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(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】P2024000749
(43)【公開日】2024-01-09
(54)【発明の名称】監視回路及び電力変換システム
(51)【国際特許分類】
G01R 19/165 20060101AFI20231226BHJP
H02J 7/34 20060101ALI20231226BHJP
H02J 7/35 20060101ALI20231226BHJP
H02J 3/38 20060101ALI20231226BHJP
H02J 9/06 20060101ALI20231226BHJP
【ＦＩ】
G01R19/165 Q
H02J7/34 G
H02J7/35 K
H02J3/38 110
H02J9/06 120
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022099628
(22)【出願日】2022-06-21
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】竹下 幸一
(72)【発明者】
【氏名】綾井 直樹
【テーマコード（参考）】
2G035
5G015
5G066
5G503
【Ｆターム（参考）】
2G035AB04
2G035AC13
2G035AD02
2G035AD10
2G035AD11
2G035AD23
2G035AD39
2G035AD43
2G035AD56
5G015GA05
5G015HA16
5G015JA52
5G066HB09
5G066JA02
5G066JA05
5G066JB03
5G503AA01
5G503AA06
5G503BA01
5G503BB01
5G503BB02
5G503CA10
5G503DA05
5G503GB03
5G503GB06
5G503GD03
5G503GD06
(57)【要約】
【課題】 監視回路の信頼性を向上させる。
【解決手段】交流電圧を監視する監視回路であって、前記交流電圧が入力される１次側回路と、前記交流電圧に応じた周期のパルス信号が出力される２次側回路と、前記交流電圧を前記パルス信号に変換する複数の変換部と、を備え、複数の前記変換部は、前記１次側回路に含まれている部分と前記２次側回路に含まれている部分の両方において、互いに並列に接続されている、監視回路。
【選択図】図２
【解決手段】交流電圧を監視する監視回路であって、前記交流電圧が入力される１次側回路と、前記交流電圧に応じた周期のパルス信号が出力される２次側回路と、前記交流電圧を前記パルス信号に変換する複数の変換部と、を備え、複数の前記変換部は、前記１次側回路に含まれている部分と前記２次側回路に含まれている部分の両方において、互いに並列に接続されている、監視回路。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
交流電圧を監視する監視回路であって、
前記交流電圧が入力される１次側回路と、
前記交流電圧に応じた周期のパルス信号が出力される２次側回路と、
前記交流電圧を前記パルス信号に変換する複数の変換部と、
を備え、
複数の前記変換部は、前記１次側回路に含まれている部分と前記２次側回路に含まれている部分の両方において、互いに並列に接続されている、監視回路。
前記交流電圧が入力される１次側回路と、
前記交流電圧に応じた周期のパルス信号が出力される２次側回路と、
前記交流電圧を前記パルス信号に変換する複数の変換部と、
を備え、
複数の前記変換部は、前記１次側回路に含まれている部分と前記２次側回路に含まれている部分の両方において、互いに並列に接続されている、監視回路。
【請求項2】
複数の前記変換部は、第１変換部と、第２変換部と、を含み、
前記第１変換部は、
前記１次側回路に含まれ、第１閾値以上の正極性の前記交流電圧が印加された場合に出力を行う第１素子と、
前記２次側回路に含まれ、前記第１素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第１トランジスタと、
を含み、
前記第２変換部は、
前記１次側回路において前記第１素子と並列に接続され、第２閾値以下の負極性の前記交流電圧が印加された場合に出力を行う第２素子と、
前記２次側回路において前記第１トランジスタと並列に接続され、前記第２素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第２トランジスタと、
を含み、
前記パルス信号は、
前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタのそれぞれのエミッタが互いに接続する第１接続点、又は、
前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタのそれぞれのコレクタが互いに接続する第２接続点、から出力される、
請求項１に記載の監視回路。
前記第１変換部は、
前記１次側回路に含まれ、第１閾値以上の正極性の前記交流電圧が印加された場合に出力を行う第１素子と、
前記２次側回路に含まれ、前記第１素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第１トランジスタと、
を含み、
前記第２変換部は、
前記１次側回路において前記第１素子と並列に接続され、第２閾値以下の負極性の前記交流電圧が印加された場合に出力を行う第２素子と、
前記２次側回路において前記第１トランジスタと並列に接続され、前記第２素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第２トランジスタと、
を含み、
前記パルス信号は、
前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタのそれぞれのエミッタが互いに接続する第１接続点、又は、
前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタのそれぞれのコレクタが互いに接続する第２接続点、から出力される、
請求項１に記載の監視回路。
【請求項3】
前記１次側回路は、
前記第１素子に直列に接続される１個又は複数の第１抵抗と、
前記第２素子に直列に接続され、１個又は複数の前記第１抵抗に並列に接続される１個又は複数の第２抵抗と、
を含む、
請求項２に記載の監視回路。
前記第１素子に直列に接続される１個又は複数の第１抵抗と、
前記第２素子に直列に接続され、１個又は複数の前記第１抵抗に並列に接続される１個又は複数の第２抵抗と、
を含む、
請求項２に記載の監視回路。
【請求項4】
前記１次側回路は、複数の前記第１抵抗と、複数の前記第２抵抗と、を含み、
前記第１素子の第１端は、前記１次側回路のうち非接地側電線に接続され、
前記第１素子の第２端は、前記１次側回路のうち接地側電線に接続され、
前記第２素子の第３端は、前記１次側回路のうち非接地側電線に接続され、
前記第２素子の第４端は、前記１次側回路のうち接地側電線に接続され、
複数の前記第１抵抗は、前記第１素子の前記第１端及び前記第２端の両方にそれぞれ少なくとも１個ずつ、直列に接続され、
複数の前記第２抵抗は、前記第２素子の前記第３端及び前記第４端の両方にそれぞれ少なくとも１個ずつ、直列に接続されている、
請求項３に記載の監視回路。
前記第１素子の第１端は、前記１次側回路のうち非接地側電線に接続され、
前記第１素子の第２端は、前記１次側回路のうち接地側電線に接続され、
前記第２素子の第３端は、前記１次側回路のうち非接地側電線に接続され、
前記第２素子の第４端は、前記１次側回路のうち接地側電線に接続され、
複数の前記第１抵抗は、前記第１素子の前記第１端及び前記第２端の両方にそれぞれ少なくとも１個ずつ、直列に接続され、
複数の前記第２抵抗は、前記第２素子の前記第３端及び前記第４端の両方にそれぞれ少なくとも１個ずつ、直列に接続されている、
請求項３に記載の監視回路。
【請求項5】
前記第１素子及び前記第２素子は、それぞれ発光ダイオードであり、
前記第１トランジスタは、前記第１素子の発光によりコレクタとエミッタとが通電するフォトトランジスタであり、
前記第２トランジスタは、前記第２素子の発光によりコレクタとエミッタとが通電するフォトトランジスタである、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の監視回路。
前記第１トランジスタは、前記第１素子の発光によりコレクタとエミッタとが通電するフォトトランジスタであり、
前記第２トランジスタは、前記第２素子の発光によりコレクタとエミッタとが通電するフォトトランジスタである、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の監視回路。
【請求項6】
前記第１素子及び前記第２素子は、それぞれオペアンプであり、
前記第１トランジスタは、前記第１素子の出力によりコレクタとエミッタとが通電するトランジスタであり、
前記第２トランジスタは、前記第２素子の出力によりコレクタとエミッタとが通電するトランジスタである、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の監視回路。
前記第１トランジスタは、前記第１素子の出力によりコレクタとエミッタとが通電するトランジスタであり、
前記第２トランジスタは、前記第２素子の出力によりコレクタとエミッタとが通電するトランジスタである、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の監視回路。
【請求項7】
前記交流電圧は、第１交流電源、第２交流電源及び第３交流電源から供給される３相の電圧であり、
複数の前記変換部は、第１変換部と、第２変換部と、第３変換部と、を含み、
前記第１変換部は、
前記１次側回路に含まれ、前記第１交流電源により所定極性であり、かつ絶対値が所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第１素子と、
前記２次側回路に含まれ、前記第１素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第１トランジスタと、
を含み、
前記第２変換部は、
前記１次側回路において前記第１素子と並列に接続され、前記第２交流電源により前記所定極性であり、かつ絶対値が前記所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第２素子と、
前記２次側回路において前記第１トランジスタと並列に接続され、前記第２素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第２トランジスタと、
を含み、
前記第３変換部は、
前記１次側回路において前記第１素子及び前記第２素子と並列に接続され、前記第３交流電源により前記所定極性であり、かつ絶対値が前記所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第３素子と、
前記２次側回路において前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタと並列に接続され、前記第３素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第３トランジスタと、
を含み、
前記パルス信号は、
前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタのそれぞれのエミッタが互いに接続する第１接続点、又は、
前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタのそれぞれのコレクタが互いに接続する第２接続点、から出力される、
請求項１に記載の監視回路。
複数の前記変換部は、第１変換部と、第２変換部と、第３変換部と、を含み、
前記第１変換部は、
前記１次側回路に含まれ、前記第１交流電源により所定極性であり、かつ絶対値が所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第１素子と、
