(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ）、及び、低電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ）の直列接続体を備え、前記スイッチング素子のオンオフ状態を変更することで、直流電源（１０）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路（２０）と、
前記電力変換回路と前記直流電源との間に設けられ、前記直流電源から供給される電圧を昇圧する昇圧回路（２１）と、
前記電力変換回路と前記昇圧回路との間に設けられ、前記電力変換回路に供給される電圧を平滑化する平滑コンデンサ（Ｃ）と、
を備える電力変換システムに適用され、
前記昇圧回路は、前記直流電源から入力される電圧を平滑化する昇圧回路コンデンサ（ＣＤ）を備え、
電源回路（３２）及び放電スイッチ（ＳＷ）を備え、前記電源回路から出力される電力を用いて前記放電スイッチを駆動し、前記平滑コンデンサに蓄積されている電荷を放電することで、前記平滑コンデンサの端子間電圧を所定電圧以下に放電する放電回路（３０）と、
直列接続された３以上の分圧コンデンサ（Ｃ１ｄ〜Ｃ３ｄ）を備え、前記昇圧回路コンデンサを電圧源とし、前記３以上の分圧コンデンサを用いて分圧する分圧回路（５０ｄ）と、を備え、
前記分圧回路は、前記分圧コンデンサとして容量の異なるものを備え、前記３以上の分圧コンデンサのうち最も容量の大きいものを用いて分圧した電力を前記電源回路に供給することを特徴とする放電装置。
【請求項２】
高電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ）、及び、低電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ）の直列接続体を備え、前記スイッチング素子のオンオフ状態を変更することで、直流電源（１０）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路（２０）と、
前記電力変換回路と前記直流電源との間に設けられ、前記直流電源から供給される電圧を昇圧する昇圧回路（２１）と、
前記電力変換回路と前記昇圧回路との間に設けられ、前記電力変換回路に供給される前記昇圧後の電圧を平滑化する平滑コンデンサ（Ｃ）と、
を備える電力変換システムに適用され、
前記昇圧回路は、前記直流電源から入力される前記昇圧前の電圧を平滑化する昇圧回路コンデンサ（ＣＤ）を備え、
電源回路（３２）及び放電スイッチ（ＳＷ）を備え、前記電源回路から出力される電力を用いて前記放電スイッチを駆動し、前記平滑コンデンサに蓄積されている電荷を放電することで、前記平滑コンデンサの端子間電圧を所定電圧以下に放電する放電回路（３０）と、
直列接続された複数の分圧コンデンサ（Ｃ１ｄ〜Ｃ３ｄ）を備え、前記昇圧前の電圧を平滑化する前記昇圧回路コンデンサを電圧源とし、前記複数の分圧コンデンサを用いて分圧する分圧回路（５０ｄ）と、を備え、
前記分圧回路は、前記複数の分圧コンデンサを用いて分圧した電力を前記電源回路に供給して、前記昇圧後の電圧を平滑化する前記平滑コンデンサを前記放電させることを特徴とする放電装置。
【請求項３】
前記分圧回路は、３以上の前記分圧コンデンサを備え、前記分圧コンデンサのうち、両端以外のもの（Ｃ２）を用いて分圧した電力を前記電源回路に供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電装置。
【請求項４】
前記分圧回路は、前記分圧コンデンサとして容量の異なるものを備え、前記分圧コンデンサのうち、最も容量の大きいもの（Ｃ２）を用いて分圧した電力を前記電源回路に供給することを特徴とする請求項２又は３に記載の放電装置。
【請求項５】
前記分圧回路（５０ｅ）は、３以上の前記分圧コンデンサ（Ｃ１ｅ〜Ｃ４ｅ）を備え、前記分圧コンデンサのうち、高電圧側に２以上の分圧コンデンサが直列接続されているもの（Ｃ３ｅ）を用いて分圧した電力を前記電源回路に供給することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の放電装置。
【請求項６】
前記電源回路の電圧を検出する電圧検出手段（４１）を備え、
