(57)【要約】【課題】スイッチング素子を有するコンバータ回路とインバータ回路とを備えた電力変換装置において、該コンバータ回路で異常が発生した場合でも、その異常の度合いに応じて運転制御を行うことのできる構成を得る。【解決手段】複数のスイッチング素子を備えた上記コンバータ回路（2）の動作を制御するためのコンバータ用マイコン（20）と、上記インバータ回路（3）の駆動及び非駆動を制御するインバータ用マイコン（30）及び制御マイコン（40）とを備えている。上記コンバータ用マイコン（20）を、上記コンバータ回路（2）で発生した異常の度合いに応じて異なる信号を出力可能に構成する。そして、上記インバータ用マイコン（30）及び制御マイコン（40）を、上記コンバータ用マイコン（20）から出力された信号に応じて上記インバータ回路（3）の駆動及び非駆動を制御するように構成する。【選択図】図１
2009225581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源（5）に接続され、交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路（2）と、該コンバータ回路（2）で変換された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換するインバータ回路（3）とを備えた電力変換装置であって、
複数のスイッチング素子を備えた上記コンバータ回路（2）の動作を制御するためのコンバータ制御手段（20）と、
上記インバータ回路（3）の駆動及び非駆動を制御する運転制御手段（30,40）とを備え、
上記コンバータ制御手段（20）は、上記コンバータ回路（2）で発生した異常の度合いに応じて異なる信号を出力可能に構成されていて、
上記運転制御手段（30,40）は、上記コンバータ制御手段（20）から出力された信号に応じて上記インバータ回路（3）の駆動及び非駆動を制御する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】
請求項１において、
上記コンバータ制御手段（20）は、上記コンバータ回路（2）内の異常の度合いに応じて注意報信号と異常信号とを出力可能に構成されていて、
上記運転制御手段（30,40）は、上記コンバータ制御手段（20）から上記注意報信号が出力されたときには上記インバータ回路（3）の駆動を許容する一方、上記異常信号が出力されたときには上記インバータ回路（3）の駆動を停止する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３】
請求項２において、
上記コンバータ制御手段（20）は、上記注意報信号及び異常信号を重複して出力可能に構成されていて、
上記運転制御手段（30,40）は、上記注意報信号及び異常信号を重複して受信したときには該異常信号を優先して、上記インバータ回路（3）の駆動を停止する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４】
請求項１において、
上記コンバータ制御手段（20）と上記運転制御手段（30,40）とは、ポートによって信号の授受可能に接続されていて、
上記出力信号は、上記ポートを介して上記コンバータ制御手段（20）から上記運転制御手段（30,40）に伝送されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項４において、
上記コンバータ制御手段（20）は、上記コンバータ回路（2）内の異常の度合いに応じて注意報信号と異常信号とを出力するように構成されていて、
上記ポートは、上記注意報信号を送信するための専用のポートと、上記異常信号を送信するための専用のポートとを備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項４において、
上記運転制御手段（30,40）は、上記インバータ回路（2）の動作を制御するためのインバータ制御手段（30）と、該インバータ制御手段（30）と信号の授受可能に接続された装置制御手段（40）と、を備え、
上記インバータ制御手段（30）は、上記コンバータ制御手段（20）に対してポート接続されていて、上記装置制御手段（40）から送信される運転信号に基づいて、上記インバータ回路（3）の駆動及び非駆動を制御する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７】
請求項１から６のいずれか一つにおいて、
上記コンバータ回路（2）は、上記スイッチング素子に対して並列接続されるダイオードを備えていることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関し、特に、コンバータ回路の制御に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、交流電源の交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、該コンバータ回路の直流電力を所定の周波数の交流電力に変換するインバータ回路とを備えた電力変換装置が知られている。このような電力変換装置としては、例えば、特許文献１に開示されるように、複数のダイオードをブリッジ状に接続してコンバータ回路を構成するとともに、複数のスイッチング素子をブリッジ状に接続してインバータ回路を構成したものが一般的に知られている。この電力変換装置では、上記コンバータ回路によって交流電源の交流電力を直流電力に整流した後、上記インバータ回路によって所定周波数の交流電力に変換するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−２２２４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のようにコンバータ回路をダイオードによって構成する場合、該ダイオードに作用する電位差が小さくなると電流が流れにくくなるため、理想的には正弦波状である電流波形に歪みが生じ、これが高調波発生の原因になるという問題がある。
