特許 6965142 故障検出装置および故障検出方法

(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】6965142

(24)【登録日】2021年10月22日

(45)【発行日】2021年11月10日

(54)【発明の名称】故障検出装置および故障検出方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 9/04 20060101AFI20211028BHJP

【ＦＩ】

   H02P9/04 J

【請求項の数】15

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2017-239703(P2017-239703)

(22)【出願日】2017年12月14日

(65)【公開番号】特開2019-106836(P2019-106836A)

(43)【公開日】2019年6月27日

【審査請求日】2020年10月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137523

【弁理士】

【氏名又は名称】出口 智也

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100120385

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 健之

(72)【発明者】

【氏名】東 正記

(72)【発明者】

【氏名】池田 昌隆

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０６５９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９５２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２５３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３８４９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電圧を出力する発電機の出力電圧を整流する整流回路の入力ノード、ハイサイド側の第１出力ノードおよびローサイド側の第２出力ノードのうち、前記入力ノードに接続され、前記入力ノードに入力される前記出力電圧を検出するための検出回路と、
前記検出回路を介して前記出力電圧を検出し、前記検出された出力電圧と予め設定された閾値電圧との比較結果に基づいて、前記整流回路に故障が生じているか否かを判定する判定器と、を備え、
前記整流回路は、一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記第１出力ノードに接続された第１整流素子と、一端が前記第２出力ノードに接続され、他端が前記入力ノードに接続された第２整流素子とを有し、
前記判定器は、前記検出回路を介して前記入力ノードの電圧を検出することで前記出力電圧を検出し、前記整流回路に故障が生じている場合には、前記発電機を停止させる停止信号を出力し、一方、前記整流回路に故障が生じていない場合には、前記停止信号を出力しないことを特徴とする故障検出装置。

【請求項2】

前記判定器は、
前記検出された出力電圧が第１の閾値電圧よりも大きい状態が第１の判定期間継続した場合には、前記第１整流素子に前記故障として短絡が生じていると判定し、
一方、前記検出された出力電圧が前記第１の閾値電圧よりも大きい状態が前記第１の判定期間継続しなかった場合には、前記第１整流素子に短絡が生じていないと判定することを特徴とする請求項１に記載の故障検出装置。

【請求項3】

前記第１の判定期間は、前記交流電圧の半周期以上の期間であることを特徴とする請求項２に記載の故障検出装置。

【請求項4】

前記判定器は、
前記検出された出力電圧が第２の閾値電圧以下である状態が第２の判定期間継続した場合には、前記第２整流素子に前記故障として短絡が生じていると判定し、
一方、前記検出された出力電圧が前記第２の閾値電圧以下である状態が前記第２の判定期間継続しなかった場合には、前記第２整流素子に短絡が生じていないと判定することを特徴とする請求項２に記載の故障検出装置。

【請求項5】

前記第２の判定期間は、前記交流電圧の半周期よりも長い期間であることを特徴とする請求項４に記載の故障検出装置。

【請求項6】

前記検出回路は、一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインを有することを特徴とする請求項１に記載の故障検出装置。

【請求項7】

前記判定器は、回路素子を介さず前記電圧検出ラインのみを介して前記入力ノードに接続され、前記電圧検出ラインを介して前記入力ノードの電圧を直接検出することを特徴とする請求項６に記載の故障検出装置。

【請求項8】

前記判定器は、前記電圧検出ラインを介して検出された前記入力ノードの電圧と、前記閾値電圧とを比較し、この比較結果に基づいて前記整流回路に故障が生じているか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の故障検出装置。

【請求項9】

前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を矩形波電圧に変換するロジックＩＣを有し、
前記判定器は、前記ロジックＩＣで変換された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出することを特徴とする請求項６に記載の故障検出装置。

【請求項10】

前記検出回路は、
一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインと、
前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を矩形波電圧に変換するロジックＩＣと、を有し、
前記第１の閾値電圧および前記第２の閾値電圧は、前記入力ノードの電圧を前記矩形波電圧に変換するための前記ロジックＩＣの閾値電圧であり、
前記ロジックＩＣは、
前記入力ノードの電圧と前記ロジックＩＣの閾値電圧とを比較し、前記入力ノードの電圧が前記ロジックＩＣの閾値電圧よりも大きい場合には、前記入力ノードの電圧をハイレベル電圧に変換し、変換した前記ハイレベル電圧を前記判定器に出力し、
一方、前記入力ノードの電圧が前記ロジックＩＣの閾値電圧以下である場合には、前記入力ノードの電圧をローレベル電圧に変換し、変換した前記ローレベル電圧を前記判定器に出力し、
前記判定器は、
前記ハイレベル電圧または前記ローレベル電圧を検出することで前記比較結果を取得し、
前記ハイレベル電圧が前記第１の判定期間継続した場合には、前記第１整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ハイレベル電圧が前記第１の判定期間継続しなかった場合には、前記第１整流素子に短絡が生じていないと判定し、
前記ローレベル電圧が前記第２の判定期間継続した場合には、前記第２整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ローレベル電圧が前記第２の判定期間継続しなかった場合には、前記第２整流素子に短絡が生じていないと判定することを特徴とする請求項４に記載の故障検出装置。

【請求項11】

前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路を有し、
前記判定器は、前記分圧回路で分圧された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出することを特徴とする請求項６に記載の故障検出装置。

【請求項12】

前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路で分圧された電圧を矩形波電圧に変換するロジックＩＣとを有し、
前記判定器は、前記ロジックＩＣで変換された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出することを特徴とする請求項６に記載の故障検出装置。

【請求項13】

前記検出回路は、
一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインと、
前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路と、
前記分圧回路で分圧された電圧を矩形波電圧に変換するロジックＩＣと、を有し、
前記第１の閾値電圧および前記第２の閾値電圧は、前記分圧された電圧を前記矩形波電圧に変換するための前記ロジックＩＣの閾値電圧であり、
前記ロジックＩＣは、
前記分圧された電圧と前記ロジックＩＣの閾値電圧とを比較し、前記分圧された電圧が前記ロジックＩＣの閾値電圧よりも大きい場合には、前記分圧された電圧をハイレベル電圧に変換し、変換した前記ハイレベル電圧を前記判定器に出力し、
一方、前記分圧された電圧が前記ロジックＩＣの閾値電圧以下である場合には、前記分圧された電圧をローレベル電圧に変換し、変換した前記ローレベル電圧を前記判定器に出力し、
前記判定器は、
前記ハイレベル電圧または前記ローレベル電圧を検出することで前記比較結果を取得し、
前記ハイレベル電圧が前記第１の判定期間継続した場合には、前記第１整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ハイレベル電圧が前記第１の判定期間継続しなかった場合には、前記第１整流素子に短絡が生じていないと判定し、
前記ローレベル電圧が前記第２の判定期間継続した場合には、前記第２整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ローレベル電圧が前記第２の判定期間継続しなかった場合には、前記第２整流素子に短絡が生じていないと判定することを特徴とする請求項４に記載の故障検出装置。

【請求項14】

前記第１整流素子は、サイリスタであり、
前記第２整流素子は、ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の故障検出装置。

【請求項15】

交流電圧を出力する発電機の出力電圧を整流する整流回路の故障を検出する故障検出方法であって、
前記整流回路は、一端が入力ノードに接続され、他端がハイサイド側の第１出力ノードに接続された第１整流素子と、一端がローサイド側の第２出力ノードに接続され、他端が前記入力ノードに接続された第２整流素子とを有し、
前記故障検出方法は、
前記入力ノード、前記第１出力ノードおよび前記第２出力ノードのうち、前記入力ノードに接続され、前記入力ノードに入力される前記出力電圧を検出するための検出回路が、前記入力ノードの電圧を検出することで前記出力電圧を検出し、
判定器が、前記検出された出力電圧と予め設定された閾値電圧との比較結果に基づいて、前記整流回路に故障が生じているか否かを判定し、
前記判定器が、前記整流回路に故障が生じている場合には、前記発電機を停止させる停止信号を出力し、一方、前記整流回路に故障が生じていない場合には、前記停止信号を出力しないことを特徴とする故障検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、故障検出装置および故障検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、三相交流発電機が出力する三相交流電圧を整流するダイオードおよびサイリスタと、サイリスタをＯＮ／ＯＦＦ制御する制御回路と、ＤＣ／ＡＣインバータとを備える電源システムが採用されている。

