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JP7363251B2 - Power conversion equipment, electric vehicles, railway vehicles and servers - Google Patents

Power conversion equipment, electric vehicles, railway vehicles and servers Download PDF

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JP7363251B2 JP2019168720A JP2019168720A JP7363251B2 JP 7363251 B2 JP7363251 B2 JP 7363251B2 JP 2019168720 A JP2019168720 A JP 2019168720A JP 2019168720 A JP2019168720 A JP 2019168720A JP 7363251 B2 JP7363251 B2 JP 7363251B2
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Description

本発明は、入力側と出力側を絶縁する絶縁型DC/DC(直流/直流)変換装置である電力変換装置、当該電力変換装置を備えた電動車両、鉄道車両及びサーバに関する。 The present invention relates to a power conversion device that is an isolated DC/DC (direct current/direct current) conversion device that insulates an input side and an output side, an electric vehicle, a railway vehicle, and a server equipped with the power conversion device.

特許文献1に開示される電力変換装置は、直流電圧を交流電圧に変換するスイッチ回路と、当該交流電圧が入力される1次側巻線と2次側巻線とを有するセンタータップ型のトランスと、2次側巻線に接続される整流回路とを備える。当該整流回路は、2次側巻線の一端側に並列接続される複数の整流用のダイオード(第1ダイオード群)と、2次側巻線の他端側に並列接続される複数の整流用のダイオード(第2ダイオード群)とを備える。また、特許文献1に開示される電力変換装置は、第1ダイオード群の内、1つのダイオードの隣りに設けられダイオードの温度を検出する温度センサ(第1温度センサ)と、第2ダイオード群の内、1つのダイオードの隣りに設けられダイオードの温度を検出する温度センサ(第2温度センサ)と、第1温度センサ及び第2温度センサのそれぞれで検出された温度の差分が所定の範囲外のとき、第1ダイオード群及び第2ダイオード群の内、何れかのダイオードに故障が生じたと判断する故障検出部とを備える。これにより、整流器として並列された複数のダイオードの故障をシンプルな構成で検出することができる。 The power conversion device disclosed in Patent Document 1 includes a center-tapped transformer having a switch circuit that converts DC voltage into AC voltage, and a primary winding and a secondary winding into which the AC voltage is input. and a rectifier circuit connected to the secondary winding. The rectifier circuit includes a plurality of rectifier diodes (first diode group) connected in parallel to one end of the secondary winding, and a plurality of rectifier diodes connected in parallel to the other end of the secondary winding. diodes (second diode group). Further, the power conversion device disclosed in Patent Document 1 includes a temperature sensor (first temperature sensor) that is provided next to one diode in the first diode group and detects the temperature of the diode, and a temperature sensor (first temperature sensor) that is provided next to one diode in the first diode group and Among them, there is a temperature sensor (second temperature sensor) installed next to one diode that detects the temperature of the diode, and the temperature difference detected by each of the first temperature sensor and the second temperature sensor is outside the predetermined range. and a failure detection unit that determines that a failure has occurred in one of the diodes in the first diode group and the second diode group. Thereby, failures in multiple diodes connected in parallel as a rectifier can be detected with a simple configuration.

特開2014-103732号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-103732

しかしながら、特許文献1に開示される従来技術では、ダイオード群の内、1つのダイオードの隣りに温度センサが設けられているため、ダイオード群の何れのダイオードが故障したのかを判断できない。また、何れかのダイオードが開放故障した場合、当該ダイオード以外の健全なダイオードに大電流が流れて、健全なダイオードの温度が上昇する。このとき、開放故障した時点から健全なダイオードの温度が上昇するまでにタイムラグがあるため、ダイオードの故障が検出されるまでに、健全なダイオードに大電流が流れ続けて破壊される虞がある。このように従来の電力変換装置では、複数のダイオードの故障を検出する上での改善の余地がある。 However, in the conventional technology disclosed in Patent Document 1, since a temperature sensor is provided next to one diode in a diode group, it is not possible to determine which diode in the diode group has failed. Further, when any diode has an open failure, a large current flows through healthy diodes other than the diode, and the temperature of the healthy diode increases. At this time, since there is a time lag between the time when the open failure occurs and the temperature of the healthy diode rises, there is a risk that a large current will continue to flow through the healthy diode and destroy it by the time the diode failure is detected. As described above, in the conventional power conversion device, there is room for improvement in detecting a failure of a plurality of diodes.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ダイオードの故障を容易にかつ精度良く検出できる電力変換装置を得ることを目的とる。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a power conversion device that can easily and accurately detect a failure of a diode.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る電力変換装置は、上アームスイッチング素子と当該上アームスイッチング素子に直列接続される下アームスイッチング素子とが相補的に動作することにより、直流電圧を交流電圧に変換する電圧変換部と、前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子が接続される1次側巻線とセンタータップを有する2次側巻線とを有する絶縁トランスと、前記2次側巻線の一端に接続され前記上アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第1ダイオードと、前記2次側巻線の他端に前記下アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第2ダイオードとを有し、前記2次側巻線の電圧を整流する整流部と、前記第1ダイオードに流れる電流と前記第2ダイオードに流れる電流との総和を検出する電流検出器と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objects, the power conversion device according to the present invention has an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series to the upper arm switching element, which operate in a complementary manner. , an isolation transformer having a voltage converter that converts a DC voltage into an AC voltage, a primary winding to which the upper arm switching element and the lower arm switching element are connected, and a secondary winding having a center tap; , a first diode for rectification that is connected to one end of the secondary winding and becomes conductive when the upper arm switching element is ON; and the lower arm switching element is connected to the other end of the secondary winding. a rectifier having a second diode for rectification that becomes conductive when turned on, and rectifying the voltage of the secondary winding; a current flowing through the first diode and a current flowing through the second diode; and a current detector that detects the total sum of the current.

本発明によれば、ダイオードの故障を容易にかつ精度良く検出できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to easily and accurately detect a failure of a diode.

本発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a power conversion device according to an embodiment of the present invention 制御部の構成例を示す図Diagram showing an example of the configuration of the control unit ダイオード故障検出部60の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a diode failure detection section 60 ダイオード30aが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the state of the failure determination signal etc. before and after the diode 30a has an open failure ダイオード31aが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the state of the failure determination signal etc. before and after the diode 31a has an open failure ダイオード故障検出部61の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a diode failure detection section 61 ダイオード30bが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the states of failure determination signals, etc. before and after the diode 30b has an open failure ダイオード31bが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the state of the failure determination signal etc. before and after the diode 31b has an open failure ダイオード故障検出部62の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of the diode failure detection section 62 ダイオード30cが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the states of failure determination signals, etc. before and after the diode 30c has an open failure ダイオード31cが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the states of failure determination signals, etc. before and after the diode 31c has an open failure 変形例に係るダイオード故障検出部60Aの構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a diode failure detection section 60A according to a modification example. 変形例に係るダイオード故障検出部61Aの構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a diode failure detection unit 61A according to a modification example. 本実施の形態に係る電力変換装置1を備えるインバータ装置が搭載される車両の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a vehicle in which an inverter device including a power conversion device 1 according to the present embodiment is mounted. 本実施の形態に係る電力変換装置1を備える列車推進装置が搭載される鉄道車両の構成例を示す図A diagram showing an example of the configuration of a railway vehicle on which a train propulsion device including a power conversion device 1 according to the present embodiment is mounted. 本実施の形態に係る電力変換装置1を備えるサーバの構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a server including a power conversion device 1 according to the present embodiment

以下に、本発明の実施の形態に係る電力変換装置、電動車両、鉄道車両及びサーバを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the power conversion device, electric vehicle, railway vehicle, and server which concern on embodiment of this invention are demonstrated in detail based on drawing. Note that the present invention is not limited to this embodiment.

実施の形態
図1は本発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成例を示す図である。電力変換装置1の1次側には直流電源100が接続され、電力変換装置1の2次側には直流負荷200が接続される。電力変換装置1は直流電源100からの直流電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換して直流負荷200に入力するDC/DCコンバータ回路である。
Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a power conversion device according to an embodiment of the present invention. A DC power supply 100 is connected to the primary side of the power converter 1, and a DC load 200 is connected to the secondary side of the power converter 1. The power converter 1 is a DC/DC converter circuit that converts a DC voltage from a DC power supply 100 into a DC voltage of a desired voltage value and inputs the DC voltage to a DC load 200.

電力変換装置1は、直列接続されるコンデンサ11及びコンデンサ12、パワーデバイス13、センタータップ型絶縁トランス14と、整流部40、電流検出器35a、電流検出器35b、直流電圧検出器17、出力電流検出器18、制御部19、及びゲートドライブ回路20を備える。 The power converter 1 includes a capacitor 11 and a capacitor 12 connected in series, a power device 13, a center-tapped isolation transformer 14, a rectifier 40, a current detector 35a, a current detector 35b, a DC voltage detector 17, and an output current. It includes a detector 18, a control section 19, and a gate drive circuit 20.

直流電源100には、コンデンサ11及びコンデンサ12の直列接続体とパワーデバイス13とが並列接続される。当該直列接続体の一端は、直流電源100の正極とパワーデバイス13の一端とに接続される。当該直列接続体の他端は、直流電源100の負極とパワーデバイス13の他端とに接続される。コンデンサ11及びコンデンサ12の互いの接続点2は、センタータップ型絶縁トランス14の1次側巻線14aの一端に接続される。 A series connection body of a capacitor 11 and a capacitor 12 and a power device 13 are connected in parallel to the DC power supply 100 . One end of the series connection body is connected to the positive electrode of DC power supply 100 and one end of power device 13 . The other end of the series connection body is connected to the negative electrode of DC power supply 100 and the other end of power device 13 . A mutual connection point 2 of the capacitor 11 and the capacitor 12 is connected to one end of the primary winding 14 a of the center-tapped isolation transformer 14 .

パワーデバイス13は、上アームスイッチング素子13aと上アームスイッチング素子13aに直列接続される下アームスイッチング素子13bとが相補的に動作することにより、直流電圧を交流電圧に変換する電圧変換部である。 The power device 13 is a voltage converter that converts a DC voltage into an AC voltage by complementary operation of an upper arm switching element 13a and a lower arm switching element 13b connected in series to the upper arm switching element 13a.

上アームスイッチング素子13a及び下アームスイッチング素子13bは、例えば、Nチャネル型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。なお、上アームスイッチング素子13a及び下アームスイッチング素子13bは、Nチャネル型MOSFETに限定されず、FET(Field Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などでもよい。 The upper arm switching element 13a and the lower arm switching element 13b are, for example, N-channel MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors). Note that the upper arm switching element 13a and the lower arm switching element 13b are not limited to N-channel MOSFETs, and may be FETs (Field Effect Transistors), IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), or the like.

上アームスイッチング素子13a及び下アームスイッチング素子13bの直列接続体の一端は、直流電源100の正極とコンデンサ11とに接続される。当該直列接続体の他端は、直流電源100の負極とコンデンサ12とに接続される。上アームスイッチング素子13a及び下アームスイッチング素子13bの互いの接続点3は、センタータップ型絶縁トランス14の1次側巻線14aの他端に接続される。以下では、上アームスイッチング素子13aを単に「上アーム」と、下アームスイッチング素子13bを単に「下アーム」と称する場合がある。 One end of the series connection of the upper arm switching element 13a and the lower arm switching element 13b is connected to the positive electrode of the DC power supply 100 and the capacitor 11. The other end of the series connection body is connected to the negative electrode of DC power supply 100 and capacitor 12 . A mutual connection point 3 of the upper arm switching element 13a and the lower arm switching element 13b is connected to the other end of the primary winding 14a of the center-tapped isolation transformer 14. Hereinafter, the upper arm switching element 13a may be simply referred to as an "upper arm" and the lower arm switching element 13b may simply be referred to as a "lower arm."