【０００４】
これに対して、上記コンバータ回路において、ダイオードの代わりにスイッチング素子を用いて、該スイッチング素子の動作を制御することが考えられる。こうすることで、上記コンバータ回路の交流側（電源側）の電流波形を正弦波に近づけることができ、高調波の発生を極力、抑えることが可能となる。
【０００５】
しかしながら、このようにコンバータ回路を複数のスイッチング素子によって構成すると、該コンバータ回路の構成が複雑になって、その分、異常が発生しやすくなる。そして、異常が発生した際には、装置保護の観点などからすぐに動作を停止するのが好ましいが、微小な異常でも動作を停止すると、空調機などの装置全体の運転が停止することになり、ユーザーに不快な思いをさせることになる。
【０００６】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スイッチング素子を有するコンバータ回路とインバータ回路とを備えた電力変換装置において、該コンバータ回路で異常が発生した場合でも、その異常の度合いに応じて運転制御を行うことのできる構成を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る電力変換装置（1）では、コンバータ制御手段（20）によって、コンバータ回路（2）で生じた異常をその度合いに応じて異なる信号で出力するとともに、該信号を受けた運転制御手段（30,40）では、その信号に応じてインバータ回路（3）の駆動・非駆動を制御するようにした。
【０００８】
具体的には、第１の発明は、交流電源（5）に接続され、交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路（2）と、該コンバータ回路（2）で変換された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換するインバータ回路（3）とを備えた電力変換装置を対象とする。
【０００９】
そして、複数のスイッチング素子を備えた上記コンバータ回路（2）の動作を制御するためのコンバータ制御手段（20）と、上記インバータ回路（3）の駆動及び非駆動を制御する運転制御手段（30,40）とを備え、上記コンバータ制御手段（20）は、上記コンバータ回路（2）で発生した異常の度合いに応じて異なる信号を出力可能に構成されていて、上記運転制御手段（30,40）は、上記コンバータ制御手段（20）から出力された信号に応じて上記インバータ回路（3）の駆動及び非駆動を制御するように構成されているものとする。
【００１０】
以上の構成により、複数のスイッチング素子を備えたコンバータ回路（2）の制御を行うコンバータ制御手段（20）は、該コンバータ回路（2）の異常の度合いに応じて異なる信号を出力するため、該コンバータ回路（2）での異常の有無だけでなく、その異常の度合いを信号によって表すことができる。そして、上記信号を受信した運転制御手段（30,40）は、該信号に応じてインバータ回路（3）を駆動・非駆動させるため、上記コンバータ回路（2）での異常の度合いに応じてインバータ回路（3）の駆動制御を行うことが可能になる。したがって、例えば、上記コンバータ回路（2）の異常の度合いによっては、インバータ回路（3）の駆動を止めることなく運転を継続したり、該インバータ回路（3）の駆動をすぐに停止したりするなど、異常の状況に応じて適切な駆動制御を行うことができる。
【００１１】
上述の構成において、上記コンバータ制御手段（20）は、上記コンバータ回路（2）内の異常の度合いに応じて注意報信号と異常信号とを出力可能に構成されていて、上記運転制御手段（30,40）は、上記コンバータ制御手段（20）から上記注意報信号が出力されたときには上記インバータ回路（3）の駆動を許容する一方、上記異常信号が出力されたときには上記インバータ回路（3）の駆動を停止するように構成されているのが好ましい（第２の発明）。
【００１２】
これにより、コンバータ回路（2）内で生じた異常を、注意報信号と異常信号とによって表すことができるとともに、それらの信号に応じてインバータ回路（3）の適切な駆動制御を行うことができる。すなわち、運転継続が可能な程度の異常が発生した場合には、注意報信号を出力することで、インバータ回路（3）の駆動を継続して、無駄な運転停止を防止する一方、一旦、駆動を停止しなければいけないような異常が発生した場合には、異常信号を出力することで、インバータ回路（3）の駆動を停止することで、コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）内の構成部品等の保護を確実に図ることができる。
【００１３】
特に、上記コンバータ制御手段（20）は、上記注意報信号及び異常信号を重複して出力可能に構成されていて、上記運転制御手段（30,40）は、上記注意報信号及び異常信号を重複して受信したときには該異常信号を優先して、上記インバータ回路（3）の駆動を停止するように構成されているのが好ましい（第３の発明）。
【００１４】
こうすることで、コンバータ回路（2）内で重複して異常が発生し、複数の信号が出力された場合でも、インバータ回路（3）の駆動を停止する必要がある異常信号を優先させることで、コンバータ回路（2）内及びインバータ回路（3）内の構成部品等をより確実に保護することができる。
【００１５】
また、上記コンバータ制御手段（20）と上記運転制御手段（30,40）とは、ポートによって信号の授受可能に接続されていて、上記出力信号は、上記ポートを介して上記コンバータ制御手段（20）から上記運転制御手段（30,40）に伝送されるのが好ましい（第４の発明）。
【００１６】
