(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と酸化剤ガスとによって発電する燃料電池スタックを備える燃料電池発電装置と、
前記燃料電池スタックから出力された直流電力である第一直流電力を昇圧する昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧された直流電力を交流電力に変換して系統電源に接続されている負荷に出力するインバータと、
前記第一直流電力を降圧して第二直流電力を出力する降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記系統電源の交流電力を直流電力に変換し降圧して第三直流電力を出力する降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記第二直流電力および前記第三直流電力のうちの少なくとも一方が駆動用電源として供給され、前記昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記インバータを駆動制御する制御装置と、
を備える発電ユニットであって、
前記降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第一直流電力が供給される側に設けられる一次巻線と前記第二直流電力が出力される側に設けられる二次巻線とを備えるトランスと、
前記一次巻線と直列接続され前記第一直流電力の供給を断続させる駆動用スイッチング素子と、
前記駆動用スイッチング素子を開閉制御する電源制御ＩＣと、
前記第二直流電力の出力を許可する駆動許可または前記第二直流電力の出力を禁止する駆動禁止を前記電源制御ＩＣに対して指示する駆動制御回路と、
を具備し、
前記駆動制御回路は、前記燃料電池スタックの発電停止状態から、前記燃料電池スタックの温度が起動時目標温度になるまでの間は、前記電源制御ＩＣに対して前記駆動禁止を指示する発電ユニット。
【請求項２】
前記電源制御ＩＣは、前記第一直流電力の基準電位と同電位のグランド端子との間の端子間電圧が所定電圧値を超えているときに前記駆動制御回路から前記駆動許可が指示され、前記端子間電圧が前記所定電圧値以下のときに前記駆動制御回路から前記駆動禁止が指示される動作基準端子を備え、
前記駆動制御回路は、前記第一直流電力の高電位側に設けられる一つまたは複数の抵抗器と、前記第一直流電力の低電位側に設けられる動作制御用スイッチング素子とが直列接続されており、
前記電源制御ＩＣの前記動作基準端子は、前記駆動制御回路の前記一つまたは複数の抵抗器と前記動作制御用スイッチング素子との間に接続されており、
前記第一直流電力の直流電圧が、前記降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータから前記第二直流電力を出力可能になる出力可能下限値を超えるまでの間に、前記第一直流電力を用いて前記動作制御用スイッチング素子が閉状態にされ、前記動作基準端子と前記グランド端子との間の前記端子間電圧が前記所定電圧値以下に設定されて、前記電源制御ＩＣは、前記駆動禁止が指示される請求項１に記載の発電ユニット。
【請求項３】
前記降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、同一構成の前記駆動制御回路を複数備え、前記駆動制御回路が多重化されている請求項２に記載の発電ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックの劣化を抑制可能な発電ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックの劣化の抑制を図る発明の一例として、特許文献１に記載の発明が挙げられる。特許文献１に記載の燃料電池システムは、複数のスタックを備えており、複数のスタックには、ＤＣ／ＤＣコンバータがそれぞれ設けられている。そして、特許文献１に記載の発明は、劣化が進行しているスタックからの掃引電流が、他のスタックからの掃引電流と比べて少なくなるように、劣化が進行しているスタックに設けられるＤＣ／ＤＣコンバータを制御しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２６８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池発電装置は、発電停止処理時に、燃料電池スタックの保護のためにスタック温度を徐々に低下させている際であっても、燃料電池スタックから直流電力を引き出すことができる。この状態でＤＣ／ＤＣコンバータが起動して電力を消費すると、燃料電池スタックが劣化する可能性がある。特に、燃料電池スタックに燃料供給が為されない場合には、使用電力量に比例して燃料電池セルの内部電極が劣化する可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、発電準備中の燃料電池スタックの劣化を抑制可能な発電ユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る発電ユニットは、燃料と酸化剤ガスとによって発電する燃料電池スタックを備える燃料電池発電装置と、前記燃料電池スタックから出力された直流電力である第一直流電力を昇圧する昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧された直流電力を交流電力に変換して系統電源に接続されている負荷に出力するインバータと、前記第一直流電力を降圧して第二直流電力を出力する降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記系統電源の交流電力を直流電力に変換し降圧して第三直流電力を出力する降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータと、前記第二直流電力および前記第三直流電力のうちの少なくとも一方が駆動用電源として供給され、前記昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記インバータを駆動制御する制御装置と、を備える発電ユニットであって、前記降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第一直流電力が供給される側に設けられる一次巻線と前記第二直流電力が出力される側に設けられる二次巻線とを備えるトランスと、前記一次巻線と直列接続され前記第一直流電力の供給を断続させる駆動用スイッチング素子と、前記駆動用スイッチング素子を開閉制御する電源制御ＩＣと、前記第二直流電力の出力を許可する駆動許可または前記第二直流電力の出力を禁止する駆動禁止を前記電源制御ＩＣに対して指示する駆動制御回路と、を具備し、前記駆動制御回路は、前記燃料電池スタックの発電停止状態から、前記燃料電池スタックの温度が起動時目標温度になるまでの間は、前記電源制御ＩＣに対して前記駆動禁止を指示する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る発電ユニットによれば、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータは、駆動制御回路を備える。駆動制御回路は、燃料電池スタックの発電停止状態から、燃料電池スタックの温度が起動時目標温度になるまでの間は、電源制御ＩＣに対して第二直流電力の出力を禁止する駆動禁止を指示する。そのため、本発明に係る発電ユニットは、発電準備中（例えば、起動運転中など）に降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力（第二直流電力の出力）を停止させることができ、燃料電池スタックの劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】発電ユニット１の一例を示す構成図である。
【図２】昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の一例を示す構成図である。
【図３】インバータ４２の一例を示す構成図である。
【図４】降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の一例を示す構成図である。
【図５】降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７の一例を示す構成図である。
【図６】制御装置８の一例を示す構成図である。
【図７】制御装置８の制御ブロックの一例を示すブロック図である。
【図８】制御装置８の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】制御信号等の経時変化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】
【０００９】
以下、本実施形態の発電ユニット１について説明する。
【００１０】
＜発電ユニット１の構成＞
図１に示すように、本実施形態の発電ユニット１は、燃料電池発電装置２と、第一電力変換器４と、第二電力変換器５と、制御装置８と、複数（同図では、三つ）の補機９とを備えている。また、第一電力変換器４は、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１とインバータ４２とを備えており、第二電力変換器５は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６と、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７と、一対のダイオード５０ａ，５０ｂとを備えている。なお、系統電源３に接続された一つまたは複数（同図では、一つ）の負荷３１には、インバータ４２から出力される交流電力および系統電源３の交流電力のうちの少なくとも一方が供給可能になっている。
【００１１】
（燃料電池発電装置２）
燃料電池発電装置２は、燃料と酸化剤ガスとによって発電する燃料電池スタック２１ｃを備える発電装置であり、直流電力を出力する。図１に示すように、燃料電池発電装置２は、燃料電池スタック２１ｃを備える燃料電池モジュール２１と、熱交換器２２と、水タンク２３とを備えている。なお、本実施形態では、燃料電池スタック２１ｃの発電によって生じた排熱を利用するコジェネレーションシステムが構成されている。コジェネレーションシステムは、発電ユニット１および貯湯槽２４を備えている。
【００１２】
燃料電池モジュール２１は、蒸発部２１ａ、改質部２１ｂおよび燃料電池スタック２１ｃを備えており、これらは、密閉されたケーシング２１ｄ内に収容されている。また、ケーシング２１ｄ内において、蒸発部２１ａおよび改質部２１ｂと、燃料電池スタック２１ｃとの間には、燃焼部２１ｅが形成されている。燃料電池モジュール２１には、改質用原料、改質水およびカソードエア（酸化剤ガスともいい、本実施形態では空気を用いる。）が供給可能になっている。具体的には、改質用原料は、改質用原料ポンプ２１ｆによって燃料電池モジュール２１の蒸発部２１ａに供給される。改質水は、改質水用ポンプ２１ｇによって水タンク２３から燃料電池モジュール２１の蒸発部２１ａに供給される。空気（カソードエア）は、カソードエアブロワ２１ｈによって燃料電池モジュール２１の燃料電池スタック２１ｃに供給される。改質用原料ポンプ２１ｆ、改質水用ポンプ２１ｇおよびカソードエアブロワ２１ｈは、複数（三つ）の補機９に含まれる。
【００１３】
熱交換器２２は、燃料電池モジュール２１から排気される燃焼排ガスが供給されるとともに貯湯槽２４からの貯湯水が供給され、燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換する熱交換器である。貯湯槽２４は、貯湯水を貯湯するものであり、貯湯水は熱交換器２２および貯湯槽２４を循環する。熱交換器２２には、燃料電池モジュール２１からの排気管２１ｉが接続（貫設）されている。また、熱交換器２２には、水タンク２３に接続されている凝縮水供給管２１ｊが接続されている。
【００１４】
熱交換器２２において、燃料電池モジュール２１からの燃焼排ガスは、排気管２１ｉを通って熱交換器２２内に導入され、貯湯水との間で熱交換が行われ凝縮されるとともに冷却される。凝縮後の燃焼排ガスは、排気管２１ｉを通って外部に排出される。また、凝縮された凝縮水は、凝縮水供給管２１ｊを通って水タンク２３に供給される。なお、水タンク２３は、例えば、凝縮水をイオン交換樹脂によって純水化することができる。このようにして、熱交換器２２および貯湯槽２４によって、排熱回収システムが構成されている。排熱回収システムは、燃料電池モジュール２１の排熱を貯湯水に回収して蓄える。
【００１５】
蒸発部２１ａは、燃料電池スタック２１ｃの燃焼ガスにより加熱され、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに供給された改質用原料を予熱する。蒸発部２１ａは、生成された水蒸気と予熱された改質用原料とを混合して改質部２１ｂに供給する。改質用原料は、例えば、天然ガス、ＬＰガスなどの改質用気体燃料を用いることができ、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料を用いることもできる。
【００１６】
改質部２１ｂは、上述した燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給される。これにより、改質部２１ｂは、蒸発部２１ａから供給された水蒸気と改質用原料の混合ガスとから燃料である改質ガスを生成する。改質部２１ｂ内には、触媒（例えば、ルテニウムまたはニッケル系の触媒など）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて、水素と一酸化炭素などを含んだガスが生成される（いわゆる水蒸気改質反応）。
【００１７】
これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）は、燃料電池スタック２１ｃに供給される。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）、改質に使用されなかった改質水（水蒸気）を含んでいる。このように、改質部２１ｂは、改質用原料（原燃料）と改質水とから改質ガス（燃料）を生成して燃料電池スタック２１ｃに供給する。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応である。
