ホーム > 特許ランキング > ダイキン工業株式会社
(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】P2024145571
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20241004BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 M
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023057982
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000002853
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】谷口 智勇
(72)【発明者】
【氏名】土居 弘宜
(72)【発明者】
【氏名】河野 雅樹
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770BA01
5H770CA02
5H770DA03
5H770DA10
5H770DA41
5H770FA01
5H770HA02W
5H770HA02Z
5H770HA03W
5H770LA01W
5H770LB07
(57)【要約】
【課題】電力変換装置に過電圧保護回路を設ける場合において、過電圧保護回路に流れる電流を検出することができるようにする。
【解決手段】コンデンサ４は、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に接続されている。インバータ回路６は、第１直流母線１１と第２直流母線１２に供給される直流電力を変換して負荷１００に交流電力を供給する。過電圧保護回路５は、インバータ回路６を過電圧から保護する。電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間で第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出する。
【選択図】図１
【解決手段】コンデンサ４は、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に接続されている。インバータ回路６は、第１直流母線１１と第２直流母線１２に供給される直流電力を変換して負荷１００に交流電力を供給する。過電圧保護回路５は、インバータ回路６を過電圧から保護する。電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間で第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直流電圧が印加される第１直流母線（１１）及び前記第１直流母線よりも低電位の第２直流母線（１２）と、
前記第１直流母線と前記第２直流母線の間に接続されているコンデンサ（４）と、
前記第１直流母線と前記第２直流母線に接続され、前記第１直流母線と前記第２直流母線に供給される直流電力を変換して負荷に交流電力を供給するインバータ回路（６）と、
前記第１直流母線と前記第２直流母線の間に接続され、前記インバータ回路を過電圧から保護する過電圧保護回路（５）と、
前記コンデンサと前記過電圧保護回路の間で前記第１直流母線または前記第２直流母線に流れる直流母線電流を検出する電流検出手段（７）と
を備える、電力変換装置（１）。
前記第１直流母線と前記第２直流母線の間に接続されているコンデンサ（４）と、
前記第１直流母線と前記第２直流母線に接続され、前記第１直流母線と前記第２直流母線に供給される直流電力を変換して負荷に交流電力を供給するインバータ回路（６）と、
前記第１直流母線と前記第２直流母線の間に接続され、前記インバータ回路を過電圧から保護する過電圧保護回路（５）と、
前記コンデンサと前記過電圧保護回路の間で前記第１直流母線または前記第２直流母線に流れる直流母線電流を検出する電流検出手段（７）と
を備える、電力変換装置（１）。
【請求項2】
前記過電圧保護回路は、前記第１直流母線と前記第２直流母線の間に直列に接続されている半導体スイッチ（５２）と抵抗（５１）を含み、
前記コンデンサ、前記過電圧保護回路、並びに前記コンデンサと前記過電圧保護回路とを接続する前記第１直流母線の一部及び前記第２直流母線の一部により形成される第１閉回路（ＣＬ１）は、前記抵抗と前記半導体スイッチが直列に配置されている第１電流経路（ＣＰ１）を含み、前記半導体スイッチがオンしているときに前記第１電流経路に電流が流れる、
請求項１に記載の電力変換装置（１）。
前記コンデンサ、前記過電圧保護回路、並びに前記コンデンサと前記過電圧保護回路とを接続する前記第１直流母線の一部及び前記第２直流母線の一部により形成される第１閉回路（ＣＬ１）は、前記抵抗と前記半導体スイッチが直列に配置されている第１電流経路（ＣＰ１）を含み、前記半導体スイッチがオンしているときに前記第１電流経路に電流が流れる、
請求項１に記載の電力変換装置（１）。
【請求項3】
前記電流検出手段は、前記コンデンサと前記インバータ回路の間の前記第１直流母線または前記第２直流母線に流れる前記直流母線電流を検出するように配置されている、
請求項２に記載の電力変換装置（１）。
請求項２に記載の電力変換装置（１）。
【請求項4】
前記電流検出手段は、前記コンデンサと前記過電圧保護回路を含む前記第１閉回路に流れる第１電流値、前記コンデンサと前記インバータ回路を含む第２閉回路に流れる第２電流値、または前記第１電流値と前記第２電流値の合計電流値を検出する、
請求項３に記載の電力変換装置（１）。
請求項３に記載の電力変換装置（１）。
【請求項5】
前記過電圧保護回路は、前記インバータ回路が駆動されているときは、前記インバータ回路の出力の電圧ベクトルが変化しない期間に前記半導体スイッチをオンまたはオフし、
前記電流検出手段は、前記半導体スイッチがオンする前後、または前記半導体スイッチがオフする前後において前記直流母線電流を検出する、
請求項４に記載の電力変換装置（１）。
前記電流検出手段は、前記半導体スイッチがオンする前後、または前記半導体スイッチがオフする前後において前記直流母線電流を検出する、
請求項４に記載の電力変換装置（１）。
【請求項6】
前記過電圧保護回路は、前記インバータ回路が駆動されているときは、前記インバータ回路の零ベクトル期間に前記半導体スイッチをオンし、
前記電流検出手段は、前記零ベクトル期間に前記半導体スイッチがオンしているときに前記直流母線電流を検出する、
請求項４に記載の電力変換装置（１）。
前記電流検出手段は、前記零ベクトル期間に前記半導体スイッチがオンしているときに前記直流母線電流を検出する、
請求項４に記載の電力変換装置（１）。
【請求項7】
前記電流検出手段は、前記負荷が非駆動状態において前記半導体スイッチがオンしているときに前記直流母線電流を検出する、
請求項２に記載の電力変換装置（１）。
請求項２に記載の電力変換装置（１）。
【請求項8】
前記コンデンサと前記第１直流母線および前記第２直流母線に電力を給電する直流給電回路（２）を備え、
前記電流検出手段は、前記第１閉回路に流れる第１電流値、前記コンデンサと前記直流給電回路を含む第３閉回路（ＣＬ３）に流れる第３電流値、または前記第１電流値と前記第３電流値の合計電流値を検出する、
請求項２に記載の電力変換装置（１）。
前記電流検出手段は、前記第１閉回路に流れる第１電流値、前記コンデンサと前記直流給電回路を含む第３閉回路（ＣＬ３）に流れる第３電流値、または前記第１電流値と前記第３電流値の合計電流値を検出する、
請求項２に記載の電力変換装置（１）。
【請求項9】
前記電流検出手段は、前記半導体スイッチがオンする前後、または前記半導体スイッチがオフする前後において前記直流母線電流を検出する、
請求項８に記載の電力変換装置（１）。
請求項８に記載の電力変換装置（１）。
【請求項10】
前記電流検出手段は、前記負荷が非駆動状態において前記半導体スイッチがオンしているときに前記直流母線電流を検出する、
請求項８に記載の電力変換装置（１）。
請求項８に記載の電力変換装置（１）。
【請求項11】
前記電流検出手段が検出した前記直流母線電流に基づいて、前記過電圧保護回路の正常と異常の判定を行う制御部（２０）を備える、
請求項４から１０のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）。
請求項４から１０のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）。
【請求項12】
前記半導体スイッチがオンしている期間に、前記電流検出手段で検出される前記直流母線電流の値を用いて前記インバータ回路の過電流保護を行わず、前記半導体スイッチがオフしている期間に前記電流検出手段で検出される前記直流母線電流の値を用いて当該過電流保護を行う過電流保護部（２０）を備える、
請求項５または請求項６に記載の電力変換装置（１）。
請求項５または請求項６に記載の電力変換装置（１）。
【請求項13】
前記過電圧保護回路は、前記インバータ回路が前記負荷の駆動開始時毎に駆動開始前に前記半導体スイッチをオンにする、
請求項１１に記載の電力変換装置（１）。
請求項１１に記載の電力変換装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１（特開２０２０－１２４１０４号公報）に記載されているように、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置が、モータなどの負荷に接続されている場合、コンデンサを含む回路で生じる共振電圧またはサージなどの影響によって電力変換装置内の直流電圧が過剰に高くなる場合がある。そのような過電圧から電力変換装置を保護するために、特許文献１の電力変換装置では過電圧保護回路が設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
電力変換装置に過電圧保護回路が設けられた場合には、過電圧保護回路に流れる電流が負荷の制御または過電流保護に対して外乱となる場合がある。
【0004】
電力変換装置に過電圧保護回路を設ける場合には、過電圧保護回路に流れる電流を検出するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第１観点の電力変換装置は、第１直流母線、第２直流母線、コンデンサ、インバータ回路、過電圧保護回路及び電流検出手段を備える。第１直流母線及び第２直流母線には、直流電圧が印加される。第２直流母線は、第１直流母線よりも低電位である。コンデンサは、第１直流母線と第２直流母線の間に接続されている。インバータ回路は、第１直流母線と第２直流母線に接続され、第１直流母線と第２直流母線に供給される直流電力を変換して負荷に交流電力を供給する。過電圧保護回路は、第１直流母線と第２直流母線の間に接続され、インバータ回路を過電圧から保護する。電流検出手段は、コンデンサと過電圧保護回路の間で第１直流母線または第２直流母線に流れる直流母線電流を検出する。
【0006】
第１観点の電力変換装置は、第１直流母線または第２直流母線において、過電圧保護回路に流れる電流を、電流検出手段により検出することができる。
【0007】
第２観点の電力変換装置は、第１観点の電力変換装置であって、過電圧保護回路が、第１直流母線と第２直流母線の間に直列に接続されている半導体スイッチと抵抗を含む。コンデンサ、過電圧保護回路、並びにコンデンサと過電圧保護回路とを接続する第１直流母線の一部及び第２直流母線の一部により形成される第１閉回路は、抵抗と半導体スイッチが直列に配置されている第１電流経路を含む。第１閉回路は、半導体スイッチがオンしているときに第１電流経路に電流が流れる。