【0003】

このような電源システムにおいて、ダイオードおよびサイリスタに短絡が生じた場合、インバータが正常に動作できないうえに、短絡の態様によっては、三相交流発電機にも短絡が生じる。三相交流発電機に短絡が生じた場合、大電流が流れることで三相交流発電機が故障する場合がある。

【0004】

そこで、三相交流発電機の故障を未然に防止するため、従来から、電源システムにおいては、ダイオードおよびサイリスタの短絡を検出する技術が採用されていた。ダイオードおよびサイリスタの短絡の検出にあたり、従来は、直流電圧（整流出力）と、三相交流発電機のロータの回転数と、サイリスタのＯＮ時間と、インバータの出力電圧との４つのファクターに基づいて短絡の有無を判断していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−１６２７２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述した４つのファクターには、三相交流発電機の性能の違いによる個体差があるため、三相交流発電機毎に４つのファクターに基づいた短絡の判断基準を個別に設定する必要があった。このため、従来は、発電機の性能の違いに応じた複雑な判断基準の設定を行わなければ故障を適切に判断することができないといった問題があった。

【0007】

そこで、本発明は、発電機の性能の違いに応じた複雑な判断基準の設定を要することなく整流回路の故障を適切に判断することが可能な故障検出装置および故障検出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る故障検出装置は、
交流電圧を出力する発電機および前記発電機の出力電圧を整流する整流回路に接続され、前記出力電圧を検出するための検出回路と、
前記検出回路を介して前記出力電圧を検出し、前記検出された出力電圧と予め設定された閾値電圧との比較結果に基づいて、前記整流回路に故障が生じているか否かを判定する判定器と、を備え、
前記整流回路は、一端が前記出力電圧の入力ノードに接続され、他端がハイサイド側の第１出力ノードに接続された第１整流素子と、一端がローサイド側の第２出力ノードに接続され、他端が前記入力ノードに接続された第２整流素子とを有し、
前記判定器は、前記検出回路を介して前記入力ノードの電圧を検出することで前記出力電圧を検出し、前記整流回路に故障が生じている場合には、前記発電機を停止させる停止信号を出力し、一方、前記整流回路に故障が生じていない場合には、前記停止信号を出力しない。

【0009】

前記故障検出装置において、
前記判定器は、
前記検出された出力電圧が第１の閾値電圧よりも大きい状態が第１の判定期間継続した場合には、前記第１整流素子に前記故障として短絡が生じていると判定し、
一方、前記検出された出力電圧が前記第１の閾値電圧よりも大きい状態が前記第１の判定期間継続しなかった場合には、前記第１整流素子に短絡が生じていないと判定してもよい。

【0010】

前記故障検出装置において、
前記第１の判定期間は、前記交流電圧の半周期以上の期間であってもよい。

【0011】

前記故障検出装置において、
前記判定器は、
前記検出された出力電圧が第２の閾値電圧以下である状態が第２の判定期間継続した場合には、前記第２整流素子に前記故障として短絡が生じていると判定し、
一方、前記検出された出力電圧が前記第２の閾値電圧以下である状態が前記第２の判定期間継続しなかった場合には、前記第２整流素子に短絡が生じていないと判定してもよい。

【0012】

前記故障検出装置において、
前記第２の判定期間は、前記交流電圧の半周期よりも長い期間であってもよい。

【0013】

前記故障検出装置において、
前記検出回路は、一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインを有していてもよい。

【0014】

前記故障検出装置において、
前記判定器は、回路素子を介さず前記電圧検出ラインのみを介して前記入力ノードに接続され、前記電圧検出ラインを介して前記入力ノードの電圧を直接検出してもよい。

【0015】

前記故障検出装置において、
前記判定器は、前記電圧検出ラインを介して検出された前記入力ノードの電圧と、前記閾値電圧とを比較し、この比較結果に基づいて前記整流回路に故障が生じているか否かを判定してもよい、

【0016】

前記故障検出装置において、
前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を矩形波電圧に変換するロジックＩＣを有し、
前記判定器は、前記ロジックＩＣで変換された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出してもよい。

【0017】

前記故障検出装置において、
前記検出回路は、
一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインと、
前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を矩形波電圧に変換するロジックＩＣと、を有し、
前記第１の閾値電圧および前記第２の閾値電圧は、前記入力ノードの電圧を前記矩形波電圧に変換するための前記ロジックＩＣの閾値電圧であり、
前記ロジックＩＣは、
前記入力ノードの電圧と前記ロジックＩＣの閾値電圧とを比較し、前記入力ノードの電圧が前記ロジックＩＣの閾値電圧よりも大きい場合には、前記入力ノードの電圧をハイレベル電圧に変換し、変換した前記ハイレベル電圧を前記判定器に出力し、
一方、前記入力ノードの電圧が前記ロジックＩＣの閾値電圧以下である場合には、前記入力ノードの電圧をローレベル電圧に変換し、変換した前記ローレベル電圧を前記判定器に出力し、
前記判定器は、
前記ハイレベル電圧または前記ローレベル電圧を検出することで前記比較結果を取得し、
前記ハイレベル電圧が前記第１の判定期間継続した場合には、前記第１整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ハイレベル電圧が前記第１の判定期間継続しなかった場合には、前記第１整流素子に短絡が生じていないと判定し、
前記ローレベル電圧が前記第２の判定期間継続した場合には、前記第２整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ローレベル電圧が前記第２の判定期間継続しなかった場合には、前記第２整流素子に短絡が生じていないと判定してもよい。

【0018】

前記故障検出装置において、
前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路を有し、
前記判定器は、前記分圧回路で分圧された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出してもよい。

【0019】

前記故障検出装置において、
前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路で分圧された電圧を矩形波電圧に変換するロジックＩＣとを有し、
前記判定器は、前記ロジックＩＣで変換された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出してもよい。

【0020】

前記故障検出装置において、
前記検出回路は、
一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインと、
前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路と、
前記分圧回路で分圧された電圧を矩形波電圧に変換するロジックＩＣと、を有し、
前記第１の閾値電圧および前記第２の閾値電圧は、前記分圧された電圧を前記矩形波電圧に変換するための前記ロジックＩＣの閾値電圧であり、
前記ロジックＩＣは、
前記分圧された電圧と前記ロジックＩＣの閾値電圧とを比較し、前記分圧された電圧が前記ロジックＩＣの閾値電圧よりも大きい場合には、前記分圧された電圧をハイレベル電圧に変換し、変換した前記ハイレベル電圧を前記判定器に出力し、
一方、前記分圧された電圧が前記ロジックＩＣの閾値電圧以下である場合には、前記分圧された電圧をローレベル電圧に変換し、変換した前記ローレベル電圧を前記判定器に出力し、
前記判定器は、
前記ハイレベル電圧または前記ローレベル電圧を検出することで前記比較結果を取得し、
前記ハイレベル電圧が前記第１の判定期間継続した場合には、前記第１整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ハイレベル電圧が前記第１の判定期間継続しなかった場合には、前記第１整流素子に短絡が生じていないと判定し、
前記ローレベル電圧が前記第２の判定期間継続した場合には、前記第２整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ローレベル電圧が前記第２の判定期間継続しなかった場合には、前記第２整流素子に短絡が生じていないと判定してもよい。