前記電圧検出手段による検出値に基づいて、前記分圧コンデンサの異常を判定する異常判定手段（４０）を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放電装置。
【請求項７】
前記異常判定手段は、前記電圧検出手段による検出値が所定の第１電圧より高くなった場合に、電力出力に用いられる前記分圧コンデンサより高電圧側の前記分圧コンデンサに短絡異常が生じていると判定することを特徴とする請求項６に記載の放電装置。
【請求項８】
前記異常判定手段は、前記電圧検出手段による検出値が所定の第２電圧より低くなった場合に、電力出力に用いられる前記分圧コンデンサより低電圧側の前記分圧コンデンサに短絡異常が生じているか、又は、電力出力に用いられる前記分圧コンデンサより高電圧側の前記分圧コンデンサに開異常が生じていると判定することを特徴とする請求項６又は７に記載の放電装置。
【請求項９】
前記電源回路に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記電流検出手段による検出値に基づいて、前記分圧コンデンサの異常を判定する異常判定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放電装置。
【請求項１０】
高電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ）、及び、低電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ）の直列接続体を備え、前記スイッチング素子のオンオフ状態を変更することで、直流電源（１０）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路（２０）と、
前記電力変換回路と前記直流電源との間に設けられ、前記電力変換回路に供給される電圧を平滑化する平滑コンデンサ（Ｃ，Ｃａ）と、
を備える電力変換システムに適用され、
電源回路（３２）及び放電スイッチ（ＳＷ）を備え、前記電源回路から出力される電力を用いて前記放電スイッチを駆動し、前記平滑コンデンサに蓄積されている電荷を放電することで、前記平滑コンデンサの端子間電圧を所定電圧以下に放電する放電回路（３０）と、
直列接続された複数の分圧コンデンサ（Ｃ１〜Ｃ３，Ｃ１ａ〜Ｃ３ａ，Ｃ１ｅ〜Ｃ４ｅ）を備え、前記平滑コンデンサを電圧源とし、前記複数の分圧コンデンサを用いて分圧する分圧回路（５０，Ｃａ，５０ｅ）と、
を備え、
前記分圧回路は、前記複数の分圧コンデンサを用いて分圧した電力を前記電源回路に供給するものであり、
前記電源回路に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記電流検出手段による検出値に基づいて、前記分圧コンデンサの異常を判定する異常判定手段を備えることを特徴とする放電装置。
【請求項１１】
高電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ）、及び、低電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ）の直列接続体を備え、前記スイッチング素子のオンオフ状態を変更することで、直流電源（１０）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路（２０）と、
前記電力変換回路と前記直流電源との間に設けられ、前記直流電源から供給される電圧を昇圧する昇圧回路（２１）と、
前記電力変換回路と前記昇圧回路との間に設けられ、前記電力変換回路に供給される電圧を平滑化する平滑コンデンサ（Ｃ）と、
を備える電力変換システムに適用され、
前記昇圧回路は、前記直流電源から入力される電圧を平滑化する昇圧回路コンデンサ（ＣＤ）を備え、
電源回路（３２）及び放電スイッチ（ＳＷ）を備え、前記電源回路から出力される電力を用いて前記放電スイッチを駆動し、前記平滑コンデンサに蓄積されている電荷を放電することで、前記平滑コンデンサの端子間電圧を所定電圧以下に放電する放電回路（３０）と、
直列接続された複数の分圧コンデンサ（Ｃ１ｄ〜Ｃ３ｄ）を備え、前記昇圧回路コンデンサを電圧源とし、前記複数の分圧コンデンサを用いて分圧する分圧回路（５０ｄ）と、を備え、
前記分圧回路は、前記複数の分圧コンデンサを用いて分圧した電力を前記電源回路に供給するものであり、