前記２次側回路に含まれ、前記第１素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第１トランジスタと、
を含み、
前記第２変換部は、
前記１次側回路において前記第１素子と並列に接続され、前記第２交流電源により前記所定極性であり、かつ絶対値が前記所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第２素子と、
前記２次側回路において前記第１トランジスタと並列に接続され、前記第２素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第２トランジスタと、
を含み、
前記第３変換部は、
前記１次側回路において前記第１素子及び前記第２素子と並列に接続され、前記第３交流電源により前記所定極性であり、かつ絶対値が前記所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第３素子と、
前記２次側回路において前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタと並列に接続され、前記第３素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第３トランジスタと、
を含み、
前記パルス信号は、
前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタのそれぞれのエミッタが互いに接続する第１接続点、又は、
前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタのそれぞれのコレクタが互いに接続する第２接続点、から出力される、
請求項１に記載の監視回路。
【請求項8】
前記パルス信号の周波数が前記交流電圧の周波数と等しい場合に、前記第１素子又は前記第２素子が故障していることを検出する検出部をさらに備える、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の監視回路。
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の監視回路。
【請求項9】
前記検出部は、前記パルス信号のデューティに基づいて、前記交流電圧の実効値を取得する、
請求項８に記載の監視回路。
請求項８に記載の監視回路。
【請求項10】
前記検出部は、前記パルス信号の周波数が前記交流電圧の周波数の１倍又は２倍であり、かつ前記実効値が、前記交流電圧が維持すべき下限値以上である場合に、前記交流電圧を提供する電力系統が正常であると判定する、
請求項９に記載の監視回路。
請求項９に記載の監視回路。
【請求項11】
前記検出部は、
前記交流電圧の周期よりも長い所定期間の間、前記パルス信号がハイレベル又はローレベルに維持される場合に、前記電力系統が停電していると判定し、
前記実効値が、前記下限値未満である場合に、前記電力系統が低電圧状態であると判定する、
請求項１０に記載の監視回路。
前記交流電圧の周期よりも長い所定期間の間、前記パルス信号がハイレベル又はローレベルに維持される場合に、前記電力系統が停電していると判定し、
前記実効値が、前記下限値未満である場合に、前記電力系統が低電圧状態であると判定する、
請求項１０に記載の監視回路。
【請求項12】
前記電力系統と負荷とを接続及び遮断するリレー回路を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記検出部が前記電力系統が正常であると判定した場合に、前記電力系統と前記負荷とを接続するように前記リレー回路を制御し、
前記検出部が前記電力系統が停電し又は低電圧状態であると判定した場合に、前記電力系統と前記負荷とを遮断するように前記リレー回路を制御する、
請求項１１に記載の監視回路。
前記制御部は、
前記検出部が前記電力系統が正常であると判定した場合に、前記電力系統と前記負荷とを接続するように前記リレー回路を制御し、
前記検出部が前記電力系統が停電し又は低電圧状態であると判定した場合に、前記電力系統と前記負荷とを遮断するように前記リレー回路を制御する、
請求項１１に記載の監視回路。
【請求項13】
請求項１２に記載の監視回路と、
前記リレー回路と、
直流電源から提供される直流の電力を交流に変換して前記電力系統又は負荷に供給し、前記電力系統から提供される交流の電力を直流に変換して前記直流電源に供給する電力変換装置と、
を備え、
前記電力変換装置は、前記電力系統と前記負荷とが前記リレー回路によって遮断されている場合に、前記直流電源から提供される直流の電力を交流に変換して前記負荷に供給する、電力変換システム。
前記リレー回路と、
直流電源から提供される直流の電力を交流に変換して前記電力系統又は負荷に供給し、前記電力系統から提供される交流の電力を直流に変換して前記直流電源に供給する電力変換装置と、
を備え、
前記電力変換装置は、前記電力系統と前記負荷とが前記リレー回路によって遮断されている場合に、前記直流電源から提供される直流の電力を交流に変換して前記負荷に供給する、電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、監視回路及び電力変換システムに関する。
【背景技術】
【0002】
商用電力系統等から提供される交流電圧を監視する監視回路が知られている。例えば、特許文献１には、入力電源の停電を検出する停電検出回路が開示されている。特許文献１の停電検出回路は、入力電源系の１次側回路と直流電源系の２次側回路とが、第１のフォトカプラによって絶縁された構成を有する。特許文献１において、入力電源が停電検出電圧レベル以上あるときは、第１のフォトカプラがＯＮとなって２次側回路にローレベルの出力がなされる。入力電源が停電あるいは停電検出電圧レベルまで低下すると、第１のフォトカプラがＯＦＦとなって２次側回路にハイレベルの出力がなされる。
【0003】
特許文献２には、交流電源の波形に同期したパルスを発生する電源周波数検出回路が開示されている。特許文献２の電源周波数検出回路において、２個のフォトカプラに含まれる発光ダイオードは並列に接続され、２個のフォトカプラに含まれるフォトトランジスタは直列に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００５－１７１１１号公報
【特許文献2】特開２０１９－２１９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
監視回路に含まれる素子が故障した場合、交流電源の監視の継続が困難となる場合がある。例えば、特許文献１の第１のフォトカプラが故障した場合、特許文献１の停電検出回路は停電の検出を継続することができない。また、特許文献２の電源周波数検出回路では、電源周波数検出回路に含まれる２個のフォトカプラのいずれが故障しても、電源周波数の検出を継続することができない。
【0006】
かかる課題に鑑み、本開示は、交流電源の監視をより確実に継続させるために、監視回路の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の監視回路は、交流電圧を監視する監視回路であって、前記交流電圧が入力される１次側回路と、前記交流電圧に応じた周期のパルス信号が出力される２次側回路と、前記交流電圧を前記パルス信号に変換する複数の変換部と、を備え、複数の前記変換部は、前記１次側回路に含まれている部分と前記２次側回路に含まれている部分の両方において、互いに並列に接続されている、監視回路である。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、監視回路の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
［本開示の実施形態の説明］
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。
【0011】
（１）本開示の監視回路は、交流電圧を監視する監視回路であって、前記交流電圧が入力される１次側回路と、前記交流電圧に応じた周期のパルス信号が出力される２次側回路と、前記交流電圧を前記パルス信号に変換する複数の変換部と、を備え、複数の前記変換部は、前記１次側回路に含まれている部分と前記２次側回路に含まれている部分の両方において、互いに並列に接続されている、監視回路である。
【0012】
このように構成することで、複数の変換部のうち少なくとも１つが故障しても、残りの正常な変換部においてパルス信号の出力を継続することができる。このため、監視回路は交流電圧の監視を継続することができ、監視回路の信頼性を向上させることができる。
【0013】
（２）前記（１）の監視回路において、複数の前記変換部は、第１変換部と、第２変換部と、を含んでもよい。この場合、前記第１変換部は、前記１次側回路に含まれ、第１閾値以上の正極性の前記交流電圧が印加された場合に出力を行う第１素子と、前記２次側回路に含まれ、前記第１素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第１トランジスタと、を含んでもよく、前記第２変換部は、前記１次側回路において前記第１素子と並列に接続され、第２閾値以下の負極性の前記交流電圧が印加された場合に出力を行う第２素子と、前記２次側回路において前記第１トランジスタと並列に接続され、前記第２素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第２トランジスタと、を含んでもよく、前記パルス信号は、前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタのそれぞれのエミッタが互いに接続する第１接続点、又は、前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタのそれぞれのコレクタが互いに接続する第２接続点、から出力されてもよい。
【0014】
このように構成することで、第１変換部及び第２変換部のうち一方の変換部が故障しても、他方の変換部においてパルス信号の出力を継続することができる。このため、例えば、監視回路の修理を待つ間も、監視回路は交流電圧の監視を継続することができる。このように、第１変換部及び第２変換部を冗長に設けることで、監視回路の信頼性を向上させることができる。
【0015】
（３）前記（２）に記載の監視回路において、前記１次側回路は、前記第１素子に直列に接続される１個又は複数の第１抵抗と、前記第２素子に直列に接続され、１個又は複数の前記第１抵抗に並列に接続される１個又は複数の第２抵抗と、を含んでもよい。
【0016】
１個又は複数の第１抵抗と、１個又は複数の第２抵抗と冗長に設けることで、監視回路の信頼性を向上させることができる。
【0017】
（４）前記（３）の監視回路において、前記１次側回路は、複数の前記第１抵抗と、複数の前記第２抵抗と、を含んでもよい。この場合、前記第１素子の第１端は、前記１次側回路のうち非接地側電線に接続し、前記第１素子の第２端は、前記１次側回路のうち接地側電線に接続しており、前記第２素子の第３端は、前記１次側回路のうち非接地側電線に接続し、前記第２素子の第４端は、前記１次側回路のうち接地側電線に第４端を接続しており、複数の前記第１抵抗は、前記第１素子の前記第１端及び前記第２端の両方にそれぞれ少なくとも１個ずつ、直列に接続されてもよく、複数の前記第２抵抗は、前記第２素子の前記第３端及び前記第４端の両方にそれぞれ少なくとも１個ずつ、直列に接続されてもよい。
【0018】
このように構成することで、正極性及び負極性の両方のサージ電流から第１素子及び第２素子を保護することができる。
【0019】
（５）前記（２）から前記（４）のいずれかの監視回路において、前記第１素子及び前記第２素子は、それぞれ発光ダイオードであり、前記第１トランジスタは、前記第１素子の発光によりコレクタとエミッタとが通電するフォトトランジスタであってもよく、前記第２トランジスタは、前記第２素子の発光によりコレクタとエミッタとが通電するフォトトランジスタであってもよい。
【0020】
このように構成することで、１次側回路と２次側回路とを絶縁した状態で、交流電圧の監視を行うことができる。
【0021】
