JP6538575B2 - 電力変換システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電力変換システムに関する。

電力変換装置は、電源装置から供給された電力を変換して負荷に供給する。この電力変換装置は、自装置の異常が検出された場合、異常を表示することや、異常を通知するための信号を外部装置に出力していた。しかしながら、この電力変換装置は、異常が発生する前に電力変換装置に含まれる部品劣化の検査などのメンテナンスを実施する必要があり、メンテナンスのための手間が煩雑となる場合があった。

特開昭６４−１２８１３号公報

本発明が解決しようとする課題は、装置のメンテナンスのための手間を抑制することができる電力変換システムを提供することである。

実施形態の電力変換システムは、電力変換装置と、制御装置とを持つ。前記電力変換装置は、変換部と、検出部とを持つ。前記変換部は、電源装置から供給された電力を変換する。前記検出部は、前記変換部により変換された電力が所定値を超えたことを検出する。
前記制御装置は、前記電源装置から前記電力変換装置に電力の供給が開始されてから前記検出部により前記変換部により変換された電力が所定値を超えたことが検出されるまでの立ち上がり時間が、基準期間以内であるか否かを判定し、前記立ち上がり時間が前記基準期間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行う。前記変換部は、前記電源装置から供給された電力を変換する変換回路と、前記電源装置と前記変換回路との間に設けられたコンデンサとを備える。前記基準期間は、前記コンデンサの容量に基づいて設定されている。

実施形態の電力変換システムは、電力変換装置と、制御装置とを持つ。前記電力変換装置は、変換部と、検出部とを持つ。前記変換部は、電源装置から供給された電力を変換する。前記検出部は、前記変換部により変換された電力が所定値を下回ったことを検出する。前記制御装置は、前記電源装置から前記電力変換装置に電力の供給が停止されたことを検出してから前記変換部により変換された電力が所定値を下回ったことが検出されるまでの立ち下がり時間が、基準期間以内であるか否かを判定し、前記立ち下がり時間が前記基準期間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行う。前記変換部は、前記電源装置から供給された電力を変換する変換回路と、前記電源装置と前記変換回路との間に設けられたコンデンサとを備える。前記基準期間は、前記コンデンサの容量に基づいて設定されている。

実施形態の電力変換システム１の一例を示す図。 実施形態の電力変換システム１における電源投入時の動作の流れの一例を示す図。 ゲート電源装置３０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｇ、および電圧検出部３５の出力信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）の一例を示す図。 ファン電源装置５０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｆ、および電圧検出部５５の出力信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）の一例を示す図。 実施形態の電力変換システム１における電源遮断時の動作の流れの一例を示す図。 実施形態の電力変換システム１における、直流電力の電圧値Ｖ_Ｄ、制御部２８の動作電圧の電圧値（ＯＶ）、ゲート電源装置３０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｇ、電圧検出部３５の出力信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）、ファン電源装置５０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｆ、および電圧検出部５５の出力信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）一例を示す図。 実施形態の電力変換システム１における電源遮断時の他の動作の流れの一例を示す図。

以下、実施形態の電力変換システムを、図面を参照して説明する。

実施形態の電力変換システム１は、例えば、架線からパンタグラフを介して供給された直流電力を変換し、変換した電力を車両のモータ（不図示）に供給させることで、車両に駆動力を発生させるものである。図１は、実施形態の電力変換システム１の一例を示す図である。電力変換システム１は、例えば、電源１０と、制御装置２０と、ゲート電源装置３０と、ゲートアンプ４０と、ファン電源装置５０と、ファン６０とを含む。

電源１０は、例えば、車両のバッテリ、およびリレー回路を含む。電源１０は、電力線１ａを介して、制御装置２０、ゲート電源装置３０、およびファン電源装置５０に接続される。電源１０は、リレー回路が導通状態に制御されることで、バッテリに蓄電された直流電力を制御装置２０、ゲート電源装置３０、およびファン電源装置５０に供給する。電源１０は、リレー回路が導通状態から遮断状態に切り替えられることで、直流電力の供給を停止する。電源１０から各部に供給される直流電力の電圧値はＶ_Ｄである。Ｖ_Ｄは、例えば１００Ｖである。