このようにコンバータ制御手段（20）と運転制御手段（30,40）とをポート接続することで、送信側と受信側とで通信仕様等を合わせる必要があるシリアル通信やパラレル通信などに比べて、コンバータ制御手段（20）の汎用性を向上することができる。
【００１７】
特に、上記コンバータ制御手段（20）は、上記コンバータ回路（2）内の異常の度合いに応じて注意報信号と異常信号とを出力するように構成されていて、上記ポートは、上記注意報信号を送信するための専用のポートと、上記異常信号を送信するための専用のポートとを備えているのが好ましい（第５の発明）。
【００１８】
このように、注意報信号及び異常信号の専用のポートをそれぞれ設けることで、コンバータ回路（2）で発生した異常に基づいてコンバータ制御手段（20）から注意報信号及び異常信号を確実に運転制御手段（30,40）へ送信することができる。
【００１９】
上記運転制御手段（30,40）は、上記インバータ回路（3）の動作を制御するためのインバータ制御手段（30）と、該インバータ制御手段（30）と信号の授受可能に接続された装置制御手段（40）と、を備え、上記インバータ制御手段（30）は、上記コンバータ制御手段（20）に対してポート接続されていて、上記装置制御手段（40）から送信される運転信号に基づいて、上記インバータ回路（3）の駆動及び非駆動を制御するように構成されているのが好ましい（第６の発明）。
【００２０】
これにより、コンバータ制御手段（20）は、装置制御手段（40）に対してインバータ制御手段（30）を介して接続されるため、該装置制御手段（40）に直接、接続される構成部品を減らすことができ、多数の構成部品が接続されることによって伝送遅れが発生するのを防止できる。しかも、上記コンバータ制御手段（20）は、インバータ制御手段（30）に対してポート接続されているため、シリアル通信やパラレル通信などに比べて汎用性の向上を図れる。
【００２１】
以上の構成において、上記コンバータ回路（2）は、上記スイッチング素子に対して並列接続されるダイオードを備えているのが好ましい（第７の発明）。このようにスイッチング素子に並列してダイオードが設けられている構成では、該スイッチング素子に不具合が発生した場合やスイッチング素子の動作をリセットする必要がある場合でもダイオードによってコンバータ回路（2）としての動作を継続できるので、駆動停止だけでなく、駆動を継続する制御も可能になる。したがって、上記コンバータ制御手段（20）がコンバータ回路（2）の異常の度合いに応じて複数の段階の信号を出力して、運転制御手段（30,40）がその出力信号に応じて駆動制御を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
以上より、本発明に係る電力変換装置によれば、コンバータ回路（2）を制御するコンバータ制御手段（20）は、該コンバータ回路（2）の異常の度合いに応じて異なる信号を出力可能に構成されていて、運転制御手段（30,40）は、上記信号に応じてインバータ回路（3）の駆動及び非駆動を制御するように構成されているため、上記コンバータ回路（2）の異常に応じてインバータ回路（3）の駆動及び非駆動を制御することができる。したがって、軽微な異常によってインバータ回路（3）の駆動を無駄に停止することなく、且つ重大な異常の場合にはコンバータ回路（2）内及びインバータ回路（3）内の構成機器の保護を確実に図ることができる。
【００２３】
また、第２の発明によれば、上記コンバータ制御手段（20）は、コンバータ回路（2）の異常の度合いに応じて注意報信号と異常信号とを出力するように構成されていて、上記運転制御手段（30,40）は、注意報信号を受信しても上記インバータ回路（3）の駆動を継続する一方、異常信号を受信した場合には上記インバータ回路（3）の駆動を停止するように構成されているため、上記第１の発明の構成を実現できる。
【００２４】
また、第３の発明によれば、上記コンバータ制御手段（20）は、注意報信号と異常信号とを重複して出力可能に構成されていて、上記運転制御手段（30,40）は、これらの信号を重複して受信した場合には、異常信号を優先するように構成されているため、コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）の構成機器の保護を確実に図れる。
【００２５】
また、第４の発明によれば、上記コンバータ制御手段（20）と運転制御手段（30,40）とはポート接続されていて、上記出力信号はポートを介してコンバータ制御手段（20）から運転制御手段（30,40）へ送信されるため、コンバータ制御手段（20）の汎用性の向上を図れる。特に、第５の発明によれば、上記コンバータ制御手段（20）と運転制御手段（30,40）とは、注意報信号を送信するための専用ポート及び異常信号を送信するための専用ポートを介して接続されるため、これらの注意報信号や異常信号を確実に運転制御手段（30,40）に伝送することができる。
【００２６】
また、第６の発明によれば、上記運転制御手段は、インバータ制御手段（30）と、該インバータ制御手段（30）に信号の授受可能に接続された装置制御手段（40）とを備えていて、上記コンバータ制御手段（20）とインバータ制御手段（30）とがポート接続されているため、上記装置制御手段（40）からの伝送遅れを防止しつつ、上記コンバータ制御手段（20）の汎用性の向上を図れる。
【００２７】
さらに、第７の発明によれば、上記コンバータ回路（2）は、スイッチング素子に並列に接続されるダイオードを備えているため、該コンバータ回路（2）に異常が発生した場合でも、その異常の度合いによってはインバータ回路（3）を停止せずに駆動を継続することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２９】
