(57)【要約】【課題】スイッチング素子を駆動する駆動用電源の電圧を高精度に監視でき、異常が発生した駆動用電源を特定できる電圧監視部を備えた電力変換装置を提供する。【解決手段】上アーム駆動用電源（５０Ｈ）の電圧と下アーム駆動用電源（５０Ｌ）の電圧を選択して出力する電圧選択出力部（２０）と、電圧選択出力部（２０）が選択して出力する駆動用電源を指定するとともに、選択出力された電圧を監視する電圧監視部（１０）とを備え、上アーム駆動用電源（５０Ｈ）を選択出力するとき、上アーム用スイッチング素子（７０Ｈ）をオフとし、上アーム用スイッチング素子（７０Ｈ）に直列接続された下アーム用スイッチング素子（７０Ｌ）をオンとするように構成された電力変換装置。【選択図】図１
2022002441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子との直列体を複数有し、前記上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源から供給される直流電圧を交流電圧に変換するように構成された電力変換装置であって、
前記上アーム用スイッチング素子を駆動する上アーム駆動用電源と、
前記下アーム用スイッチング素子を駆動する下アーム駆動用電源と、
前記上アーム駆動用電源の電圧と前記下アーム駆動用電源の電圧とのうちの何れか一つの電圧を選択し、前記選択した電圧に基づく電気信号を出力する電圧選択出力部と、
前記何れか一つの電圧を指定して前記電圧選択出力部に選択させ、前記指定されて選択した電圧に基づいて前記電圧選択出力部から出力された前記電気信号を監視し、前記監視された前記電気信号の値があらかじめ設定された範囲から外れた場合に、前記選択された電圧が異常であると判定する電圧監視部と、
を備え、
前記電圧監視部は、
前記電圧選択出力部が前記上アーム駆動用電源の電圧と前記下アーム駆動用電源の電圧とを順次選択するように前記指定を行なうように構成されるとともに、前記電圧選択出力部が前記指定により前記上アーム駆動用電源の電圧を選択したときは、前記上アーム用スイッチング素子をオフにした後、前記上アーム用スイッチング素子に直列に接続された前記下アーム用スイッチング素子をオンにして、前記監視を行なうように構成されている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記上アーム用スイッチング素子と前記下アーム用スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴにより構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電圧選択出力部は、複数のＰＮＰ型トランジスタにより構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電圧選択出力部は、
前記上アーム駆動用電源と、前記下アーム駆動用電源と、前記直流電源の直流電圧又は前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧した昇圧電圧と、の少なくとも一つ選択して前記電気信号を出力するように構成されている、
ことを特徴とする、請求項１から３のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電圧選択出力部の入力部と、前記電圧選択出力部の出力部と、のうちの少なくとも一方に接続された分圧回路を備え、
前記分圧回路は、
前記電圧監視部が、前記上アーム駆動用電源の電圧又は前記下アーム駆動用電源の電圧に基づく前記電気信号が正常であると判断する正常出力範囲と、前記直流電源の直流電圧又は前記昇圧電圧に基づく電気信号が正常であると判断する正常出力範囲と、が重複しない分圧電圧を出力するように構成されている、
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】
前記電圧監視部は、前記電圧選択出力部から出力された前記電気信号をＡ／Ｄ変換し、前記Ａ／Ｄ変換された信号に基づいて前記監視を行なうように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から５のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記電圧監視部は、前記電圧選択出力部から出力された前記電気信号に対応するパルス信号に基づいて、前記監視を行なうように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から４のうちの何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】
本願は、電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、三相モータを駆動する電力変換装置は、直列接続された上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子を三相の相ごとに備え、相ごとに上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子を交互にスイッチングさせることで、直流電圧を三相交流電圧に変換して三相モータに供給するように構成されている。