制御装置２０は、例えば、電圧検出部２２と、ダイオード２４と、コンデンサ２６と、制御部２８とを含む。

電圧検出部２２は、電源１０から供給されている直流電力の電圧値を計測する電圧計である。電圧検出部２２は、電源１０から供給されている直流電力の電圧が印加される正極線２０ａと負極線２０ｂとの間に接続される。電圧検出部２２は、電源１０から供給されている直流電力の電圧値Ｖ_Ｄを検出する。電圧検出部２２は、検出した電圧値Ｖ_Ｄを示す信号Ｓ（Ｖ_Ｄ）を制御部２８に出力する。

ダイオード２４は、制御装置２０の電力入力側と制御部２８との間における正極線２０ａに設けられる。ダイオード２４は、カソードが制御部２８側に設けられることで、制御部２８側から電源１０側への電流が流れることを阻止する。

コンデンサ２６は、電源１０から供給されている直流電力の電圧が印加される正極線２０ａと負極線２０ｂとの間に接続される。コンデンサ２６は、電源１０からの直流電力の供給が停止した場合に、所定の期間に亘り制御部２８が動作可能な電力を蓄電可能な容量を有する。すなわち、コンデンサ２６の容量は、制御部２８の単位時間当たりの消費電力と、電源１０からの直流電力の供給が停止した後に制御部２８を動作させる所定の期間とに基づいて算出される容量である。

制御部２８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現されてもよい。制御部２８は、直流−交流変換部３３および直流電圧変換部５３の動作を開始または停止させる制御信号としてイネーブル信号を生成する。制御部２８は、電源１０からの直流電力の投入時において、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の出力電力の立ち上がり時間に基づいて、所定の処理を実施する。制御部２８は、電源１０からの直流電力の遮断時において、ゲート電源装置３０、またはファン電源装置５０の出力電力の立ち下がり時間に基づいて、所定の処理を実施する。

ゲート電源装置３０は、例えば、抵抗３１と、入力側コンデンサ３２と、直流−交流変換部（変換部）３３と、出力側コンデンサ３４と、電圧検出部３５とを含む。

抵抗３１は、電力線１ａと接続された正極線３０ａに設けられる。抵抗３１は、大きな突入電流が直流−交流変換部３３に流れることを抑制する。入力側コンデンサ３２は、抵抗３１よりも直流−交流変換部３３側の正極線３０ａと負極線３０ｂとの間に接続される。入力側コンデンサ３２は、抵抗３１を介して直流電力が供給される。入力側コンデンサ３２は、電源１０からの直流電力の供給が開始されたことにより、電力を蓄電する。一方、入力側コンデンサ３２に蓄電されている電力は、電源１０からの直流電力が遮断された場合に、直流−交流変換部３３により消費される。

直流−交流変換部３３は、複数の半導体素子、および複数の半導体素子をオンオフ制御する制御回路を備えるスイッチング回路である。直流−交流変換部３３は、入力側コンデンサ３２を介して供給された直流電力を交流電力に変換する。直流−交流変換部３３は、例えば、１００Ｖの直流電力を、振幅が５０Ｖの交流電力に変換する。また、直流−交流変換部３３には、イネーブル信号Ｅ１が供給される。直流−交流変換部３３は、イネーブル信号Ｅ１に基づいて、電力の変換動作を開始または停止させる。

出力側コンデンサ３４は、直流−交流変換部３３よりも出力端子３０ｃ側の正極線３０ａと負極線３０ｂとの間に接続される。出力側コンデンサ３４は、直流−交流変換部３３から出力された電力を蓄電する。

電圧検出部３５は、正極線３０ａと負極線３０ｂとの間に接続され、ゲート電源装置３０の出力電圧Ｖ_Ｇを計測する電圧計である。電圧検出部３５は、電源投入時に、電圧値Ｖ_Ｇが基準レベルを超えた場合に、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）を制御部２８に出力する。電圧検出部３５は、電源遮断時に、電圧値Ｖ_Ｇが基準レベルを下回った場合に、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）を制御部２８に出力する。なお、電圧検出部３５は、電圧値Ｖ_Ｇが基準レベルを超えた、または下回ったことを検出するが、これに限らず、電圧値Ｖ_Ｇを示す信号を制御部２８に出力してもよい。

