JP6891745B2 - Ａｃインバータ - Google Patents

Description

本発明は、ＡＣインバータに関する。

既存のＡＣインバータとして、例えば、電力出力を開始した後、一方の出力端子または他方の出力端子とグランドとの間の絶縁抵抗が小さくなる漏電異常または一方の出力端子と他方の出力端子とが短絡する短絡異常が発生していることを判断すると、電力出力を終了して比較的大きな電流が出力端子に流れないようにするものがある。関連する技術として、例えば、特許文献１参照。

特開２００８−１２８８３７号公報

しかしながら、上述の既存のＡＣインバータでは、実際に漏電異常または短絡異常が発生している場合、電力出力を開始してから漏電異常または短絡異常が発生していることを判断するまでの期間において、比較的大きな電流が出力端子に流れてしまうという懸念がある。

本発明の一側面に係る目的は、電力出力を開始してから漏電異常または短絡異常が発生していることを判断するまでの期間において、出力端子に流れる電流を抑えることが可能なＡＣインバータを提供することである。

本発明に係る一つの形態であるＡＣインバータは、第１の電源部と、第２の電源部と、出力切替部と、電流検出部と、制御部とを備える。
第１の電源部は、第１の電力を出力する。

第２の電源部は、第１の電力よりも小さい第２の電力を出力する。
出力切替部は、第１の電力が出力端子から出力される状態、第２の電力が出力端子から出力される状態、並びに、第１及び第２の電力が出力端子から出力されない状態の何れかの状態に切り替える。

電流検出部は、出力切替部と出力端子との間の電力線に流れる電流を検出する。
制御部は、電力出力を開始するとき、第２の電力が出力端子から出力される状態に切り替わるように、出力切替部の動作を制御した後、電流検出部により検出される電流値が閾値以上である場合、第１及び第２の電力が出力端子から出力されない状態に切り替わるように、出力切替部の動作を制御し、電流検出部により検出される電流値が閾値よりも小さい場合、第１の電力が出力端子から出力される状態に切り替わるように、出力切替部の動作を制御する。

本発明によれば、ＡＣインバータにより電力出力が開始されてから漏電異常または短絡異常が発生していることが判断されるまでの期間において、出力端子に流れる電流を抑えることができる。

実施形態のＡＣインバータを示す図である。 制御部の動作を示すフローチャートである。 第１実施例のＡＣインバータを示す図である。 第１実施例の制御部の動作を示すフローチャートである。 第２実施例のＡＣインバータを示す図である。 第２実施例の制御部の動作を示すフローチャートである。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態のＡＣインバータを示す図である。
図１に示すＡＣインバータは、アウトレットに設けられた出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎを介して負荷に電力を供給する。

また、図１に示すＡＣインバータは、第１の電源部１と、第２の電源部２と、出力切替部３と、電流検出部４と、制御部５とを備える。
第１の電源部１は、第１の電力を出力する。

第２の電源部２は、第１の電力よりも小さい第２の電力を出力する。なお、第２の電源部２から出力される電圧及び電流は、第１の電源部１から出力される電圧及び電流よりも小さいものとする。

出力切替部３は、第１の電力が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態、第２の電力が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態、並びに、第１及び第２の電力が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態の何れかの状態に切り替える。

電流検出部４は、出力切替部３と出力端子Ｔｏｕｔｐとの間の電力線に流れる電流を検出する。なお、電流検出部４は、出力切替部３と出力端子Ｔｏｕｔｎとの間の電力線に流れる電流を検出するように構成してもよい。

制御部５は、電力出力を開始するとき、第２の電力が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御した後、電流検出部４により検出される電流値が閾値Ｉｔｈ以上である場合、第１及び第２の電力が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御し、電流検出部４により検出される電流値が閾値Ｉｔｈよりも小さい場合、第１の電力が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する。