【0021】

前記故障検出装置において、
前記第１整流素子は、サイリスタであり、
前記第２整流素子は、ダイオードであってもよい。

【0022】

本発明の一態様に係る故障検出方法は、
発電機から出力された交流電圧を整流する整流回路の故障を検出する故障検出方法であって、
前記整流回路は、一端が前記出力電圧の入力ノードに接続され、他端がハイサイド側の第１出力ノードに接続された第１整流素子と、一端がローサイド側の第２出力ノードに接続され、他端が前記入力ノードに接続された第２整流素子とを有し、
前記故障検出方法は、
前記入力ノードの電圧を検出することで前記出力電圧を検出し、
前記検出された出力電圧と予め設定された閾値電圧との比較に基づいて、前記整流回路に故障が生じているか否かを判定し、
前記整流回路に故障が生じている場合には、前記発電機を停止させる停止信号を出力し、一方、前記整流回路に故障が生じていない場合には、前記停止信号を出力しない。

【発明の効果】

【0023】

本発明の一態様に係る故障検出装置は、
交流電圧を出力する発電機および発電機の出力電圧を整流する整流回路に接続され、出力電圧を検出するための検出回路と、
検出回路を介して出力電圧を検出し、検出された出力電圧と予め設定された閾値電圧との比較結果に基づいて、整流回路に故障が生じているか否かを判定する判定器と、を備え、
整流回路は、一端が出力電圧の入力ノードに接続され、他端がハイサイド側の第１出力ノードに接続された第１整流素子と、一端がローサイド側の第２出力ノードに接続され、他端が前記入力ノードに接続された第２整流素子とを有し、
判定器は、検出回路を介して入力ノードの電圧を検出することで出力電圧を検出し、整流回路に故障が生じている場合には、発電機を停止させる停止信号を出力し、一方、整流回路に故障が生じていない場合には、停止信号を出力しない。
このように、入力ノードの電圧を検出することで発電機の出力電圧を正確に検出し、検出された出力電圧と閾値電圧との比較結果に基づくことで、発電機の性能の違いに応じた複雑な判断基準の設定を要することなく整流回路の故障を適切に判断できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】第１の実施形態に係る故障検出装置の一例を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る故障検出方法において、サイリスタの短絡時の波形の一例を示す図である。

【図3】第１の実施形態に係る故障検出方法において、ダイオードの短絡時の波形の一例を示す図である。

【図4】第２の実施形態に係る故障検出装置の一例を示す図である。

【図5】第２の実施形態に係る故障検出方法において、サイリスタの短絡時の波形の一例を示す図である。

【図6】第２の実施形態に係る故障検出方法において、ダイオードの短絡時の波形の一例を示す図である。

【図7】第３の実施形態に係る故障検出装置の一例を示す図である。

【図8】第３の実施形態に係る故障検出方法において、サイリスタの短絡時の波形の一例を示す図である。

【図9】第３の実施形態に係る故障検出方法において、ダイオードの短絡時の波形の一例を示す図である。

【図10】第４の実施形態に係る故障検出装置の一例を示す図である。

【図11】第４の実施形態に係る故障検出方法において、サイリスタの短絡時の波形の一例を示す図である。

【図12】第４の実施形態に係る故障検出方法において、ダイオードの短絡時の波形の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。実施形態は、本発明を限定するものではない。また、実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0026】

（第１の実施形態）
図１に示される第１の実施形態に係る故障検出装置１は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路ＲＣを備えた電力変換装置２に搭載され、整流回路ＲＣの故障を検出する装置である。

【0027】

ここで、先ず、電力変換装置２の構成について説明する。図１に示すように、電力変換装置２は、発電機ＡＬＴと、整流回路ＲＣと、キャパシタＣと、ＤＣ／ＡＣインバータＩＮＶとを備える。

【0028】

発電機ＡＬＴは、図示しないエンジンに接続されている。発電機ＡＬＴは、エンジンの駆動にともなって、１２０°の位相差を有するＵ相、Ｖ相およびＷ相の三相の交流電圧を発生させる。

【0029】

整流回路ＲＣは、発電機ＡＬＴの出力側に接続されている。整流回路ＲＣは、発電機ＡＬＴの出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを整流して出力する。

【0030】

より具体的には、整流回路ＲＣは、第１整流素子の一例であるサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３と、第２の整流素子の一例であるダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３とを、発電機ＡＬＴの三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａに対応するように三組有する。

【0031】

サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３は、一端の一例であるアノードが出力電圧の入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３に接続され、他端の一例であるカソードがハイサイド側の第１出力ノードＮｏｕｔ１に接続され、ゲートが制御信号を出力するＯＮ／ＯＦＦ制御回路ＣＮＴに接続されている。

【0032】

ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３は、一端の一例であるアノードがローサイド側の第２出力ノードＮｏｕｔ２に接続され、他端の一例であるカソードが入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３に接続されている。図１の例において、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３のアノードは、接地電位ＧＮＤに接続されている。

【0033】

整流回路ＲＣは、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路ＣＮＴからゲートに入力される制御信号によってサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３がオンオフ制御されることにともなって、発電機ＡＬＴから入力された交流電圧を整流して出力する。このとき、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路ＣＮＴは、発電機ＡＬＴの相電圧が最大の相から整流回路ＲＣに電流が流れ込み、流れ込んだ電流が整流回路ＲＣから相電圧が最小（マイナス）の相に流れ出るように、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３をオンオフ制御する。

【0034】

キャパシタＣは、一端が第１出力ノードＮｏｕｔ１に接続され、他端が第２出力ノードＮｏｕｔ２に接続されている。

【0035】

キャパシタＣは、整流回路ＲＣから出力された電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を出力する。

【0036】

ＤＣ／ＡＣインバータＩＮＶは、キャパシタＣの出力側に接続されている。ＤＣ／ＡＣインバータＩＮＶは、キャパシタＣから出力された直流電圧を交流電圧Ｖｏｕｔに変換し、変換した交流電圧Ｖｏｕｔを出力する。

【0037】

このように構成された電力変換装置２によれば、発電機ＡＬＴから入力された交流電圧を整流回路ＲＣで直流電圧に変換した後にＤＣ／ＡＣインバータＩＮＶで交流電圧に変換することができる。

【0038】

このような電力変換装置２において、発電機ＡＬＴの性能の違いに応じた複雑な判断基準の設定を要することなく整流回路ＲＣの故障を適切に判断するために、第１の実施形態に係る故障検出装置１が設けられている。以下、第１の実施形態に係る故障検出装置１の具体的な構成を説明する。

【0039】

図１に示すように、第１の実施形態に係る故障検出装置１は、発電機ＡＬＴの出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出するための検出回路１１と、判定器１２とを備える。

【0040】

（検出回路１１）
検出回路１１は、Ｕ相の出力電圧Ｖｕａを検出するための電圧検出ライン１１１ｕと、Ｖ相の出力電圧Ｖｖａを検出するための電圧検出ライン１１１ｖと、Ｗ相の出力電圧Ｖｗａを検出するための電圧検出ライン１１１ｗとを有する。

【0041】

電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗは、整流回路ＲＣに接続されている。より具体的には、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗは、一端が入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３に接続され、他端が判定器１２に接続されている。

【0042】

（判定器１２）
判定器１２は、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗを介して出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出する。具体的には、判定器１２は、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗを介して入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出することで出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出する。

【0043】

より具体的には、判定器１２は、回路素子を介さず電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗのみを介して入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３に接続されている。そして、判定器１２は、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗを介して入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを直接検出する。

【0044】

判定器１２は、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａと予め設定された閾値電圧との比較結果に基づいて、整流回路ＲＣに故障が生じているか否かを判定する。

【0045】

具体的には、判定器１２は、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗを介して検出された入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａと、閾値電圧とを自らが比較し、この比較結果に基づいて整流回路ＲＣに故障が生じているか否かを判定する。