前記電源回路に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記電流検出手段による検出値に基づいて、前記分圧コンデンサの異常を判定する異常判定手段を備えることを特徴とする放電装置。
【請求項１２】
前記異常判定手段は、前記電流検出手段による検出値が所定の第１電流より大きくなった場合に、電力出力に用いられる前記分圧コンデンサより高電圧側の前記分圧コンデンサに短絡異常が生じていると判定することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の放電装置。
【請求項１３】
前記異常判定手段は、前記電流検出手段による検出値が所定の第２電流より小さくなった場合に、電力出力に用いられる前記分圧コンデンサより低電圧側の前記分圧コンデンサに短絡異常が生じているか、又は、電力出力に用いられる前記分圧コンデンサより高電圧側の前記分圧コンデンサに開異常が生じていると判定することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換回路に供給される電圧を平滑化する平滑コンデンサを放電する放電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やハイブリッド自動車などの、電源装置に蓄えられた電力を用いてモータを駆動して走行する電動車両が用いられている。これらの電動車両において、一般的に、電源装置とモータとの間には、電源装置の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、直流電源である電源装置の出力電力を交流に変換するインバータ回路とが設けられている。そして、昇圧回路の入力側、及び、インバータ回路の入力側には、入力電圧を安定させる平滑コンデンサが設けられている。
【０００３】
車両の安全性を向上させるために、車両の衝突時において、これらの平滑コンデンサを速やかに放電することが必要とされる。例えば、米国法規ＦＭＶＳＳ（Federal Motor Vehicle Safety Standard）３０５に規定される基準を満たすためには、衝突から５秒以内に平滑コンデンサの端子間電圧を所定値以下にすることが求められる。平滑コンデンサから電荷を放電する技術として、例えば、特許文献１に開示の構成がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１には、平滑コンデンサに蓄積された電力を用いて駆動される放電回路の構成が記載されている。ここで、平滑コンデンサの端子間電圧は、非常に高い値（例えば、６５０Ｖ）である。このため、平滑コンデンサに蓄電された電力を用いて、放電スイッチを駆動する場合、平滑コンデンサに蓄積された電力の電圧を、放電スイッチの駆動に適した電圧に変換する電源回路が必要になる。
【０００６】
電源回路には、平滑コンデンサから非常に高い電圧が入力されるため、高耐圧の半導体スイッチを用いるか、複数の半導体スイッチング素子を直列接続して設ける必要が生じる。高耐圧の半導体スイッチング素子の体格は大きく、また、複数の半導体スイッチング素子を直列接続して設ける場合には、その半導体スイッチング素子同士の絶縁距離を確保する必要が生じる。このため、回路全体の体格が大きくなるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、電力変換回路に供給される電圧を平滑化する平滑コンデンサの電力を用いて、その平滑コンデンサの放電を実施する構成において、装置としての体格を小さくすることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の構成は、高電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ）、及び、低電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ）の直列接続体を備え、前記スイッチング素子のオンオフ状態を変更することで、直流電源（１０）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路（２０）と、前記電力変換回路と前記直流電源との間に設けられ、前記電力変換回路に供給される