（６）前記（２）から前記（４）のいずれかの監視回路において、前記第１素子及び前記第２素子は、それぞれオペアンプであり、前記第１トランジスタは、前記第１素子の出力によりコレクタとエミッタとが通電するトランジスタであってもよく、前記第２トランジスタは、前記第２素子の出力によりコレクタとエミッタとが通電するトランジスタであってもよい。
【0022】
このように構成することで、１次側回路と２次側回路とを非絶縁とした状態で、交流電圧の監視を行うことができる。
【0023】
（７）前記（１）の監視回路において、前記交流電圧は、第１交流電源、第２交流電源及び第３交流電源から供給される３相の電圧であり、複数の前記変換部は、第１変換部と、第２変換部と、第３変換部と、を含んでもよい。
この場合、前記第１変換部は、前記１次側回路に含まれ、前記第１交流電源により所定極性であり、かつ絶対値が所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第１素子と、前記２次側回路に接続含まれ、前記第１素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第１トランジスタと、を含み、前記第２変換部は、前記１次側回路において前記第１素子と並列に接続され、前記第２交流電源により前記所定極性であり、かつ絶対値が前記所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第２素子と、前記２次側回路において前記第１トランジスタと並列に接続され、前記第２素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第２トランジスタと、を含み、前記第３変換部は、前記１次側回路において前記第１素子及び前記第２素子と並列に接続され、前記第３交流電源により前記所定極性であり、かつ絶対値が前記所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第３素子と、前記２次側回路において前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタと並列に接続され、前記第３素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第３トランジスタと、を含んでもよい。
また、前記パルス信号は、前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタのそれぞれのエミッタが互いに接続する第１接続点、又は、前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタのそれぞれのコレクタが互いに接続する第２接続点、から出力されてもよい。
この場合、前記第１変換部は、前記１次側回路に含まれ、前記第１交流電源により所定極性であり、かつ絶対値が所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第１素子と、前記２次側回路に接続含まれ、前記第１素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第１トランジスタと、を含み、前記第２変換部は、前記１次側回路において前記第１素子と並列に接続され、前記第２交流電源により前記所定極性であり、かつ絶対値が前記所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第２素子と、前記２次側回路において前記第１トランジスタと並列に接続され、前記第２素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第２トランジスタと、を含み、前記第３変換部は、前記１次側回路において前記第１素子及び前記第２素子と並列に接続され、前記第３交流電源により前記所定極性であり、かつ絶対値が前記所定の閾値以上の電圧が印加された場合に、出力を行う第３素子と、前記２次側回路において前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタと並列に接続され、前記第３素子の出力により、コレクタとエミッタとが通電する第３トランジスタと、を含んでもよい。
また、前記パルス信号は、前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタのそれぞれのエミッタが互いに接続する第１接続点、又は、前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタのそれぞれのコレクタが互いに接続する第２接続点、から出力されてもよい。
【0024】
このように構成することで、第１変換部、第２変換部及び第３変換部のうち１個又は２個の変換部が故障しても、残りの変換部においてパルス信号の出力を継続することができる。このため、例えば、監視回路の修理を待つ間も、監視回路は交流電圧の監視を継続することができる。このように、第１変換部、第２変換部及び第３変換部を冗長に設けることで、監視回路の信頼性を向上させることができる。
【0025】
（８）前記（２）から前記（６）のいずれかの監視回路において、前記パルス信号の周波数が前記交流電圧の周波数と等しい場合に、前記第１素子又は前記第２素子が故障していることを検出する検出部をさらに備えてもよい。
【0026】
このように構成することで、第１素子又は第２素子が故障していることを検出することができ、監視回路の保守点検をより円滑に行うことができる。
【0027】
（９）前記（８）の監視回路において、前記検出部は、前記パルス信号のデューティに基づいて、前記交流電圧の実効値を取得してもよい。
【0028】
このように構成することで、交流電圧の実効値を取得することができる。
【0029】
（１０）前記（９）の監視回路において、前記検出部は、前記パルス信号の周波数が前記交流電圧の周波数の１倍又は２倍であり、かつ前記実効値が、前記交流電圧が維持すべき下限値以上である場合に、前記交流電圧を提供する電力系統が正常であると判定してもよい。
【0030】
このように構成することで、電力系統の状態をより好適に判定することができる。
【0031】
（１１）前記（１０）の監視回路において、前記検出部は、前記交流電圧の周期よりも長い所定期間の間、前記パルス信号がハイレベル又はローレベルに維持される場合に、前記電力系統が停電していると判定してもよく、前記実効値が、前記下限値未満である場合に、前記電力系統が低電圧状態であると判定してもよい。
【0032】
このように構成することで、電力系統が停電しているか否かだけでなく、電力系統が低電圧状態にあるか否かを加味して、電力系統の状態を判定することができる。
【0033】
（１２）前記（１１）の監視回路において、前記電力系統と負荷とを接続及び遮断するリレー回路を制御する制御部をさらに備えてもよい。この場合、前記制御部は、前記検出部が前記電力系統が正常であると判定した場合に、前記電力系統と前記負荷とを接続するように前記リレー回路を制御してもよく、前記検出部が前記電力系統が停電し又は低電圧状態であると判定した場合に、前記電力系統と前記負荷とを遮断するように前記リレー回路を制御してもよい。
【0034】
このように構成することで、電力系統の状態に応じて、リレー回路を制御することができる。
【0035】
（１３）本開示の電力変換システムは、前記（１２）の監視回路と、前記リレー回路と、直流電源から提供される直流の電力を交流に変換して前記電力系統又は負荷に供給し、前記電力系統から提供される交流の電力を直流に変換して前記直流電源に供給する電力変換装置と、を備え、前記電力変換装置は、前記電力系統と前記負荷とが前記リレー回路によって遮断されている場合に、前記直流電源から提供される直流の電力を交流に変換して前記負荷に供給する、電力変換システムである。
【0036】
このように構成することで、電力系統の状態に応じて、適宜、自立運転を行うことができる。
【0037】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の監視回路及び電力変換システムの具体例について、図面を参照して説明する。
以下、本開示の監視回路及び電力変換システムの具体例について、図面を参照して説明する。
【0038】
［１．実施形態が解決しようとする課題］
［１．１ 従来の回路構成］
はじめに、実施形態が解決しようとする課題を図１１及び図１２を参照して説明する。
図１１は、従来の監視回路９０を示す回路図である。図１１の回路図は、特許文献２に示される電源周波数検出回路である。
図１２は、図１１の監視回路９０の動作を説明する波形図である。
［１．１ 従来の回路構成］
はじめに、実施形態が解決しようとする課題を図１１及び図１２を参照して説明する。
図１１は、従来の監視回路９０を示す回路図である。図１１の回路図は、特許文献２に示される電源周波数検出回路である。
図１２は、図１１の監視回路９０の動作を説明する波形図である。
【0039】
監視回路９０は、入力端子Ｔ９１，Ｔ９２間に印加される交流電圧Ｖｉｎをパルス信号Ｖｏｕｔに変換する回路である。監視回路９０は、２個の抵抗Ｒ９１，Ｒ９２と２個のフォトカプラＰＣ９１，ＰＣ９２とで構成されている。
【0040】
２個のフォトカプラＰＣ９１，ＰＣ９２に含まれる発光ダイオードＤ９１，Ｄ９２は、１次回路（交流電圧Ｖｉｎが印加される回路）において極性を逆にした状態で並列に接続されている。
【0041】
２個のフォトカプラＰＣ９１，ＰＣ９２に含まれるフォトトランジスタＴｒ９１，Ｔｒ９２は２次回路（パルス信号Ｖｏｕｔが出力される回路）において直列に接続されている。フォトトランジスタＴｒ９１のコレクタには電圧Ｖ１が印加され、フォトトランジスタＴｒ９１のエミッタはフォトトランジスタＴｒ９２のコレクタに接続されている。フォトトランジスタＴｒ９２のエミッタは共通電位点に接続されている。パルス信号Ｖｏｕｔは、フォトトランジスタＴｒ９１のエミッタと、フォトトランジスタＴｒ９２のコレクタと、の接続点から出力される。
【0042】
図１２において（ａ）は入力される交流電圧Ｖｉｎを示し、（ｂ）は出力されるパルス信号Ｖｏｕｔを示す。例えば、入力端子Ｔ９１，Ｔ９２間に所定の第１閾値Ｔｈ９１以上の正極性の交流電圧Ｖｉｎが印加されると、発光ダイオードＤ９２に電流が流れずに発光ダイオードＤ９１に電流が流れ、フォトトランジスタＴｒ９２はＯＦＦの状態でフォトトランジスタＴｒ９１がＯＮとなる。これにより、パルス信号Ｖｏｕｔとして電圧Ｖ１が出力され、静電容量Ｃ９には電圧Ｖ１に基づく電荷が充電される。
【0043】
一方で、入力端子Ｔ９１，Ｔ９２間に所定の第２閾値Ｔｈ９２以下の負極性の交流電圧Ｖｉｎが印加されると、発光ダイオードＤ９１に電流が流れずに発光ダイオードＤ９２に電流が流れ、フォトトランジスタＴｒ９１はＯＦＦの状態でフォトトランジスタＴｒ９２がＯＮとなる。これにより、パルス信号Ｖｏｕｔとしてゼロ電圧（０Ｖ）が出力され、静電容量Ｃ９に充電された電荷が放電される。
【0044】
以上の動作により、監視回路９０は、交流電圧Ｖｉｎの極性に応じて２個のフォトカプラＰＣ９１，ＰＣ９２が交互にＯＮとなることで、交流電圧Ｖｉｎの周波数と同じ周波数のパルス信号Ｖｏｕｔを出力する。
【0045】
［１．２ 従来回路の課題］
監視回路９０に含まれる素子が故障すると、交流電圧Ｖｉｎの監視を継続することができなくなる。２個のフォトカプラＰＣ９１，ＰＣ９２は２次回路において直列接続されているため、２個のフォトカプラＰＣ９１，ＰＣ９２の少なくとも一方が故障すると、パルス信号Ｖｏｕｔは電圧Ｖ１又はゼロ電圧で一定となり、パルス出力がなされなくなる。
監視回路９０に含まれる素子が故障すると、交流電圧Ｖｉｎの監視を継続することができなくなる。２個のフォトカプラＰＣ９１，ＰＣ９２は２次回路において直列接続されているため、２個のフォトカプラＰＣ９１，ＰＣ９２の少なくとも一方が故障すると、パルス信号Ｖｏｕｔは電圧Ｖ１又はゼロ電圧で一定となり、パルス出力がなされなくなる。
【0046】
また、２個の抵抗Ｒ９１，Ｒ９２の少なくとも一方が故障（例えば、開放故障）すると、２個のフォトカプラＰＣ９１，ＰＣ９２のいずれにも交流電圧Ｖｉｎが印加されないため、パルス信号Ｖｏｕｔは電圧Ｖ１で一定となり、パルス出力がなされなくなる。
【0047】
このように、従来の監視回路９０では、複数の素子（２個のフォトカプラＰＣ９１，ＰＣ９２と、２個の抵抗Ｒ９１，Ｒ９２）のうち１個の素子が故障した場合に、交流電圧Ｖｉｎの監視を継続することが困難となっていた。