【0008】
第２観点の電力変換装置では、半導体スイッチがオンするときに、過電圧保護回路を流れる電流が電流検出手段に流れるので、電流検出手段で過電圧保護回路に流れる電流値を検出し易くなる。
【0009】
第３観点の電力変換装置は、第１観点または第２観点の電力変換装置であって、電流検出手段が、コンデンサとインバータ回路の間の第１直流母線または第２直流母線に流れる直流母線電流を検出するように配置されている。
【0010】
第３観点の電力変換装置では、電流検出手段が、コンデンサとインバータ回路の間で且つコンデンサと過電圧保護回路の間で、第１直流母線または第２直流母線に流れる直流母線電流を検出するように構成されている。その結果、電力変換装置の部品点数を減らすことができる。
【0011】
第４観点の電力変換装置は、第３観点の電力変換装置であって、電流検出手段が、コンデンサと過電圧保護回路を含む第１閉回路に流れる第１電流値、コンデンサとインバータ回路を含む第２閉回路に流れる第２電流値、または第１電流値と第２電流値の合計電流値を検出する。
【0012】
第４観点の電力変換装置では、第１電流値の検出と第２電流値の検出および第１電流値と第２電流値の合計電流値の検出を、電流検出手段が行うので、過電圧保護回路に流れる電流を精度良く検出できる。
【0013】
第５観点の電力変換装置は、第４観点の電力変換装置であって、過電圧保護回路は、インバータ回路が駆動されているときは、電圧ベクトルが変化しない期間に半導体スイッチをオンまたはオフし、電流検出手段は、半導体スイッチがオンする前後、または半導体スイッチがオフする前後において直流母線電流を検出する。
【0014】
第５観点の電力変換装置は、過電圧保護回路の半導体スイッチのオンまたはオフの前後において検出した直流母線電流の差分から、容易に第１電流値を検出できる。
【0015】
第６観点の電力変換装置は、第４観点の電力変換装置であって、過電圧保護回路は、インバータ回路が駆動されているときは、インバータ回路の零ベクトル期間に半導体スイッチをオンし、電流検出手段は、零ベクトル期間に半導体スイッチがオンしているときに直流母線電流を検出する。
【0016】
第６観点の電力変換装置では、零ベクトル期間においては、電流検出手段で直流母線電流から第１電流値を容易に検出できる。
【0017】
第７観点の電力変換装置は、第２観点の電力変換装置であって、電流検出手段は、負荷が非駆動状態において半導体スイッチがオンしているときに直流母線電流を検出する。
【0018】
第７観点の電力変換装置では、電流検出手段における第２電流値が零になるときに、電流検出手段において第１電流値を精度良く検出できる。
【0019】
第８観点の電力変換装置は、第２観点の電力変換装置であって、コンデンサと第１直流母線および第２直流母線に電力を給電する直流給電回路とを備える。電流検出手段は、第１閉回路に流れる第１電流値、コンデンサと直流給電回路を含む第３閉回路に流れる第３電流値、または第１電流値と第３電流値の合計電流値を検出する。
【0020】
第８観点の電力変換装置では、第１電流値を検出するための手段と第３電流値を検出するための手段を、電流検出手段が兼ねるので、電力変換装置の部品点数を減らすことができる。
【0021】
第９観点の電力変換装置は、第８観点の電力変換装置であって、電流検出手段が、半導体スイッチがオンする前後、または半導体スイッチがオフする前後において直流母線電流を検出する。
【0022】
第９観点の電力変換装置では、半導体スイッチのオンまたはオフの前後において検出した直流母線電流の差分から、容易に第１電流値を検出できる。
【0023】
第１０観点の電力変換装置は、第８観点の電力変換装置であって、電流検出手段は、負荷が非駆動状態において半導体スイッチがオンしているときに直流母線電流を検出する。
【0024】
第１０観点の電力変換装置では、第３電流値が略零になるときに、電流検出手段において第１電流値を精度良く検出できる。
【0025】
第１１観点の電力変換装置は、第４観点から第１０観点のいずれかの電力変換装置であって、電流検出手段が検出した直流母線電流に基づいて、過電圧保護回路の正常と異常の判定を行う制御部を備える。
【0026】
第１１観点の電力変換装置では、過電圧保護回路の異常を直流母線電流から検出できる。
【0027】
第１２観点の電力変換装置は、第５観点または第６観点のいずれかの電力変換装置であって、半導体スイッチがオンしている期間に、電流検出手段で検出される電流値を用いてインバータ回路の過電流保護を行わず、半導体スイッチがオフしている期間に電流検出手段で検出される電流値を用いて当該過電流保護を行う過電流保護部を備える。
【0028】
第１２観点の電力変換装置では、電流検出手段を用いたインバータ回路の過電流保護が行える。
【0029】
第１３観点の電力変換装置は、第７観点、第１０観点または第１１観点のいずれかの電力変換装置であって、過電圧保護回路は、インバータ回路が負荷の駆動開始時毎に駆動開始前に半導体スイッチをオンにする。
【0030】
第１３観点の電力変換装置では、負荷の駆動停止時に必要となる保護動作について、確実な実行に対する信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】第１実施形態に係る電力変換装置の構成を説明するための模式図である。
【図2】第１実施形態に係る電力変換装置の構成の一例を示す回路図である。
【図3】インバータ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図4】第２実施形態に係る電力変換装置の構成を説明するための模式図である。
【図5】第２実施形態に係る電力変換装置の構成の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
＜第１実施形態＞
（１）全体構成
図１に示されている第１実施形態に係る電力変換装置１は、直流電力を交流電力に変換して負荷１００に対して出力する装置である。電力変換装置１は、第１直流母線１１、第２直流母線１２、コンデンサ４、インバータ回路６、過電圧保護回路５、及び電流検出手段７を備えている。電力変換装置１の動作時には、第１直流母線１１と第２直流母線１２に直流電圧が印加されている。第２直流母線１２は、第１直流母線１１よりも低電位にある。コンデンサ４は、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に接続されている。コンデンサ４の一端が第１直流母線１１に接続され、コンデンサ４の他端が第２直流母線１２に接続されている。
（１）全体構成
図１に示されている第１実施形態に係る電力変換装置１は、直流電力を交流電力に変換して負荷１００に対して出力する装置である。電力変換装置１は、第１直流母線１１、第２直流母線１２、コンデンサ４、インバータ回路６、過電圧保護回路５、及び電流検出手段７を備えている。電力変換装置１の動作時には、第１直流母線１１と第２直流母線１２に直流電圧が印加されている。第２直流母線１２は、第１直流母線１１よりも低電位にある。コンデンサ４は、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に接続されている。コンデンサ４の一端が第１直流母線１１に接続され、コンデンサ４の他端が第２直流母線１２に接続されている。
【0033】
インバータ回路６は、第１直流母線１１と第２直流母線１２に接続されている。インバータ回路６は、第１直流母線１１と第２直流母線１２から直流電力の供給を受ける。インバータ回路６は、第１直流母線１１と第２直流母線１２に供給される直流電力を変換して負荷１００に交流電力を供給する。
【0034】
過電圧保護回路５は、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に接続されている。また、過電圧保護回路５は、コンデンサ４とインバータ回路６の間に配置されている。過電圧保護回路５は、インバータ回路６を過電圧から保護する回路である。電力変換装置１が定常状態で動作しているときに第１直流母線１１と第２直流母線１２に印加されている電圧を定常電圧とする。例えば、コンデンサ４を含む回路で生じる共振電圧またはサージによって、第１直流母線１１と第２直流母線１２には、定常電圧よりも高い過電圧が過渡的に発生する。また、インバータ回路６が負荷１００の駆動を停止した時、負荷１００がもつエネルギーがコンデンサ４に流れ込むことで、第１直流母線１１と第２直流母線１２には、定常電圧よりも高い過電圧が発生する。過電圧保護回路５は、このような電圧の上昇を抑制する回路である。
【0035】
電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間で第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するものである。図１に示されている例では、電流検出手段７により第２直流母線１２に流れる直流母線電流が検出される。そのため、電流検出手段７は、第２直流母線１２に配置されている。しかし、電流検出手段７が検出する電流は、第１直流母線１１に流れる直流母線電流であってもよい。その場合には、電流検出手段７は、第１直流母線１１に配置される。
【0036】
図１の電力変換装置１では、コンデンサ４とインバータ回路６の間に流れる電流Ｉ２が、電流検出手段７に流れる。電流Ｉ２は、図１において破線の矢印で示されている。また、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間に流れる電流Ｉ１が、電流検出手段７に流れる。電流Ｉ１は、図１において一点鎖線の矢印で示されている。図１に記載の電力変換装置１では、過電圧保護回路５に電流Ｉ１が流れていないとき、電流検出手段７は、コンデンサ４とインバータ回路６の間に流れる電流Ｉ２のみを検出することができる。言い換えると、過電圧保護回路５に電流Ｉ１が流れていないときには、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間に流れる電流Ｉ１の影響を受けずに、電流検出手段７は、コンデンサ４とインバータ回路６の間に流れる電流Ｉ２を検出することができる。また、図１に記載の電力変換装置１では、インバータ回路６に電流Ｉ２が流れていないとき、電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間に流れる電流Ｉ１のみを検出することができる。言い換えると、インバータ回路６に電流Ｉ２が流れていないときには、コンデンサ４とインバータ回路６の間に流れる電流Ｉ２の影響を受けずに、電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間に流れる電流Ｉ１を検出することができる。このように一つの電流検出手段７を使って、コンデンサ４とインバータ回路６の間に流れる電流も、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間に流れる電流も両方、電流検出手段７が検出することができる。
【0037】
（２）詳細構成
図２には、第１実施形態に係る電力変換装置１の具体的な構成例が示されている。
図２には、第１実施形態に係る電力変換装置１の具体的な構成例が示されている。
【0038】
（２－１）第１直流母線１１及び第２直流母線１２への直流電力の供給