電圧を平滑化する平滑コンデンサ（Ｃ）と、を備える電力変換システムに適用され、電源回路（３２）及び放電スイッチ（ＳＷ）を備え、前記電源回路から出力される電力を用いて前記放電スイッチを駆動し、前記平滑コンデンサに蓄積されている電荷を放電することで、前記平滑コンデンサの端子間電圧を所定電圧以下に放電する放電回路（３０）と、直列接続された複数の分圧コンデンサ（Ｃ１〜Ｃ３，Ｃ１ａ〜Ｃ３ａ，Ｃ１ｅ〜Ｃ４ｅ）を備え、前記平滑コンデンサを電圧源とし、前記複数の分圧コンデンサを用いて分圧する分圧回路（５０，Ｃａ，５０ｅ）と、を備え、前記分圧回路は、前記複数の分圧コンデンサを用いて分圧した電力を前記電源回路に供給することを特徴とする放電装置である。
【０００９】
上記構成によれば、外部から電源供給を受けることなく、平滑コンデンサの放電を実施できる。さらに、放電回路の電源回路には、分圧コンデンサにより平滑コンデンサの出力電圧を分圧した電力が供給される。このため、電源回路に入力される電圧が低下するため、電源回路の構成を簡略化でき、放電回路の体格を小さくすることができる。
【００１０】
第２の構成は、高電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ）、及び、低電圧側のスイッチング素子（Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ）の直列接続体を備え、前記スイッチング素子の開閉状態を変更することで、直流電源（１０）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路（２０）と、前記電力変換回路と前記直流電源との間に設けられ、前記直流電源から供給される電圧を昇圧する昇圧回路（２１）と、前記電力変換回路と前記昇圧回路との間に設けられ、前記電力変換回路に供給される電圧を平滑化する平滑コンデンサ（Ｃ）と、を備える電力変換システムに適用され、前記昇圧回路は、前記直流電源から入力される電圧を平滑化する昇圧回路コンデンサ（ＣＤ）を備え、電源回路（３２）及び放電スイッチ（ＳＷ）を備え、前記電源回路から出力される電力を用いて前記放電スイッチを駆動し、前記平滑コンデンサに蓄積されている電荷を放電することで、前記平滑コンデンサの端子間電圧を所定電圧以下に放電する放電回路（３０）と、直列接続された複数の分圧コンデンサを備え、前記昇圧回路コンデンサを電圧源とし、前記複数の分圧コンデンサを用いて分圧する分圧回路と、を備え、前記分圧回路は、前記複数の分圧コンデンサを用いて分圧した電力を前記電源回路に供給することを特徴とする放電装置である。
【００１１】
上記構成によれば、外部から電源供給を受けることなく、平滑コンデンサの放電を実施できる。さらに、放電回路の電源回路には、分圧コンデンサにより平滑コンデンサの出力電圧を分圧した電力が供給される。このため、電源回路に入力される電圧が低下するため、電源回路の構成を簡略化できる。また、平滑コンデンサの端子間電圧と比べて、昇圧回路コンデンサの端子間電圧は低いため、平滑コンデンサの端子間電圧を分圧する構成と比較して、さらに電源回路に入力される電圧を低下させることができる。これにより、放電回路の体格を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術における電力変換システムを表す電気的構成図。
【図２】第１実施形態における電力変換システムを表す電気的構成図。
【図３】第２実施形態における電力変換システムを表す電気的構成図。
【図４】第３実施形態における電力変換システムを表す電気的構成図。
【図５】第４実施形態における電力変換システムを表す電気的構成図。
【図６】第５実施形態における電力変換システムを表す電気的構成図。
【図７】変形例における電力変換システムを表す電気的構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、電力変換システムに適用される放電装置を、ハイブリッド車の電力変換システムに適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１に、従来技術におけるシステム構成を示す。モータジェネレータ１１は、車載主機であり、駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ１１は、インバータ回路２０（電力変換回路）及びリレーＳＭＲを介してバッテリ１０に接続されている。ここで、バッテリ１０（直流電源）は、その端子間電圧が例えば６００Ｖの高電圧となるものである。また、インバータ回路２０の入力端子とリレーＳＭＲとの間に、バッテリ１０と並列接続されるように平滑コンデンサＣが設けられている。なお、直流電源としてバッテリ１０に代えて、バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧回路を用いてもよい。
