特許 6812775 電力変換装置および電力変換方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6812775

(24)【登録日】2020年12月21日

(45)【発行日】2021年1月13日

(54)【発明の名称】電力変換装置および電力変換方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20201228BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 M

【請求項の数】16

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-241875(P2016-241875)

(22)【出願日】2016年12月14日

(65)【公開番号】特開2018-98920(P2018-98920A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2019年11月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】佐賀 翔直

(72)【発明者】

【氏名】藤井 幹介

【審査官】 栗栖 正和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３３５６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８２５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７０１８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタと、
ロー側端子および前記中間端子の間に接続されたロー側キャパシタと、
前記ハイ側キャパシタの充電電圧および前記ロー側キャパシタの充電電圧の差分電圧が第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出部と、
前記ハイ側端子および前記ロー側端子の間の直流電圧に応じて、前記第１閾値を調整する調整部と、
前記直流電圧が基準範囲内となるように制御する制御部と、
を備え、
前記調整部は、前記基準範囲内の上側において、前記直流電圧が第１電圧よりも高い第２電圧である場合に、前記直流電圧が前記第１電圧である場合と比較して、前記第１閾値を小さくする電力変換装置。

【請求項2】

ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタと、
ロー側端子および前記中間端子の間に接続されたロー側キャパシタと、
前記ハイ側キャパシタの充電電圧および前記ロー側キャパシタの充電電圧の差分電圧が第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出部と、
前記ハイ側端子および前記ロー側端子の間の直流電圧に応じて、前記第１閾値を調整する調整部と、
前記直流電圧が基準範囲内となるように制御する制御部と、
を備え、
前記調整部は、前記基準範囲内の上側において、前記直流電圧が高くなるにつれて前記第１閾値をより小さくする電力変換装置。

【請求項3】

前記調整部は、前記基準範囲内の上側において、前記直流電圧の上昇に対して線形に前記第１閾値を低下させる請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記調整部は、前記基準範囲内の下側において、前記直流電圧が第３電圧よりも低い第４電圧である場合に、前記直流電圧が前記第３電圧である場合と比較して、前記第１閾値を小さくする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記調整部は、前記基準範囲内の下側において、前記直流電圧が低くなるにつれて前記第１閾値をより小さくする請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記調整部は、前記基準範囲内の下側において、前記直流電圧の低下に対して線形に前記第１閾値を低下させる請求項５に記載の電力変換装置。

【請求項7】

ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタと、
ロー側端子および前記中間端子の間に接続されたロー側キャパシタと、
前記ハイ側キャパシタの充電電圧および前記ロー側キャパシタの充電電圧の差分電圧が第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出部と、
前記ハイ側端子および前記ロー側端子の間の直流電圧に応じて、前記第１閾値を調整する調整部と、
前記直流電圧が基準範囲内となるように制御する制御部と、
を備え、
前記調整部は、前記第１閾値の最大値を、前記基準範囲の上限電圧から下限電圧を減じた値に基づいて設定する電力変換装置。

【請求項8】

ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタと、
ロー側端子および前記中間端子の間に接続されたロー側キャパシタと、
前記ハイ側キャパシタの充電電圧および前記ロー側キャパシタの充電電圧の差分電圧が第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出部と、
前記ハイ側端子および前記ロー側端子の間の直流電圧に応じて、前記第１閾値を調整する調整部と、
前記直流電圧が基準範囲内となるように制御する制御部と、
を備え、
前記調整部は、前記直流電圧が前記基準範囲より上および下の少なくとも一方の場合において、前記第１閾値を一定とする電力変換装置。

【請求項9】

ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタと、
ロー側端子および前記中間端子の間に接続されたロー側キャパシタと、
前記ハイ側キャパシタの充電電圧および前記ロー側キャパシタの充電電圧の差分電圧が第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出部と、
前記ハイ側端子および前記ロー側端子の間の直流電圧に応じて、前記第１閾値を調整する調整部と、
前記直流電圧が基準範囲内となるように制御する制御部と、
前記ハイ側端子、前記ロー側端子、および前記中間端子に接続され、前記ハイ側キャパシタおよび前記ロー側キャパシタからの電力を受けて出力電圧を出力する出力側電力変換器と、
を備え、
前記制御部は、前記異常が検出されたことに応じて、前記異常からリカバリするリカバリ期間の間、前記出力側電力変換器を制御して、前記ハイ側キャパシタおよび前記ロー側キャパシタのうち充電電圧がより高いキャパシタからの放電量をより大きくさせる電力変換装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記リカバリ期間の間、前記出力側電力変換器を制御して、前記ハイ側キャパシタおよび前記ロー側キャパシタのうち、充電電圧がより高いキャパシタのみから放電させる請求項９に記載の電力変換装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記リカバリ期間の間、前記出力側電力変換器を制御して、前記出力側電力変換器から出力する出力電流の大きさを第２閾値以下に制限する請求項９または１０に記載の電力変換装置。

【請求項12】

ハイ側端子およびロー側端子の間の直流電圧に応じて、第１閾値を調整する調整段階と、
前記ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタの充電電圧と、前記ロー側端子および前記中間端子の間に接続されたロー側キャパシタの充電電圧との差分電圧が前記第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出段階と、
前記直流電圧が基準範囲内となるように制御する制御段階と、
を備え、
前記調整段階では、前記基準範囲内の上側において、前記直流電圧が第１電圧よりも高い第２電圧である場合に、前記直流電圧が前記第１電圧である場合と比較して、前記第１閾値を小さくする電力変換方法。

【請求項13】

ハイ側端子およびロー側端子の間の直流電圧に応じて、第１閾値を調整する調整段階と、
前記ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタの充電電圧と、前記ロー側端子および前記中間端子の間に接続されたロー側キャパシタの充電電圧との差分電圧が前記第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出段階と、
前記直流電圧が基準範囲内となるように制御する制御段階と、
を備え、
前記調整段階では、前記基準範囲内の上側において、前記直流電圧が高くなるにつれて前記第１閾値をより小さくする電力変換方法。

【請求項14】

ハイ側端子およびロー側端子の間の直流電圧に応じて、第１閾値を調整する調整段階と、
前記ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタの充電電圧と、前記ロー側端子および前記中間端子の間に接続されたロー側キャパシタの充電電圧との差分電圧が前記第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出段階と、
前記直流電圧が基準範囲内となるように制御する制御段階と、
を備え、
前記調整段階では、前記第１閾値の最大値を、前記基準範囲の上限電圧から下限電圧を減じた値に基づいて設定する電力変換方法。