図２に示されている第１直流母線１１及び第２直流母線１２には、直流電源２から直流電圧が印加されている。図２に示されている直流電源２は、商用電源２００から三相交流で電力が供給されている。図２の直流電源２は、三相交流を整流する整流回路である。直流電源２を構成している整流回路は、６つのダイオードＤ１からなる三相ブリッジ整流回路である。ここでは、直流電源２として、三相ブリッジ整流回路を例に挙げているが、直流電源２は、三相ブリッジ整流回路に限られるものではない。直流電源２には、例えば、単相ブリッジ整流回路を用いることもできる。
図２に示されている第１直流母線１１及び第２直流母線１２には、直流電源２から直流電圧が印加されている。図２に示されている直流電源２は、商用電源２００から三相交流で電力が供給されている。図２の直流電源２は、三相交流を整流する整流回路である。直流電源２を構成している整流回路は、６つのダイオードＤ１からなる三相ブリッジ整流回路である。ここでは、直流電源２として、三相ブリッジ整流回路を例に挙げているが、直流電源２は、三相ブリッジ整流回路に限られるものではない。直流電源２には、例えば、単相ブリッジ整流回路を用いることもできる。
【0039】
第１直流母線１１には、リアクトル３が直列に挿入されている。リアクトル３は、第１直流母線１１と第２直流母線１２からなる直流リンクに生じる高調波を低減するために設けられている。なお、図２では、第１直流母線１１にリアクトル３が設けられている例を示しているが、このような構成例に限られるものではない。例えば、リアクトル３が第２直流母線１２に設けられてもよく、商用電源２００と直流電源２との間に設けられてもよい。
【0040】
図２の電力変換装置１の第１直流母線１１においては、直流電源２、リアクトル３、コンデンサ４の一端、電圧検出回路８の一端、過電圧保護回路５の一端、インバータ回路６の上アームＵＡの順に並んでいる。図２の電力変換装置１の第２直流母線１２においては、直流電源２、コンデンサ４の他端、電流検出手段７、電圧検出回路８の他端、過電圧保護回路５の他端、インバータ回路６の下アームＤＡの順に並んでいる。従って、第１直流母線１１と第２直流母線１２によって、コンデンサ４の一端と他端の間に直流電圧が印加されている。また、第１直流母線１１と第２直流母線１２によって、電圧検出回路８の一端と他端の間に直流電圧が印加され、過電圧保護回路５の一端と他端の間に直流電圧が印加され、インバータ回路６の上アームＵＡと下アームＤＡの間に直流電圧が印加される。
【0041】
（２－２）インバータ回路６
図２に示されているインバータ回路６は、第１直流母線１１と第２直流母線１２に供給される直流電力を変換して負荷１００に三相交流電力を供給する。図２に示されている負荷１００は、誘導負荷である。図２では、誘導負荷の例として、三相交流モータが示されている。図２に示されているインバータ回路６は、第１直流母線１１と第２直流母線１２に供給される直流電力を三相交流電力に変換する回路である。
図２に示されているインバータ回路６は、第１直流母線１１と第２直流母線１２に供給される直流電力を変換して負荷１００に三相交流電力を供給する。図２に示されている負荷１００は、誘導負荷である。図２では、誘導負荷の例として、三相交流モータが示されている。図２に示されているインバータ回路６は、第１直流母線１１と第２直流母線１２に供給される直流電力を三相交流電力に変換する回路である。
【0042】
上アームＵＡは、３つの半導体スイッチを備えている。上アームＵＡは、半導体スイッチとして、例えば３つのトランジスタを備えている。トランジスタは、例えば、図２のように、Ｎチャネル型の絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｖｐ，Ｑｗｐである。絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｖｐ，Ｑｗｐは、それぞれ、コレクタが第１直流母線１１に接続され、エミッタが負荷１００に接続され、ゲートがゲートドライバ２１に接続されている。絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｖｐ，Ｑｗｐには、それぞれ、還流ダイオードＤｕｐ，Ｄｖｐ，Ｄｗｐが逆並列に接続されている。換言すると、還流ダイオードＤｕｐ，Ｄｖｐ，Ｄｗｐのそれぞれのカソードが絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｖｐ，Ｑｗｐのそれぞれのコレクタに接続され、還流ダイオードＤｕｐ，Ｄｖｐ，Ｄｗｐのそれぞれのアノードが絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｖｐ，Ｑｗｐのそれぞれのエミッタに接続されている。
【0043】
下アームＤＡは、３つの半導体スイッチを備えている。下アームＤＡは、半導体スイッチとして、例えば３つのトランジスタを備えている。トランジスタは、例えば、図２のように、Ｎチャネル型の絶縁ゲート型トランジスタＱｕｎ，Ｑｖｎ，Ｑｗｎである。絶縁ゲート型トランジスタＱｕｎ，Ｑｖｎ，Ｑｗｎは、それぞれ、エミッタが第２直流母線１２に接続され、コレクタが負荷１００に接続され、ゲートがゲートドライバ２１に接続されている。絶縁ゲート型トランジスタＱｕｎ，Ｑｖｎ，Ｑｗｎには、それぞれ、還流ダイオードＤｕｎ，Ｄｖｎ，Ｄｗｎが逆並列に接続されている。換言すると、還流ダイオードＤｕｎ，Ｄｖｎ，Ｄｗｎのそれぞれのカソードが絶縁ゲート型トランジスタＱｕｎ，Ｑｖｎ，Ｑｗｎのそれぞれのコレクタに接続され、還流ダイオードＤｕｎ，Ｄｖｎ，Ｄｗｎのそれぞれのアノードが絶縁ゲート型トランジスタＱｕｎ，Ｑｖｎ，Ｑｗｎのそれぞれのエミッタに接続されている。負荷１００のＵ相に、絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐのエミッタと絶縁ゲート型トランジスタＱｕｎのコレクタからの出力が与えられる。負荷のＶ相に、絶縁ゲート型トランジスタＱｖｐのエミッタと絶縁ゲート型トランジスタＱｖｎのコレクタからの出力が与えられる。負荷１００のＷ相に、絶縁ゲート型トランジスタＱｗｐのエミッタと絶縁ゲート型トランジスタＱｗｎのコレクタからの出力が与えられる。
【0044】
（２－３）電圧検出回路８
電圧検出回路８は、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に生じる電圧を検出するための回路である。電圧検出回路８は、コンデンサ４とインバータ回路６との間において、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に生じる電圧を検出する。第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に直列に接続されている抵抗８１，８２を含む回路である。電圧検出回路８は、抵抗８１の両端の電圧をコントローラ２０に出力する。コントローラ２０は、例えばＡＤ変換機能を有しており、抵抗８１の両端電圧を抵抗８１，８２の抵抗比に基づいて第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に生じる電圧に換算する。
電圧検出回路８は、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に生じる電圧を検出するための回路である。電圧検出回路８は、コンデンサ４とインバータ回路６との間において、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に生じる電圧を検出する。第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に直列に接続されている抵抗８１，８２を含む回路である。電圧検出回路８は、抵抗８１の両端の電圧をコントローラ２０に出力する。コントローラ２０は、例えばＡＤ変換機能を有しており、抵抗８１の両端電圧を抵抗８１，８２の抵抗比に基づいて第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に生じる電圧に換算する。
【0045】
（２－４）過電圧保護回路５の基本構成
図２に示されている過電圧保護回路５は、基本的には、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に直列に接続されている半導体スイッチ５２と抵抗５１を含む回路である。図２では、抵抗５１の一端が第１直流母線１１に接続されている。抵抗５１の他端は半導体スイッチ５２の一端に接続されている。半導体スイッチ５２の他端は第２直流母線１２に接続されている。図２では、抵抗５１が第１直流母線１１に接続され、半導体スイッチ５２が第２直流母線１２に接続されているが、これら抵抗５１と半導体スイッチ５２の位置を入れ替えて過電圧保護回路５を構成することもできる。
図２に示されている過電圧保護回路５は、基本的には、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に直列に接続されている半導体スイッチ５２と抵抗５１を含む回路である。図２では、抵抗５１の一端が第１直流母線１１に接続されている。抵抗５１の他端は半導体スイッチ５２の一端に接続されている。半導体スイッチ５２の他端は第２直流母線１２に接続されている。図２では、抵抗５１が第１直流母線１１に接続され、半導体スイッチ５２が第２直流母線１２に接続されているが、これら抵抗５１と半導体スイッチ５２の位置を入れ替えて過電圧保護回路５を構成することもできる。
【0046】
過電圧保護回路５は、図１に示されている第１閉回路ＣＬ１の構成要素になっている。第１閉回路ＣＬ１は、コンデンサ４、過電圧保護回路５、並びにコンデンサ４と過電圧保護回路５とを接続する第１直流母線１１の一部１１ａ及び第２直流母線１２の一部１２ａにより形成される。第１閉回路ＣＬ１は、抵抗５１と半導体スイッチ５２が直列に配置されている第１電流経路ＣＰ１を含む。半導体スイッチ５２がオンしているときに第１電流経路ＣＰ１に電流が流れる。第１電流経路ＣＰ１に電流を流すことで、抵抗５１によって電力を消費させ、過電圧からインバータ回路６を保護する。
【0047】
過電圧保護回路５を流れる電流は、半導体スイッチ５２がオンしているときに電流検出手段７に流れる。従って、半導体スイッチ５２をオンするタイミングで電流検出手段７に電流を検出させることで、電流検出手段７で過電圧保護回路５に流れる電流の値が検出し易くなる。
【0048】
（２－４－１）過電圧保護回路５の詳細構成
図２に示されている過電圧保護回路５は、抵抗５１に対して逆並列に接続されているダイオード５３をさらに含んでいる。第１直流母線１１にダイオード５３のカソードが接続され、アノードが半導体スイッチ５２の一端に接続されている。半導体スイッチ５２がオフしたときに、第１電流経路（抵抗５１と半導体スイッチ５２）に流れていた電流が遮断される。第１直流母線１１から半導体スイッチ５２までの抵抗５１を含む配線経路にインダクタンス成分が存在していると、第１直流母線１１と半導体スイッチ５２の間に電圧を発生させるような起電力が発生する。半導体スイッチ５２には、直流電圧に該起電力が加わった電圧が印可される。この電圧が半導体スイッチ５２の耐圧を超えると、半導体スイッチ５２が破壊されることになる。半導体スイッチ５２がオフすることによって第１直流母線１１から半導体スイッチ５２までの抵抗５１を含む配線経路に大きな電圧が発生しないように、ダイオード５３が該配線経路に生じる電圧をクランプする。図２では、過電圧保護回路５にダイオード５３を設けているが、このようなダイオード５３を省いた過電圧保護回路５を、電力変換装置１に用いてもよい。
