JP2011182519A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】当該電力変換装置の待機時に、第1の降圧回路および第1の保護回路の第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のオンオフ制御と第1の降圧回路および第1の保護回路の第1のリレーおよび第2のリレーの開閉制御との組み合わせと、第1の電流検出部が検出した第1の直流電源の出力電流値と予め定めた所定電流値との比較とに基づき、前記第1のスイッチング素子、前記第1のリレー、前記第2のスイッチング素子および前記第2のリレーについて、故障有無の判定を行う第1の故障検出手段を備えた。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1による電力変換装置の構成を示すブロック図である。図1において、第1の直流電源1は、例えば、太陽光発電システムにおいて発電を行う太陽電池モジュールである。第1の直流電源1の正極出力端は、第1の保護回路2、第1の降圧回路3および第1の昇圧回路4をこの順に介してインバータ回路5の正極入力端に接続され、第1の直流電源1の負極出力端は、直接インバータ回路5の負極入力端に接続されている。
ST16では、第1のリレー駆動制御部8は、第1の電流検出部6が検出した第1の直流電源1の出力電流Is1が所定電流値と等しいか否か、或いは所定電流値よりも大きいか否かを調べる。その結果、Is1≧所定電流値であれば(ST16:Yes)、リレーRy1が開放故障していると判定し(ST17)、また、Is1≧所定電流値でなければ(ST16:No)、スイッチング素子Q2が開放故障していると判定し(ST18)、
インバータ回路制御部11に故障検出を通知し、エラー表示を行い(ST19)、本手順を終了する。当該電力変換装置は、外部から運転開始指示が入力されても、外部からリセット信号が入力されるまで、強制的に停止状態に制御される。
インバータ回路制御部11に故障検出を通知し、エラー表示を行い(ST28)、本手順を終了する。当該電力変換装置は、外部から運転開始指示が入力されても、外部からリセット信号が入力されるまで、強制的に停止状態に制御される。
図3は、本発明の実施の形態2による電力変換装置の構成を示すブロック図である。太陽光発電システムでは、図3に示すように、第1の回路(図1に示した第1の直流電源1と第1の保護回路2と第1の降圧回路3と第1の昇圧回路4)と、第2の回路(第2の直流電源21と第2の保護回路22と第2の降圧回路23と第2の昇圧回路24)とが、インバータ回路5に並列に接続された構成とする場合が多い。
2 第1の保護回路
3 第1の降圧回路
4 第1の昇圧回路
5 インバータ回路
6 第1の電流検出部
7 第1の電圧検出部
8 第1のリレー駆動制御部(第1の故障検出手段)
9 第1の直流電圧検出回路制御部
10 第3の電圧検出部
11 インバータ回路制御部
21 第2の直流電源(太陽電池モジュール)
22 第2の保護回路
23 第2の降圧回路
24 第2の昇圧回路
25 第2の電流検出部
26 第2の電圧検出部
27 第2の直流電圧検出回路制御部
28 第2のリレー駆動制御部(第2の故障検出手段)
C1,C2,C3 コンデンサ
Ry1〜Ry4 リレー
Q1〜Q6 スイッチング素子
L1,L2 リアクトル
Claims (14)
- 第1の直流電源から供給される直流電力を交流電力へ変換する電力変換装置であって、
第1のスイッチング素子および前記第1のスイッチング素子に並列に接続された第1のリレーを含んで構成され、前記第1の直流電源から印加される直流電圧を降圧する第1の降圧回路と、
第2のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子に並列に接続された第2のリレーを含んで構成され、前記第1の直流電源と前記第1の降圧回路との間に配置され、前記第1の降圧回路の出力電圧が印加される後段の回路を保護する第1の保護回路と、
前記第1の直流電源の正極出力端と前記第1の保護回路の入力端との接続ラインに流れる電流を検出する第1の電流検出部と、
当該電力変換装置の待機時に、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のオンオフ制御と前記第1のリレーおよび前記第2のリレーの開閉制御との組み合わせと、前記第1の電流検出部の検出電流値と予め定めた所定電流値との比較とに基づき、前記第1のスイッチング素子、前記第1のリレー、前記第2のスイッチング素子および前記第2のリレーについて、故障有無の判定を行う第1の故障検出手段と
を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 第1の前記故障検出手段は、
前記第1のリレーおよび前記第2のリレーを共に開路させ、前記第1のスイッチング素子をオンオフさせ前記第2のスイッチング素子をオフさせて前記比較を行い、前記第1のスイッチング素子をオフさせ前記第2のスイッチング素子をオンオフさせて前記比較を行い、前記検出電流値が前記所定電流値よりも大きい場合に、前記第1のスイッチング素子と前記第1のリレーの少なくとも一方が短絡故障していると判定し、前記第2のスイッチング素子と前記第2のリレーの少なくとも一方が短絡故障していると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1の故障検出手段は、