【0046】

より具体的には、判定器１２は、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが第１の閾値電圧よりも大きい状態が第１の判定期間継続した場合には、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に故障として短絡が生じていると判定する。第１の判定期間は、例えば、発電機ＡＬＴの交流電圧の半周期以上の期間である。

【0047】

一方、判定器１２は、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが第１の閾値電圧よりも大きい状態が第１の判定期間継続しなかった場合には、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に短絡が生じていないと判定する。

【0048】

また、判定器１２は、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが第２の閾値電圧以下である状態が第２の判定期間継続した場合には、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に故障として短絡が生じていると判定する。第２の閾値電圧は、例えば、第１の閾値電圧と同一である。第２の閾値電圧は、第１の閾値電圧と異なっていてもよい。第２の判定期間は、例えば、発電機ＡＬＴの交流電圧の半周期よりも長い期間である。

【0049】

一方、判定器１２は、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが第２の閾値電圧以下である状態が第２の判定期間継続しなかった場合には、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に短絡が生じていないと判定する。

【0050】

判定器１２は、整流回路ＲＣに故障が生じている場合には、エンジンすなわち発電機ＡＬＴを停止させる停止信号ＳＳを出力する。一方、判定器１２は、整流回路ＲＣに故障が生じていない場合には、停止信号ＳＳを出力しない。

【0051】

（故障検出方法）
次に、第１の実施形態に係る故障検出方法の一例について説明する。

【0052】

（サイリスタの短絡の検出）
図２は、三相の出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａのうち、Ｕ相の電圧Ｖｕａの波形を示したものである。Ｕ相における整流回路ＲＣの故障を検査するため、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路ＣＮＴの制御によってＵ相のサイリスタＳＣＲ１をオンし、Ｖ相のサイリスタＳＣＲ２およびＷ相のサイリスタＳＣＲ３をオフすることで、図２の波形が得られる。図２に示すように、Ｕ相のサイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていないサイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図２の時刻ｔ０〜ｔ１）において、判定器１２は、電圧検出ライン１１１ｕを介して、半周期の正弦波状の波形を有する半波電圧Ｖｕａ１（正値）とグランド電圧Ｖｕａ２（０Ｖ）とが発電機ＡＬＴの交流電圧の半周期毎に交互に繰り返される入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａを検出する。

【0053】

判定器１２は、検出された電圧Ｖｕａと、予め設定された第１の閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較する。そして、判定器１２は、電圧Ｖｕａが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１より大きい状態が、発電機ＡＬＴの交流電圧の半周期以上の期間である第１の判定期間Ｔｊ１継続したか否かを判定基準として、サイリスタＳＣＲ１に故障として短絡が生じているか否かを判定する。

【0054】

図２に示すように、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図２の時刻ｔ０〜ｔ１）において、入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい期間は、交流電圧の半周期に相当する半波電圧Ｖｕａ１の継続期間のうちの一部の期間である。この期間は、交流電圧の半周期以上の期間である第１の判定期間Ｔｊ１よりも当然に短い。

【0055】

したがって、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時において、判定器１２は、電圧Ｖｕａが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１より大きい状態が第１の判定期間Ｔｊ１継続しないため、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていないと判定する。

【0056】

サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていないと判定されたことで、判定器１２は、停止信号ＳＳを出力しない。

【0057】

なお、第１の判定期間Ｔｊ１は、発電機ＡＬＴの交流電圧の半周期以上の期間であって、発電機ＡＬＴの交流電圧の１周期以下または３／４周期以下の期間であってもよい。このように、第１の判定期間Ｔｊ１が長くなり過ぎないようにすることで、サイリスタＳＣＲ１の短絡を迅速に検出することができる。

【0058】

一方、図２に示すように、サイリスタＳＣＲ１の短絡時（図２の時刻ｔ１〜）において、判定器１２は、入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａとして、最大値に固定された（すなわち、ハイ側に張り付いた）継続的な直流電圧Ｖｕａ３を検出する。

【0059】

判定器１２は、検出された直流電圧Ｖｕａ３の電圧値と、第１の閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較する。

【0060】

図２に示すように、サイリスタＳＣＲ１の短絡時（図２の時刻ｔ１〜）において、直流電圧Ｖｕａ３の電圧値の検出期間は、第１の判定期間Ｔｊ１よりも長い。これにより、判定器１２は、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていると判定する。具体的には、判定器１２は、直流電圧Ｖｕａ３の検出開始時刻ｔ１から直流電圧Ｖｕａ３が第１の判定期間Ｔｊ１継続した時刻ｔ２に、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていると判定する。

【0061】

サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていると判定されたことで、判定器１２は、停止信号ＳＳを出力する。

【0062】

なお、図２の例では、Ｕ相のサイリスタＳＣＲ１の短絡の検出について説明したが、Ｖ相およびＷ相のサイリスタＳＣＲ２、ＳＣＲ３についても、Ｕ相と同様の方法で短絡を検出することができる。

【0063】

（ダイオードの短絡の検出）
図３は、図２と同様に、三相の出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａのうち、Ｕ相の電圧Ｖｕａの波形を示したものである。図３に示すように、ダイオードＤｉ１に短絡が生じていないダイオードＤｉ１の正常動作時（図３の時刻ｔ０〜ｔ２）において、判定器１２は、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図２の時刻ｔ０〜ｔ１）と同様に、電圧検出ライン１１１を介して、半波電圧Ｖｕａ１とグランド電圧Ｖｕａ２とが交互に繰り返される入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａを検出する。

【0064】

判定器１２は、検出された電圧Ｖｕａと、予め設定された第２の閾値電圧Ｖｔｈ２とを比較する。なお、第２の閾値電圧Ｖｔｈ２は、第１の閾値電圧Ｖｔｈ１と同一であってもよく、または、第１の閾値電圧Ｖｔｈ１と異なっていてもよい。

【0065】

そして、判定器１２は、電圧Ｖｕａが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下である状態が、発電機ＡＬＴの交流電圧の半周期よりも長い第２の判定期間Ｔｊ２継続したか否かを判定基準として、ダイオードＤｉ１に故障として短絡が生じているか否かを判定する。

【0066】

図３に示すように、ダイオードＤｉ１の正常動作時（図３の時刻ｔ０〜ｔ２）において、電圧Ｖｕａが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下である期間は、第２の判定期間Ｔｊ２よりも短い。したがって、判定器１２は、ダイオードＤｉ１に短絡が生じていないと判定する。ダイオードＤｉ１に短絡が生じていないと判定されたことで、判定器１２は、停止信号ＳＳを出力しない。

【0067】

一方、ダイオードＤｉ１の短絡時（図３の時刻ｔ２〜）において、判定器１２は、入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａとして、接地電位ＧＮＤに張り付いた継続的なグランド電圧Ｖｕａ２を検出する。なお、図３の例では、ダイオードＤｉ１の短絡の発生時刻ｔ２を、ダイオードＤｉ１が正常である場合に半波電圧Ｖｕａ１の検出が開始されるべき時刻ｔ２としている。しかしながら、ダイオードＤｉ１の短絡は、時刻ｔ２よりも前のグランド電圧Ｖｕａ２の検出期間中に発生していてもよい（他の実施形態においても同様）。

【0068】

図３に示すように、ダイオードＤｉ１の短絡時（図３の時刻ｔ２〜）において、電圧Ｖｕａが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下である期間は、第２の判定期間Ｔｊ２よりも長い。したがって、判定器１２は、ダイオードＤｉ１に短絡が生じていると判定する。具体的には、判定器１２は、第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下の電圧Ｖｕａの検出開始時刻ｔ１から第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下の電圧Ｖｕａが第２の判定期間Ｔｊ２継続した時刻ｔ３に、ダイオードＤｉ１に短絡が生じていると判定する。