図２は、制御部５の動作の一例を示すフローチャートである。なお、第１の電源部１から第１の電力が出力されているとともに、第２の電源部２から第２の電力が出力されているものとする。また、出力切替部３は、第１及び第２の電力が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替えているものとする。

まず、制御部５は、電力出力指令が入力されていないとき（Ｓ２１：Ｎｏ）、現在の状態を維持し、電力出力指令が入力されると（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、第２の電力が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する（Ｓ２２）。

次に、制御部５は、電流検出部４により検出される電流値を取得し（Ｓ２３）、その電流値が閾値Ｉｔｈ以上である場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、第１及び第２の電力が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する（Ｓ２５）。

また、制御部５は、電流検出部４により検出される電流値が閾値Ｉｔｈよりも小さい場合（Ｓ２４：Ｎｏ）、第１の電力が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する（Ｓ２６）。

上記閾値Ｉｔｈは、例えば、図１に示すＡＣインバータから第２の電力が出力されているときで、かつ、出力端子Ｔｏｕｔｐまたは出力端子Ｔｏｕｔｎが経年劣化することなどにより出力端子Ｔｏｕｔｐまたは出力端子Ｔｏｕｔｎとグランドとの間の絶縁抵抗が小さくなる漏電異常が発生しているとき、電流検出部４により検出される電流値とする。

または、上記閾値Ｉｔｈは、例えば、図１に示すＡＣインバータから第２の電力が出力されているときで、かつ、出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎが水没することなどにより出力端子Ｔｏｕｔｐと出力端子Ｔｏｕｔｎとが短絡する短絡異常が発生しているとき、電流検出部４により検出される電流値とする。

これにより、図１に示すＡＣインバータでは、漏電異常または短絡異常が発生しているとき、電流検出部４により検出される電流値が閾値Ｉｔｈ以上になるため、図１に示すＡＣインバータから出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎへ第１及び第２の電力が出力されないようにすることができる。

また、図１に示すＡＣインバータでは、電力出力指令が入力されてから電流検出部４により検出される電流値が閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを判断するまでの期間において、すなわち、電力出力を開始してから漏電異常または短絡異常が発生しているか否かを判断するまでの期間において、第１の電力よりも小さい第２の電力を出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力している。これにより、実際に漏電異常または短絡異常が発生していたとしても、電力出力が開始されてから漏電異常または短絡異常が発生していることを判断するまでの期間において、第１の電源部１から出力される電圧及び電流よりも小さい、第２の電源部２から出力される電圧及び電流を、図１に示すＡＣインバータから出力させることができるため、出力端子Ｔｏｕｔｐや出力端子Ｔｏｕｔｎに流れる電流を抑えることができる。

＜第１実施例＞
図３は、第１実施例のＡＣインバータを示す図である。なお、図３に示すＡＣインバータにおいて、図１に示すＡＣインバータと同じ構成には同じ符号を付している。

図３に示すＡＣインバータは、例えば、車両に搭載され、出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎを介して、パーソナルコンピュータやゲーム機器などの負荷に商用電源の交流電力と周波数や電圧が同じ交流電力（以下、商用交流電力という）を出力する。

また、図３に示すＡＣインバータは、第１の電源部１と、第２の電源部２と、出力切替部３と、電流検出部４と、制御部５とを備える。
第１の電源部１は、車両に搭載されるバッテリＢから出力される直流電圧Ｖｉｎを昇圧または降圧して直流電圧Ｖｏｕｔを出力するＤＣＤＣ変換部１１と、ＤＣＤＣ変換部１１から出力される直流電力を商用交流電力（第１の電力）に変換するＤＣＡＣ変換部１２とを備える。