【０００３】
ここで、上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子とを適切に駆動するため、それぞれのスイッチング素子を駆動するための駆動用電源の電圧は高精度な値であることが求められるとともに、その電圧の値があらかじめ定められた範囲内に存在しているか否かを監視することが求められる。
【０００４】
一般に、前述の電力変換装置は、上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子との直列接続点を基準電圧として出力電圧が生成されることから、何らかの対策を講じなければ、低電位側である下アーム用スイッチング素子の接地点の電位（以下、ＧＮＤと称する）を基準電圧として動作する電源監視回路を使用することができない。
【０００５】
そこで、特許文献１に開示された従来の電源監視回路では、図４の「状態（３）」において、上アーム用スイッチング素子としての高電位側電界効果トランジスタＱ１をオフ、下アーム用スイッチング素子としての低電位側電界効果トランジスタＱ２をオン、とすることにより、高電位側電界効果トランジスタＱ１と低電位側電界効果トランジスタＱ２との接続点の電圧ｖ１を接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）とし、ＧＮＤ（０［Ｖ］）を基準電位として動作する電源監視回路ＶＰを用いて、被監視電源である高電位側電源ＶＨ１もしくは低電位側電源ＶＬ１、又はそれらの双方が、電圧の低下による異常状態にあることを検出できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９１７９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された従来の電源監視回路によれば、高電位側電源ＶＨ１、ＶＨ２、ＶＨ３に対して一本の経路により電圧監視を行うように構成されているため、何れかの相の電源に異常が発生していることは検出できても、何れの相の電源に異常が発生しているのかを特定することができない。さらに、電源電圧の回り込みを防止するためにダイオードを設けることが必須であり、そのダイオードに電圧降下が発生するため、電源監視回路による電圧の監視精度が低下する。
【０００８】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、スイッチング素子を駆動する駆動用電源の電圧を高精度に監視することができ、かつ異常が発生した駆動用電源を特定することができる電圧監視部を備えた電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願に開示される電力変換装置は、
上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子との直列体を複数有し、前記上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源から供給される直流電圧を交流電圧に変換するように構成された電力変換装置であって、
前記上アーム用スイッチング素子を駆動する上アーム駆動用電源と、
前記下アーム用スイッチング素子を駆動する下アーム駆動用電源と、
前記上アーム駆動用電源の電圧と前記下アーム駆動用電源の電圧とのうちの何れか一つの電圧を選択し、前記選択した電圧に基づく電気信号を出力する電圧選択出力部と、
前記何れか一つの電圧を指定して前記電圧選択出力部に選択させ、前記指定されて選択した電圧に基づいて前記電圧選択出力部から出力された前記電気信号を監視し、前記監視された前記電気信号の値があらかじめ設定された範囲から外れた場合に、前記選択された電圧が異常であると判定する電圧監視部と、
を備え、
前記電圧監視部は、
前記電圧選択出力部が前記上アーム駆動用電源の電圧と前記下アーム駆動用電源の電圧とを順次選択するように前記指定を行なうように構成されるとともに、前記電圧選択出力部が前記指定により前記上アーム駆動用電源の電圧を選択したときは、前記上アーム用スイッチング素子をオフにした後、前記上アーム用スイッチング素子に直列に接続された前記下アーム用スイッチング素子をオンにして、前記監視を行なうように構成されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本願に開示される電力変換装置によれば、スイッチング素子を駆動する駆動用電源の電圧を高精度に監視することができ、かつ異常が発生した駆動用電源を特定することができる電圧監視部を備えた電力変換装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１による電力変換装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態１による電力変換装置における、第一分圧回路の概略構成図である。