【請求項15】

ハイ側端子およびロー側端子の間の直流電圧に応じて、第１閾値を調整する調整段階と、
前記ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタの充電電圧と、前記ロー側端子および前記中間端子の間に接続されたロー側キャパシタの充電電圧との差分電圧が前記第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出段階と、
前記直流電圧が基準範囲内となるように制御する制御段階と、
を備え、
前記調整段階では、前記直流電圧が前記基準範囲より上および下の少なくとも一方の場合において、前記第１閾値を一定とする電力変換方法。

【請求項16】

ハイ側端子およびロー側端子の間の直流電圧に応じて、第１閾値を調整する調整段階と、
前記ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタの充電電圧と、前記ロー側端子および前記中間端子の間に接続されたロー側キャパシタの充電電圧との差分電圧が前記第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出段階と、
前記直流電圧が基準範囲内となるように制御する制御段階と、
を備え、
前記ハイ側端子、前記ロー側端子、および前記中間端子には、前記ハイ側キャパシタおよび前記ロー側キャパシタからの電力を受けて出力電圧を出力する出力側電力変換器が接続され、
前記制御段階では、前記異常が検出されたことに応じて、前記異常からリカバリするリカバリ期間の間、前記出力側電力変換器を制御して、前記ハイ側キャパシタおよび前記ロー側キャパシタのうち充電電圧がより高いキャパシタからの放電量をより大きくさせる電力変換方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置および電力変換方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ハイ側およびロー側の電源入力端子、並びにこれらの間の中間電源入力端子から供給される直流電圧を交流電圧に変換する電力変換装置が知られている。このような電力変換装置では、ハイ側電源入力端子および中間電源入力端子の間と、ロー側電源入力端子および中間電源入力端子の間とにそれぞれキャパシタが接続され、直流電圧を保持して供給電圧を平滑化している（例えば、特許文献１〜３参照）。

【0003】

このうち、特許文献１に記載の電力変換装置では、２つのキャパシタの充電電圧に基準閾値を超えた差が生じた場合に異常を検出して充電電圧を均等化している。
特許文献１ 特許第５５９１１８８号明細書
特許文献２ 特許第５６３１４４５号明細書
特許文献３ 特許第４４９８８９１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、キャパシタ間の充電電圧の差について一定の閾値を用いると、適切に異常が検出されない場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の態様においては、ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタと、ロー側端子および中間端子の間に接続されたロー側キャパシタと、ハイ側キャパシタの充電電圧およびロー側キャパシタの充電電圧の差分電圧が第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出部と、ハイ側端子およびロー側端子の間の直流電圧に応じて、第１閾値を調整する調整部と、を備える電力変換装置が提供される。

【0006】

本発明の第２の態様においては、ハイ側端子およびロー側端子の間の直流電圧に応じて、第１閾値を調整する調整段階と、ハイ側端子および中間端子の間に接続されたハイ側キャパシタの充電電圧と、ロー側端子および中間端子の間に接続されたロー側キャパシタの充電電圧との差分電圧が第１閾値を超えた場合に異常を検出する異常検出段階と、を備える電力変換方法が提供される。

【0007】

上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る電源装置を示す。

【図2】調整部および異常検出部を示す。

【図3】ハイ側およびロー側端子間の直流電圧と第１閾値との関係の一例を示す。

【図4】リカバリを行うための制御部の構成を示す。

【図5】リカバリ動作時の電圧指令値の波形を示す。

【図6】本実施形態に係る電力変換方法を示す。

【図7】本実施形態に係るコンピュータの構成の一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0010】

図１は、本実施形態に係る電源装置１を示す。
電源装置１は、電源１０と、電力変換装置２とを備える。

【0011】

電源１０は、直流電力の電圧源である。例えば、電源１０は、太陽電池などの自家発電機であってもよいし、整流ダイオードおよびコンデンサを含む整流回路によって商用周波数（例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の交流電力を直流電力に整流して供給する回路であってもよい。

【0012】

電力変換装置２は、電源１０から供給される直流電圧を変換して出力する。本実施形態では一例として電力変換装置２は直流電圧を交流電圧に変換することとして説明するが、直流電圧を昇圧または降圧するなど、他の形態の変換を行ってもよい。電力変換装置２は、ハイ側端子Ｐ、中間端子Ｍ、ロー側端子Ｎおよび電力出力端子Ｕと、ハイ側キャパシタ２１と、ロー側キャパシタ２２と、出力側電力変換器２８と、制御装置３とを備える。

【0013】

ハイ側端子Ｐは、ロー側端子Ｎおよび中間端子Ｍよりも高い電圧（例えば正電圧）の入力を受ける端子である。ハイ側端子Ｐは、電源１０のハイ側端子に接続されている。

【0014】

中間端子Ｍは、ハイ側端子Ｐおよびロー側端子Ｎの間の電圧（例えばゼロの電圧）の入力を受ける端子である。中間端子Ｍは、後述のハイ側およびロー側キャパシタ２１，２２の間に接続されている。

【0015】

ロー側端子Ｎは、ハイ側端子Ｐおよび中間端子Ｍよりも低い電圧（例えば負電圧）の入力を受ける端子である。ロー側端子Ｎは、電源１０のロー側端子に接続されている。

【0016】

電源出力端子Ｕは、後述の出力側電力変換器２８による変換後の電力を出力する端子である。例えば、電源装置１が３相の交流電力を生成する場合には、電源出力端子Ｕは、各相の単相インバータ（図示せず）に接続されてよい。また、電源出力端子Ｕは商用電源に接続されて電力供給を行ってもよい。電源出力端子Ｕおよびロー側端子Ｎの間には出力キャパシタ（図示せず）が接続されてもよい。

【0017】

ハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２は、それぞれ直流電圧を保持して供給電圧を平滑化する。ハイ側キャパシタ２１はハイ側端子Ｐおよび中間端子Ｍの間に接続され、ロー側キャパシタ２２はロー側端子Ｎおよび中間端子Ｍの間に接続される。

【0018】

出力側電力変換器２８は、ハイ側端子Ｐ、ロー側端子Ｎ、および中間端子Ｍに接続されてハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２からの電力を受け、電源出力端子Ｕから交流電圧Ｖ_ｏｕｔ、交流電流Ｉ_ｏｕｔの電力を出力する。本実施形態では一例として、出力側電力変換器２８は３レベルインバータであり、ハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２からの直流電圧を３レベルの交流電圧に変換して出力する。