ＤＣＤＣ変換部１１は、スイッチング素子ＳＷｄｃと、トランスＴと、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、インダクタＬと、コンデンサＣ１と、制御部１１１とを備える。
スイッチング素子ＳＷｄｃは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）とする。スイッチング素子ＳＷｄｃのソース端子はバッテリＢのマイナス端子に接続されている。バッテリＢのプラス端子はトランスＴの１次コイルの一方端に接続されている。トランスＴの１次コイルの他方端はスイッチング素子ＳＷｄｃのドレイン端子に接続されている。トランスＴの２次コイルの一方端はダイオードＤ１のアノード端子に接続されている。ダイオードＤ１のカソード端子はダイオードＤ２のカソード端子及びインダクタＬの一方端に接続されている。インダクタＬの他方端はコンデンサＣ１の一方端に接続されている。コンデンサＣ１の他方端はトランスＴの２次コイルの他方端及びダイオードＤ２のアノード端子に接続されている。

スイッチング素子ＳＷｄｃのオン、オフが繰り返されると、直流電圧Ｖｉｎが交流電圧に変換されトランスＴの１次コイルから２次コイルに伝達される。２次コイルに伝達された交流電圧は、ダイオードＤ１、Ｄ２により整流されるとともに、インダクタＬ及びコンデンサＣ１により平滑されることで直流電圧Ｖｏｕｔに変換される。

なお、ＤＣＤＣ変換部１１の回路構成は、直流電圧Ｖｉｎを直流電圧Ｖｏｕｔに変換することが可能な回路構成であれば、図３に示す回路構成に限定されない。
制御部１１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはプログラマブルデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）により構成される。

また、制御部１１１は、制御部５から出力される電力出力開始指示Ｓ１が入力されると、スイッチング素子ＳＷｄｃのオン、オフの制御を開始する。例えば、制御部１１１は、不図示の記憶部に記憶される、直流電圧Ｖｉｎと、スイッチング素子ＳＷｄｃのオン、オフを制御する制御信号Ｓｄｃのデューティ比との関係を示す情報を参照して、直流電圧Ｖｏｕｔが一定になるように、直流電圧Ｖｉｎが小さくなるほど、制御信号Ｓｄｃのデューティ比を大きくする。なお、直流電圧Ｖｉｎと、制御信号Ｓｄｃのデューティ比との関係を示す情報は、例えば、実験やシミュレーションなどを行うことにより予め求められているものとする。

また、制御部１１１は、制御部５から出力される電力出力終了指示Ｓ２が入力されると、スイッチング素子ＳＷｄｃのオン、オフの制御を終了する。
ＤＣＡＣ変換部１２は、スイッチング素子ＳＷａｃ１〜ＳＷａｃ４と、制御部１２１とを備える。

スイッチング素子ＳＷａｃ１〜ＳＷａｃ４は、それぞれ、例えば、ＭＯＳＦＥＴとする。スイッチングＳＷａｃ１のドレイン端子はコンデンサＣ１の一方端及びスイッチング素子ＳＷａｃ２のドレイン端子に接続され、スイッチング素子ＳＷａｃ１のソース端子はスイッチング素子ＳＷａｃ３のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷａｃ３のソース端子はコンデンサＣ１の他方端及びスイッチング素子ＳＷａｃ４のソース端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷａｃ４のドレイン端子はスイッチング素子ＳＷａｃ２のソース端子に接続されている。

スイッチング素子ＳＷａｃ１及びスイッチング素子ＳＷａｃ４がオンするとともに、スイッチング素子ＳＷａｃ２及びスイッチング素子ＳＷａｃ３がオフした後、スイッチング素子ＳＷａｃ１及びスイッチング素子ＳＷａｃ４がオフするとともに、スイッチング素子ＳＷａｃ２及びスイッチング素子ＳＷａｃ３がオンすることが繰り返されると、ＤＣＤＣ変換部１１から出力される直流電力が商用交流電力（第１の電力）に変換される。

なお、ＤＣＡＣ変換部１２の回路構成は、ＤＣＤＣ変換部１１から出力される直流電力を商用交流電力（第１の電力）に変換することが可能な回路構成であれば、図３に示す回路構成に限定されない。