【0048】
そこで、本実施形態の監視回路１０では、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２を１次回路１１及び２次回路１２の両方において並列に接続するとともに、複数の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３を１次回路１１において並列に接続する。これにより、故障に対する素子の冗長性を高めることで、監視回路１０の信頼性を向上させる。
【0049】
以下、本実施形態の電力変換システム１について説明する。
【0050】
［２．電力変換システム１］
［２．１ 電力変換システム１の構成］
図１は、実施形態に係る電力変換システム１の構成例を示す図である。
電力変換システム１は、電力系統５０から提供される交流電圧Ｖｉｎを監視するシステムである。より具体的には、電力変換システムは電力系統５０の状態（例えば、停電及び復電）を監視する。電力系統５０は、例えば商用の電力系統であるが、その他の電力系統であってもよい。電力変換システム１は、監視回路１０と、リレー回路２０と、電力変換装置３０と、直流電源４０と、を備える。
［２．１ 電力変換システム１の構成］
図１は、実施形態に係る電力変換システム１の構成例を示す図である。
電力変換システム１は、電力系統５０から提供される交流電圧Ｖｉｎを監視するシステムである。より具体的には、電力変換システムは電力系統５０の状態（例えば、停電及び復電）を監視する。電力系統５０は、例えば商用の電力系統であるが、その他の電力系統であってもよい。電力変換システム１は、監視回路１０と、リレー回路２０と、電力変換装置３０と、直流電源４０と、を備える。
【0051】
リレー回路２０は、接点２１と、コイル２２とを有する。監視回路１０はコイル２２への電流供給によって、接点２１の開閉を制御する。
【0052】
電力変換装置３０は、例えば双方向インバータ回路を含む。電力変換装置３０は、直流電源４０から提供される直流の電力を系統連系可能な交流に変換する。また、電力変換装置３０は、電力系統５０から提供される交流の電力を直流に変換する。
【0053】
直流電源４０は、例えば蓄電装置である。この場合、直流電源４０は、リチウムイオン電池であってもよいし、その他の蓄電池であってもよい。なお、直流電源４０は、太陽電池であってもよいし、蓄電装置と太陽電池の組合せであってもよい。直流電源４０が蓄電装置を含む場合、電力変換装置３０により変換された直流の電力又は太陽電池により発電された電力によって充電される。
【0054】
電力変換システム１は、需要家（例えば、一般家庭、工場）に設置されている負荷６０へ、電力系統５０の電力又は直流電源４０の電力を供給する。監視回路１０は、電力系統５０の状態を監視し、電力系統５０が正常に動作している場合には、リレー回路２０を閉じることで電力系統５０から負荷６０へ電力を供給する。
【0055】
一方で、監視回路１０は、電力系統５０が停電している場合に、リレー回路２０を開くことで負荷６０から電力系統５０を切り離す。この状態において、電力変換装置３０は直流電源４０の直流電力を交流電力に変換して負荷６０に供給する。これにより、負荷６０は電力系統５０の停電時においても電力の供給を受けることができる（自立運転）。
【0056】
その後、監視回路１０が電力系統５０の復電を検出すると、監視回路１０はリレー回路２０を閉じることで、電力系統５０から負荷６０への電力供給を再開する。なお、電力系統５０から負荷６０への電力供給と並行して、直流電源４０及び電力変換装置３０から負荷６０へ電力を供給してもよい。
【0057】
［２．２ 監視回路１０の構成］
図２は、実施形態に係る監視回路１０の一例を示す回路図である。
監視回路１０は、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に印加される電力系統５０の交流電圧Ｖｉｎをパルス信号Ｖｏｕｔに変換する回路である。監視回路１０は、交流電圧Ｖｉｎが印加される１次側回路１１と、交流電圧Ｖｉｎに応じた周期のパルス信号Ｖｏｕｔを出力する２次側回路１２と、交流電圧Ｖｉｎをパルス信号Ｖｏｕｔに変換する複数の変換部ＰＣ１，ＰＣ２と、を備える。後述するように、複数の変換部ＰＣ１，ＰＣ２は、１次側回路１１に含まれている部分と２次側回路１２に含まれている部分の両方において、互いに並列に接続されている。
図２は、実施形態に係る監視回路１０の一例を示す回路図である。
監視回路１０は、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に印加される電力系統５０の交流電圧Ｖｉｎをパルス信号Ｖｏｕｔに変換する回路である。監視回路１０は、交流電圧Ｖｉｎが印加される１次側回路１１と、交流電圧Ｖｉｎに応じた周期のパルス信号Ｖｏｕｔを出力する２次側回路１２と、交流電圧Ｖｉｎをパルス信号Ｖｏｕｔに変換する複数の変換部ＰＣ１，ＰＣ２と、を備える。後述するように、複数の変換部ＰＣ１，ＰＣ２は、１次側回路１１に含まれている部分と２次側回路１２に含まれている部分の両方において、互いに並列に接続されている。
【0058】
複数の変換部ＰＣ１，ＰＣ２は、第１変換部ＰＣ１と、第２変換部ＰＣ２と、を含む。第１変換部ＰＣ１及び第２変換部ＰＣ２は、それぞれフォトカプラである。この場合において、１次側回路１１と２次側回路１２は第１変換部ＰＣ１及び第２変換部ＰＣ２によって絶縁されている。
【0059】
第１変換部ＰＣ１（以下、「フォトカプラＰＣ１」と称する。）は、１次側回路１１に含まれている第１素子Ｄ１２（本例では発光ダイオードであり、以下「発光ダイオードＤ１２」と称する。）と、２次側回路１２に含まれている第１トランジスタＴｒ１（本例ではフォトトランジスタであり、以下「フォトトランジスタＴｒ１」と称する。）とを含む。発光ダイオードＤ１２への逆電圧の印加を抑制するために、発光ダイオードＤ１１が発光ダイオードＤ１２に対して逆並列に接続されている。
【0060】
第２変換部ＰＣ２（以下、「フォトカプラＰＣ２」と称する。）は、１次側回路１１に含まれている第２素子Ｄ２２（本例では発光ダイオードであり、以下「発光ダイオードＤ２２」と称する。）と、２次側回路１２に含まれている第２トランジスタＴｒ２（本例ではフォトトランジスタであり、以下「フォトトランジスタＴｒ２」と称する。）とを含む。発光ダイオードＤ２２への逆電圧の印加を抑制するために、発光ダイオードＤ２１が発光ダイオードＤ２２に対して逆並列に接続されている。
【0061】
フォトカプラＰＣ２は、フォトカプラＰＣ１に対して、１次側回路１１及び２次側回路１２の両方において並列に接続されている。具体的には、フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードＤ２２は、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＤ１２に対して極性を逆にした状態で並列に接続されている。すなわち、発光ダイオードＤ１２のカソードが発光ダイオードＤ２２のアノードに接続され、発光ダイオードＤ１２のアノードが発光ダイオードＤ２２のカソードに接続されている。
【0062】
また、フォトカプラＰＣ２のフォトトランジスタＴｒ２は、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＴｒ１に対して並列に接続されている。すなわち、フォトトランジスタＴｒ２のコレクタがフォトトランジスタＴｒ１のコレクタに接続され、フォトトランジスタＴｒ２のエミッタがフォトトランジスタＴｒ１のエミッタに接続されている。
【0063】
１次側回路１１は、６個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３を含む。図２の例において、発光ダイオードＤ１２のアノード（第１素子の第１端）は１次側回路１１の非接地側（入力端子Ｔ１側）の電線に接続され、発光ダイオードＤ１２のカソード（第１素子の第２端）は１次側回路１１の接地側（入力端子Ｔ２側）の電線に接続されている。抵抗Ｒ１１は、発光ダイオードＤ１２のアノードに直列に接続されている。抵抗Ｒ１２は、発光ダイオードＤ１２のカソードに直列に接続されている。このように発光ダイオードＤ１２に直列に接続される２個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２は、電力系統５０のサージ電流がフォトカプラＰＣ１に流れることを抑制する「電流制限抵抗」であり、本開示の「第１抵抗」の一例である。このため、２個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２としては、フォトカプラＰＣ１の特性に応じて、比較的高い抵抗値（例えば、２００ｋΩ）の抵抗がそれぞれ選択される。
【0064】
抵抗Ｒ１３は、発光ダイオードＤ１２に対して並列に接続されている。抵抗Ｒ１３は、フォトカプラＰＣ１がＯＮとなる（すなわち、発光ダイオードＤ１２が発光する）閾値となる電圧を決定する「閾値決定抵抗」である。抵抗Ｒ１３としては、フォトカプラＰＣ１の特性及び交流電圧Ｖｉｎの実効値に応じて、適宜の抵抗値（例えば、２．７ｋΩ）の抵抗が選択される。２個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値は、抵抗Ｒ１３の抵抗値よりも高い。
【0065】
２個の抵抗Ｒ２１，２２はフォトカプラＰＣ２の電流制限抵抗であり、本開示の「第２抵抗」の一例である。２個の抵抗Ｒ２１，２２は、２個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２（第１抵抗）に対して並列に接続されている。具体的には、図２の例において、発光ダイオードＤ２２のカソード（第２素子の第３端）は１次側回路１１の非接地側（入力端子Ｔ１側）の電線に接続され、発光ダイオードＤ２２のアノード（第２素子の第４端）は１次側回路１１の接地側（入力端子Ｔ２側）の電線に接続されている。そして、抵抗Ｒ２１は、発光ダイオードＤ２２のカソードに直列に接続されている。抵抗Ｒ２２は、発光ダイオードＤ２２のアノードに直列に接続されている。２個の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２としては、２個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２と同様に、比較的高い抵抗値の抵抗がそれぞれ選択される。
【0066】
抵抗Ｒ２３は、フォトカプラＰＣ２の閾値決定抵抗であり、抵抗Ｒ１３に対して平行に接続されている。具体的には、抵抗Ｒ２３は、発光ダイオードＤ２２に対して並列に接続されている。抵抗Ｒ２３としては、抵抗Ｒ１３と同様に、適宜の抵抗値の抵抗が選択される。
【0067】
このように、監視回路１０では、フォトカプラＰＣ２はフォトカプラＰＣ１に対して並列に接続されるとともに、フォトカプラＰＣ２の電流制限抵抗（抵抗Ｒ２１，Ｒ２２）及び閾値決定抵抗（抵抗Ｒ２３）は、フォトカプラＰＣ１の電流制限抵抗（抵抗Ｒ１１，Ｒ１２）及び閾値決定抵抗（抵抗Ｒ１３）に対して、それぞれ並列に接続されている。
【0068】
２次側回路１２は、パルス信号Ｖｏｕｔを検出する検出部１３と、検出部１３の検出結果に基づいてリレー回路２０を制御する制御部１４と、直流の電圧Ｖ１が印加される電源線１５と、パルス信号Ｖｏｕｔの電圧を調整するための抵抗Ｒ５１を含む。
【0069】
２個のフォトトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のそれぞれのコレクタは、電源線１５に接続されている。２個のフォトトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のそれぞれのエミッタは、第１接続点Ｘ１において接続している。第１接続点Ｘ１から検出部１３へパルス信号Ｖｏｕｔを出力する線が引き出され、当該線の途中に抵抗Ｒ５１の第１端が接続されている。抵抗Ｒ５１の第１端の反対の第２端は、共通電位点に接続されている。
【0070】