図２に示されている過電圧保護回路５は、抵抗５１に対して逆並列に接続されているダイオード５３をさらに含んでいる。第１直流母線１１にダイオード５３のカソードが接続され、アノードが半導体スイッチ５２の一端に接続されている。半導体スイッチ５２がオフしたときに、第１電流経路（抵抗５１と半導体スイッチ５２）に流れていた電流が遮断される。第１直流母線１１から半導体スイッチ５２までの抵抗５１を含む配線経路にインダクタンス成分が存在していると、第１直流母線１１と半導体スイッチ５２の間に電圧を発生させるような起電力が発生する。半導体スイッチ５２には、直流電圧に該起電力が加わった電圧が印可される。この電圧が半導体スイッチ５２の耐圧を超えると、半導体スイッチ５２が破壊されることになる。半導体スイッチ５２がオフすることによって第１直流母線１１から半導体スイッチ５２までの抵抗５１を含む配線経路に大きな電圧が発生しないように、ダイオード５３が該配線経路に生じる電圧をクランプする。図２では、過電圧保護回路５にダイオード５３を設けているが、このようなダイオード５３を省いた過電圧保護回路５を、電力変換装置１に用いてもよい。
【0049】
（２－５）電流検出手段７
電流検出手段７は、コンデンサ４とインバータ回路６の間であって且つコンデンサ４と過電圧保護回路５の間の第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するように配置される。図１及び図２に示されている電流検出手段７は、第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するように配置されている。言い換えると、電流検出手段７は、図１に示されている第１直流母線１１の一部１１ａまたは第２直流母線１２の一部１２ａを流れる直流母線電流を検出するように配置されている。図１及び図２に示されている電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５を含む第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の第１電流値、コンデンサ４とインバータ回路６を含む第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２の第２電流値、または第１電流値と第２電流値の合計電流値を検出する。
電流検出手段７は、コンデンサ４とインバータ回路６の間であって且つコンデンサ４と過電圧保護回路５の間の第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するように配置される。図１及び図２に示されている電流検出手段７は、第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するように配置されている。言い換えると、電流検出手段７は、図１に示されている第１直流母線１１の一部１１ａまたは第２直流母線１２の一部１２ａを流れる直流母線電流を検出するように配置されている。図１及び図２に示されている電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５を含む第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の第１電流値、コンデンサ４とインバータ回路６を含む第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２の第２電流値、または第１電流値と第２電流値の合計電流値を検出する。
【0050】
電流検出手段７は、第２閉回路ＣＬ２に電流が流れていない状況で直流母線電流の値を検出すると、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値である第１電流値を検出することができる。また、電流検出手段７は、第１閉回路ＣＬ１に電流が流れていない状況で直流母線電流の値を検出すると、第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２の値である第２電流値を検出することができる。さらに、電流検出手段７は、第１閉回路ＣＬ１と第２閉回路ＣＬ２に電流が流れている状況で直流母線電流の値を検出すると、第１電流値と第２電流値を合計した電流の値（合計電流値）を検出することができる。
【0051】
また、第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２の値が一定の状態のときに、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１を変化させて、変化前の直流母線電流の値と変化後の直流母線電流の値を電流検出手段７が検出することもできる。変化前の直流母線電流の値と変化後の直流母線電流の値の差から、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値（第１電流値）を、電流検出手段７が検出できる。
【0052】
（２－５－１）電流検出手段７の詳細構成
図２には、電流検出手段７の構成の一例が示されている。図２の電流検出手段７は、抵抗７１と検出器７２とコントローラ２０を含んでいる。抵抗７１は、第２直流母線１２の一部１２ａに直列に挿入されている。従って、第２直流母線１２の一部１２ａに流れる直流母線電流の値に応じた電圧が抵抗７１の両端に発生する。検出器７２は、抵抗７１の両端に発生する電圧から抵抗７１に流れる電流の値を検出するための機器である。検出器７２は、例えば、抵抗７１の両端に発生した電圧を増幅する機能、およびノイズを除去するフィルタ機能を有している。コントローラ２０は、電力変換装置１の動作状況に応じて検出器７２で検出した電流の値を取得する。第２閉回路ＣＬ２に電流が流れていない状況で検出器７２から直流母線電流の値を取得すると、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値である第１電流値を、コントローラ２０は取得することができる。なお、コントローラ２０が抵抗７１の両端の電圧から直流母線電流の値を直接取得する機能を有しているのであれば、検出器７２を省いてもよい。
図２には、電流検出手段７の構成の一例が示されている。図２の電流検出手段７は、抵抗７１と検出器７２とコントローラ２０を含んでいる。抵抗７１は、第２直流母線１２の一部１２ａに直列に挿入されている。従って、第２直流母線１２の一部１２ａに流れる直流母線電流の値に応じた電圧が抵抗７１の両端に発生する。検出器７２は、抵抗７１の両端に発生する電圧から抵抗７１に流れる電流の値を検出するための機器である。検出器７２は、例えば、抵抗７１の両端に発生した電圧を増幅する機能、およびノイズを除去するフィルタ機能を有している。コントローラ２０は、電力変換装置１の動作状況に応じて検出器７２で検出した電流の値を取得する。第２閉回路ＣＬ２に電流が流れていない状況で検出器７２から直流母線電流の値を取得すると、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値である第１電流値を、コントローラ２０は取得することができる。なお、コントローラ２０が抵抗７１の両端の電圧から直流母線電流の値を直接取得する機能を有しているのであれば、検出器７２を省いてもよい。
【0053】
コントローラ２０は、第１閉回路ＣＬ１に電流が流れていない状況で検出器７２から直流母線電流の値を取得すると、第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２の値である第２電流値を取得することができる。第１閉回路ＣＬ１と第２閉回路ＣＬ２に電流が流れている状況で検出器７２から直流母線電流の値を取得すると、第１電流値と第２電流値を合計した電流の値（合計電流値）を、コントローラ２０は取得することができる。
【0054】
また、第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２の値が一定の状態のときに、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１を変化させて、変化前の直流母線電流の値と変化後の直流母線電流の値をコントローラ２０が取得することもできる。変化前の直流母線電流の値と変化後の直流母線電流の値の差から、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値（第１電流値）を、コントローラ２０は検出できる。
【0055】
（２－５－２）電流検出手段７による直流母線電流の検出
（２－５－２－１）
過電圧保護回路５は、インバータ回路６が駆動されているときは、インバータ回路６の出力の電圧ベクトルが変化しない期間に半導体スイッチ５２をオンまたはオフする。電流検出手段７は、半導体スイッチ５２がオンする前後、または半導体スイッチ５２がオフする前後において直流母線電流を検出する。
（２－５－２－１）
過電圧保護回路５は、インバータ回路６が駆動されているときは、インバータ回路６の出力の電圧ベクトルが変化しない期間に半導体スイッチ５２をオンまたはオフする。電流検出手段７は、半導体スイッチ５２がオンする前後、または半導体スイッチ５２がオフする前後において直流母線電流を検出する。
【0056】
図２のコントローラ２０は、インバータ回路６の絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｕｎ，Ｑｖｐ，Ｑｖｎ，Ｑｗｐ，Ｑｗｎを駆動するゲートドライバ２１を制御している。そのため、コントローラ２０は、インバータ回路６の駆動と非駆動についての情報を有している。また、ゲートドライバ２１を制御しているコントローラ２０は、電圧ベクトルが変化しない期間についての情報を有している。コントローラ２０は、これらの情報に基づき、インバータ回路６が駆動され且つ電圧ベクトルが変化しない期間に半導体スイッチ５２をオンまたはオフするように半導体スイッチ５２を制御することができる。
【0057】
ここで、インバータ回路６の出力の電圧ベクトルは、各相に与える電位（三相交流であれば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相。）で表される。各相について、上アームＵＡの半導体スイッチがオンし、下アームＤＡの半導体スイッチがオフしているときの電位を「１」、上アームＵＡの半導体スイッチがオフし、下アームＤＡの半導体スイッチがオンしているときの電位を「０」と表す。三相交流電力を出力するインバータ回路６の出力の電圧ベクトルは、Ｖ（１，０，０）、Ｖ（１，１，０）、Ｖ（０，１，０）、Ｖ（０，１，１）、Ｖ（０，０，１）、Ｖ（１，０，１）、Ｖ（０，０，０）、Ｖ（１，１，１）の８つになる。これらのうちＶ（０，０，０）、Ｖ（１，１，１）を零ベクトルという。言い換えると、上アームＵＡの半導体スイッチが全てオンし且つ下アームＤＡの半導体スイッチが全てオフするか、または上アームＵＡの半導体スイッチが全てオフし且つ下アームＤＡの半導体スイッチが全てオンしている電圧ベクトルが零ベクトルである。また、インバータ回路６の出力の電圧ベクトルが変化しない期間とは、言い換えれば、インバータ回路６の各半導体スイッチのオンオフの状態が変化しない期間である。
【0058】