【0019】

制御装置３は、電源装置１の各部を制御する。制御装置３は、ハイ側充電電圧測定部３０と、ロー側充電電圧測定部３１と、直流電圧測定部３２と、交流電流測定部３３と、異常検出部３５と、調整部３７と、制御部３９とを有する。

【0020】

ハイ側充電電圧測定部３０はハイ側キャパシタ２１の充電電圧Ｖｐｍを測定し、ロー側充電電圧測定部３１は、ロー側キャパシタ２２の充電電圧Ｖｎｍを測定する。ハイ側充電電圧測定部３０およびロー側充電電圧測定部３１は、測定した充電電圧Ｖｐｍ，Ｖｎｍを異常検出部３５および制御部３９にそれぞれ供給してよい。

【0021】

直流電圧測定部３２は、ハイ側端子Ｐおよびロー側端子Ｎの間の直流電圧Ｖｐｎを測定する。直流電圧測定部３２は、ハイ側キャパシタ２１の充電電圧Ｖｐｍとロー側キャパシタ２２の充電電圧Ｖｎｍとに基づいて直流電圧Ｖｐｎを測定してよい。直流電圧測定部３２は、測定した直流電圧Ｖｐｎを調整部３７に供給してよい。

【0022】

交流電流測定部３３は、出力側電力変換器２８から出力する交流電流Ｉ_ｏｕｔを測定する。交流電流測定部３３は、測定した交流電流Ｉ_ｏｕｔを制御部３９に供給してよい。

【0023】

異常検出部３５は、ハイ側キャパシタ２１の充電電圧Ｖｐｍおよびロー側キャパシタ２２の充電電圧Ｖｍｎの差分電圧が第１閾値を超えた場合に異常を検出する。

【0024】

調整部３７は、ハイ側端子Ｐおよびロー側端子Ｎの間の直流電圧Ｖｐｎに応じて、第１閾値を調整する。調整部３７は、調整後の第１閾値を異常検出部３５に供給してよい。

【0025】

制御部３９は、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲内となるように電力変換装置２を制御する。例えば、制御部３９は、後述の出力側電力変換器２８による出力電力の調整、および／または、電源１０の制御により、出力側電力変換器２８に供給される直流電圧Ｖｐｎを制御してよい。ここで、直流電圧Ｖｐｎの基準範囲は、電力変換装置２の運転可能な運転範囲（一例として５００〜１０００（Ｖ））に含まれる範囲であってよく、例えば運転範囲と同一の範囲であってよい。

【0026】

また、制御部３９は、異常検出部３５により異常が検出されたことに応じて電力変換装置２を停止してよい。また、制御部３９は、異常が検出されたことに応じ、充電電圧Ｖｐｍ、充電電圧Ｖｎｍ、交流電流Ｉ_ｏｕｔなどを用いて異常からのリカバリを行ってよく、リカバリ期間の間には電源装置１を電力供給先の系統から切り離してよい。リカバリ時の動作については詳細を後述する。

【0027】

以上の電源装置１によれば、ハイ側キャパシタ２１の充電電圧Ｖｐｍおよびロー側キャパシタ２２の充電電圧Ｖｍｎの差分電圧が第１閾値を超えた場合に異常が検出され、ハイ側端子Ｐおよびロー側端子Ｎの間の直流電圧Ｖｐｎに応じて第１閾値が調整される。従って、直流電圧Ｖｐｎの大きさに応じて適切に異常を検出することができる。

【0028】

図２は、調整部３７および異常検出部３５を示す。
調整部３７は、上側範囲閾値調整部３７１、下側範囲閾値調整部３７２、比較器３７５およびスイッチ３７６を有してよい。上側範囲閾値調整部３７１および下側範囲閾値調整部３７２は、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲（一例として運転範囲）の上側、下側である場合における第１閾値ΔＶｔｈ１を算出する。

【0029】

ここで、基準範囲の上側の範囲は、本実施形態では一例として基準範囲の中間電圧から上側の範囲、つまり上半分の範囲であるが、その一部の範囲であってもよい。また、基準範囲の下側の範囲は、本実施形態では一例として基準範囲の中間電圧から下側の範囲、つまり下半分の範囲であるが、その一部の範囲であってもよい。

【0030】

上側範囲閾値調整部３７１は、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲内のうちの上側の範囲において、第１電圧よりも高い第２電圧である場合に、第１電圧である場合と比較して第１閾値を小さくしてよい。例えば、上側範囲閾値調整部３７１は、基準範囲内の上側においては、直流電圧Ｖｐｎが高くなるにつれて第１閾値をより小さくしてよい。本実施形態では一例として、上側範囲閾値調整部３７１は、直流電圧Ｖｐｎの上昇に対して線形に第１閾値を低下させる。上側範囲閾値調整部３７１は、減算器３７１１、乗算器３７１２、加算器３７１３および下限値リミッタ３７１４を含んでよい。

【0031】

減算器３７１１は、ハイ側端子Ｐおよびロー側端子Ｎの間の直流電圧Ｖｐｎについての基準範囲の中間電圧Ｖｍから、ハイ側端子Ｐおよびロー側端子Ｎの間の直流電圧Ｖｐｎを減算する。中間電圧Ｖｍは予め調整部３７内に記憶されてよい。直流電圧Ｖｐｎは直流電圧測定部３２から供給されてよい。本実施形態において直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の上側の場合には、減算結果は負の値であってよく、乗算器３７１２に供給されてよい。

【0032】

乗算器３７１２は、中間電圧Ｖｍおよび直流電圧Ｖｐｎの減算結果に対し基準ゲインＧａｉｎ１を乗算する。ここで、本実施形態では一例として、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の中間電圧Ｖｍである場合に第１閾値ΔＶｔｈ１は最大値ΔＶｔｈ_ＭＡＸとなり、直流電圧Ｖｐｎが中間電圧Ｖｍから離れるに従って第１閾値ΔＶｔｈ１は小さくなる。基準ゲインＧａｉｎ１は、直流電圧Ｖｐｎが中間電圧Ｖｍより大きい場合での第１閾値ΔＶｔｈ１の変化率に（−１）を乗じた値であってよく、一例として正の固定値であるが、設定により変更可能な値であってもよい。基準ゲインＧａｉｎ１は予め調整部３７内に記憶されてよい。乗算結果は負の値であってよく、加算器３７１３に供給されてよい。

