(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024140336
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】余剰電力消費装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20241003BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023051430
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【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】100110858
【弁理士】
【氏名又は名称】柳瀬 睦肇
(74)【代理人】
【識別番号】100172627
【弁理士】
【氏名又は名称】宮澤 亘
(72)【発明者】
【氏名】池田 昌隆
(72)【発明者】
【氏名】南 祐輔
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770BA11
5H770CA01
5H770CA02
5H770GA16
5H770HA02W
5H770HA03W
5H770HA04W
(57)【要約】
【課題】スイッチング周波数やDutyに依存せずに電力実効値を計算して余剰電力を消費させる余剰電力消費装置を提供する。
【解決手段】本発明は、直流電源11と、直流電源11に接続された第１の抵抗12と、第１の抵抗12に接続された第１の電圧検出器13、第１の抵抗12に接続されたダイオード23と、ダイオード23に接続された負荷16と、ダイオード23及び負荷16に接続されたスイッチング素子17と、スイッチング素子17に接続された電流検出器15と、電流検出器15及びスイッチング素子17に接続された第２の抵抗20と、スイッチング素子17のオン・オフ制御を行うことで、負荷16に流す電流の矩形波を生成して負荷16の駆動を制御する制御素子14と、電流検出器15により検出された電流検出値から電流平均値を計測する計測部21を有し、制御素子14は、負荷16で消費される電力実効値を算出する機能を有する余剰電力消費装置である。
【選択図】図２
【解決手段】本発明は、直流電源11と、直流電源11に接続された第１の抵抗12と、第１の抵抗12に接続された第１の電圧検出器13、第１の抵抗12に接続されたダイオード23と、ダイオード23に接続された負荷16と、ダイオード23及び負荷16に接続されたスイッチング素子17と、スイッチング素子17に接続された電流検出器15と、電流検出器15及びスイッチング素子17に接続された第２の抵抗20と、スイッチング素子17のオン・オフ制御を行うことで、負荷16に流す電流の矩形波を生成して負荷16の駆動を制御する制御素子14と、電流検出器15により検出された電流検出値から電流平均値を計測する計測部21を有し、制御素子14は、負荷16で消費される電力実効値を算出する機能を有する余剰電力消費装置である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マイナス端子がグランドに接続された直流電源と、
前記直流電源のプラス端子に電気的に接続された第１の抵抗の一方端と、
前記第１の抵抗の他方端に電気的に接続された第１の電圧検出器と、
前記第１の抵抗の一方端に電気的に接続されたダイオードのカソード端子と、
前記ダイオードのカソード端子に電気的に接続された負荷の一方端と、
前記負荷の他方端に電気的に接続された前記ダイオードのアノード端子と、
前記ダイオードのアノード端子且つ前記負荷の他方端に電気的に接続されたスイッチング素子の一方端と、
前記スイッチング素子の他方端に電気的に接続された電流検出器と、
前記電流検出器及び前記スイッチング素子の他方端に電気的に接続された第２の抵抗の一方端と、
前記第２の抵抗の他方端に電気的に接続されたグランドと、
前記スイッチング素子のオン・オフ制御を行うことで、前記負荷に流す電流の矩形波を生成して前記負荷の駆動を制御する制御素子と、
前記電流検出器により検出された電流検出値から電流平均値を計測する計測部と、
を有し、
前記制御素子は、前記第１の電圧検出器により検出された前記負荷に印加される電圧値と前記計測部で計測された前記電流平均値との積により前記負荷で消費される電力実効値を算出する機能を有することを特徴とする余剰電力消費装置。
前記直流電源のプラス端子に電気的に接続された第１の抵抗の一方端と、
前記第１の抵抗の他方端に電気的に接続された第１の電圧検出器と、