【0069】

ダイオードＤｉ１に短絡が生じていると判定されたことで、判定器１２は、停止信号ＳＳを出力する。

【0070】

なお、図３の例では、Ｕ相のダイオードＤｉ１の短絡の検出について説明したが、Ｖ相およびＷ相のダイオードＤｉ２、Ｄｉ３についても、Ｕ相と同様の方法で短絡を検出することができる。

【0071】

以下、第１の実施形態によってもたらされる作用について説明する。

【0072】

既述したように、第１の実施形態の故障検出装置１は、交流電圧を出力する発電機ＡＬＴおよび発電機ＡＬＴの出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを整流する整流回路ＲＣに接続され、出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出するための検出回路１１１、１１２、１１３を備える。また、故障検出装置１は、検出回路１１１、１１２、１１３を介して出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出し、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａと予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２との比較結果に基づいて、整流回路ＲＣに故障が生じているか否かを判定する判定器１２を備える。また、整流回路ＲＣは、アノード（一端）が出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａの入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３に接続され、カソード（他端）がハイサイド側の第１出力ノードＮｏｕｔ１に接続されたサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３（第１整流素子）を有する。また、整流回路ＲＣは、アノード（一端）がローサイド側の第２出力ノードＮｏｕｔ２に接続され、カソード（他端）が入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３に接続されたダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３（第２整流素子）を有する。判定器１２は、検出回路１１１、１１２、１１３を介して入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧を検出することで出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出する。そして、判定器１２は、整流回路ＲＣに故障が生じている場合には、発電機ＡＬＴを停止させる停止信号ＳＳを出力し、一方、整流回路ＲＣに故障が生じていない場合には、停止信号ＳＳを出力しない。

【0073】

このような構成によれば、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧を検出することで、発電機ＡＬＴの出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを正確に検出し、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａと閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２との比較結果に基づくことで、発電機の性能の違いに応じた複雑な判断基準の設定を要することなく整流回路ＲＣの故障を適切に判断できる。

【0074】

また、既述したように、第１の実施形態の故障検出装置１において、判定器１２は、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗを介して検出された入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａと、閾値電圧とを比較し、この比較結果に基づいて整流回路ＲＣに故障が生じているか否かを判定する。

【0075】

このような構成によれば、判定器１２自らが、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａと判定器１２に設定された閾値電圧とを比較して、整流回路ＲＣの故障の有無を正確に判定することができる。

【0076】

また、既述したように、第１の実施形態の故障検出装置１において、判定器１２は、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい状態が第１の判定期間継続Ｔｊ１した場合には、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に故障として短絡が生じていると判定する。一方、判定器１２は、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい状態が第１の判定期間Ｔｊ１継続しなかった場合には、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に短絡が生じていないと判定する。

【0077】

このような構成によれば、出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１より大きい状態の継続時間と第１の判定期間Ｔｊ１との比較により、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３の短絡を正確に検出することができる。また、第１の判定期間Ｔｊ１として、発電機ＡＬＴの交流電圧の半周期以上の期間を用いることで、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に短絡が生じていないときの出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを短絡として誤検出することを防止することができる。これにより、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３の短絡をより正確に検出することができる。

【0078】

また、既述したように、第１の実施形態の故障検出装置１において、判定器１２は、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下である状態が第２の判定期間Ｔｊ２継続した場合には、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に故障として短絡が生じていると判定する。一方、判定器１２は、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下である状態が第２の判定期間Ｔｊ２継続しなかった場合には、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に短絡が生じていないと判定する。

【0079】

このような構成によれば、出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下である状態の継続時間と第２の判定期間Ｔｊ２との比較により、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３の短絡を正確に検出することができる。また、第２の判定期間Ｔｊ２として、交流電圧の半周期よりも長い期間を用いることで、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に短絡が生じていないときの出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、ＶｗａをダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３の短絡として誤検出することを防止することができる。これにより、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３の短絡をより正確に検出することができる。

【0080】

また、既述したように、第２の閾値電圧Ｖｔｈ２として、第１の閾値電圧Ｖｔｈ１と同一の電圧を用いることで、共通の閾値電圧に基づいてサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３およびダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３の双方の短絡を検出することができる。

【0081】

また、既述したように、第１の実施形態の故障検出装置１は、検出回路として、一端が入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３に接続され、他端が判定器１２に接続された電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗを有する。

【0082】

このような構成によれば、シンプルな構成によって入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを確実に検出することができる。

【0083】

また、既述したように、第１の実施形態の故障検出装置１において、判定器１２は、回路素子を介さず電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗのみを介して入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３に接続され、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗを介して入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを直接検出する。

【0084】

このような構成によれば、検出回路として電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗ以外の構成を設けることを要しないので、部品点数の増加を抑制することができる。

【0085】

（第２の実施形態）
次に、図４を参照して、検出回路１１が電圧検出ラインに加えてロジックＩＣを備えた第２の実施形態について説明する。

【0086】

図４に示すように、第２の実施形態に係る故障検出装置１は、第１の実施形態に対して検出回路１１の構成部が追加されている。具体的には、第２の実施形態における検出回路１１は、Ｕ相の出力電圧Ｖｕａを検出するためのロジックＩＣ１１３ｕと、Ｖ相の出力電圧Ｖｖａを検出するためのロジックＩＣ１１３ｖと、Ｗ相の出力電圧Ｖｗａを検出するためのロジックＩＣ１１３ｗとを有する。

【0087】

ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗ上に配置され、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａ（半波電圧）を矩形状の波形を有する矩形波電圧Ｖｕｂ、Ｖｖｂ、Ｖｗｂ（パルス電圧）に変換する。

【0088】

より具体的には、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、第１の実施形態で説明した第１の閾値電圧Ｖｔｈ１および第２の閾値電圧Ｖｔｈ２の双方として機能し、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを矩形波電圧に変換するための１つのＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃを有する。

【0089】

ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、ＶｗａとＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとを比較する。そして、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、ＶｗａがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きい場合には、電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａをハイレベル電圧に変換する。そして、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、変換したハイレベル電圧を判定器１２に出力する。

【0090】

一方、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、ＶｗａがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下である場合には、電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａをローレベル電圧に変換する。そして、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、変換したローレベル電圧を判定器１２に出力する。

【0091】

判定器１２は、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗで矩形波に変換された電圧Ｖｕｂ、Ｖｖｂ、Ｖｗｂ（すなわち、ハイレベル電圧またはローレベル電圧）を検出することで、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出する。

【0092】

また、第２の実施形態において、判定器１２は、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を検出することで、検出された出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａと閾値電圧との比較結果を取得する。すなわち、判定器１２は、ハイレベル電圧を、出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが閾値電圧よりも大きいという比較結果として検出し、ローレベル電圧を、出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａが閾値電圧以下であるという比較結果として検出する。

【0093】

そして、判定器１２は、ハイレベル電圧が第１の判定期間Ｔｊ１継続した場合には、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に短絡が生じていると判定する。一方、判定器１２は、ハイレベル電圧が第１の判定期間Ｔｊ１継続しなかった場合には、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に短絡が生じていないと判定する。

【0094】

また、判定器１２は、ローレベル電圧が第２の判定期間Ｔｊ２継続した場合には、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に故障として短絡が生じていると判定する。一方、判定器１２は、ローレベル電圧が第２の判定期間Ｔｊ２継続しなかった場合には、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に短絡が生じていないと判定する。

【0095】

（故障検出方法）
次に、第２の実施形態に係る故障検出方法の一例について説明する。

【0096】

（サイリスタの短絡の検出）
図５は、ロジックＩＣ１１３ｕによる変換前のＵ相の電圧Ｖｕａの波形と、ロジックＩＣ１１３ｕによる変換後のＵ相の電圧Ｖｕｂの波形とを示している。図５に示すように、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図５の時刻ｔ０〜ｔ１）において、ロジックＩＣ１１３ｕには、電圧検出ライン１１１ｕを介して、半波電圧Ｖｕａ１とグランド電圧Ｖｕａ２とが交互に繰り返される入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａが入力される。