【0033】

加算器３７１３は、第１閾値ΔＶｔｈ１の最大値ΔＶｔｈ_ＭＡＸと乗算器３７１２による乗算結果（負の値）とを加算する。これにより、直流電圧Ｖｐｎが中間電圧Ｖｍから上昇するにつれて第１閾値ΔＶｔｈ１が線形に低下するように、現在の直流電圧Ｖｐｎに対応する仮の第１閾値ΔＶｔｈ１が算出される。算出結果は下限値リミッタ３７１４に供給されてよい。

【0034】

ここで、第１閾値ΔＶｔｈ１の最大値ΔＶｔｈ_ＭＡＸは、直流電圧Ｖｐｎについての基準範囲の上限電圧から下限電圧を減じた値に基づいて設定され、予め調整部３７内に記憶されてよい。例えば、最大値ΔＶｔｈ_ＭＡＸは、電力変換装置２の運転範囲の上限電圧（一例として１０００（Ｖ））から下限電圧（一例として５００（Ｖ））を減じた値であってよい。この場合には、直流電圧Ｖｐｎが中間電圧Ｖｍ（一例として７５０（Ｖ））であるときにハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２の充電電圧Ｖｐｍ，Ｖｍｎの一方が運転範囲の上限電圧、他方が下限電圧であっても、これらの差分電圧ΔＶが第一閾値ΔＶｔｈ１（＝ΔＶｔｈ_ＭＡＸ）以下となって異常が検出されない。このように、出力電力の品質低下およびキャパシタ破壊の虞が無い場合の第１閾値ΔＶｔｈ１を大きくすることで、不必要に異常が検知されてしまうのを防止して電力の出力を維持することができる。

【0035】

下限値リミッタ３７１４は、加算器３７１３により算出された仮の第１閾値ΔＶｔｈ１が下限値ΔＶｔｈＨより小さい場合に、下限値ΔＶｔｈＨを第１閾値ΔＶｔｈ１として出力し、これ以外の場合には仮の第１閾値ΔＶｔｈ１をそのまま第１閾値ΔＶｔｈ１として出力する。

【0036】

ここで、下限値ΔＶｔｈＨは、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の上限電圧であるときの第１閾値ΔＶｔｈ１であってよい。これにより、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲よりも上側である場合に第１閾値ΔＶｔｈ１が一定となるため、第１閾値ΔＶｔｈ１が小さくなり過ぎて不必要に異常が検知され、電力の出力が停止してしまうのが防止される。また、下限値ΔＶｔｈＨは、ハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２のうち一つのキャパシタの運転下限電圧（一例として２５０（Ｖ））から、適切な電力変換（一例としてＤＣ／ＡＣ変換）を行うのに必要な一つのキャパシタの下限電圧（一例として２３０（Ｖ））を減算した値に基づいて設定されてよい。一例として、下限値ΔＶｔｈＨは下記の式から算出されてよい。

【0037】

下限値ΔＶｔｈＨ＝｛（一つのキャパシタの運転下限電圧）−（適切な電力変換を行うのに必要な一つのキャパシタの下限電圧）｝×２

【0038】

これにより、一方のキャパシタの充電電圧が運転下限電圧であり、他方のキャパシタの充電電圧が適切な電力変換に必要な下限電圧である場合、つまり適切な電力変換が可能である場合に、電力の出力が確保される。

【0039】

下限値リミッタ３７１４から出力される第１閾値ΔＶｔｈ１はスイッチ３７６に供給されてよい。なお、下限値リミッタ３７１４は必ずしも上側範囲閾値調整部３７１に具備されなくてもよい。下限値リミッタ３７１４が具備されない場合には、加算器３７１３による可算結果がそのまま第１閾値ΔＶｔｈ１とされてスイッチ３７６に供給されてよい。

【0040】

下側範囲閾値調整部３７２は、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲内のうちの下側において、第３電圧よりも低い第４電圧である場合に、第３電圧である場合と比較して第１閾値を小さくしてよい。例えば、下側範囲閾値調整部３７２は、基準範囲内の下側においては、直流電圧Ｖｐｎが低くなるにつれて第１閾値をより小さくしてよい。本実施形態では一例として、下側範囲閾値調整部３７２は、直流電圧Ｖｐｎの低下に対して線形に第１閾値を低下させる。下側範囲閾値調整部３７２は、減算器３７２１、乗算器３７２２、減算器３７２３および下限値リミッタ３７２４を含んでよい。

【0041】

減算器３７２１は、上側範囲閾値調整部３７１の減算器３７１１と同様の減算を行う。但し、本実施形態において直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の下側の場合には、減算結果は正の値であってよく、乗算器３７２２に供給されてよい。

【0042】

乗算器３７２２は、中間電圧Ｖｍおよび直流電圧Ｖｐｎの減算結果に対し基準ゲインＧａｉｎ２を乗算する。ここで、基準ゲインＧａｉｎ２は、直流電圧Ｖｐｎが中間電圧Ｖｍより小さい場合での第１閾値ΔＶｔｈ１の変化率であってよく、一例として正の固定値であるが、設定により変更可能な値であってもよい。基準ゲインＧａｉｎ２は予め調整部３７内に記憶されてよい。乗算結果は正の値であってよく、減算器３７２３に供給されてよい。

【0043】

減算器３７２３は、第１閾値ΔＶｔｈ１の最大値ΔＶｔｈ_ＭＡＸから乗算器３７２２による乗算結果を減算する。これにより、直流電圧Ｖｐｎが中間電圧Ｖｍから低下するにつれて第１閾値ΔＶｔｈ１が線形に低下するように、現在の直流電圧Ｖｐｎに対応する仮の第１閾値ΔＶｔｈ１が算出される。算出結果は下限値リミッタ３７２４に供給されてよい。

【0044】

下限値リミッタ３７２４は、減算器３７２３により算出された仮の第１閾値ΔＶｔｈ１が下限値ΔＶｔｈＬより小さい場合に、下限値ΔＶｔｈＬを第１閾値ΔＶｔｈ１として出力し、これ以外の場合には仮の第１閾値ΔＶｔｈ１をそのまま第１閾値ΔＶｔｈ１として出力する。