ゲートアンプ４０には、直流−交流変換部３３により変換された交流電力が供給される。ゲートアンプ４０には、車両の駆動モータに駆動電力を供給するインバータ回路（不図示）が接続される。ゲートアンプ４０は、インバータ回路における半導体スイッチング素子のゲート端子に制御信号を供給することで、半導体スイッチング素子をオンオフ制御する。

ファン電源装置５０は、例えば、抵抗５１と、入力側コンデンサ５２と、直流電圧変換部（変換部）５３と、出力側コンデンサ５４と、電圧検出部５５とを含む。

抵抗５１は、電力線１ａと接続された正極線５０ａに設けられる。抵抗５１は、大きな突入電流が直流電圧変換部５３に流れることを抑制する。入力側コンデンサ５２は、抵抗５１よりも直流電圧変換部５３側の正極線５０ａと負極線５０ｂとの間に接続される。入力側コンデンサ５２は、抵抗５１を介して直流電力が供給される。入力側コンデンサ５２は、電源１０からの直流電力の投入が開始されたことにより、電力を蓄電する。一方、入力側コンデンサ５２に蓄電されている電力は、電源１０からの直流電力が遮断された場合に、直流電圧変換部５３により消費される。

直流電圧変換部５３は、例えばスイッチング素子等の回路部品を備えるＤＣ−ＤＣコンバータである。直流電圧変換部５３は、入力側コンデンサ５２を介して供給された直流電力の電圧を変換する。直流電圧変換部５３は、例えば、１００Ｖの直流電圧を、ファン６０の定格電圧（例えば２４Ｖ）の直流電圧に変換する。直流電圧変換部５３には、イネーブル信号Ｅ２が供給される。直流電圧変換部５３は、イネーブル信号Ｅ２に基づいて、電圧の変換動作を開始または停止させる。

出力側コンデンサ５４は、直流電圧変換部５３よりも出力端子５０ｃ側の正極線５０ａと負極線５０ｂとの間に接続される。出力側コンデンサ５４は、直流電圧変換部５３から出力された電力を蓄電する。

電圧検出部５５は、正極線５０ａと負極線５０ｂとの間に接続され、ファン電源装置５０の出力電圧Ｖ_Ｆを計測する電圧計である。電圧検出部５５は、電源投入時に、電圧値Ｖ_Ｆが基準レベルを超えた場合に、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）を制御部２８に出力する。電圧検出部５５は、電源遮断時に、電圧値Ｖ_Ｆが基準レベルを下回った場合に、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）を制御部２８に出力する。なお、電圧検出部５５は、電圧値Ｖ_Ｆが基準レベルを超えた、または下回ったことを検出するが、これに限らず、電圧値Ｖ_Ｆを示す信号を制御部２８に出力してもよい。

ファン６０は、電力変換システム１における発熱部品（例えばインバータ回路）に対する送風機構である。ファン６０には、直流電圧変換部５３により電圧が変換された直流電力が供給される。ファン６０は、直流電力を消費して送風動作を行うことで、発熱部品における温度上昇を抑制する。

以下、実施形態の電力変換システム１において、電源１０からゲート電源装置３０およびファン電源装置５０に電力の供給が開始されたことを検出してから電圧検出部３５および電圧検出部５５により直流−交流変換部３３および電圧検出部３５により変換された電力が所定値を超えたことが検出されるまでの立ち上がり時間が、基準期間以内であるか否かを判定し、立ち上がり時間が基準期間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行うことについて説明する。

図２は、実施形態の電力変換システム１における電源投入時の動作の流れの一例を示す図である。まず、制御部２８は、電源が投入されるまで待機する（ステップＳ１００）。制御部２８は、電圧検出部２２により検出された信号Ｓ（Ｖ_Ｄ）に基づいて、電源１０から電圧値Ｖ_Ｄの直流電力が供給されたと判定された場合に、電源が投入されたと判定する。

制御部２８は、電源が投入されたと判定された場合、変換動作を開始するイネーブル信号Ｅ１を直流−交流変換部３３に出力すると共に、変換動作を開始するイネーブル信号Ｅ２を直流電圧変換部５３に出力する（ステップＳ１０２）。直流−交流変換部３３は、イネーブル信号Ｅ１を入力したことに応じて、電源１０から供給された直流電力を交流電力に変換する動作を開始する。直流電圧変換部５３は、イネーブル信号Ｅ２を入力したことに応じて、電源１０から供給された直流電力の電圧を変換する動作を開始する。