インバータ回路６が駆動されているときであっても、インバータ回路６の出力の電圧ベクトルが変化しない期間は、電圧ベクトルの変化による第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２の変化に比べると、電流Ｉ２の値が略一定の状態と見なせる期間である。このような期間において、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンまたはオフして、コントローラ２０は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンまたはオフにする。コントローラ２０は、抵抗７１と検出器７２を介して、半導体スイッチ５２がオンする前後、または半導体スイッチ５２がオフする前後の直流母線電流の値を取得することができる。半導体スイッチ５２のオンオフの切り換え前の直流母線電流の値と、オンオフの切り換え後の直流母線電流の値との差から、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値（第１電流値）を、コントローラ２０は検出できる。
【0059】
（２－５－２－２）
過電圧保護回路５は、インバータ回路６が駆動されているときに、インバータ回路６の零ベクトル期間に半導体スイッチ５２をオンする。電流検出手段７は、零ベクトル期間に半導体スイッチ５２がオンしているときに直流母線電流を検出する。零ベクトル期間とは、インバータ回路６の出力の電圧ベクトルが零ベクトルＶ（０，０，０）、Ｖ（１，１，１）になっている期間である。図３に、負荷１００が三相交流モータである場合について、インバータ回路６が駆動されているときの絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｕｎ，Ｑｖｐ，Ｑｖｎ，Ｑｗｐ，Ｑｗｎの駆動の一例が示されている。
過電圧保護回路５は、インバータ回路６が駆動されているときに、インバータ回路６の零ベクトル期間に半導体スイッチ５２をオンする。電流検出手段７は、零ベクトル期間に半導体スイッチ５２がオンしているときに直流母線電流を検出する。零ベクトル期間とは、インバータ回路６の出力の電圧ベクトルが零ベクトルＶ（０，０，０）、Ｖ（１，１，１）になっている期間である。図３に、負荷１００が三相交流モータである場合について、インバータ回路６が駆動されているときの絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｕｎ，Ｑｖｐ，Ｑｖｎ，Ｑｗｐ，Ｑｗｎの駆動の一例が示されている。
【0060】
零ベクトル期間においては、負荷１００が誘導負荷であっても、インバータ回路６の出力電流は還流ダイオードＤｕｐ，Ｄｖｐ，Ｄｗｐ，Ｄｕｎ，Ｄｖｎ，Ｄｗｎを介して負荷１００のみに流れる。そのため、このとき、コンデンサ４とインバータ回路６の間の直流母線電流は零になる。換言すると、このとき、第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２が零になる。従って、電流検出手段７は、インバータ回路６が駆動されていても、零ベクトル期間に過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンして直流母線電流を検出することで、過電圧保護回路５に流れる電流の値（第１電流値）を検出することができる。
【0061】
既に説明したように、コントローラ２０は、インバータ回路６の駆動と非駆動を制御し、絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｕｎ，Ｑｖｐ，Ｑｖｎ，Ｑｗｐ，Ｑｗｎの駆動を制御している。従って、コントローラ２０は、零ベクトル期間に過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンすることができる。また、コントローラ２０は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンしたタイミングで、抵抗７１と検出器７２を介して、直流母線電流の値を取得することができる。
【0062】
（２－５－２－３）
電流検出手段７は、負荷１００が非駆動状態において、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオンしているときに流れる直流母線電流の値を検出する。負荷１００が三相交流モータである場合、図３のタイミングチャートにおいて、インバータ回路６の絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｕｎ，Ｑｖｐ，Ｑｖｎ，Ｑｗｐ，Ｑｗｎが全てオフになっている状態が、前述の状態に対応する。この場合、第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２が零になる。従って、電流検出手段７は、負荷１００が非駆動状態において過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンして直流母線電流を検出することで、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値を検出することができる。言い換えると、この状態で電流検出手段７が直流母線電流の値を検出することで、過電圧保護回路５に流れる電流の値（第１電流値）を検出することができる。
電流検出手段７は、負荷１００が非駆動状態において、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオンしているときに流れる直流母線電流の値を検出する。負荷１００が三相交流モータである場合、図３のタイミングチャートにおいて、インバータ回路６の絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｕｎ，Ｑｖｐ，Ｑｖｎ，Ｑｗｐ，Ｑｗｎが全てオフになっている状態が、前述の状態に対応する。この場合、第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２が零になる。従って、電流検出手段７は、負荷１００が非駆動状態において過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンして直流母線電流を検出することで、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値を検出することができる。言い換えると、この状態で電流検出手段７が直流母線電流の値を検出することで、過電圧保護回路５に流れる電流の値（第１電流値）を検出することができる。
【0063】
既に説明したように、コントローラ２０は、インバータ回路６の駆動と非駆動を制御し、絶縁ゲート型トランジスタＱｕｐ，Ｑｕｎ，Ｑｖｐ，Ｑｖｎ，Ｑｗｐ，Ｑｗｎの駆動を制御している。従って、コントローラ２０は、負荷１００が非駆動状態において過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンすることができる。また、コントローラ２０は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンしたタイミングで、抵抗７１と検出器７２を介して、直流母線電流の値を取得することができる。
【0064】
（２－６）過電圧保護回路５による過電圧保護
電力変換装置１は、電流検出手段７が検出した直流母線電流に基づいて、過電圧保護回路５の正常と異常の判定を行う制御部を備える。図２に示されている電力変換装置１では、コントローラ２０が、過電圧保護回路５の正常と異常の判定を行う制御部としての機能を有している。コントローラ２０は、既に説明したように、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンにしたときに過電圧保護回路５に流れる電流の値（第１電流値）を検出することができる。コントローラ２０は、例えば、半導体スイッチ５２をオンするように信号を出力しても電流が流れない場合は、過電圧保護回路５に断線が発生していたり、半導体スイッチ５２をスイッチングする機能が損なわれていたりする異常があると判定する。また、コントローラ２０は、例えば、半導体スイッチ５２をオンしたときに流れる第１電流値が所定の範囲よりも少なかったり、所定の範囲を超えていたりする場合には異常があると判定する。コントローラ２０は、例えば、半導体スイッチ５２をオンしたときに流れる第１電流値が所定の範囲内であれば、過電圧保護回路５が正常であると判定する。過電圧保護回路５が正常であると判定された場合、電力変換装置１は、過電圧保護回路５を用いて過電圧保護を行う。
電力変換装置１は、電流検出手段７が検出した直流母線電流に基づいて、過電圧保護回路５の正常と異常の判定を行う制御部を備える。図２に示されている電力変換装置１では、コントローラ２０が、過電圧保護回路５の正常と異常の判定を行う制御部としての機能を有している。コントローラ２０は、既に説明したように、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンにしたときに過電圧保護回路５に流れる電流の値（第１電流値）を検出することができる。コントローラ２０は、例えば、半導体スイッチ５２をオンするように信号を出力しても電流が流れない場合は、過電圧保護回路５に断線が発生していたり、半導体スイッチ５２をスイッチングする機能が損なわれていたりする異常があると判定する。また、コントローラ２０は、例えば、半導体スイッチ５２をオンしたときに流れる第１電流値が所定の範囲よりも少なかったり、所定の範囲を超えていたりする場合には異常があると判定する。コントローラ２０は、例えば、半導体スイッチ５２をオンしたときに流れる第１電流値が所定の範囲内であれば、過電圧保護回路５が正常であると判定する。過電圧保護回路５が正常であると判定された場合、電力変換装置１は、過電圧保護回路５を用いて過電圧保護を行う。
【0065】
電力変換装置１は、インバータ回路６が負荷１００の駆動を開始する毎に、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２を駆動開始前にオンにする。それにより、電力変換装置１では、負荷１００の駆動停止時に必要となる保護動作について、過電圧保護回路５の異常を予め検査することができ、確実な実行に対する信頼性が向上する。
【0066】
図２に示されているコントローラ２０は、ゲートドライバ２１を制御しているので、負荷１００である三相交流モータの駆動を開始するタイミングに関する情報を有している。従って、コントローラ２０は、インバータ回路６によるモータの駆動開始毎に、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２を、駆動開始前にオンにすることができる。その結果、負荷１００の駆動停止時に必要となる保護動作について、確実な実行に対する信頼性が向上する。
【0067】
また、コントローラ２０は、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に生じている電圧を電圧検出回路８から得ている。コントローラ２０は、過電圧が生じているか否かを判断するための閾値電圧を記憶しており、第１直流母線１１と第２直流母線１２の間に生じている電圧を閾値電圧と比較することで過電圧が発生していると判断することができる。コントローラ２０は、過電圧が発生していると判断すると、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンにして過電圧からインバータ回路６を保護する。
【0068】
また、過電圧保護の応答を速める必要がある場合は、比較器を用いて電圧検出回路８の出力電圧をしきい値電圧と比較し、比較器の出力を用いて半導体スイッチ５２をオンオフする回路を併用してもよい。この場合、コントローラ２０は、過電圧保護回路５の正常と異常を判断するために半導体スイッチ５２のオンオフを行う。
【0069】
（２－７）過電流保護