整流部40は、複数の整流用の第1ダイオードであるダイオード30a及びダイオード30bと、複数の整流用の第2ダイオードであるダイオード31a及びダイオード31bとを備える。また整流部40は、電流検出器35a及び電流検出器35bによる電流検出が行われておらず第1ダイオードと並列接続される第3ダイオードであるダイオード30cと、電流検出器35a及び電流検出器35bによる電流検出が行われておらず第2ダイオードと並列接続される第4ダイオードであるダイオード31cとを備える。また整流部40は、第1ダイオード、第2ダイオード、第3ダイオード及び第4ダイオードで整流された電圧を平滑する平滑リアクトル15と、平滑コンデンサ16とを備える。以下では、ダイオード30a、ダイオード30b、ダイオード30c、ダイオード31a、ダイオード31b、及びダイオード31cのそれぞれを区別しない場合、「整流ダイオード」と称する。また以下では、6つのダイオード30a、ダイオード30b、ダイオード30c、ダイオード31a、ダイオード31b、及びダイオード31cを「複数の整流ダイオード」と称する場合がある。 The rectifier 40 includes a diode 30a and a diode 30b that are a plurality of first diodes for rectification, and a diode 31a and a diode 31b that are a plurality of second diodes for rectification. In addition, the rectifier 40 includes a diode 30c, which is a third diode that is connected in parallel with the first diode and whose current is not detected by the current detector 35a and the current detector 35b, and the current detector 35a and the current detector 35b. The diode 31c is a fourth diode connected in parallel with the second diode. The rectifier 40 also includes a smoothing reactor 15 and a smoothing capacitor 16 that smooth the voltage rectified by the first diode, the second diode, the third diode, and the fourth diode. Hereinafter, the diodes 30a, 30b, 30c, 31a, 31b, and 31c will be referred to as "rectifier diodes" unless they are distinguished from each other. Moreover, below, the six diodes 30a, diode 30b, diode 30c, diode 31a, diode 31b, and diode 31c may be referred to as "a plurality of rectifier diodes."

ダイオード30a、ダイオード30b及びダイオード30cは、センタータップ型絶縁トランス14の正極側出力端子Pと、平滑リアクトル15の一端との間に、並列接続される。ダイオード30a、ダイオード30b及びダイオード30cのそれぞれのアノードは、センタータップ型絶縁トランス14の正極側出力端子Pを介して、2次側巻線14bの一端に接続される。ダイオード30a、ダイオード30b及びダイオード30cのそれぞれのカソードは、平滑リアクトル15の一端に接続される。 The diode 30a, the diode 30b, and the diode 30c are connected in parallel between the positive output terminal P of the center-tapped isolation transformer 14 and one end of the smoothing reactor 15. The anodes of the diodes 30a, 30b, and 30c are connected to one end of the secondary winding 14b via the positive output terminal P of the center-tapped isolation transformer 14. Each cathode of diode 30a, diode 30b, and diode 30c is connected to one end of smoothing reactor 15.

ダイオード31a、ダイオード31b及びダイオード31cは、センタータップ型絶縁トランス14の負極側出力端子Nと、平滑リアクトル15の一端との間に、並列接続される。ダイオード31a、ダイオード31b及びダイオード31cのそれぞれのアノードは、センタータップ型絶縁トランス14の負極側出力端子Nを介して、2次側巻線14bの他端に接続される。 The diode 31a, the diode 31b, and the diode 31c are connected in parallel between the negative output terminal N of the center-tapped isolation transformer 14 and one end of the smoothing reactor 15. The anodes of the diodes 31a, 31b, and 31c are connected to the other end of the secondary winding 14b via the negative output terminal N of the center-tapped isolation transformer 14.

ダイオード31a、ダイオード31b及びダイオード31cのそれぞれのカソードは、平滑リアクトル15の一端に接続される。 Each cathode of the diode 31a, the diode 31b, and the diode 31c is connected to one end of the smoothing reactor 15.

平滑リアクトル15の他端は、平滑コンデンサ16の一端と直流負荷200の一端とに接続される。平滑コンデンサ16の他端は、センタータップ型絶縁トランス14のセンタータップに設けられる中間出力端子Mに接続される。 The other end of the smoothing reactor 15 is connected to one end of the smoothing capacitor 16 and one end of the DC load 200. The other end of the smoothing capacitor 16 is connected to an intermediate output terminal M provided at the center tap of the center-tapped isolation transformer 14 .

直流電圧検出器17は、平滑コンデンサ16に印加される電圧を検出し、検出した電圧の値を示す電圧検出値を制御部19に入力する。 The DC voltage detector 17 detects the voltage applied to the smoothing capacitor 16 and inputs a voltage detection value indicating the value of the detected voltage to the control unit 19.

電流検出器35aは、並列接続される複数の第1ダイオードの一方(ダイオード30a)に流れる電流と並列接続される複数の第2ダイオード(ダイオード31a)の一方に流れる電流との総和を検出する第1電流検出器である。電流検出器35aは、検出した電流の総和を示す電流検出値を、制御部19に入力する。以下では、当該電流検出値を「35a電流検出値」と称する場合がある。 The current detector 35a detects the sum of the current flowing through one of the plurality of first diodes (diode 30a) connected in parallel and the current flowing through one of the plurality of second diodes (diode 31a) connected in parallel. 1 current detector. The current detector 35a inputs a current detection value indicating the sum of detected currents to the control unit 19. Below, the current detection value may be referred to as "35a current detection value."

電流検出器35bは、並列接続される複数の第1ダイオードの他方(ダイオード30b)に流れる電流と並列接続される複数の第2ダイオードの他方(ダイオード31b)に流れる電流との総和を検出する第2電流検出器である。電流検出器35bは、検出した電流の総和を示す電流検出値を、制御部19に入力する。以下では、当該電流検出値を「35b電流検出値」と称する場合がある。 The current detector 35b detects the sum of the current flowing through the other of the plurality of first diodes (diode 30b) connected in parallel and the current flowing through the other of the plurality of second diodes (diode 31b) connected in parallel. 2 current detector. The current detector 35b inputs a current detection value indicating the sum of detected currents to the control unit 19. Below, the current detection value may be referred to as a "35b current detection value."

次に図2を参照して制御部19の構成について説明する。図2は制御部の構成例を示す図である。制御部19は、電圧制御部50、ダイオード故障検出部60、ダイオード故障検出部61、ダイオード故障検出部62、及び故障処理部63を備える。 Next, the configuration of the control section 19 will be explained with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the control section. The control section 19 includes a voltage control section 50, a diode failure detection section 60, a diode failure detection section 61, a diode failure detection section 62, and a failure processing section 63.

電圧制御部50は、電圧制御部であるAVR(Automatic Voltage Regurator)51及びPWM信号生成部52を備える。AVR51は、比較器及びPI(Proportional Integral)制御器などにより実現される。AVR51は、例えば、直流電圧検出器17で検出された電圧検出値と目標電圧との偏差を求め、この偏差がゼロになるような電圧指令を演算し、PWM信号生成部52へ入力する。 The voltage control section 50 includes an AVR (Automatic Voltage Regulator) 51 that is a voltage control section and a PWM signal generation section 52. The AVR 51 is realized by a comparator, a PI (Proportional Integral) controller, and the like. For example, the AVR 51 determines the deviation between the voltage detection value detected by the DC voltage detector 17 and the target voltage, calculates a voltage command that makes this deviation zero, and inputs it to the PWM signal generation section 52.

PWM信号生成部52は、例えば、プロセッサ等が、ROM(Read Only Memory)等で実現されたメモリに記憶されているプログラムを、RAM等により実現されるメインメモリに読み出して実行することで実現できる。PWM信号生成部52は、入力した電圧指令とキャリア信号とを比較することによって、上アームをON状態にするPWM信号である上アームON信号と、下アームをON状態にするPWM信号である下アームON信号とを生成し、ゲートドライブ回路20へ入力する。なお、PWM信号は、ハイレベル又はローレベルの2値をとる矩形波信号であり、PWM信号がハイレベルのときには上アーム及び下アームはON状態となるため、上アームON信号及び下アームON信号のそれぞれは、PWM信号がハイレベルのときの信号を表す。 The PWM signal generation unit 52 can be realized, for example, by a processor or the like reading a program stored in a memory realized by a ROM (Read Only Memory) or the like into a main memory realized by a RAM or the like and executing the program. . By comparing the input voltage command and the carrier signal, the PWM signal generation unit 52 generates an upper arm ON signal, which is a PWM signal that turns on the upper arm, and a lower arm ON signal, which is a PWM signal that turns on the lower arm. The arm ON signal is generated and input to the gate drive circuit 20. Note that the PWM signal is a rectangular wave signal that takes two values, high level or low level, and when the PWM signal is high level, the upper arm and lower arm are in the ON state, so the upper arm ON signal and the lower arm ON signal Each represents a signal when the PWM signal is at a high level.

ゲートドライブ回路20は、入力した上アームON信号を、上アームを動作可能な値の信号に増幅して上アームに入力する。またゲートドライブ回路20は、入力した下アームON信号を、下アームを動作可能な値の信号に増幅して下アームに入力する。これにより上アーム及び下アームが相補的にON/OFF動作を行い、直流電圧が交流電圧に変換される。 The gate drive circuit 20 amplifies the input upper arm ON signal to a signal having a value that enables the upper arm to operate, and inputs the amplified signal to the upper arm. Further, the gate drive circuit 20 amplifies the input lower arm ON signal to a signal having a value that enables the lower arm to operate, and inputs the amplified signal to the lower arm. As a result, the upper arm and the lower arm perform complementary ON/OFF operations, and DC voltage is converted to AC voltage.

ダイオード故障検出部60は、PWM信号生成部52からの上アームON信号及び下アームON信号と、出力電流検出器18からの出力電流検出値と、電流検出器35aからの35a電流検出値とに基づき、2つの故障判定信号を演算して、故障処理部63へ入力する。2つの故障判定信号の内、一方は、ダイオード30aが開放故障したことを示す信号、他方は、ダイオード31aが開放故障したことを示す信号である。以下では、ダイオード30aが開放故障したことを示す信号を「30a故障判定信号」と、ダイオード31aが開放故障したことを示す信号を「31a故障判定信号」と称する場合がある。 The diode failure detection section 60 receives the upper arm ON signal and lower arm ON signal from the PWM signal generation section 52, the output current detection value from the output current detector 18, and the 35a current detection value from the current detector 35a. Based on this, two failure determination signals are calculated and input to the failure processing section 63. Of the two failure determination signals, one is a signal indicating that the diode 30a has an open failure, and the other is a signal indicating that the diode 31a has an open failure. Hereinafter, a signal indicating that the diode 30a has an open failure may be referred to as a "30a failure determination signal", and a signal indicating that the diode 31a has an open failure may be referred to as a "31a failure determination signal".

図3を参照してダイオード故障検出部60の構成例を説明する。図3はダイオード故障検出部60の構成例を示す図である。ダイオード故障検出部60は、コンパレータ300a、コンパレータ300b、AND器301a、及びAND器301bを備える。 An example of the configuration of the diode failure detection section 60 will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the diode failure detection section 60. The diode failure detection section 60 includes a comparator 300a, a comparator 300b, an AND device 301a, and an AND device 301b.

コンパレータ300aは、35a電流検出値と開放異常判定電流閾値400とを比較する。開放異常判定電流閾値400は、第1ダイオード及び第2ダイオードの開放故障による異常を判定するための閾値である。開放異常判定電流閾値400は、例えば予めメモリに設定されており、定格ダイオード電流の3%の電流値に設定される。35a電流検出値が開放異常判定電流閾値400よりも高いとき、コンパレータ300aの出力は、ローレベルである。35a電流検出値が開放異常判定電流閾値400よりも低いとき、コンパレータ300aの出力は、ハイレベルである。 Comparator 300a compares the detected current value 35a with open abnormality determination current threshold 400. The open-circuit abnormality determination current threshold 400 is a threshold for determining an abnormality due to an open-circuit failure of the first diode and the second diode. The open abnormality determination current threshold 400 is set in advance in a memory, for example, and is set to a current value of 3% of the rated diode current. When the detected current value 35a is higher than the open abnormality determination current threshold 400, the output of the comparator 300a is at a low level. When the current detection value 35a is lower than the open abnormality determination current threshold 400, the output of the comparator 300a is at a high level.

コンパレータ300bは、出力電流検出値と出力状態判定電流閾値401とを比較する。出力状態判定電流閾値401は、例えば予めメモリに設定されており、定格出力電流の3%の電流値に設定される。出力電流検出値が出力状態判定電流閾値401よりも低いとき、コンパレータ300bの出力は、ローレベルである。出力電流検出値が出力状態判定電流閾値401よりも高いとき、コンパレータ300bの出力は、ハイレベルである。 Comparator 300b compares the output current detection value and output state determination current threshold 401. The output state determination current threshold 401 is set in advance in a memory, for example, and is set to a current value of 3% of the rated output current. When the output current detection value is lower than the output state determination current threshold 401, the output of the comparator 300b is at a low level. When the detected output current value is higher than the output state determination current threshold 401, the output of the comparator 300b is at a high level.

