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公開番号2025147807
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024048239
出願日2024-03-25
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社ダイヘン
代理人個人,個人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20250930BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】スイッチング素子の短絡故障から、他の部品を保護することが可能な電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置A1は、第1端子対としての端子対T1と、第2端子対としての端子対T2と、スイッチング素子Q1を含み、端子対T1から入力される入力電圧をスイッチング素子Q1によって変換して、端子対T2に出力電圧を出力する電圧変換回路1と、端子対T1から端子対T2に流れる電流を遮断可能な遮断器2と、スイッチング素子Q1のオン状態とオフ状態とを切り替えるスイッチング制御部41、および遮断器2の開路と閉路とを切り替える遮断制御部43を含む制御回路4と、を備える。制御回路4は、スイッチング素子Q1の短絡の発生を検出する短絡検出部42を含む。遮断制御部43は、短絡検出部42がスイッチング素子Q1の短絡を検出した場合に、遮断器2を開路にする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１端子対と、
第２端子対と、
スイッチング素子を含み、前記第１端子対から入力される入力電圧を前記スイッチング素子によって変換して、前記第２端子対に出力電圧を出力する電圧変換回路と、
前記第１端子対から前記第２端子対に流れる電流を遮断可能な遮断器と、
前記スイッチング素子のオン状態とオフ状態とを切り替えるスイッチング制御部、および前記遮断器の開路と閉路とを切り替える遮断制御部を含む制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記スイッチング素子の短絡の発生を検出する短絡検出部を含み、
前記遮断制御部は、前記短絡検出部が前記スイッチング素子の短絡を検出した場合に、前記遮断器を開路にする、電力変換装置。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記電流を検出する電流センサをさらに備え、
前記短絡検出部は、前記スイッチング素子の前記オン状態と前記オフ状態との切り替えが停止している時に、前記電流センサの検出値が閾値以上である場合に、前記スイッチング素子の短絡が発生したと判断する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電流センサは、前記電圧変換回路から前記第２端子対に出力される出力電流を検出しており、
前記遮断器は、前記第１端子対と前記電圧変換回路との間に接続される、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電圧変換回路は、前記入力電圧を前記出力電圧に降圧する、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、入力と出力との電気的な変換を行う電力変換装置として、ＤＣＤＣコンバータが知られている。例えば、特許文献１には、ＤＣＤＣコンバータを用いた電力システム（太陽光発電装置）の一例が開示されている。特許文献１に記載の太陽光発電装置は、太陽電池と、蓄電池と、第１のＤＣＤＣコンバータと、制御部とを備える。第１のＤＣＤＣコンバータは、太陽電池と蓄電池との間に直列に設けられている。第１のＤＣＤＣコンバータは、太陽電池の出力電圧を昇降圧する。第１のＤＣＤＣコンバータは、昇降圧型ではなく、降圧型または昇圧型でもよい。蓄電池は、太陽電池で発電した電力を貯蔵（蓄電）し、必要に応じた放電することで、電力消費部に電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－８２１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＤＣＤＣコンバータには、例えばチョッパ回路がある。チョッパ回路（スイッチングレギュレータ）は、スイッチング素子を含み、当該スイッチング素子は、制御部からの駆動信号に応じてオン状態（導通状態）とオフ状態（遮断状態）とが切り替わる。チョッパ回路は、このスイッチング素子のオン状態とオフ状態との切り替わりにより入力電圧を出力電圧に昇圧または降圧する。スイッチング素子の故障には、短絡故障がある。短絡故障では、制御部からの駆動信号がスイッチング素子を遮断状態にするものであっても、スイッチング素子には電流が流れ続ける。このような短絡故障が発生している状態では、入力電圧と出力電圧との変換を適正に行えなくなる。よって、特許文献１に記載の太陽光発電装置において、ＤＣＤＣコンバータにチョッパ回路を採用した場合、スイッチング素子に短絡が発生していると、制御部がＤＣＤＣコンバータの電圧変換を適正に制御できず、蓄電池が過充電状態となりうる。つまり、蓄電池の故障の原因となりうる。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、スイッチング素子の短絡故障から、他の部品を保護することが可能な電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によって提供される電力変換装置は、第１端子対と、第２端子対と、スイッチング素子を含み、前記第１端子対から入力される入力電圧を前記スイッチング素子によって変換して、前記第２端子対に出力電圧を出力する電圧変換回路と、前記第１端子対から前記第２端子対に流れる電流を遮断可能な遮断器と、前記スイッチング素子のオン状態とオフ状態とを切り替えるスイッチング制御部、および前記遮断器の開路と閉路とを切り替える遮断制御部を含む制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記スイッチング素子の短絡の発生を検出する短絡検出部を含み、前記遮断制御部は、前記短絡検出部が前記スイッチング素子の短絡を検出した場合に、前記遮断器を開路にする。
【０００７】
前記電力変換装置の好ましい実施の形態において、前記電流を検出する電流センサをさらに備え、前記短絡検出部は、前記スイッチング素子の前記オン状態と前記オフ状態との切り替えが停止している時に、前記電流センサの検出値が閾値以上である場合に、前記スイッチング素子の短絡が発生したと判断する。
【０００８】
前記電力変換装置の好ましい実施の形態において、前記電流センサは、前記電圧変換回路から前記第２端子対に出力される出力電流を検出しており、前記遮断器は、前記第１端子対と前記電圧変換回路との間に接続される。
【０００９】
前記電力変換装置の好ましい実施の形態において、前記電圧変換回路は、前記入力電圧を前記出力電圧に降圧する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の電力変換装置では、スイッチング素子の短絡発生時において、遮断器が開路となって、第１端子対から第２端子対への電流が遮断される。したがって、本開示の電力変換装置は、スイッチング素子の短絡時において、第１端子対と第２端子対との間で、意図せぬ電力伝送が行われることを抑制できる。つまり、本開示の電力変換装置によれば、スイッチング素子の短絡故障から、他の部品を保護できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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