【００１８】
燃料電池スタック２１ｃは、種々の燃料電池（例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）など）を用いることができる。燃料電池スタック２１ｃは、複数の燃料電池セル（図示略）を備えている。複数の燃料電池セルの各々は、燃料極、電解質および空気極（酸化剤極）を備えており、複数の燃料電池セルの各々は、燃料極、電解質および空気極がこの順に積層されている。燃料極には、燃料である既述の改質ガスが供給される。燃料電池セルの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路が形成されている。燃料電池セルの空気極側には、空気（カソードエア）が流通する空気流路が形成されている。空気流路には、空気（カソードエア）がカソードエアブロワ２１ｈによって供給される。
【００１９】
複数の燃料電池セルの各々では、燃料極に供給された燃料と、空気極に供給された酸化剤ガス（空気）とによって発電が行われる。具体的には、燃料極では、下記化１および下記化２に示す反応が生じ、空気極では、下記化３に示す反応が生じている。すなわち、空気極で生成した酸化物イオン（Ｏ２−）が電解質を透過し、燃料極で水素と反応することにより、電気エネルギーが発生する。
（化１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−
（化２）
ＣＯ＋Ｏ２−→ＣＯ２＋２ｅ−
（化３）
１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−
【００２０】
なお、発電に使用されなかった燃料（改質ガス）が燃料流路から導出し、発電に使用されなかった酸化剤ガス（空気）が空気流路から導出する。発電に使用されなかった燃料（改質ガス）および酸化剤ガス（空気）は、燃焼部２１ｅにおいて燃焼される。蒸発部２１ａおよび改質部２１ｂは、燃焼ガスによって加熱される。また、燃焼ガスは、ケーシング２１ｄ内を動作温度に加熱する。
【００２１】
（系統電源３、負荷３１）
系統電源３は、交流の系統電源であり、電力会社が保有する商用の配電線網から供給される電源が挙げられる。系統電源３は、単相であっても、多相（例えば、三相）であっても良い。図１に示すように、インバータ４２と負荷３１との間には、電路Ｌ１３が形成されており、インバータ４２から出力された交流電力を負荷３１に給電可能になっている。また、系統電源３と負荷３１との間には、電路Ｌ１４が形成されており、系統電源３の交流電力を負荷３１に給電可能になっている。
【００２２】
負荷３１は、電力を駆動源とする負荷であり、例えば、家庭用電気機器（電化製品など）や産業用電気機器（ロボットなど）が挙げられる。負荷３１は、一つであっても複数であっても良い。なお、図１では、電路Ｌ１３および電路Ｌ１４は、それぞれ一本の直線によって模式的に示されている。実際は、複数の電路が設けられており、各電路は、例えば、公知の電力用電線などを用いて形成されている。以上のことは、後述する電路についても同様である。
【００２３】
（第一電力変換器４）
第一電力変換器４は、燃料電池スタック２１ｃと系統電源３との間に設けられており、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１およびインバータ４２を備えている。図１に示すように、燃料電池スタック２１ｃと昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１との間は、電路Ｌ１１によって接続されており、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１とインバータ４２との間は、電路Ｌ１２によって接続されている。
【００２４】
（昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１）
昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、燃料電池スタック２１ｃから出力された直流電力を昇圧して、インバータ４２に出力する。本明細書では、燃料電池スタック２１ｃから出力された直流電力を第一直流電力という。図２に示すように、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、入力側端子４１ａ，４１ｂおよび出力側端子４１ｃ，４１ｄを備えている。入力側端子４１ａと出力側端子４１ｃとの間には、電路Ｌ４１１が形成されており、入力側端子４１ｂと出力側端子４１ｄとの間には、電路Ｌ４１２が形成されている。燃料電池スタック２１ｃから出力された第一直流電力は、電路Ｌ１１を介して、入力側端子４１ａ，４１ｂに入力される。昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１によって昇圧された直流電力は、出力側端子４１ｃ，４１ｄから出力される。なお、入力側端子４１ａおよび出力側端子４１ｃは、正極（＋）側であり、入力側端子４１ｂおよび出力側端子４１ｄは、負極（−）側である。
【００２５】
昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、リアクトル４１ｅ、ダイオード４１ｆ、スイッチング素子４１ｇおよびコンデンサ４１ｈを備えている。これらの素子は、公知の電力用デバイスを用いることができる。例えば、スイッチング素子４１ｇは、公知の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを用いることができ、コンデンサ４１ｈは、公知の電解コンデンサを用いることができる。
【００２６】
電路Ｌ４１１には、入力側端子４１ａ側から順に、リアクトル４１ｅ、ダイオード４１ｆが設けられている。また、リアクトル４１ｅとダイオード４１ｆとの間の電路Ｌ４１１には、接続点４１ｉが設けられており、接続点４１ｉには、スイッチング素子４１ｇのドレイン４１ｇ１が接続されている。スイッチング素子４１ｇのソース４１ｇ２は、電路Ｌ４１２に設けられる接続点４１ｊに接続されており、接続点４１ｉと接続点４１ｊとの間には、電路Ｌ４１３が形成されている。なお、スイッチング素子４１ｇのゲート４１ｇ３は、ドライバ回路などの駆動回路（図示略）を介して、後述する制御装置８に接続されている。
【００２７】
また、ダイオード４１ｆと出力側端子４１ｃとの間の電路Ｌ４１１には、接続点４１ｋが設けられており、接続点４１ｋには、コンデンサ４１ｈの一端側（正極側）が接続されている。コンデンサ４１ｈの他端側（負極側）は、電路Ｌ４１２に設けられる接続点４１ｌに接続されている。なお、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、燃料電池スタック２１ｃから出力された第一直流電力を昇圧することができれば良く、上述の構成に限定されるものではない。
【００２８】
昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１には、公知の電圧検出器、電流検出器などの各種検出器を設けることができる。例えば、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の出力電圧（出力側端子４１ｃ，４１ｄの間の直流電圧）を測定する電圧検出器を設けることができる。電圧検出器は、例えば、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の出力電圧を、抵抗値が既知の抵抗器によって分圧して、分圧された電圧値に基づいて昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の出力電圧（直流電圧）を算出することができる。具体的には、上述した抵抗器によって分圧された直流電圧は、制御装置８に入力される。そして、制御装置８は、公知のＡ／Ｄ変換器（図示略）などによって分圧された直流電圧を知得し、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の出力電圧（直流電圧）を算出することができる。
【００２９】
制御装置８は、出力電力の目標値に基づいて、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１を駆動させるスイッチング素子４１ｇの制御信号であるパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号のデューティ比を決定する。制御装置８は、ドライバ回路などの駆動回路を介して、当該デューティ比に基づくパルス信号をスイッチング素子４１ｇのゲート４１ｇ３に付与する。スイッチング素子４１ｇのゲート４１ｇ３に付与される電圧がハイレベル（所定電圧値を超えている状態）のときには、スイッチング素子４１ｇのドレイン４１ｇ１とソース４１ｇ２との間が電気的に導通された閉状態になり、リアクトル４１ｅに電磁エネルギーが蓄えられる。
【００３０】
スイッチング素子４１ｇのゲート４１ｇ３に付与される電圧がローレベル（所定電圧値以下の状態）のときには、スイッチング素子４１ｇのドレイン４１ｇ１とソース４１ｇ２との間が電気的に遮断された開状態になり、リアクトル４１ｅに蓄えられた電磁エネルギーがコンデンサ４１ｈに充電されて、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の出力電力は増大する。このようにして、制御装置８は、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の出力電力を所望の電力値（出力電力の目標値）に制御することができる。
【００３１】
（インバータ４２）
インバータ４２は、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１によって昇圧された直流電力を交流電力に変換して系統電源３に接続されている負荷３１に出力する。図３に示すように、インバータ４２は、入力側端子４２ａ，４２ｂおよび出力側端子４２ｃ，４２ｄを備えている。昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１から出力された直流電力は、電路Ｌ１２を介して、入力側端子４２ａ，４２ｂに入力される。インバータ４２によって変換された交流電力は、出力側端子４２ｃ，４２ｄから出力される。なお、入力側端子４２ａは、正極（＋）側であり、入力側端子４２ｂは、負極（−）側である。
【００３２】
インバータ４２は、第一スイッチング素子４２ｅ〜第四スイッチング素子４２ｈを備えており、第一スイッチング素子４２ｅ〜第四スイッチング素子４２ｈは、ブリッジ接続されている。第一スイッチング素子４２ｅ〜第四スイッチング素子４２ｈは、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１のスイッチング素子４１ｇと同様に、公知の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などを用いることができる。
【００３３】
第一スイッチング素子４２ｅ〜第四スイッチング素子４２ｈの各ゲート４２ｅ３〜４２ｈ３は、ドライバ回路などの駆動回路（図示略）を介して、制御装置８に接続されており、第一スイッチング素子４２ｅ〜第四スイッチング素子４２ｈは、制御装置８から出力される駆動信号に基づいて開閉制御される。例えば、第一スイッチング素子４２ｅのゲート４２ｅ３にハイレベル（所定電圧値を超えている状態）が付与されると、第一スイッチング素子４２ｅのドレイン４２ｅ１とソース４２ｅ２との間が電気的に導通された閉状態になる。一方、第一スイッチング素子４２ｅのゲート４２ｅ３にローレベル（所定電圧値以下の状態）が付与されると、第一スイッチング素子４２ｅのドレイン４２ｅ１とソース４２ｅ２との間が電気的に遮断された開状態になる。
【００３４】
以上のことは、第二スイッチング素子４２ｆ（ドレイン４２ｆ１、ソース４２ｆ２、ゲート４２ｆ３）についても同様である。また、第三スイッチング素子４２ｇ（ドレイン４２ｇ１、ソース４２ｇ２、ゲート４２ｇ３）についても同様である。さらに、第四スイッチング素子４２ｈ（ドレイン４２ｈ１、ソース４２ｈ２、ゲート４２ｈ３）についても同様である。制御装置８は、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）によりデューティ比を可変して、当該デューティ比に基づいて第一スイッチング素子４２ｅ〜第四スイッチング素子４２ｈを開閉制御することができる。
【００３５】
インバータ４２は、第一スイッチング素子４２ｅおよび第四スイッチング素子４２ｈの両方が閉状態であり、かつ、第二スイッチング素子４２ｆおよび第三スイッチング素子４２ｇの両方が開状態である第一状態と、第一スイッチング素子４２ｅおよび第四スイッチング素子４２ｈの両方が開状態であり、かつ、第二スイッチング素子４２ｆおよび第三スイッチング素子４２ｇの両方が閉状態である第二状態とを交互に繰り返すことによって、インバータ４２の入力側端子４２ａ，４２ｂから入力された直流電力を交流電力に変換して、出力側端子４２ｃ，４２ｄから交流電力を出力することができる。
【００３６】
なお、インバータ４２と負荷３１との間には、公知のフィルタ回路（図示略）を設けることができる。フィルタ回路は、例えば、公知のＬＣ回路を用いることができる。これにより、インバータ４２の出力側端子４２ｃ，４２ｄから出力されるインバータ４２の出力電流に含まれる高調波成分が低減され、インバータ４２の出力電流が正弦波状に整形される。
【００３７】
（第二電力変換器５）
図１に示すように、第二電力変換器５は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７および一対のダイオード５０ａ，５０ｂを備えており、第二電力変換器５は、第一電力変換器４と並列接続されている。電路Ｌ１１は、分岐しており、電路Ｌ１１の分岐点は、電路Ｌ１５の一端側と接続されている。また、電路Ｌ１３は、分岐しており、電路Ｌ１３の分岐点は、電路Ｌ１７の一端側と接続されている。電路Ｌ１５の他端側は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６と接続されており、電路Ｌ１７の他端側は、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７と接続されている。さらに、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６と降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７との間は、電路Ｌ１６によって接続されている。