次に、制御部２８は、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち上がり時間が基準期間内であるか否かを判定すると共に、ファン電源装置５０の出力電力の立ち上がり時間が基準期間内であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。制御部２８は、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち上がり時間が基準期間内であり、且つ、ファン電源装置５０の出力電力の立ち上がり時間が基準期間内である場合に、処理を終了する。

制御部２８は、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち上がり時間が基準期間内ではない場合、所定の通知を行う（ステップＳ１０６）。制御部２８は、ファン電源装置５０の出力電力の立ち上がり時間が基準期間内ではない場合、所定の通知を行う（ステップＳ１０６）。制御部２８は、ゲート電源装置３０とファン電源装置５０とのうち一方について、立ち上がり時間が基準期間内ではない場合に所定の通知を行う。所定の通知は、例えば、劣化を利用者に知らせる表示や音声の出力である。所定の通知は、所定の動作の一例である。制御部２８は、所定の通知に限らず、所定の動作として、外部装置に通知信号を出力してもよい。

図３は、ゲート電源装置３０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｇ、および電圧検出部３５の出力信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）の一例を示す図である。電源１０からゲート電源装置３０に直流電力が供給されると（時刻ｔ１）、まず入力側コンデンサ３２に電力が充電される。入力側コンデンサ３２に電力が蓄積されると、直流−交流変換部３３は、供給された直流電力を交流電力に変換する動作を開始する。これにより、図３の上図に示すように、直流−交流変換部３３から出力される交流電力の電圧値Ｖ_Ｇは、次第に増加する。直流−交流変換部３３は、交流電力の電圧値Ｖ_Ｇが所定のレベルＴＨ_Ｇを超えた場合に（時刻ｔ４）、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）を制御部２８に出力する。制御部２８は、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）を入力した時刻が基準期間Ｔ１（時刻ｔ２〜ｔ３の期間）以内であるか否かを判定する。基準期間Ｔ１は、期間Ｔ２が終了する時刻ｔ２から開始する。

基準期間Ｔ１は、入力側コンデンサ３２の容量に基づいて設定されている。入力側コンデンサ３２は、劣化が進むほど容量が少なくなり、ゲート電源装置３０に電源が投入されてから入力側コンデンサ３２に充電が完了するまでの期間が短くなる。したがって、入力側コンデンサ３２が劣化した場合、制御部２８が検出信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）を入力する時刻は、基準期間Ｔ１よりも前となる傾向となる。これにより、制御部２８は、入力側コンデンサ３２の劣化を考慮して、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち上がり時間を判定することができる。

また、基準期間Ｔ１は、入力側コンデンサ３２の容量に加えて、予め設定された直流−交流変換部３３により出力される電力の立ち上がり時間に基づいて設定してもよい。直流−交流変換部３３に含まれる半導体素子等の劣化により、半導体素子等の抵抗値が高くなると、制御部２８が検出信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）を入力する時刻は、基準期間Ｔ１よりも後となる傾向となる。これにより、制御部２８は、直流−交流変換部３３の劣化を考慮して、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち上がり時間を判定することができる。

さらに、基準期間Ｔ１は、入力側コンデンサ３２の容量および予め設定された直流−交流変換部３３により出力される電力の立ち上がり時間に加えて（または代えて）、ゲート電源装置３０における抵抗値に基づいて設定してもよい。抵抗３１等の劣化により、ゲート電源装置３０における抵抗値が高くなると、制御部２８が検出信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）を入力する時刻は、基準期間Ｔ１よりも後となる傾向となる。これにより、制御部２８は、抵抗３１の劣化を考慮して、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち上がり時間を判定することができる。

図４は、ファン電源装置５０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｆ、および電圧検出部５５の出力信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）の一例を示す図である。電源１０からファン電源装置５０に直流電力が供給されると（時刻ｔ１１）、まず入力側コンデンサ５２に電力が充電される。入力側コンデンサ５２に電力が蓄積されると、直流電圧変換部５３は、供給された直流電力の電圧を変換する動作を開始する。これにより、図４の上図に示すように、直流電圧変換部５３から出力される直流電力の電圧値Ｖ_Ｆは、次第に増加する。直流電圧変換部５３は、直流電力の電圧値Ｖ_Ｆが所定のレベルＴＨ_Ｆを超えた場合に（時刻ｔ１４）、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）を制御部２８に出力する。制御部２８は、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）を入力した時刻が基準期間Ｔ１１（時刻ｔ１２〜ｔ１３の期間）以内であるか否かを判定する。基準期間Ｔ１１は、期間Ｔ１２が終了する時刻ｔ１２から開始する。