検出部１３は、論理回路（例えばロジックＩＣ）と記憶回路（例えばメモリＩＣ）とを含む集積回路を有する。検出部１３には、交流電圧Ｖｉｎ及びパルス信号Ｖｏｕｔがそれぞれ入力される。検出部１３は、交流電圧Ｖｉｎ及びパルス信号Ｖｏｕｔに基づいて、電力系統５０の停電及び復電を検出し、その検出信号を制御部１４に出力する。
【0071】
制御部１４は、検出部１３と同様に、論理回路と記憶回路とを含む集積回路を有する。制御部１４は、検出部１３から送られる検出信号に基づいて、リレー回路２０を制御する。
【0072】
［２．３ 監視回路１０による監視方法］
次に、監視回路１０が実行する監視方法を説明する。監視回路１０は、電力系統５０の状態及び監視回路１０の状態に応じたパルス信号Ｖｏｕｔを生成する。監視回路１０の検出部１３は、パルス信号Ｖｏｕｔに基づいて、電力系統５０の状態及び監視回路１０の状態を判定する。以下、監視回路１０が生成するパルス信号Ｖｏｕｔについて説明した後に、検出部１３における判定動作及び制御部１４における制御動作について説明する。
次に、監視回路１０が実行する監視方法を説明する。監視回路１０は、電力系統５０の状態及び監視回路１０の状態に応じたパルス信号Ｖｏｕｔを生成する。監視回路１０の検出部１３は、パルス信号Ｖｏｕｔに基づいて、電力系統５０の状態及び監視回路１０の状態を判定する。以下、監視回路１０が生成するパルス信号Ｖｏｕｔについて説明した後に、検出部１３における判定動作及び制御部１４における制御動作について説明する。
【0073】
［２．３．１ パルス信号Ｖｏｕｔについて］
図３は、監視回路１０の動作を説明する波形図である。図３において（ａ）は入力端子Ｔ１，Ｔ２及び検出部１３に入力される交流電圧Ｖｉｎを示し、（ｂ）から（ｄ）はパルス信号Ｖｏｕｔをそれぞれ示している。
図３は、監視回路１０の動作を説明する波形図である。図３において（ａ）は入力端子Ｔ１，Ｔ２及び検出部１３に入力される交流電圧Ｖｉｎを示し、（ｂ）から（ｄ）はパルス信号Ｖｏｕｔをそれぞれ示している。
【0074】
具体的には、図３において（ｂ）は電力系統５０が正常に動作し、かつ監視回路１０の各素子が正常に動作している「通常時」のパルス信号Ｖｏｕｔを示し、（ｃ）は電力系統５０が正常に動作し、かつフォトカプラＰＣ２が故障している「故障時」のパルス信号Ｖｏｕｔを示し、（ｄ）は電力系統５０が停電している「停電時」のパルス信号Ｖｏｕｔを示している。
【0075】
はじめに、通常時のパルス信号Ｖｏｕｔについて説明する。入力端子Ｔ１，Ｔ２間に所定の第１閾値Ｔｈ１（ここで、Ｔｈ１は正の値）以上の正極性の交流電圧Ｖｉｎが印加されると、発光ダイオードＤ２２に電流が流れずに発光ダイオードＤ１２に電流が流れ、フォトトランジスタＴｒ２はＯＦＦの状態でフォトトランジスタＴｒ１がＯＮとなる。すなわち、フォトカプラＰＣ２がＯＦＦの状態で、フォトカプラＰＣ１がＯＮとなる。これにより、パルス信号Ｖｏｕｔとして電圧Ｖ１及び抵抗Ｒ５１に基づく値（ハイレベル）が出力される。
【0076】
入力端子Ｔ１，Ｔ２間に所定の第２閾値Ｔｈ２（ここで、Ｔｈ２は負の値）以下の負極性の交流電圧Ｖｉｎが印加されると、発光ダイオードＤ１２に電流が流れずに発光ダイオードＤ２２に電流が流れ、フォトトランジスタＴｒ１はＯＦＦの状態でフォトトランジスタＴｒ２がＯＮとなる。すなわち、フォトカプラＰＣ１がＯＦＦの状態で、フォトカプラＰＣ２がＯＮとなる。これにより、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に第１閾値Ｔｈ１以上の正極性の交流電圧Ｖｉｎが印加される場合と同様に、パルス信号Ｖｏｕｔとして電圧Ｖ１及び抵抗Ｒ５１に基づく値（ハイレベル）が出力される。
【0077】
入力端子Ｔ１，Ｔ２間に第２閾値Ｔｈ２より大きく第１閾値Ｔｈ１未満の交流電圧Ｖｉｎが印加されると、２個の発光ダイオードＤ１２，Ｄ２２のいずれにも電流が流れず、２個のフォトトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２はいずれもＯＦＦとなる。すなわち、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２はいずれもＯＦＦとなる。これにより、パルス信号Ｖｏｕｔとして共通電位点の電圧（ローレベル）が出力される。
【0078】
このように、通常時において、交流電圧Ｖｉｎが正極性である場合にフォトカプラＰＣ１がＯＮとなり、負極性である場合にフォトカプラＰＣ２がＯＮとなることで、パルス信号Ｖｏｕｔとして２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２が交互にハイレベルを出力する。すなわち、通常時において、監視回路１０は交流電圧Ｖｉｎの周波数の２倍の周波数のパルス信号Ｖｏｕｔを出力する。例えば交流電圧Ｖｉｎの周波数が６０Ｈｚの場合、パルス信号Ｖｏｕｔの周波数は１２０Ｈｚとなる。
【0079】
ここで、第１閾値Ｔｈ１（Ｔｈ１＞０）はフォトカプラＰＣ１の閾値決定抵抗（抵抗Ｒ１３）に基づいて決定される値（検出電圧）である。具体的には、第１閾値Ｔｈ１は、以下の式（１）により算出される。
【0080】
Ｔｈ１＝Ｉｃ１×Ｒｘ１／ＣＴＲ１＋Ｖｆ１×（１＋Ｒｘ１／Ｒ１３） ・・・（１）
【0081】
ここで、
Ｉｃ１ ：フォトカプラＰＣ１の出力電流（フォトトランジスタＴｒ１を流れる電流）
ＣＴＲ１：フォトカプラＰＣ１の電流伝達率
Ｖｆ１ ：発光ダイオードＤ１２の順電圧
Ｒｘ１ ：抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の和
Ｉｃ１ ：フォトカプラＰＣ１の出力電流（フォトトランジスタＴｒ１を流れる電流）
ＣＴＲ１：フォトカプラＰＣ１の電流伝達率
Ｖｆ１ ：発光ダイオードＤ１２の順電圧
Ｒｘ１ ：抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の和
【0082】
また、第２閾値Ｔｈ２（Ｔｈ２＜０）はフォトカプラＰＣ２の閾値決定抵抗（抵抗Ｒ２３）に基づいて決定される値である。具体的には、第２閾値Ｔｈ２は、以下の式（２）により算出される。
【0083】
Ｔｈ２＝－Ｉｃ２×Ｒｘ２／ＣＴＲ２＋Ｖｆ２×（１＋Ｒｘ２／Ｒ２３）・・・（２）
【0084】
ここで、
Ｉｃ２ ：フォトカプラＰＣ２の出力電流（フォトトランジスタＴｒ２を流れる電流）
ＣＴＲ２：フォトカプラＰＣ２の電流伝達率
Ｖｆ２ ：発光ダイオードＤ２２の順電圧
Ｒｘ２ ：抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２の和
Ｉｃ２ ：フォトカプラＰＣ２の出力電流（フォトトランジスタＴｒ２を流れる電流）
ＣＴＲ２：フォトカプラＰＣ２の電流伝達率
Ｖｆ２ ：発光ダイオードＤ２２の順電圧
Ｒｘ２ ：抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２の和
【0085】
２個の抵抗Ｒ１３，Ｒ２３としては、第１閾値Ｔｈ１が第２閾値Ｔｈ２の絶対値と等しくなるような（Ｔｈ１＝｜Ｔｈ２｜）抵抗値の抵抗が選択される。これにより、交流電圧Ｖｉｎが正極性である際のパルス信号Ｖｏｕｔのデューティと、交流電圧Ｖｉｎが負極性である際のパルス信号Ｖｏｕｔのデューティとを揃えることができるため、より安定したパルス信号Ｖｏｕｔを出力することができる。
【0086】
次に、故障時のパルス信号Ｖｏｕｔについて説明する。本例において、フォトカプラＰＣ１及び３個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３は正常に動作する。このため、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に第１閾値Ｔｈ１以上の正極性の交流電圧Ｖｉｎが印加される場合、通常時と同様にフォトカプラＰＣ２がＯＦＦの状態で、フォトカプラＰＣ１がＯＮとなる。これにより、パルス信号Ｖｏｕｔとしてハイレベルが出力される。
【0087】
フォトカプラＰＣ２の故障は、例えば発光ダイオードＤ２２の短絡故障である。この場合、発光ダイオードＤ２２は発光しなくなるため、フォトカプラＰＣ２に第２閾値Ｔｈ２以下の負極性の交流電圧Ｖｉｎが印加されても、フォトカプラＰＣ２はＯＦＦの状態に維持される。このため、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に第２閾値Ｔｈ２以下の負極性の交流電圧Ｖｉｎが印加される場合、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２のいずれもＯＦＦとなる。これにより、パルス信号Ｖｏｕｔとして共通電位点の電圧（ローレベル）が出力される。
【0088】
このように、故障時では、フォトカプラＰＣ２がＯＦＦの状態に維持されるため、交流電圧Ｖｉｎが正極性である場合に限ってフォトカプラＰＣ１がパルス信号Ｖｏｕｔとしてハイレベルを出力する。すなわち、故障時において、監視回路１０は交流電圧Ｖｉｎの周波数と同じ周波数のパルス信号Ｖｏｕｔを出力する。例えば交流電圧Ｖｉｎの周波数が６０Ｈｚの場合、パルス信号Ｖｏｕｔの周波数は６０Ｈｚとなる。
【0089】
なお、上記では故障時としてフォトカプラＰＣ２の故障を例に挙げて説明したが、３個の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３の少なくとも１個が以下のように故障した場合にも、図３の（ｃ）に示すパルス信号Ｖｏｕｔとなる。例えば、２個の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の少なくとも１個が開放故障した場合、フォトカプラＰＣ２に電流が流れなくなるため、フォトカプラＰＣ２はＯＦＦの状態に維持される。また、抵抗Ｒ２３が短絡故障した場合も、フォトカプラＰＣ２に電流が流れなくなるため、フォトカプラＰＣ２はＯＦＦの状態に維持される。
【0090】
また、フォトカプラＰＣ２及び３個の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３が正常に動作し、フォトカプラＰＣ１及び３個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３の少なくとも１個が故障した場合、フォトカプラＰＣ１がＯＦＦの状態に維持されるため、交流電圧Ｖｉｎが負極性である場合に限ってフォトカプラＰＣ２がパルス信号Ｖｏｕｔとしてハイレベルを出力する。この場合も、監視回路１０は交流電圧Ｖｉｎの周波数と同じ周波数のパルス信号Ｖｏｕｔを出力する。
【0091】
次に、停電時のパルス信号Ｖｏｕｔについて説明する。電力系統５０が停電している状態は、交流電圧Ｖｉｎが全くのゼロ電圧となっている状態の他に、交流電圧Ｖｉｎの実効値が所定値Ｚ１よりも小さい状態（極低電圧状態）も含む。極低電圧状態は、具体的には、交流電圧Ｖｉｎの正極性におけるピーク電圧が第１閾値Ｔｈ１未満であり、かつ交流電圧Ｖｉｎの負極性におけるピーク電圧が第２閾値Ｔｈ２より大きい状態である。
【0092】
停電時において、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２はいずれもＯＦＦの状態に維持される。これにより、図３の（ｄ）に示すように、パルス信号Ｖｏｕｔとして共通電位点の電圧（ローレベル）が出力される。
【0093】
次に、交流電圧Ｖｉｎが極低電圧状態の電圧よりも高い一方で、通常時の電圧に満たない状態（低電圧状態）におけるパルス信号Ｖｏｕｔを説明する。
【0094】
図４は、低電圧状態における監視回路１０の動作を説明する波形図である。図４の（ａ）では、低電圧状態における交流電圧Ｖｉｎ（＝Ｖｉｎ２）を実線により示し、通常時における交流電圧Ｖｉｎ（＝Ｖｉｎ１）を破線により示している。日本国では、交流電圧Ｖｉｎが維持すべき下限値Ｚ２は、例えば電気事業法等の法律によって規定されている。例えば、交流電圧Ｖｉｎの標準電圧が１００Ｖである場合、下限値Ｚ２は９５Ｖであり、交流電圧Ｖｉｎの標準電圧が２００Ｖである場合、下限値Ｚ２は１８２Ｖである。
【0095】
なお、余裕をみて、下限値Ｚ２を法律の規定よりも高い値としてもよい。例えば、交流電圧Ｖｉｎの標準電圧が１００Ｖである場合に、下限値Ｚ２を９５Ｖよりも大きい値（例えば、９７Ｖ）とし、交流電圧Ｖｉｎの標準電圧が２００Ｖである場合に、下限値Ｚ２を１８２Ｖよりも大きい値（例えば、１９０Ｖ）としてもよい。
【0096】
