡ／Ｄ値が１ｂｉｔばらついたとしても、故障判定用出力電圧値Ｖ２’のバラツキ０．１Ｖに比べて、制御用出力電圧値Ｖ２のバラツキ０．０５Ｖとなりバラツキを抑えることができる。
【００２３】
このように構成される電力変換装置の制御方法について図１及び図２を参照しながら説明する。
まず、故障判定部７は、各センサ１、２、８、９、１０のセンサ電圧（Ａ／Ｄ値）が所定値以下または所定値以上であるか否かを判定し、各センサ１、２、８、９、１０が故障しているか正常であるかを判定する。
次に、故障判定部７は、各センサが全て『正常』の場合、各センサの出力から電圧値や電流値への変換を実施し、電力変換回路３が故障しているか否かを判定する。
【００２４】
例えば、図２に示すように故障判定用出力電圧値Ｖ２’が規定値Ｅ［Ｃ≦Ｅ≦Ａ］（マージンを考慮して規定値Ａよりも小さくしている）以上、かつ規定値Ｆ［Ｂ≦Ｆ≦Ｄ］（マージンを考慮して規定値Ｂより大きくしている）以下であるか否かを判定し、故障判定用出力電圧値Ｖ２’が規定値Ｅ以上、かつ規定値Ｆ以下の場合は、『正常』の判定結果を、規定値Ｅ未満または規定値Ｆより大であれば『故障』の判定結果を制御部６に送る。
なお、故障判定部７は、各センサのどれかが『故障』の場合、電力変換回路３が『故障』として、判定結果を制御部６に送る。
【００２５】
制御部６は、故障判定部７から受け取った電力変換回路３の故障判定結果が『正常』の場合、測定部１１の出力である各センサ１、２、８、１０で測定された入力電圧値Ｖ１、入力電流値Ｉ１、制御用出力電圧値Ｖ２、及び出力電流値Ｉ２に従って、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御により、電力変換回路３を制御し、電源１２の電圧Ｖ１２を所望の出力電圧、又は出力電流、又はその両方となるように変換し、出力負荷１３に供給する。
また、制御部６は、故障判定部７から受け取った電力変換回路３の故障判定結果が『故障』の場合、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御を停止する。
【００２６】
つまり、故障判定部７は、出力電圧の分解能が低いが測定範囲の広い故障判定用出力電圧値Ｖ２’に基づいて、電力変換回路３の故障を判定する。また、制御部６は、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御により、入力電圧値Ｖ１、入力電流値Ｉ１、制御用出力電圧値Ｖ２、及び出力電流値Ｉ２に従って、電力変換回路３を制御し、電源１２の電圧Ｖ１２を所望の出力電圧、又は出力電流、又はその両方となるように変換し、出力負荷１３に供給する。
電力変換回路３は、出力電圧の分解能が高い制御用出力電圧値Ｖ２を用いて電力変換制御されるため、出力電圧を高精度に目標値に制御することができる。また、アナログ値のバラツキよりＡ／Ｄ値が１ｂｉｔばらついたとしても、故障判定用出力電圧値Ｖ２’に比べて、制御用出力電圧値Ｖ２のバラツキを抑えることができる。
【００２７】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、電力変換制御を、電力変換装置１００に使用されている、入力電圧センサ１、入力電流センサ２、制御用出力電圧センサ８、及び出力電流センサ１０の値を用いて実施し、電力変換回路３の故障判定を、故障判定用出力電圧センサ９の値を用いて実施することで、出力電圧センサを無駄にすることなく、出力電圧の制御精度やバラツキを向上させた電力変換装置を提供できる。
【００２８】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２における電力変換装置について図に基づいて説明する。
この発明の実施の形態２に係わる電力変換装置は、図１に示した実施の形態１と同様の構成である。
実施の形態１では、故障判定部７は、各センサ１、２、８、９、１０のどれかが『故障』の場合、電力変換回路３が『故障』として、判定結果を制御部６に送っていたが、実施の形態２の発明では、制御用出力電圧センサ８が『故障』で、その他のセンサが全て『正常』の場合、電力変換回路３は、故障判定用出力電圧値Ｖ２’に従って電力変換制御が可能にしたものである。
