JP6886848B2 - 電源装置、及び制御装置 - Google Patents
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また、本発明の一態様は、外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第1のスイッチと、供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、前記インバータ部の出力線と前記交流出力の出力線とを導通させる第2のスイッチと、前記バイパス給電線から前記交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、前記インバータ部で変換した交流電力を前記交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、前記第1のスイッチを導通させた状態で、前記第2のスイッチを導通状態にし、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第1のスイッチを非導通状態にして、前記インバータ部の変換を開始させる制御部とを備え、前記インバータ部の出力準備には、前記インバータ部において交流電力を出力する前に、直流電力を交流電力に変換する変換部に電圧を供給し、前記バイパス給電線から出力された交流電力との同期処理が含まれ、前記インバータ部の出力準備が完了した後とは、前記バイパス給電による交流電力との同期処理分の期間が経過した状態であることを特徴とする電源装置である。
また、本発明の一態様は、外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第1のスイッチと、供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、前記インバータ部の出力線と前記交流出力の出力線とを導通させる第2のスイッチと、を備える電源装置を制御する制御装置であって、前記バイパス給電線から前記交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、前記インバータ部で変換した交流電力を前記交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、前記第1のスイッチを導通させた状態で、前記第2のスイッチを導通状態にし、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第1のスイッチを非導通状態にして、前記インバータ部の変換を開始させる制御部を備え、前記インバータ部の出力準備には、前記インバータ部において交流電力を出力する前に、直流電力を交流電力に変換する変換部に電圧を供給し、前記バイパス給電線から出力された交流電力との同期処理が含まれ、前記インバータ部の出力準備が完了した後とは、前記バイパス給電による交流電力との同期処理分の期間が経過した状態であることを特徴とする制御装置である。
図1は、第1の実施形態による電源装置1の一例を示す機能ブロック図である。
図1に示すように、電源装置1は、制御装置10と、開閉スイッチ11と、半導体スイッチ12と、出力スイッチ13と、インバータ部20とを備える。電源装置1は、直流電源3から供給される直流電力をインバータ部20が変換した交流電力と、商用電源2から供給される交流電力とを切り替えて出力可能な電源装置である。ここで、商用電源2は、例えば、100V(ボルト)の交流電源である。
図2に示すように、インバータ部20は、DC/DC変換部21(直流/直流変換部)と、直流フィルタ部22と、DC/AC変換部23(直流/交流変換部)と、交流フィルタ部24と、出力リレー25と、インバータ制御部26とを備える。
直流フィルタ部22は、例えば、LCフィルタであり、DC/DC変換部21が変換した直流電圧からリップルを除去する。
出力リレー25は、例えば、リレースイッチであり、交流フィルタ部24の出力線と、交流電圧Vacの出力線L2との間に接続されている。出力リレー25は、インバータ制御部26から供給される制御信号に基づいて、オフ状態とオン状態とが切り替えられる。
図3は、本実施形態による電源装置1の切り替え処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、バイパス給電からインバータ給電に切り替える場合における電源装置1の切り替え処理について説明する。また、初期状態では、開閉スイッチ11がオン状態であり、インバータ部20が動作を停止しており、出力スイッチ13及び半導体スイッチ12がオフ状態であるものとする。
次に、制御部30は、インバータ部20の変換を開始させる(ステップS105)。制御部30は、インバータ部20に出力許可信号を送信する。この出力許可信号により、インバータ部20のインバータ制御部26は、DC/AC変換部23の動作(スイッチング動作)を開始させる。これにより、バイパス給電からインバータ給電に切り替えが完了する。ステップS105の処理後に、制御部30は、処理を終了する。
図4は、本実施形態による電源装置1の切り替え処理の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、上述した図3の場合と同様に、バイパス給電からインバータ給電に切り替える場合における電源装置1の切り替え処理を示している。また、この図においての初期状態は、上述した図3と同様である。
これにより、本実施形態による電源装置1は、インバータ部20の起動時間を考慮してバイパス給電からインバータ給電への切り替え時間を短縮しつつ、バイパス給電からインバータ給電に適切に切り替えを行うことができる。
これにより、本実施形態による電源装置1は、バイパス給電線L1から出力された交流電力と同期した上で、バイパス給電からインバータ給電に切り替えるため、より安全に(適切に)バイパス給電からインバータ給電に切り替えることができる。