【図３】実施の形態２による電力変換装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、実施の形態１による電力変換装置について、図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１による電力変換装置の概略構成図である。図１において、電力変換装置１００は、上アーム用スイッチング素子７０Ｈと、上アーム用スイッチング素子７０Ｈに直列接続された下アーム用スイッチング素子７０Ｌと、上アーム用スイッチング素子７０Ｈを駆動する上アーム用駆動回路６０Ｈと、下アーム用スイッチング素子７０Ｌを駆動する下アーム用駆動回路６０Ｌと、上アーム用駆動回路６０Ｈの電源となる上アーム駆動用電源５０Ｈと、下アーム用駆動回路６０Ｌの電源となる下アーム駆動用電源５０Ｌと、電圧選択出力部２０と、第一分圧回路３０と、第二分圧回路４０と、電圧監視部１０と、を主体として構成されている。
【００１３】
電圧監視部１０は、例えば、マイコン、もしくはＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）により構成され、電圧選択出力部２０が選択する上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧、又は下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧、又は電源電圧Ｖｃｃを指定するための信号を出力する出力端子Ａ、Ｂ、Ｃと、後述の第二分圧回路４０からのアナログ信号が入力される入力端子Ｄと、を備えている。
【００１４】
電圧監視部１０は、電圧選択出力部２０から第二分圧回路４０を介して出力されたアナログ信号である電気信号を監視し、監視する電気信号の値があらかじめ設定された範囲から外れた場合に、電圧選択出力部２０により選択された電圧が異常であると判定するように構成されている。すなわち、電圧監視部１０は、電圧選択出力部２０が選択する上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧、又は下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧、又は電源電圧Ｖｃｃを監視し、監視する電圧があらかじめ設定された電圧範囲から外れた場合に、電圧選択出力部２０により選択された上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧、又は下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧、又は電源電圧Ｖｃｃが異常であると判定する。なお、あらかじめ設定された電圧範囲は、ソフトウェアにより変更が可能であり、汎用性のある異常判定が行えるように構成されている。
【００１５】
電圧選択出力部２０は、コレクタ端子同士が接続された複数、例えば３個、のＰＮＰ型トランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃにより構成されており、それらのうちオフしているＰＮＰ型トランジスタが、その内部構成によりダイオードとして振舞い、オンしているＰＮＰ型トランジスタから、オフしているＰＮＰ型トランジスタへの電流の回り込みを防止する。また、電圧選択出力部２０は、電圧監視部１０の複数の出力端子Ａ、Ｂ、Ｃから入力される信号のうちの一つにより、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃのうちの一つが選択され、その選択されたＰＮＰ型トランジスタのコレクタを介して電圧を出力するように構成されている。
【００１６】
電圧選択出力部２０は、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃのコレクタ同士が接続されて形成された一つの出力部と、複数のＰＮＰ型トランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれのエミッタ端子からなる複数の入力部と、を備えている。
【００１７】
なお、電圧選択出力部２０は、複数の入力信号に基づいて一つの信号を選択し出力するものであれば、マルチプレクサなどの他の構成であってもよく、このことは、後述する実施の形態２においても同様である。
【００１８】
図２は、実施の形態１による電力変換装置における、第一分圧回路の概略構成図である。第一分圧回路３０は、例えば、図２に示すように、抵抗３２と抵抗３３との直列体と、オペアンプ３１と、により構成されており、たとえば入力電圧として入力された電源電圧Ｖｃｃを、抵抗３２と抵抗３３とで分圧された電圧がオペアンプ３１によりインピーダンス変換され、入力電圧に比例した電圧を出力する。第一分圧回路３０から出力された電圧は、電圧選択出力部２０の入力部を構成するＰＮＰ型トランジスタ２１ａのエミッタへ入力される。なお、抵抗３２と抵抗３３との分圧比に関しては後述するが、その分圧比は、下アーム電源電圧ＶＬ１と上アーム電源電圧ＶＨ１とは異なる電圧範囲の電圧を出力する分圧比となっている。
【００１９】
図１において、第二分圧回路４０は、複数の抵抗の直列体で構成されており、入力された電圧に比例した電圧を出力するように構成されている。なお、第二分圧回路４０は、第一分圧回路３０と同様にオペアンプを追加し、インピーダンス変換を行なうように構成されてもよい。このことは、後述の実施の形態２においても同様である。