【００３８】
（降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６）
降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、燃料電池スタック２１ｃから出力された第一直流電力を降圧する。図４に示すように、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、入力側端子６０ａ，６０ｂおよび出力側端子６０ｃ，６０ｄを備えている。入力側端子６０ａ，６０ｂとトランスＴ０との間には、電路Ｌ６１，Ｌ６２が形成されており、トランスＴ０と出力側端子６０ｃ，６０ｄとの間には、電路Ｌ６３，Ｌ６４が形成されている。なお、電路Ｌ６１，Ｌ６２の間には、コンデンサＣ０１が接続されており、第一直流電力のリップルが低減されている。
【００３９】
燃料電池スタック２１ｃから出力された第一直流電力は、電路Ｌ１５を介して、入力側端子６０ａ，６０ｂに入力される。降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６によって降圧された直流電力は、出力側端子６０ｃ，６０ｄから出力される。本明細書では、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６から出力される直流電力を第二直流電力という。なお、入力側端子６０ａおよび出力側端子６０ｃは、正極（＋）側であり、入力側端子６０ｂおよび出力側端子６０ｄは、負極（−）側である。図４に示すように、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、電源制御回路６１と、駆動制御回路６２と、放電回路６３とを備えている。電源制御回路６１は、トランスＴ０と、駆動用スイッチング素子Ｑ０と、電源制御ＩＣと、フィードバック検出回路ＦＢとを備えている。電源制御回路６１には、電源制御ＩＣの周辺回路が含まれる。
【００４０】
トランスＴ０は、一次巻線Ｔ０ａと二次巻線Ｔ０ｂと補助巻線Ｔ０ｃとを備えている。一次巻線Ｔ０ａは、第一直流電力が供給される側に設けられ、二次巻線Ｔ０ｂは、第二直流電力が出力される側に設けられる。一次巻線Ｔ０ａの巻数および二次巻線Ｔ０ｂの巻数は、第一直流電力の直流電圧と第二直流電力の直流電圧との変圧比に合わせて設定されている。補助巻線Ｔ０ｃは、二次巻線Ｔ０ｂに生成される交流電力を降圧して一次巻線Ｔ０ａ側の回路に出力する。トランスＴ０は、公知の電力用トランスを用いることができ、一次側と二次側とが電気的に絶縁された絶縁トランスを用いると好適である。
【００４１】
駆動用スイッチング素子Ｑ０は、一次巻線Ｔ０ａと直列接続されており、第一直流電力の供給を断続させる。具体的には、一次巻線Ｔ０ａの一端側（巻始め側）は、電路Ｌ６１を介して、入力側端子６０ａと接続されている。一次巻線Ｔ０ａの他端側（巻終り側）は、駆動用スイッチング素子Ｑ０のドレインＱ０ａと接続されている。駆動用スイッチング素子Ｑ０のソースＱ０ｂは、シャント抵抗器Ｒｓおよび電路Ｌ６２を介して、入力側端子６０ｂと接続されている。また、駆動用スイッチング素子Ｑ０のゲートＱ０ｃは、抵抗器Ｒ０１を介して、電源制御ＩＣの出力端子ＴＯＵＴに接続されている。
【００４２】
駆動用スイッチング素子Ｑ０は、例えば、公知の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などを用いることができる。電源制御ＩＣの出力端子ＴＯＵＴから抵抗器Ｒ０１を介して、駆動用スイッチング素子Ｑ０のゲートＱ０ｃにハイレベル（所定電圧値を超えている状態）が付与されると、駆動用スイッチング素子Ｑ０のドレインＱ０ａとソースＱ０ｂとの間が電気的に導通された閉状態になる。一方、電源制御ＩＣの出力端子ＴＯＵＴから抵抗器Ｒ０１を介して、駆動用スイッチング素子Ｑ０のゲートＱ０ｃにローレベル（所定電圧値以下の状態）が付与されると、駆動用スイッチング素子Ｑ０のドレインＱ０ａとソースＱ０ｂとの間が電気的に遮断された開状態になる。閉状態および開状態を交互に繰り返すことにより、駆動用スイッチング素子Ｑ０は、第一直流電力の供給を断続させることができる。
【００４３】
本実施形態の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、フライバック型のＤＣ／ＤＣコンバータである。フライバック型のＤＣ／ＤＣコンバータは、駆動用スイッチング素子Ｑ０が閉状態のときに、トランスＴ０のコアに電磁エネルギーを蓄える。そして、駆動用スイッチング素子Ｑ０が閉状態から開状態に切り替わると、トランスＴ０の一次側から二次側に電力が伝えられる。よって、一次巻線Ｔ０ａの巻始め位置は、二次巻線Ｔ０ｂの巻終り位置に対向し、一次巻線Ｔ０ａの巻終り位置は、二次巻線Ｔ０ｂの巻始め位置に対向している。図４では、一次巻線Ｔ０ａおよび二次巻線Ｔ０ｂの巻始め位置が、それぞれ黒丸で示されている。
【００４４】
トランスＴ０の二次側には、ダイオードＤ０１とコンデンサＣ０２とを備える整流回路が設けられている。具体的には、二次巻線Ｔ０ｂの一端側（巻終り側）には、ダイオードＤ０１のアノード側が接続され、ダイオードＤ０１のカソード側は、コンデンサＣ０２の正極側に接続されている。コンデンサＣ０２の負極側は、二次巻線Ｔ０ｂの他端側（巻始め側）に接続されている。二次巻線Ｔ０ｂの一端側（巻終り側）と出力側端子６０ｃとの間には、電路Ｌ６３が形成されており、二次巻線Ｔ０ｂの他端側（巻始め側）と出力側端子６０ｄとの間には、電路Ｌ６４が形成されている。ダイオードＤ０１は、公知の整流ダイオードを用いることができ、コンデンサＣ０２は、公知の電解コンデンサを用いることができる。整流回路により、二次巻線Ｔ０ｂから出力された交流電力は、整流および平滑されて第二直流電力が生成され、生成された第二直流電力は、出力側端子６０ｃ，６０ｄから出力される。
【００４５】
電源制御ＩＣは、擬似共振型（ＲＣＣ：Ｒｉｎｇｉｎｇ  Ｃｈｏｋｅ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の電源制御用集積回路である。擬似共振型の電源制御ＩＣは、トランスＴ０の一次巻線Ｔ０ａのインダクタンスと、駆動用スイッチング素子Ｑ０の静電容量（寄生容量）とによる共振現象を利用して、自励発振を行う。なお、駆動用スイッチング素子Ｑ０のドレインＱ０ａとソースＱ０ｂとの間に、別途、共振用のコンデンサを設けることもできる。図４に示すように、電源制御ＩＣは、制御ブロックとして捉えると、起動制御部ＩＣａと、タイミング検出部ＩＣｂと、フィードバック検出部ＩＣｃと、電流検出部ＩＣｄと、駆動信号出力部ＩＣｅとを備えている。
【００４６】
起動制御部ＩＣａは、電源制御ＩＣの高圧端子ＴＶＨおよび抵抗器Ｒ０２を介して、電路Ｌ６１に接続されており、燃料電池スタック２１ｃから出力された第一直流電力が、電源制御ＩＣの起動時の駆動用電源として供給可能になっている。具体的には、高圧端子ＴＶＨと、第一直流電力の基準電位と同電位のグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧が所定電圧値以上になると、起動制御部ＩＣａが起動する。起動制御部ＩＣａは、電源端子ＴＶＣＣを介して、電源端子ＴＶＣＣとグランド端子ＴＧＮＤとの間に設けられる起動コンデンサＣ０３を充電する。これにより、電源端子ＴＶＣＣとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧が上昇し、当該端子間電圧が所定電圧値以上になると、電源制御ＩＣが起動して、駆動用スイッチング素子Ｑ０の開閉信号を出力可能になる。
【００４７】
このように、トランスＴ０の補助巻線Ｔ０ｃから電源端子ＴＶＣＣに電力供給がない場合、燃料電池スタック２１ｃから出力された第一直流電力が、電源制御ＩＣの駆動用電源として供給される。一方、トランスＴ０の補助巻線Ｔ０ｃから電源端子ＴＶＣＣに電力供給が可能になると、起動制御部ＩＣａは、起動コンデンサＣ０３の充電を停止する。この場合、電源制御ＩＣは、補助巻線Ｔ０ｃから供給される電力によって駆動され、起動コンデンサＣ０３は、補助巻線Ｔ０ｃから供給される電力によって充電される。具体的には、補助巻線Ｔ０ｃから供給された交流電力は、ダイオードＤ０２によって整流され、起動コンデンサＣ０３によって平滑されて、電源端子ＴＶＣＣに直流電力が供給される。
【００４８】
タイミング検出部ＩＣｂは、駆動用スイッチング素子Ｑ０を開状態から閉状態に切り替えるタイミングを検出する。具体的には、タイミング検出部ＩＣｂは、電源制御ＩＣのゼロクロス検出端子ＴＺＣＤを介して、直列接続された二つの抵抗器Ｒ０４，Ｒ０５の一端側（抵抗器Ｒ０４側）に接続されている。直列接続された二つの抵抗器Ｒ０４，Ｒ０５の他端側（抵抗器Ｒ０５側）は、グランド端子ＴＧＮＤと同電位の電路Ｌ６２に接続されている。また、抵抗器Ｒ０４と抵抗器Ｒ０５との間には、補助巻線Ｔ０ｃの一端側（巻終り側）が接続されている。補助巻線Ｔ０ｃの他端側（巻始め側）は、グランド端子ＴＧＮＤに接続されている。
【００４９】
補助巻線Ｔ０ｃから供給される交流電力の経時変化に合わせて、ゼロクロス検出端子ＴＺＣＤとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧が変動する。そのため、タイミング検出部ＩＣｂは、駆動用スイッチング素子Ｑ０を開状態から閉状態に切り替えるタイミングを知得することができる。例えば、駆動信号出力部ＩＣｅは、ゼロクロス検出端子ＴＺＣＤとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧が所定電圧値以下になったときに、駆動用スイッチング素子Ｑ０を開状態から閉状態に切り替えるタイミングであると判断することができる。
【００５０】
フィードバック検出部ＩＣｃは、トランスＴ０の二次側からのフィードバック信号を検出する。トランスＴ０の二次側の電路Ｌ６３と電路Ｌ６４との間には、フィードバック検出回路ＦＢが設けられている。フィードバック検出回路ＦＢは、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の過負荷状態を検出することができれば良く、限定されない。本実施形態では、フィードバック検出回路ＦＢは、直列接続された二つの抵抗器Ｒ０６，Ｒ０７と、直列接続された抵抗器Ｒ０８、フォトカプラＰＣ０のフォトダイオードＰＤ０およびシャントレギュレータＳＲ０と、これらの間に接続されるコンデンサＣ０４とを備えている。
【００５１】
直列接続された二つの抵抗器Ｒ０６，Ｒ０７は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧（電路Ｌ６３と電路Ｌ６４との間の電圧）を分圧する。分圧された電圧は、シャントレギュレータＳＲ０のリファレンスＳＲ０ｂに入力される。シャントレギュレータＳＲ０は、カソードＳＲ０ｃからリファレンスＳＲ０ｂへのネガティブフィードバックにより、アノードＳＲ０ａとカソードＳＲ０ｃとの間の電圧が変化する可変型のシャントレギュレータである。これにより、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電力（出力電圧）の変化に応じて、シャントレギュレータＳＲ０のリファレンスＳＲ０ｂに入力される電圧が変化し、シャントレギュレータＳＲ０のアノードＳＲ０ａとカソードＳＲ０ｃとの間の電圧が変化する。
【００５２】
フォトカプラＰＣ０のフォトトランジスタＰＴ０は、コレクタＰＣ０ｃが電源制御ＩＣの動作基準端子ＴＦＢに接続されており、エミッタＰＣ０ｄが電源制御ＩＣのグランド端子ＴＧＮＤに接続されている。動作基準端子ＴＦＢは、電源制御ＩＣの内部においてダイオード、抵抗器等を介して内部電源（いずれも図示略）にバイアスされている。降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電力が増大すると、出力電圧（電路Ｌ６３と電路Ｌ６４との間の電圧）が低下する。そして、フォトダイオードＰＤ０のアノードＰＣ０ｂとカソードＰＣ０ａとの間の電圧が所定電圧値以下になると、フォトトランジスタＰＴ０は、コレクタＰＣ０ｃとエミッタＰＣ０ｄとの間が電気的に遮断された開状態になる。その結果、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、上昇する。電源制御ＩＣは、この状態を検出して過負荷状態を判定することができる。
【００５３】
電流検出部ＩＣｄは、駆動用スイッチング素子Ｑ０に流れる電流（ドレインＱ０ａとソースＱ０ｂとの間に流れる電流）を検出する。具体的には、電流検出部ＩＣｄは、電源制御ＩＣの電流検出端子ＴＩＳおよび抵抗器Ｒ０３を介して、駆動用スイッチング素子Ｑ０のソースＱ０ｂとシャント抵抗器Ｒｓとの間に接続されている。これにより、電流検出部ＩＣｄは、シャント抵抗器Ｒｓによる電圧降下分を電流値に変換して、駆動用スイッチング素子Ｑ０に流れる電流値を検出することができる。
【００５４】
電流検出端子ＴＩＳとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、電圧レベルが調整されて電流検出値に変換され、電源制御ＩＣの内部の電流コンパレータ（図示略）に入力される。また、既述した動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、電圧レベルが調整されて基準電流値に変換され、上述した電流コンパレータに入力される。電流検出値が基準電流値に到達すると、駆動信号出力部ＩＣｅは、駆動用スイッチング素子Ｑ０を閉状態から開状態に切り替える。
【００５５】