前記第1のリレーを閉路させ前記第2のリレーを開路させ、前記第2のスイッチング素子をオフさせ前記第1のスイッチング素子をオンオフさせて前記比較を行い、前記検出電流値が前記所定電流値よりも小さい場合に、前記第1のリレーと前記第2のスイッチング素子の少なくとも一方が開放故障していること判定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 前記第1の故障検出手段は、
前記第2のリレーを閉路させ前記第1のリレーを開路させ、前記第1のスイッチング素子をオフさせ前記第2のスイッチング素子をオンオンさせて前記比較を行い、前記検出電流値が前記所定電流値よりも小さい場合に、前記第2のリレーと前記第1のスイッチング素子の少なくとも一方が開放故障していると判定する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の電力変換装置。 - 前記第1の故障検出手段は、
前記第1のリレーを開路させて前記比較を行い、前記検出電流値が前記所定電流値よりも大きい場合に前記第1のリレーが開放故障していると判定し、前記検出電流値が前記所定電流値よりも小さい場合に前記第2のスイッチング素子が開放故障していると判定する
ことを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記第1の故障検出手段は、
前記第2のリレーを開路させて前記比較を行い、前記検出電流値が前記所定電流値よりも大きい場合に前記第2のリレーが開放故障していると判定し、前記検出電流値が前記所定電流値よりも小さい場合に前記第1のスイッチング素子が開放故障していると判定する
ことを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。 - 前記第1の故障検出手段は、前記故障していると判定したときは、当該電力変換装置を強制的停止状態に維持させることを特徴とする請求項1,2,5,6のいずれか一つに記載の電力変換装置。
- 第2の直流電源と、
第3のスイッチング素子および前記第3のスイッチング素子に並列に接続された第3のリレーを含んで構成され、前記第2の直流電源から印加される直流電圧を降圧する第2の降圧回路と、
第4のスイッチング素子および前記第4のスイッチング素子に並列に接続された第4のリレーを含んで構成され、前記第2の直流電源と前記第2の降圧回路との間に配置され、前記第2の降圧回路の出力電圧が印加される後段の回路を保護する第2の保護回路と、
前記第2の直流電源の正極出力端と前記第2の保護回路の入力端との接続ラインに流れる電流を検出する第2の電流検出部と、
当該電力変換装置の待機時に、前記第3のスイッチング素子および前記第4のスイッチング素子のオンオフ制御と前記第3のリレーおよび前記第4のリレーの開閉制御との組み合わせと、前記第2の電流検出部の検出電流値と予め定めた所定電流値との比較とに基づき、前記第3のスイッチング素子、前記第4のリレー、前記第3のスイッチング素子および前記第4のリレーについて、故障有無の判定を行う第2の故障検出手段と
を備え、
前記第1の降圧回路の後段と前記第2の降圧回路の後段とが並列接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第2の故障検出手段は、
前記第3のリレーおよび前記第4のリレーを共に開路させ、前記第3のスイッチング素子をオンオフさせ前記第4のスイッチング素子をオフさせて前記比較を行い、前記第3のスイッチング素子をオフさせ前記第4のスイッチング素子をオンオフさせて前記比較を行い、前記検出電流値が前記所定電流値よりも大きい場合に、前記第3のスイッチング素子と前記第3のリレーの少なくとも一方が短絡故障していると判定し、前記第4のスイッチング素子と前記第4のリレーの少なくとも一方が短絡故障していると判定する
ことを特徴とする請求項8に記載の電力変換装置。 - 前記第2の故障検出手段は、
前記第3のリレーを閉路させ前記第4のリレーを開路させ、前記第4のスイッチング素子をオフさせ前記第3のスイッチング素子をオンオフさせて前記比較を行い、前記検出電流値が前記所定電流値よりも小さい場合に、前記第3のリレーと前記第4のスイッチング素子の少なくとも一方が開放故障していること判定する
ことを特徴とする請求項8または9に記載の電力変換装置。 - 前記第2の故障検出手段は、
前記第4のリレーを閉路させ前記第3のリレーを開路させ、前記第3のスイッチング素子をオフさせ前記第4のスイッチング素子をオンオンさせて前記比較を行い、前記検出電流値が前記所定電流値よりも小さい場合に、前記第4のリレーと前記第3のスイッチング素子の少なくとも一方が開放故障していると判定する
ことを特徴とする請求項8〜10のいずれか一つに記載の電力変換装置。 - 前記第2の故障検出手段は、
前記第3のリレーを開路させて前記比較を行い、前記検出電流値が前記所定電流値よりも大きい場合に前記第3のリレーが開放故障していると判定し、前記検出電流値が前記所定電流値よりも小さい場合に前記第4のスイッチング素子が開放故障していると判定する
ことを特徴とする請求項10に記載の電力変換装置。 - 前記第2の故障検出手段は、
前記第4のリレーを開路させて前記比較を行い、前記検出電流値が前記所定電流値よりも大きい場合に前記第4のリレーが開放故障していると判定し、前記検出電流値が前記所定電流値よりも小さい場合に前記第3のスイッチング素子が開放故障していると判定する
ことを特徴とする請求項11に記載の電力変換装置。 - 前記第2の故障検出手段は、前記故障していると判定したときは、当該電力変換装置を強制的停止状態に維持させることを特徴とする請求項8,9,12,13のいずれか一つに記載の電力変換装置。
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