AND器301aは、上アームON信号が出力されているときに、コンパレータ300aの出力がハイレベルであり、かつ、コンパレータ300bの出力がハイレベルである場合、第1ダイオードの一方(ダイオード30a)が開放故障していると判定する。このときのAND器301aの出力は、ハイレベルとなり、30a故障判定信号が図2の故障処理部63に入力される。これ以外の入力条件では、AND器301aの出力は、ローレベルである。 If the output of the comparator 300a is at high level and the output of the comparator 300b is at high level when the upper arm ON signal is output, the AND circuit 301a selects one of the first diodes (diode 30a). It is determined that an open failure has occurred. At this time, the output of the AND device 301a becomes a high level, and the failure determination signal 30a is input to the failure processing section 63 in FIG. Under other input conditions, the output of the AND device 301a is at a low level.

AND器301bは、下アームON信号が出力されているときに、コンパレータ300aの出力がハイレベルであり、かつ、コンパレータ300bの出力がハイレベルである場合、第2ダイオードの一方(ダイオード31a)が開放故障していると判定する。このときのAND器301bの出力は、ハイレベルとなり、31a故障判定信号が図2の故障処理部63に入力される。これ以外の入力条件では、AND器301bの出力は、ローレベルである。 If the output of the comparator 300a is at high level and the output of the comparator 300b is at high level when the lower arm ON signal is output, the AND circuit 301b selects one of the second diodes (diode 31a). It is determined that an open failure has occurred. At this time, the output of the AND device 301b becomes a high level, and the failure determination signal 31a is input to the failure processing section 63 in FIG. Under other input conditions, the output of the AND device 301b is at a low level.

このように、ダイオード故障検出部60では、出力電流検出値と出力状態判定電流閾値401との比較結果を用いることにより、ある程度の出力状態である事を判定することによって、誤検出を防止できる。 In this way, the diode failure detection unit 60 can prevent false detection by determining that the output is in a certain level of output state by using the comparison result between the detected output current value and the output state determination current threshold 401.

次に図4Aを参照して、AND器301aから30a故障判定信号が出力される動作を具体的に説明する。図4Aはダイオード30aが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートである。 Next, referring to FIG. 4A, the operation of outputting the 30a failure determination signal from the AND device 301a will be specifically described. FIG. 4A is a timing chart for explaining the states of the failure determination signal and the like before and after the diode 30a has an open failure.

図4Aには、上から順に、ダイオード30a、ダイオード30b、ダイオード30c、ダイオード31a、ダイオード31b、ダイオード31cのそれぞれに流れる電流の値と、35a電流検出値と、35b電流検出値と、上アームON信号と、下アームON信号と、30a故障判定信号とが示される。図4Aの横軸は時間である。 FIG. 4A shows, in order from the top, the values of the current flowing through each of the diode 30a, diode 30b, diode 30c, diode 31a, diode 31b, and diode 31c, the current detection value of 35a, the current detection value of 35b, and the upper arm ON state. A lower arm ON signal and a failure determination signal 30a are shown. The horizontal axis in FIG. 4A is time.

時刻t1は、ダイオード30aが開放故障したタイミングを表す。時刻t1以前の各電流値及び各信号の波形は、ダイオード30aが正常時、すなわちダイオード30aが開放故障していないときの波形である。 Time t1 represents the timing at which the diode 30a has an open failure. The waveforms of each current value and each signal before time t1 are waveforms when the diode 30a is normal, that is, when the diode 30a has not experienced an open failure.

正常時において、35a電流検出値は一定である。時刻t1でダイオード30aが開放故障すると、ダイオード30aに流れる電流値が0[A]となり、35a電流検出値は、ダイオード31aに流れる電流値と同等となる。この時、AND器301aは、上アームを駆動するPWM信号がローレベルからハイレベルに変化するタイミング(上アームON信号が入力されるタイミング)である時刻t2で、ダイオード30aに流れる電流値が0[A]になっていると判定することで、30a故障判定信号を出力する。 Under normal conditions, the current detection value 35a is constant. When the diode 30a has an open failure at time t1, the value of the current flowing through the diode 30a becomes 0 [A], and the detected current value of the diode 35a becomes equal to the value of the current flowing through the diode 31a. At this time, the AND device 301a determines that the current value flowing through the diode 30a is 0 at time t2, which is the timing at which the PWM signal that drives the upper arm changes from low level to high level (timing at which the upper arm ON signal is input). By determining that it is [A], a 30a failure determination signal is output.

次に図4Bを参照して、AND器301bから31a故障判定信号が出力される動作を具体的に説明する。図4Bはダイオード31aが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートである。 Next, referring to FIG. 4B, the operation of outputting the failure determination signal 31a from the AND device 301b will be specifically described. FIG. 4B is a timing chart for explaining the states of the failure determination signal and the like before and after the diode 31a has an open failure.

図4Bには、図4Aの30a故障判定信号の代わりに、31a故障判定信号が示される。時刻t3は、ダイオード31aが開放故障したタイミングを表す。時刻t3以前の各電流値及び各信号の波形は、ダイオード31aが正常時、すなわちダイオード31aが開放故障していないときの波形である。 In FIG. 4B, a failure determination signal 31a is shown instead of the failure determination signal 30a in FIG. 4A. Time t3 represents the timing at which the diode 31a has an open failure. The waveforms of each current value and each signal before time t3 are waveforms when the diode 31a is normal, that is, when the diode 31a has not experienced an open failure.

正常時において、35a電流検出値は一定である。時刻t3でダイオード31aが開放故障すると、ダイオード31aに流れる電流値が0[A]となり、35a電流検出値は、ダイオード30aに流れる電流値と同等となる。この時、AND器301bは、下アームを駆動するPWM信号がローレベルからハイレベルに変化するタイミング(下アームON信号が入力されるタイミング)である時刻t4で、ダイオード31aに流れる電流値が0[A]になっていると判定することで、31a故障判定信号を出力する。 Under normal conditions, the current detection value 35a is constant. When the diode 31a has an open circuit failure at time t3, the current value flowing through the diode 31a becomes 0 [A], and the detected current value 35a becomes equal to the current value flowing through the diode 30a. At this time, the AND device 301b determines that the current value flowing through the diode 31a is 0 at time t4, which is the timing at which the PWM signal that drives the lower arm changes from low level to high level (timing at which the lower arm ON signal is input). By determining that it is [A], the 31a failure determination signal is output.

図2に示すダイオード故障検出部61は、PWM信号生成部52からの上アームON信号及び下アームON信号と、出力電流検出器18からの出力電流検出値と、電流検出器35bからの35b電流検出値とに基づき、2つの故障判定信号を演算して、故障処理部63へ入力する。2つの故障判定信号の内、一方は、ダイオード30bが開放故障したことを示す信号、他方は、ダイオード31bが開放故障したことを示す信号である。以下では、ダイオード30bが開放故障したことを示す信号を「30b故障判定信号」と、ダイオード31bが開放故障したことを示す信号を「31b故障判定信号」と称する場合がある。 The diode failure detection section 61 shown in FIG. Based on the detected values, two failure determination signals are calculated and input to the failure processing section 63. Of the two failure determination signals, one is a signal indicating that the diode 30b has an open failure, and the other is a signal indicating that the diode 31b has an open failure. Hereinafter, a signal indicating that the diode 30b has an open failure may be referred to as a "30b failure determination signal," and a signal indicating that the diode 31b has an open failure may be referred to as a "31b failure determination signal."

次に図5を参照してダイオード故障検出部61の構成例を説明する。図5はダイオード故障検出部61の構成例を示す図である。ダイオード故障検出部61は、コンパレータ300c、コンパレータ300d、AND器301c、及びAND器301dを備える。 Next, a configuration example of the diode failure detection section 61 will be explained with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the diode failure detection section 61. The diode failure detection section 61 includes a comparator 300c, a comparator 300d, an AND device 301c, and an AND device 301d.

コンパレータ300cは、35b電流検出値と開放異常判定電流閾値400とを比較する。開放異常判定電流閾値400は、例えば予めメモリに設定されており、定格ダイオード電流の3%の電流値に設定される。35b電流検出値が開放異常判定電流閾値400よりも高いとき、コンパレータ300cの出力は、ローレベルである。35b電流検出値が開放異常判定電流閾値400よりも低いとき、コンパレータ300cの出力は、ハイレベルである。 Comparator 300c compares the detected current value 35b with open abnormality determination current threshold 400. The open abnormality determination current threshold 400 is set in advance in a memory, for example, and is set to a current value of 3% of the rated diode current. When the detected current value 35b is higher than the open abnormality determination current threshold 400, the output of the comparator 300c is at a low level. When the detected current value 35b is lower than the open abnormality determination current threshold 400, the output of the comparator 300c is at a high level.

コンパレータ300dは、出力電流検出値と出力状態判定電流閾値401とを比較する。出力状態判定電流閾値401は、例えば予めメモリに設定されており、定格出力電流の3%の電流値に設定される。出力電流検出値が出力状態判定電流閾値401よりも低いとき、コンパレータ300dの出力は、ローレベルである。出力電流検出値が出力状態判定電流閾値401よりも高いとき、コンパレータ300dの出力は、ハイレベルである。 Comparator 300d compares the output current detection value and output state determination current threshold 401. The output state determination current threshold 401 is set in advance in a memory, for example, and is set to a current value of 3% of the rated output current. When the detected output current value is lower than the output state determination current threshold 401, the output of the comparator 300d is at a low level. When the output current detection value is higher than the output state determination current threshold 401, the output of the comparator 300d is at a high level.

AND器301cは、上アームON信号が出力されているときに、コンパレータ300cの出力がハイレベルであり、かつ、コンパレータ300dの出力がハイレベルである場合、第1ダイオードの他方(ダイオード30b)が開放故障していると判定する。このときのAND器301cの出力は、ハイレベルとなり、30b故障判定信号が図2の故障処理部63に入力される。これ以外の入力条件では、AND器301cの出力は、ローレベルである。 When the output of the comparator 300c is at high level and the output of the comparator 300d is at high level when the upper arm ON signal is output, the AND circuit 301c determines that the other of the first diodes (diode 30b) It is determined that an open failure has occurred. At this time, the output of the AND device 301c becomes a high level, and the failure determination signal 30b is input to the failure processing section 63 in FIG. Under other input conditions, the output of the AND device 301c is at a low level.

AND器301dは、下アームON信号が出力されているときに、コンパレータ300cの出力がハイレベルであり、かつ、コンパレータ300dの出力がハイレベルである場合、第2ダイオードの他方(ダイオード31b)が開放故障していると判定する。このときのAND器301dの出力は、ハイレベルとなり、31b故障判定信号が図2の故障処理部63に入力される。これ以外の入力条件では、AND器301dの出力は、ローレベルである。 When the output of the comparator 300c is at a high level and the output of the comparator 300d is at a high level when the lower arm ON signal is output, the AND device 301d selects the other of the second diodes (diode 31b). It is determined that an open failure has occurred. At this time, the output of the AND device 301d becomes a high level, and the failure determination signal 31b is input to the failure processing section 63 in FIG. Under other input conditions, the output of the AND device 301d is at a low level.

このように、ダイオード故障検出部61では、出力電流検出値と出力状態判定電流閾値401との比較結果を用いることにより、ある程度の出力状態である事を判定することによって、誤検出を防止できる。 In this way, the diode failure detection section 61 can prevent false detection by determining that the output state is to a certain degree by using the comparison result between the detected output current value and the output state determination current threshold value 401.

次に図6Aを参照して、AND器301cから30b故障判定信号が出力される動作を具体的に説明する。図6Aはダイオード30bが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートである。 Next, referring to FIG. 6A, the operation of outputting the failure determination signal 30b from the AND device 301c will be specifically described. FIG. 6A is a timing chart for explaining the states of the failure determination signal and the like before and after the diode 30b has an open failure.

図6Aには、図4Aの30a故障判定信号の代わりに、30b故障判定信号が示される。時刻t5は、ダイオード30bが開放故障したタイミングを表す。時刻t5以前の各電流値及び各信号の波形は、ダイオード30bが正常時、すなわちダイオード30bが開放故障していないときの波形である。 In FIG. 6A, a failure determination signal 30b is shown instead of the failure determination signal 30a in FIG. 4A. Time t5 represents the timing at which the diode 30b has an open failure. The waveforms of each current value and each signal before time t5 are waveforms when the diode 30b is normal, that is, when the diode 30b does not have an open failure.