基準期間Ｔ１１は、入力側コンデンサ５２の容量に基づいて設定されている。入力側コンデンサ５２は、劣化が進むほど容量が少なくなり、ファン電源装置５０に電源が投入されてから入力側コンデンサ５２に充電が完了するまでの期間が短くなる。したがって、入力側コンデンサ５２が劣化した場合、制御部２８が検出信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）を入力する時刻は、基準期間Ｔ１１よりも前となる傾向となる。これにより、制御部２８は、入力側コンデンサ５２の劣化を考慮して、ファン電源装置５０の出力電力の立ち上がり時間を判定することができる。

また、基準期間Ｔ１は、入力側コンデンサ５２の容量に加えて、予め設定された直流電圧変換部５３により出力される電力の立ち上がり時間に基づいて設定してもよい。直流電圧変換部５３に含まれる回路要素の劣化により、回路要素の抵抗値が高くなると、制御部２８が検出信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）を入力する時刻は、基準期間Ｔ１１よりも後となる傾向となる。同様に、抵抗５１等の劣化により、ファン電源装置５０における抵抗値が高くなると、制御部２８が検出信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）を入力する時刻は、基準期間Ｔ１１よりも後となる傾向となる。これにより、制御部２８は、直流電圧変換部５３や抵抗５１等の劣化を考慮して、ファン電源装置５０の出力電力の立ち上がり時間を判定することができる。

以下、実施形態の電力変換システム１において、電源１０からゲート電源装置３０およびファン電源装置５０に電力の供給が停止されたことを検出してからゲート電源装置３０およびファン電源装置５０により変換された電力が所定値を下回ったことが検出されるまでの立ち下がり時間が、基準期間以内であるか否かを判定し、立ち下がり時間が基準期間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行うことについて説明する。

図５は、実施形態の電力変換システム１における電源遮断時の動作の流れの一例を示す図である。まず、制御部２８は、電源が遮断されるまで待機する（ステップＳ２００）。制御部２８は、電圧検出部２２により検出された信号Ｓ（Ｖ_Ｄ）に基づいて、電源１０から電圧値Ｖ_Ｄの直流電力の供給が停止されたと判定した場合に、電源が遮断されたと判定する。

制御部２８は、電源が遮断されたと判定した場合、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち下がり時間が基準期間内であるか否かを判定すると共に、ファン電源装置５０の出力電力の立ち下がり時間が基準期間内であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。制御部２８は、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち下がり時間が基準期間内であり、且つ、ファン電源装置５０の出力電力の立ち下がり時間が基準期間内である場合に、処理を終了する。

制御部２８は、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち下がり時間が基準期間内ではない場合、所定の通知を行う（ステップＳ２０４）。制御部２８は、ファン電源装置５０の出力電力の立ち下がり時間が基準期間内ではない場合、所定の通知を行う（ステップＳ２０４）。制御部２８は、ゲート電源装置３０とファン電源装置５０とのうち一方について、立ち下がり時間が基準期間内ではない場合に所定の通知を行う。所定の通知は、例えば、劣化を利用者に知らせる表示や音声の出力である。所定の通知は、所定の動作の一例である。制御部２８は、所定の通知に限らず、所定の動作として、外部装置に通知信号を出力してもよい。

図６は、実施形態の電力変換システム１における、直流電力の電圧値Ｖ_Ｄ、制御部２８の動作電圧の電圧値（ＯＶ）、ゲート電源装置３０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｇ、電圧検出部３５の出力信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）、ファン電源装置５０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｆ、および電圧検出部５５の出力信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）一例を示す図である。電源１０の出力電力の供給が遮断された場合（時刻ｔ２１）、電源１０から制御装置２０、ゲート電源装置３０、およびファン電源装置５０に供給される電力は次第に低下する。電圧検出部２２は、電源１０から供給さえている電力の低下に基づいて電力が遮断されたことを判定する。