【００１５】
インバータ回路２０は、高電圧側のスイッチング素子Ｓｊｐ（ｊ＝ｕ，ｖ，ｗ）、及び、低電圧側のスイッチング素子Ｓｊｎの直列接続体（レグ）が３つ並列接続されて構成されている。そして、これら高電圧側のスイッチング素子Ｓｊｐおよび低電圧側のスイッチング素子Ｓｊｎの接続点が、モータジェネレータ１１の各相にそれぞれ接続されている。インバータ回路２０は、スイッチング素子Ｓｊｐ，Ｓｊｎのオンオフ状態を変更することで、バッテリ１０から供給される直流電力を交流電力に変換する。
【００１６】
上記高電圧側のスイッチング素子Ｓｊｐ、及び、低電圧側のスイッチング素子Ｓｊｎのそれぞれの入出力端子間（コレクタ−エミッタ間）には、高電圧側の還流ダイオードＤｊｐ、及び、低電圧側の還流ダイオードＤｊｎのカソード及びアノードが接続されている。なお、上記スイッチング素子Ｓｊｐ，Ｓｊｎは、いずれも電圧制御形のスイッチング素子であり、具体的には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）にて構成されている。
【００１７】
制御装置４０は、低電圧バッテリ（図示略）を電源とする電子制御装置である。制御装置４０は、制御対象としてのモータジェネレータ１１を制御すべく、上記インバータ回路２０を操作する。詳しくは、制御装置４０は、図示しない各種センサの検出値等に基づき、インバータ回路２０のＵ相、Ｖ相、およびＷ相のそれぞれについてのスイッチング素子Ｓｊｐ，Ｓｊｎを操作する操作信号ｇｊｐ，ｇｊｎを生成し出力する。制御装置４０の制御により、スイッチング素子Ｓｊｐ，Ｓｊｎは、それらの導通制御端子（ゲート）に接続されるドライブユニットを介して制御装置４０により操作される。
【００１８】
さらに電力変換システムは、抵抗素子ＲａとスイッチＳＷ（放電スイッチ）との直列接続体を有し、平滑コンデンサＣの電荷を放電することで、平滑コンデンサＣの端子間電圧を所定電圧以下に放電する放電回路３０ｆを備えている。抵抗素子ＲａとスイッチＳＷとの直列接続体は、平滑コンデンサＣと並列接続されている。スイッチＳＷは、電圧制御形のスイッチング素子であり、具体的には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）であって、ゲートドライバ３１によって駆動される。
【００１９】
制御装置４０は、自身に作用する力に基づき加速度を検出する加速度検出センサの検出値に基づき、車両の衝突を判定する。そして、衝突が判定された場合、平滑コンデンサＣを強制的に放電させる処理を行うべく、ゲートドライバ３１に対し、異常時放電指令を出力する。また、衝突が判定された場合、制御装置４０は、リレーＳＭＲをオフ状態にする。
【００２０】
ここで、ゲートドライバ３１は、定電圧原である電源回路３２ｆにより生成される電圧によって駆動される。電源回路３２ｆの構成及び動作について、以下に説明を行う。電源回路３２ｆは、抵抗素子Ｒ１ｆ〜Ｒ４ｆ及びツェナーダイオードＤＴの直列接続体と、抵抗素子Ｒｂ、スイッチＭ１ｆ〜Ｍ４ｆ、及び、コンデンサＣｂの直列接続体とから構成されている。スイッチＭ１ｆ〜Ｍ４ｆは、具体的には、ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴである。
【００２１】
さらに、抵抗素子Ｒ１ｆと抵抗素子Ｒ２ｆとの接続点にスイッチＭ１ｆのゲートが接続されており、抵抗素子Ｒ２ｆと抵抗素子Ｒ３ｆとの接続点にスイッチＭ２ｆのゲートが接続されており、抵抗素子Ｒ３ｆと抵抗素子Ｒ４ｆとの接続点にスイッチＭ３ｆのゲートが接続されており、抵抗素子Ｒ４ｆとツェナーダイオードＤＴのカソードとの接続点にスイッチＭ４ｆのゲートが接続されている。
【００２２】