正常時において、35b電流検出値は一定である。時刻t5でダイオード30bが開放故障すると、ダイオード30bに流れる電流値が0[A]となり、35b電流検出値は、ダイオード31bに流れる電流値と同等となる。この時、AND器301cは、上アームON信号が入力されるタイミングである時刻t6で、ダイオード30bに流れる電流値が0[A]になっていると判定することで、30b故障判定信号を出力する。 Under normal conditions, the current detection value 35b is constant. When the diode 30b has an open failure at time t5, the value of the current flowing through the diode 30b becomes 0 [A], and the detected current value of the diode 35b becomes equal to the value of the current flowing through the diode 31b. At this time, the AND device 301c outputs a 30b failure determination signal by determining that the current value flowing through the diode 30b is 0 [A] at time t6, which is the timing at which the upper arm ON signal is input. do.

次に図6Bを参照して、AND器301dから31b故障判定信号が出力される動作を具体的に説明する。図6Bはダイオード31bが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートである。 Next, referring to FIG. 6B, the operation of outputting the failure determination signal 31b from the AND device 301d will be specifically described. FIG. 6B is a timing chart for explaining the states of the failure determination signal and the like before and after the diode 31b has an open failure.

図6Bには、図6Aの30b故障判定信号の代わりに、31b故障判定信号が示される。時刻t7は、ダイオード31bが開放故障したタイミングを表す。時刻t7以前の各電流値及び各信号の波形は、ダイオード31bが正常時、すなわちダイオード31bが開放故障していないときの波形である。 In FIG. 6B, a 31b failure determination signal is shown instead of the 30b failure determination signal in FIG. 6A. Time t7 represents the timing at which the diode 31b has an open failure. The waveforms of each current value and each signal before time t7 are waveforms when the diode 31b is normal, that is, when the diode 31b does not have an open failure.

正常時において、35b電流検出値は一定である。時刻t7でダイオード31bが開放故障すると、ダイオード31bに流れる電流値が0[A]となり、35b電流検出値は、ダイオード30bに流れる電流値と同等となる。この時、AND器301dは、下アームON信号が入力されるタイミングである時刻t8で、ダイオード31bに流れる電流値が0[A]になっていると判定することで、31b故障判定信号を出力する。 Under normal conditions, the current detection value 35b is constant. When the diode 31b has an open failure at time t7, the current value flowing through the diode 31b becomes 0 [A], and the detected current value 35b becomes equal to the current value flowing through the diode 30b. At this time, the AND device 301d determines that the current value flowing through the diode 31b is 0 [A] at time t8, which is the timing at which the lower arm ON signal is input, and outputs a 31b failure determination signal. do.

図2に示すダイオード故障検出部62は、上アームON信号及び下アームON信号と、出力電流検出値と、35a電流検出値と、35b電流検出値とに基づき、2つの故障判定信号を演算して、故障処理部63へ入力する。2つの故障判定信号の内、一方は、ダイオード30cが開放故障したことを示す信号、他方は、ダイオード31cが開放故障したことを示す信号である。以下では、ダイオード30cが開放故障したことを示す信号を「30c故障判定信号」と、ダイオード31cが開放故障したことを示す信号を「31c故障判定信号」と称する場合がある。 The diode failure detection unit 62 shown in FIG. 2 calculates two failure determination signals based on the upper arm ON signal, the lower arm ON signal, the detected output current value, the detected current value 35a, and the detected current value 35b. and inputs it to the failure processing section 63. Of the two failure determination signals, one is a signal indicating that the diode 30c has an open failure, and the other is a signal indicating that the diode 31c has an open failure. Hereinafter, a signal indicating that the diode 30c has an open failure may be referred to as a "30c failure determination signal," and a signal indicating that the diode 31c has an open failure may be referred to as a "31c failure determination signal."

次に図7を参照してダイオード故障検出部62の構成例を説明する。図7はダイオード故障検出部62の構成例を示す図である。ダイオード故障検出部62は、除算器302、加算器303、コンパレータ300e、コンパレータ300f、コンパレータ300g、AND器301e、AND器301f、AND器302a、及びAND器302bを備える。 Next, a configuration example of the diode failure detection section 62 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the diode failure detection section 62. The diode failure detection unit 62 includes a divider 302, an adder 303, a comparator 300e, a comparator 300f, a comparator 300g, an ANDer 301e, an ANDer 301f, an ANDer 302a, and an ANDer 302b.

除算器302は、出力電流検出値を、例えば複数の整流ダイオードの数を表す情報である整流ダイオード並列数403で除算することにより、複数の整流ダイオードのそれぞれに流れる電流の値を演算し、演算結果を加算器303に入力する。整流ダイオード並列数403は、例えば予めメモリに設定されており、並列接続される複数の第1ダイオード又は第2ダイオードの内、1つのダイオードに流れる理論平均電流である。 The divider 302 calculates the value of the current flowing through each of the plurality of rectifier diodes by dividing the detected output current value by the number of parallel rectifier diodes 403, which is information representing the number of rectifier diodes, for example. The result is input to adder 303. The number of rectifier diodes in parallel 403 is set in advance in a memory, for example, and is a theoretical average current flowing through one diode among a plurality of first diodes or second diodes connected in parallel.

加算器303は、除算器302の演算結果に、開放異常判定電流加算値402を加算し、加算結果をコンパレータ300e及びコンパレータ300fに入力する。開放異常判定電流加算値402は、例えば予めメモリに設定されており、定格ダイオード電流の3%の電流値に設定される。 Adder 303 adds open abnormality determination current addition value 402 to the calculation result of divider 302, and inputs the addition result to comparator 300e and comparator 300f. The open abnormality determination current addition value 402 is set in advance in a memory, for example, and is set to a current value of 3% of the rated diode current.

コンパレータ300eは、入力した加算結果と35a電流検出値とを比較する。35a電流検出値が加算結果よりも低いとき、コンパレータ300eの出力は、ローレベルである。35a電流検出値が加算結果よりも高いとき、コンパレータ300eの出力は、ハイレベルである。 Comparator 300e compares the input addition result with the current detection value 35a. When the current detection value 35a is lower than the addition result, the output of the comparator 300e is at a low level. When the current detection value 35a is higher than the addition result, the output of the comparator 300e is at a high level.

コンパレータ300fは、入力した加算結果と35b電流検出値とを比較する。35b電流検出値が加算結果よりも低いとき、コンパレータ300fの出力は、ローレベルである。35b電流検出値が加算結果よりも高いとき、コンパレータ300fの出力は、ハイレベルである。 The comparator 300f compares the input addition result and the current detection value 35b. When the detected current value 35b is lower than the addition result, the output of the comparator 300f is at a low level. When the detected current value 35b is higher than the addition result, the output of the comparator 300f is at a high level.

AND器301eは、上アームON信号が出力されているときに、コンパレータ300eの出力がハイレベルであり、かつ、コンパレータ300fの出力がハイレベルである場合、ダイオード30cが開放故障していると判定する。このときのAND器301eの出力は、ハイレベルとなり、AND器302aに入力される。これ以外の入力条件では、AND器301eの出力は、ローレベルである。 If the output of the comparator 300e is at high level and the output of the comparator 300f is at high level when the upper arm ON signal is output, the AND device 301e determines that the diode 30c has an open failure. do. At this time, the output of the AND device 301e becomes a high level and is input to the AND device 302a. Under other input conditions, the output of the AND device 301e is at a low level.

AND器301fは、下アームON信号が出力されているときに、コンパレータ300eの出力がハイレベルであり、かつ、コンパレータ300fの出力がハイレベルである場合、ダイオード31cが開放故障していると判定する。このときのAND器301fの出力は、ハイレベルとなり、AND器302bに入力される。これ以外の入力条件では、AND器301fの出力は、ローレベルである。 If the output of the comparator 300e is at a high level and the output of the comparator 300f is at a high level when the lower arm ON signal is output, the AND device 301f determines that the diode 31c has an open failure. do. At this time, the output of the AND device 301f becomes a high level and is input to the AND device 302b. Under other input conditions, the output of the AND device 301f is at a low level.

コンパレータ300gは、出力電流検出値と出力状態判定電流閾値401とを比較する。出力状態判定電流閾値401は、例えば予めメモリに設定されており、定格出力電流の3%の電流値に設定される。出力電流検出値が出力状態判定電流閾値401よりも低いとき、コンパレータ300gの出力は、ローレベルである。出力電流検出値が出力状態判定電流閾値401よりも高いとき、コンパレータ300gの出力は、ハイレベルとなり、AND器302a及びAND器302bに入力される。 Comparator 300g compares the output current detection value and output state determination current threshold 401. The output state determination current threshold 401 is set in advance in a memory, for example, and is set to a current value of 3% of the rated output current. When the detected output current value is lower than the output state determination current threshold 401, the output of the comparator 300g is at a low level. When the output current detection value is higher than the output state determination current threshold 401, the output of the comparator 300g becomes high level and is input to the AND device 302a and the AND device 302b.

AND器302aは、AND器301e及びコンパレータ300gの出力がハイレベルである場合、すなわち、上アームON信号が出力されているときに、35a電流検出値及び35b電流検出値のそれぞれが加算器303の演算結果より高く、かつ、出力電流検出値が出力状態判定電流閾値401より高い場合、ダイオード30cが開放故障していると判定する。このときのAND器302aの出力は、ハイレベルとなり、30c故障判定信号が図2の故障処理部63に入力される。 AND unit 302a outputs each of the current detection value 35a and the current detection value 35b to adder 303 when the outputs of AND unit 301e and comparator 300g are at high level, that is, when the upper arm ON signal is output. If it is higher than the calculation result and the output current detection value is higher than the output state determination current threshold 401, it is determined that the diode 30c has an open failure. At this time, the output of the AND device 302a becomes a high level, and the failure determination signal 30c is input to the failure processing section 63 in FIG.

AND器302bは、AND器301f及びコンパレータ300gの出力がハイレベルである場合、すなわち、下アームON信号が出力されているときに、35a電流検出値及び35b電流検出値のそれぞれが加算器303の演算結果より高く、かつ、出力電流検出値が出力状態判定電流閾値401より高い場合、ダイオード31cが開放故障していると判定する。このときのAND器302bの出力は、ハイレベルとなり、31c故障判定信号が図2の故障処理部63に入力される。 AND unit 302b determines that each of the current detection value 35a and the current detection value 35b is input to adder 303 when the outputs of AND unit 301f and comparator 300g are at high level, that is, when the lower arm ON signal is output. If it is higher than the calculation result and the output current detection value is higher than the output state determination current threshold 401, it is determined that the diode 31c has an open failure. At this time, the output of the AND device 302b becomes a high level, and the 31c failure determination signal is input to the failure processing section 63 in FIG.

このように、ダイオード故障検出部62では、出力電流検出値と出力状態判定電流閾値401との比較結果を用いることにより、ある程度の出力状態である事を判定することによって、誤検出を防止できる。 In this manner, the diode failure detection unit 62 can prevent erroneous detection by determining that the output is in a certain level of output state by using the comparison result between the output current detection value and the output state determination current threshold 401.

次に図8Aを参照して、AND器302aから30c故障判定信号が出力される動作を具体的に説明する。図8Aはダイオード30cが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートである。図8Aには、図4Aの30a故障判定信号の代わりに、30c故障判定信号が示される。 Next, referring to FIG. 8A, the operation of outputting the failure determination signal 30c from the AND device 302a will be specifically described. FIG. 8A is a timing chart for explaining the states of the failure determination signal and the like before and after the diode 30c has an open failure. In FIG. 8A, a failure determination signal 30c is shown instead of the failure determination signal 30a in FIG. 4A.

時刻t9は、ダイオード30cが開放故障したタイミングを表す。時刻t9以前の各電流値及び各信号の波形は、ダイオード30cが正常時、すなわちダイオード30cが開放故障していないときの波形である。 Time t9 represents the timing at which the diode 30c has an open failure. The waveforms of each current value and each signal before time t9 are waveforms when the diode 30c is normal, that is, when the diode 30c does not have an open failure.