本発明の実施形態について以下で説明する。図１に示すように、本実施形態に係る電力変換装置（1）は、コンバータ回路（2）と、インバータ回路（3）と、コンデンサ回路（4）とを備えている。このコンバータ回路（2）は、その入力側が交流電力を供給する商用電源（5）に接続されている一方、出力側には上記コンデンサ回路（4）及びインバータ回路（3）が並列に接続されている。また、上記インバータ回路（3）には、例えば空気調和装置の圧縮機の電動機（モータ）（6）などが接続されている。
【００３０】
上記コンバータ回路（2）は、上記商用電源（5）から出力される３相の交流電力を直流電力に変換するためのものであり、いわゆる整流回路として構成されている。一般的には、上記コンバータ回路（2）は、ダイオードのブリッジ回路によって構成されるが、この実施形態では、高調波の低減のために、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）などのスイッチング素子を三相ブリッジ結線することにより構成されている。また、本実施形態では、このスイッチング素子に対して並列にダイオードが接続されている。このように、ダイオードをスイッチング素子に並列接続することで、後述するように、インバータ回路（3）の駆動を停止することなくコンバータ回路（2）内でスイッチング素子のリトライ動作等が可能になり、これにより、該コンバータ回路（2）内で異常が発生した場合のインバータ回路（3）の駆動停止の頻度を低減することができる。なお、上記図１では、ダイオードはスイッチング素子に対して逆並列に接続されているが、この限りではなく、ダイオードの接続方向はどちらでもよい。また、上記図１では、説明簡略化のために、スイッチング素子のブリッジ回路の記載は省略している。
【００３１】
また、上記図１に示すように、上記コンバータ回路（2）と商用電源（5）との間には、各相にリアクトル（7,7,7）が設けられている。さらに、上記商用電源（5）とリアクトル（7,7,7）との間には、三相のうちの二相に跨るように後述するゼロクロス検出回路（11）（図１においてＺ／Ｃ）が設けられている。
【００３２】
さらに、上記リアクトル（7,7）とコンバータ回路（2）との間には、３相のうちの２相の電流ｉ１を検出するためのＤＣＣＴ（8,8）が設けられている。このＤＣＣＴ（8,8）で検出された各相の電流は、対応する信号に変換された後、後述するコンバータ用マイコン（10）に送信され、上記コンバータ回路（2）におけるスイッチング素子の駆動制御のパラメータの一つとして利用される。
【００３３】
上記コンデンサ回路（4）は、２つのコンデンサ（4a,4b）が直列に接続されたもので、上記コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）に対して並列に接続されている。このコンデンサ回路（4）は、上記コンバータ回路（2）で変換された直流電力を充放電可能に構成されていて、該直流電力の放電によって、上記インバータ回路（3）に直流電力を供給するためのものである。
【００３４】
上記インバータ回路（3）は、上記コンデンサ回路（4）から放出される直流電力を交流電力に変換するためのものである。具体的には、上記インバータ回路（3）は、複数のスイッチング素子が三相ブリッジ結線されたものであり、上記コンデンサ回路（4）から放電される直流電圧を、モータ（6）の要求する所定の周波数の交流電圧に変換するように構成されている。なお、上記インバータ回路（3）で用いられるスイッチング素子も、上記コンバータ回路（2）と同様、例えばＩＧＢＴなどのスイッチング素子であり、上記図１では、説明簡略化のために、スイッチング素子のブリッジ回路の構成の記載は省略している。
【００３５】
また、上記コンデンサ回路（4）とインバータ回路（3）との間には、直列に接続された２つの抵抗（9,9）が、該コンデンサ回路（4）及びインバータ回路（3）に対して並列に接続されている。これらの抵抗（9,9）の中間の電圧ｅｄは、直流電圧を計測する電圧センサ（図示省略）によって検出され、対応する信号に変換された後、後述するコンバータ用マイコン（20）やインバータ用マイコン（30）、過電圧検出手段（12）（図１におけるOVP）などに送られる。
【００３６】
さらに、上記電力変換装置（1）には、上記コンバータ回路（2）の出力側及び上記インバータ回路（3）の入力側に、電流センサ（図示省略）によって流れる電流を検出するためのシャント抵抗（10a,10b）が設けられている。上記コンバータ回路（2）の出力側に設けられたシャント抵抗（10a）で計測された電流ｉｄは、対応する信号に変換された後、後述するコンバータ用マイコン（20）や過電流検出手段（13）（図１におけるOCP）などに送られる。一方、上記インバータ回路（3）の入力側に設けられたシャント抵抗（10b）で計測された電流ｉ２は、対応する信号に変換された後、後述するインバータ用マイコン（30）や過電流検出手段（14）などに送られる。
【００３７】
上記過電流検出手段（13,14）は、過電流の状態を検出可能に構成されていて、過電流状態を検出すると、それぞれ、上記コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）に対してスイッチング素子の駆動を停止する強制信号を出力するように構成されている。
【００３８】
また、上記電力変換装置（1）には、商用電源（5）に接続される入力側に、ゼロクロス検出回路（11）が設けられている。このゼロクロス検出回路（11）は、３相のうちの２相に跨るように設けられていて、２相間の電圧差を検出することにより、入力電圧のゼロクロス点を検出できるように構成されたものである。このゼロクロス検出回路（11）で検出された入力電圧のゼロクロス点に基づいて上記コンバータ回路（2）のスイッチング素子が駆動制御される。
【００３９】