前記第１の抵抗の一方端に電気的に接続されたダイオードのカソード端子と、
前記ダイオードのカソード端子に電気的に接続された負荷の一方端と、
前記負荷の他方端に電気的に接続された前記ダイオードのアノード端子と、
前記ダイオードのアノード端子且つ前記負荷の他方端に電気的に接続されたスイッチング素子の一方端と、
前記スイッチング素子の他方端に電気的に接続された電流検出器と、
前記電流検出器及び前記スイッチング素子の他方端に電気的に接続された第２の抵抗の一方端と、
前記第２の抵抗の他方端に電気的に接続されたグランドと、
前記スイッチング素子のオン・オフ制御を行うことで、前記負荷に流す電流の矩形波を生成して前記負荷の駆動を制御する制御素子と、
前記電流検出器により検出された電流検出値から電流平均値を計測する計測部と、
を有し、
前記制御素子は、前記第１の電圧検出器により検出された前記負荷に印加される電圧値と前記計測部で計測された前記電流平均値との積により前記負荷で消費される電力実効値を算出する機能を有することを特徴とする余剰電力消費装置。
【請求項2】
請求項１において、
前記計測部で計測される前記電流平均値は、前記電流検出器により検出された電流検出値の矩形波をＣＲフィルタで直流化した値が入力される前記制御素子によって算出されることを特徴とする余剰電力消費装置。
前記計測部で計測される前記電流平均値は、前記電流検出器により検出された電流検出値の矩形波をＣＲフィルタで直流化した値が入力される前記制御素子によって算出されることを特徴とする余剰電力消費装置。
【請求項3】
請求項１又は２において、
前記負荷の他方端、前記ダイオードのアノード端子及び前記スイッチング素子の一方端に電気的に接続された第２の電圧検出器を有することを特徴とする余剰電力消費装置。
前記負荷の他方端、前記ダイオードのアノード端子及び前記スイッチング素子の一方端に電気的に接続された第２の電圧検出器を有することを特徴とする余剰電力消費装置。
【請求項4】
請求項２において、
前記電流検出器により検出された電流検出値の矩形波は、増幅回路によって増幅され、前記ＣＲフィルタで直流化されることを特徴とする余剰電力消費装置。
前記電流検出器により検出された電流検出値の矩形波は、増幅回路によって増幅され、前記ＣＲフィルタで直流化されることを特徴とする余剰電力消費装置。
【請求項5】
請求項１又は２において、
前記制御素子には、入力源から発生する電力がコンバータ回路を介して入力され、
前記入力源は前記コンバータ回路を介して系統連系用インバータ回路に電気的に接続されており、
前記系統連系用インバータ回路はＰＷＭ駆動時の制御に用いられることを特徴とする余剰電力消費装置。
前記制御素子には、入力源から発生する電力がコンバータ回路を介して入力され、
前記入力源は前記コンバータ回路を介して系統連系用インバータ回路に電気的に接続されており、
前記系統連系用インバータ回路はＰＷＭ駆動時の制御に用いられることを特徴とする余剰電力消費装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、余剰電力消費装置に関する。
【背景技術】
【0002】
系統連系用ＰＣＳ(Power Conditioning Subsystem：パワーコンディショナー)において、入力源から発生する電力をすぐに可変できず、電力を可変するために、時間を要するシステムが存在する。そのため、系統連系用ＤＣＡＣインバータにおいて、入力源から発生した電力を系統連系前後や、連系できなかった場合、上記電力（余剰電力）を一時的に消費させる負荷が必要となる。
【0003】
上記の負荷を、スイッチング周波数（ｆ[kHz]）、Duty＝α％の矩形波で駆動させる場合、マイコンなどの制御素子で電力実効値を計算するには、一般的に電圧や電流を検出する必要がある。その場合、動作波形そのものを捉える必要があるため、周波数が速くなればなるほど、マイコンなどの制御素子の性能で検出することが難しくなる。なお、これに関連する技術が例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－００４５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の種々の態様は、スイッチング周波数やDutyに依存せずに電力実効値を計算して余剰電力を消費させる余剰電力消費装置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】
【0006】
以下に本発明の種々の態様について説明する。
【0007】
［１］マイナス端子がグランドに接続された直流電源と、