【００２０】
上アーム駆動用電源５０Ｈは、例えば、絶縁型ＤＣ-ＤＣコンバータにより構成され、上アーム用駆動回路６０Ｈに対する電力供給源であり、上アーム電源電圧ＶＨ１を出力する。下アーム駆動用電源５０Ｌは、例えば、絶縁型ＤＣ-ＤＣコンバータにより構成され、下アーム用駆動回路６０Ｌに対する電力供給源であり、下アーム電源電圧ＶＬ１を出力する。
【００２１】
上アーム用駆動回路６０Ｈは、例えば、ゲートドライバＩＣにより構成され、図示していない制御回路からの指示により、上アーム用スイッチング素子７０Ｈを駆動するように構成されている。下アーム用駆動回路６０Ｌは、例えば、ゲートドライバＩＣにより構成され、図示していない制御回路からの指示により、下アーム用スイッチング素子７０Ｌを駆動するように構成されている。
【００２２】
上アーム用スイッチング素子７０Ｈは、例えばＮ型ＭＯＳＦＥＴ（ＭＥＴＡＬ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）により構成され、上アーム用駆動回路６０Ｈからの駆動信号によりオン、オフ動作を行うよう構成されている。下アーム用スイッチング素子７０Ｌは、例えばＮ型ＭＯＳＦＥＴにより構成され、下アーム用駆動回路６０Ｌからの駆動信号によりオン、オフ動作を行うよう構成されている。
【００２３】
つぎに、電力変換装置１００の内部の電気的接続構成について説明する。電圧監視部１０の出力端子Ａは、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａのベース端子に接続されている。電圧監視部１０の出力端子Ｂは、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂのベース端子に接続されている。また、電圧監視部１０の出力端子Ｃは、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのベース端子に接続されている。さらに、電圧監視部１０の入力端子Ｄは、第二分圧回路４０の出力端子に接続されている。
【００２４】
第一分圧回路３０の入力端子は、上アーム用スイッチング素子７０Ｈのドレイン端子に接続されている。第二分圧回路４０の入力端子は、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａのコレクタ端子と、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂのコレクタ端子と、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのコレクタ端子と、に接続されている。
【００２５】
ＰＮＰ型トランジスタ２１ａのエミッタ端子は、第一分圧回路３０の出力端子に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂのエミッタ端子は、上アーム駆動用電源５０Ｈの高電位側端子と、上アーム用駆動回路６０Ｈの電源端子と、に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのエミッタ端子は、下アーム駆動用電源５０Ｌの高電位側端子と、下アーム用駆動回路６０Ｌの電源端子と、に接続されている。
【００２６】
上アーム駆動用電源５０Ｈの低電位側端子は、上アーム用駆動回路６０ＨのＧＮＤ端子と、上アーム用スイッチング素子７０Ｈのソース端子と、下アーム用スイッチング素子７０Ｌのドレイン端子と、に接続されている。
【００２７】
下アーム駆動用電源５０Ｌの低電位側端子は、下アーム用駆動回路６０ＬのＧＮＤ端子と、下アーム用スイッチング素子７０Ｌのソース端子と、電圧監視部１０のＧＮＤ端子と、第一分圧回路３０のＧＮＤ端子と、第二分圧回路４０のＧＮＤ端子と、に接続されている。
【００２８】
上アーム用駆動回路６０Ｈの出力端子は、上アーム用スイッチング素子７０Ｈのゲート端子に接続されている。下アーム用駆動回路６０Ｌの出力端子は、下アーム用スイッチング素子７０Ｌのゲート端子に接続されている。
【００２９】
なお、図１では、図示を省略しているが、上アーム用スイッチング素子７０Ｈ、下アーム用スイッチング素子７０Ｌ、上アーム用駆動回路６０Ｈ、下アーム用駆動回路６０Ｌ、上アーム駆動用電源５０Ｈ、および下アーム駆動用電源５０Ｌは、それぞれ複数備えられており、例えば、三相交流モータを駆動する電力変換装置の場合、三相のそれぞれの相ごとに、図１に示す構成が設けられる。
【００３０】
つぎに、図２における第一分圧回路３０の接続について説明する。図２において、抵抗３２と、抵抗３３の直列体は、抵抗３２と抵抗３３との接続点が、オペアンプ３１の非反転入力端子に接続されるとともに、抵抗３３の他端が接地されている。抵抗３２の他端が第一分圧回路３０の入力端子に接続されている。オペアンプ３１の出力端子は、オペアンプ３１の反転入力端子に接続されるとともに、第一分圧回路３０の出力端子に接続されている。
【００３１】