【００２９】
実施の形態２では、制御用出力電圧センサ８が『故障』で、その他のセンサが全て『正常』の場合、故障判定部７は電力変換回路３が『正常（分解能低下）』として、判定結果を制御部６に送付する。
このように構成される電力変換装置の制御方法について図１及び図３を参照しながら説明する。
【００３０】
まず、故障判定部７は、各センサ１、２、８、９、１０のセンサ電圧（Ａ／Ｄ値）が所定値以上または所定値以下であるか否かを判定し、各センサ１、２、８、９、１０が故障しているか正常であるかを判定する。
次に、故障判定部７は、各センサが全て『正常』の場合、各センサの出力から電圧値や電流値への変換を実施し、電力変換回路３が故障しているか、例えば、故障判定用出力電圧値Ｖ２’が規定値Ｅ以上または規定値Ｆ以下であるか否かを判定し、故障判定用出力電圧値Ｖ２’が規定値Ｅ以上かつ規定値Ｆ以下の場合は、『正常』の判定結果を、規定値Ｅ未満または規定値Ｆより大であれば『故障』の判定結果を制御部６に送る。
【００３１】
また、故障判定部７は、制御用出力電圧センサ８が『故障』で、その他のセンサが全て『正常』の場合、正常である各センサの出力から電圧値や電流値への変換を実施し、電力変換回路３が故障しているか、例えば、故障判定用出力電圧値Ｖ２’が規定値Ｅ以上または規定値Ｆ以下であるか否かを判定し、故障判定用出力電圧値Ｖ２’が規定値Ｅ以上かつ規定値Ｆ以下の場合は、『正常（分解能低下）』の判定結果を、規定値Ｅ未満または規定値Ｆより大であれば『故障』の判定結果を制御部６に送る。
【００３２】
制御部６は、故障判定部７から受け取った判定結果が『正常』の場合、測定部１１の出力である各センサ１、２、８、１０で測定された入力電圧値Ｖ１、入力電流値Ｉ１、制御用出力電圧値Ｖ２、及び出力電流値Ｉ２に従って、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御により、電力変換回路３を制御し、電源１２の電圧Ｖ１２を所望の出力電圧、又は出力電流、又はその両方となるように変換し、出力負荷１３に供給する。
【００３３】
また、制御部６は、故障判定部７から受け取った判定結果が『正常（分解能低下）』の場合、測定部１１の出力である各センサ１、２、９、１０で測定された入力電圧値Ｖ１、入力電流値Ｉ１、故障判定用出力電圧値Ｖ２’、及び出力電流値Ｉ２に従って、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御により、電力変換回路３を制御し、電源１２の電圧Ｖ１２を所望の出力電圧、又は出力電流、又はその両方となるように変換し、出力負荷１３に供給する。
【００３４】
なお、制御部６は、制御用出力電圧値Ｖ２に比べて出力電圧の分解能が低い故障判定用出力電圧値Ｖ２’を用いて電力変換制御を行うため、制御ゲインを小さくすることで過渡応答時の過電圧検出を防止し、制御電圧範囲を狭めることで安全側にて運転を継続することができる。
また、制御部６は、故障判定部７から受け取った判定結果が『故障』の場合、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御を停止する。
【００３５】
以上より、故障判定部７は、各センサ１、２、８、９、１０の故障を判定する。制御用出力電圧センサ８が『故障』で、その他のセンサが全て『正常』の場合、制御部６は、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御により、入力電圧値Ｖ１、入力電流値Ｉ１、故障判定用出力電圧値Ｖ２’、及び出力電流値Ｉ２に従って、電力変換回路３を制御し、電源１２の電圧Ｖ１２を所望の出力電圧、又は出力電流、又はその両方となるように変換し、出力負荷１３に供給する。
よって、電力変換回路３は、制御用出力電圧センサ８が故障しても、故障判定用出力電圧値Ｖ２’を用いて電力変換制御されるため、一方の出力電圧センサが故障した時には、正常な出力電圧センサに置き換えて運転を継続することができる。
【００３６】