制御部１２１は、例えば、ＣＰＵまたはプログラマブルデバイスにより構成される。
また、制御部１２１は、制御部５から出力される電力出力開始指示Ｓ３が入力されると、スイッチング素子ＳＷａｃ１〜ＳＷａｃ４のそれぞれのオン、オフの制御を開始する。例えば、制御部１２１は、不図示の記憶部に記憶される、直流電圧Ｖｏｕｔと、スイッチング素子ＳＷａｃ１〜ＳＷａｃ４のそれぞれのオン、オフを制御する制御信号Ｓａｃ１〜Ｓａｃ４のデューティ比との関係を示す情報を参照して、商用交流電力（第１の電力）の実効値が許容範囲内になるように、電流検出部４により検出される電流値の増加に伴って直流電圧Ｖｏｕｔが小さくなるほど、制御信号Ｓａｃ１〜Ｓａｃ４のデューティ比を大きくする。なお、直流電圧Ｖｏｕｔと、制御信号Ｓａｃ１〜Ｓａｃ４のデューティ比との関係を示す情報は、例えば、実験やシミュレーションなどを行うことにより予め求められているものとする。

また、制御部１２１は、制御部５から出力される電力出力終了指示Ｓ４が入力されると、スイッチング素子ＳＷａｃ１〜ＳＷａｃ４のそれぞれのオン、オフの制御を終了する。
第２の電源部２は、ＤＣＤＣ変換部２１と、コンデンサＣ２を備える。

また、第２の電源部２は、コンデンサＣ２を充電させた後、そのコンデンサＣ２から商用交流電力（第１の電力）よりも小さい直流電力（第２の電力）を出力させる。なお、第２の電源部２から出力される直流電圧及び直流電流は、第１の電源部１から出力される交流電圧及び交流電流それぞれの実効値または最大値よりも小さいものとする。また、ＤＣＤＣ変換部２１の回路構成は、バッテリＢから出力される直流電力を用いて、コンデンサＣ２を充電させることが可能な回路構成であれば、特に限定されない。

出力切替部３は、３端子スイッチＳＷｐと、３端子スイッチＳＷｎとを備える。
３端子スイッチＳＷｐは、端子Ｔｐ１と、端子Ｔｐ２と、端子Ｔｐ３とを備える。
端子Ｔｐ１はスイッチング素子ＳＷａｃ１のソース端子とスイッチング素子ＳＷａｃ３のドレイン端子との接続点に接続されている。端子Ｔｐ２はコンデンサＣ２の一方端に接続されている。端子Ｔｐ３は電流検出部４を介して出力端子Ｔｏｕｔｐに接続されている。

３端子スイッチＳＷｎは、端子Ｔｎ１と、端子Ｔｎ２と、端子Ｔｎ３とを備える。
端子Ｔｎ１はスイッチング素子ＳＷａｃ２のソース端子とスイッチング素子ＳＷａｃ４のドレイン端子との接続点に接続されている。端子Ｔｎ２はコンデンサＣ２の他方端に接続されている。端子Ｔｎ３は出力端子Ｔｏｕｔｎに接続されている。

電流検出部４は、例えば、シャント抵抗やホール素子により構成される。
制御部５は、例えば、ＣＰＵまたはプログラマブルデバイスにより構成される。
また、制御部５は、３端子スイッチＳＷｐ及び３端子スイッチＳＷｎのそれぞれの動作を制御する。

例えば、制御部５は、第１の電源部１から出力される商用交流電力（第１の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する場合、端子Ｔｐ３が端子Ｔｐ１と電気的に接続されるように３端子スイッチＳＷｐの動作を制御するとともに、端子Ｔｎ３が端子Ｔｎ１と電気的に接続されるように３端子スイッチＳＷｎの動作を制御する。