電源回路３２ｆに対し、平滑コンデンサＣから電圧が入力されている状態において、スイッチＭ１ｆ〜Ｍ４ｆは全てオン状態とされる。スイッチＭ４ｆのゲート−ソース間には、ツェナーダイオードＤＴの降伏電圧である１５Ｖが印加されている。スイッチＭ４ｆの閾値電圧Ｖｔｈを約３Ｖとすると、負荷であるゲートドライバ３１には約１２Ｖの電圧が印加される。駆動時におけるゲートドライバ３１の直流抵抗成分を約１．７ｋΩとすると、ゲートドライバ３１には約７ｍＡの電流が入力され、ゲートドライバ３１を駆動することができる。
【００２３】
各抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４には、平滑コンデンサＣの端子間電圧６５０Ｖから、ツェナーダイオードＤＴの降伏電圧である１５Ｖ引いた値を、４等分した電圧（約１５８．８Ｖ）が印加される。ここで、各抵抗素子Ｒ１ｆ〜Ｒ４ｆの抵抗値を大きく（例えば、２００ｋΩ）設定することで、平滑コンデンサＣから抵抗素子Ｒ１ｆ〜Ｒ４ｆに対して大きな電流が流れることを抑制し、電力損失を低減している。
【００２４】
また、スイッチＭ２ｆ〜Ｍ４ｆのドレイン−ソース間には、抵抗素子Ｒ２，Ｒ３に印加されている電圧と同じ電圧（約１５８．８Ｖ）がそれぞれ印加される。スイッチＭ１ｆのドレイン−ソース間、及び、抵抗素子Ｒｂには、抵抗素子Ｒ１ｆに印加される電圧と、スイッチＭ１ｆのゲート−ソース間の電圧との和が印加される。また、抵抗素子Ｒｂには、負荷と同じ値の電流（約７ｍＡ）が流れるため、抵抗素子Ｒｂには、０．７Ｖの電圧が印加される。このため、スイッチＭ１ｆのゲート−ソース間には約１６１．１Ｖの電圧が印加される。
【００２５】
つまり、スイッチＭ１ｆ〜Ｍ４ｆには、略等しい電圧が印加される。このように、スイッチＭ１ｆ〜Ｍ４ｆを直列接続することで、各スイッチＭ１ｆ〜Ｍ４ｆのドレイン−ソース間電圧を分圧し、各スイッチＭ１ｆ〜Ｍ４ｆに要求される耐圧を低下させている。
【００２６】
ここで、平滑コンデンサＣの端子間電圧が大きいため、図１に示す構成のように、電源回路３２ｆにおいて、複数のスイッチＭ１ｆ〜Ｍ４ｆを用いて分圧するか、耐圧の大きなスイッチを用いる必要が生じる。このため、装置としての体格が増加する。本実施形態では、この体格の増加を抑制するために、分圧回路を用いて平滑コンデンサＣの端子間電圧を予め分圧し、電源回路に出力する。
【００２７】
本実施形態の構成を図２に示す。図１に示す構成と同一の構成について、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。本実施形態の構成では、平滑コンデンサＣに対し、並列に分圧回路５０が設けられている。分圧回路５０は、３つのコンデンサＣ１〜Ｃ３の直列接続体を備えている。分圧回路５０は、平滑コンデンサＣを電圧源とし、平滑コンデンサＣの端子間電圧を分圧する。ここで、放電回路３０と分圧回路５０とによって、「放電装置」が構成されている。なお、電源回路３２において、電源回路３２ｆ（図１）と同様に、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２及びスイッチＭ１，Ｍ２において分圧を行う。なお、スイッチＭ１，Ｍ２はＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴである。
【００２８】
そして、直列接続されている分圧コンデンサＣ１〜Ｃ３のうち、両端以外の分圧コンデンサＣ２から電圧出力を実施する。具体的には、分圧コンデンサＣ２の両端子を電源回路３２と接続する。このような構成にすることで、電圧出力に用いられる分圧コンデンサＣ２以外の分圧コンデンサＣ１，Ｃ３にショート故障が生じた場合に、分圧回路５０から出力される電圧が高電圧になることを抑制できる。
【００２９】
また、コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量のうち、分圧コンデンサＣ２の容量が最も大きく設定されている。これにより、コンデンサＣ１〜Ｃ３の端子間電圧のうち、分圧コンデンサＣ２の端子間電圧が最も低くなるため、分圧回路５０の出力電圧をより低下させることができる。
【００３０】
分圧回路５０から電源回路３２に対して供給される電圧を予め分圧する構成としているため、電源回路３２において、スイッチＭ１〜Ｍ２に要求される耐圧が低下する。このため、電源回路３２に用いるスイッチＭ１〜Ｍ２の体格を小さくすることや、電源回路３２に直列接続して用いるスイッチＭ１〜Ｍ２の数を低減することができる（例えば、図１の構成では４個、図２の構成では２個）。これにより、放電装置の体格を小さくすることができる。