本実施形態において、低電圧状態とは、交流電圧Ｖｉｎの実効値が、下限値Ｚ２よりも低く、所定値Ｚ１（極低電圧状態における交流電圧Ｖｉｎの実効値）以上である状態を意味する。例えば、通常時における交流電圧Ｖｉｎの実効値が２０２Ｖである場合、低電圧状態における交流電圧Ｖｉｎの実効値は１８２Ｖ未満かつ所定値Ｚ１以上である。
【0097】
図４において（ｂ）は、電力系統５０が低電圧状態であり、かつ監視回路１０の各素子が正常に動作している「低電圧時」のパルス信号Ｖｏｕｔを示す。低電圧時の監視回路１０の動作は、基本的には通常時の監視回路１０の動作と同様である。但し、交流電圧Ｖｉｎの実効値が通常時よりも低いため、正極性において交流電圧Ｖｉｎが第１閾値Ｔｈ１以上となる期間と、負極性において交流電圧Ｖｉｎが第２閾値Ｔｈ２以下となる期間とが、それぞれ通常時よりも短い。これにより、通常時と比べて、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２がそれぞれＯＮとなる期間が短くなり、デューティが小さくなる。
【0098】
図５は、監視回路１０に入力される交流電圧Ｖｉｎの実効値と、監視回路１０において出力されるパルス信号Ｖｏｕｔのデューティとの関係を例示するグラフである。図５において、横軸が交流電圧Ｖｉｎの実効値であり、縦軸がパルス信号Ｖｏｕｔのデューティである。
【0099】
図５に示すように、交流電圧Ｖｉｎの実効値が大きくなるほど、パルス信号Ｖｏｕｔのデューティは大きくなる。すなわち、パルス信号Ｖｏｕｔのデューティに基づいて、交流電圧Ｖｉｎの実効値を推定することができる。
【0100】
例えば、図５のグラフに示す複数のプロットＰＬを試験により実測する。その後、複数のプロットＰＬを示す関数Ｆ１を算出する。関数Ｆ１は、複数のプロットＰＬを近似的に示していればよく、１次関数であってもよいし、２次関数であってもよいし、階段関数であってもよい。関数Ｆ１は、線形回帰によって算出されてもよいし、移動平均によって算出されてもよい。関数Ｆ１は、例えば検出部１３の記憶回路に記憶される。
【0101】
【0102】
検出部１３は、はじめにパルス信号Ｖｏｕｔがハイレベル出力を含むか否か監視する（ステップＳ１１）。例えば、検出部１３は、通常時における交流電圧Ｖｉｎの周期よりも充分に長い所定期間の間（例えば１秒間）、入力されたパルス信号Ｖｏｕｔがローレベルのまま維持されている場合（ステップＳ１１のＮＯ）、電力系統５０が停電している状態であると判定し（停電判定：ステップＳ１２）、検出動作を終了する。
【0103】
入力されたパルス信号Ｖｏｕｔにハイレベル出力が含まれる場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、検出部１３はパルス信号Ｖｏｕｔのデューティを取得する（ステップＳ１３）。そして、検出部１３は取得したデューティと関数Ｆ１とに基づいて、交流電圧Ｖｉｎの実効値を取得する（ステップＳ１４）。関数Ｆ１は、デューティを変数とし、交流電圧Ｖｉｎの実効値を解とする。このため、検出部１３は取得したデューティを関数Ｆ１に代入することで、交流電圧Ｖｉｎの実効値を算出する。
【0104】
次に、検出部１３は、取得した交流電圧Ｖｉｎの実効値が、交流電圧Ｖｉｎが維持すべき下限値Ｚ２以上であるか否かを監視する（ステップＳ１５）。交流電圧Ｖｉｎの実効値が下限値Ｚ２未満である場合（ステップＳ１５のＮＯ）、検出部１３は電力系統５０が低電圧状態であると判定して（低電圧判定：ステップＳ１６）、次のステップＳ１７に進む。交流電圧Ｖｉｎの実効値が下限値Ｚ２以上である場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、検出部１３はステップＳ１６をスキップして、次のステップＳ１７に進む。
【0105】
続いて、検出部１３は、パルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２と、通常時における交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１とを比較する（ステップＳ１７）。ここで、通常時における交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１は、検出部１３の記憶回路に記憶されている。検出部１３の論理回路は、記憶回路から周波数ＦＲ１を読み出して、入力されたパルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２と比較する。
【0106】
パルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２が交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１の２倍である場合（ＦＲ２＝２×ＦＲ１）、検出部１３は検出動作を終了する。
【0107】
パルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２が交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１の１倍である場合（ＦＲ２＝ＦＲ１）、検出部１３は監視回路１０に含まれる素子に故障があると判定して（故障判定：ステップＳ１８）、検出動作を終了する。
【0108】
故障判定（ステップＳ１８）において、検出部１３は監視回路１０のうち故障した素子を推定してもよい。例えば、検出部１３は入力される交流電圧Ｖｉｎが所定の極性となる期間と、パルス信号Ｖｏｕｔがローレベルに維持される期間とを比較する。交流電圧Ｖｉｎが負極性の際にパルス信号Ｖｏｕｔがローレベルに維持される場合、通常時にはＯＮとなるべきフォトカプラＰＣ２がＯＦＦとなっている。このため、検出部１３は、監視回路１０のうちフォトカプラＰＣ２及び３個の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３の少なくともひとつが故障していると判定する。
【0109】
また、交流電圧Ｖｉｎが正極性の際にパルス信号Ｖｏｕｔがローレベルに維持される場合、通常時にはＯＮとなるべきフォトカプラＰＣ１がＯＦＦとなっている。このため、検出部１３は、監視回路１０のうちフォトカプラＰＣ１及び３個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３の少なくともひとつが故障していると判定する。
【0110】
パルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２が交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１の２倍でもなく、１倍でもない場合（ＦＲ２≠２×ＦＲ１かつＦＲ２≠ＦＲ１）、検出部１３は監視回路１０又は電力系統５０に異常が発生していると判定して（異常判定：ステップＳ１９）、検出動作を終了する。例えば、２個のフォトトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の少なくともひとつが常にＯＮとなる故障が生じると、パルス信号Ｖｏｕｔはハイレベル出力に維持されるため、パルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２が測定不能となる。このような場合に、検出部１３は異常判定を実行する。
【0111】
検出動作の終了の際に、停電判定、低電圧判定及び異常判定のいずれの判定もなされていない場合、検出部１３は電力系統５０が正常であると判定してもよい（正常判定）。
【0112】
以上により、検出部１３は、電力系統５０の状態（停電、低電圧、異常又は正常）と、監視回路１０の状態（故障、異常、又は正常）とを検出することができる。検出部１３は、これらの判定結果を制御部１４に出力する。
【0113】
［２．３．３ 制御部１４における制御動作］
検出部１３が停電判定、低電圧判定又は異常判定を実行した場合、制御部１４はリレー回路２０を開くことで、電力系統５０と負荷６０とを遮断する。検出部１３が停電判定、低電圧判定及び異常判定のいずれも実行していない場合、又は検出部１３が正常判定を実行した場合（すなわち、電力系統５０が正常に動作している場合）、制御部１４はリレー回路２０を閉じることで、電力系統５０を負荷６０に接続する。
検出部１３が停電判定、低電圧判定又は異常判定を実行した場合、制御部１４はリレー回路２０を開くことで、電力系統５０と負荷６０とを遮断する。検出部１３が停電判定、低電圧判定及び異常判定のいずれも実行していない場合、又は検出部１３が正常判定を実行した場合（すなわち、電力系統５０が正常に動作している場合）、制御部１４はリレー回路２０を閉じることで、電力系統５０を負荷６０に接続する。
【0114】
検出部１３が故障判定又は異常判定を実行した場合、制御部１４は図示省略する通信部から判定結果を監視回路１０の外部に送信する。例えば、制御部１４は電力変換システム１の保守点検を担当する管理者、又は電力変換システム１を使用するユーザの端末（例えば、サーバ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン又はタブレット端末）へ判定結果を送信する。管理者又はユーザは、端末において受信した判定結果に基づいて、監視回路１０の保守点検を行う。
【0115】
［２．４ 電力変換システム１の作用効果］
監視回路１０では、フォトカプラＰＣ２はフォトカプラＰＣ１に対して１次側回路１１及び２次側回路１２の両方において並列に接続されているため、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２のうち一方のフォトカプラが故障しても、図３の（ｃ）に示すように、他方のフォトカプラにおいてパルス信号Ｖｏｕｔの出力を継続することができる。このため、例えば、監視回路１０の修理を待つ間も、監視回路１０は電力系統５０が停電しているか否かの監視を継続することができる。このように、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２を冗長に設けることで、監視回路１０の信頼性を向上させることができる。
監視回路１０では、フォトカプラＰＣ２はフォトカプラＰＣ１に対して１次側回路１１及び２次側回路１２の両方において並列に接続されているため、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２のうち一方のフォトカプラが故障しても、図３の（ｃ）に示すように、他方のフォトカプラにおいてパルス信号Ｖｏｕｔの出力を継続することができる。このため、例えば、監視回路１０の修理を待つ間も、監視回路１０は電力系統５０が停電しているか否かの監視を継続することができる。このように、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２を冗長に設けることで、監視回路１０の信頼性を向上させることができる。
【0116】
また、監視回路１０では、フォトカプラＰＣ２の電流制限抵抗（抵抗Ｒ２１，Ｒ２２）及び閾値決定抵抗（抵抗Ｒ２３）が、フォトカプラＰＣ１の電流制限抵抗（抵抗Ｒ１１，Ｒ１２）及び閾値決定抵抗（抵抗Ｒ１３）に対してそれぞれ並列に接続されている。このため、これら６個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３のうちいずれか１個が故障しても、一方のフォトカプラ（ＰＣ１又はＰＣ２）においてパルス信号Ｖｏｕｔの出力を継続することができる。すなわち、監視回路１０では、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２だけでなく、６個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３にも冗長性を持たせている。この結果、電力系統５０が停電しているか否かの監視をより確実に継続することができるため、監視回路１０の信頼性をより向上させることができる。
【0117】