【0045】

ここで、下限値ΔＶｔｈＬは、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の下限電圧であるときの第１閾値ΔＶｔｈ１であってよい。これにより、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲よりも下側である場合に第１閾値ΔＶｔｈ１が一定となるため、第１閾値ΔＶｔｈ１が小さくなり過ぎて不必要に異常が検知され、電力の出力が停止してしまうのが防止される。また、下限値ΔＶｔｈＬは、ハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２のうち一つのキャパシタの耐電圧から、運転上限電圧を減算した値に基づいて設定されてよい。一例として、下限値ΔＶｔｈＬは、下記の式から算出されてよい。

【0046】

下限値ΔＶｔｈＬ＝｛（一つのキャパシタの耐電圧）−（一つのキャパシタの運転上限電圧）｝×２

【0047】

これにより、一方のキャパシタの充電電圧が耐電圧であり、他方のキャパシタの充電電圧が運転上限電圧である場合、つまりキャパシタが破壊される虞が無い場合に、電力の出力が確保される。

【0048】

下限値リミッタ３７２４から出力される第１閾値ΔＶｔｈ１はスイッチ３７６に供給されてよい。なお、下限値リミッタ３７２４は必ずしも下側範囲閾値調整部３７２に具備されなくてもよい。下限値リミッタ３７２４が具備されない場合には、減算器３７２３による減算結果がそのまま第１閾値ΔＶｔｈ１とされてスイッチ３７６に供給されてよい。

【0049】

比較器３７５は、直流電圧Ｖｐｎと、直流電圧Ｖｐｎについての基準範囲の中間電圧Ｖｍとを比較する。直流電圧Ｖｐｎは直流電圧測定部３２から供給されてよい。中間電圧Ｖｍは予め異常検出部３５に記憶されてよい。比較結果はスイッチ３７６に供給されてよい。

【0050】

スイッチ３７６は、直流電圧Ｖｐｎが中間電圧Ｖｍよりも大きい場合、つまり直流電圧Ｖｐｎが基準範囲内のうちの上側の電圧である場合には、上側範囲閾値調整部３７１からの第１閾値ΔＶｔｈ１を選択し、これ以外の場合には下側範囲閾値調整部３７２からの第１閾値ΔＶｔｈ１を選択して異常検出部３５に供給してよい。

【0051】

以上の調整部３７によれば、上側範囲閾値調整部３７１および下側範囲閾値調整部３７２によって直流電圧Ｖｐｎに応じた第１閾値ΔＶｔｈ１をそれぞれ算出し、異常検出部３５に供給することができる。

【0052】

ここで、直流電圧Ｖｐｎが小さい場合に差分電圧が大きいと、ハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２のうち充電電圧が小さい方のキャパシタの電圧値が低くなって出力側電力変換器２８で適切な電力変換ができずに出力電力の品質が低下する虞がある。一例として、一方のキャパシタの電圧値が低くなると、交流電圧の波形が歪んでしまう虞がある。これに対し、下側範囲閾値調整部３７２によれば、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲内の下側範囲において第３電圧よりも低い第４電圧である場合に、第３電圧である場合と比較して第１閾値が小さくされる。これにより、直流電圧Ｖｐｎが小さく、出力電力の品質低下が生じうる場合に異常を早期に検出することが可能となるため、出力電力の品質低下を防止することができる。また、直流電圧Ｖｐｎが大きく、出力電力の品質低下の虞がない場合には不必要に異常が検知されてしまうのを防止して電力の出力を維持することが可能となる。

【0053】

一方、直流電圧Ｖｐｎが大きい場合に差分電圧が大きいと、ハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２のうち充電電圧が大きい方のキャパシタが高電圧の印加等によって破壊されてしまう虞がある。これに対し、上側範囲閾値調整部３７１によれば、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲内の上側範囲において第１電圧よりも高い第２電圧である場合に、第１電圧である場合と比較して第１閾値が小さくされる。これにより、直流電圧Ｖｐｎが大きく、キャパシタ破壊の虞がある場合には異常を早期に検出してキャパシタを保護することが可能となる。また、直流電圧Ｖｐｎが小さく、キャパシタ破壊の虞が無い場合には不必要に異常が検知されてしまうのを防止して電力の出力を維持することが可能となる。

【0054】

なお、調整部３７は第１閾値ΔＶｔｈ１の供給を常時行ってもよいし、基準時間間隔ごとに行ってもよい。また、上側範囲閾値調整部３７１および下側範囲閾値調整部３７２は、非線形に第１閾値を低下させてもよい。上側範囲閾値調整部３７１は、直流電圧Ｖｐｎが１または複数の基準閾値よりも大きい場合に、当該基準閾値よりも小さい場合と比較して第１閾値を小さくしてもよい。同様に、下側範囲閾値調整部３７２は、直流電圧Ｖｐｎが１または複数の基準閾値よりも小さい場合に、当該基準閾値よりも大きい場合と比較して第１閾値を小さくしてもよい。

【0055】

異常検出部３５は、減算器３５４、絶対値演算器３５５および比較器３５７を有してよい。

【0056】

減算器３５４は、ハイ側キャパシタ２１の充電電圧Ｖｐｍから、ロー側キャパシタ２２の充電電圧Ｖｍｎを減算して差分電圧ΔＶを算出する。充電電圧Ｖｐｍ，Ｖｍｎはハイ側充電電圧測定部３０およびロー側充電電圧測定部３１から供給されてよい。算出された差分電圧ΔＶは絶対値演算器３５５に供給されてよい。

【0057】

絶対値演算器３５５は、差分電圧ΔＶの絶対値を算出する。算出された差分電圧ΔＶの絶対値は比較器３５７に供給されてよい。

【0058】

比較器３５７は、差分電圧ΔＶの絶対値と第１閾値ΔＶｔｈ１とを比較する。比較器２４７は、差分電圧ΔＶの絶対値の方が大きい場合には、異常を検出してよい。

【0059】

以上の異常検出部３５によれば、現在の直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の上側である場合には、上側範囲閾値調整部３７１からの第１閾値ΔＶｔｈ１よりも差分電圧ΔＶが大きいときに異常を検出し、現在の直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の下側である場合には、下側範囲閾値調整部３７２からの第１閾値ΔＶｔｈ１よりも差分電圧ΔＶが大きいときに異常を検出する。なお、異常検出は常時行われてもよいし、基準時間間隔ごとに行われてもよい。