【0097】

ロジックＩＣ１１３ｕは、入力された電圧Ｖｕａと、ＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとを比較する。そして、ロジックＩＣ１１３ｕは、電圧ＶｕａがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きい場合には、電圧Ｖｕａをハイレベル電圧ＶｕｂＨに変換し、変換したハイレベル電圧ＶｕｂＨを判定器１２に出力する。これにより、判定器１２は、電圧ＶｕａがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きい期間において、ハイレベル電圧ＶｕｂＨを検出する。

【0098】

一方、ロジックＩＣ１１３ｕは、電圧ＶｕａがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下である場合には、電圧Ｖｕａをローレベル電圧ＶｕｂＬに変換し、変換したローレベル電圧ＶｕｂＬを判定器１２に出力する。これにより、判定器１２は、電圧ＶｕａがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下の期間において、ローレベル電圧ＶｕｂＬを検出する。

【0099】

判定器１２は、ハイレベル電圧ＶｕｂＨが第１の判定期間Ｔｊ１継続したか否かを判定基準として、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じているか否かを判定する。

【0100】

図５に示すように、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図５の時刻ｔ０〜ｔ１）において、ハイレベル電圧ＶｕｂＨの継続期間は、半波電圧Ｖｕａ１の継続期間のうち、半波電圧Ｖｕａ１がＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きくなる一部の期間に相当する。この期間は、半波電圧Ｖｕａ１の継続期間（すなわち、交流電圧の半周期）に相当する第１の判定期間Ｔｊ１よりも当然に短い。

【0101】

したがって、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時において、判定器１２は、ハイレベル電圧ＶｕｂＨが第１の判定期間Ｔｊ１継続しないため、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていないと判定する。

【0102】

一方、図５に示すように、サイリスタＳＣＲ１の短絡時（図５の時刻ｔ１〜）において、ロジックＩＣ１１３ｕには、入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａとして、継続的な直流電圧Ｖｕａ３が入力される。

【0103】

ロジックＩＣ１１３ｕは、入力された直流電圧Ｖｕａ３をハイレベル電圧ＶｕｂＨに変換して判定器１２に出力する。

【0104】

そして、判定器１２は、ハイレベル電圧ＶｕｂＨの検出開始時刻（図５の時刻ｔ１）からハイレベル電圧ＶｕｂＨが第１の判定期間Ｔｊ１継続した時刻（図５の時刻ｔ２）において、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていると判定する。

【0105】

（ダイオードの短絡の検出）
図５と同様に、図６は、ロジックＩＣ１１３ｕによる変換前のＵ相の電圧Ｖｕａの波形と、ロジックＩＣ１１３ｕによる変換後のＵ相の電圧Ｖｕｂの波形とを示している。図６に示すように、ダイオードＤｉ１の正常動作時（図６の時刻ｔ０〜ｔ２）において、ロジックＩＣ１１３ｕには、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図５の時刻ｔ０〜ｔ１）と同様に、電圧検出ライン１１１を介して、半波電圧Ｖｕａ１とグランド電圧Ｖｕａ２とが交互に繰り返される入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａが入力される。

【0106】

ロジックＩＣ１１３ｕは、入力された電圧Ｖｕａと、ＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとを比較し、電圧ＶｕａがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きい場合には、判定器１２にハイレベル電圧ＶｕｂＨを出力する。一方、ロジックＩＣ１１３ｕは、電圧ＶｕａがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下である場合には、判定器１２にローレベル電圧ＶｕｂＬを出力する。

【0107】

ダイオードＤｉ１の正常動作時（図６の時刻ｔ０〜ｔ２）において、判定器１２は、ローレベル電圧ＶｕｂＬが第２の判定期間Ｔｊ２継続しないため、ダイオードＤｉ１に短絡が生じていないと判定する。

【0108】

一方、図６に示すように、ダイオードＤｉ１の短絡時（図６の時刻ｔ２〜）において、ロジックＩＣ１１３ｕには、入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａとして、継続的なグランド電圧Ｖｕａ２が入力される。

【0109】

ロジックＩＣ１１３ｕは、入力されたグランド電圧Ｖｕａ２の電圧値がＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下であるため、グランド電圧Ｖｕａ２をローレベル電圧ＶｕｂＬに変換して判定器１２に出力する。

【0110】

そして、判定器１２は、ローレベル電圧ＶｕｂＬの検出開始時刻（図６の時刻ｔ１）からローレベル電圧ＶｕｂＬが第２の判定期間Ｔｊ２継続した時刻（図６の時刻ｔ３）において、ダイオードＤｉ１に短絡が生じていると判定する。

【0111】

以下、第２の実施形態によってもたらされる作用について説明する。

【0112】

既述したように、第２の実施形態の故障検出装置１において、検出回路１１は、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗ上に配置され、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧を矩形波電圧に変換するロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗを有する。そして、判定器１２は、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗで変換された電圧を検出することで、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出する。

【0113】

このような構成によれば、検出回路１１側で、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを判定器１２で直接処理できる矩形波電圧に変換することができるので、判定器１２が、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａ（半波電圧）を矩形波電圧に変換する機能（専用ポート）を有することを要しない。言い換えれば、検出回路１１を、判定器１２の汎用ポートに接続して故障の検出に用いることができる。これにより、故障検出装置１の汎用性を高めることができる。

【0114】

また、既述したように、第２の実施形態の故障検出装置１において、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、ＶｗａとＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとをとを比較する。この比較結果に基づいて、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、ＶｗａがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きい場合には、電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａをハイレベル電圧に変換し、変換したハイレベル電圧ＶｕｂＨ、ＶｖｂＨ、ＶｗｂＨを判定器１２に出力する。一方、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、ＶｗａがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下である場合には、電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａをローレベル電圧に変換し、変換したローレベル電圧を判定器１２に出力する。判定器１２は、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を検出することで、出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、ＶｗａとＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとの比較結果を取得する。そして、判定器１２は、ハイレベル電圧が第１の判定期間継続した場合には、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に短絡が生じていると判定する。また、判定器１２は、ローレベル電圧が第２の判定期間継続した場合には、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に短絡が生じていると判定する。

【0115】

このような構成によれば、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを矩形波電圧に変換するためのロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗのＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃを、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３およびダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３の短絡の有無を判定するための閾値電圧として利用することができる。これにより、判定器１２側において短絡の有無の判定のための閾値電圧を設定する必要がなくなるため、第１の実施形態の作用に加えて、更に、故障検出装置１の汎用性を向上しつつ、短絡の判断基準の設定作業を更に簡便化することができる。

【0116】

（第３の実施形態）
次に、図７を参照して、検出回路１１が電圧検出ラインに加えて分圧回路を備えた第３の実施形態について説明する。

【0117】

図７に示すように、第３の実施形態に係る故障検出装置１は、第１の実施形態に対して検出回路１１の構成部が追加されている。具体的には、第３の実施形態における検出回路１１は、Ｕ相の出力電圧Ｖｕａを検出するための分圧回路１１４ｕと、Ｖ相の出力電圧Ｖｖａを検出するための分圧回路１１４ｖと、Ｗ相の出力電圧Ｖｗａを検出するための分圧回路１１４ｗとを有する。分圧回路１１４ｕ、１１４ｖ、１１４ｗは、一端が入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３に接続され、他端が判定器１２への出力ノード１１４Ｎに接続された第１抵抗Ｒ１と、一端が出力ノード１１４Ｎに接続され、他端が接地電位ＧＮＤに接続された第２抵抗Ｒ２とを有する。