正常時において、35a電流検出値と35b電流検出値は、それぞれ一定である。時刻t9でダイオード30cが開放故障すると、ダイオード30cに流れる電流値が0[A]となり、本来ダイオード30cに流れるべき電流がダイオード30aとダイオード30bとに分配される。そのため、ダイオード30cが故障時にダイオード30aとダイオード30bのそれぞれに流れる電流の値は、ダイオード30cが正常時にダイオード30aとダイオード30bのそれぞれに流れる電流の値よりも大きくなる。従って、ダイオード30cが故障時に検出される35a電流検出値及び35b電流検出値は、ダイオード30cが正常時に検出される35a電流検出値及び35b電流検出値よりも大きくなる。 During normal operation, the current detection value 35a and the current detection value 35b are each constant. When the diode 30c has an open failure at time t9, the value of the current flowing through the diode 30c becomes 0 [A], and the current that should originally flow through the diode 30c is distributed between the diode 30a and the diode 30b. Therefore, the value of the current flowing through each of the diode 30a and the diode 30b when the diode 30c is in failure becomes larger than the value of the current flowing through each of the diode 30a and the diode 30b when the diode 30c is normal. Therefore, the detected current values 35a and 35b detected when the diode 30c is in failure are larger than the detected current values 35a and 35b detected when the diode 30c is normal.

この時、AND器302aは、上アームON信号が入力されるタイミングである時刻t10以降の35a電流検出値及び35b電流検出値が、時刻t10以前の35a電流検出値及び35b電流検出値よりも大きくなっていると判定することで、30c故障判定信号を出力する。 At this time, the AND device 302a determines that the detected current value 35a and the detected current value 35b after time t10, which is the timing at which the upper arm ON signal is input, are larger than the detected current value 35a and the detected current value 35b before time t10. By determining that this is the case, a 30c failure determination signal is output.

次に図8Bを参照して、AND器302bから31c故障判定信号が出力される動作を具体的に説明する。図8Bはダイオード31cが開放故障する前後の故障判定信号などの状態を説明するためのタイミングチャートである。図8Bには、図8Aの30c故障判定信号の代わりに、31c故障判定信号が示される。 Next, referring to FIG. 8B, the operation of outputting the 31c failure determination signal from the AND device 302b will be specifically described. FIG. 8B is a timing chart for explaining the states of the failure determination signal and the like before and after the diode 31c has an open failure. In FIG. 8B, a 31c failure determination signal is shown instead of the 30c failure determination signal in FIG. 8A.

時刻t11は、ダイオード31cが開放故障したタイミングを表す。時刻t11以前の各電流値及び各信号の波形は、ダイオード31cが正常時、すなわちダイオード31cが開放故障していないときの波形である。 Time t11 represents the timing at which the diode 31c has an open failure. The waveforms of each current value and each signal before time t11 are waveforms when the diode 31c is normal, that is, when the diode 31c does not have an open failure.

正常時において、35a電流検出値と35b電流検出値は、それぞれ一定である。時刻t11でダイオード31cが開放故障すると、ダイオード31cに流れる電流値が0[A]となり、本来ダイオード31cに流れるべき電流がダイオード31aとダイオード31bとに分配される。そのため、ダイオード31cが故障時にダイオード31aとダイオード31bのそれぞれに流れる電流の値は、ダイオード31cが正常時にダイオード31aとダイオード31bのそれぞれに流れる電流の値よりも大きくなる。従って、ダイオード31cが故障時に検出される35a電流検出値及び35b電流検出値は、ダイオード31cが正常時に検出される35a電流検出値及び35b電流検出値よりも大きくなる。 During normal operation, the current detection value 35a and the current detection value 35b are each constant. When the diode 31c has an open failure at time t11, the value of the current flowing through the diode 31c becomes 0 [A], and the current that should originally flow through the diode 31c is distributed between the diode 31a and the diode 31b. Therefore, the value of the current flowing through each of the diode 31a and the diode 31b when the diode 31c fails is larger than the value of the current flowing through each of the diode 31a and the diode 31b when the diode 31c is normal. Therefore, the detected current values 35a and 35b detected when the diode 31c is in failure are larger than the detected current values 35a and 35b detected when the diode 31c is normal.

この時、AND器302bは、下アームON信号が入力されるタイミングである時刻t12以降の35a電流検出値及び35b電流検出値が、時刻t12以前の35a電流検出値及び35b電流検出値よりも大きくなっていると判定することで、31c故障判定信号を出力する。 At this time, the AND device 302b determines that the detected current value 35a and the detected current value 35b after time t12, which is the timing at which the lower arm ON signal is input, are larger than the detected current value 35a and the detected current value 35b before time t12. By determining that this is the case, a 31c failure determination signal is output.

図2に示す故障処理部63は、30a故障判定信号、31a故障判定信号、30b故障判定信号、31b故障判定信号、30c故障判定信号、及び31c故障判定信号を入力すると、例えば、上アームスイッチング素子13a及び下アームスイッチング素子13bのON/OFF動作を停止させる停止信号、又は直流負荷200へ供給される電力の出力を停止させる出力抑制信号を演算する。そして、故障処理部63は、例えば演算した停止信号又は出力抑制信号を、電圧制御部50のPWM信号生成部52に入力すると共に、特定の整流ダイオードが故障したことを示す故障情報を生成して、上位装置21に入力する。 When the failure processing unit 63 shown in FIG. 2 receives the failure determination signal 30a, failure determination signal 31a, failure determination signal 30b, failure determination signal 31b, failure determination signal 30c, and failure determination signal 31c, 13a and the lower arm switching element 13b, or a stop signal that stops the output of power supplied to the DC load 200. Then, the failure processing unit 63 inputs, for example, the calculated stop signal or output suppression signal to the PWM signal generation unit 52 of the voltage control unit 50, and generates failure information indicating that a specific rectifier diode has failed. , is input to the host device 21.

停止信号は、例えば、電圧制御部50のPWM信号生成部52によるPWM信号の生成動作を停止させるローイネーブルの信号、すなわちローレベルのクロックイネーブル信号である。停止信号は、例えば、30a故障判定信号~31c故障判定信号の何れか1つが入力された直後に出力される。そのため、停止信号を入力した電圧制御部50のPWM信号生成部52が、PWM信号の生成動作を停止させることにより、故障した整流ダイオード(例えばダイオード30a)と並列に接続される1又は複数の健全な整流ダイオード(例えばダイオード30b、ダイオード30c)などに大電流が流れ続けることを防止でき、健全な整流ダイオードが破壊されることを抑制できる。 The stop signal is, for example, a low enable signal that stops the PWM signal generation operation by the PWM signal generation section 52 of the voltage control section 50, that is, a low-level clock enable signal. The stop signal is output, for example, immediately after any one of the failure determination signals 30a to 31c is input. Therefore, the PWM signal generation section 52 of the voltage control section 50 that has input the stop signal stops the PWM signal generation operation, thereby disabling one or more healthy rectifier diodes (for example, the diode 30a) connected in parallel with the faulty rectifier diode (for example, the diode 30a). It is possible to prevent a large current from continuing to flow through the rectifying diodes (for example, the diode 30b and the diode 30c), and it is possible to suppress the destruction of healthy rectifying diodes.

故障情報を生成するには、例えば、複数の整流ダイオードのそれぞれを識別する識別情報と特定の整流ダイオードが故障したことを示す故障情報とを対応付けたテーブル情報を、例えば予めメモリに格納しておく。そして、故障処理部63は、30a故障判定信号~31c故障判定信号の何れかを入力したときに、テーブル情報を参照することにより、故障判定信号に対応する整流ダイオードを特定し、特定した整流ダイオードが故障したことを示す故障情報を読み出して、上位装置21に入力する。これにより、例えば、上位装置21が設置される監視センターなどにおいて、電力変換装置1の運転状態を監視する作業者は、複数の整流ダイオードの内、故障した整流ダイオードを容易に判別できる。従って、例えば、電力変換装置1の定期点検の周期よりも短周期で、整流ダイオードに開放故障が発生した場合でも、電力変換装置1を点検する作業者は、複数の整流ダイオードの内、故障した整流ダイオードのみ交換するなどの対策を臨時に行うことができる。 To generate failure information, for example, table information that associates identification information for identifying each of a plurality of rectifier diodes with failure information indicating that a specific rectifier diode has failed is stored in advance in a memory. put. Then, when any of the failure determination signals 30a to 31c is input, the failure processing unit 63 identifies the rectifier diode corresponding to the failure determination signal by referring to the table information, and selects the rectifier diode that corresponds to the failure determination signal. The failure information indicating that the device has failed is read out and input to the host device 21. Thereby, for example, in a monitoring center where the host device 21 is installed, a worker who monitors the operating state of the power conversion device 1 can easily determine which rectifier diode has failed among the plurality of rectifier diodes. Therefore, for example, even if an open failure occurs in a rectifier diode at a cycle shorter than the regular inspection cycle of the power converter 1, a worker inspecting the power converter 1 must check the faulty rectifier diode among the multiple rectifier diodes. Temporary measures such as replacing only the rectifier diode can be taken.

また、故障した整流ダイオードを容易に特定できるため、停止信号によってPWM信号の生成動作が停止している場合でも、迅速な復旧作業が可能になり、直流負荷200の運転再開を早めることができる。 Furthermore, since a faulty rectifier diode can be easily identified, even if the PWM signal generation operation is stopped due to a stop signal, quick recovery work is possible, and the restart of operation of the DC load 200 can be accelerated.

なお、本実施の形態では、3つのダイオード30a、ダイオード30b及びダイオード30cが並列接続され、さらに3つのダイオード31a、ダイオード31b及びダイオード31cが並列接続される構成例について説明したが、整流ダイオードの並列接続数は、2以下でも4以上でもよい。 In this embodiment, an example of a configuration in which three diodes 30a, 30b, and 30c are connected in parallel, and three diodes 31a, 31b, and 31c are connected in parallel has been described. The number of connections may be 2 or less or 4 or more.

以上に説明したように本実施の形態に係る電力変換装置1は、上アームスイッチング素子と当該上アームスイッチング素子に直列接続される下アームスイッチング素子とが相補的に動作することにより、直流電圧を交流電圧に変換する電圧変換部と、上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子が接続される1次側巻線とセンタータップを有する2次側巻線とを有する絶縁トランスと、2次側巻線の一端に接続され上アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第1ダイオードと、2次側巻線の他端に下アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第2ダイオードとを有し、2次側巻線の電圧を整流する整流部と、第1ダイオードに流れる電流と第2ダイオードに流れる電流との総和を検出する電流検出器とを備える。 As described above, the power conversion device 1 according to the present embodiment operates complementary to the upper arm switching element and the lower arm switching element connected in series to the upper arm switching element, thereby converting the DC voltage. An isolation transformer including a voltage converter that converts into an alternating current voltage, a primary winding to which an upper arm switching element and a lower arm switching element are connected, and a secondary winding having a center tap, and the secondary winding. A first diode for rectification that is connected to one end and becomes conductive when the upper arm switching element is ON, and a rectifier diode that is connected to the other end of the secondary winding and becomes conductive when the lower arm switching element is ON. and a rectifier that rectifies the voltage of the secondary winding, and a current detector that detects the sum of the current flowing through the first diode and the current flowing through the second diode.

この構成により、第1ダイオードに流れる電流と第2ダイオードに流れる電流との総和と、上アーム又は下アームのスイッチング素子のON/OFF状態とを用いて、並列接続された複数の整流ダイオードの中から故障したダイオードを特定することができる。 With this configuration, by using the sum of the current flowing through the first diode and the current flowing through the second diode, and the ON/OFF state of the switching element of the upper arm or the lower arm, a plurality of rectifier diodes connected in parallel can be selected. The failed diode can be identified from

また、本実施の形態によれば、並列接続される複数の第1ダイオード(例えばダイオード30a、ダイオード30bなど)及び第2ダイオード(例えばダイオード31a、ダイオード31bなど)のそれぞれの並列数をM(Mは2以上の整数)とし、電流検出器の数をN(Nは1以上の整数)としたとき、電流検出器の数Nは、N=M-1に設定される。 Further, according to the present embodiment, the number of first diodes (for example, diode 30a, diode 30b, etc.) and second diodes (for example, diode 31a, diode 31b, etc.) connected in parallel is set to M (M is an integer greater than or equal to 2), and the number of current detectors is N (N is an integer greater than or equal to 1), the number N of current detectors is set to N=M-1.

この構成により、複数の整流ダイオードのそれぞれに電流検出器が設けられる場合に比べて、電流検出器の数を減らすことができるため、電力変換装置1の構成が簡素化され、安価で信頼性の高い電力変換装置1を実現できる。 With this configuration, the number of current detectors can be reduced compared to the case where a current detector is provided for each of a plurality of rectifier diodes, so the configuration of the power converter 1 is simplified, and it is inexpensive and reliable. A high-performance power conversion device 1 can be realized.