前記直流電源のプラス端子に電気的に接続された第１の抵抗の一方端と、
前記第１の抵抗の他方端に電気的に接続された第１の電圧検出器と、
前記第１の抵抗の一方端に電気的に接続されたダイオードのカソード端子と、
前記ダイオードのカソード端子に電気的に接続された負荷の一方端と、
前記負荷の他方端に電気的に接続された前記ダイオードのアノード端子と、
前記ダイオードのアノード端子且つ前記負荷の他方端に電気的に接続されたスイッチング素子の一方端と、
前記スイッチング素子の他方端に電気的に接続された電流検出器と、
前記電流検出器及び前記スイッチング素子の他方端に電気的に接続された第２の抵抗の一方端と、
前記第２の抵抗の他方端に電気的に接続されたグランドと、
前記スイッチング素子のオン・オフ制御を行うことで、前記負荷に流す電流の矩形波を生成して前記負荷の駆動を制御する制御素子と、
前記電流検出器により検出された電流検出値から電流平均値を計測する計測部と、
を有し、
前記制御素子は、前記第１の電圧検出器により検出された前記負荷に印加される電圧値と前記計測部で計測された前記電流平均値との積により前記負荷で消費される電力実効値を算出する機能を有することを特徴とする余剰電力消費装置。
前記直流電源のプラス端子に電気的に接続された第１の抵抗の一方端と、
前記第１の抵抗の他方端に電気的に接続された第１の電圧検出器と、
前記第１の抵抗の一方端に電気的に接続されたダイオードのカソード端子と、
前記ダイオードのカソード端子に電気的に接続された負荷の一方端と、
前記負荷の他方端に電気的に接続された前記ダイオードのアノード端子と、
前記ダイオードのアノード端子且つ前記負荷の他方端に電気的に接続されたスイッチング素子の一方端と、
前記スイッチング素子の他方端に電気的に接続された電流検出器と、
前記電流検出器及び前記スイッチング素子の他方端に電気的に接続された第２の抵抗の一方端と、
前記第２の抵抗の他方端に電気的に接続されたグランドと、
前記スイッチング素子のオン・オフ制御を行うことで、前記負荷に流す電流の矩形波を生成して前記負荷の駆動を制御する制御素子と、
前記電流検出器により検出された電流検出値から電流平均値を計測する計測部と、
を有し、
前記制御素子は、前記第１の電圧検出器により検出された前記負荷に印加される電圧値と前記計測部で計測された前記電流平均値との積により前記負荷で消費される電力実効値を算出する機能を有することを特徴とする余剰電力消費装置。
【0008】
本発明の一態様に係る上記［１］の余剰電力消費装置によれば、制御素子は、第１の電圧検出器により検出された負荷に印加される電圧値と計測部で計測された電流平均値との積により負荷で消費される電力実効値を算出する機能を有する。これにより、負荷で消費される電力実効値を算出することができる。例えば、系統連系用ＤＣＡＣインバータにおいて、入力源から発生する電力が制御素子に入力され、この電力を一時的に消費させる場合に、制御素子により負荷で消費される電力実効値を算出しつつ負荷の駆動を制御する。なお、電力実効値の計算は、Dutyがある矩形波の実効値（Xp×√α）、Dutyがある矩形波の平均値（Xp×α）であることに着目すると、電力実効値の計算式は以下の通りである。
(電力実効値) = Vp×√α × Ip×√α = Vp ×Ip×α = (電圧ピーク値)×(電流平均値)
電圧ピーク値は負荷に印加される電圧値であり、電流平均値は電流検出器により検出された電流検出値から計測部により計測できる。
(電力実効値) = Vp×√α × Ip×√α = Vp ×Ip×α = (電圧ピーク値)×(電流平均値)
電圧ピーク値は負荷に印加される電圧値であり、電流平均値は電流検出器により検出された電流検出値から計測部により計測できる。
【0009】
［２］上記［１］において、
前記計測部で計測される前記電流平均値は、前記電流検出器により検出された電流検出値の矩形波をＣＲフィルタで直流化した値が入力される前記制御素子によって算出されることを特徴とする余剰電力消費装置。
前記計測部で計測される前記電流平均値は、前記電流検出器により検出された電流検出値の矩形波をＣＲフィルタで直流化した値が入力される前記制御素子によって算出されることを特徴とする余剰電力消費装置。
【0010】
［３］上記［１］又は［２］において、
前記負荷の他方端、前記ダイオードのアノード端子及び前記スイッチング素子の一方端に電気的に接続された第２の電圧検出器を有することを特徴とする余剰電力消費装置。
前記負荷の他方端、前記ダイオードのアノード端子及び前記スイッチング素子の一方端に電気的に接続された第２の電圧検出器を有することを特徴とする余剰電力消費装置。
【0011】