【0118】

分圧回路１１４ｕ、１１４ｖ、１１４ｗは、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗ上に配置され、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを分圧する。

【0119】

判定器１２は、分圧回路１１４ｕ、１１４ｖ、１１４ｗで分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃを検出することで、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出する。

【0120】

判定器１２は、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃと第１の閾値電圧とを比較する。そして、判定器１２は、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃが第１の閾値電圧よりも大きい状態が第１の判定期間継続した場合には、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に短絡が生じていると判定する。一方、判定器１２は、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃが第１の閾値電圧よりも大きい状態が第１の判定期間継続しなかった場合には、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に短絡が生じていないと判定する。

【0121】

また、判定器１２は、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃと第２の閾値電圧とを比較する。そして、判定器１２は、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃが第２の閾値電圧以下である状態が第２の判定期間継続した場合には、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に故障として短絡が生じていると判定する。一方、判定器１２は、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃが第２の閾値電圧以下である状態が第２の判定期間継続しなかった場合には、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に短絡が生じていないと判定する。

【0122】

（故障検出方法）
次に、第３の実施形態に係る故障検出方法の一例について説明する。

【0123】

（サイリスタの短絡の検出）
図８は、分圧回路１１４ｕによる分圧前のＵ相の電圧Ｖｕａの波形と、分圧回路１１４ｕによる分圧後のＵ相の電圧Ｖｕｃの波形とを示している。図８に示すように、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図８の時刻ｔ０〜ｔ１）において、分圧回路１１４ｕには、電圧検出ライン１１１ｕを介して、半波電圧Ｖｕａ１とグランド電圧Ｖｕａ２とが交互に繰り返される入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａが入力される。

【0124】

分圧回路１１４ｕは、入力された電圧Ｖｕａを分圧し、分圧された電圧Ｖｕｃを判定器１２に出力する。これにより、判定器１２は、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時において、入力ノードＮｉｎ１の半波電圧Ｖｕａ１よりも振幅が低減された半波電圧Ｖｕｃ１とグランド電圧Ｖｕｃ２とが交互に繰り返される電圧Ｖｕｃを検出する。

【0125】

判定器１２は、検出された電圧Ｖｕｃと第１の閾値電圧Ｖｔｈ１とを比較する。そして、判定器１２は、電圧Ｖｕｃが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１より大きい状態が第１の判定期間Ｔｊ１継続したか否かを判定基準として、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じているか否かを判定する。

【0126】

分圧された半波電圧Ｖｕｃ１は振幅が低減されているため、この半波電圧Ｖｕｃ１が第１の閾値電圧Ｖｔｈ１より大きくなる期間は、第１の実施形態で説明した半波電圧Ｖｕａ１が第１の閾値電圧Ｖｔｈ１より大きくなる期間よりも短い。このため、第３の実施形態における第１の判定期間Ｔｊ１は、判定を迅速に行うために第１の実施形態における第１の判定期間Ｔｊ１より短くすることも可能である。

【0127】

図８に示すように、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図８の時刻ｔ０〜ｔ１）において、電圧Ｖｕｃが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい期間は、第１の判定期間Ｔｊ１よりも短い。したがって、判定器１２は、電圧Ｖｕｃが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きい状態が第１の判定期間Ｔｊ１継続しないため、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていないと判定する。

【0128】

一方、サイリスタＳＣＲ１の短絡時（図８の時刻ｔ１〜）において、判定器１２は、ハイ側に張り付いた継続的な直流電圧Ｖｕａ３が分圧された電圧Ｖｕｃ３を検出することで、入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａを検出する。

【0129】

そして、判定器１２は、検出された電圧Ｖｕｃ３の電圧値が第１の閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きく、且つ、電圧Ｖｕｃ３の継続期間が第１の判定期間Ｔｊ１よりも長いため、電圧Ｖｕｃ３の検出開始時刻（図８の時刻ｔ１）から第１の判定期間Ｔｊ１が経過した時刻（図８の時刻ｔ２）において、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていると判定する。

【0130】

（ダイオードの短絡の検出）
図９は、分圧回路１１４ｕによる分圧前のＵ相の電圧Ｖｕａの波形と、分圧回路１１４ｕによる分圧後のＵ相の電圧Ｖｕｃの波形とを示している。図９に示すように、ダイオードＤｉ１の正常動作時（図９の時刻ｔ０〜ｔ２）において、分圧回路１１４ｕには、図８と同様に電圧検出ライン１１１ｕを介して、半波電圧Ｖｕａ１とグランド電圧Ｖｕａ２とが交互に繰り返される入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａが入力される。

【0131】

分圧回路１１４ｕは、入力された電圧Ｖｕａを分圧し、分圧された電圧Ｖｕｃを判定器１２に出力する。これにより、判定器１２は、振幅が低減された半波電圧Ｖｕｃ１とグランド電圧Ｖｕｃ２とが交互に繰り返される電圧Ｖｕｃを検出する。

【0132】

図９に示すように、ダイオードＤｉ１の正常動作時（図９の時刻ｔ０〜ｔ２）において、判定器１２は、電圧Ｖｕｃが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下の期間が第２の判定期間Ｔｊ２よりも短いため、ダイオードＤｉ１に短絡が生じていないと判定する。

【0133】

一方、ダイオードＤｉ１の短絡時（図９の時刻ｔ２〜）において、判定器１２は、継続的なグランド電圧Ｖｕｃ２を検出することで入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａを検出する。

【0134】

ダイオードＤｉ１の短絡時において、判定器１２は、電圧Ｖｕｃが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下である期間が第２の判定期間Ｔｊ２よりも長いため、第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以下の電圧の検出開始時刻ｔ１から第２の判定期間Ｔｊ２継続した時刻ｔ３に、ダイオードＤｉ１に短絡が生じていると判定する。

【0135】

以下、第３の実施形態によってもたらされる作用について説明する。

【0136】

既述したように、第３の実施形態に係る故障検出装置１において、検出回路１１は、電圧検出ライン１１１ｕ、１１１ｖ、１１１ｗ上に配置され、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを分圧する分圧回路１１４ｕ、１１４ｖ、１１４ｗを有する。そして、判定器１２は、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃを検出することで、入力ノードＮｉｎ１、Ｎｉｎ２、Ｎｉｎ３の電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、Ｖｗａを検出する。

【0137】

このような構成によれば、判定器１２に入力される電圧の電圧値を抑制することができるので、第１の実施形態の作用に加えて、更に、判定器１２に過大な電圧値の電圧が入力されることにともなう判定器１２の電気特性の悪化を防止することができる。

【0138】

（第４の実施形態）
次に、検出回路１１が電圧検出ラインに加えてロジックＩＣおよび分圧回路を備えた第４の実施形態について説明する。図１０は、第４の実施形態に係る故障検出装置１の一例を示す図である。

【0139】

図１０に示すように、第４の実施形態の検出回路１１は、図７の構成に加えて、更に、分圧回路１１４ｕ、１１４ｖ、１１４ｗと判定器１２との間に配置されたロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗを有する。

【0140】

ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、分圧回路１１４ｕ、１１４ｖ、１１４ｗで分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃを矩形波電圧（パルス電圧）に変換する。

【0141】

より具体的には、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃと、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃを矩形波電圧に変換するためのＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとを比較する。

【0142】

そして、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、ＶｗｃがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きい場合には、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃをハイレベル電圧ＶｕｂＨ、ＶｖｂＨ、ＶｗｂＨに変換し、変換したハイレベル電圧ＶｕｂＨ、ＶｖｂＨ、ＶｗｂＨを判定器１２に出力する。

【0143】

一方、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、ＶｗｃがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下である場合には、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃをローレベル電圧ＶｕｂＬ、ＶｖｂＬ、ＶｗｂＬに変換し、変換したローレベル電圧ＶｕｂＬ、ＶｖｂＬ、ＶｗｂＬを判定器１２に出力する。