これにより、本実施形態による制御装置10は、上述した電源装置1と同様に、バイパス給電からインバータ給電に切り替えを適切に行いつつ、構成を簡略化することができる。
次に、図面を参照して、第2の実施形態による電源装置1a及び制御装置10aについて説明する。
本実施形態では、半導体スイッチ12を備えずに、開閉スイッチ11を第1のスイッチとした場合の一例について説明する。
図5に示すように、電源装置1aは、制御装置10aと、開閉スイッチ11と、出力スイッチ13と、インバータ部20とを備える。また、制御装置10aは、電源装置1aを制御する装置であって、制御部30aを備える。
本実施形態において、バイパス給電用のスイッチは、開閉スイッチ11のみであり、開閉スイッチ11が、第1のスイッチとして機能する。
図6は、本実施形態による電源装置1aの切り替え処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、バイパス給電からインバータ給電に切り替える場合における電源装置1aの切り替え処理について説明する。また、初期状態では、開閉スイッチ11がオン状態であり、インバータ部20が動作を停止しており、出力スイッチ13がオフ状態であるものとする。
次に、制御部30aは、インバータ部20の出力準備が完了したか否かを判定する(ステップS203)。なお、ここでのインバータ部20の出力準備が完了したか否かを判定する処理は、上述した図3に示すステップS103の処理と同様である。制御部30aは、インバータ部20の出力準備が完了した場合(ステップS203:YES)に、処理をステップS204に進める。また、制御部30aは、インバータ部20の出力準備が完了していない場合(ステップS203:NO)に、処理をステップS203に戻す。
次に、制御部30aは、インバータ部20の変換を開始させる(ステップS205)。制御部30aは、インバータ部20に出力許可信号を送信する。この出力許可信号により、インバータ部20のインバータ制御部26は、DC/AC変換部23の動作(スイッチング動作)を開始させる。これにより、バイパス給電からインバータ給電に切り替えが完了する。ステップS205の処理後に、制御部30aは、処理を終了する。
図7は、本実施形態による電源装置1aの切り替え処理の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、上述した図6の場合と同様に、バイパス給電からインバータ給電に切り替える場合における電源装置1aの切り替え処理を示している。また、この図においての初期状態は、上述した図6と同様である。
また、本実施形態による電源装置1aは、第1の実施形態に比べて、半導体スイッチ12が削減されているため、さらに構成を簡略化することができる。
例えば、上記の各実施形態において、電源装置1(1a)は、1つのインバータ部20を備える例を説明したが、これに限定されるものではない。電源装置1(1a)は、複数のインバータ部20を備え、各インバータ部20が並列に接続される構成であってもよい。これにより、電源装置1(1a)は、インバータ供給可能な交流電力を増大させることができる。
また、上記の各実施形態において、制御部30(30a)とインバータ制御部26との間を、CANにより通信する例を説明したが、CANによる通信の代わりに、出力許可信号のような制御信号を用いてもよい。
2 商用電源
3 直流電源
10、10a 制御装置
11 開閉スイッチ
12 半導体スイッチ
13 出力スイッチ
20 インバータ部
21 DC/DC変換部
22 直流フィルタ部
23 DC/AC変換部
24 交流フィルタ部
25 出力リレー
26 インバータ制御部
30、30a 制御部
Claims (6)
- 外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第1のスイッチと、
供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、
機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、前記インバータ部の出力線と前記交流出力の出力線とを導通させる第2のスイッチと、
前記バイパス給電線から前記交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、前記インバータ部で変換した交流電力を前記交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、前記第1のスイッチを導通させた状態で、前記第2のスイッチを導通状態にし、前記インバータ部において交流電力を出力する前に、直流電力を交流電力に変換する変換部に電圧を供給し、前記バイパス給電による交流電力との同期処理分の期間が経過した状態である前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第1のスイッチを非導通状態にして、前記インバータ部の変換を開始させる制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記第2のスイッチを導通状態にさせる前に、前記インバータ部の動作の準備を開始させる指令であって、前記変換部に電圧を供給し、前記バイパス給電による交流電力との同期処理を開始させる指令を送信し、前記インバータ部の内部の出力線に前記バイパス給電線から出力された交流信号が到達したことを示す情報出力であって、前記インバータ部の内部の出力線と前記バイパス給電線との間に接続された出力リレースイッチの状態を出力する情報出力に基づいて、前記インバータ部の出力準備が完了したことを判定する
ことを特徴とする電源装置。 - 外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第1のスイッチと、