駆動信号出力部ＩＣｅは、駆動用スイッチング素子Ｑ０の駆動信号を出力する。具体的には、駆動信号出力部ＩＣｅは、電源制御ＩＣの出力端子ＴＯＵＴおよび抵抗器Ｒ０１を介して、駆動用スイッチング素子Ｑ０のゲートＱ０ｃに接続されている。また、駆動信号出力部ＩＣｅには、タイミング検出部ＩＣｂの検出結果および上述した電流コンパレータの比較結果が入力される。これらに基づいて、駆動信号出力部ＩＣｅは、駆動用スイッチング素子Ｑ０を開状態から閉状態に切り替えることができ、駆動用スイッチング素子Ｑ０を閉状態から開状態に切り替えることができる。具体的には、駆動信号出力部ＩＣｅは、出力端子ＴＯＵＴから抵抗器Ｒ０１を介して、駆動用スイッチング素子Ｑ０のゲートＱ０ｃにハイレベル（所定電圧値を超えている状態）を付与することにより、駆動用スイッチング素子Ｑ０を閉状態にする。また、駆動信号出力部ＩＣｅは、出力端子ＴＯＵＴから抵抗器Ｒ０１を介して、駆動用スイッチング素子Ｑ０のゲートＱ０ｃにローレベル（所定電圧値以下の状態）を付与することにより、駆動用スイッチング素子Ｑ０を開状態にする。
【００５６】
駆動制御回路６２は、電源制御ＩＣに対して駆動許可または駆動禁止を指示する制御回路である。駆動許可は、第二直流電力の出力を許可する指示をいい、駆動禁止は、第二直流電力の出力を禁止する指示をいう。既述したように、電流検出端子ＴＩＳとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧に基づく電流検出値が、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧に基づく基準電流値に到達すると、電源制御ＩＣの駆動信号出力部ＩＣｅは、駆動用スイッチング素子Ｑ０を閉状態から開状態に切り替えて、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の第二直流電力の出力を停止させる。そのため、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧を操作することにより、駆動許可または駆動禁止を規定することができる。つまり、電源制御ＩＣは、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧が所定電圧値（例えば、グランド端子ＴＧＮＤと略同電位の電圧値）を超えているときに駆動制御回路６２から駆動許可が指示され、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧が所定電圧値以下のときに駆動制御回路６２から駆動禁止が指示されると好適である。
【００５７】
また、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、同一構成の駆動制御回路６２を複数（本実施形態では、二つ）備えており、駆動制御回路６２が多重化されていると好適である。本明細書では、説明の便宜上、複数（二つ）の駆動制御回路６２のうちの一方を第一駆動制御回路６２ａとし、複数（二つ）の駆動制御回路６２のうちの他方を第二駆動制御回路６２ｂとする。
【００５８】
第一駆動制御回路６２ａは、第一直流電力の高電位側に設けられる一つまたは複数（本実施形態では、二つ）の第一抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２と、第一直流電力の低電位側に設けられる第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１とが直列接続されていると好適である。また、電源制御ＩＣの動作基準端子ＴＦＢは、第一駆動制御回路６２ａの一つまたは複数（本実施形態では、二つ）の第一抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２と第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１との間に接続されていると好適である。
【００５９】
具体的には、直列接続された複数（二つ）の第一抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２の一端側は、電路Ｌ６１（第一直流電力の高電位側）に接続されている。直列接続された複数（二つ）の第一抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２の他端側は、第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１のベースＱ１ａに接続されている。第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１のコレクタＱ１ｂは、電源制御ＩＣの動作基準端子ＴＦＢに接続され、第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１のエミッタＱ１ｃは、電路Ｌ６２（第一直流電力の低電位側）に接続されている。なお、図４に示すように、第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１には、過電流および過電圧から第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１を保護する抵抗器が設けられている。このことは、後述する第二動作制御用スイッチング素子Ｑ２についても同様である。
【００６０】
また、直列接続された複数（二つ）の第一抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２の他端側と、第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１のベースＱ１ａとの間には、第一フォトカプラＰＣ１の第一フォトトランジスタＰＴ１のコレクタＰＣ１ｃが接続されている。第一フォトトランジスタＰＴ１のエミッタＰＣ１ｄは、電路Ｌ６２（第一直流電力の低電位側）に接続されている。第一フォトカプラＰＣ１の第一フォトダイオードＰＤ１のアノードＰＣ１ａは、外部端子６０ｅに接続され、第一フォトダイオードＰＤ１のカソードＰＣ１ｂは、外部端子６０ｈに接続されている。外部端子６０ｈは、制御用グランドと同電位である。制御用グランドは、既述したグランド端子ＴＧＮＤとは電気的に絶縁されており、制御回路の基準電位である。
【００６１】
外部端子６０ｅ，６０ｈは、制御装置８の出力ポート（図示略）に接続されており、制御装置８から制御電圧が印加可能になっている。外部端子６０ｅ，６０ｈ間の端子間電圧がローレベル（所定電圧値以下の状態）の場合、第一フォトトランジスタＰＴ１は、コレクタＰＣ１ｃとエミッタＰＣ１ｄとの間が電気的に遮断された開状態になる。そのため、第一直流電力の直流電圧（電路Ｌ６１と電路Ｌ６２との間の電圧）が第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１に供給され、第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１のベースＱ１ａとエミッタＱ１ｃとの間の電圧（ベース・エミッタ間電圧）が所定電圧値を超えると、第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１のコレクタＱ１ｂとエミッタＱ１ｃとの間が電気的に導通した閉状態になる。その結果、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、グランド端子ＴＧＮＤと略同電位になり、電源制御ＩＣは、第一駆動制御回路６２ａから駆動禁止が指示される。
【００６２】
このように、第一直流電力の直流電圧が、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６から第二直流電力を出力可能になる出力可能下限値を超えるまでの間に、第一直流電力を用いて第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１が閉状態にされ、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧が所定電圧値以下に設定されて、電源制御ＩＣは、第一駆動制御回路６２ａから駆動禁止が指示されると好適である。なお、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、第一直流電力を降圧して第二直流電力を出力するので、出力可能下限値は、少なくとも第二直流電力の直流電圧値を超えている。
【００６３】
一方、外部端子６０ｅ，６０ｈ間の端子間電圧がハイレベル（所定電圧値を超えている状態）の場合、第一フォトトランジスタＰＴ１は、コレクタＰＣ１ｃとエミッタＰＣ１ｄとの間が電気的に導通された閉状態になる。そのため、第一直流電力の直流電圧（電路Ｌ６１と電路Ｌ６２との間の電圧）が第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１に供給されても、第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１のベースＱ１ａとエミッタＱ１ｃとの間の電圧（ベース・エミッタ間電圧）は、ローレベル（所定電圧値以下の状態）が維持され、第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１のコレクタＱ１ｂとエミッタＱ１ｃとの間は電気的に遮断された開状態になる。その結果、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、グランド端子ＴＧＮＤと略同電位の電圧には拘束されず、電源制御ＩＣは、第一駆動制御回路６２ａから駆動許可が指示される。
【００６４】
第二駆動制御回路６２ｂは、第一直流電力の高電位側に設けられる一つまたは複数（本実施形態では、二つ）の第二抵抗器Ｒ２１，Ｒ２２と、第一直流電力の低電位側に設けられる第二動作制御用スイッチング素子Ｑ２とが直列接続されている。また、電源制御ＩＣの動作基準端子ＴＦＢは、第二駆動制御回路６２ｂの一つまたは複数（本実施形態では、二つ）の第二抵抗器Ｒ２１，Ｒ２２と第二動作制御用スイッチング素子Ｑ２との間に接続されている。第一駆動制御回路６２ａについて既述したことは、第二駆動制御回路６２ｂについても同様に言える。
【００６５】
具体的には、複数（二つ）の第二抵抗器Ｒ２１，Ｒ２２は、複数（二つ）の第一抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２に相当する。また、第二動作制御用スイッチング素子Ｑ２（ベースＱ２ａ、コレクタＱ２ｂ、エミッタＱ２ｃ）は、第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１（ベースＱ１ａ、コレクタＱ１ｂ、エミッタＱ１ｃ）に相当する。さらに、第二フォトカプラＰＣ２（第二フォトダイオードＰＤ２、第二フォトトランジスタＰＴ２）は、第一フォトカプラＰＣ１（第一フォトダイオードＰＤ１、第一フォトトランジスタＰＴ１）に相当する。また、第二フォトダイオードＰＤ２（アノードＰＣ２ａ、カソードＰＣ２ｂ）は、第一フォトダイオードＰＤ１（アノードＰＣ１ａ、カソードＰＣ１ｂ）に相当する。さらに、第二フォトトランジスタＰＴ２（コレクタＰＣ２ｃ、エミッタＰＣ２ｄ）は、第一フォトトランジスタＰＴ１（コレクタＰＣ１ｃ、エミッタＰＣ１ｄ）に相当する。また、第二フォトダイオードＰＤ２のアノードＰＣ２ａは、外部端子６０ｆに接続され、第二フォトダイオードＰＤ２のカソードＰＣ２ｂは、外部端子６０ｈに接続されている。外部端子６０ｆは、第一駆動制御回路６２ａの外部端子６０ｅに相当する。第二駆動制御回路６２ｂの作用効果は、第一駆動制御回路６２ａと同様であるので、重複する説明を省略する。
【００６６】
電源制御ＩＣは、過負荷時の保護機能として、ラッチ停止機能を備えている。ラッチ停止機能は、第二直流電力が所定出力値を超えている過負荷状態であるときに、駆動用スイッチング素子Ｑ０を開状態にして第二直流電力の出力を停止させ第二直流電力が所定出力値以下になっても第二直流電力の出力を停止し続ける保護機能をいう。本実施形態では、電源制御ＩＣは、内蔵タイマ（図示略）を備えており、過負荷状態が所定時間継続すると、駆動信号出力部ＩＣｅは、駆動用スイッチング素子Ｑ０を開状態にする。そして、駆動信号出力部ＩＣｅは、第二直流電力が所定出力値以下になっても（過負荷状態が解消しても）、駆動用スイッチング素子Ｑ０を開状態に維持して、第二直流電力の出力を停止し続ける。過負荷状態の判定は、既述したように、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧が所定電圧値（閾値ＶＦ０）を超えたか否かによって行うことができる。
【００６７】
また、第二直流電力の出力停止が継続すると、補助巻線Ｔ０ｃから電源端子ＴＶＣＣへの電力供給が断たれるので、電源制御ＩＣの起動制御部ＩＣａは、電源端子ＴＶＣＣを介して、電源端子ＴＶＣＣとグランド端子ＴＧＮＤとの間に設けられる起動コンデンサＣ０３を充電する。本実施形態の電源制御ＩＣにおいて、設定されたラッチ停止機能を解除するためには、第一直流電力の供給を遮断して、起動制御部ＩＣａからの電力供給を停止させる必要がある。これにより、電源端子ＴＶＣＣとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、所定電圧値（閾値ＶＨ０）以下に低下して、電源制御ＩＣのラッチ停止機能が解除される。
【００６８】
このように、電源制御ＩＣは、第一直流電力の基準電位と同電位のグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧が所定電圧値（閾値ＶＨ０）を超えているときにラッチ停止機能を設定可能にし、上記端子間電圧が所定電圧値（閾値ＶＨ０）以下になったときに設定されているラッチ停止機能を解除するラッチ基準端子ＴＬＡＴ（本実施形態では、電源端子ＴＶＣＣ）を備えていると好適である。また、起動コンデンサＣ０３は、一端側（正極側）がラッチ基準端子ＴＬＡＴ（電源端子ＴＶＣＣ）と接続されており、他端側（負極側）がグランド端子ＴＧＮＤと接続されていると好適である。この場合、起動コンデンサＣ０３は、ラッチ停止機能が設定されているときに、ラッチ基準端子ＴＬＡＴ（電源端子ＴＶＣＣ）を介して充電されると好適である。
【００６９】
なお、第一直流電力は、高電圧の直流電力であるので、例えば、電路Ｌ６１にリレー等の開閉器を設けて第一直流電力の供給を遮断すると、開閉器が大型化し、コストの上昇を招来する可能性がある。そこで、ラッチ基準端子ＴＬＡＴ（電源端子ＴＶＣＣ）とグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧を低下させるために、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、放電回路６３を備えていると好適である。
