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公開番号2025001469
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-08
出願番号2023101081
出願日2023-06-20
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社TMEIC
代理人弁理士法人iX
主分類H02M 3/28 20060101AFI20241225BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】フルブリッジ接続された4つのスイッチング素子の故障をより適切に検出できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】フルブリッジ接続された4つのスイッチング素子を有するフルブリッジ回路と、フルブリッジ回路の動作を制御する制御装置と、を備え、フルブリッジ回路は、4つのスイッチング素子のそれぞれの一対の主端子間の電圧を検出する4つの電圧検出器を有し、制御装置は、4つの電圧検出器の検出結果を基に、4つのスイッチング素子のうちのハイサイド側の2つのスイッチング素子の一対の主端子間の電圧の状態が所定時間以上同じ状態となった時、及び4つのスイッチング素子のうちのローサイド側の2つのスイッチング素子の一対の主端子間の電圧の状態が所定時間以上同じ状態となった時、の少なくとも一方を満たした時に、4つのスイッチング素子の故障を検出する電力変換装置が提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
フルブリッジ接続された４つのスイッチング素子を有し、前記４つのスイッチング素子のスイッチングによって電力の変換を行うフルブリッジ回路と、
前記フルブリッジ回路の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記４つのスイッチング素子のそれぞれは、一対の主端子と、制御端子と、を有し、
前記フルブリッジ回路は、前記４つのスイッチング素子のそれぞれに対応して設けられ、前記４つのスイッチング素子のそれぞれの前記一対の主端子間の電圧を検出する４つの電圧検出器を有し、
前記制御装置は、前記４つの電圧検出器の検出結果を基に、前記４つのスイッチング素子のうちのハイサイド側の２つのスイッチング素子の前記一対の主端子間の電圧の状態が所定時間以上同じ状態となった時、及び前記４つのスイッチング素子のうちのローサイド側の２つのスイッチング素子の前記一対の主端子間の電圧の状態が所定時間以上同じ状態となった時、の少なくとも一方を満たした時に、前記４つのスイッチング素子の故障を検出する電力変換装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記４つの電圧検出器の検出結果を基に、前記４つのスイッチング素子のうちのハイサイド側の２つのスイッチング素子の前記一対の主端子間の電圧の状態が所定時間以上所定電圧以上の状態となった時、及び前記４つのスイッチング素子のうちのローサイド側の２つのスイッチング素子の前記一対の主端子間の電圧の状態が所定時間以上前記所定電圧以上の状態となった時、の少なくとも一方を満たした時に、前記４つのスイッチング素子の故障を検出する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記４つの電圧検出器の検出結果を基に、前記４つのスイッチング素子のうちのハイサイド側の２つのスイッチング素子の前記一対の主端子間の電圧の状態が所定時間以上所定電圧未満の状態となった時、及び前記４つのスイッチング素子のうちのローサイド側の２つのスイッチング素子の前記一対の主端子間の電圧の状態が所定時間以上前記所定電圧未満の状態となった時、の少なくとも一方を満たした時に、前記４つのスイッチング素子の故障を検出する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
変圧器を介して接続された２つの前記フルブリッジ回路を備え、
前記制御装置は、一方の前記フルブリッジ回路の前記４つの電圧検出器の検出結果を基に、一方の前記フルブリッジ回路の前記４つのスイッチング素子の故障の検出を行うとともに、他方の前記フルブリッジ回路の前記４つの電圧検出器の検出結果を基に、他方の前記フルブリッジ回路の前記４つのスイッチング素子の故障の検出を行う請求項１記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
他方の前記フルブリッジ回路への制御信号の送信を行うことなく、一方の前記フルブリッジ回路への制御信号の送信のみを行うことにより、一方の前記フルブリッジ回路から他方の前記フルブリッジ回路へ向かう方向への電力の変換を制御し、
一方の前記フルブリッジ回路への制御信号の送信を行うことなく、他方の前記フルブリッジ回路への制御信号の送信のみを行うことにより、他方の前記フルブリッジ回路から一方の前記フルブリッジ回路へ向かう方向への電力の変換を制御するとともに、
一方の前記フルブリッジ回路から他方の前記フルブリッジ回路へ向かう方向、及び他方の前記フルブリッジ回路から一方の前記フルブリッジ回路へ向かう方向の双方向の電力の変換のそれぞれにおいて、２つの前記フルブリッジ回路のそれぞれの前記４つのスイッチング素子の故障の検出を行う請求項４記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
フルブリッジ回路を用いた電力変換装置がある。フルブリッジ回路は、フルブリッジ接続された４つのスイッチング素子を有する。こうした電力変換装置において、スイッチング素子に入力される制御信号、及びスイッチング素子に印加される素子電圧を検出し、制御信号と素子電圧との比較によって各スイッチング素子の故障を検出することが行われている。
【０００３】
しかしながら、上記のような素子故障の検出方法では、各スイッチング素子の故障を適切に検出できない場合がある。例えば、フルブリッジ双方向ＬＬＣコンバータなどのように、２つのフルブリッジ回路を組み合わせて使用する電力変換装置がある。この場合、一方のフルブリッジ回路に制御信号を入力して動作させている時には、他方のフルブリッジ回路に制御信号が入力されていないため、他方のフルブリッジ回路においては、制御信号を故障検出に適用することができず、各スイッチング素子の故障を検出することができない。
【０００４】
このため、フルブリッジ回路を用いた電力変換装置においては、フルブリッジ接続された４つのスイッチング素子の故障をより適切に検出できるようにすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１４－９６９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、フルブリッジ接続された４つのスイッチング素子の故障をより適切に検出できる電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、フルブリッジ接続された４つのスイッチング素子を有し、前記４つのスイッチング素子のスイッチングによって電力の変換を行うフルブリッジ回路と、前記フルブリッジ回路の動作を制御する制御装置と、を備え、前記４つのスイッチング素子のそれぞれは、一対の主端子と、制御端子と、を有し、前記フルブリッジ回路は、前記４つのスイッチング素子のそれぞれに対応して設けられ、前記４つのスイッチング素子のそれぞれの前記一対の主端子間の電圧を検出する４つの電圧検出器を有し、前記制御装置は、前記４つの電圧検出器の検出結果を基に、前記４つのスイッチング素子のうちのハイサイド側の２つのスイッチング素子の前記一対の主端子間の電圧の状態が所定時間以上同じ状態となった時、及び前記４つのスイッチング素子のうちのローサイド側の２つのスイッチング素子の前記一対の主端子間の電圧の状態が所定時間以上同じ状態となった時、の少なくとも一方を満たした時に、前記４つのスイッチング素子の故障を検出する電力変換装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
フルブリッジ接続された４つのスイッチング素子の故障をより適切に検出できる電力変換装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。
制御装置の一部を模式的に表すブロック図である。
実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。
制御装置の変形例を模式的に表すブロック図である。
【００１０】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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