なお、本実施の形態に係る電力変換装置1は、開放異常判定電流閾値400及び出力状態判定電流閾値401を、35a電流検出値、35b電流検出値、出力電流検出値などに応じて変更するように構成してもよい。この構成例を図9及び図10を参照して説明する。 Note that the power conversion device 1 according to the present embodiment changes the open abnormality determination current threshold 400 and the output state determination current threshold 401 according to the detected current value 35a, the detected current value 35b, the detected output current value, etc. It may be configured as follows. This configuration example will be explained with reference to FIGS. 9 and 10.

図9は変形例に係るダイオード故障検出部60Aの構成例を示す図である。ダイオード故障検出部60Aは、図3に示す構成に加えて、第1閾値補正部310、及び第2閾値補正部311を備える。 FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a diode failure detection section 60A according to a modification. The diode failure detection section 60A includes a first threshold correction section 310 and a second threshold correction section 311 in addition to the configuration shown in FIG.

第1閾値補正部310は、例えば、直流負荷200が起動した時点から一定時間(例えば数十ms~数百ms)が経過したときに流れる35a電流検出値を入力し、このときの所定の第1補正係数を演算し、メモリから読み出した開放異常判定電流閾値400に第1補正係数を乗算することにより、補正後の開放異常判定電流閾値400aを算出してコンパレータ300aに入力する。 The first threshold value correction unit 310 receives, for example, the detected value of the current 35a that flows when a certain period of time (for example, tens of milliseconds to hundreds of milliseconds) has elapsed from the time when the DC load 200 is started, and selects a predetermined current value at this time. By calculating the first correction coefficient and multiplying the open abnormality determination current threshold 400 read from the memory by the first correction coefficient, the corrected open abnormality determination current threshold 400a is calculated and input to the comparator 300a.

直流負荷200が起動した時点から一定時間経過した後の35a電流検出値を利用することにより、突入電流が抑制された状態で適切な閾値補正が可能になる。第1補正係数は、例えば、整流ダイオードの並列数、定格ダイオード電流などの対応関係を規定するマップ、関数などを用いることで演算される。 By using the current detection value 35a after a certain period of time has elapsed from the time when the DC load 200 is started, appropriate threshold value correction can be performed while the rush current is suppressed. The first correction coefficient is calculated by using, for example, a map, a function, etc. that defines the correspondence between the number of rectifier diodes in parallel, the rated diode current, and the like.

第1閾値補正部310を用いることにより、例えば、電力変換装置1の仕様が整流ダイオードの並列数、定格ダイオード電流などにより変更される場合でも、適切な開放異常判定電流閾値400aを自動的に設定できる。従って、開放異常判定電流閾値400の設定変更などの作業が不要になり、電力変換装置1の製造が容易化され、製造コストを低減できる。また、適切な開放異常判定電流閾値400aを利用できるため、整流ダイオードの故障判定精度が向上し、信頼性の高い電力変換装置1を実現できる。 By using the first threshold correction unit 310, for example, even if the specifications of the power converter 1 are changed depending on the number of rectifier diodes in parallel, the rated diode current, etc., an appropriate open abnormality judgment current threshold 400a is automatically set. can. Therefore, work such as changing the setting of the open circuit abnormality determination current threshold 400 is not necessary, and the manufacturing of the power conversion device 1 is facilitated and manufacturing costs can be reduced. Further, since an appropriate open abnormality determination current threshold 400a can be used, the accuracy of failure determination of the rectifier diode is improved, and a highly reliable power converter 1 can be realized.

第2閾値補正部311は、例えば、直流負荷200が起動した時点から一定時間(例えば数十ms~数百ms)が経過したときに流れる出力電流検出値を入力し、このときの所定の第2補正係数を演算し、メモリから読み出した出力状態判定電流閾値401に第2補正係数を乗算することにより、補正後の出力状態判定電流閾値401aを算出してコンパレータ300bに入力する。 The second threshold correction unit 311 receives, for example, a detected value of the output current that flows when a certain period of time (for example, several tens of ms to several hundreds of ms) has elapsed from the time when the DC load 200 is started, and selects a predetermined value at this time. By calculating the second correction coefficient and multiplying the output state determination current threshold value 401 read from the memory by the second correction coefficient, a corrected output state determination current threshold value 401a is calculated and inputted to the comparator 300b.

直流負荷200が起動した時点から一定時間経過した後の出力電流検出値を利用することにより、突入電流が抑制された状態で適切な閾値補正が可能になる。第2補正係数は、例えば、電力変換装置1への入力電流、直流負荷200の定格などの対応関係を規定するマップ、関数などを用いることで演算される。 By using the output current detection value after a certain period of time has elapsed from the time when the DC load 200 is started, it is possible to perform appropriate threshold value correction while inrush current is suppressed. The second correction coefficient is calculated using, for example, a map, a function, etc. that defines the correspondence between the input current to the power converter 1, the rating of the DC load 200, and the like.

第2閾値補正部311を用いることにより、例えば、電力変換装置1に接続される直流負荷200の定格、用途などで出力電流検出値が変動しても、適切な出力状態判定電流閾値401aを自動的に設定できる。従って、直流負荷200の定格、用途などが異なる場合でも、出力状態判定電流閾値401aを設定し直す作業が不要になり、電力変換装置1の製造が容易化され、製造コストを低減できる。また、適切な出力状態判定電流閾値401aを利用できるため、整流ダイオードの故障判定精度が向上し、信頼性の高い電力変換装置1を実現できる。 By using the second threshold value correction unit 311, for example, even if the output current detection value varies depending on the rating or application of the DC load 200 connected to the power converter 1, an appropriate output state determination current threshold 401a can be automatically set. Can be set as follows. Therefore, even if the rating, application, etc. of the DC load 200 are different, there is no need to reset the output state determination current threshold 401a, making it easier to manufacture the power converter 1 and reducing manufacturing costs. Further, since an appropriate output state determination current threshold 401a can be used, the accuracy of failure determination of the rectifier diode is improved, and a highly reliable power converter 1 can be realized.

なお、ダイオード故障検出部60Aは、第1閾値補正部310及び第2閾値補正部311の双方を備えてもよいし、何れか一方のみ備えてもよい。第1閾値補正部310及び第2閾値補正部311の双方を備えることにより、何れか一方のみ備える場合に比べて、整流ダイオードの故障判定精度がより一層向上し、より信頼性の高い電力変換装置1を実現できる。 Note that the diode failure detection section 60A may include both the first threshold correction section 310 and the second threshold correction section 311, or may include only one of them. By including both the first threshold value correction unit 310 and the second threshold value correction unit 311, the accuracy of failure determination of the rectifier diode is further improved compared to the case where only either one is provided, and a more reliable power conversion device can be achieved. 1 can be achieved.

図10は変形例に係るダイオード故障検出部61Aの構成例を示す図である。ダイオード故障検出部61Aは、図5に示す構成に加えて、第3閾値補正部312、及び第2閾値補正部311を備える。なお、第2閾値補正部311は、図9に示すものと同様であるため、以下では説明を省略する。 FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a diode failure detection section 61A according to a modification. The diode failure detection section 61A includes a third threshold correction section 312 and a second threshold correction section 311 in addition to the configuration shown in FIG. Note that the second threshold value correction unit 311 is the same as that shown in FIG. 9, so the description thereof will be omitted below.

第3閾値補正部312は、例えば、直流負荷200が起動した時点から一定時間(例えば数十ms~数百ms)が経過したときに流れる35b電流検出値を入力し、このときの所定の第3補正係数を演算し、メモリから読み出した開放異常判定電流閾値400に第3補正係数を乗算することにより、補正後の開放異常判定電流閾値400bを算出してコンパレータ300cに入力する。 The third threshold value correction unit 312 inputs, for example, the detected value of the 35b current that flows when a certain period of time (for example, tens of milliseconds to hundreds of milliseconds) has elapsed from the time when the DC load 200 is activated, and By calculating the third correction coefficient and multiplying the open abnormality determination current threshold 400 read from the memory by the third correction coefficient, the corrected open abnormality determination current threshold 400b is calculated and input to the comparator 300c.

直流負荷200が起動した時点から一定時間経過した後の35b電流検出値を利用することにより、突入電流が抑制された状態で適切な閾値補正が可能になる。第3補正係数は、例えば、整流ダイオードの並列数、定格ダイオード電流などの対応関係を規定するマップ、関数などを用いることで演算される。 By using the current detection value 35b after a certain period of time has elapsed from the time when the DC load 200 is started, appropriate threshold value correction can be performed while the rush current is suppressed. The third correction coefficient is calculated using, for example, a map, a function, etc. that defines the correspondence between the number of rectifier diodes in parallel, the rated diode current, and the like.

第3閾値補正部312を用いることにより、例えば、電力変換装置1の仕様が整流ダイオードの並列数、定格ダイオード電流などにより変更される場合でも、適切な開放異常判定電流閾値400bを設定できる。従って、開放異常判定電流閾値400の設定変更などの作業が不要になり、電力変換装置1の製造が容易化され、製造コストを低減できる。また、適切な開放異常判定電流閾値400bを利用できるため、整流ダイオードの故障判定精度が向上し、信頼性の高い電力変換装置1を実現できる。 By using the third threshold value correction unit 312, an appropriate open abnormality determination current threshold value 400b can be set, for example, even when the specifications of the power conversion device 1 are changed depending on the number of rectifier diodes in parallel, the rated diode current, etc. Therefore, work such as changing the setting of the open circuit abnormality determination current threshold 400 is not necessary, and the manufacturing of the power conversion device 1 is facilitated and manufacturing costs can be reduced. Moreover, since an appropriate open abnormality determination current threshold 400b can be used, the accuracy of failure determination of the rectifier diode is improved, and a highly reliable power converter 1 can be realized.

なお、ダイオード故障検出部61Aは、第3閾値補正部312及び第2閾値補正部311の双方を備えてもよいし、何れか一方のみ備えてもよい。第3閾値補正部312及び第2閾値補正部311の双方を備えることにより、何れか一方のみ備える場合に比べて、整流ダイオードの故障判定精度がより一層向上し、より信頼性の高い電力変換装置1を実現できる。 Note that the diode failure detection section 61A may include both the third threshold value correction section 312 and the second threshold value correction section 311, or may include only one of them. By including both the third threshold value correction unit 312 and the second threshold value correction unit 311, the accuracy of failure determination of the rectifier diode is further improved compared to the case where only either one is provided, and the power conversion device has higher reliability. 1 can be achieved.

なお、本実施の形態に係る電力変換装置1は、例えば電動車両、鉄道車両、サーバなどに用いることで、モータを駆動する回路の信頼性及びメンテナンス性を大幅に向上できると共に、モータの駆動が停止された場合でも故障した整流ダイオードの特定が容易になるため早期復旧が可能になる。図11から図13を参照して、電動車両、鉄道車両、サーバなどへの電力変換装置1の搭載例を説明する。 Note that the power conversion device 1 according to the present embodiment can be used, for example, in electric vehicles, railway vehicles, servers, etc., and can significantly improve the reliability and maintainability of the circuit that drives the motor, as well as improve the motor drive. Even if the system is stopped, it becomes easy to identify the faulty rectifier diode, allowing for early recovery. An example of mounting the power conversion device 1 on an electric vehicle, a railway vehicle, a server, etc. will be described with reference to FIGS. 11 to 13.

図11は本実施の形態に係る電力変換装置1を備えるインバータ装置が搭載される車両の構成例を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle in which an inverter device including the power conversion device 1 according to the present embodiment is mounted.

車両160は、例えばEV(Electric Vehicle)である。車両160は、車両160の走行時の駆動力を発生させる同期回転電機、誘導回転電機などの主電動機であるモータ203と、モータ203を駆動するための電力を蓄える蓄電池である高圧バッテリ201と、高圧バッテリ201から入力される直流電圧を交流電圧に変換してモータ203に印加するインバータ装置150とを備える。 Vehicle 160 is, for example, an EV (Electric Vehicle). The vehicle 160 includes a motor 203 that is a main motor such as a synchronous rotating electrical machine or an induction rotating electrical machine that generates driving force when the vehicle 160 runs, and a high-voltage battery 201 that is a storage battery that stores electric power to drive the motor 203. It includes an inverter device 150 that converts the DC voltage input from the high voltage battery 201 into an AC voltage and applies it to the motor 203.