【００７０】
放電回路６３は、一つまたは複数（本実施形態では、二つ）の抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２と、放電用スイッチング素子（本実施形態では、フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタＰＴ３）とが直列接続され、起動コンデンサＣ０３に対して並列接続されている。具体的には、直列接続された複数（二つ）の抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２の一端側は、起動コンデンサＣ０３の正極側と接続されている。直列接続された複数（二つ）の抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２の他端側は、フォトトランジスタＰＴ３のコレクタＰＣ３ｃに接続されている。フォトトランジスタＰＴ３のエミッタＰＣ３ｄは、電路Ｌ６２（第一直流電力の低電位側）に接続されている。フォトカプラＰＣ３のフォトダイオードＰＤ３のアノードＰＣ３ａは、外部端子６０ｇに接続され、フォトダイオードＰＤ３のカソードＰＣ３ｂは、外部端子６０ｈに接続されている。外部端子６０ｈは、既述した制御用グランド（制御回路の基準電位）である。
【００７１】
外部端子６０ｇ，６０ｈは、制御装置８の出力ポート（図示略）に接続されており、制御装置８から制御電圧が印加可能になっている。外部端子６０ｇ，６０ｈ間の端子間電圧がローレベル（所定電圧値以下の状態）の場合、フォトトランジスタＰＴ３は、コレクタＰＣ３ｃとエミッタＰＣ３ｄとの間が電気的に遮断された開状態になる。そのため、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷は放電されない。一方、外部端子６０ｇ，６０ｈ間の端子間電圧がハイレベル（所定電圧値を超えている状態）の場合、フォトトランジスタＰＴ３は、コレクタＰＣ３ｃとエミッタＰＣ３ｄとの間が電気的に導通された閉状態になる。そのため、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷が放電される。
【００７２】
このように、放電回路６３は、放電用スイッチング素子（フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタＰＴ３）を所定時間ＴＤＣ１、閉状態にすることにより起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷を放電すると好適である。また、一つまたは複数（本実施形態では、二つ）の抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２の抵抗値および所定時間ＴＤＣ１は、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷の放電を許容しつつラッチ基準端子ＴＬＡＴ（本実施形態では、電源端子ＴＶＣＣ）からの放電を規制可能に、複数（二つ）の抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２の抵抗値と起動コンデンサＣ０３の静電容量とを乗じた時定数に基づいて設定されていると好適である。
【００７３】
複数（二つ）の抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２の抵抗値（抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２の抵抗値を加算）を抵抗値Ｒ３とし、起動コンデンサＣ０３の静電容量を静電容量Ｃ３とし、時定数を時定数τとする。時定数τは、抵抗値Ｒ３と静電容量Ｃ３とを乗じて得られる。なお、放電前（時刻ｔが０のとき）に起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷を電荷Ｑ３とし、放電前の起動コンデンサＣ０３の端子間電圧を電圧Ｖ３とし、時刻ｔのときの起動コンデンサＣ０３の端子間電圧を電圧Ｖ３（ｔ）とする。このとき、電圧Ｖ３は、下記数１で示され、電圧Ｖ３（ｔ）は、下記数２で示される。
（数１）
Ｖ３＝Ｑ３／Ｃ３
（数２）
Ｖ３（ｔ）＝Ｖ３×ｅｘｐ（−ｔ／τ）
【００７４】
数１および数２から分かるように、起動コンデンサＣ０３の端子間電圧は、放電が開始されると、放電前の電圧Ｖ３から次第に低下していく。また、起動コンデンサＣ０３の端子間電圧は、時定数τ経過後に所定電圧（放電前の電圧Ｖ３の約３６．８％）になる。このように、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷を放電するのに要する所要時間を概算することができる。よって、放電用スイッチング素子（フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタＰＴ３）を閉状態にする所定時間ＴＤＣ１を上述した所要時間に設定することにより、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷（電荷Ｑ３）を確実に放電することができる。また、電荷（電荷Ｑ３）の放電完了後は、放電用スイッチング素子（フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタＰＴ３）が開状態になるので、電源制御ＩＣの無用な電力消費を抑制することができる。このように、放電回路６３は、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷（電荷Ｑ３）の放電を許容しつつ、ラッチ基準端子ＴＬＡＴ（電源端子ＴＶＣＣ）からの放電を規制することができる。
【００７５】
（降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７）
降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７は、系統電源３の交流電力を直流電力に変換して降圧する。図５に示すように、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７は、入力側端子７０ａ，７０ｂおよび出力側端子７０ｃ，７０ｄを備えている。図１および図５に示すように、系統電源３の交流電力は、電路Ｌ１４、電路Ｌ１３および電路Ｌ１７を介して、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７の入力側端子７０ａ，７０ｂに入力される。入力された交流電力は、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７によって直流電力に変換されて降圧される。降圧された直流電力は、出力側端子７０ｃ，７０ｄから出力される。本明細書では、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７から出力される直流電力を第三直流電力という。なお、出力側端子７０ｃは、正極（＋）側であり、出力側端子７０ｄは、負極（−）側である。
【００７６】
図５に示すように、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７は、整流回路７ＤＢと、電源制御回路７１と、駆動制御回路７２とを備えている。電路Ｌ７１〜電路Ｌ７４は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の電路Ｌ６１〜電路Ｌ６４に相当する。整流回路７ＤＢは、系統電源３から供給された交流電力を整流して直流電力に変換する。整流回路７ＤＢは、例えば、公知のダイオードブリッジを用いることができる。整流回路７ＤＢによって変換された直流電力は、電路Ｌ７１，Ｌ７２を介して、電源制御回路７１に供給される。電源制御回路７１は、整流回路７ＤＢによって変換された直流電力を降圧して第三直流電力を生成する。生成された第三直流電力は、電路Ｌ７３，Ｌ７４を介して、出力側端子７０ｃ，７０ｄから出力される。
【００７７】
電源制御回路７１は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の電源制御回路６１に相当する。電源制御回路７１は、電源制御回路６１と同様の符号番号が付されており、重複する説明を省略する。なお、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７の電源制御ＩＣは、過負荷時の保護機能として、ラッチ停止機能の代わりに自動復帰機能を備えている。自動復帰機能は、第三直流電力が所定出力値を超えている過負荷状態であるときに、駆動用スイッチング素子Ｑ０を開状態にして第三直流電力の出力を停止させ、過負荷状態が解消されると、駆動用スイッチング素子Ｑ０の開閉動作を再開させ第三直流電力の出力を再開させる保護機能をいう。
【００７８】
駆動制御回路７２は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の駆動制御回路６２に相当する。駆動制御回路７２は、第一フォトカプラＰＣ１を備えている。具体的には、第一フォトカプラＰＣ１の第一フォトトランジスタＰＴ１のコレクタＰＣ１ｃが電源制御ＩＣの動作基準端子ＴＦＢに接続されており、エミッタＰＣ１ｄがグランド端子ＴＧＮＤに接続されている。第一フォトカプラＰＣ１の第一フォトダイオードＰＤ１のアノードＰＣ１ａは、外部端子７０ｅに接続され、第一フォトダイオードＰＤ１のカソードＰＣ１ｂは、外部端子７０ｆに接続されている。外部端子７０ｆは、既述した外部端子６０ｈと同電位であり、制御用グランドである。外部端子７０ｅ，７０ｆは、制御装置８の出力ポート（図示略）に接続されており、制御装置８から制御電圧が印加可能になっている。
【００７９】
電源制御回路７１には、系統電源３の交流電力を整流した直流電力が常時供給可能になっている。そのため、制御装置８は、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７からの電力供給（第三直流電力の供給）によって起動することができる。制御装置８の起動後は、制御装置８からの指示に応じて、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７は、第三直流電力を出力し、第三直流電力の出力を停止する。具体的には、外部端子７０ｅ，７０ｆ間の端子間電圧がローレベル（所定電圧値以下の状態）の場合、第一フォトトランジスタＰＴ１は、コレクタＰＣ１ｃとエミッタＰＣ１ｄとの間が電気的に遮断された開状態になる。そのため、電源制御ＩＣの動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、グランド端子ＴＧＮＤと略同電位の電圧には拘束されず、駆動制御回路７２から駆動許可が指示される。この場合、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７は、第三直流電力を出力する。
【００８０】
一方、外部端子７０ｅ，７０ｆ間の端子間電圧がハイレベル（所定電圧値を超えている状態）の場合、第一フォトトランジスタＰＴ１は、コレクタＰＣ１ｃとエミッタＰＣ１ｄとの間が電気的に導通された閉状態になる。そのため、電源制御ＩＣの動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、グランド端子ＴＧＮＤと略同電位になり、駆動制御回路７２から駆動禁止が指示される。この場合、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７は、第三直流電力の出力を停止する。
【００８１】
なお、駆動制御回路７２は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の駆動制御回路６２と同様に多重化することもできる。また、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７は、系統電源３の交流電力を直流電力に変換して降圧することができれば良く、上述の構成に限定されない。降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７は、例えば、駆動制御回路７２の代わりに、公知の開閉器（リレーなど）を備えることもできる。この場合、開閉器は、入力側端子７０ａ，７０ｂと整流回路７ＤＢとの間に設けることができる。
【００８２】
開閉器は、常時閉状態（入力側端子７０ａ，７０ｂと整流回路７ＤＢとの間の電路が電気的に導通されている状態）の開閉器を用いると好適である。また、開閉器は、制御装置８から指示を受けると、開状態（上述した電路が電気的に遮断されている状態）に切り替え可能であると好適である。これにより、本実施形態と同様に、制御装置８は、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７からの電力供給（第三直流電力の供給）によって起動することができる。制御装置８の起動後は、制御装置８からの指示に応じて、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７は、第三直流電力を出力し、第三直流電力の出力を停止することができる。なお、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６および降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７のいずれのコンバータにおいても、公知の保護回路（例えば、過電圧保護回路、過電流保護回路、突入電流保護回路）などを適宜、設けることができる。
【００８３】
（ダイオード５０ａ，５０ｂ）
図１に示すように、電路Ｌ１６には、一対のダイオード５０ａ，５０ｂが設けられている。一対のダイオード５０ａ，５０ｂは、公知の電力用ダイオードを用いることができる。ダイオード５０ａのアノード側は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力側端子６０ｃと接続されている。ダイオード５０ｂのアノード側は、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７の出力側端子７０ｃと接続されている。また、一対のダイオード５０ａ，５０ｂのカソード同士は、電路Ｌ１６によって接続されている。さらに、一対のダイオード５０ａ，５０ｂのカソード同士を接続する区間において、電路Ｌ１６は、分岐しており、電路Ｌ１８の一端側が接続されている。電路Ｌ１６の分岐点を接続点５Ｐ１とする。