【００３１】
本実施形態では、直列接続された分圧コンデンサＣ１〜Ｃ３を平滑コンデンサＣと並列接続するように接続する。この場合、平滑コンデンサＣの容量（例えば、数百μＦ）と比べ、分圧コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量は小さなものでよい（例えば、数μＦ）。このため、電源回路３２の体格の減少分に比べて、分圧コンデンサＣ１〜Ｃ３の追加による体格の増加分は僅かであり、放電装置としての体格を小さくすることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
第２実施形態の構成を図３に示す。なお、図２に示す構成と同一の構成について、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。本実施形態の構成における平滑コンデンサＣａは、直列接続された３つの分圧コンデンサＣ１ａ〜Ｃ３ａから構成されている。そして、両端の分圧コンデンサＣ１ａ，Ｃ３ａ以外の分圧コンデンサである分圧コンデンサＣ２ａを用いて、分圧を行い、電源回路３２への電力出力を実施する。
【００３３】
つまり、本実施形態の平滑コンデンサＣａは、直列接続された複数の分圧コンデンサＣ１ａ〜Ｃ３ａから構成されており、分圧回路を兼ねている。そして、複数の分圧コンデンサＣ１ａ〜Ｃ３ａを用いて、平滑コンデンサＣａの端子間電圧を分圧する。この構成では、平滑コンデンサの他に分圧用のコンデンサを追加する必要がなくなるため、放電装置としての体格を効率的に抑えることができる。
【００３４】
（第３実施形態）
第３実施形態の構成を図４に示す。なお、図２に示す構成と同一の構成について、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。本実施形態の構成では、電源回路３２における電圧を電圧センサ４１（電圧検出手段）により検出する。具体的には、電圧センサ４１は、スイッチＭ１のソースと、スイッチＭ２のドレインとの接続点の電圧を検出する。そして、異常判定手段としての制御装置４０は、電圧センサ４１の検出値に基づいて、分圧回路５０の異常を判定する。
【００３５】
具体的には、電圧センサ４１の検出値が所定の第１電圧より高くなった場合に、電力出力に用いられる分圧コンデンサＣ２より高電圧側の分圧コンデンサＣ１に短絡異常が生じていると判定する。また、電圧センサ４１の検出値が所定の第２電圧より低くなった場合に、電力出力に用いられる分圧コンデンサＣ２より低電圧側の分圧コンデンサＣ３に短絡異常が生じているか、又は、電力出力に用いられる分圧コンデンサＣ２より高電圧側の分圧コンデンサＣ１に常時開異常が生じていると判定する。このように、本実施形態の構成によれば、分圧回路５０の異常を判定することができる。
【００３６】
（第４実施形態）
第４実施形態の構成を図５に示す。なお、図２に示す構成と同一の構成について、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。本実施形態の構成では、電源回路３２に流れる電流を電流センサ４２（電流検出手段）により検出する。具体的には、電流センサ４２は、抵抗素子Ｒ２とツェナーダイオードＤＴとの間にセンス抵抗Ｒｓを設け、センス抵抗Ｒｓに生じる電圧を検出することで、ツェナーダイオードＤＴに流れる電流を検出する。そして、異常判定手段としての制御装置４０は、電流センサ４２の検出値に基づいて、分圧回路５０の異常を判定する。
【００３７】
具体的には、電流センサ４２の検出値が所定の第１電流より大きくなった場合に、電力出力に用いられる分圧コンデンサＣ２より高電圧側の分圧コンデンサＣ１に短絡異常が生じていると判定する。また、電流センサ４２の検出値が所定の第２電流より小さくなった場合に、電力出力に用いられる分圧コンデンサＣ２より低電圧側の分圧コンデンサＣ３に短絡異常が生じているか、又は、電力出力に用いられる分圧コンデンサＣ２より高電圧側の分圧コンデンサＣ１に常時開異常が生じていると判定する。
【００３８】
（第５実施形態）