つぎに、実施の形態１による電力変換装置１００の動作について説明する。図１および図２において、電圧監視部１０は、下アーム電源電圧ＶＬ１の監視を行うときには、出力端子Ｃから指示信号をＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのベースに与え、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃをオンとすることで、下アーム電源電圧ＶＬ１を、第二分圧回路４０の入力端子に印加する。
【００３２】
第二分圧回路４０は、入力端子に印加された下アーム電源電圧ＶＬ１を分圧して、電圧監視部１０の入力端子Ｄに印加する。第二分圧回路４０は、電圧監視部１０により監視する電圧の測定範囲を拡大するために、入力端子に印加される電圧を分圧して電圧監視部１０の入力端子Ｄに入力する。電圧監視部１０の入力端子Ｄに入力された電圧は、電圧監視部１０によりＡ／Ｄ変換され、ソフトウェアにより、あらかじめ設定された電圧範囲であるか否かについて監視される。その監視の結果、入力端子Ｄに入力された電圧があらかじめ設定された電圧範囲から外れているときは、下アーム電源電圧ＶＬ１すなわち下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧が異常であると判定する。
【００３３】
上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧の監視を行うときには、上アーム用駆動回路６０Ｈの指示信号により、上アーム用スイッチング素子７０Ｈをオフとした後に、下アーム用駆動回路６０Ｌの指示信号により、下アーム用スイッチング素子７０Ｌをオンとする。ここで、下アーム用スイッチング素子７０Ｌのオン時における、上アーム駆動用電源５０Ｈの低電位側とＧＮＤ電位との電位差がより小さくなるように、下アーム用スイッチング素子７０ＬをＮ型ＭＯＳＦＥＴにより構成することが望ましい。
【００３４】
つぎに、電圧監視部１０の出力端子Ｂからの指示信号により、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂをオンとし、上アーム電源電圧ＶＨ１を第二分圧回路４０の入力端子へ印加する。第二分圧回路４０の入力端子に印加された電圧は、下アーム電源電圧ＶＬ１の監視を行うときと同様に、第二分圧回路４０によって分圧され、電圧監視部１０の入力端子Ｄに入力される。電圧監視部１０の入力端子Ｄに入力された電圧は、電圧監視部１０によりＡ／Ｄ変換され、ソフトウェアにより、あらかじめ設定された電圧範囲であるか否かについて監視される。その監視の結果、入力端子Ｄに入力された電圧があらかじめ設定された電圧範囲から外れているときは、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧が異常であると判定する。
【００３５】
電源電圧Ｖｃｃの監視を行うときには、電圧監視部１０の出力端子Ａからの指示信号により、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａをオンとし、第一分圧回路３０により分圧された電源電圧Ｖｃｃが、オンされたＰＮＰ型トランジスタ２１ａを介して、第二分圧回路４０の入力端子に印加される。第二分圧回路４０の入力端子に印加された電圧は、前述の下アーム電源電圧ＶＬ１の監視を行うときと同様に、第二分圧回路４０により分圧されて電圧監視部１０の入力端子Ｄに印加され、電圧監視部１０にてＡ／Ｄ変換され、ソフトウェアにより、あらかじめ設定された電圧範囲であるか否かについて監視される。その監視の結果、入力端子Ｄに入力された電圧があらかじめ設定された電圧範囲から外れているときは、電源電圧Ｖｃｃが異常であると判定する。
【００３６】
また、電圧監視部１０は、たとえば、下アーム電源電圧ＶＬ１すなわち下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧の監視を行ない、つぎに電源電圧Ｖｃｃの監視を行ない、つぎに上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧の監視を行ない、つぎに電源電圧Ｖｃｃの監視を行なう、という順序で繰り返して監視を行ない、異なる電圧を順次繰り返して監視を行なうことで、電圧選択出力部２０を構成するＰＮＰ型トランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが、特定の入力電圧を出力し続けた場合に固着異常であるとして固着異常を検出できるように構成されている。
【００３７】
第一分圧回路３０と第二分圧回路４０とのうち少なくとも一方は、電圧監視部１０が、上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧又は下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧に基づく電気信号が正常であると判断する正常出力範囲と、直流電源である電源電圧Ｖｃｃの直流電圧又はその昇圧電圧に基づく電気信号が正常であると判断する正常出力範囲と、が重複しない分圧電圧を出力するように構成されている。
【００３８】
なお、電源電圧Ｖｃｃ、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧、下アーム電源電圧ＶＬ１すなわち下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧に加え、電源電圧Ｖｃｃを昇圧した電圧を電圧選択出力部２０により、選択出力するよう構成してもよい。このことは、後述の実施の形態２においても同様である。