時刻ｔ２１で電力が遮断された後、制御部２８は、コンデンサ２６に蓄電された電力により、期間Ｔ２０に亘り駆動する。期間Ｔ２０は、時刻ｔ２１で電力が遮断された後、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち下がり時間およびファン電源装置５０の出力電力の立ち下がり時間よりも長い時間であり、上述したように、制御部２８の消費電力およびコンデンサ２６の容量により決定されている。

時刻ｔ２１で電力が遮断された後、直流電力の電圧値Ｖ_Ｄが低下すると共に入力側コンデンサ３２の電力が直流−交流変換部３３に抜き取られることで、ゲート電源装置３０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｇは次第に低下する。電圧検出部３５は、ゲート電源装置３０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｇが所定のレベルを下回った場合に（時刻ｔ２３）、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）を制御部２８に出力する。なお、所定のレベルは、図６に示したように略０であるが、電源投入時における所定のレベルと同じであってもよい。

制御部２８は、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）を入力した時刻ｔ２３が基準期間Ｔ２１以内であるか否かを判定する。基準期間Ｔ２１は、期間Ｔ２２が終了する時刻から開始する。基準時間Ｔ２１の開始時刻および終了時刻は、入力側コンデンサ３２の容量に基づいて設定されている。入力側コンデンサ３２は、劣化が進むほど容量が少なくなり、ゲート電源装置３０に対する電源供給が停止されてから入力側コンデンサ３２に蓄電された電力が引き抜かれるまでの期間が短くなる。したがって、入力側コンデンサ３２が劣化した場合、制御部２８が検出信号Ｓ（Ｖ_Ｇ）を入力する時刻は、基準期間Ｔ２１よりも前となる傾向となる。これにより、制御部２８は、入力側コンデンサ３２の劣化を考慮して、出力電力の立ち下がり時間を判定することができる。

同様に、時刻ｔ２１で電力が遮断された後、直流電力の電圧値Ｖ_Ｄが低下すると共に入力側コンデンサ５２の電力が抜き取られることで、ファン電源装置５０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｆは次第に低下する。電圧検出部５５は、ファン電源装置５０の出力電圧の電圧値Ｖ_Ｆが所定のレベルを下回った場合に（時刻ｔ２４）、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）を制御部２８に出力する。なお、所定のレベルは、図６に示したように略０であるが、電源投入時における所定のレベルと同じであってもよい。

制御部２８は、検出信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）を入力した時刻ｔ２４が基準期間Ｔ３１以内であるか否かを判定する。基準期間Ｔ３１は、期間Ｔ３２が終了する時刻から開始する。基準時間Ｔ３１の開始時刻および終了時刻は、入力側コンデンサ５２の容量に基づいて設定されている。入力側コンデンサ５２は、劣化が進むほど容量が少なくなり、ファン電源装置５０に対する電源供給が停止されてから入力側コンデンサ５２に蓄電された電力が引き抜かれるまでの期間が短くなる。したがって、入力側コンデンサ５２が劣化した場合、制御部２８が検出信号Ｓ（Ｖ_Ｆ）を入力する時刻は、基準期間Ｔ３１よりも前となる傾向となる。これにより、制御部２８は、入力側コンデンサ５２の劣化を考慮して、出力電力の立ち下がり時間を判定することができる。

上述した電源遮断時において、制御部２８は、電源１０からの電力供給が停止したことを検出した場合に、イネーブル信号Ｅ１を直流−交流変換部３３に出力していたイネーブル信号Ｅ１を解除すると共に、イネーブル信号Ｅ２を直流電圧変換部５３に出力していたイネーブル信号Ｅ２を解除してもよい。イネーブル信号を解除することは、直流−交流変換部３３および直流電圧変換部５３の動作を停止させる制御信号を供給することに相当する。図７は、実施形態の電力変換システム１における電源遮断時の他の動作の流れの一例を示す図である。制御部２８は、電圧検出部２２により検出された信号Ｓ（Ｖ_Ｄ）に基づいて、電源１０から電圧値Ｖ_Ｄの直流電力の供給が遮断されたと判定された場合に（ステップＳ２００）、直流−交流変換部３３に出力していたイネーブル信号を解除すると共に、直流電圧変換部５３に出力していたイネーブル信号を解除する（ステップＳ２１０）。