インバータ装置150は、本実施の形態に係る電力変換装置1と、制御部70と、フォトカプラなどの信号絶縁部207とを備える。 Inverter device 150 includes power converter device 1 according to the present embodiment, control section 70, and signal insulating section 207 such as a photocoupler.

制御部70は、インバータ回路54を統括的に制御するECU72を備える。ECU72は、低圧バッテリ71から供給される電力で駆動する。ECU72は、モータ203を制御するとき、例えば、電流検出部204で検出されたU、V、W相のそれぞれの電流の内、少なくとも2つの電流(例えばU相とW相の電流)の値を示す電流検出信号に基づいて、モータ203に流れる三相の各電流が目標トルクに応じた目標値となるように、パルス幅変調信号を生成する。パルス幅変調信号は、信号絶縁部207を介してインバータ回路54に入力される。パルス幅変調信号のオンデューティが変化することによって、インバータ回路54の出力電流(交流電圧)の平均値が変化する。電流検出部204は、インバータ回路54とモータ203とを間に設けられる三相交流配線に流れる電流を検出するシャント抵抗などの電流検出手段である。 The control unit 70 includes an ECU 72 that controls the inverter circuit 54 in an integrated manner. The ECU 72 is driven by power supplied from the low voltage battery 71. When controlling the motor 203, the ECU 72, for example, determines the values of at least two currents (for example, U-phase and W-phase currents) among the U, V, and W phase currents detected by the current detection unit 204. Based on the current detection signal shown, a pulse width modulation signal is generated so that each of the three-phase currents flowing through the motor 203 has a target value corresponding to the target torque. The pulse width modulation signal is input to the inverter circuit 54 via the signal insulator 207. As the on-duty of the pulse width modulation signal changes, the average value of the output current (AC voltage) of the inverter circuit 54 changes. The current detection unit 204 is a current detection means such as a shunt resistor that detects the current flowing through the three-phase AC wiring provided between the inverter circuit 54 and the motor 203.

なお車両160は、EVに限定されず、高圧バッテリ201、インバータ装置150、及びモータ203を備えた電動車両であればよく、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車などでもよい。 Note that the vehicle 160 is not limited to an EV, and may be any electric vehicle including a high-voltage battery 201, an inverter device 150, and a motor 203, such as a hybrid vehicle or a plug-in hybrid vehicle.

図12は本実施の形態に係る電力変換装置1を備える列車推進装置が搭載される鉄道車両の構成例を示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing an example of the configuration of a railway vehicle on which a train propulsion device including the power conversion device 1 according to the present embodiment is mounted.

鉄道車両170は、列車推進装置180、列車制動装置191、自動列車運転装置192、列車保安装置193、車上無線装置194、及び主幹制御器であるマスコン195を備える。 The railway vehicle 170 includes a train propulsion device 180, a train braking device 191, an automatic train operation device 192, a train safety device 193, an on-board radio device 194, and a master controller 195.

列車推進装置180は、本実施の形態に係る電力変換装置1と、制御部182と、入力電圧ESを検出する電圧検出器181と、インバータ183と、電動機184とを備える。 Train propulsion device 180 includes power conversion device 1 according to the present embodiment, control unit 182, voltage detector 181 that detects input voltage ES, inverter 183, and electric motor 184.

直流架線5からの直流電力が集電装置6を介して入力され、当該直流電力が電力変換装置1に供給される。このとき、電圧検出器181で検出された直流架線5の電圧の値を示す電圧値が制御部182に入力される。また、制御部182には、マスコン195からの運転指令が入力される。運転指令は、力行指令、ブレーキ指令、惰行指令などである。例えばマスコン195から力行指令が出力されると、電力変換装置1は、DC/DC変換器として動作することにより、直流架線5からの直流電圧を値の異なる直流電圧に変換して、インバータ183に入力する。そして、制御部182は、電圧検出器181で検出された電圧値、マスコン195から力行指令などに基づき、インバータ183内のスイッチング素子を制御する制御信号を生成してインバータ183へ入力する。これにより、インバータ183は、入力した直流電圧を交流電圧に変換して電動機184に入力する。 DC power from the DC overhead wire 5 is input via the current collector 6, and the DC power is supplied to the power converter 1. At this time, a voltage value indicating the voltage value of the DC overhead wire 5 detected by the voltage detector 181 is input to the control unit 182. Further, an operation command from the master controller 195 is input to the control unit 182 . The driving commands include a power running command, a brake command, a coasting command, and the like. For example, when a power running command is output from the master controller 195, the power conversion device 1 operates as a DC/DC converter, converts the DC voltage from the DC overhead wire 5 into a DC voltage of a different value, and supplies the DC voltage to the inverter 183. input. Then, the control unit 182 generates a control signal for controlling the switching elements in the inverter 183 based on the voltage value detected by the voltage detector 181, the power running command from the master controller 195, etc., and inputs it to the inverter 183. Thereby, inverter 183 converts the input DC voltage into AC voltage and inputs it to electric motor 184 .

図13は本実施の形態に係る電力変換装置1を備えるサーバの構成例を示す図である。サーバ500は、本実施の形態に係る電力変換装置1と、CPU(Central Processing Unit)501と、記憶装置502と、ネットワークI/F503と、入力I/F504と、出力I/F505とを備える。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of a server including the power conversion device 1 according to the present embodiment. Server 500 includes power conversion device 1 according to the present embodiment, CPU (Central Processing Unit) 501, storage device 502, network I/F 503, input I/F 504, and output I/F 505.

CPU501は、電力変換装置1から供給される電力を駆動源として、各種処理及び各種制御を実現するための演算と各種データの加工とを行う演算装置である。記憶装置502は、データ、プログラム、及び設定値等を記憶する。 The CPU 501 is an arithmetic device that uses the power supplied from the power converter 1 as a driving source to perform calculations and process various data to realize various processes and controls. The storage device 502 stores data, programs, setting values, and the like.

ネットワークI/F503は、インターネット、LAN(Local Area Network)等のネットワークを介して接続される装置と各種データ等を送受信する。例えば、ネットワークI/F503は、NIC(Network Interface Controller)及びLANケーブルを接続させるコネクタ等である。なお、ネットワークI/F503は、ネットワークを利用するI/Fに限られず、ケーブル、無線、又はコネクタ等によって外部装置と送受信するI/Fであってもよい。 The network I/F 503 transmits and receives various data and the like to and from devices connected via a network such as the Internet and a LAN (Local Area Network). For example, the network I/F 503 is a connector to which a NIC (Network Interface Controller) and a LAN cable are connected. Note that the network I/F 503 is not limited to an I/F that uses a network, but may be an I/F that transmits and receives data to and from an external device using a cable, wireless, connector, or the like.

入力I/F504は、システム管理者等が行う各種操作を入力するユーザインタフェースである。例えば、入力I/F504は、キーボード等の入力装置及び入力装置をサーバ500に接続させるコネクタ等によって構成される。 The input I/F 504 is a user interface through which various operations performed by a system administrator or the like are input. For example, the input I/F 504 includes an input device such as a keyboard, a connector for connecting the input device to the server 500, and the like.

出力I/F505は、サーバ500を使うシステム管理者等とのインタフェースである。具体的には、出力I/F505は、サーバ500が行う各種処理の処理結果等をシステム管理者等に出力する。例えば、出力I/F505は、ディスプレイ等の出力装置及び出力装置をサーバ500に接続させるコネクタ等である。 The output I/F 505 is an interface with a system administrator or the like who uses the server 500. Specifically, the output I/F 505 outputs the processing results of various processes performed by the server 500 to a system administrator or the like. For example, the output I/F 505 is an output device such as a display and a connector for connecting the output device to the server 500.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the embodiments described above are examples of the contents of the present invention, and can be combined with other known techniques, and the configurations can be modified without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change parts.

1:電力変換装置
2,3:接続点
5:直流架線
6:集電装置
11,12:コンデンサ
13:パワーデバイス
13a:上アームスイッチング素子
13b:下アームスイッチング素子
14:センタータップ型絶縁トランス
14a:1次側巻線
14b:2次側巻線
15:平滑リアクトル
16:平滑コンデンサ
17:直流電圧検出器
18:出力電流検出器
19:制御部
20:ゲートドライブ回路
21:上位装置
30a,30b,30c,31a,31b,31c:ダイオード
35a,35b:電流検出器
40:整流部
50:電圧制御部
51:AVR
52:PWM信号生成部
54:インバータ回路
60,60A,61,61A,62:ダイオード故障検出部
63:故障処理部
70:制御部
71:低圧バッテリ
72:ECU
100:直流電源
150:インバータ装置
160:車両
170:鉄道車両
180:列車推進装置
181:電圧検出器
182:制御部
183:インバータ
184:電動機
191:列車制動装置
192:自動列車運転装置
193:列車保安装置
194:車上無線装置
195:マスコン
200:直流負荷
201:高圧バッテリ
203:モータ
204:電流検出部
207:信号絶縁部
300a,300b,300c,300d,300e,300f,300g:コンパレータ
301a,301b,301c,301d,301e,301f:AND器
302:除算器
302a,302b:AND器
303:加算器
310:第1閾値補正部
311:第2閾値補正部
312:第3閾値補正部
400,400a,400b:開放異常判定電流閾値
401,401a:出力状態判定電流閾値
402:開放異常判定電流加算値
403:整流ダイオード並列数
500:サーバ
501:CPU
502:記憶装置
503:ネットワークI/F
504:入力I/F
505:出力I/F
ES:入力電圧
1: Power converters 2, 3: Connection point 5: DC overhead wire 6: Current collectors 11, 12: Capacitor 13: Power device 13a: Upper arm switching element 13b: Lower arm switching element 14: Center-tapped isolation transformer 14a: Primary winding 14b: Secondary winding 15: Smoothing reactor 16: Smoothing capacitor 17: DC voltage detector 18: Output current detector 19: Control unit 20: Gate drive circuit 21: Host device 30a, 30b, 30c , 31a, 31b, 31c: diodes 35a, 35b: current detector 40: rectifier 50: voltage controller 51: AVR
52: PWM signal generation section 54: Inverter circuit 60, 60A, 61, 61A, 62: Diode failure detection section 63: Failure processing section 70: Control section 71: Low voltage battery 72: ECU
100: DC power supply 150: Inverter device 160: Vehicle 170: Railway vehicle 180: Train propulsion device 181: Voltage detector 182: Control unit 183: Inverter 184: Electric motor 191: Train braking device 192: Automatic train operation device 193: Train security Device 194: On-board radio device 195: Masu controller 200: DC load 201: High voltage battery 203: Motor 204: Current detection section 207: Signal insulation section 300a, 300b, 300c, 300d, 300e, 300f, 300g: Comparator 301a, 301b, 301c, 301d, 301e, 301f: AND device 302: Divider 302a, 302b: AND device 303: Adder 310: First threshold correction section 311: Second threshold correction section 312: Third threshold correction section 400, 400a, 400b : Open abnormality judgment current threshold 401, 401a: Output state judgment current threshold 402: Open abnormality judgment current addition value 403: Number of parallel rectifier diodes 500: Server 501: CPU
502: Storage device 503: Network I/F
504: Input I/F
505: Output I/F
ES: input voltage

Claims (10)