電力変換装置１は、過電流保護を行う過電流保護部を備えるように構成することができる。電力変換装置１の過電流保護部は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオフしている期間に電流検出手段７で検出される直流母線電流の値を用いてインバータ回路６の過電流保護を行う。しかし、電力変換装置１の過電流保護部は、半導体スイッチ５２がオンしている期間に、電流検出手段７で検出される直流母線電流の値を用いてインバータ回路６の過電流保護を行わない。そのため、過電流保護部は、第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２の値（第２電流値）を用いて過電流が生じているか否かを判断することができる。言い換えると、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１が重畳された値を用いないため、インバータ回路６に過電流が生じていないにもかかわらず、過電流が生じていると過電流保護部が誤った判断をすることがなくなる。
電力変換装置１は、過電流保護を行う過電流保護部を備えるように構成することができる。電力変換装置１の過電流保護部は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオフしている期間に電流検出手段７で検出される直流母線電流の値を用いてインバータ回路６の過電流保護を行う。しかし、電力変換装置１の過電流保護部は、半導体スイッチ５２がオンしている期間に、電流検出手段７で検出される直流母線電流の値を用いてインバータ回路６の過電流保護を行わない。そのため、過電流保護部は、第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２の値（第２電流値）を用いて過電流が生じているか否かを判断することができる。言い換えると、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１が重畳された値を用いないため、インバータ回路６に過電流が生じていないにもかかわらず、過電流が生じていると過電流保護部が誤った判断をすることがなくなる。
【0070】
図２に示されている電力変換装置１では、コントローラ２０が過電流保護部として機能する。既に説明したように、コントローラ２０は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオフしている期間に電流検出手段７で検出される直流母線電流の値を得ることができる。また、コントローラ２０は、ゲートドライバ２１を制御しているので、検出した電流値に基づいてインバータ回路６を制御することができる。コントローラ２０は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオフしている期間に検出した直流母線電流の値（第２電流値）が、所定の閾値を超えていれば、インバータ回路６に過電流は生じていると判断することができる。コントローラ２０は、例えば、過電流が生じていると判断すると、インバータ回路６の下アームＤＡの半導体スイッチを全てオフにして第１直流母線１１と第２直流母線１２から負荷１００に電圧が印加されないようにすることができる。コントローラ２０は、負荷１００に印加されていた電圧を遮断することで、インバータ回路６に過電流が流れないようにすることができる。このように、コントローラ２０に電流保護部としての機能を持たせることができる。
【0071】
また、過電流の判断は、検出器７２の出力信号としきい値電圧を比較器により直接比較し、その出力を用いて行っても良い。この場合、半導体スイッチ５２をオンしている期間について比較器の出力を無効にするための論理積回路を加え、論理積回路には比較器の出力とコントローラ２０からの無効化信号を入力することで、半導体スイッチ５２がオンしている期間における過電流判断の無効化が実現でき、正しい過電流の判断が行える。この構成を用いることで、過電流判断をより速く行うことができる。
【0072】
（３）コントローラ２０の構成
コントローラ２０は、例えばコンピュータにより実現されるものである。コンピュータにより実現されるコントローラ２０は、制御演算装置と記憶装置とを備える。制御演算装置には、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の装置・回路の制御、データの演算を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。
コントローラ２０は、例えばコンピュータにより実現されるものである。コンピュータにより実現されるコントローラ２０は、制御演算装置と記憶装置とを備える。制御演算装置には、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の装置・回路の制御、データの演算を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。
【0073】
＜第２実施形態＞
（４）全体構成
図４に示されている第２実施形態に係る電力変換装置１は、第１直流母線１１、第２直流母線１２、コンデンサ４、インバータ回路６、過電圧保護回路５、電流検出手段７、及び直流電源２を備えている。直流電源２は、コンデンサ４と第１直流母線１１および第２直流母線１２に電力を給電する直流給電回路である。
（４）全体構成
図４に示されている第２実施形態に係る電力変換装置１は、第１直流母線１１、第２直流母線１２、コンデンサ４、インバータ回路６、過電圧保護回路５、電流検出手段７、及び直流電源２を備えている。直流電源２は、コンデンサ４と第１直流母線１１および第２直流母線１２に電力を給電する直流給電回路である。
【0074】
図４に示されている第２実施形態に係る電力変換装置１は、図１に示されている第１実施形態に係る電力変換装置１とは、コンデンサ４、インバータ回路６、過電圧保護回路５、及び電流検出手段７の配置位置が異なっている。図４の電力変換装置１では、インバータ回路６に近い位置にコンデンサ４が配置され、インバータ回路６から見てコンデンサ４よりも遠い位置に過電圧保護回路５が配置されている。図４においては、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１が一点鎖線で示され、第２閉回路ＣＬ２に流れる電流Ｉ２が破線で示され、第３閉回路ＣＬ３に流れる電流Ｉ３が二点鎖線で示されている。第２実施形態の第１閉回路ＣＬ１は、第１実施形態の第１閉回路ＣＬ１と同様に、コンデンサ４、過電圧保護回路５、並びにコンデンサ４と過電圧保護回路５とを接続する第１直流母線１１の一部１１ａ及び第２直流母線１２の一部１２ａにより形成される。第２実施形態の第２閉回路ＣＬ２も、第１実施形態の第２閉回路ＣＬ２と同様に、コンデンサ４とインバータ回路６を含む閉回路である。第３閉回路ＣＬ３は、直流電源２とコンデンサ４を含む閉回路である。第２実施形態の全体構成において、図４のコンデンサ４、過電圧保護回路５及びインバータ回路６は、配置位置の違いを除いて、図１を用いて第１実施形態の（１）全体構成で説明したコンデンサ４、過電圧保護回路５及びインバータ回路６と同様である。そのため、全体構成における第２実施形態のコンデンサ４、過電圧保護回路５及びインバータ回路６の各々の説明については省略する。
【0075】
電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間で第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するものである。電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間で、第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値（第１電流値）と第３閉回路ＣＬ３に流れる電流Ｉ３の値（第３電流値）とを検出する。図４に示されている例では、電流検出手段７により第２直流母線１２に流れる直流母線電流が検出される。そのため、電流検出手段７は、第２直流母線１２に配置されている。しかし、電流検出手段７が検出する電流は、第１直流母線１１に流れる直流母線電流であってもよい。その場合には、電流検出手段７は、第１直流母線１１に配置される。
【0076】
図４の電力変換装置１では、第１閉回路ＣＬ１を流れる電流Ｉ１の第１電流値だけでなく、第３閉回路ＣＬ３を流れる電流Ｉ３の第３電流値も、電流検出手段７は検出することとなる。例えば、インバータ回路が駆動されている状態で過電圧保護回路５がオンすると、直流電源から負荷に供給される電流Ｉ３に加えて、過電圧保護回路の電流Ｉ１が流れる。図４の場合、Ｉ１とＩ３は極性が逆となるため、Ｉ３からＩ１だけ減少した電流が検出されることになる。そのため、インバータ回路駆動中は、過電圧保護回路５に流れる電流Ｉ１の値（第１電流値）を正確に検出することが難しくなる。
【0077】
しかしながら、電流検出手段７は、過電圧保護回路５に電流が流れているか否かの検出を行うことは可能である。この場合、過電圧保護回路５に流れる電流の有無を用いた過電圧保護回路の断線有無（異常）の判定は可能である。
【0078】
（５）詳細構成
図５には、第２実施形態に係る電力変換装置１の具体的な構成例が示されている。
図５には、第２実施形態に係る電力変換装置１の具体的な構成例が示されている。
【0079】
（５－１）第１直流母線１１及び第２直流母線１２への直流電力の供給
図５に示されている第１直流母線１１及び第２直流母線１２には、直流電源２から直流電圧が印加されている。図５に示されている直流電源２は、商用電源２００から単相交流で電力が供給されている。図５の直流電源２は、単相交流を整流する整流回路である。直流電源２を構成している整流回路は、４つのダイオードＤ２からなる単相ブリッジ整流回路である。ここでは、直流電源２として、単相ブリッジ整流回路を例に挙げているが、直流電源２は、単相ブリッジ整流回路に限られるものではない。直流電源２には、例えば、三相ブリッジ整流回路を用いることもできる。
図５に示されている第１直流母線１１及び第２直流母線１２には、直流電源２から直流電圧が印加されている。図５に示されている直流電源２は、商用電源２００から単相交流で電力が供給されている。図５の直流電源２は、単相交流を整流する整流回路である。直流電源２を構成している整流回路は、４つのダイオードＤ２からなる単相ブリッジ整流回路である。ここでは、直流電源２として、単相ブリッジ整流回路を例に挙げているが、直流電源２は、単相ブリッジ整流回路に限られるものではない。直流電源２には、例えば、三相ブリッジ整流回路を用いることもできる。
【0080】
第１直流母線１１には、リアクトル３が直列に挿入されている。リアクトル３は、第１直流母線１１と第２直流母線１２からなる直流リンクに生じる高調波を低減するために設けられている。なお、図５では、第１直流母線１１にリアクトル３が設けられている例を示しているが、このような構成例に限られるものではない。例えば、リアクトル３が第２直流母線１２に設けられてもよく、商用電源２００と直流電源２との間に設けられてもよい。
【0081】