制御部２８は、イネーブル信号Ｅ１およびＥ２を解除したそれぞれの時刻から起算して、ゲート電源装置３０およびファン電源装置５０のそれぞれの立ち下がり時間が基準期間以内であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。すなわち、制御部２８は、イネーブル信号Ｅ１を解除した時刻から期間Ｔ２２が終了した時刻を基準時間Ｔ２１の開始時刻であるものとする。また、制御部２８は、イネーブル信号Ｅ２を解除した時刻から期間Ｔ３２が終了した時刻を基準時間Ｔ３１の開始時刻であるものとする。そして、制御部２８は、ゲート電源装置３０の出力電力の立ち下がり時間が基準期間Ｔ２１内であるか否かを判定すると共に、ファン電源装置５０の出力電力の立ち下がり時間が基準期間Ｔ３１内であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

尚、電流遮断時の動作としては、ステップＳ２１０においてイネーブル信号を解除する処理に代えて、制御部２８が電源１０からの電力供給が遮断されたと判断した場合に、直流−交流変換部３３及び直流電圧変換部５３に電源が遮断されたことを示すディセーブル信号を出力するようにしても同様に実現することができる。

以上説明したように、実施形態の電力変換システム１によれば、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の出力電力の立ち上がり時間が基準期間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行うので、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の内部の部品に劣化が存在することに応じて所定の動作を行うことができる。これにより、実施形態の電力変換システム１によれば、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０に異常が発生する前に部品の劣化を判断することができ、この結果、装置のメンテナンスのための手間を抑制することができる。

また、実施形態の電力変換システム１によれば、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の出力電力の立ち上がり時間が入力側コンデンサ３２または入力側コンデンサ５２の容量に基づく基準時間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行うので、入力側コンデンサ３２または入力側コンデンサ５２の劣化を判断することができる。

さらに、実施形態の電力変換システム１によれば、直流−交流変換部３３または直流電圧変換部５３により出力される電力の立ち上がり時間に基づく基準時間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行うので、直流−交流変換部３３または直流電圧変換部５３における部品の劣化を判断することができる。

さらに、実施形態の電力変換システム１によれば、直流−交流変換部３３または直流電圧変換部５３により出力される電力の立ち上がり時間に基づく基準時間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行うので、直流−交流変換部３３または直流電圧変換部５３における部品の劣化を判断することができる。

さらに、実施形態の電力変換システム１によれば、ゲート電源装置３０における抵抗値またはファン電源装置５０における抵抗値に基づく基準時間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行うので、ゲート電源装置３０における抵抗値またはファン電源装置５０における抵抗の劣化を判断することができる。

さらに、実施形態の電力変換システム１によれば、イネーブル信号によりゲート電源装置３０およびファン電源装置５０に変換動作を開始させてから出力電力が所定値を超えたことが検出されるまでの時間を立ち上がり時間として算出するので、高い精度で立ち上がり時間を計測することができ、劣化の判断の精度を高くすることができる。

さらに、実施形態の電力変換システム１によれば、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の出力電力の立ち下がり時間が基準期間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行うので、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の内部の部品に劣化が存在することに応じて所定の動作を行うことができる。これにより、実施形態の電力変換システム１によれば、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０に異常が発生する前に部品の劣化を判断することができ、この結果、装置のメンテナンスのための手間を抑制することができる。

また、実施形態の電力変換システム１によれば、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の出力電力の立ち下がり時間が入力側コンデンサ３２または入力側コンデンサ５２の容量に基づく基準時間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行うので、入力側コンデンサ３２または入力側コンデンサ５２の劣化を判断することができる。

さらに、実施形態の電力変換システム１によれば、イネーブル信号の解除によりゲート電源装置３０およびファン電源装置５０に変換動作を停止させてから出力電力が所定値を下回ったことが検出されるまでの時間を立ち下がり時間として算出するので、高い精度で立ち下がり時間を計測することができ、劣化の判断の精度を高くすることができる。

（変形例）
実施形態の電力変換システム１は、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の出力電力の立ち上がり時間または立ち下がり時間が基準時間以内であるか否かを判定していたが、これに限らず、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の出力電力の変化に対応する情報に基づいて判定を行ってもよい。実施形態の電力変換システム１は、例えば、制御装置２０は、電源１０からの直流電力の投入時において、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の出力電圧の立ち上がり速度等（または立ち下がり速度等）の出力電圧の変化に基づいて、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の出力電圧の立ち上がり時間（または立ち下がり時間）を予測してもよい。