本発明の一態様に係る上記［３］の余剰電力消費装置では、負荷の他方端、ダイオードのアノード端子及びスイッチング素子の一方端に電気的に接続された第２の電圧検出器を有する。第２の電圧検出器により、スイッチング素子の故障を検出できる。
【0012】
［４］上記［２］において、
前記電流検出器により検出された電流検出値の矩形波は、増幅回路によって増幅され、前記ＣＲフィルタで直流化されることを特徴とする余剰電力消費装置。
前記電流検出器により検出された電流検出値の矩形波は、増幅回路によって増幅され、前記ＣＲフィルタで直流化されることを特徴とする余剰電力消費装置。
【0013】
本発明の一態様に係る上記［４］の余剰電力消費装置では、電流検出値の矩形波を増幅回路によって増幅することで、制御素子によって算出される電流平均値の精度を向上させることができる。
【0014】
［５］上記［１］又は［２］において、
前記制御素子には、入力源から発生する電力がコンバータ回路を介して入力され、
前記入力源は前記コンバータ回路を介して系統連系用インバータ回路に電気的に接続されており、
前記系統連系用インバータ回路はＰＷＭ駆動時の制御に用いられることを特徴とする余剰電力消費装置。
前記制御素子には、入力源から発生する電力がコンバータ回路を介して入力され、
前記入力源は前記コンバータ回路を介して系統連系用インバータ回路に電気的に接続されており、
前記系統連系用インバータ回路はＰＷＭ駆動時の制御に用いられることを特徴とする余剰電力消費装置。
【0015】
本発明の一態様に係る上記［５］の余剰電力消費装置では、系統連系用インバータ回路のＰＷＭ駆動時において、入力源から発生した電力を系統連系前後や、連系できなかった場合に、入力源から発生する電力をコンバータ回路を介して制御素子に入力し、スイッチング周波数やDutyに依存せずに、制御素子により負荷で消費される余剰の電力実効値を算出しつつ負荷の駆動を制御することで、余剰電力を一時的に消費させることができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明の種々の態様によれば、スイッチング周波数やDutyに依存せずに電力実効値を計算して余剰電力を消費させる余剰電力消費装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一態様に係る余剰電力消費装置を適用する入力源から系統までを模式的に示すブロック図である。
【図2】本発明の一態様に係る余剰電力消費装置を説明する回路図である。
【図3】入力電力、負荷としてのヒーターの消費電力及び系統連系の消費電力のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下では、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【0019】
【0020】
図１に示すように、電力を発生させる入力源３０はコンバータ回路４０に電気的に接続されている。コンバータ回路４０はインバータ回路５０に電気的に接続されており、このインバータ回路５０は系統連系用ＤＣＡＣインバータ回路である。インバータ回路５０は系統６０に電気的に接続されている。また、コンバータ回路４０はヒーター回路１０に電気的に接続されており、ヒーター回路１０はヒーター１６に電気的に接続されている。
【0021】
図１に示すシステムは、系統連系用ＰＣＳにおいて、入力源３０から発生する電力をすぐに可変できず、電力を可変するために、時間を要するものである。そのため、このようなシステムは、入力源３０から発生した電力を系統連系前後や、連系できなかった場合に、その電力を一時的に消費させるヒーター１６及びヒーター回路１０を搭載している。
【0022】
本発明の一態様に係る余剰電力消費装置は、マイナス端子がグランドに接続された直流電源１１と、
前記直流電源１１のプラス端子に電気的に接続された第１の抵抗１２の一方端と、
前記第１の抵抗１２の他方端に電気的に接続された第１の電圧検出器１３と、
前記第１の抵抗１２の一方端に電気的に接続されたダイオード２３のカソード端子と、
前記ダイオード２３のカソード端子に電気的に接続された負荷１６の一方端と、
前記負荷１６の他方端に電気的に接続された前記ダイオード２３のアノード端子と、
前記ダイオード２３のアノード端子且つ前記負荷１６の他方端に電気的に接続されたスイッチング素子１７の一方端と、
前記スイッチング素子１７の他方端に電気的に接続された電流検出器１５と、
前記電流検出器１５及び前記スイッチング素子１７の他方端に電気的に接続された第２の抵抗２０の一方端と、