上述のような回路構成を有する電力変換装置（1）は、上記コンバータ回路（2）のスイッチング素子の駆動制御を行うためのコンバータ用マイコン（20）（コンバータ制御手段）と、上記インバータ回路（3）のスイッチング素子の駆動制御を行うためのインバータ用マイコン（30）（インバータ制御手段）と、これらのマイコン（20,30）に対して電力変換装置（1）全体の運転制御信号を送信する制御マイコン（40）（装置制御手段）とを備えている。なお、上記インバータ用マイコン（30）及び制御マイコン（40）によって、本発明に係る運転制御手段が構成される。
【００４０】
上記コンバータ用マイコン（20）は、上記ゼロクロス検出回路（11）で検出されたゼロクロス点や、上記ＤＣＣＴ（8）によって検出された入力側の電流値ｉ１、上記シャント抵抗（10a）で電流センサによって検出された出力側の電流値ｉｄ、上記抵抗（9,9）間で検出された電圧値ｅｄなどに基づいて、上記コンバータ回路（2）のスイッチング素子の駆動を制御するように構成されている。すなわち、上記コンバータ用マイコン（20）は、上記ゼロクロス点や入力側及び出力側の電流値、電圧値等に基づいて、スイッチング素子の駆動信号を生成し、出力する駆動信号生成部（21）を備えている。
【００４１】
また、上記コンバータ用マイコン（20）は、上記コンバータ回路（2）の出力側に設けられたシャント抵抗（10a）で計測される直流電流ｉｄに基づいて、過電流を検知できるように構成されている。すなわち、上記シャント抵抗（10a）で計測された直流電流ｉｄは、上記過電流検出手段（13）によって過電流の検出が行われ、該過電流検出手段（13）で過電流であると検出された場合には、該過電流検出手段（13）から上記コンバータ回路（2）のスイッチング素子に対して駆動停止の強制信号が送られる。そうすると、上記コンバータ用マイコン（20）では、上記コンバータ回路（2）のスイッチング素子が駆動していないことが検出され、これにより、該コンバータ用マイコン（20）側で過電流状態であることが認識される。
【００４２】
また、上記コンバータ用マイコン（20）には、電圧センサ（図示省略）によって計測される上記抵抗（9,9）間の電圧ｅｄに基づいて過電圧状態が検出されると、信号として入力されるように構成されている。すなわち、上記電圧センサによって計測された電圧ｅｄは、上記過電圧検出手段（12）に入力され、該過電圧検出手段（12）で過電圧状態が検出される。該過電圧検出手段（12）で過電圧状態が検出されると、過電圧信号が上記コンバータ用マイコン（20）に送信されて、該コンバータ用マイコン（20）で過電圧が検出される。
【００４３】
さらに、上記コンバータ用マイコン（20）は、上記コンバータ回路（2）内で生じた異常に応じて異なる信号を生成するように構成されている。具体的には、上記コンバータ用マイコン（20）は、注意報信号を生成する注意報信号生成部（22）と、異常信号を生成する異常信号生成部（23）とを備えている。
【００４４】
上記注意報信号生成部（22）は、上記ＤＣＣＴ（8）やシャント抵抗（10a）に設けられた電流センサなどの異常を検出したり、過電圧検出手段（12）で過電圧状態を検出した場合など、上記コンバータ回路（2）の駆動を完全に停止しなくてもよいような異常が生じた場合に注意報信号を生成するように構成されている。なお、上記注意報信号生成部（22）で注意報信号を生成する場合は、上記以外に、上記抵抗（9,9）間の電圧ｅｄを検出する電圧センサの異常や、上記過電流検出手段（13）の動作を介して検出される瞬時過電流状態、電源周波数に対するスイッチング素子の同期不良（実際のゼロクロス点とマイコン（20）側で検出するゼロクロス点とのずれ）などが挙げられる。
【００４５】
なお、上記コンバータ用マイコン（20）は、上記注意報信号生成部（22）で注意報信号が生成されると、コンバータ回路（2）内のスイッチング素子の動作をリセットして、再動作させることで、出力波形が所望の形状になるようにリトライ動作を行うよう構成されている。ただし、このリトライ動作も、後述するように異常信号が出力されている間は、中止される。
【００４６】
上記異常信号生成部（23）は、上記ゼロクロス検出回路（11）の検出データに基づいて入力電圧の逆相・欠相が検知された場合や、ゼロクロス信号の異常が検出された場合、スイッチング素子の異常が検出された場合など、上記コンバータ回路（2）の駆動を一旦、完全に停止する必要がある場合に異常信号を生成するように構成されている。
【００４７】
また、上記コンバータ用マイコン（20）は、上記インバータ用マイコン（30）に対して複数のポートによって接続されていて、上記注意報信号生成部（22）や異常信号生成部（23）で信号が生成されると、それぞれの信号専用のポートを介して上記インバータ用マイコン（30）に信号を送信するように構成されている。さらに、上記コンバータ用マイコン（20）は、上記インバータ用マイコン（30）に対して専用のポートを介してコンバータ回路（2）からの出力波形の状態を示す波形出力状態信号を送信するとともに、上記インバータ用マイコン（30）から専用のポートを介して運転許可信号（コンバータ回路（2）の駆動の可否に関する信号）を受信するように構成されている。
【００４８】
上記インバータ用マイコン（30）は、上記抵抗（9,9）間の電圧ｅｄを検出する電圧センサ（図示省略）の出力及び上記シャント抵抗（10b）での電流センサ（図示省略）の出力、上記コンバータ用マイコン（20）から送信された波形出力状態信号等に基づいて上記インバータ回路（3）のスイッチング素子を駆動制御するように構成されている。すなわち、上記インバータ用マイコン（30）は、電圧及び電流の検出値等に基づいてスイッチング素子の駆動信号を生成する駆動信号生成部（31）を備えている。
【００４９】
また、上記インバータ用マイコン（30）は、上記インバータ回路（3）内で異常が発生した場合に、異常信号を生成する異常信号生成部（32）を備えている。この異常信号生成部（32）は、例えば、インバータ回路（3）内のスイッチング素子の異常や、上記過電流検出手段（14）によって過電流が検出された場合などに、異常信号を生成するように構成されている。なお、上記インバータ回路（3）は、異常が発生した場合にはすぐに駆動を停止するため、上記インバータ用マイコン（30）には、上述のコンバータ用マイコン（20）のような注意報信号生成部（22）は存在しない。