【0060】

図３は、ハイ側およびロー側端子Ｐ，Ｎ間の直流電圧Ｖｐｎと第１閾値ΔＶｔｈ１との関係の一例を示す。ここで、図中の横軸は直流電圧Ｖｐｎを示し、縦軸はハイ側キャパシタ２１とロー側キャパシタ２２との間の差分電圧ΔＶの絶対値を示す。また、図中の太線は差分電圧ΔＶについての第１閾値ΔＶｔｈ１を示し、第１閾値ΔＶｔｈ１よりも差分電圧ΔＶの小さい領域は電力変換装置２の正常運転可能な領域を示し、第１閾値ΔＶｔｈ１よりも差分電圧ΔＶの大きい網掛け領域は、電力変換装置２を異常停止すべき領域を示す。

【0061】

この図に示されるように、差分電圧ΔＶについての第１閾値ΔＶｔｈ１は、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲（一例として５００〜１０００（Ｖ）の運転範囲）の中間電圧Ｖｍ（一例として７５０（Ｖ））である場合に最大値ΔＶｔｈ_ＭＡＸ（一例として５００（Ｖ））となる。

【0062】

また、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲内のうちの上側の範囲で直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の中間電圧Ｖｍから上限電圧Ｖｈ（一例として１０００（Ｖ））まで上昇する場合に、第１閾値ΔＶｔｈ１は最大値ΔＶｔｈ_ＭＡＸから下限値ΔＶｔｈＨまで直流電圧Ｖｐｎに対して線形に低下する。この範囲での第１閾値ΔＶｔｈ１のグラフの傾きは上述のＧａｉｎ１×（−１）であり、この図では一例としてＧａｉｎ１＝−（ΔＶｔｈ_ＭＡＸ−ΔＶｔｈＨ）／（Ｖｈ−Ｖｍ）である。直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の上限電圧Ｖｈを超えると、第１閾値ΔＶｔｈ１は下限値ΔＶｔｈＨで一定となる。

【0063】

また、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲内のうちの下側の範囲で直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の中間電圧Ｖｍから下限電圧Ｖｌ（一例として５００（Ｖ））まで低下する場合に、第１閾値ΔＶｔｈ１は最大値ΔＶｔｈ_ＭＡＸから下限値ΔＶｔｈＬまで直流電圧Ｖｐｎに対して線形に低下する。この範囲での第１閾値ΔＶｔｈ１のグラフの傾きは上述のＧａｉｎ２であり、この図では一例としてＧａｉｎ２＝（ΔＶｔｈ_ＭＡＸ−ΔＶｔｈＬ）／（Ｖｍ−Ｖｌ）である。直流電圧Ｖｐｎが基準範囲の下限電圧Ｖｌを下回ると、第１閾値ΔＶｔｈ１は下限値ΔＶｔｈＬで一定となる。

【0064】

図４は、リカバリを行うための制御部３９の構成を示す。
制御部３９は、異常が検出されたことに応じて異常からのリカバリを行い、リカバリ期間の間、出力側電力変換器２８を制御して、ハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２のうち充電電圧がより高いキャパシタからの放電量をより大きくさせてよい。一例として、制御部３９は、リカバリ期間の間、出力側電力変換器２８を制御してハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２のうち、充電電圧がより高いキャパシタのみから放電させてよい。制御部３９は、リカバリの実行／解除を指示するためのリカバリ動作指令を出力するリカバリ動作指令演算部３９１と、リカバリ時の電圧指令を出力するリカバリ電圧指令演算部３９２とを有してよい。

【0065】

リカバリ動作指令演算部３９１は、減算器３９１１、絶対値演算器３９１２、比較器３９１３，３９１４、フリップフロップ３９１６およびアンド回路３９１７を含んでよい。

【0066】

減算器３９１１は、ハイ側キャパシタ２１の充電電圧Ｖｐｍから、ロー側キャパシタ２２の充電電圧Ｖｍｎを減算して差分電圧ΔＶを算出する。充電電圧Ｖｐｍ，Ｖｍｎはハイ側充電電圧測定部３０およびロー側充電電圧測定部３１から供給されてよい。差分電圧ΔＶは絶対値演算器３９１２と、後述のリカバリ動作指令演算部３９１における比較器３９２８とにそれぞれ供給されてよい。

【0067】

絶対値演算器３９１２は、差分電圧ΔＶの絶対値を算出する。算出された差分電圧ΔＶの絶対値は比較器３９１３，３９１４にそれぞれ供給されてよい。

【0068】

比較器３９１３は、差分電圧ΔＶの絶対値と、リカバリを実行するための実行閾値とを比較する。実行閾値は正の値であってよく、上述の下限値ΔＶｔｈＬ，ΔＶｔｈＨよりも小さくてよい。本実施形態では実行閾値は固定値（一例として５、０．０５など）であるが、設定により予め変更可能な値であってもよい。比較結果はフリップフロップ３９１６に供給されてよい。

【0069】

比較器３９１４は、差分電圧ΔＶの絶対値と、リカバリ動作を解除するための解除閾値とを比較する。解除閾値は正の値であってよく、上述の下限値ΔＶｔｈＬ，ΔＶｔｈＨよりも小さくてよい。また、解除閾値は、リカバリ動作にヒステリシスを持たせるべく、上述の実行閾値よりも小さくてよい。本実施形態では解除閾値は固定値（一例として１、０．０１など）であるが、設定により予め変更可能な値であってもよい。比較結果はフリップフロップ３９１６に供給されてよい。

【0070】

フリップフロップ３９１６は、差分電圧ΔＶの絶対値が実行閾値よりも大きい場合にリカバリ動作の実行信号を出力し、差分電圧ΔＶの絶対値が実行閾値および解除閾値の間の場合に出力信号を維持し、差分電圧ΔＶの絶対値が解除閾値未満の場合に解除信号を出力する。例えば、フリップフロップ３９１６は、ＲＳ型のフリップフロップ回路であり、セット端子（Ｓ）が比較器３９１３に接続され、リセット端子（Ｒ）が比較器３９１４に接続されてよい。この場合には、差分電圧ΔＶが実行閾値よりも大きいと、実行信号の出力がセットされ、差分電圧ΔＶが解除閾値未満になると実行信号の出力がリセットされる。フリップフロップ３９１６からの出力信号はアンド回路３９１７に供給されてよい。

【0071】

アンド回路３９１７は、フリップフロップ３９１６からリカバリ動作の実行信号が出力され、かつ、異常検出部３５から差分電圧ΔＶの異常検出信号が出力された場合に、リカバリ動作の実行を指示するリカバリ動作指令を出力する。これ以外の場合には、アンド回路３９１７は、リカバリ動作の解除を指示するリカバリ動作指令を出力する。