【0144】

ハイレベル電圧ＶｕｂＨ、ＶｖｂＨ、ＶｗｂＨおよびローレベル電圧ＶｕｂＬ、ＶｖｂＬ、ＶｗｂＬに基づいたサイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３およびダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３の短絡の有無の判定は、第２の実施形態と同様である。

【0145】

（故障検出方法）
次に、第４の実施形態に係る故障検出方法の一例について説明する。

【0146】

（サイリスタの短絡の検出）
図１１は、分圧回路１１４ｕによる分圧前のＵ相の電圧Ｖｕａの波形と、分圧後であってロジックＩＣ１１３ｕによる変換前のＵ相の電圧Ｖｕｃの波形と、ロジックＩＣ１１３ｕによる変換後のＵ相の電圧Ｖｕｂの波形とを示している。図１１に示すように、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図１１の時刻ｔ０〜ｔ１）において、分圧回路１１４ｕには、電圧検出ライン１１１ｕを介して、半波電圧Ｖｕａ１とグランド電圧Ｖｕａ２とが交互に繰り返される入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａが入力される。

【0147】

分圧回路１１４ｕは、入力された電圧Ｖｕａを分圧し、分圧された電圧ＶｕｃをロジックＩＣ１１３ｕに出力する。

【0148】

ロジックＩＣ１１３ｕは、分圧された電圧Ｖｕｃと、ＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとを比較し、電圧ＶｕｃがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きい場合には、電圧Ｖｕｃを変換したハイレベル電圧ＶｕｂＨを判定器１２に出力する。これにより、判定器１２は、電圧ＶｕｃがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きい期間において、ハイレベル電圧ＶｕｂＨを検出する。

【0149】

一方、ロジックＩＣ１１３ｕは、分圧された電圧ＶｕｃがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下である場合には、電圧Ｖｕｃを変換したローレベル電圧ＶｕｂＬを判定器１２に出力する。これにより、判定器１２は、電圧ＶｕｃがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下の期間において、ローレベル電圧ＶｕｂＬを検出する。

【0150】

図１１に示すように、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図１１の時刻ｔ０〜ｔ１）において、ハイレベル電圧ＶｕｂＨの継続期間は、第１の判定期間Ｔｊ１よりも短い。したがって、判定器１２は、ハイレベル電圧ＶｕｂＨが第１の判定期間Ｔｊ１継続しないため、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていないと判定する。

【0151】

一方、サイリスタＳＣＲ１の短絡時（図１１の時刻ｔ１〜）において、分圧回路１１４ｕには、電圧検出ライン１１１ｕを介して、継続的な直流電圧Ｖｕａ３が入力される。

【0152】

分圧回路１１４ｕは、入力された直流電圧Ｖｕａ３を分圧し、分圧された直流電圧Ｖｕｃ３をロジックＩＣ１１３ｕに出力する。

【0153】

ロジックＩＣ１１３ｕは、分圧された直流電圧Ｖｕｃ３の電圧値と、ＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとを比較し、直流電圧Ｖｕｃ３がＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きいため、直流電圧Ｖｕｃ３をハイレベル電圧ＶｕｂＨに変換して判定器１２に出力する。これにより、判定器１２は、ロジックＩＣ１１３ｕへの直流電圧Ｖｕｃ３の入力期間において、ハイレベル電圧ＶｕｂＨを検出する。

【0154】

そして、判定器１２は、ハイレベル電圧ＶｕｂＨの検出開始時刻（図１１の時刻ｔ１）から第１の判定期間Ｔｊ１が経過した時刻（図１１の時刻ｔ２）において、サイリスタＳＣＲ１に短絡が生じていると判定する。

【0155】

（ダイオードの短絡の検出）
図１２は、図１１と同様に、分圧回路１１４ｕによる分圧前のＵ相の電圧Ｖｕａの波形と、分圧後であってロジックＩＣ１１３ｕによる変換前のＵ相の電圧Ｖｕｃの波形と、ロジックＩＣ１１３ｕによる変換後のＵ相の電圧Ｖｕｂの波形とを示している。図１２に示すように、ダイオードＤｉ１の正常動作時（図１２の時刻ｔ０〜ｔ２）において、分圧回路１１４ｕには、サイリスタＳＣＲ１の正常動作時（図１１の時刻ｔ０〜ｔ１）と同様に、電圧検出ライン１１１ｕを介して、半波電圧Ｖｕａ１とグランド電圧Ｖｕａ２とが交互に繰り返される入力ノードＮｉｎ１の電圧Ｖｕａが入力される。

【0156】

分圧回路１１４ｕは、入力された電圧Ｖｕａを分圧し、分圧された電圧ＶｕｃをロジックＩＣ１１３ｕに出力する。

【0157】

ロジックＩＣ１１３ｕは、分圧された電圧ＶｕｃとＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとを比較し、電圧ＶｕｃがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きい場合には、判定器１２にハイレベル電圧ＶｕｂＨを出力し、電圧ＶｕｃがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下である場合には、判定器１２にローレベル電圧ＶｕｂＬを出力する。

【0158】

図１２に示すように、ダイオードＤｉ１の正常動作時（図１２の時刻ｔ０〜ｔ２）において、ローレベル電圧ＶｕｂＬの継続期間は第２の判定期間Ｔｊ２よりも短いため、判定器１２は、ダイオードＤｉ１に短絡が生じていないと判定する。

【0159】

一方、ダイオードＤｉ１の短絡時（図１２の時刻ｔ２〜）において、分圧回路１１４ｕには、電圧検出ライン１１１ｕを介して、ロー側に張り付いた継続的なグランド電圧Ｖｕａ２が入力される。

【0160】

分圧回路１１４ｕは、ロジックＩＣ１１３ｕにグランド電圧Ｖｕｃ２を出力する。

【0161】

ロジックＩＣ１１３ｕは、グランド電圧Ｖｕｃ２の電圧値と、ＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとを比較し、グランド電圧Ｖｕｃ２がＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも小さいため、判定器１２にローレベル電圧ＶｕｂＬを出力する。

【0162】

そして、判定器１２は、ローレベル電圧ＶｕｂＬの検出開始時刻（図１２の時刻ｔ１）から第２の判定期間Ｔｊ２が経過した時刻（図１２の時刻ｔ３）において、ダイオードＤｉ１に短絡が生じていると判定する。

【0163】

以下、第４の実施形態によってもたらされる作用について説明する。

【0164】

既述したように、第４の実施形態に係る故障検出装置１において、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、分圧回路１１４ｕによって分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、ＶｗｃがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃよりも大きい場合には、判定器１２にハイレベル電圧を出力する。一方、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗは、分圧された電圧Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、ＶｗｃがＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃ以下である場合には、判定器１２にローレベル電圧を出力する。

【0165】

判定器１２は、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を検出することで、出力電圧Ｖｕａ、Ｖｖａ、ＶｗａとＩＣ閾値電圧Ｖｔｈｉｃとの比較結果を取得する。そして、判定器１２は、ハイレベル電圧が第１の判定期間Ｔｊ１継続した場合には、サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２、ＳＣＲ３に短絡が生じていると判定し、ローレベル電圧が第２の判定期間Ｔｊ２継続した場合には、ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に短絡が生じていると判定する。

【0166】

このような構成によれば、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗに入力される電圧の電圧値を抑制することができるので、第１〜第３の実施形態の作用に加えて、更に、ロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗに過大な電圧値の電圧が入力されることによるロジックＩＣ１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗの電気特性の悪化を抑制することができる。

【0167】

上述した実施形態は、あくまで一例であって、発明の範囲を限定するものではない。発明の要旨を逸脱しない限度において、上述した実施形態に対して種々の変更を行うことができる。変更された実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0168】

１ 故障検出装置
１１ 検出回路
１２ 判定器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】