以上のようにこの発明の実施の形態２によれば、制御用出力電圧センサ８が故障した場合には、電力変換制御を、電力変換装置１００に使用されている、入力電圧センサ１、入力電流センサ２、故障判定用出力電圧センサ９、及び出力電流センサ１０の値を用いて実施し、電力変換回路３の故障判定を、故障判定用出力電圧センサ９の値を用いて実施することで、一方の出力電圧センサが故障しても正常な出力電圧センサに置き換えて運転を継続することができる電力変換装置を提供できる。
【００３７】
なお、実施の形態２では、故障判定部７は、各センサ１、２、８、９、１０のセンサ電圧（Ａ／Ｄ値）が所定値以上または所定値以下であるか否かによりセンサの故障を判定する例を示したが、特に、制御用出力電圧センサ８の故障判定は、図３に示すように故障判定用出力電圧値Ｖ２’が制御用出力電圧センサ８の故障判定範囲内（規定値Ｇ［Ａ≦Ｇ］から規定値Ｈ［Ｈ≦Ｂ］）の場合に
１）制御用出力電圧値Ｖ２も制御用出力電圧センサ８の故障判定範囲内であるか否か
２）故障判定用出力電圧値Ｖ２’と制御用出力電圧値Ｖ２の差分が所定値以上か否か
により故障を判定する場合でも、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３における電力変換装置について図に基づいて説明する。
この発明の実施の形態３に係わる電力変換装置は、図１に示した実施の形態１と同様の構成である。
実施の形態１では、故障判定部７は、各センサ１、２、８、９、１０のどれかが『故障』の場合、電力変換回路３が『故障』として、判定結果を制御部６に送っていたが、実施の形態３の発明は、故障判定用出力電圧センサ９が『故障』で、その他のセンサが全て『正常』の場合、電力変換回路３の故障判定は、制御用出力電圧値Ｖ２に従って、判定可能にしたものである。
【００３９】
実施の形態３では、故障判定用出力電圧センサ９が『故障』で、その他のセンサが全て『正常』の場合、故障判定部７は電力変換回路３が『正常（制御限定）』として、判定結果を制御部６に送付する。
このように構成される電力変換装置の制御方法について図１及び図４を参照しながら説明する。
まず、故障判定部７は、各センサ１、２、８、９、１０のセンサ電圧（Ａ／Ｄ値）が所定値以上または所定値以下であるか否かを判定し、各センサ１、２、８、９、１０が故障しているか正常であるかを判定する。
【００４０】
次に、故障判定部７は、各センサが全て『正常』の場合、各センサの出力から電圧値や電流値への変換を実施し、電力変換回路３が故障しているか、例えば、故障判定用出力電圧値Ｖ２’が規定値Ｅ以上または規定値Ｆ以下であるか否かを判定し、故障判定用出力電圧値Ｖ２’が規定値Ｅ以上かつ規定値Ｆ以下の場合は、『正常』の判定結果を、規定値Ｅ未満または規定値Ｆより大であれば『故障』の判定結果を制御部６に送る。
【００４１】
また、故障判定部７は、故障判定用出力電圧センサ９が『故障』で、その他のセンサが『正常』の場合、正常である各センサの出力から電圧値や電流値への変換を実施し、電力変換回路３が故障しているか、例えば、制御用出力電圧値Ｖ２が規定値Ｇ以上または規定値Ｈ以下であるか否かを判定し、制御用出力電圧値Ｖ２が規定値Ｇ以上かつ規定値Ｆ以下の場合は、『正常(制御限定)』の判定結果を、規定値Ｅ未満または規定値Ｆより大であれば『故障』の判定結果を制御部６に送る。
【００４２】
制御部６は、故障判定部７から受け取った判定結果が『正常』の場合、測定部１１の出力である各センサ１、２、８、１０で測定された入力電圧値Ｖ１、入力電流値Ｉ１、制御用出力電圧値Ｖ２、及び出力電流値Ｉ２に従って、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御により、電力変換回路３を制御し、電源１２の電圧Ｖ１２を所望の出力電圧、又は出力電流、又はその両方となるように変換し、出力負荷１３に供給する。
【００４３】
次に、制御部６は、故障判定部７から受け取った判定結果が『正常(制御限定)』の場合、測定部１１の出力である各センサ１、２、８、１０で測定された入力電圧値Ｖ１、入力電流値Ｉ１、制御用出力電圧値Ｖ２、及び出力電流値Ｉ２に従って、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御により、電力変換回路３を制御し、電源１２の電圧Ｖ１２を所望の出力電圧、又は出力電流、又はその両方となるように変換し、出力負荷１３に供給する。