【００８４】
降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６から出力された第二直流電力は、ダイオード５０ａ、接続点５Ｐ１、電路Ｌ１８を通って、出力される。このとき、ダイオード５０ｂは、第二直流電力が降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７側に出力されることを規制する。一方、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７から出力された第三直流電力は、ダイオード５０ｂ、接続点５Ｐ１、電路Ｌ１８を通って、出力される。このとき、ダイオード５０ａは、第三直流電力が降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６側に出力されることを規制する。このようにして、第二電力変換器５は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６から出力される第二直流電力、および、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７から出力される第三直流電力のうちの少なくとも一方を出力可能になっている。なお、図１に示すように、電路Ｌ１８の他端側は、３つに分岐しており、制御装置８、補機駆動回路９ａおよび補機駆動回路９ｂの補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ９１にそれぞれ接続されている。これにより、第二電力変換器５から出力された直流電力（第二直流電力、第三直流電力）は、制御装置８、補機駆動回路９ａおよび補機駆動回路９ｂの補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ９１に供給可能になっている。
【００８５】
（制御装置８）
既述のとおり、制御装置８には、第二直流電力および第三直流電力のうちの少なくとも一方が駆動用電源として供給される。また、図６に示すように、制御装置８は、公知の中央演算装置８０ａ、記憶装置８０ｂおよび入出力インターフェース８０ｃを備えており、これらは、バス８０ｄを介して接続されている。制御装置８は、これらを用いて、燃料電池発電装置２、第一電力変換器４、第二電力変換器５および複数（三つ）の補機９などを駆動制御することができる。
【００８６】
中央演算装置８０ａは、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔであり、種々の演算処理を行うことができる。記憶装置８０ｂは、第一記憶装置８０ｂ１および第二記憶装置８０ｂ２を備えている。第一記憶装置８０ｂ１は、読み出しおよび書き込み可能な揮発性の記憶装置（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）であり、第二記憶装置８０ｂ２は、読み出し専用の不揮発性の記憶装置（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００８７】
例えば、中央演算装置８０ａは、第二記憶装置８０ｂ２に記憶されている昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の駆動制御プログラムを第一記憶装置８０ｂ１に読み出して、駆動制御プログラムを実行する。中央演算装置８０ａは、駆動制御プログラムに基づいて、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、入出力インターフェース８０ｃおよびドライバ回路などの駆動回路を介して、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１のスイッチング素子４１ｇのゲート４１ｇ３に付与される。このようにして、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、制御装置８によって駆動制御される。以上のことは、インバータ４２についても同様である。また、既述したように、制御装置８は、駆動制御プログラムに基づいて、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６および降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７に対して、それぞれ出力可否を指示する。
【００８８】
なお、図１では、破線の矢印によって、制御装置８の入出力信号（上述の駆動信号を含む）が示されている。本実施形態では、制御装置８は、第一電力変換器４および第二電力変換器５の他に、改質用原料ポンプ２１ｆ、改質水用ポンプ２１ｇおよびカソードエアブロワ２１ｈなどの複数（同図では、三つ）の補機９を駆動制御することができる。また、制御装置８は、補機駆動回路９ａ、補機駆動回路９ｂおよび補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ９１を駆動制御することができる。さらに、制御装置８は、これらの他にも各種電気機器を駆動制御することができる。
【００８９】
（補機９）
複数（同図では、三つ）の補機９は、発電ユニット１を駆動させる補機であり、例えば、既述の改質用原料ポンプ２１ｆ、改質水用ポンプ２１ｇおよびカソードエアブロワ２１ｈなどが挙げられる。既述したように、補機駆動回路９ａおよび補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ９１には、第二直流電力および第三直流電力のうちの少なくとも一方が駆動用電源として供給される。補機駆動回路９ａおよび補機駆動回路９ｂは、公知のドライバ回路を用いることができる。
【００９０】
また、補機９の種類によっては、制御装置８の駆動用電源と比べて、駆動用電源の電圧等が異なる場合がある。補機駆動回路９ａには、制御装置８と同じ駆動用電源が供給され、補機駆動回路９ｂには、補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ９１によって電圧等が変更された駆動用電源が供給される。補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ９１は、第二電力変換器５の出力（第二直流電力、第三直流電力）を昇圧または降圧することができる。
【００９１】
＜発電ユニット１の制御＞
図７に示すように、制御装置８は、制御ブロックとして捉えると、発電制御部８１と、ラッチ解除制御部８２と、ＤＣ／ＤＣ駆動制御部８３と、ＡＣ／ＤＣ駆動制御部８４とを備えている。発電制御部８１は、燃料電池スタック２１ｃの発電状態を検出し、燃料電池スタック２１ｃの発電を制御する。燃料電池スタック２１ｃの発電状態は、例えば、燃料電池スタック２１ｃの温度（各燃料電池セルの温度、雰囲気温度など）、改質用原料ポンプ２１ｆが吐出する改質用原料（燃料）の流量、改質水用ポンプ２１ｇが吐出する改質水の流量、カソードエアブロワ２１ｈが送出する空気（酸化剤ガス）の流量などに基づいて検出することができる。また、発電制御部８１は、改質用原料ポンプ２１ｆ、改質水用ポンプ２１ｇおよびカソードエアブロワ２１ｈなどの補機９を駆動制御して、燃料電池スタック２１ｃの発電を制御する。
【００９２】
燃料電池スタック２１ｃの発電状態には、発電停止状態、発電準備完了状態および発電中状態が含まれる。発電停止状態は、燃料電池スタック２１ｃに所定量の燃料および酸化剤ガスが供給されておらず、燃料電池スタック２１ｃが発電を停止している状態をいう。発電停止状態には、燃料電池スタック２１ｃの温度が高温になっている発電停止後の数時間が含まれる。
【００９３】
発電準備完了状態は、燃料電池スタック２１ｃに燃料および酸化剤ガスが供給され燃料電池スタック２１ｃが正常に発電可能な状態をいう。発電準備完了状態では、上述した複数（三つ）の補機９が駆動制御されて、燃料電池スタック２１ｃに所定量の燃料および酸化剤ガスが供給可能になっている。また、発電準備完了状態では、燃料電池スタック２１ｃの温度が所定温度（起動時目標温度）になっている。なお、発電中状態は、上述した複数（三つ）の補機９が駆動制御されて、燃料電池スタック２１ｃが発電して昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１などから直流電力が掃引されている状態をいう。
【００９４】
ラッチ解除制御部８２は、発電準備完了状態において、電源制御ＩＣのラッチ停止機能を解除して降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６に対して第二直流電力を出力させる。ラッチ解除制御部８２は、発電制御部８１によって発電準備完了状態が設定されると、放電回路６３に対して、所定時間ＴＤＣ１、ラッチ停止機能を解除する指令（リセット信号）を送信する。具体的には、ラッチ解除制御部８２は、発電制御部８１によって発電準備完了状態が設定されると、図４に示す降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の外部端子６０ｇ，６０ｈ間にパルス信号を送信する。これにより、外部端子６０ｇ，６０ｈ間の端子間電圧は、ローレベル（所定電圧値以下の状態）からハイレベル（所定電圧値を超えている状態）に切り替わり、ハイレベルが所定時間ＴＤＣ１維持されて、ハイレベルからローレベルに切り替わり、ローレベルが維持される。
【００９５】
降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の放電回路６３は、ラッチ解除制御部８２からラッチ停止機能を解除する指令（リセット信号）を受信したときに、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷を放電し、ラッチ基準端子ＴＬＡＴ（本実施形態では、電源端子ＴＶＣＣ）とグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧を所定電圧値（閾値ＶＨ０）以下に低下させて、電源制御ＩＣのラッチ停止機能を解除すると好適である。また、放電回路６３は、ラッチ解除制御部８２からラッチ停止機能を解除する指令（リセット信号）を受信したときに、放電用スイッチング素子（フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタＰＴ３）を所定時間ＴＤＣ１、閉状態にすることにより、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷を放電すると好適である。
【００９６】
ＤＣ／ＤＣ駆動制御部８３は、第二直流電力の出力可否を決定する。ＤＣ／ＤＣ駆動制御部８３は、発電停止状態および発電停止状態から発電準備完了状態になるまでの間は、いずれも第二直流電力の出力を不可とする。ＤＣ／ＤＣ駆動制御部８３は、発電制御部８１によって発電準備完了状態が設定され、ラッチ解除制御部８２によって電源制御ＩＣのラッチ停止機能が解除されると、第二直流電力の出力を可とする。具体的には、第二直流電力の出力を不可にする場合、ＤＣ／ＤＣ駆動制御部８３は、図４に示す降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の外部端子６０ｅ，６０ｈ間の端子間電圧をローレベル（所定電圧値以下の状態）に設定し、外部端子６０ｆ，６０ｈ間の端子間電圧をローレベル（所定電圧値以下の状態）に設定する。これにより、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、グランド端子ＴＧＮＤと略同電位になり、電源制御ＩＣは、駆動制御回路６２（第一駆動制御回路６２ａおよび第二駆動制御回路６２ｂ）から駆動禁止が指示される。
【００９７】
一方、第二直流電力の出力を可にする場合、ＤＣ／ＤＣ駆動制御部８３は、図４に示す降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の外部端子６０ｅ，６０ｈ間の端子間電圧をハイレベル（所定電圧値を超えている状態）に設定し、外部端子６０ｆ，６０ｈ間の端子間電圧をハイレベル（所定電圧値を超えている状態）に設定する。これにより、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、グランド端子ＴＧＮＤと略同電位の電圧には拘束されず、電源制御ＩＣは、駆動制御回路６２（第一駆動制御回路６２ａおよび第二駆動制御回路６２ｂ）から駆動許可が指示される。
【００９８】
ＡＣ／ＤＣ駆動制御部８４は、第三直流電力の出力可否を決定する。ＡＣ／ＤＣ駆動制御部８４は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６が第二直流電力を出力可能であるときには、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７に対して、第三直流電力の出力を不可とすることができる。具体的には、第三直流電力の出力を不可にする場合、ＡＣ／ＤＣ駆動制御部８４は、図５に示す降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７の外部端子７０ｅ，７０ｆ間の端子間電圧をハイレベル（所定電圧値を超えている状態）に設定する。これにより、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、グランド端子ＴＧＮＤと略同電位になり、電源制御ＩＣは、駆動制御回路７２から駆動禁止が指示される。
【００９９】