【００３９】
以上の通り、実施の形態１による電力変換装置１００によれば、電圧監視部１０から出力される指示信号に応動して、電圧選択出力部２０から、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧と、下アーム電源電圧ＶＬ１すなわち下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧と、電源電圧Ｖｃｃと、を順次選択して出力し、電圧監視部１０は、電圧選択出力部２０から出力された電圧に基づいて、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧と、下アーム電源電圧ＶＬ１すなわち下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧と、電源電圧Ｖｃｃと、を順次監視するように構成され、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧を選択するときは、上アーム用スイッチング素子７０Ｈをオフにした後、下アーム用スイッチング素子７０Ｌをオンにして、上アーム用スイッチング素子７０Ｈの上アーム駆動用電源５０Ｈの基準電位をＧＮＤに引き下げるように構成されているので、下アーム用スイッチング素子７０Ｌの低電位側に接続されるＧＮＤを基準電位とした電圧監視部１０により、上アーム電源電圧ＶＨ１すなわち上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧を監視することが可能になり、かつ、一つの電圧監視部１０で、上アーム用スイッチング素子７０Ｈの上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧監視を個別に行うことができ、異常がある電源を特定することができる。
【００４０】
実施の形態２．
つぎに、実施の形態２による電力変換装置について、図に基づいて説明する。図３は、実施の形態２による電力変換装置の概略構成図であって、図１と同一符号は同一、または相当部分を示す。図３において、実施の形態２による電力変換装置１００は、電圧選択出力部２０及び第二分圧回路４０と、電圧監視部１０との間が、電気的に絶縁されるとともに、その電気的に絶縁された絶縁境界部には、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０と、が設けられている点で、前述の実施の形態１による電力変換装置と相違する。
【００４１】
つぎに、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０と、の構成について説明する。絶縁通信部８０ａと、絶縁通信部８０ｂと、絶縁通信部８０ｃとは、例えば、フォトカプラにより構成され、入力と出力とを電気的に絶縁し、入力から出力へ指示信号を伝達するように構成されている。なお、入力と出力とを電気的に絶縁し、かつ、入力から出力へ指示信号を伝達できる構成であれば、フォトカプラ以外の手段により構成されていてもよい。
【００４２】
絶縁電圧伝達部９０は、例えば、絶縁型ＬＳＩにより構成され、入力と出力とを電気的に絶縁し、入力された電圧に応じたデューティ比のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ   Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力するように構成されている。
【００４３】
なお、実施の形態２では、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０と、第二分圧回路４０とは、それぞれ個別の構成としているが、その一部、又はすべてが一体に構成されていてもよい。
【００４４】
次に、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０と、の接続関係について説明する。絶縁通信部８０ａの入力端子は、電圧監視部１０の出力端子Ａに接続されている。絶縁通信部８０ａの出力端子は、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａのベース端子に接続されている。絶縁通信部８０ｂの入力端子は、電圧監視部１０の出力端子Ｂに接続されている。絶縁通信部８０ｂの出力端子は、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂのベース端子に接続されている。絶縁通信部８０ｃの入力端子は、電圧監視部１０の出力端子Ｃに接続されている。絶縁通信部８０ｃの出力端子は、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのベース端子に接続されている。
【００４５】
絶縁電圧伝達部９０の入力端子は、第二分圧回路４０の出力に接続されている。絶縁電圧伝達部９０の出力端子は、電圧監視部１０の入力端子Ｄに接続されている。