供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、
機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、前記インバータ部の出力線と前記交流出力の出力線とを導通させる第2のスイッチと、
前記バイパス給電線から前記交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、前記インバータ部で変換した交流電力を前記交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、前記第1のスイッチを導通させた状態で、前記第2のスイッチを導通状態にし、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第1のスイッチを非導通状態にして、前記インバータ部の変換を開始させる制御部と
を備え、
前記インバータ部の出力準備には、前記インバータ部において交流電力を出力する前に、直流電力を交流電力に変換する変換部に電圧を供給し、前記バイパス給電線から出力された交流電力との同期処理が含まれ、
前記インバータ部の出力準備が完了した後とは、前記バイパス給電による交流電力との同期処理分の期間が経過した状態である
ことを特徴とする電源装置。 - 前記第1のスイッチに並列に接続され、機械的に接点を開閉する開閉スイッチである第3のスイッチを備え、
前記第1のスイッチが、半導体スイッチであり、
前記制御部は、前記バイパス給電から前記インバータ給電に切り替える際に、前記第1のスイッチを導通状態にするとともに、前記第3のスイッチを非導通状態にした状態で、前記第2のスイッチを導通状態にさせ、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第1のスイッチを非導通状態にさせて、前記インバータ部の変換を開始させる
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電源装置。 - 前記第1のスイッチが、機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、
前記制御部は、前記バイパス給電から前記インバータ給電に切り替える際に、前記バイパス給電により前記第1のスイッチを導通させている状態で、前記第2のスイッチを導通状態にさせ、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第1のスイッチを非導通状態にさせて、前記インバータ部の変換を開始させる
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電源装置。 - 外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第1のスイッチと、供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、前記インバータ部の出力線と前記交流出力の出力線とを導通させる第2のスイッチと、を備える電源装置を制御する制御装置であって、
前記バイパス給電線から前記交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、前記インバータ部で変換した交流電力を前記交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、前記第1のスイッチを導通させた状態で、前記第2のスイッチを導通状態にし、前記インバータ部において交流電力を出力する前に、直流電力を交流電力に変換する変換部に電圧を供給し、前記バイパス給電による交流電力との同期処理分の期間が経過した状態である前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第1のスイッチを非導通状態にして、前記インバータ部の変換を開始させる制御部を備え、
前記制御部は、
前記第2のスイッチを導通状態にさせる前に、前記インバータ部の動作の準備を開始させる指令であって、前記変換部に電圧を供給し、前記バイパス給電による交流電力との同期処理を開始させる指令を送信し、前記インバータ部の内部の出力線に前記バイパス給電線から出力された交流信号が到達したことを示す情報出力であって、前記インバータ部の内部の出力線と前記バイパス給電線との間に接続された出力リレースイッチの状態を出力する情報出力に基づいて、前記インバータ部の出力準備が完了したことを判定する
ことを特徴とする制御装置。 - 外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線とを導通させる第1のスイッチと、供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、機械的に接点を開閉する開閉スイッチであり、前記インバータ部の出力線と前記交流出力の出力線とを導通させる第2のスイッチと、を備える電源装置を制御する制御装置であって、
前記バイパス給電線から前記交流出力の出力線に給電するバイパス給電から、前記インバータ部で変換した交流電力を前記交流出力の出力線に給電するインバータ給電に切り替える際に、前記第1のスイッチを導通させた状態で、前記第2のスイッチを導通状態にし、前記インバータ部の出力準備が完了した後に、前記第1のスイッチを非導通状態にして、前記インバータ部の変換を開始させる制御部を備え、
前記インバータ部の出力準備には、前記インバータ部において交流電力を出力する前に、直流電力を交流電力に変換する変換部に電圧を供給し、前記バイパス給電線から出力された交流電力との同期処理が含まれ、
前記インバータ部の出力準備が完了した後とは、前記バイパス給電による交流電力との同期処理分の期間が経過した状態である
ことを特徴とする制御装置。
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