【００５０】
さらに、上記インバータ用マイコン（30）には、上記コンバータ用マイコン（20）から送信される注意報信号または異常信号に基づいて異常フラグまたは注意報フラグを生成するフラグ生成部（33）と、該注意報信号または異常信号に基づいて異常コードまたは注意報コードを生成するコード生成部（34）と、該コード生成部（34）によって生成された異常コードに基づいて待機要求信号を生成する待機要求信号生成部（35）を備えている。
【００５１】
具体的には、上記フラグ生成部（33）では、上記コンバータ用マイコン（20）から異常信号が送信された場合には異常フラグを１にする一方、該コンバータ用マイコン（20）から注意報信号が送信された場合には注意報フラグを１にするように構成されている。また、上記コード生成部（34）では、上記コンバータ用マイコン（20）から異常信号が送信された場合に異常コードに対応する信号を生成する一方、該コンバータ用マイコン（20）から注意報信号が送信された場合に注意報コードに対応する信号を生成するように構成されている。また、上記待機要求信号生成部（35）では、上記コード生成部（34）によって異常コードに対応する信号が生成された場合にのみ、待機要求信号を生成するように構成されている。
【００５２】
また、上記インバータ用マイコン（30）は、制御マイコン（40）に対して相互通信可能に構成されていて、上記各コード及び各フラグに対応する信号や、待機要求信号を該制御マイコン（40）に送信可能に構成されている。さらに、上記インバータ用マイコン（30）は、上記制御マイコン（40）が待機要求信号を受け取った場合に該制御マイコン（40）から出力される異常受信完了信号を受信したり、該制御マイコン（40）からの運転停止信号などの運転制御信号を受信したりできるように構成されている。なお、上記インバータ用マイコン（30）と制御マイコン（40）との間は、シリアル通信またはパラレル通信によって信号の授受可能に接続されている。
【００５３】
上記制御マイコン（40）は、電力変換装置（1）の運転制御を行うためのものであり、上記インバータ用マイコン（30）に対して、コンバータ回路（2）やインバータ回路（3）の駆動を制御するための運転制御信号を出力するように構成されている。また、上述のとおり、上記制御マイコン（40）は、上記インバータ用マイコン（30）から注意報信号や異常信号に対応するコード及びフラグの信号、待機要求信号などを受信した場合に、異常受信完了信号を出力するとともに、待機要求信号を受信した場合に運転停止信号を出力するように構成されている。
【００５４】
なお、上記インバータ用マイコン（30）では、上記コンバータ用マイコン（20）から注意報信号や異常信号を受信すると、それらの信号とともに運転状態などの情報も履歴として記憶するように構成されている。また、上記制御マイコン（40）では、上記インバータ用マイコン（30）から各フラグやコードに対応する信号を受信すると、それらを履歴として記憶するように構成されている。これらの構成により、作業者が異常原因を特定する際には、上記インバータ用マイコン（30）や制御マイコン（40）に記憶されている履歴情報を利用することが可能となる。
【００５５】
−異常発生時のインバータ用マイコンの動作−
〈注意報信号相当の異常発生時の処理〉
図２は、上述のような構成の電力変換装置（1）において、コンバータ回路（2）で注意報信号に相当する異常が発生した場合の上記インバータ用マイコン（30）における処理の様子をタイムチャートで模式的に示した図である。
【００５６】
上記図２に示すように、ｔ１で上記コンバータ回路（2）内で注意報信号に相当する異常が発生する（図において注意報要因あり）と、上記コンバータ用マイコン（20）の注意報信号生成部（22）で注意報信号が生成されて、専用のポートを介して上記インバータ用マイコン（30）に出力される。そうすると、該インバータ用マイコン（30）では、フラグ生成部（33）によって注意報フラグが１に変更され、コード生成部（34）によって注意報コードに対応する信号が生成されて上記制御マイコン（40）に送信される。
【００５７】
上記制御マイコン（40）側では、これらの注意報コードや注意報フラグを受信すると、異常受信完了信号を上記インバータ用マイコン（30）に対して送信する。該インバータ用マイコン（30）では異常受信完了信号を受信した場合には、異常受信完了のフラグを１にして再びゼロに戻す。
【００５８】
なお、上記インバータ用マイコン（30）は、上記異常受信完了信号を受信した場合でも、上記コンバータ回路（2）内で注意報に相当する要因がなくなるまで（ｔ２で注意報信号を受信しなくなるまで）、注意報フラグや注意報コードはクリアしないように構成されている。
【００５９】
〈異常信号相当の異常発生時の処理〉
図３は、上記コンバータ回路（2）において、異常信号に相当する異常が発生した場合の上記インバータ用マイコン（30）における処理の様子をタイムチャートで模式的に示した図である。
【００６０】
上記図３に示すように、ｔ１で上記コンバータ回路（2）で異常信号に相当する異常が発生した場合には、コンバータ用マイコン（20）の異常信号生成部（23）で異常信号が生成され、該異常信号が専用のポートを介してインバータ用マイコン（30）に送信される。そして、該インバータ用マイコン（30）のフラグ生成部（33）によって異常フラグが１に変更され、コード生成部（34）によって異常コードに対応する信号が生成される。これに対応して、待機要求信号生成部（35）で待機要求信号が生成され、これらのフラグ及びコードに対応する信号や待機要求信号が上記制御マイコン（40）に送信される。これにより、該制御マイコン（40）からインバータ用マイコン（30）に対して、運転停止信号が送信されて、インバータ回路（3）及びコンバータ回路（2）の駆動が停止される。なお、ｔ２で異常要因がなくなると、上記フラグ生成部（33）で異常フラグがゼロに変更されるとともに、上記コード生成部（34）で異常コードに対応する信号の生成が停止され、待機要求信号生成部（35）での待機要求信号の生成も停止される。