図５の電力変換装置１の第１直流母線１１においては、直流電源２、リアクトル３、過電圧保護回路５の一端、コンデンサ４の一端、電圧検出回路８の一端、インバータ回路６の上アームＵＡの順に並んでいる。図５の電力変換装置１の第２直流母線１２においては、直流電源２、過電圧保護回路５の他端、電流検出手段７、コンデンサ４の他端、他の電流検出手段９、電圧検出回路８の他端、インバータ回路６の下アームＤＡの順に並んでいる。従って、第１直流母線１１と第２直流母線１２によって、コンデンサ４の一端と他端の間に直流電圧が印加されている。また、第１直流母線１１と第２直流母線１２によって、電圧検出回路８の一端と他端の間に直流電圧が印加され、過電圧保護回路５の一端と他端の間に直流電圧が印加され、インバータ回路６の上アームＵＡと下アームＤＡの間に直流電圧が印加される。なお、他の電流検出手段９は、例えば、抵抗９１と検出器９２とコントローラ２０で構成され、コンデンサ４とインバータ回路６の間の第２直流母線１２に流れる電流の検出に用いられる。他の電流検出手段９は、抵抗９１の配置位置を除いて、電流検出手段７と同様の構成とすることができ、検出器９２は、例えば検出器７２と同様の構成とすることができる。他の電流検出手段９は、例えば負荷１００がモータである場合に使用される。第２実施形態の電力変換装置１の技術的な特徴の説明にとって他の電流検出手段９は重要ではないので、ここでは他の電流検出手段９についての詳細な説明を省略する。
【0082】
（５－２）インバータ回路６
図５に示されている第２実施形態のインバータ回路６の構成は、図２の第１実施形態のインバータ回路６と同様である。そのため、ここでは、インバータ回路６の詳細な構成についての説明を省略する。なお、図５における図２と同一符号の要素は、図２の同一符号の要素と同じ要素である。
図５に示されている第２実施形態のインバータ回路６の構成は、図２の第１実施形態のインバータ回路６と同様である。そのため、ここでは、インバータ回路６の詳細な構成についての説明を省略する。なお、図５における図２と同一符号の要素は、図２の同一符号の要素と同じ要素である。
【0083】
（５－３）電圧検出回路８
第２実施形態の電圧検出回路８も、第１実施形態の電圧検出回路８と同様の構成を有するので、ここでは説明を省略する。なお、図５における図２と同一符号の要素は、図２の同一符号の要素と同じ要素である。
第２実施形態の電圧検出回路８も、第１実施形態の電圧検出回路８と同様の構成を有するので、ここでは説明を省略する。なお、図５における図２と同一符号の要素は、図２の同一符号の要素と同じ要素である。
【0084】
（５－４）過電圧保護回路５の基本構成
第２実施形態の過電圧保護回路５の基本構成も、第１実施形態の過電圧保護回路５の基本構成と同様の構成を有するので、ここでは説明を省略する。なお、図５における図２と同一符号の要素は、図２の同一符号の要素と同じ要素である。
第２実施形態の過電圧保護回路５の基本構成も、第１実施形態の過電圧保護回路５の基本構成と同様の構成を有するので、ここでは説明を省略する。なお、図５における図２と同一符号の要素は、図２の同一符号の要素と同じ要素である。
【0085】
【0086】
（５－５）電流検出手段７
電流検出手段７は、直流電源２とコンデンサ４の間であって且つコンデンサ４と過電圧保護回路５の間の第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するように配置される。図４及び図５に示されている電流検出手段７は、第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するように配置されている。言い換えると、電流検出手段７は、図４に示されている第１直流母線１１の一部１１ａまたは第２直流母線１２の一部１２ａを流れる直流母線電流を検出するように配置されている。図４及び図５に示されている電流検出手段７は、直流電源２とコンデンサ４を含む第３閉回路ＣＬ３に流れる電流Ｉ３の第３電流値、または第１電流値と第３電流値の合計電流値を検出する。第１電流値は、コンデンサ４と過電圧保護回路５を含む第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値であり、過電圧保護回路５に流れる電流の値である。
電流検出手段７は、直流電源２とコンデンサ４の間であって且つコンデンサ４と過電圧保護回路５の間の第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するように配置される。図４及び図５に示されている電流検出手段７は、第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するように配置されている。言い換えると、電流検出手段７は、図４に示されている第１直流母線１１の一部１１ａまたは第２直流母線１２の一部１２ａを流れる直流母線電流を検出するように配置されている。図４及び図５に示されている電流検出手段７は、直流電源２とコンデンサ４を含む第３閉回路ＣＬ３に流れる電流Ｉ３の第３電流値、または第１電流値と第３電流値の合計電流値を検出する。第１電流値は、コンデンサ４と過電圧保護回路５を含む第１閉回路ＣＬ１に流れる電流Ｉ１の値であり、過電圧保護回路５に流れる電流の値である。
【0087】
電流検出手段７は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２のオンオフを切り換えたときに、切換前後で検出した直流母線電流が変化したか否かを検出することができる。半導体スイッチ５２のオンオフを切り換える信号を、コントローラ２０から過電圧保護回路５に送っても、電流検出手段７が直流母線電流の変化を検出できなければ、過電圧保護回路５に異常が発生しているとコントローラ２０は判定することができる。言い換えると、電流検出手段７は、過電圧保護回路５に流れる電流の検出のために、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオンする前後、または半導体スイッチ５２がオフする前後において直流母線電流を検出するように構成される。
【0088】
或いは、電流検出手段７が、負荷１００が非駆動状態において、半導体スイッチ５２がオンしているときに流れる直流母線電流から第１電流値を検出するように構成される。
【0089】
また、電流検出手段７は、第１閉回路ＣＬ１に電流が流れていない状況で直流母線電流の値を検出すると、第３閉回路ＣＬ３に流れる電流Ｉ３の値である第３電流値を検出することができる。
【0090】
（５－５－１）電流検出手段７の詳細構成
図５には、電流検出手段７の構成の一例が示されているが、図５の電流検出手段７の構成と同様である。電流検出手段７は、直流電源２とコンデンサ４の間であって且つコンデンサ４と過電圧保護回路５の間の第２直流母線１２の一部１２ａに直列に挿入された抵抗７１を有している。従って、第２直流母線１２の一部１２ａに流れる直流母線電流の値に応じた電圧が抵抗７１の両端に発生する。検出器７２は、抵抗７１の両端に発生する電圧から抵抗７１に流れる電流の値を検出するための機器である。図５の電流検出手段７のコントローラ２０は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオンまたはオフする信号を半導体スイッチ５２に送信する。コントローラ２０は、半導体スイッチ５２がオンまたはオフする信号の前と後で、検出器７２で検出した直流母線電流の値を取得する。或いは、コントローラ２０は、ゲートドライバ２１を制御して負荷１００を非駆動状態の状態にして、直流給電回路である直流電源２の出力電流が零になる状態で、半導体スイッチ５２へのオンする信号を送信する。この場合、コントローラ２０は、半導体スイッチ５２がオンした後のタイミングで、検出器７２で検出した直流母線電流の値を取得する。
図５には、電流検出手段７の構成の一例が示されているが、図５の電流検出手段７の構成と同様である。電流検出手段７は、直流電源２とコンデンサ４の間であって且つコンデンサ４と過電圧保護回路５の間の第２直流母線１２の一部１２ａに直列に挿入された抵抗７１を有している。従って、第２直流母線１２の一部１２ａに流れる直流母線電流の値に応じた電圧が抵抗７１の両端に発生する。検出器７２は、抵抗７１の両端に発生する電圧から抵抗７１に流れる電流の値を検出するための機器である。図５の電流検出手段７のコントローラ２０は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオンまたはオフする信号を半導体スイッチ５２に送信する。コントローラ２０は、半導体スイッチ５２がオンまたはオフする信号の前と後で、検出器７２で検出した直流母線電流の値を取得する。或いは、コントローラ２０は、ゲートドライバ２１を制御して負荷１００を非駆動状態の状態にして、直流給電回路である直流電源２の出力電流が零になる状態で、半導体スイッチ５２へのオンする信号を送信する。この場合、コントローラ２０は、半導体スイッチ５２がオンした後のタイミングで、検出器７２で検出した直流母線電流の値を取得する。
【0091】
また、コントローラ２０は、第１閉回路ＣＬ１に電流が流れていない状況で検出器７２から直流母線電流の値を取得すると、第３閉回路ＣＬ３に流れる電流Ｉ３の値である第３電流値を取得することができる。第１閉回路ＣＬ１と第３閉回路ＣＬ３に電流が流れている状況で検出器７２から直流母線電流の値を取得すると、第１電流値と第３電流値を合計した電流の値（合計電流値）を、コントローラ２０は取得することができる。
【0092】
（５－５－２）過電圧保護回路５による過電圧保護
第２実施形態の図５の電力変換装置１は、第１実施形態と同様に、コントローラ２０が、過電圧保護回路５の正常と異常の判定を行う制御部としての機能を有している。第２実施形態の図５の電力変換装置１における過電圧保護も、第１実施形態の図２の電力変換装置１の過電圧保護と同様に行える。例えば、電圧検出回路８の検出結果から過電圧が生じていると判定されたときに、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンにして過電圧からインバータ回路６を保護する過電圧保護が行われる。また、インバータ回路６が負荷１００の駆動を開始する毎に、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２を駆動開始前にオンし、過電圧保護回路５の異常を予め検査する。そのため、ここでは過電圧保護についての詳しい説明を省略する。
第２実施形態の図５の電力変換装置１は、第１実施形態と同様に、コントローラ２０が、過電圧保護回路５の正常と異常の判定を行う制御部としての機能を有している。第２実施形態の図５の電力変換装置１における過電圧保護も、第１実施形態の図２の電力変換装置１の過電圧保護と同様に行える。例えば、電圧検出回路８の検出結果から過電圧が生じていると判定されたときに、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンにして過電圧からインバータ回路６を保護する過電圧保護が行われる。また、インバータ回路６が負荷１００の駆動を開始する毎に、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２を駆動開始前にオンし、過電圧保護回路５の異常を予め検査する。そのため、ここでは過電圧保護についての詳しい説明を省略する。
【0093】
（６）変形例
（６－１）変形例Ａ
上記第１実施形態及び第２実施形態では、電流検出手段７が抵抗７１を用いて電流を検出する場合について説明した。しかし、電流検出手段７が電流の検出に用いる素子は、抵抗には限られない。電流検出手段７において、抵抗７１に代えて、例えば、変流器（ＣＴ）、ホール素子を用いることができる。
（６－１）変形例Ａ
上記第１実施形態及び第２実施形態では、電流検出手段７が抵抗７１を用いて電流を検出する場合について説明した。しかし、電流検出手段７が電流の検出に用いる素子は、抵抗には限られない。電流検出手段７において、抵抗７１に代えて、例えば、変流器（ＣＴ）、ホール素子を用いることができる。
【0094】
（７）特徴
（７－１）