また、監視回路１０では、２個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２が、発光ダイオードＤ１２の両端（第１端及び第２端）にそれぞれ１個ずつ直列に接続されている。これにより、正極性及び負極性の両方のサージ電流から発光ダイオードＤ１２を保護することができる。なお、発光ダイオードＤ１２の両端にそれぞれ直列に接続される抵抗は、少なくとも１個ずつあればよく、２個以上であってもよい。例えば、抵抗Ｒ１１に代えて、２個の抵抗が発光ダイオードＤ１２のアノードに直列に接続されてもよい。
【0118】
また、監視回路１０では、２個の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２が、発光ダイオードＤ２２の両端（第３端及び第４端）にそれぞれ１個ずつ直列に接続されている。これにより、正極性及び負極性の両方のサージ電流から発光ダイオードＤ２２を保護することができる。なお、発光ダイオードＤ２２の両端にそれぞれ直列に接続される抵抗は、少なくとも１個ずつであればよく、２個以上であってもよい。
【0119】
また、監視回路１０では、第１素子ＰＣ１及び第２素子ＰＣ２として、それぞれフォトカプラを用いるため、１次側回路１１と２次側回路１２とを絶縁した状態で、交流電圧Ｖｉｎの監視を行うことができる。
【0120】
ここで、電力系統５０は一旦停電した後、復電する際に、正常動作に戻る前のある程度の期間、低電圧状態となる場合がある。この場合、低電圧状態の電力系統５０に負荷６０を接続すると、負荷６０の動作が不安定となるおそれがある。このため、負荷６０は電力系統５０が正常に動作している状態で（すなわち、電圧が通常時に戻った状態で）電力系統５０に接続することが好適である。
【0121】
監視回路１０では、パルス信号Ｖｏｕｔのデューティに基づいて、交流電圧Ｖｉｎを算出することで、電力系統５０の停電判定だけでなく、電力系統５０が低電圧状態にあるか否かを判定することができる。このため、電力変換システム１によれば、電力系統５０が復電し、かつ正常動作に戻った後に（すなわち、低電圧判定がなされなくなった後に）負荷６０を電力系統５０に接続することができるため、負荷６０をより安定的に使用することができる。
【0122】
［３．変形例］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述した形態以外にも種々の変更を行うことが可能である。以下、本開示の実施形態に係る変形例について説明する。以下の変形例において、実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述した形態以外にも種々の変更を行うことが可能である。以下、本開示の実施形態に係る変形例について説明する。以下の変形例において、実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0123】
［３．１ 変形例に係る監視回路１０ａ］
実施形態に係る監視回路１０では、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２を並列に接続することで２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２に冗長性を持たせるとともに、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２の電流制限抵抗及び閾値決定抵抗をそれぞれ並列に接続することで、これらの抵抗にも冗長性を持たせている。
実施形態に係る監視回路１０では、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２を並列に接続することで２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２に冗長性を持たせるとともに、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２の電流制限抵抗及び閾値決定抵抗をそれぞれ並列に接続することで、これらの抵抗にも冗長性を持たせている。
【0124】
しかしながら、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２は、電流制限抵抗及び閾値決定抵抗を共用してもよい。すなわち、監視回路１０において、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２の電流制限抵抗及び閾値決定抵抗は、並列に接続されていなくてもよい。
【0125】
図７は、変形例に係る監視回路１０ａを示す回路図である。監視回路１０ａは、６個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３に代えて、３個の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が１次側回路１１ａに設けられている点で、実施形態の監視回路１０と相違し、その他の点は共通する。
【0126】
２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２は、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２にそれぞれ直列に接続されている。２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２は、フォトカプラＰＣ１の電流制限抵抗として機能するとともに、フォトカプラＰＣ２の電流制限抵抗として機能する。
【0127】
具体的には、抵抗Ｒ１の第１端は、入力端子Ｔ１に接続されている。抵抗Ｒ１の第１端の反対の第２端は、発光ダイオードＤ１２のアノードに直列に接続されるとともに、発光ダイオードＤ２２のカソードに直列に接続されている。
【0128】
また、抵抗Ｒ２の第１端は、入力端子Ｔ２に接続されている。抵抗Ｒ２の第１端の反対の第２端は、発光ダイオードＤ１２のカソードに直列に接続されるとともに、発光ダイオードＤ２２のアノードに直列に接続されている。
【0129】
抵抗Ｒ３は、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２にそれぞれ並列に接続されている。抵抗Ｒ３は、フォトカプラＰＣ１の閾値決定抵抗として機能するとともに、フォトカプラＰＣ２の閾値決定抵抗として機能する。
【0130】
具体的には、抵抗Ｒ３の第１端は、抵抗Ｒ１の第２端と、発光ダイオードＤ１２のアノードと、発光ダイオードＤ２２のカソードと、にそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ３の第１端の反対の第２端は、抵抗Ｒ２の第２端と、発光ダイオードＤ１２のカソードと、発光ダイオードＤ２２のアノードと、にそれぞれ接続されている。
【0131】
監視回路１０ａでは、監視回路１０と同様に、フォトカプラＰＣ２はフォトカプラＰＣ１に対して１次側回路１１及び２次側回路１２の両方において並列に接続されている。このため、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２のうち一方のフォトカプラが故障しても、監視回路１０ａは電力系統５０が停電しているか否かの監視を継続することができる。
【0132】
また、監視回路１０ａでは、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２は、電流制限抵抗（抵抗Ｒ１，Ｒ２）及び閾値決定抵抗（抵抗Ｒ３）を共用するため、監視回路１０と比べて使用する抵抗の個数を減らすことができる。このため、監視回路１０ａの製造コストを低減させることができる。
【0133】
一方で、３個の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のいずれかひとつが故障した場合、監視回路１０ａにおける電力系統５０の停電監視は停止することがある。しかしながら、一般に、フォトカプラと比べて抵抗の寿命は長く、抵抗はフォトカプラよりも故障しにくいため、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２に冗長性を持たせるだけでも充分に監視回路１０ａの信頼性を向上させることができる。
【0134】
［３．２ 変形例に係る監視回路１０ｂ］
実施形態に係る監視回路１０では、１次側回路１１から２次側回路１２へ信号を伝達する複数の変換部ＰＣ１，ＰＣ２の一例として、フォトカプラを用いた。しかしながら、変換部としてはフォトカプラ以外の素子を用いてもよい。例えば、変換部は、オペアンプを含む比較器（コンパレータ）であってもよい。
実施形態に係る監視回路１０では、１次側回路１１から２次側回路１２へ信号を伝達する複数の変換部ＰＣ１，ＰＣ２の一例として、フォトカプラを用いた。しかしながら、変換部としてはフォトカプラ以外の素子を用いてもよい。例えば、変換部は、オペアンプを含む比較器（コンパレータ）であってもよい。
【0135】
図８は、変形例に係る監視回路１０ｂを示す回路図である。監視回路１０ｂは、１次側回路１１ｂと、２次側回路１２ｂと、複数の変換部ＣＭ１，ＣＭ２と、を備える。複数の変換部ＣＭ１，ＣＭ２は、第１変換部ＣＭ１と第２変換部ＣＭ２とを含む。第１変換部ＣＭ１及び第２変換部ＣＭ２はそれぞれ比較器であり、以下では「比較器ＣＭ１」、「比較器ＣＭ２」とそれぞれ称する。監視回路１０ｂにおいて、１次側回路１１ｂと２次側回路１２ｂとの間は絶縁されていない。
【0136】
１次側回路１１ｂは、４個の抵抗Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４と、２個の発光ダイオードＤ１，Ｄ２と、を含む。発光ダイオードＤ１、抵抗Ｒ３１及び抵抗Ｒ３２は、この順序で、入力端子Ｔ１，Ｔ２の間に並列に接続されている。発光ダイオードＤ１のカソードは入力端子Ｔ１に接続され、発光ダイオードＤ１のアノードは抵抗Ｒ３１に接続されている。発光ダイオードＤ１は、比較器ＣＭ１への逆電圧の印加を抑制する機能を有する。
【0137】
発光ダイオードＤ２、抵抗Ｒ３３及び抵抗Ｒ３４は、この順序で、入力端子Ｔ１，Ｔ２の間に並列に接続されている。すなわち、発光ダイオードＤ２、抵抗Ｒ３３及び抵抗Ｒ３４のセットは、発光ダイオードＤ１、抵抗Ｒ３１及び抵抗Ｒ３２のセットに対して、並列に接続されている。発光ダイオードＤ２のカソードは入力端子Ｔ１に接続され、発光ダイオードＤ２のアノードは抵抗Ｒ３３に接続されている。発光ダイオードＤ２は、比較器ＣＭ２への逆電圧の印加を抑制する機能を有する。
【0138】
比較器ＣＭ１は、１次側回路１１ｂに含まれているオペアンプＡ１と、２次側回路１２ｂに含まれているトランジスタＴｒ３とを含む。オペアンプＡ１の非反転入力Ｔ１１は、抵抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３２の間に接続されている。オペアンプＡ１の反転入力Ｔ１２は、第１閾値Ｔｈ１（Ｔｈ１＞０）の電圧を供給する直流電源を経由して、共通電位点に接続されている。オペアンプＡ１の出力はトランジスタＴｒ３のベースに接続されている。
【0139】
オペアンプＡ１の非反転入力Ｔ１１に第１閾値Ｔｈ１以上の正極性の電圧が印加されると、オペアンプＡ１は所定の電圧を出力し、トランジスタＴｒ３がＯＮとなる。印加される電圧が第１閾値Ｔｈ１未満の場合、オペアンプＡ１は所定の電圧を出力せず、トランジスタＴｒ３はＯＦＦのまま維持される。
【0140】
２個の抵抗Ｒ３１，Ｒ３２は、電力系統５０のサージ電流が比較器ＣＭ１に流れることを抑制する「電流制限抵抗」であり、本開示の第１抵抗の一例である。このため、２個の抵抗Ｒ３１，Ｒ３２としては、比較的高い抵抗値の抵抗がそれぞれ選択される。
【0141】
比較器ＣＭ２は、１次側回路１１ｂに含まれているオペアンプＡ２と、２次側回路１２ｂに含まれているトランジスタＴｒ４とを含む。オペアンプＡ２の反転入力Ｔ２１は、抵抗Ｒ３３と抵抗Ｒ３４の間に接続されている。
【0142】
２個の抵抗Ｒ３３，Ｒ３４は、電力系統５０のサージ電流が比較器ＣＭ２に流れることを抑制する「電流制限抵抗」であり、本開示の第２抵抗の一例である。このため、２個の抵抗Ｒ３３，Ｒ３４としては、比較的高い抵抗値の抵抗がそれぞれ選択される。
【0143】
オペアンプＡ２の非反転入力Ｔ２２は、第２閾値Ｔｈ２（Ｔｈ２＜０）の電圧を供給する直流電源を経由して、共通電位点に接続されている。オペアンプＡ２の出力はトランジスタＴｒ４のベースに接続されている。