第５実施形態の構成を図６に示す。なお、図２に示す構成と同一の構成について、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。本実施形態における電力変換システムは、インバータ回路２０に加え、インバータ回路２０とバッテリ１０との間に昇圧回路２１を備えている。
【００３９】
昇圧回路２１は、既知の同期整流方式の昇圧チョッパ回路であり、バッテリ１０から供給される電圧を平滑化するコンデンサＣＤ（昇圧回路コンデンサ）、電力を蓄積するリアクトルＬ、高電圧側のスイッチＳｐ、低電圧側のスイッチＳｎ、及び、スイッチＳｐ，Ｓｎに並列接続される還流ダイオードＤｐ，Ｄｎを備えている。制御装置４０は、スイッチＳｐ，Ｓｎを所定のデューティでオンオフすることで、バッテリ１０から供給される電力を昇圧し、インバータ回路２０に供給する。
【００４０】
本実施形態の構成では、コンデンサＣＤに対し、並列に分圧回路５０ｄが設けられている。分圧回路５０ｄは、３つの分圧コンデンサＣ１ｄ〜Ｃ３ｄの直列接続体を備えている。そして、分圧コンデンサＣ２の両端子が電源回路３２に接続されている。分圧回路５０ｄはコンデンサＣＤを電圧源とし、コンデンサＣＤの端子間電圧を分圧する構成としている。
【００４１】
本実施形態の構成によれば、放電回路３０の電源回路３２には、分圧コンデンサＣ１ｄ〜Ｃ３ｄによりコンデンサＣＤの出力電圧を分圧した電力が供給される。このため、電源回路３２に入力される電圧が低下するため、電源回路３２の構成を簡略化できる。また、平滑コンデンサＣの端子間電圧（昇圧回路２１の出力電圧）と比べて、コンデンサＣＤの端子間電圧（昇圧回路２１の入力電圧）は低い。このため本実施形態の構成によれば、平滑コンデンサＣの端子間電圧を分圧して電源回路３２に入力する構成と比較して、電源回路３２に入力する電圧をさらに低下させることができる。
【００４２】
（他の実施形態）
・図７に示すように、分圧回路５０ｅとして、３以上の直列接続された分圧コンデンサＣ１ｅ〜Ｃ４ｅを備える構成とし、分圧コンデンサＣ１ｅ〜Ｃ４ｅのうち、高電圧側に２以上の分圧コンデンサが直列接続されているコンデンサＣ３ｅを用いて、平滑コンデンサＣの電圧を分圧する構成としてもよい。この構成にすることで、高電圧側の分圧コンデンサＣ１ｅ，Ｃ２ｅのうち１つにショート故障が生じた場合であっても、分圧回路５０ｅから出力される電圧が高電圧になることを抑制できる。
【００４３】
・上記実施形態では、スイッチＳＷをオン状態にすることで、平滑コンデンサＣに蓄積された電荷を放電用の抵抗素子Ｒａにおいて放電する構成としたが、これを変更してもよい。具体的には、インバータ回路２０を構成する高電圧側のスイッチング素子（例えば、Ｓｕｐ）、及び、低電圧側のスイッチング素子（例えば、Ｓｕｎ）を放電スイッチとし、ともにオン状態とすることで、平滑コンデンサＣに蓄積された電荷を放電する構成としてもよい。
【００４４】
・電源回路３２において、第３実施形態における電圧検出を実施する箇所、及び、第４実施形態における電流検出を実施する箇所を変更してもよい。例えば、電源回路３２において、分圧回路５０から電源回路３２に対して入力される電圧、又は、入力される電流を検出するものであってもよい。
【００４５】
・分圧回路は、２個の直列接続された分圧コンデンサを備える構成であってもよい。また、分圧回路は、５個以上の直列接続された分圧コンデンサを備える構成であってもよい。また、分圧回路において、複数の分圧コンデンサを直列接続した上で、各分圧コンデンサに対し、コンデンサを並列接続する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０…バッテリ（直流電源）、２０…インバータ回路（電力変換回路）、３０…放電回路、３２…電源回路、５０…分圧回路、Ｃ…平滑コンデンサ、Ｃ１〜Ｃ３…分圧コンデンサ、ＳＷ…スイッチ、Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ…スイッチング素子、Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ…スイッチング素子。
【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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