【0072】

以上のリカバリ動作指令演算部３９１によれば、差分電圧ΔＶの絶対値が実行閾値より大きいと、解除閾値よりも小さくなるまでリカバリ動作の実行を指示する指令を出力する。

【0073】

リカバリ電圧指令演算部３９２は、電流制限演算部３９３、乗算器３９２５、下限値リミッタ３９２６、上限値リミッタ３９２７、比較器３９２８、およびスイッチ３９２９を含んでよい。

【0074】

電流制限演算部３９３は、リカバリ期間の間に、出力側電力変換器２８を制御して、出力側電力変換器２８から出力する交流電流Ｉ_ｏｕｔの大きさを制限することで素子を保護する。例えば、電流制限演算部３９３は、電力変換装置２から出力される交流電流Ｉ_ｏｕｔが基準より大きい場合に交流電流Ｉ_ｏｕｔを低減するべく、出力側電力変換器２８に対する電圧指令値の振幅を低減してよい。電流制限演算部３９３は、減算器３９３３、ＰＩ制御器３９３４、下限値リミッタ３９３５、および減算器３９３６を有してよい。

【0075】

減算器３９３３は、出力側電力変換器２８から出力される交流電流Ｉ_ｏｕｔから、過電流閾値を減算して、過電流閾値に対する交流電流Ｉ_ｏｕｔの超過量、つまり過電流量を算出する。ここで、過電流閾値は目標電流（第２閾値の一例）以下の値であり、本実施形態では一例として１００（Ａ）である。過電流閾値は予め制御部３９内に記憶されてよい。交流電流Ｉ_ｏｕｔは交流電流測定部３３から供給されてよい。なお、電力変換装置２から出力される電力がＵ相、Ｖ相およびＷ相の交流電力に変換される場合には、３相の交流電力の電流測定値が供給されてよい。算出された過電流量はＰＩ制御器３９３４に供給されてよい。

【0076】

ＰＩ制御器３９３４は、過電流量を目標値（例えばゼロ）にスムーズに近づけるべく比例積分（ＰＩ）制御を行って過電流量を調整する。調整後の過電流量は下限値リミッタ３９３５に供給されてよい。

【0077】

下限値リミッタ３９３５は、調整後の過電流量がゼロより小さい場合に、過電流量をゼロとして減算器３９３６に出力し、これ以外の場合には調整後の過電流量をそのまま出力する。

【0078】

減算器３９３６は、指令電圧のゲインを示す電圧指令ゲイン値（一例として１００％）から過電流量を減算して、低減指令割合を算出する。例えば、過電流量が０、２０の場合には、低減指令割合が１００％、８０％としてそれぞれ算出される。電圧指令ゲイン値は予め制御部３９内に記憶されてよい。低減指令割合は乗算器３９２５に供給されてよい。

【0079】

乗算器３９２５は、交流電圧Ｖ_ｏｕｔについての基準指令値に対し、減算器３９３６からの低減指令割合を乗算する。これにより、基準指令値の振幅が低減指令割合だけ低減される結果、交流電流Ｉ_ｏｕｔの大きさが目標電流以下に制限される。乗算結果は下限値リミッタ３９２６および上限値リミッタ３９２７にそれぞれ供給されてよい。

【0080】

下限値リミッタ３９２６は、乗算器３９２５から供給される交流電圧Ｖ_ｏｕｔについての指令値が基準下限値より小さい場合には基準下限値をハイ側放電用交流電圧指令値として出力し、これ以外の場合には指令値をそのままハイ側放電用交流電圧指令値として出力する。これにより、ハイ側キャパシタ２１の放電割合を高くした波形をなすハイ側放電用交流電圧指令値が生成される。なお、本実施形態では一例として、基準下限値はゼロであるが、０．０５（Ｖ）等であってもよい。ハイ側放電用交流電圧指令値はスイッチ３９２９に供給されてよい。

【0081】

上限値リミッタ３９２７は、乗算器３９２５から供給される交流電圧Ｖ_ｏｕｔについての指令値が基準上限値より大きい場合に、基準上限値をロー側放電用交流電圧指令値として出力し、これ以外の場合には指令値をそのままロー側放電用交流電圧指令値として出力する。これにより、ロー側キャパシタ２２の放電割合を高くした波形をなすロー側放電用交流電圧指令値が生成される。なお、本実施形態では一例として、基準上限値はゼロであるが、−０．０５（Ｖ）等であってもよい。ロー側放電用交流電圧指令値はスイッチ３９２９に供給されてよい。

【0082】

比較器３９２８は、減算器３９１１から供給される差分電圧ΔＶとゼロとを比較して、差分電圧ΔＶが正の場合には「１」を、負の場合には「２」をスイッチ３９２９に出力する。

【0083】

スイッチ３９２９は、比較器３９２８からの出力信号に応じて下限値リミッタ３９２６および上限値リミッタ３９２７の何れか一方から出力される交流電圧指令値を選択して出力する。例えば、スイッチ３９２９は、比較器３９２８からの出力信号が「１」の場合には下限値リミッタ３９２６から出力される交流電圧指令値を出力し、出力信号が「２」の場合には上限値リミッタ３９２７から出力される交流電圧指令値を出力する。スイッチ３９２９から出力される電圧指令値は制御部３９に供給されて、出力側電力変換器２８の制御に用いられてよい。

【0084】

以上のリカバリ電圧指令演算部３９２によれば、差分電圧ΔＶの正負に応じてハイ側またはロー側の放電用交流電圧指令値を出力することにより、リカバリ期間の間にハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２のうち充電電圧がより高いキャパシタからの放電量をより大きくさせるので、早期に差分電圧を小さくして異常を解消することができる。また、電力変換装置２から出力される交流電流Ｉ_ｏｕｔが過電流閾値より大きい場合に出力側電力変換器２８に対する電圧指令値の振幅を低減することにより、素子を保護することができる。

【0085】

図５は、リカバリ動作時の電圧指令値の波形を示す。この図に示すように、ハイ側放電用交流電圧指令値は、交流電圧の基準指令値から概ね上部分のみを抽出した波形をなしてよい。また、ロー側放電用交流電圧指令値は、交流電圧の基準指令値から概ね下部分のみを抽出した波形をなしてよい。