また、例えば、制御部５は、第２の電源部２から出力される直流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する場合、端子Ｔｐ３が端子Ｔｐ２と電気的に接続されるように３端子スイッチＳＷｐの動作を制御するとともに、端子Ｔｎ３が端子Ｔｎ２と電気的に接続されるように３端子スイッチＳＷｎの動作を制御する。

また、例えば、制御部５は、商用交流電力（第１の電力）及び直流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する場合、端子Ｔｐ３が端子Ｔｐ１にも端子Ｔｐ２にも電気的に接続されないように３端子スイッチＳＷｐの動作を制御するとともに、端子Ｔｎ３が端子Ｔｎ１にも端子Ｔｎ２にも電気的に接続されないように３端子スイッチＳＷｎの動作を制御する。

また、制御部５は、電力出力を開始するとき、直流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御した後、電流検出部４により検出される電流値が閾値Ｉｔｈ以上である場合、商用交流電力（第１の電力）及び直流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御し、電流検出部４により検出される電流値が閾値Ｉｔｈよりも小さい場合、商用交流電力（第１の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部４の動作を制御する。

図４は、第１実施例の制御部５の動作を示すフローチャートである。なお、ＤＣＤＣ変換部１１及びＤＣＡＣ変換部１２は動作していないものとする。また、ＤＣＤＣ変換部２１は動作していないものとし、コンデンサＣ２にエネルギーが蓄積されていないものとする。また、出力切替部３は、商用交流電力（第１の電力）及び直流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替えているものとする。

まず、制御部５は、電力出力指令が入力されていないとき（Ｓ４１：Ｎｏ）、現在の状態を維持し、電力出力指令が入力されると（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、ＤＣＤＣ変換部２１を動作させてコンデンサＣ２を充電させる（Ｓ４２）。例えば、ユーザによりイグニッションオンが指示されると、車両の走行を制御する走行制御部６から制御部５へ電力出力指令が出力されるものとする。

次に、制御部５は、直流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する（Ｓ４３）。

次に、制御部５は、電流検出部４により検出される電流値を取得し（Ｓ４４）、その電流値が閾値Ｉｔｈ以上である場合（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、商用交流電力（第１の電力）及び直流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御し（Ｓ４６）、漏電異常または短絡異常が発生している旨の信号を走行制御部６に出力する（Ｓ４７）。走行制御部６は、漏電異常または短絡異常が発生している旨の信号が入力されると、その旨をユーザに通知する。

また、制御部５は、電流検出部４により検出される電流値が閾値Ｉｔｈよりも小さい場合（Ｓ４５：Ｎｏ）、商用交流電力（第１の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御し（Ｓ４８）、電力出力開始指令Ｓ１を制御部１１１へ出力するとともに、電力出力開始指令Ｓ３を制御部１２１へ出力する（Ｓ４９）。

上記閾値Ｉｔｈは、例えば、図３に示すＡＣインバータから直流電力（第２の電力）が出力されているときで、かつ、漏電異常または短絡異常が発生しているとき、電流検出部４により検出される電流値とする。

これにより、図３に示すＡＣインバータでは、漏電異常または短絡異常が発生しているとき、電流検出部４により検出される電流値が閾値Ｉｔｈ以上になるため、図３に示すＡＣインバータから出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎへ商用交流電力（第１の電力）及び直流電力（第２の電力）が出力されないようにすることができる。

また、図３に示すＡＣインバータでは、電力出力指令が入力されてから電流検出部４により検出される電流値が閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを判断するまでの期間において、すなわち、電力出力を開始してから漏電異常または短絡異常が発生しているか否かを判断するまでの期間において、商用交流電力（第１の電力）よりも小さい直流電力（第２の電力）を出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力している。これにより、実際に漏電異常または短絡異常が発生していたとしても、電力出力を開始してから漏電異常または短絡異常が発生していることを判断するまでの期間において、第１の電源部１から出力される交流電圧及び交流電流それぞれの実効値または最大値よりも小さい、第２の電源部２から出力される直流電圧及び直流電流を、図３に示すＡＣインバータから出力させることができるため、出力端子Ｔｏｕｔｐや出力端子Ｔｏｕｔｎに流れる電流を抑えることができる。