一方、ＡＣ／ＤＣ駆動制御部８４は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６が第二直流電力の出力を停止している若しくは第二直流電力の出力を停止する可能性があるときには、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７に対して、第三直流電力の出力を可とする。具体的には、第三直流電力の出力を可にする場合、ＡＣ／ＤＣ駆動制御部８４は、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７の外部端子７０ｅ，７０ｆ間の端子間電圧をローレベル（所定電圧値以下の状態）に設定する。これにより、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、グランド端子ＴＧＮＤと略同電位の電圧には拘束されず、電源制御ＩＣは、駆動制御回路７２から駆動許可が指示される。なお、第二直流電力の出力を停止しているときには、例えば、制御装置８からの指示などによって降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力が停止している場合などが挙げられる。また、第二直流電力の出力を停止する可能性があるときには、例えば、過負荷状態などの異常によって降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力が停止する可能性がある場合などが挙げられる。
【０１００】
制御装置８は、図８に示すフローチャートに従って駆動制御プログラムを実行することにより、発電ユニット１を制御することができる。駆動制御プログラムは、図６に示す第二記憶装置８０ｂ２に記憶されており、発電ユニット１の起動時に、第一記憶装置８０ｂ１に読み出される。以下、図８および図９を参照しつつ発電ユニット１の制御について説明する。
【０１０１】
図９は、制御信号等の経時変化の一例を示すタイミングチャートである。曲線ＣＬ１１は、発電ユニット１の入力ブレーカ（図示略）の入力状態の経時変化の一例を示している。縦軸は、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態を示している。曲線ＣＬ１２は、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７の駆動状態の経時変化の一例を示している。縦軸は、駆動許可状態または駆動禁止状態を示している。曲線ＣＬ１３は、制御装置８の駆動状態の経時変化の一例を示している。縦軸は、起動状態または停止状態を示している。曲線ＣＬ１４は、第一直流電力の直流電圧の経時変化の一例を示している。縦軸は、電圧を示している。曲線ＣＬ１５は、燃料電池スタック２１ｃの発電可否の経時変化の一例を示している。縦軸は、発電可能であるＯＫ状態または発電可能でないＮＧ状態を示している。曲線ＣＬ１６は、電源制御ＩＣのラッチ停止機能を解除する指令（リセット信号であり、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の外部端子６０ｇ，６０ｈ間の端子間電圧）の経時変化の一例を示している。縦軸は、当該端子間電圧がローレベル（所定電圧値以下の状態）またはハイレベル（所定電圧値を超えている状態）であることを示している。曲線ＣＬ１７は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の駆動状態の経時変化の一例を示している。縦軸は、駆動許可状態または駆動禁止状態を示している。曲線ＣＬ１８は、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧の経時変化の一例を示している。縦軸は、電圧を示している。曲線ＣＬ１９は、発電指示の経時変化の一例を示している。縦軸は、発電が指示されたＯＮ状態または発電が指示されないＯＦＦ状態を示している。曲線ＣＬ２０は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の起動コンデンサＣ０３の端子間電圧の経時変化の一例を示している。縦軸は、電圧を示している。曲線ＣＬ１１〜曲線ＣＬ２０の横軸は、いずれも時刻を示している。
【０１０２】
図９の曲線ＣＬ１１に示すように、時刻ｔ１１において、発電ユニット１の入力ブレーカがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わったとする。これにより、系統電源３の交流電力が降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７に供給される。そして、時刻ｔ１２において、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７が起動して、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７から第三直流電力が出力される（図８のステップＳ１１）。降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７から出力された第三直流電力が制御装置８に供給されて、時刻ｔ１３において、制御装置８が起動する。
【０１０３】
発電制御部８１は、発電停止状態において、上位の制御装置から指示を受けると、発電準備（起動運転）を開始する（図８のステップＳ１２）。具体的には、発電制御部８１は、既述した複数（三つ）の補機９などを駆動制御して、燃料電池スタック２１ｃに燃料および酸化剤ガスを供給可能にする。これにより、図９の曲線ＣＬ１４に示すように、燃料電池スタック２１ｃの出力電圧（第一直流電力の直流電圧）は、上昇し始め、燃料電池スタック２１ｃの温度も上昇し始める。
【０１０４】
また、発電制御部８１は、発電準備完了状態であるか否かを判断する（図８のステップＳ１３）。燃料電池スタック２１ｃの温度が所定温度（起動時目標温度）に達して、燃料電池スタック２１ｃが正常に発電可能になったとき（Ｙｅｓの場合）には、発電制御部８１は、発電状態を発電準備完了状態に設定する。燃料電池スタック２１ｃが正常に発電可能になっていないとき（Ｎｏの場合）には、ステップＳ１３の判断を所定時間毎に繰り返し、燃料電池スタック２１ｃが正常に発電可能になるまで待機する。
【０１０５】
図９に示す時刻ｔ１４において、燃料電池スタック２１ｃの温度が所定温度（起動時目標温度）に達して、燃料電池スタック２１ｃが正常に発電可能になったとする。これにより、発電制御部８１は、発電状態を発電準備完了状態に設定する。曲線ＣＬ１５に示すように、燃料電池スタック２１ｃの発電可否の状態は、発電可能でないＮＧ状態から発電可能であるＯＫ状態に切り替わる。なお、曲線ＣＬ２０に示すように、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の起動コンデンサＣ０３の端子間電圧は、時刻ｔ１３から上昇し始めて、時刻ｔ１４において、電圧Ｖｃｃ１に達している。
【０１０６】
ラッチ解除制御部８２は、発電制御部８１によって発電準備完了状態が設定されると、放電回路６３に対して、所定時間ＴＤＣ１（図９の時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までの時間）、電源制御ＩＣのラッチ停止機能を解除する指令（リセット信号）を送信する（図８のステップＳ１４）。これにより、図９の曲線ＣＬ２０に示すように、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷が放電されて、起動コンデンサＣ０３の端子間電圧（ラッチ基準端子ＴＬＡＴである電源端子ＴＶＣＣとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧）は、所定電圧値（閾値ＶＨ０）以下に低下し、電源制御ＩＣのラッチ停止機能が解除される。
【０１０７】
なお、上述したケースでは、入力ブレーカがＯＮ状態になってから初めて降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６が起動するので、ラッチ停止機能が設定されているとは考えにくい。しかしながら、ノイズ等の何らかの原因でラッチ停止機能が設定される可能性がある。そのため、本実施形態では、実際にラッチ停止機能が設定されているか否かに関わらず、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の起動時には、電源制御ＩＣのラッチ停止機能を解除することにしている。
【０１０８】
ラッチ解除制御部８２によって電源制御ＩＣのラッチ停止機能が解除されると、ＤＣ／ＤＣ駆動制御部８３は、第二直流電力の出力を可とする。駆動制御回路６２（第一駆動制御回路６２ａおよび第二駆動制御回路６２ｂ）は、電源制御ＩＣに対して駆動許可を指示する（図８のステップＳ１５）。これにより、図９の曲線ＣＬ１７に示すように、時刻ｔ１６において、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の駆動状態は、駆動禁止状態から駆動許可状態に切り替わる。また、曲線ＣＬ１８に示すように、時刻ｔ１６において、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、電圧０から電圧ＶＦｂ１になる。さらに、曲線ＣＬ２０に示すように、時刻ｔ１６において、起動コンデンサＣ０３の端子間電圧は、上昇し始めて、時刻ｔ１７において、電圧Ｖｃｃ１に達している。
【０１０９】
制御装置８は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６によって第二直流電力の出力が開始された後に、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７に対して第三直流電力の出力を停止させると好適である。具体的には、ＡＣ／ＤＣ駆動制御部８４は、第二直流電力の出力が開始された後に、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７に対して第三直流電力の出力を不可とすることができる。駆動制御回路７２は、電源制御ＩＣに対して駆動禁止を指示する（図８のステップＳ１６）。これにより、図９の曲線ＣＬ１２に示すように、時刻ｔ１７において、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７の駆動状態は、駆動許可状態から駆動禁止状態に切り替わる。
【０１１０】
第三直流電力の出力が停止されると、発電制御部８１は、発電開始を指示する（図８のステップＳ１７）。これにより、図９の曲線ＣＬ１９に示すように、時刻ｔ１８において、発電が指示されないＯＦＦ状態から、発電が指示されたＯＮ状態に切り替わる。発電制御部８１は、発電状態を発電準備完了状態から発電中状態に設定して、燃料電池スタック２１ｃから出力される第一直流電力が所望の出力電力になるように、改質用原料ポンプ２１ｆ、改質水用ポンプ２１ｇおよびカソードエアブロワ２１ｈなどの補機９を駆動制御する。また、制御装置８は、出力電力の目標値に応じて、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４１およびインバータ４２を駆動制御する。
【０１１１】
発電制御部８１は、発電開始から所定時間経過したか否か、または、異常検知があるか否かを判断する（図８のステップＳ１８）。例えば、図９の時刻ｔ１９において、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力が過負荷状態になったとする。これにより、曲線ＣＬ１８に示すように、時刻ｔ１９において、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、所定電圧値（閾値ＶＦ０）を超える。
【０１１２】
図８のステップＳ１８で条件が成立する場合（Ｙｅｓの場合）、ＡＣ／ＤＣ駆動制御部８４は、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７に対して、第三直流電力の出力を可とする。駆動制御回路７２は、電源制御ＩＣに対して駆動許可を指示する（図８のステップＳ１９）。これにより、図９の曲線ＣＬ１２に示すように、時刻ｔ１９において、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７の駆動状態は、駆動禁止状態から駆動許可状態に切り替わる。一方、図８のステップＳ１８で条件が成立しない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ１８の判断を所定時間毎に繰り返し、燃料電池スタック２１ｃは、発電を継続する。なお、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力が過負荷状態になると、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧が低下する。そのため、発電制御部８１は、例えば、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧が所定電圧値以下になったときに、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力が過負荷状態であると判断することができる。
【０１１３】
図９の時刻ｔ２０において、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の電源制御ＩＣが、ラッチ停止機能により第二直流電力の出力を停止させたとする。図４に示すように、第二直流電力の出力が停止されると、補助巻線Ｔ０ｃから電源端子ＴＶＣＣへの電力供給が断たれるので、電源制御ＩＣの起動制御部ＩＣａは、電源端子ＴＶＣＣを介して、電源端子ＴＶＣＣとグランド端子ＴＧＮＤとの間に設けられる起動コンデンサＣ０３を充電する。そのため、図９の曲線ＣＬ２０に示すように、時刻ｔ２０から時刻ｔ２３までの時間において、起動コンデンサＣ０３の端子間電圧は、電圧Ｖｃｃ１近傍の電圧で、若干変動している。
【０１１４】
また、ＤＣ／ＤＣ駆動制御部８３は、第二直流電力の出力を不可とする。駆動制御回路６２（第一駆動制御回路６２ａおよび第二駆動制御回路６２ｂ）は、電源制御ＩＣに対して駆動禁止を指示する（図８のステップＳ２０）。これにより、図９の曲線ＣＬ１７に示すように、時刻ｔ２０において、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の駆動状態は、駆動許可状態から駆動禁止状態に切り替わる。また、曲線ＣＬ１８に示すように、時刻ｔ２０において、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、電圧０になる。
【０１１５】