第１実施形態及び第２実施形態において、電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間で第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出する。従って、第１直流母線１１または第２直流母線１２において、過電圧保護回路５に流れる電流Ｉ１の値を、電流検出手段７により検出することができる。
（７－１）
第１実施形態及び第２実施形態において、電流検出手段７は、コンデンサ４と過電圧保護回路５の間で第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出する。従って、第１直流母線１１または第２直流母線１２において、過電圧保護回路５に流れる電流Ｉ１の値を、電流検出手段７により検出することができる。
【0095】
（７－２）
第１実施形態及び第２実施形態の電力変換装置１は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオンするときに、過電圧保護回路５を流れる電流が電流検出手段７に流れるように構成されているので、電流検出手段７で過電圧保護回路５に流れる電流Ｉ１の値を検出し易くなる。
第１実施形態及び第２実施形態の電力変換装置１は、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオンするときに、過電圧保護回路５を流れる電流が電流検出手段７に流れるように構成されているので、電流検出手段７で過電圧保護回路５に流れる電流Ｉ１の値を検出し易くなる。
【0096】
（７－３）
第１実施形態の電力変換装置１では、電流検出手段７が、コンデンサ４とインバータ回路６の間で且つコンデンサ４と過電圧保護回路５の間の第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するように構成されている。電流Ｉ１，Ｉ２の値の検出手段を電流検出手段７に兼ねさせることができ、電力変換装置１の部品点数を減らすことができる。
第１実施形態の電力変換装置１では、電流検出手段７が、コンデンサ４とインバータ回路６の間で且つコンデンサ４と過電圧保護回路５の間の第１直流母線１１または第２直流母線１２に流れる直流母線電流を検出するように構成されている。電流Ｉ１，Ｉ２の値の検出手段を電流検出手段７に兼ねさせることができ、電力変換装置１の部品点数を減らすことができる。
【0097】
（７－４）
第１実施形態の電力変換装置１は、コンデンサ４とインバータ回路６に流れる電流Ｉ１、及びコンデンサ４と過電圧保護回路５に流れる電流Ｉ２が電流検出手段７に流れるので、電流検出手段７を使って両方の電流Ｉ１，Ｉ２の値を検出することができる。そのため、電流検出手段７により、過電圧保護回路５に流れる電流を精度良く検出できる。
第１実施形態の電力変換装置１は、コンデンサ４とインバータ回路６に流れる電流Ｉ１、及びコンデンサ４と過電圧保護回路５に流れる電流Ｉ２が電流検出手段７に流れるので、電流検出手段７を使って両方の電流Ｉ１，Ｉ２の値を検出することができる。そのため、電流検出手段７により、過電圧保護回路５に流れる電流を精度良く検出できる。
【0098】
（７－５）
第１実施形態の電力変換装置１では、インバータ回路６が駆動されているときに、電圧ベクトルが変化しない期間がある。この期間に、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンまたはオフすると、電流検出手段７は、半導体スイッチ５２がオンする前後、または半導体スイッチ５２がオフする前後において直流母線電流を検出することができる。その結果、半導体スイッチ５２のオンまたはオフの前後において検出した直流母線電流の差分から、容易に第１電流値を検出できる。
第１実施形態の電力変換装置１では、インバータ回路６が駆動されているときに、電圧ベクトルが変化しない期間がある。この期間に、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２をオンまたはオフすると、電流検出手段７は、半導体スイッチ５２がオンする前後、または半導体スイッチ５２がオフする前後において直流母線電流を検出することができる。その結果、半導体スイッチ５２のオンまたはオフの前後において検出した直流母線電流の差分から、容易に第１電流値を検出できる。
【0099】
（７－６）
第１実施形態の電力変換装置１では、インバータ回路６が駆動されているときに、零ベクトル期間がある場合がある。この期間に過電圧保護回路５が半導体スイッチ５２をオンすると、電流検出手段７は、零ベクトル期間に半導体スイッチ５２がオンしているときに直流母線電流を検出することができる。その結果、電流検出手段７で直流母線電流から第１電流値を容易に検出できる。
第１実施形態の電力変換装置１では、インバータ回路６が駆動されているときに、零ベクトル期間がある場合がある。この期間に過電圧保護回路５が半導体スイッチ５２をオンすると、電流検出手段７は、零ベクトル期間に半導体スイッチ５２がオンしているときに直流母線電流を検出することができる。その結果、電流検出手段７で直流母線電流から第１電流値を容易に検出できる。
【0100】
（７－７）
第１実施形態の電力変換装置１では、負荷１００が非駆動状態にできる場合がある。この場合に、電流検出手段７が、半導体スイッチ５２がオンしているときに流れる直流母線電流の値を検出する。このとき、第２電流値が零になるので、電流検出手段７において第１電流値を精度良く検出できる。
第１実施形態の電力変換装置１では、負荷１００が非駆動状態にできる場合がある。この場合に、電流検出手段７が、半導体スイッチ５２がオンしているときに流れる直流母線電流の値を検出する。このとき、第２電流値が零になるので、電流検出手段７において第１電流値を精度良く検出できる。
【0101】
（７－８）
第２実施形態の電力変換装置１では、第１直流母線１１および第２直流母線１２に電力を給電する直流給電回路である直流電源２を備えている。電流検出手段７は、第１閉回路ＣＬ１に流れる第１電流値と、直流電源２を含む第３閉回路ＣＬ３に流れる第３電流値とを検出する。第１電流値を検出するための手段と第３電流値を検出するための手段を、電流検出手段７が兼ねるので、電力変換装置１の部品点数を減らすことができる。
第２実施形態の電力変換装置１では、第１直流母線１１および第２直流母線１２に電力を給電する直流給電回路である直流電源２を備えている。電流検出手段７は、第１閉回路ＣＬ１に流れる第１電流値と、直流電源２を含む第３閉回路ＣＬ３に流れる第３電流値とを検出する。第１電流値を検出するための手段と第３電流値を検出するための手段を、電流検出手段７が兼ねるので、電力変換装置１の部品点数を減らすことができる。
【0102】
（７－９）
第２実施形態の電力変換装置１では、電流検出手段７が、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオンする前後、または半導体スイッチ５２がオフする前後において直流母線電流を検出することができる。過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２のオンまたはオフの前後において検出した直流母線電流の差分から、容易に第１電流値を検出できる。
第２実施形態の電力変換装置１では、電流検出手段７が、過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２がオンする前後、または半導体スイッチ５２がオフする前後において直流母線電流を検出することができる。過電圧保護回路５の半導体スイッチ５２のオンまたはオフの前後において検出した直流母線電流の差分から、容易に第１電流値を検出できる。
【0103】
（７－１０）
第２実施形態の電力変換装置１では、負荷１００が非駆動状態において、電流検出手段７が、半導体スイッチ５２がオンしているときに流れる直流母線電流から第１電流値を検出する。第３電流値が零になるときに、電流検出手段７において第１電流値を精度良く検出できる。
第２実施形態の電力変換装置１では、負荷１００が非駆動状態において、電流検出手段７が、半導体スイッチ５２がオンしているときに流れる直流母線電流から第１電流値を検出する。第３電流値が零になるときに、電流検出手段７において第１電流値を精度良く検出できる。
【0104】
（７－１１）
第１実施形態及び第２実施形態の電力変換装置１では、コントローラ２０が、電流検出手段が検出した直流母線電流に基づいて過電圧保護回路の正常と異常の判定を行う制御部として機能する。その結果、電力変換装置１では、過電圧保護回路５の異常を直流母線電流から検出できる。
第１実施形態及び第２実施形態の電力変換装置１では、コントローラ２０が、電流検出手段が検出した直流母線電流に基づいて過電圧保護回路の正常と異常の判定を行う制御部として機能する。その結果、電力変換装置１では、過電圧保護回路５の異常を直流母線電流から検出できる。
【0105】
（７－１２）
第１実施形態及び第２観点の電力変換装置は、過電流保護部として機能するコントローラ２０を備えている。コントローラ２０は、過電流保護部と機能するとき、半導体スイッチ５２がオンしている期間に、電流検出手段７で検出される電流値を用いてインバータ回路６の過電流保護を行わない。半導体スイッチ５２がオフしている期間に電流検出手段７で検出される電流値を用いて当該過電流保護を行う。このように、電力変換装置１は、電流検出手段７を用いた過電流保護を行える。
第１実施形態及び第２観点の電力変換装置は、過電流保護部として機能するコントローラ２０を備えている。コントローラ２０は、過電流保護部と機能するとき、半導体スイッチ５２がオンしている期間に、電流検出手段７で検出される電流値を用いてインバータ回路６の過電流保護を行わない。半導体スイッチ５２がオフしている期間に電流検出手段７で検出される電流値を用いて当該過電流保護を行う。このように、電力変換装置１は、電流検出手段７を用いた過電流保護を行える。
【0106】
（７－１３）
第１実施形態及び第２実施形態の電力変換装置１では、過電圧保護回路５が、インバータ回路６が負荷１００の駆動開始時毎に、半導体スイッチ５２を駆動開始前にオンにする。その結果、負荷の駆動停止時に必要となる保護動作について、確実な実行に対する信頼性が向上する。
第１実施形態及び第２実施形態の電力変換装置１では、過電圧保護回路５が、インバータ回路６が負荷１００の駆動開始時毎に、半導体スイッチ５２を駆動開始前にオンにする。その結果、負荷の駆動停止時に必要となる保護動作について、確実な実行に対する信頼性が向上する。
【0107】
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
【符号の説明】
【0108】
１ 電力変換装置
２ 直流電源（直流給電回路の例）
４ コンデンサ
５ 過電流保護回路
６ インバータ回路
７ 電流検出手段
１１ 第１直流母線
１２ 第２直流母線
２０ コントローラ（制御部の例、過電流保護部の例）
５１ 抵抗
５２ 半導体スイッチ
１００ 負荷
ＣＬ１ 第１閉回路
ＣＬ２ 第２閉回路
ＣＬ３ 第３閉回路
ＣＰ１ 第１電流経路
２ 直流電源（直流給電回路の例）
４ コンデンサ
５ 過電流保護回路
６ インバータ回路
７ 電流検出手段
１１ 第１直流母線
１２ 第２直流母線
２０ コントローラ（制御部の例、過電流保護部の例）
５１ 抵抗
５２ 半導体スイッチ
１００ 負荷
ＣＬ１ 第１閉回路
ＣＬ２ 第２閉回路
ＣＬ３ 第３閉回路
ＣＰ１ 第１電流経路
【先行技術文献】
【特許文献】
【0109】
【特許文献1】特開２０２０－１２４１０４号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】