＜第２実施例＞
図５は、第２実施例のＡＣインバータを示す図である。なお、図５に示すＡＣインバータにおいて、図１に示すＡＣインバータや図３に示すＡＣインバータと同じ構成には同じ符号を付している。

図５に示すＡＣインバータは、図３に示すＡＣインバータと同様に、例えば、車両に搭載され、出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎを介して、パーソナルコンピュータやゲーム機器などの負荷に商用交流電力を出力する。

図５に示すＡＣインバータは、第１の電源部１と、第２の電源部２と、出力切替部３と、電流検出部４と、制御部５とを備える。
第１の電源部１は、車両に搭載されるバッテリＢから出力される直流電圧Ｖｉｎを昇圧または降圧し直流電圧Ｖｏｕｔを出力するＤＣＤＣ変換部１１と、ＤＣＤＣ変換部１１から出力される直流電力を商用交流電力（第１の電力）に変換するＤＣＡＣ変換部１２とを備える。なお、図５に示すＤＣＤＣ変換部１１の回路構成は、直流電圧Ｖｉｎを直流電圧Ｖｏｕｔに変換することが可能な回路構成であれば、図３に示すＤＣＤＣ変換部１１と同じ回路構成を採用してもよいし、他の回路構成を採用してもよい。また、図５に示すＤＣＡＣ変換部１２の回路構成は、ＤＣＤＣ変換部１１から出力される直流電力を商用交流電力（第１の電力）に変換することが可能な回路構成であれば、図３に示すＤＣＡＣ変換部１２と同じ回路構成を採用してもよいし、他の回路構成を採用してもよい。

第２の電源部２は、抵抗Ｒを備え、ＤＣＡＣ変換部１２から出力される商用交流電力（第１の電力）を抵抗Ｒにより消費させて、商用交流電力（第１の電力）よりも小さい交流電力（第２の電力）を出力する。なお、第２の電源部２から出力される交流電圧及び交流電流は、第１の電源部１から出力される交流電圧及び交流電流よりも実効値または最大値が小さいものとする。また、抵抗Ｒは、互いに直列接続される２つ以上の抵抗や互いに並列接続される２つ以上の抵抗により構成されてもよい。

出力切替部３は、３端子スイッチＳＷｐを備える。
３端子スイッチＳＷｐは、端子Ｔｐ１と、端子Ｔｐ２と、端子Ｔｐ３とを備える。すなわち、端子Ｔｐ１及び抵抗Ｒの一方端はＤＣＡＣ変換部１２の一方の出力に接続されている。端子Ｔｐ２は抵抗Ｒの他方端に接続されている。端子Ｔｐ３は電流検出部４を介して出力端子Ｔｏｕｔｐに接続されている。出力端子ＴｏｕｔｎはＤＣＡＣ変換部１２の他方の出力に接続されている。

電流検出部４は、例えば、シャント抵抗やホール素子により構成される。
制御部５は、例えば、ＣＰＵまたはプログラマブルデバイスにより構成される。
また、制御部５は、３端子スイッチＳＷｐの動作を制御する。

例えば、制御部５は、第１の電源部１から出力される商用交流電力（第１の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する場合、端子Ｔｐ３が端子Ｔｐ１と電気的に接続されるように３端子スイッチＳＷｐの動作を制御する。

また、例えば、制御部５は、第２の電源部２から出力される交流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する場合、端子Ｔｐ３が端子Ｔｐ２と電気的に接続されるように３端子スイッチＳＷｐの動作を制御する。

また、例えば、制御部５は、商用交流電力（第１の電力）及び交流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する場合、端子Ｔｐ３が端子Ｔｐ１にも端子Ｔｐ２にも電気的に接続されないように３端子スイッチＳＷｐの動作を制御する。