前記第２の抵抗２０の他方端に電気的に接続されたグランドと、
前記スイッチング素子１７のオン・オフ制御を行うことで、前記負荷１６に流す電流の矩形波を生成して前記負荷１６の駆動を制御する制御素子１４と、
前記電流検出器１５により検出された電流検出値から電流平均値を計測する計測部２１と、を有し、
前記制御素子１４は、前記第１の電圧検出器１３により検出された前記負荷１６に印加される電圧値と前記計測部２１で計測された前記電流平均値との積により前記負荷１６で消費される電力実効値を算出する機能を有する。
前記直流電源１１のプラス端子に電気的に接続された第１の抵抗１２の一方端と、
前記第１の抵抗１２の他方端に電気的に接続された第１の電圧検出器１３と、
前記第１の抵抗１２の一方端に電気的に接続されたダイオード２３のカソード端子と、
前記ダイオード２３のカソード端子に電気的に接続された負荷１６の一方端と、
前記負荷１６の他方端に電気的に接続された前記ダイオード２３のアノード端子と、
前記ダイオード２３のアノード端子且つ前記負荷１６の他方端に電気的に接続されたスイッチング素子１７の一方端と、
前記スイッチング素子１７の他方端に電気的に接続された電流検出器１５と、
前記電流検出器１５及び前記スイッチング素子１７の他方端に電気的に接続された第２の抵抗２０の一方端と、
前記第２の抵抗２０の他方端に電気的に接続されたグランドと、
前記スイッチング素子１７のオン・オフ制御を行うことで、前記負荷１６に流す電流の矩形波を生成して前記負荷１６の駆動を制御する制御素子１４と、
前記電流検出器１５により検出された電流検出値から電流平均値を計測する計測部２１と、を有し、
前記制御素子１４は、前記第１の電圧検出器１３により検出された前記負荷１６に印加される電圧値と前記計測部２１で計測された前記電流平均値との積により前記負荷１６で消費される電力実効値を算出する機能を有する。
【0023】
以下に詳細に説明する。
図２に示す余剰電力消費装置は、直流電源１１を有し、この直流電源１１のマイナス端子はグランドに接続されている。直流電源１１のプラス端子は第１の抵抗１２の一方端に電気的に接続されており、第１の抵抗１２の他方端は第１の電圧検出器１３に電気的に接続されている。また、第１の電圧検出器１３は第３の抵抗１２ａの一方端に電気的に接続されており、第３の抵抗１２ａの他方端はグランドに電気的に接続されている。
図２に示す余剰電力消費装置は、直流電源１１を有し、この直流電源１１のマイナス端子はグランドに接続されている。直流電源１１のプラス端子は第１の抵抗１２の一方端に電気的に接続されており、第１の抵抗１２の他方端は第１の電圧検出器１３に電気的に接続されている。また、第１の電圧検出器１３は第３の抵抗１２ａの一方端に電気的に接続されており、第３の抵抗１２ａの他方端はグランドに電気的に接続されている。
【0024】
第１の抵抗１２の一方端はダイオード２３のカソード端子に電気的に接続されており、ダイオード２３のカソード端子は負荷１６の一方端に電気的に接続されている。負荷１６は例えばヒーターを用いることができる。負荷１６の他方端はダイオード２３のアノード端子に電気的に接続されている。ダイオード２３のアノード端子及び負荷１６の他方端はスイッチング素子１７の一方端に電気的に接続されている。
【0025】
スイッチング素子１７の他方端は電流検出器１５に電気的に接続されており、電流検出器１５及びスイッチング素子１７の他方端は第２の抵抗２０の一方端に電気的に接続されている。第２の抵抗２０の他方端はグランドに電気的に接続されている。
【0026】
また、図２に示す余剰電力消費装置は制御素子１４を有し、この制御素子１４は、スイッチング素子１７のオン・オフ制御を行うことで、負荷１６に流す電流の矩形波を生成して負荷１６の駆動を制御するものである。
【0027】
また、上記の余剰電力消費装置は計測部２１を有し、この計測部２１は、電流検出器１５により検出された電流検出値から電流平均値を計測するものである。詳細には、計測部２１で計測される電流平均値は、電流検出器１５により検出された電流検出値の矩形波が増幅回路１８によって増幅され、ＣＲフィルタ１９で直流化した値が制御素子１４に入力され、その制御素子１４によって算出される。このように電流検出値の矩形波を増幅回路１８によって増幅することで、制御素子１４によって算出される電流平均値の精度を向上させることができる。
【0028】