さらに、発電制御部８１は、発電停止を指示し、発電停止処理が開始される（図８のステップＳ２１）。これにより、図９の曲線ＣＬ１９に示すように、時刻ｔ２０において、発電が指示されたＯＮ状態から、発電が指示されないＯＦＦ状態に切り替わる。また、発電制御部８１は、発電状態を発電停止状態に設定する。これにより、曲線ＣＬ１５に示すように、燃料電池スタック２１ｃの発電可否の状態は、発電可能であるＯＫ状態から発電可能でないＮＧ状態に切り替わる。燃料電池スタック２１ｃの発電が停止されるので、曲線ＣＬ１４に示すように、燃料電池スタック２１ｃの出力電圧（第一直流電力の直流電圧）は、低下し始め、燃料電池スタック２１ｃの温度も低下し始める。
【０１１６】
発電制御部８１は、燃料電池スタック２１ｃの発電を許可するか否か（再起動するか否か）を判断する（図８のステップＳ２２）。燃料電池スタック２１ｃのメンテナンス等が終了した場合または異常等が解消された場合には、発電制御部８１は、燃料電池スタック２１ｃの発電を許可する。この場合（ステップＳ２２でＹｅｓの場合）、発電制御部８１は、発電準備を開始する（ステップＳ１２）。一方、発電制御部８１は、燃料電池スタック２１ｃの発電を許可しない場合（ステップＳ２２でＮｏの場合）、待機状態を継続するか否かを判断する（ステップＳ２３）。待機状態を継続する場合（ステップＳ２３でＹｅｓの場合）、発電制御部８１は、燃料電池スタック２１ｃの発電を許可するか否かを判断する（ステップＳ２２）。待機状態を継続しない場合（ステップＳ２３でＮｏの場合）、発電ユニット１の制御は、一旦、終了する。
【０１１７】
図９の時刻ｔ２１において、異常などが解消して、発電制御部８１は、発電準備（起動運転）を開始したとする（図８のステップＳ１２）。これにより、曲線ＣＬ１４に示すように、燃料電池スタック２１ｃの出力電圧（第一直流電力の直流電圧）は、上昇し始め、燃料電池スタック２１ｃの温度も上昇し始める。
【０１１８】
次に、発電制御部８１は、発電準備完了状態であるか否かを判断する（図８のステップＳ１３）。図９の時刻ｔ２２において、燃料電池スタック２１ｃの温度が所定温度（起動時目標温度）に達して、燃料電池スタック２１ｃが正常に発電可能になったとする。これにより、発電制御部８１は、発電状態を発電準備完了状態に設定する。曲線ＣＬ１５に示すように、燃料電池スタック２１ｃの発電可否の状態は、発電可能でないＮＧ状態から発電可能であるＯＫ状態に切り替わる。
【０１１９】
ラッチ解除制御部８２は、発電制御部８１によって発電準備完了状態が設定されると、放電回路６３に対して、所定時間ＴＤＣ１（図９の時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの時間）、電源制御ＩＣのラッチ停止機能を解除する指令（リセット信号）を送信する（図８のステップＳ１４）。これにより、図９の曲線ＣＬ２０に示すように、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷が放電されて、起動コンデンサＣ０３の端子間電圧は、所定電圧値（閾値ＶＨ０）以下に低下し、電源制御ＩＣのラッチ停止機能が解除される。
【０１２０】
ラッチ解除制御部８２によって電源制御ＩＣのラッチ停止機能が解除されると、ＤＣ／ＤＣ駆動制御部８３は、第二直流電力の出力を可とする。駆動制御回路６２（第一駆動制御回路６２ａおよび第二駆動制御回路６２ｂ）は、電源制御ＩＣに対して駆動許可を指示する（図８のステップＳ１５）。これにより、図９の曲線ＣＬ１７に示すように、時刻ｔ２４において、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の駆動状態は、駆動禁止状態から駆動許可状態に切り替わる。また、曲線ＣＬ１８に示すように、時刻ｔ２４において、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧は、電圧０から電圧ＶＦｂ１になる。さらに、曲線ＣＬ２０に示すように、時刻ｔ２４において、起動コンデンサＣ０３の端子間電圧は、上昇し始めて、時刻ｔ２５において、電圧Ｖｃｃ１に達している。
【０１２１】
ＡＣ／ＤＣ駆動制御部８４は、第二直流電力の出力が開始された後に、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７に対して第三直流電力の出力を不可とすることができる。駆動制御回路７２は、電源制御ＩＣに対して駆動禁止を指示する（図８のステップＳ１６）。これにより、図９の曲線ＣＬ１２に示すように、時刻ｔ２５において、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７の駆動状態は、駆動許可状態から駆動禁止状態に切り替わる。
【０１２２】
第三直流電力の出力が停止されると、発電制御部８１は、発電開始を指示する（図８のステップＳ１７）。これにより、図９の曲線ＣＬ１９に示すように、時刻ｔ２６において、発電が指示されないＯＦＦ状態から、発電が指示されたＯＮ状態に切り替わる。時刻ｔ２６以降、既述した制御が繰り返される。
【０１２３】
本実施形態の発電ユニット１によれば、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、駆動制御回路６２を備える。駆動制御回路６２は、燃料電池スタック２１ｃの発電停止状態から、燃料電池スタック２１ｃに燃料および酸化剤ガスが供給され燃料電池スタック２１ｃが正常に発電可能な発電準備完了状態になるまでの間は、電源制御ＩＣに対して第二直流電力の出力を禁止する駆動禁止を指示する。そのため、本実施形態の発電ユニット１は、発電準備中（例えば、起動運転中など）に降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６からの出力（第二直流電力の出力）を停止させることができ、燃料電池スタック２１ｃの劣化を抑制することができる。
【０１２４】
また、本実施形態の発電ユニット１によれば、第一直流電力の直流電圧が、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６から第二直流電力を出力可能になる出力可能下限値を超えるまでの間に、第一直流電力を用いて動作制御用スイッチング素子（第一動作制御用スイッチング素子Ｑ１，第二動作制御用スイッチング素子Ｑ２）が閉状態にされ、動作基準端子ＴＦＢとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧が所定電圧値（閾値ＶＦ０）以下に設定されて、電源制御ＩＣは、駆動禁止が指示される。そのため、本実施形態の発電ユニット１は、燃料電池スタック２１ｃに残電力が生じている場合においても、発電停止状態から発電準備完了状態になるまでの間は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の駆動（第二直流電力の出力）を確実に停止させることができる。
【０１２５】
さらに、本実施形態の発電ユニット１によれば、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、同一構成の駆動制御回路６２を複数（二つ）備え、駆動制御回路６２が多重化されている。そのため、本実施形態の発電ユニット１は、複数（二つ）の駆動制御回路６２（第一駆動制御回路６２ａ，第二駆動制御回路６２ｂ）のうちの一方の駆動制御回路６２（例えば、第一駆動制御回路６２ａ）を構成する電子部品（例えば、図４の抵抗器Ｒ１１）に短絡故障または開放故障が発生しても、正常な駆動制御回路６２（この場合、第二駆動制御回路６２ｂ）によって、発電停止状態から発電準備完了状態になるまでの間は、確実に駆動禁止を指示することができる。なお、短絡故障は、電子部品の端子間が常に電気的に導通された故障をいう。また、開放故障は、電子部品の端子間が常に電気的に遮断された故障をいう。
【０１２６】
また、本実施形態の発電ユニット１によれば、制御装置８は、ラッチ解除制御部８２を備える。ラッチ解除制御部８２は、発電準備完了状態において、電源制御ＩＣのラッチ停止機能を解除して降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６に対して第二直流電力を出力させる。発電準備完了状態では、燃料電池スタック２１ｃに燃料および酸化剤ガスが供給されて、燃料電池スタック２１ｃが正常に発電可能になっている。そのため、燃料電池スタック２１ｃは、発電準備中（例えば、起動運転中など）と比べて、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６の起動による劣化の可能性が少ない。つまり、本実施形態の発電ユニット１は、燃料電池スタック２１ｃの劣化を抑制しつつ、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６を起動させることができ、燃料電池スタック２１ｃの保護と利便性の向上との両立を図ることができる。
【０１２７】
さらに、本実施形態の発電ユニット１によれば、放電回路６３は、ラッチ解除制御部８２からラッチ停止機能を解除する指令（リセット信号）を受信したときに、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷を放電し、ラッチ基準端子ＴＬＡＴ（本実施形態では、電源端子ＴＶＣＣ）とグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧を所定電圧値（閾値ＶＨ０）以下に低下させて、電源制御ＩＣのラッチ停止機能を解除する。これにより、本実施形態の発電ユニット１は、上記ラッチ基準端子ＴＬＡＴ（電源端子ＴＶＣＣ）を備えている電源制御ＩＣにおいて、確実に且つ容易にラッチ停止機能を解除することができる。
【０１２８】
また、本実施形態の発電ユニット１によれば、放電回路６３は、複数（二つ）の抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２と、放電用スイッチング素子（フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタＰＴ３）とが直列接続され、起動コンデンサＣ０３に対して並列接続されている。放電回路６３は、放電用スイッチング素子（フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタＰＴ３）を所定時間ＴＤＣ１、閉状態にすることにより起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷を放電する。また、複数（二つ）の抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２の抵抗値および所定時間ＴＤＣ１は、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷の放電を許容しつつラッチ基準端子ＴＬＡＴ（電源端子ＴＶＣＣ）からの放電を規制可能に、複数（二つ）の抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２の抵抗値と起動コンデンサＣ０３の静電容量とを乗じた時定数に基づいて設定されている。これらにより、本実施形態の発電ユニット１は、起動コンデンサＣ０３に充電されている電荷を確実に放電するとともに、電源制御ＩＣの無用な電力消費を抑制することができる。
【０１２９】
さらに、本実施形態の発電ユニット１によれば、制御装置８は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６によって第二直流電力の出力が開始された後に、降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ７に対して第三直流電力の出力を停止させる。これにより、本実施形態の発電ユニット１は、第二直流電力の出力が開始された後も第三直流電力の出力を停止させない場合と比べて、系統電源３から受電する購入電力を低減させることができる。
【０１３０】
＜その他＞
本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。例えば、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、フライバック型のＤＣ／ＤＣコンバータに限定されるものではなく、例えば、フォワード型のＤＣ／ＤＣコンバータに適用することもできる。また、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、自励式のＤＣ／ＤＣコンバータに限定されるものではなく、他励式のＤＣ／ＤＣコンバータに適用することもできる。さらに、電源制御ＩＣは、電源端子ＴＶＣＣとは異なる専用のラッチ基準端子ＴＬＡＴを設けることもできる。この場合、例えば、ラッチ基準端子ＴＬＡＴとグランド端子ＴＧＮＤとの間の端子間電圧を、ローレベル（所定電圧値以下の状態）からハイレベル（所定電圧値を超えている状態）にすることにより、設定されているラッチ停止機能を解除することができる。
【符号の説明】
【０１３１】
１：発電ユニット、
２：燃料電池発電装置、２１ｃ：燃料電池スタック、
３：系統電源、３１：負荷、
４１：昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ、４２：インバータ、
６：降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ、６２：駆動制御回路、
７：降圧型ＡＣ／ＤＣコンバータ、
８：制御装置、
Ｔ０：トランス、Ｔ０ａ：一次巻線、Ｔ０ｂ：二次巻線、
Ｑ０：駆動用スイッチング素子、
Ｑ１：第一動作制御用スイッチング素子、Ｑ２：第二動作制御用スイッチング素子、
Ｒ１１，Ｒ１２：第一抵抗器、Ｒ２１，Ｒ２２：第二抵抗器、
ＴＦＢ：動作基準端子、
ＴＧＮＤ：グランド端子。
【図１】
0006677015.tif 000002
【図２】
0006677015.tif 000003
【図３】
0006677015.tif 000004
【図４】
0006677015.tif 000005
【図５】
0006677015.tif 000006
【図６】
0006677015.tif 000007
【図７】
0006677015.tif 000008
【図８】
0006677015.tif 000009
【図９】
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