また、制御部５は、電力出力を開始するとき、交流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御した後、電流検出部４により検出される電流値の実効値または最大値が閾値Ｉｔｈ以上である場合、商用交流電力（第１の電力）及び交流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御し、電流検出部４により検出される電流値の実効値または最大値が閾値Ｉｔｈよりも小さい場合、商用交流電力（第１の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する。

図６は、第２実施例の制御部５の動作を示すフローチャートである。なお、ＤＣＤＣ変換部１１及びＤＣＡＣ変換部１２は動作していないものとする。また、出力切替部３は、商用交流電力（第１の電力）及び交流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替えているものとする。

まず、制御部５は、電力出力指令が入力されていないとき（Ｓ６１：Ｎｏ）、現在の状態を維持し、電力出力指令が入力されると（Ｓ６１：Ｙｅｓ）、交流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する（Ｓ６２）。例えば、ユーザによりイグニッションオンが指示されると、車両の走行を制御する走行制御部６から制御部５へ電力出力指令が出力されるものとする。

次に、制御部５は、ＤＣＤＣ変換部１１およびＤＣＡＣ変換部１２の動作を開始させるための電力出力開始指示を出力する（Ｓ６３）。
次に、制御部５は、電流検出部４により検出される電流値の実効値または最大値を求め（Ｓ６４）、その電流値の実効値または最大値が閾値Ｉｔｈ以上である場合（Ｓ６５：Ｙｅｓ）、電力出力停止指示を出力し（Ｓ６６）、商用交流電力（第１の電力）及び交流電力（第２の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力されない状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御し（Ｓ６７）、漏電異常または短絡異常が発生している旨の信号を走行制御部６に出力する（Ｓ６８）。走行制御部６は、漏電異常または短絡異常が発生している旨の信号が入力されると、その旨をユーザに通知する。

また、制御部５は、電流検出部４により検出される電流値の実効値または最大値が閾値Ｉｔｈよりも小さい場合（Ｓ６５：Ｎｏ）、商用交流電力（第１の電力）が出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力される状態に切り替わるように、出力切替部３の動作を制御する（Ｓ６９）。

上記閾値Ｉｔｈは、例えば、図５に示すＡＣインバータから交流電力（第２の電力）が出力されているときで、かつ、漏電異常または短絡異常が発生しているとき、電流検出部４により検出される電流値の実効値または最大値とする。

これにより、図５に示すＡＣインバータでは、漏電異常または短絡異常が発生しているとき、電流検出部４により検出される電流値の実効値または最大値が閾値Ｉｔｈ以上になるため、図５に示すＡＣインバータから出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎへ商用交流電力（第１の電力）及び交流電力（第２の電力）が出力されないようにすることができる。

また、図５に示すＡＣインバータでは、電力出力指令が入力されてから電流検出部４により検出される電流値の実効値または最大値が閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを判断するまでの期間において、すなわち、電力出力を開始してから漏電異常または短絡異常が発生しているか否かを判断するまでの期間において、商用交流電力（第１の電力）よりも小さい交流電力（第２の電力）を出力端子Ｔｏｕｔｐ及び出力端子Ｔｏｕｔｎから出力している。これにより、実際に漏電異常または短絡異常が発生していたとしても、電力出力を開始してから漏電異常または短絡異常が発生していることを検出するまでの期間において、第１の電源部１から出力される交流電圧及び交流電流よりも実効値または最大値が小さい、第２の電源部２から出力される交流電圧及び交流電流を、図５に示すＡＣインバータから出力させることができるため、出力端子Ｔｏｕｔｐや出力端子Ｔｏｕｔｎに流れる電流を抑えることができる。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
例えば、図５に示すＡＣインバータでは、第２の電源部２の抵抗Ｒの一方端がＤＣＡＣ変換部１２一方の出力に接続される構成であるが、第２の電源部２の抵抗Ｒの一方端がＤＣＤＣ変換部１１の一方の出力に接続されるように構成してもよい。