【００４６】
つぎに、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０と、の動作について説明する。絶縁通信部８０ａは、電圧監視部１０の出力端子Ａからの指示信号を電気的に絶縁し、ＰＮＰ型トランジスタ２１ａのベースへ伝達する。絶縁通信部８０ｂは、電圧監視部１０の出力端子Ｂからの指示信号を電気的に絶縁し、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂのベースへ伝達する。絶縁通信部８０ｃは、電圧監視部１０の出力端子Ｃからの指示信号を電気的に絶縁し、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃのベースへ伝達する。
【００４７】
ＰＮＰ型トランジスタ２１ａは、絶縁通信部８０ａから伝達された指示信号を受けてオンとなり、そのエミッタに接続されている第一分圧回路３０により分圧された電源電圧Ｖｃｃを分圧した電圧を、コレクタを介して電圧選択出力部２０の出力部から第二分圧回路４０に出力する。ＰＮＰ型トランジスタ２１ｂは、絶縁通信部８０ａから伝達された指示信号を受けてオンとなり、そのエミッタに接続されている上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧を、コレクタを介して電圧選択出力部２０の出力部から第二分圧回路４０に出力する。ＰＮＰ型トランジスタ２１ｃは、絶縁通信部８０ｃから伝達された指示信号を受けてオンとなり、そのエミッタに接続されている下アーム駆動用電源５０Ｌの電圧を、コレクタを介して電圧選択出力部２０の出力部から第二分圧回路４０に出力する。
【００４８】
絶縁電圧伝達部９０は、第二分圧回路４０から入力された電圧に基づいたＰＷＭ信号を、電気的に絶縁して、電圧監視部１０の入力端子Ｄへ伝達する。電圧監視部１０は、伝達されたＰＷＭ信号のデューティ比がソフトウェアによりあらかじめ設定されたデューティ比の範囲であるか否か監視する。
【００４９】
なお、実施の形態２では、絶縁電圧伝達部９０は、第二分圧回路４０から入力された電圧に基づきＰＷＭ信号を出力するように構成されている例を示したが、絶縁電圧伝達部９０に入力される電圧に基づき周波数が変化するパルス信号とし、このパルス信号があらかじめ設定された周波数範囲にあるか否かを電圧監視部１０により監視するように構成されていてもよい。
【００５０】
また、電圧選択出力部２０から出力された電圧を第二分圧回路４０を介して絶縁電圧伝達部９０により絶縁し、パルス信号により電圧監視部１０へ伝達することにより、電圧選択出力部２０が電圧監視部１０に対して電気的に絶縁されている場合であっても、前述の電圧の監視を行なうことが可能となる。
【００５１】
以上述べた実施の形態２による電力変換装置のその他の構成及び動作は、前述の実施の形態１による電力変換装置と同様である。
【００５２】
以上述べたように、実施の形態２による電力変換装置１００によれば、電圧監視部１０と、電圧選択出力部２０と第二分圧回路４０と、の間が電気的に絶縁されており、その絶縁境界部に、絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃと、絶縁電圧伝達部９０とを備えていることにより、電圧監視部１０から出力される指示信号を絶縁通信部８０ａ、８０ｂ、８０ｃを介して伝達することで、絶縁電圧伝達部９０を介して電圧監視部１０による前述の監視が可能になり、下アーム用スイッチング素子７０Ｌの低電位側に接続されるＧＮＤを基準電位とした電圧監視部１０により、上アーム電源電圧を監視することが可能になり、かつ、一つの電圧監視部１０で、上アーム用スイッチング素子７０Ｈの上アーム駆動用電源５０Ｈの電圧監視を個別に行うことができ、異常がある電源を特定することができる。
【００５３】
本願は、例示的な実施の形態１及び実施の形態２が記載しているが、これらの実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は、特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００５４】
１０  電圧監視部、２０  電圧選択出力部、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  ＰＮＰ型トランジスタ、３０  第一分圧回路、３１  オペアンプ、３２、３３  抵抗、４０  第二分圧回路、５０Ｈ  上アーム駆動用電源、５０Ｌ  下アーム駆動用電源、６０Ｈ  上アーム用駆動回路、６０Ｌ  下アーム用駆動回路、７０Ｈ  上アーム用スイッチング素子、７０Ｌ  下アーム用スイッチング素子、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ  絶縁通信部、９０  絶縁電圧伝達部、１００  電力変換装置、Ｖｃｃ  電源電圧、ＶＨ１  上アーム電源電圧、ＶＬ１  下アーム電源電圧、Ａ、Ｂ、Ｃ  出力端子、Ｄ  入力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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