また、上述した実施形態の電力変換システム１は、ゲート電源装置３０およびファン電源装置５０に直流電力の供給を開始した場合、または直流電力の供給を停止した場合の動作について説明したが、直流電力の供給先はゲート電源装置３０およびファン電源装置５０に限らない。電力変換システム１は、直流電力の供給先として、電源１０におけるリレー（不図示）の駆動回路に直流電力を供給し、リレーの駆動回路の劣化等を判断してもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電源１０からゲート電源装置３０またはファン電源装置５０に電力の供給が開始されたことを検出してから電圧検出部３５または電圧検出部５５により直流−交流変換部３３または直流電圧変換部５３により変換された電力が所定値を超えたことが検出されるまでの立ち上がり時間が、基準期間以内であるか否かを判定し、立ち上がり時間が基準期間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行う制御装置２０を持つことにより、ゲート電源装置３０またはファン電源装置５０の健全性を判断することできるので、装置のメンテナンスのための手間を抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…電力変換システム、１０…電源、２０…制御装置、２２…電圧検出部、２６…コンデンサ、２８…制御部、３０…ゲート電源装置、３１…抵抗、３２…入力側コンデンサ、３３…直流−交流変換部、３５…電圧検出部、５０…ファン電源装置、５１…抵抗、５２…入力側コンデンサ、５３…直流電圧変換部、５５…電圧検出部

Claims (5)

1. 電源装置から供給された電力を変換する変換部と、前記変換部により変換された電力が所定値を超えたことを検出する検出部とを備える電力変換装置と、
   前記電源装置から前記電力変換装置に電力の供給が開始されてから前記検出部により前記変換部により変換された電力が所定値を超えたことが検出されるまでの立ち上がり時間が、基準期間以内であるか否かを判定し、前記立ち上がり時間が前記基準期間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行う制御装置とを備え、
   前記変換部は、前記電源装置から供給された電力を変換する変換回路と、前記電源装置と前記変換回路との間に設けられたコンデンサとを備え、
   前記基準期間は、前記コンデンサの容量に基づいて設定されている、
   電力変換システム。
2. 前記変換部は、前記電源装置から供給された電力を変換する変換回路と、前記電源装置と前記変換回路との間に設けられた抵抗体とを備え、
   前記基準期間は、前記抵抗体の抵抗値に基づいて設定されている、
   請求項１に記載の電力変換システム。
3. 前記変換部は、前記制御装置により出力された制御信号を受信したことに応じて動作を開始する制御部を備え、
   前記制御装置は、前記電源装置から前記電力変換装置に電力の供給が開始された場合に、前記制御信号を前記制御部に出力し、前記変換部の動作を開始させてから前記検出部により前記変換部により変換された電力が所定値を超えたことが検出されるまでの時間を、前記立ち上がり時間として算出する、
   請求項１又は請求項２に記載の電力変換システム。
4. 電源装置から供給された電力を変換する変換部と、前記変換部により変換された電力が所定値を下回ったことを検出する検出部とを備える電力変換装置と、
   前記電源装置から前記電力変換装置に電力の供給が停止されたことを検出してから前記変換部により変換された電力が所定値を下回ったことが検出されるまでの立ち下がり時間が、基準期間以内であるか否かを判定し、前記立ち下がり時間が前記基準期間以内ではないと判定した場合に所定の動作を行う制御装置とを備え、
   前記変換部は、前記電源装置から供給された電力を変換する変換回路と、前記電源装置と前記変換回路との間に設けられたコンデンサとを備え、
   前記基準期間は、前記コンデンサの容量に基づいて設定されている、
   電力変換システム。
5. 前記変換部は、前記制御装置により出力された制御信号を受信したことに応じて動作を停止する制御部を備え、
   前記制御装置は、前記電源装置から前記電力変換装置に電力の供給が停止されたことを検出した場合に、前記制御信号を前記制御部に出力し、前記変換部の動作を停止させてから前記検出部により前記変換部により変換された電力が所定値を下回ったことが検出されるまでの時間を、前記立ち下がり時間として算出する、
   請求項４に記載の電力変換システム。

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