【００６１】
〈注意報信号相当の異常と異常信号相当の異常とが同時発生した時の処理〉
図４は、上記コンバータ回路（2）において、注意報信号に相当する異常及び異常信号に相当する異常が同時に発生した場合の上記インバータ用マイコン（30）における処理の様子をタイムチャートで模式的に示した図である。
【００６２】
上記図４に示すように、ｔ１で上記コンバータ回路（2）内で注意報信号及び異常信号に相当する要因が同時に発生すると、上記コンバータ用マイコン（20）の注意報信号生成部（22）及び異常信号生成部（23）で注意報信号及び異常信号が生成されて、専用のポートを介してそれぞれ上記インバータ用マイコン（30）に送信される。そうすると、上記インバータ用マイコン（30）では、異常信号を優先して、フラグ生成部（33）は異常フラグを１にするとともに、コード生成部（34）は異常コードに対応する信号を生成する。そして、待機要求信号生成部（35）は、待機要求信号を生成する。
【００６３】
これらの異常フラグや異常コードに対応する信号、待機要求信号は、上記インバータ用マイコン（30）から制御マイコン（40）に送られて、該制御マイコン（40）からインバータ用マイコン（30）に対してコンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）の駆動の停止を求める運転停止信号が送信される。このように、上記インバータ用マイコン（30）から待機要求信号が出力されている間は、上記コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）の駆動が停止される。
【００６４】
その後、ｔ２で上記コンバータ回路（2）内の異常信号に相当する異常要因がなくなって、上記コンバータ用マイコン（20）から異常信号が出力されなくなると、上記インバータ用マイコン（30）のフラグ生成部（33）は、異常フラグをゼロに変更する。しかしながら、上記コンバータ回路（2）内には、まだ注意報信号に相当する異常が存在しているため、上記フラグ生成部（33）は、注意報フラグを１に変更して、コード生成部（34）は異常コードから注意報コードへコード信号の変更を行う。これに伴い、待機要求信号生成部（35）でも、待機要求信号の生成を停止する（フラグをゼロにする）。これにより、上記コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）の駆動停止が解除されて、該コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）は駆動を再開する。上記図４においても、上記コンバータ回路（2）内の注意報信号に相当する要因がなくなれば（ｔ３）、上記フラグ生成部（33）で注意報フラグをゼロにして、コード生成部（34）での注意報コードの生成を中止する。
【００６５】
〈注意報信号出力中に異常信号相当の異常が発生した時の処理〉
図５は、上記コンバータ回路（2）において注意報信号に相当する異常が発生し、上記コンバータ用マイコン（20）から注意報信号を出力しているときに、上記コンバータ回路（2）で異常信号に相当する異常が発生した場合の上記インバータ用マイコン（30）における処理の様子をタイムチャートで模式的に示した図である。
【００６６】
上記図５に示すように、ｔ１で上記コンバータ回路（2）で注意報信号に相当する異常要因が発生すると、まず、コンバータ用マイコン（20）では注意報信号生成部（22）で注意報信号を生成し出力する。この注意報信号を専用のポートを介して受信したインバータ用マイコン（30）では、フラグ生成部（33）で注意報フラグを１にして、コード生成部（34）が注意報コードに対応する信号を生成する。このとき、これらの注意報フラグ及び注意報コードに対応する信号が制御マイコン（40）に送信される。
【００６７】
次に、ｔ２で上記コンバータ回路（2）で異常信号に相当する異常要因が発生すると、コンバータ用マイコン（20）で異常信号を生成し出力する。この異常信号をポートを介して受信したインバータ用マイコン（30）では、フラグ生成部（33）で一旦、注意報フラグをゼロに変更するとともに、異常フラグを１に変更する。一方、コード生成部（34）では異常コードに対応する信号を生成し、これに伴い、待機要求信号生成部（35）では、待機要求信号を生成し出力する。これらの異常フラグ及び異常コードに対応する信号や、待機要求信号は、制御マイコン（40）に送信される。これに対して、該制御マイコン（40）から上記インバータ用マイコン（30）に、コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）の駆動を停止する運転停止信号が送信され、該コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）の駆動を停止させる。
【００６８】
その後、ｔ３で上記コンバータ回路（2）において、異常信号に相当する異常要因がなくなると、コンバータ用マイコン（20）から異常信号の出力が停止され、注意報信号のみの出力となる。そうすると、インバータ用マイコン（30）では、フラグ生成部（33）が異常フラグをゼロにするとともに、注意報フラグを再度、１にして、コード生成部（34）が注意報コードに対応する信号を生成する。これに伴い、待機要求信号生成部（35）では、待機要求信号の生成を停止する。これにより、上記制御マイコン（40）には、再度、注意報フラグ及び注意報コードに対応する信号のみが送られることになるので、該制御マイコン（40）からの運転停止信号の送信が停止されて、上記コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）の駆動が再開される。上記図５においても、上記コンバータ回路（2）内の注意報信号に相当する要因がなくなれば（ｔ４）、フラグ生成部（33）で注意報フラグをゼロにして、コード生成部（34）で注意報コードの生成を中止する。