【００４４】
なお、故障判定部７は、故障判定用出力電圧値Ｖ２’に比べて出力電圧範囲の狭い制御用出力電圧値Ｖ２を用いて電力変換回路３の故障判定を行うため、制御部６により、制御ゲインを小さくして制御範囲を狭めたりすることで、制御範囲外の電圧値になった場合に電力変換回路３の故障を判定することができる。
また、制御部６は、故障判定部７から受け取った判定結果が『故障』の場合、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御を停止する。
【００４５】
以上より、故障判定部７は、各センサ１、２、８、９、１０の故障を判定する。故障判定用出力電圧センサ９が『故障』で、その他のセンサが全て『正常』の場合、制御部６は、電力変換回路３内のパワー素子４のスイッチング制御により、入力電圧値Ｖ１、入力電流値Ｉ１、制御用出力電圧値Ｖ２、及び出力電流値Ｉ２に従って、電力変換回路３を制御し、電源１２の電圧Ｖ１２を所望の出力電圧、又は出力電流、又はその両方となるように変換し、出力負荷１３に供給する。
よって、電力変換回路３は、故障判定用出力電圧センサ９が故障しても、制御用出力電圧値Ｖ２を用いて故障判定されるため、一方の出力電圧センサが故障した時には、正常な出力電圧センサに置き換えて運転を継続することができる。
【００４６】
以上のようにこの発明の実施の形態３によれば、故障判定用出力電圧センサ９が故障した場合には、電力変換制御を、電力変換装置１００に使用されている、入力電圧センサ１、入力電流センサ２、制御用出力電圧センサ８、及び出力電流センサ１０の値を用いて実施し、電力変換回路３の故障判定を、制御用出力電圧センサ８の値を用いて実施することすることで、一方の出力電圧センサが故障しても正常な出力電圧センサに置き換えて運転を継続することができる電力変換装置を提供できる。
【００４７】
なお、実施の形態３では、故障判定部７は、各センサ１、２、８、９、１０のセンサ電圧（Ａ／Ｄ値）が所定値以上または所定値以下であるか否かによりセンサの故障を判定する例を示したが、特に、故障判定用出力電圧センサ９の故障判定は、制御用出力電圧値Ｖ２が故障判定用出力電圧センサ９の故障判定範囲内（規定値Ａから規定値Ｂまで）の場合に
１）故障判定用出力電圧値Ｖ２’も故障判定用出力電圧センサ９の故障判定範囲内であるか否か
２）故障判定用出力電圧値Ｖ２’と制御用出力電圧値Ｖ２の差分が所定値以上か否かにより故障を判定する場合でも実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
なお、実施の形態１、２、３では、制御用出力電圧センサ８と故障判定用出力電圧センサ９を出力電圧とした例を示したが、出力電流とした場合でも同様の効果を得ることができる。
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、これらの可能な組み合わせを全て含むことは云うまでもない。たとえば、規定値Ａ〜Ｈは、固定値ではなく可変値としてもよい。また、測定部１１の測定値として、電力変換回路３内の電圧や電流を測定し、電力変換回路３を制御してもよい。さらに、パワー素子４は、ＳｉＣ(Silicon Carbide)としてもよい。また、測定部１１は省略し、各センサ１、２、８、９、１０の測定値を直接に制御部６や故障判定部７に入力してもよい。
【００４９】
以上、この発明の実施の形態を記述したが、この発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１：入力電圧センサ、２：入力電流センサ、３：電力変換回路、４：パワー素子、
５：磁性部品、６：制御部、７：故障判定部、８：制御用出力電圧センサ、
９：故障判定用出力電圧センサ、１０：出力電流センサ、１１：測定部、
１２：電源、１３：出力負荷、１００：電力変換装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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