本実施形態では、制御素子１４は、第１の電圧検出器１３により検出された負荷１６に印加される電圧値と計測部２１で計測された電流平均値との積により負荷１６で消費される電力実効値を算出する機能を有する。これにより、負荷１６で消費される電力実効値を算出することができる（図２参照）。例えば、系統連系用ＤＣＡＣインバータ５０において、図３に示すように、入力源１０から発生する電力が図２に示す制御素子１４に入力され、この電力を一時的に消費させる場合に、制御素子１４により負荷１６で消費される電力実効値を算出しつつ負荷１６の駆動を制御する。
【0029】
ここで、電力実効値の計算は、Dutyがある矩形波の実効値（Xp×√α）、Dutyがある矩形波の平均値（Xp×α）であることに着目すると、電力実効値の計算式は以下の通りである。なお、「Xp」は、ある矩形波電圧波形、または、矩形波電流波形のピーク値であり、 「α」は、上記の負荷を、Duty＝α％の矩形波で駆動させる場合のことである。
(電力実効値) = Vp×√α × Ip×√α = Vp ×Ip×α = (電圧ピーク値)×(電流平均値)
なお、「Vp」は、矩形波電圧波形のピーク値であり、「Ip」は、矩形波電流波形のピーク値である。
(電力実効値) = Vp×√α × Ip×√α = Vp ×Ip×α = (電圧ピーク値)×(電流平均値)
なお、「Vp」は、矩形波電圧波形のピーク値であり、「Ip」は、矩形波電流波形のピーク値である。
【0030】
ここで、「電圧ピーク値」は負荷１６に印加される電圧値であるので、この電圧値を第１の電圧検出器１３により検出することで、あるDutyで動作する矩形波を捕捉しなくても、直流で捕捉可能である。
また、「電流平均値」は、電流検出器１５により検出された電流検出値から計測部２１により計測できる。詳細には、「電流平均値」は、電流検出値をＣＲフィルタ１９で矩形波を直流化し、制御素子１４に入力することで、周波数の関係なく、捕捉可能となる。
よって、周波数やDutyに依存せず、電力実効値の計算が可能となる。
また、「電流平均値」は、電流検出器１５により検出された電流検出値から計測部２１により計測できる。詳細には、「電流平均値」は、電流検出値をＣＲフィルタ１９で矩形波を直流化し、制御素子１４に入力することで、周波数の関係なく、捕捉可能となる。
よって、周波数やDutyに依存せず、電力実効値の計算が可能となる。
【0031】
図２に示す制御素子１４には、図１に示す入力源３０から発生する電力がコンバータ回路４０を介して入力され、その電力が制御素子１４により検出される。入力源３０はコンバータ回路４０を介して系統連系用インバータ回路５０に電気的に接続されている。系統連系用インバータ回路５０は、例えばＰＷＭ(Pulse Width Modulation)駆動で制御される。
【0032】
図１に示す余剰電力消費装置では、ＰＷＭ駆動で制御された系統連系用インバータ回路５０において、入力源３０から発生した電力を系統連系前後や、連系できなかった場合に、入力源から発生する電力を、コンバータ回路４０を介して制御素子１４に入力し、スイッチング周波数やDutyに依存せずに、制御素子１４により負荷（ヒーター）１６で消費される余剰の電力実効値を算出しつつ負荷１６の駆動を制御することで、余剰電力を一時的に消費させることができる（図３参照）。
【0033】
また、図２に示す余剰電力消費装置は、負荷１６の他方端、ダイオード２３のアノード端子及びスイッチング素子１７の一方端に電気的に接続された第２の電圧検出器２２を有する。詳細には、第２の電圧検出器２２は第４の抵抗２４の一方端に電気的に接続されている。第４の抵抗２４の他方端は、負荷１６の他方端、ダイオード２３のアノード端子及びスイッチング素子１７の一方端に電気的に接続されている。また、第２の電圧検出器２２は第５の抵抗２５の一方端に電気的に接続されており、第５の抵抗２５の他方端はグランドに電気的に接続されている。
【0034】
本実施形態では、負荷１６の他方端、ダイオード２３のアノード端子及びスイッチング素子１７の一方端に電気的に接続された第２の電圧検出器２２を有するため、第２の電圧検出器２２により電圧検出することで、スイッチング素子１７の故障を検出できる。
【符号の説明】
【0035】
１１ 直流電源
１２ 第１の抵抗
１３ 第１の電圧検出器
１４ 制御素子
１５ 電流検出器
１６ 負荷
１７ スイッチング素子
１８ 増幅回路
１９ ＣＲフィルタ
２０ 第２の抵抗
２１ 計測部
２２ 第２の電圧検出器
２３ ダイオード
３０ 入力源
４０ コンバータ回路
５０ 系統連系用インバータ回路
１２ 第１の抵抗
１３ 第１の電圧検出器
１４ 制御素子
１５ 電流検出器
１６ 負荷
１７ スイッチング素子
１８ 増幅回路
１９ ＣＲフィルタ
２０ 第２の抵抗
２１ 計測部
２２ 第２の電圧検出器
２３ ダイオード
３０ 入力源
４０ コンバータ回路
５０ 系統連系用インバータ回路
【図1】
【図2】
【図3】