【００６９】
−実施形態の効果−
以上より、この実施形態によれば、複数のスイッチング素子を有するコンバータ回路（2）内で発生する異常の度合いに応じて、コンバータ用マイコン（20）から注意報信号または異常信号を出力するようにして、比較的、軽微な異常に対応する注意報信号の場合にはインバータ回路（3）の駆動を継続する一方、駆動を停止しないといけないような深刻な異常に対応する異常信号の場合にはインバータ回路（3）の駆動を停止するようにしたため、上記コンバータ回路（2）内で異常が発生しても、インバータ回路（3）の駆動を可能な限り継続することができる。しかも、上記コンバータ回路（2）は、スイッチング素子に対してダイオードが並列接続されているため、該コンバータ回路（2）内で軽微な異常が発生しても、スイッチング素子のリトライ動作などが可能になり、該リトライ動作によってリカバリーできるような異常であればインバータ回路（3）の駆動をその都度、停止する必要がなくなる。したがって、電力変換装置（1）が停止することによって、モータなどへの電力供給が止まり、ユーザーに不快な思いをさせるのをできるだけ低減することができる。
【００７０】
また、上記コンバータ用マイコン（20）とインバータ用マイコン（30）とは、複数のポートによって接続されているため、通信仕様を送受信側で合わせなければいけないシリアル通信やパラレル通信などによって信号の授受を行う場合に比べて、該コンバータ用マイコン（20）の汎用性の向上を図れる。しかも、上記ポートは、上記注意報信号及び異常信号をそれぞれ送信するための専用のポートが設けられているため、これらの信号を重複してインバータ用マイコン（30）側に出力することができ、注意報信号出力中でも異常信号を出力することが可能になる。
【００７１】
さらに、上記コンバータ用マイコン（20）は、インバータ用マイコン（30）を介して制御マイコン（40）に接続されるため、例えば空調機であればファンなどの他の機器も接続される制御マイコン（40）に多数の機器が接続されることによる伝送遅れが発生するのを極力、防止することができる。
【００７２】
また、上記インバータ用マイコン（30）は、コンバータ用マイコン（20）から注意報信号及び異常信号の両方を受信した場合に、重要度の高い異常信号を優先して、該異常信号に対応した処理を行うように構成されているため、コンバータ回路（2）の保護を確実に図れる。
【００７３】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００７４】
上記実施形態では、コンバータ回路（2）及びインバータ回路（3）を構成するスイッチング素子としてＩＧＢＴを用いているが、この限りではなく、例えばＭＯＳ−ＦＥＴなど、他の構成のスイッチング素子であってもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、電力変換装置（1）は、コンバータ回路（2）内で発生する異常を２段階に分けて、注意報信号または異常信号を出力するように構成されているが、この限りではなく、３段階以上に分けて信号出力するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上説明したように、本発明は、複数のスイッチング素子を有するコンバータ回路及びインバータ回路を備えた電力変換装置に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示す回路図である。
【図２】コンバータ用マイコンから注意報信号が出力された場合のインバータ用マイコンにおける処理を示すタイムチャートである。
【図３】コンバータ用マイコンから異常信号が出力された場合のインバータ用マイコンにおける処理を示すタイムチャートである。
【図４】コンバータ用マイコンから注意報信号及び異常信号が同時に出力された場合のインバータ用マイコンにおける処理を示すタイムチャートである。
【図５】コンバータ用マイコンから注意報信号が出力されているときに、異常信号も出力された場合のインバータ用マイコンにおける処理を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１        電力変換装置
２        コンバータ回路
３        インバータ回路
４        コンデンサ回路
５        商用電源
６        電動機
７        リアクトル
８        ＤＣＣＴ
９        抵抗
１０ａ、１０ｂ  シャント抵抗
１１      ゼロクロス検出回路
１２      過電圧検出手段
１３      過電流検出手段
１４      過電流検出手段
２０      コンバータ用マイコン（コンバータ制御手段）
２１      駆動信号生成部
２２      注意報信号生成部
２３      異常信号生成部
３０      インバータ用マイコン（運転制御手段、インバータ制御手段）
３１      駆動信号生成部
３２      異常信号生成部
３３      フラグ生成部
３４      コード生成部
３５      待機要求信号生成部
４０      制御マイコン（運転制御手段、装置制御手段）
【図１】
2009225581.tif 000003
【図２】
2009225581.tif 000004
【図３】
2009225581.tif 000005
【図４】
2009225581.tif 000006
【図５】
2009225581.tif 000007