上アームスイッチング素子と当該上アームスイッチング素子に直列接続される下アームスイッチング素子とが相補的に動作することにより、直流電圧を交流電圧に変換する電圧変換部と、
前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子が接続される1次側巻線とセンタータップを有する2次側巻線とを有する絶縁トランスと、
前記2次側巻線の一端に接続され前記上アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第1ダイオードと、前記2次側巻線の他端に前記下アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第2ダイオードとを有し、前記2次側巻線の電圧を整流する整流部と、
前記第1ダイオードに流れる電流と前記第2ダイオードに流れる電流との総和を検出する電流検出器と、
を備え
並列接続される複数の前記第1ダイオード及び前記第2ダイオードのそれぞれの並列数をM(Mは2以上の整数)とし、前記電流検出器の数をN(Nは1以上の整数)としたとき、
前記電流検出器の数Nは、N=M-1に設定される、電力変換装置。
a voltage converter that converts a DC voltage into an AC voltage by complementary operation of an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series to the upper arm switching element;
an isolation transformer having a primary winding to which the upper arm switching element and the lower arm switching element are connected, and a secondary winding having a center tap;
a first diode for rectification that is connected to one end of the secondary winding and becomes conductive when the upper arm switching element is turned on; and the lower arm switching element is connected to the other end of the secondary winding and is turned on. a rectifier having a second diode for rectification that becomes conductive when , and rectifying the voltage of the secondary winding;
a current detector that detects the sum of the current flowing through the first diode and the current flowing through the second diode;
Equipped with
The number of the first diodes and the second diodes connected in parallel is M (M is an integer of 2 or more), and the number of current detectors is N (N is an integer of 1 or more). When,
The power conversion device , wherein the number N of the current detectors is set to N=M-1 .
上アームスイッチング素子と当該上アームスイッチング素子に直列接続される下アームスイッチング素子とが相補的に動作することにより、直流電圧を交流電圧に変換する電圧変換部と、
前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子が接続される1次側巻線とセンタータップを有する2次側巻線とを有する絶縁トランスと、
前記2次側巻線の一端に接続され前記上アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第1ダイオードと、前記2次側巻線の他端に前記下アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第2ダイオードとを有し、前記2次側巻線の電圧を整流する整流部と、
前記第1ダイオードに流れる電流と前記第2ダイオードに流れる電流との総和を検出する電流検出器と、
を備え
前記上アームスイッチング素子がONのときに、
並列接続される複数の前記第1ダイオードの一方に流れる電流と並列接続される複数の前記第2ダイオードの一方に流れる電流との総和を検出する前記電流検出器で検出された電流値が、前記第1ダイオード及び前記第2ダイオードの開放故障による異常を判定する開放異常判定電流閾値よりも低い場合、
並列接続される複数の前記第1ダイオードの一方が故障したと判定し、電力変換装置を停止又は電力変換装置の出力抑制を行う、電力変換装置。
a voltage converter that converts a DC voltage into an AC voltage by complementary operation of an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series to the upper arm switching element;
an isolation transformer having a primary winding to which the upper arm switching element and the lower arm switching element are connected, and a secondary winding having a center tap;
a first diode for rectification that is connected to one end of the secondary winding and becomes conductive when the upper arm switching element is turned on; and the lower arm switching element is connected to the other end of the secondary winding and is turned on. a rectifier having a second diode for rectification that becomes conductive when , and rectifying the voltage of the secondary winding;
a current detector that detects the sum of the current flowing through the first diode and the current flowing through the second diode;
Equipped with
When the upper arm switching element is ON,
The current value detected by the current detector that detects the sum of the current flowing through one of the plurality of first diodes connected in parallel and the current flowing through one of the plurality of second diodes connected in parallel is When the current is lower than an open abnormality determination current threshold for determining an abnormality due to an open failure of the first diode and the second diode,
A power conversion device that determines that one of the plurality of first diodes connected in parallel has failed, and stops the power conversion device or suppresses the output of the power conversion device.
上アームスイッチング素子と当該上アームスイッチング素子に直列接続される下アームスイッチング素子とが相補的に動作することにより、直流電圧を交流電圧に変換する電圧変換部と、
前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子が接続される1次側巻線とセンタータップを有する2次側巻線とを有する絶縁トランスと、
前記2次側巻線の一端に接続され前記上アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第1ダイオードと、前記2次側巻線の他端に前記下アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第2ダイオードとを有し、前記2次側巻線の電圧を整流する整流部と、
前記第1ダイオードに流れる電流と前記第2ダイオードに流れる電流との総和を検出する電流検出器と、
を備え
前記下アームスイッチング素子がONのときに、
並列接続される複数の前記第1ダイオードの一方に流れる電流と並列接続される複数の前記第2ダイオードの一方に流れる電流との総和を検出する前記電流検出器で検出された電流値が、前記第1ダイオード及び前記第2ダイオードの開放故障による異常を判定する開放異常判定電流閾値よりも低い場合、
並列接続される複数の前記第2ダイオードの一方が故障したと判定し、電力変換装置を停止又は電力変換装置の出力抑制を行う、電力変換装置。
a voltage converter that converts a DC voltage into an AC voltage by complementary operation of an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series to the upper arm switching element;
an isolation transformer having a primary winding to which the upper arm switching element and the lower arm switching element are connected, and a secondary winding having a center tap;
a first diode for rectification that is connected to one end of the secondary winding and becomes conductive when the upper arm switching element is turned on; and the lower arm switching element is connected to the other end of the secondary winding and is turned on. a rectifier having a second diode for rectification that becomes conductive when , and rectifying the voltage of the secondary winding;
a current detector that detects the sum of the current flowing through the first diode and the current flowing through the second diode;
Equipped with
When the lower arm switching element is ON,
The current value detected by the current detector that detects the sum of the current flowing through one of the plurality of first diodes connected in parallel and the current flowing through one of the plurality of second diodes connected in parallel is When the current is lower than an open abnormality determination current threshold for determining an abnormality due to an open failure of the first diode and the second diode,
A power conversion device that determines that one of the plurality of second diodes connected in parallel has failed, and stops the power conversion device or suppresses the output of the power conversion device.
前記上アームスイッチング素子がONのときに、
並列接続される複数の前記第1ダイオードの他方に流れる電流と並列接続される複数の前記第2ダイオードの他方に流れる電流との総和を検出する前記電流検出器で検出された電流値が、前記第1ダイオード及び前記第2ダイオードの開放故障による異常を判定する開放異常判定電流閾値よりも低い場合、
並列接続される複数の前記第1ダイオードの他方が故障したと判定し、電力変換装置を停止又は電力変換装置の出力抑制を行う請求項1からの何れか一項に記載の電力変換装置。
When the upper arm switching element is ON,
The current value detected by the current detector that detects the sum of the current flowing through the other of the plurality of first diodes connected in parallel and the current flowing through the other of the plurality of second diodes connected in parallel is When the current is lower than an open abnormality determination current threshold for determining an abnormality due to an open failure of the first diode and the second diode,
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3 , wherein it is determined that the other of the plurality of first diodes connected in parallel has failed, and the power conversion device is stopped or the output of the power conversion device is suppressed.
前記下アームスイッチング素子がONのときに、
並列接続される複数の前記第1ダイオードの他方に流れる電流と並列接続される複数の前記第2ダイオードの他方に流れる電流との総和を検出する前記電流検出器で検出された電流値が、前記第1ダイオード及び前記第2ダイオードの開放故障による異常を判定する開放異常判定電流閾値よりも低い場合、
並列接続される複数の前記第2ダイオードの他方が故障したと判定し、電力変換装置を停止又は電力変換装置の出力抑制を行う請求項1からの何れか一項に記載の電力変換装置。
When the lower arm switching element is ON,
The current value detected by the current detector that detects the sum of the current flowing through the other of the plurality of first diodes connected in parallel and the current flowing through the other of the plurality of second diodes connected in parallel is When the current is lower than an open abnormality determination current threshold for determining an abnormality due to an open failure of the first diode and the second diode,
The power conversion device according to any one of claims 1 to 4 , wherein it is determined that the other of the plurality of second diodes connected in parallel has failed, and the power conversion device is stopped or the output of the power conversion device is suppressed.
上アームスイッチング素子と当該上アームスイッチング素子に直列接続される下アームスイッチング素子とが相補的に動作することにより、直流電圧を交流電圧に変換する電圧変換部と、
前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子が接続される1次側巻線とセンタータップを有する2次側巻線とを有する絶縁トランスと、
前記2次側巻線の一端に接続され前記上アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第1ダイオードと、前記2次側巻線の他端に前記下アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第2ダイオードとを有し、前記2次側巻線の電圧を整流する整流部と、
前記第1ダイオードに流れる電流と前記第2ダイオードに流れる電流との総和を検出する電流検出器と、
を備え
前記上アームスイッチング素子がONのときに、
並列接続される複数の前記第1ダイオードの一方に流れる電流と並列接続される複数の前記第2ダイオードの一方に流れる電流との総和を検出する前記電流検出器で検出された電流値と、並列接続される複数の前記第1ダイオードの他方に流れる電流と並列接続される複数の前記第2ダイオードの他方に流れる電流との総和を検出する前記電流検出器で検出された電流値とが、並列接続される複数の前記第1ダイオード又は前記第2ダイオードの内、1つのダイオードに流れる理論平均電流よりも高い場合、
前記電流検出器による電流検出が行われておらず前記第1ダイオードと並列接続される第3ダイオードが故障したと判定し、電力変換装置を停止又は電力変換装置の出力抑制を行う、電力変換装置。
a voltage converter that converts a DC voltage into an AC voltage by complementary operation of an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series to the upper arm switching element;
an isolation transformer having a primary winding to which the upper arm switching element and the lower arm switching element are connected, and a secondary winding having a center tap;
a first diode for rectification that is connected to one end of the secondary winding and becomes conductive when the upper arm switching element is turned on; and the lower arm switching element is connected to the other end of the secondary winding and is turned on. a rectifier having a second diode for rectification that becomes conductive when , and rectifying the voltage of the secondary winding;
a current detector that detects the sum of the current flowing through the first diode and the current flowing through the second diode;
Equipped with
When the upper arm switching element is ON,
a current value detected by the current detector that detects the sum of a current flowing through one of the plurality of first diodes connected in parallel and a current flowing through one of the plurality of second diodes connected in parallel; The current value detected by the current detector that detects the sum of the current flowing through the other of the plurality of first diodes connected and the current flowing through the other of the plurality of second diodes connected in parallel is If it is higher than the theoretical average current flowing through one diode among the plurality of connected first diodes or second diodes,
A power conversion device that determines that current detection by the current detector is not performed and a third diode connected in parallel with the first diode has failed, and stops the power conversion device or suppresses output of the power conversion device. .
上アームスイッチング素子と当該上アームスイッチング素子に直列接続される下アームスイッチング素子とが相補的に動作することにより、直流電圧を交流電圧に変換する電圧変換部と、
前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子が接続される1次側巻線とセンタータップを有する2次側巻線とを有する絶縁トランスと、
前記2次側巻線の一端に接続され前記上アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第1ダイオードと、前記2次側巻線の他端に前記下アームスイッチング素子がONのときに導通状態になる整流用の第2ダイオードとを有し、前記2次側巻線の電圧を整流する整流部と、
前記第1ダイオードに流れる電流と前記第2ダイオードに流れる電流との総和を検出する電流検出器と、
を備え
前記下アームスイッチング素子がONのときに、
並列接続される複数の前記第1ダイオードの一方に流れる電流と並列接続される複数の前記第2ダイオードの一方に流れる電流との総和を検出する前記電流検出器で検出された電流値と、並列接続される複数の前記第1ダイオードの他方に流れる電流と並列接続される複数の前記第2ダイオードの他方に流れる電流との総和を検出する前記電流検出器で検出された電流値とが、並列接続される複数の前記第1ダイオード又は前記第2ダイオードの内、1つのダイオードに流れる理論平均電流よりも高い場合、
前記電流検出器による電流検出が行われておらず前記第2ダイオードと並列接続される第4ダイオードが故障したと判定し、電力変換装置を停止又は電力変換装置の出力抑制を行う、電力変換装置。
a voltage converter that converts a DC voltage into an AC voltage by complementary operation of an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series to the upper arm switching element;
an isolation transformer having a primary winding to which the upper arm switching element and the lower arm switching element are connected, and a secondary winding having a center tap;
a first diode for rectification that is connected to one end of the secondary winding and becomes conductive when the upper arm switching element is turned on; and the lower arm switching element is connected to the other end of the secondary winding and is turned on. a rectifier having a second diode for rectification that becomes conductive when , and rectifying the voltage of the secondary winding;
a current detector that detects the sum of the current flowing through the first diode and the current flowing through the second diode;
Equipped with
When the lower arm switching element is ON,
a current value detected by the current detector that detects the sum of a current flowing through one of the plurality of first diodes connected in parallel and a current flowing through one of the plurality of second diodes connected in parallel; The current value detected by the current detector that detects the sum of the current flowing through the other of the plurality of first diodes connected and the current flowing through the other of the plurality of second diodes connected in parallel is If it is higher than the theoretical average current flowing through one diode among the plurality of connected first diodes or second diodes,
A power conversion device that determines that current detection by the current detector is not performed and a fourth diode connected in parallel with the second diode has failed, and stops the power conversion device or suppresses output of the power conversion device. .
請求項1からの何れか一項に記載の電力変換装置を備えた電動車両。 An electric vehicle comprising the power conversion device according to any one of claims 1 to 7 . 請求項1からの何れか一項に記載の電力変換装置を備えた鉄道車両。 A railway vehicle comprising the power conversion device according to any one of claims 1 to 7 . 請求項1からの何れか一項に記載の電力変換装置を備えたサーバ。 A server comprising the power conversion device according to any one of claims 1 to 7 .
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