このようにＡＣインバータを構成する場合、第２の電源部２は、ＤＣＤＣ変換部１１から出力される直流電力を抵抗Ｒにより消費させて、商用交流電力（第１の電力）よりも小さい直流電力（第２の電力）を出力する。なお、第２の電源部２から出力される直流電圧及び直流電流は、第１の電源部１から出力される交流電圧及び交流電流それぞれの実効値または最大値よりも小さいものとする。

また、出力切替部３は、図３に示す出力切替部３と同様に、３端子スイッチＳＷｐと、３端子スイッチＳＷｎとを備える。端子Ｔｐ１はスイッチング素子ＳＷａｃ１のソース端子とスイッチング素子ＳＷａｃ３のドレイン端子との接続点に接続される。端子Ｔｐ２は抵抗Ｒの他方端に接続される。端子Ｔｐ３は電流検出部４を介して出力端子Ｔｏｕｔｐに接続される。端子Ｔｎ１はスイッチング素子ＳＷａｃ２のソース端子とスイッチング素子ＳＷａｃ４のドレイン端子との接続点に接続される。端子Ｔｎ２はコンデンサＣ１の他方端すなわちＤＣＤＣ変換部１１の他方の出力に接続される。端子Ｔｎ３は出力端子Ｔｏｕｔｎに接続される。

なお、制御部５の動作は、図３に示す制御部５の動作と同様である。
このようにＡＣインバータを構成した場合、実際に漏電異常または短絡異常が発生していたとしても、電力出力を開始してから漏電異常または短絡異常が発生していることを検出するまでの期間において、第１の電源部１から出力される交流電圧及び交流電流それぞれの実効値または最大値よりも小さい、第２の電源部２から出力される直流電圧及び直流電流を、ＡＣインバータから出力させることができるため、出力端子Ｔｏｕｔｐや出力端子Ｔｏｕｔｎに流れる電流を抑えることができる

１ 第１の電源部
２ 第２の電源部
３ 出力切替部
４ 電流検出部
５ 制御部
６ 走行制御部
１１ ＤＣＤＣ変換部
１１１ 制御部
１２ ＤＣＡＣ変換部
１２１ 制御部
２１ ＤＣＤＣ変換部

Claims (3)

1. 第１の交流電力を出力する第１の電源部と、
   前記第１の交流電力よりも小さい第２の電力を出力する第２の電源部と、
   前記第１の交流電力が出力端子から出力される状態、前記第２の電力が前記出力端子から出力される状態、及び、前記第１の交流電力及び前記第２の電力が出力端子から出力されない状態の何れかの状態に切り替える出力切替部と、
   前記出力切替部と前記出力端子との間の電力線に流れる電流を検出する電流検出部と、
   電力出力を開始するとき、前記第２の電力が前記出力端子から出力される状態に切り替わるように、前記出力切替部の動作を制御した後、前記電流検出部により検出される電流値が閾値以上である場合、前記第１の交流電力及び前記第２の電力が前記出力端子から出力されない状態に切り替わるように、前記出力切替部の動作を制御し、前記電流検出部により検出される電流値が前記閾値よりも小さい場合、前記第１の交流電力が前記出力端子から出力される状態に切り替わるように、前記出力切替部の動作を制御する制御部と、
   を備えるＡＣインバータ。
2. 請求項１に記載のＡＣインバータであって、
   前記第２の電源部は、コンデンサを備え、前記コンデンサを充電させた後、前記コンデンサから前記第２の電力を出力する
   ことを特徴とするＡＣインバータ。
3. 請求項１に記載のＡＣインバータであって、
   前記第２の電源部は、抵抗を備え、前記第１の交流電力を前記抵抗により消費させることにより前記第２の電力を出力する
   ことを特徴とするＡＣインバータ。

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