【0086】

図６は、本実施形態に係る電力変換方法を示す。電源装置１が運転を開始すると、直流電圧測定部３２がハイ側端子Ｐおよびロー側端子Ｎの間の直流電圧Ｖｐｎを測定する（ステップＳ１）。

【0087】

次に、測定された直流電圧Ｖｐｎに応じて、調整部３７が第１閾値ΔＶｔｈ１を調整する（ステップＳ３）。例えば、調整部３７は、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲内のうちの上側の範囲において、第１電圧よりも高い第２電圧である場合に、第１電圧である場合と比較して第１閾値ΔＶｔｈ１を小さくしてよい。また、調整部３７は、直流電圧Ｖｐｎが基準範囲内のうちの下側において、第３電圧よりも低い第４電圧である場合に、第３電圧である場合と比較して第１閾値ΔＶｔｈ１を小さくしてよい。

【0088】

次に、ハイ側充電電圧測定部３０およびロー側充電電圧測定部３１がハイ側およびロー側キャパシタ２１，２２の充電電圧Ｖｐｍ，Ｖｍｎを測定し、異常検出部３５が差分電圧ΔＶを算出する（ステップＳ５）。

【0089】

次に、異常検出部３５は、充電電圧Ｖｐｍ，Ｖｍｎの差分電圧ΔＶが第１閾値ΔＶｔｈ１を超えたか否かに基づいて、異常が検出されたか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７において異常が検出されないと判定された場合（ステップＳ７；Ｎｏ）には、電源装置１は処理を上述のステップＳ１に移行させる。

【0090】

ステップＳ７において差分電圧ΔＶが第１閾値ΔＶｔｈ１を超えて異常が検出されたと判定された場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）には、制御部３９は電力変換装置２を停止するとともに、電源装置１を電力供給先の系統から切り離す（ステップＳ９）。

【0091】

次に、制御部３９は、リカバリを実行するための実行閾値よりも差分電圧ΔＶの絶対値が大きいか否かを判定する（ステップＳ１１）。差分電圧ΔＶの絶対値が実行閾値以下である場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）には、制御部３９は後述のリカバリ動作を実行せずに処理を後述のステップＳ２３に移行させる。

【0092】

ステップＳ１１において差分電圧ΔＶの絶対値が実行閾値より大きい場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）には、制御部３９はリカバリモードに移行して（ステップＳ１３）、リカバリ動作を実行する（ステップＳ１５）。例えば、制御部３９は、出力側電力変換器２８を制御して、ハイ側キャパシタ２１およびロー側キャパシタ２２のうち充電電圧がより高いキャパシタからの放電量をより大きくさせてよい。リカバリ期間の間には制御部３９は電源装置１を電力供給先の系統から切り離してよい。

【0093】

次に、制御部３９は、リカバリ動作を解除するための解除閾値よりも差分電圧ΔＶの絶対値が小さいか否かを判定する（ステップＳ１７）。差分電圧ΔＶの絶対値が解除閾値以上である場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）には、制御部３９は処理を上述のステップＳ１５に移行させる。

【0094】

ステップＳ１７において差分電圧ΔＶの絶対値が解除閾値より小さい場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）には、制御部３９は、リカバリ動作を解除して（ステップＳ１９）、リカバリモードから通常モードに移行する（ステップＳ２１）。

【0095】

次に、制御部３９が電力変換装置２を再起動した後（ステップＳ２３）、電源装置１は処理を上述のステップＳ１に移行させる。

【0096】

なお、上述のステップＳ１〜Ｓ７は、他の順序で行われてもよいし、少なくとも一部が同時に行われてもよい。

【0097】

また、上記の実施形態では、電力変換装置２が制御部３９および出力側電力変換器２８を備えることとして説明したが、これらを備えないこととしてもよい。電力変換装置２が出力側電力変換器２８を備えない場合には、電源装置１内に電力変換装置２とは別個の構成として出力側電力変換器２８が具備されてもよい。

【0098】

また、本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

【0099】

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

【0100】

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

【0101】

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

【0102】

図７は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

【0103】

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インタフェース２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

【0104】

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

【0105】

通信インタフェース２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

【0106】

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

【0107】

プログラムが、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

【0108】

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

【0109】

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

【0110】

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

【0111】

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

【0112】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0113】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0114】

１ 電源装置、２ 電力変換装置、３ 制御装置、１０ 電源、２１ ハイ側キャパシタ、２２ ロー側キャパシタ、２８ 出力側電力変換器、３０ ハイ側充電電圧測定部、３１ ロー側充電電圧測定部、３２ 直流電圧測定部、３３ 交流電流測定部、３５ 異常検出部、３７ 調整部、３９ 制御部、３５４ 減算器、３５５ 絶対値演算器、３５７ 比較器、３７１ 上側範囲閾値調整部、３７２ 下側範囲閾値調整部、３７５ 比較器、３７６ スイッチ、３９１ リカバリ動作指令演算部、３９２ リカバリ電圧指令演算部、３９３ 電流制限演算部、３７１１ 減算器、３７１２ 乗算器、３７１３ 加算器、３７１４ 下限値リミッタ、３７２１ 減算器、３７２２ 乗算器、３７２３ 減算器、３７２４ 下限値リミッタ、３９１１ 減算器、３９１２ 絶対値演算器、３９１３ 比較器、３９１４ 比較器、３９１６ フリップフロップ、３９２５ 乗算器、３９２６ 下限値リミッタ、３９２７ 上限値リミッタ、３９２８ 比較器、３９２９ スイッチ、３９３３ 減算器、３９３４ ＰＩ制御器、３９３５ 下限値リミッタ、３９３６ 減算器、２２００ コンピュータ、２２０１ ＤＶＤ−ＲＯＭ、２２１０ ホストコントローラ、２２１２ ＣＰＵ、２２１４ ＲＡＭ、２２１６ グラフィックコントローラ、２２１８ ディスプレイデバイス、２２２０ 入／出力コントローラ、２２２２ 通信インタフェース、２２２４ ハードディスクドライブ、２２２６ ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、２２３０ ＲＯＭ、２２４０ 入／出力チップ、２２４２ キーボード、Ｐ ハイ側端子、Ｍ 中間端子、Ｎ ロー側端子、Ｕ 電源出力端子、Ｖｍｎ 直流電圧、Ｖｍｎ 充電電圧、Ｖｐｍ 充電電圧、Ｖ_ｏｕｔ 交流電圧、Ｉ_ｏｕｔ 交流電流、ΔＶ 差分電圧、ΔＶｔｈ１ 第１閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】