【0144】
オペアンプＡ２の反転入力Ｔ２１に第２閾値Ｔｈ２以下の負極性の電圧が印加されると、オペアンプＡ２は所定の電圧を出力し、トランジスタＴｒ４がＯＮとなる。印加される電圧が第２閾値Ｔｈ２より大きい場合、オペアンプＡ２は所定の電圧を出力せず、トランジスタＴｒ４はＯＦＦのまま維持される。
【0145】
このように、オペアンプＡ１の非反転入力Ｔ１１が入力端子Ｔ１，Ｔ２間に接続されるとともに、オペアンプＡ２の非反転入力Ｔ２２とは反対の反転入力Ｔ２１が入力端子Ｔ１，Ｔ２間に接続されている。すなわち、オペアンプＡ２は、オペアンプＡ１に対して逆並列に接続されている。
【0146】
２次側回路１２ｂは、検出部１３と、制御部１４と、電源線１５と、パルス信号Ｖｏｕｔの電圧を調整するための抵抗Ｒ５２と、を含む。抵抗Ｒ５２は電源線１５に設けられている。抵抗Ｒ５２の第１端は直流の電圧Ｖ１を供給する電源に接続されている。抵抗Ｒ５２の第１端の反対の第２端は第２接続点Ｘ２を経由して検出部１３に接続されている。
【0147】
比較器ＣＭ２のトランジスタＴｒ４は、比較器ＣＭ１のトランジスタＴｒ３に対して並列に接続されている。２個のトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のそれぞれのコレクタは、第２接続点Ｘ２に接続されている。２個のトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のそれぞれのエミッタは、共通電位点に接続されている。このように、比較器ＣＭ２は、比較器ＣＭ１に対して１次側回路１１ｂ及び２次側回路１２ｂの両方において並列に接続されている。
【0148】
監視回路１０ｂにおいて、出力するパルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２は実施形態の監視回路１０と同様であり、パルス信号Ｖｏｕｔのハイレベル及びローレベルは監視回路１０の反対になる。
【0149】
通常時において、１次側回路１１ｂに印加される交流電圧Ｖｉｎが第２閾値Ｔｈ２より大きく、かつ第１閾値Ｔｈ１未満である場合、２個のトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４はいずれもＯＦＦの状態に維持され、第２接続点Ｘ２は電圧Ｖ１及び抵抗Ｒ５２に基づく値となる。このため、パルス信号Ｖｏｕｔとしてハイレベルが出力される。
【0150】
第１閾値Ｔｈ１以上の正極性の交流電圧Ｖｉｎが１次側回路１１ｂに印加される場合、トランジスタＴｒ４はＯＦＦの状態のまま、トランジスタＴｒ３がＯＮとなる。これにより、第２接続点Ｘ２は共通電位点の電位となる。このため、パルス信号Ｖｏｕｔとしてローレベルが出力される。
【0151】
第２閾値Ｔｈ２以下の負極性の交流電圧Ｖｉｎが１次側回路１１ｂに印加される場合、トランジスタＴｒ３はＯＦＦの状態のまま、トランジスタＴｒ４がＯＮとなる。これにより、第２接続点Ｘ２は共通電位点の電位となる。このため、パルス信号Ｖｏｕｔとしてローレベルが出力される。
【0152】
以上により、通常時において、出力するパルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２は、交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１の２倍の値となる。
【0153】
次に、オペアンプＡ２が故障し、第２閾値Ｔｈ２以下の交流電圧Ｖｉｎが１次側回路１１ｂに印加されてもトランジスタＴｒ４がＯＦＦの状態のまま維持される場合を考える。この場合、第１閾値Ｔｈ１以上の交流電圧Ｖｉｎが１次側回路１１ｂに印加される場合に限り、パルス信号Ｖｏｕｔはローレベルとなり、その他の場合にはハイレベルとなる。このため、出力するパルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２は、交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１と等しい値となる。
【0154】
同様に、オペアンプＡ１が故障した場合にも、出力するパルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２は、交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１と等しい値となる。また、２個のオペアンプＡ１，Ａ２の電流制限抵抗（Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４）のいずれかひとつが故障した場合にも、出力するパルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２は、交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１と等しい値となる。
【0155】
このように、監視回路１０ｂに含まれる素子が故障しても、監視回路１０ｂは電力系統５０が停電しているか否かの監視を継続することができるため、監視回路１０ｂの信頼性を向上させることができる。
【0156】
また、監視回路１０ｂでは、複数の変換部ＣＭ１，ＣＭ２として比較器を用いるため、１次側回路１１ｂと２次側回路１２ｂとを非絶縁とした状態で、交流電圧Ｖｉｎの監視を行うことができる。
【0157】
［３．３ 変形例に係る監視回路１０ｃ］
実施形態に係る監視回路１０は、単相の電力系統５０を監視する。しかしながら、本開示は三相の電力系統５０ａの監視に用いることもできる。
実施形態に係る監視回路１０は、単相の電力系統５０を監視する。しかしながら、本開示は三相の電力系統５０ａの監視に用いることもできる。
【0158】
図９は、変形例に係る監視回路１０ｃを示す回路図である。監視回路１０ｂは、１次側回路１１ｃと、２次側回路１２ｃと、複数の変換部ＰＣ１１，ＰＣ１２，ＰＣ１３と、を備える。複数の変換部ＰＣ１１，ＰＣ１２，ＰＣ１３は、第１変換部ＰＣ１１と、第２変換部ＰＣ１２と、第３変換部ＰＣ１３とを含む。第１変換部ＰＣ１１、第２変換部ＰＣ１２及び第３変換部ＰＣ１３は、それぞれフォトカプラであり、以下では「フォトカプラＰＣ１１」、「フォトカプラＰＣ１２」、「フォトカプラＰＣ１３」とそれぞれ称する。監視回路１０ｃにおいて、１次側回路１１ｃと２次側回路１２ｃとの間は絶縁されている。なお、複数の変換部ＰＣ１１，ＰＣ１２，ＰＣ１３はそれぞれ比較器であってもよい。
【0159】
電力系統５０ａは、それぞれ位相が１２０度ずつずれた３個の交流電源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を含む。交流電源Ｌ１は入力端子Ｔ３１，Ｔ３４間に交流電圧を印加する。交流電源Ｌ２は入力端子Ｔ３２，Ｔ３４間に交流電圧を印加する。交流電源Ｌ３は入力端子Ｔ３３，Ｔ３４間に交流電圧を印加する。
【0160】
３個のフォトカプラＰＣ１１，ＰＣ１２，ＰＣ１３は、それぞれ所定の閾値Ｔｈ３以上の正極性の電圧が印加された場合に限り、ＯＮとなる。閾値Ｔｈ３は、所定の１相（例えば交流電圧Ｌ１）が他の２相（例えば）と正極性においてそれぞれクロスする電圧Ｖｃ１よりも高く、ピーク電圧よりも低い。
【0161】
フォトカプラＰＣ１１は、１次側回路１１ｃのうち入力端子Ｔ３１，Ｔ３４間に接続されている発光ダイオードＤ３２と、２次側回路１２ｃに接続されているフォトトランジスタＴｒ５とを含む。発光ダイオードＤ３２への逆電圧の印加を抑制するために、発光ダイオードＤ３１が発光ダイオードＤ３２に対して逆並列に接続されている。また、発光ダイオードＤ３２にサージ電流が流れることを抑制する電流制限抵抗として、抵抗Ｒ４１が発光ダイオードＤ３２に対して直列に接続されている。
【0162】
フォトカプラＰＣ１２は、１次側回路１１ｃのうち入力端子Ｔ３２，Ｔ３４間に接続されている発光ダイオードＤ４２と、２次側回路１２ｃに接続されているフォトトランジスタＴｒ６とを含む。発光ダイオードＤ４２への逆電圧の印加を抑制するために、発光ダイオードＤ４１が発光ダイオードＤ４２に対して逆並列に接続されている。また、発光ダイオードＤ４２の電流制限抵抗として、抵抗Ｒ４２が発光ダイオードＤ４２に対して直列に接続されている。
【0163】
フォトカプラＰＣ１３は、１次側回路１１ｃのうち入力端子Ｔ３３，Ｔ３４間に接続されている発光ダイオードＤ５２と、２次側回路１２ｃに接続されているフォトトランジスタＴｒ７とを含む。発光ダイオードＤ５２への逆電圧の印加を抑制するために、発光ダイオードＤ５１が発光ダイオードＤ５２に対して逆並列に接続されている。また、発光ダイオードＤ５２の電流制限抵抗として、抵抗Ｒ４３が発光ダイオードＤ５２に対して直列に接続されている。
【0164】
３個の発光ダイオードＤ３２，Ｄ４２，Ｄ５２は、１次側回路１１ｃにおいて並列に接続されている。３個の発光ダイオードＤ３２，Ｄ４２，Ｄ５２は、それぞれアノードを入力端子Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３に接続し、カソードを入力端子Ｔ３４に接続している。
【0165】
２次側回路１２ｃは、検出部１３と、制御部１４と、電源線１５と、抵抗Ｒ５２と、を含む。抵抗Ｒ５２の第１端は直流の電圧Ｖ１を供給する電源に接続されている。抵抗Ｒ５２の第１端の反対の第２端は第２接続点Ｘ３を経由して検出部１３に接続されている。
【0166】
３個のフォトトランジスタＴｒ５，Ｔｒ６，Ｔｒ７は、２次側回路１２ｃにおいて並列に接続されている。３個のフォトトランジスタＴｒ５，Ｔｒ６，Ｔｒ７のそれぞれのコレクタは、接続点Ｘ３に接続されている。３個のフォトトランジスタＴｒ５，Ｔｒ６，Ｔｒ７のそれぞれのエミッタは、共通電位点に接続されている。このように、３個のフォトカプラＰＣ１１，ＰＣ１２，ＰＣ１３は、１次側回路１１ｃ及び２次側回路１２ｃの両方においてそれぞれ並列に接続されている。
【0167】
図１０は、図９の監視回路の動作を説明する波形図である。図１０において（ａ）は三相の交流電圧Ｖｉｎを示し、（ｂ）は通常時のパルス信号Ｖｏｕｔを示している。図１０において交流電源Ｌ１に起因する電圧は実線にて示し、交流電源Ｌ２に起因する電圧は１点鎖線にて示し、交流電源Ｌ３に起因する電圧は破線にて示している。
【0168】
通常時において、３個の交流電源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３がいずれも閾値Ｔｈ３未満の電圧を印加する場合、３個の３個のフォトカプラＰＣ１１，ＰＣ１２，ＰＣ１３はいずれもＯＦＦの状態に維持され、第２接続点Ｘ３は電圧Ｖ１及び抵抗Ｒ５２に基づく値となる。このため、パルス信号Ｖｏｕｔとしてハイレベルが出力される。
【0169】
通常時において、交流電源Ｌ１が閾値Ｔｈ３以上の電圧を印加すると、２個のフォトカプラＰＣ１２，ＰＣ１３はともにＯＦＦ状態のまま、フォトカプラＰＣ１１がＯＮとなる。これにより、第２接続点Ｘ３は共通電位点の電位となり、パルス信号Ｖｏｕｔとしてローレベルが出力される。
【0170】
同様に、交流電源Ｌ２が閾値Ｔｈ３以上の電圧を印加すると、２個のフォトカプラＰＣ１１，ＰＣ１３はともにＯＦＦ状態のまま、フォトカプラＰＣ１２がＯＮとなる。また、交流電源Ｌ３が閾値Ｔｈ３以上の電圧を印加すると、２個のフォトカプラＰＣ１１，ＰＣ１２はともにＯＦＦ状態のまま、フォトカプラＰＣ１３がＯＮとなる。これらの場合にも、第２接続点Ｘ３は共通電位点の電位となり、パルス信号Ｖｏｕｔとしてローレベルが出力される。
【0171】
このように、通常時では、３個の交流電源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が順に閾値Ｔｈ３以上の電圧を印加すると、３個のフォトカプラＰＣ１１，ＰＣ１２，ＰＣ１３が順にＯＮとなることで、パルス信号Ｖｏｕｔをハイレベルからローレベルにする。これにより、通常時において２次側回路１２ｃに出力されるパルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２は、交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１の３倍の値となる。
【0172】
次に、フォトカプラＰＣ１３が故障し、交流電源Ｌ３が閾値Ｔｈ３以上の電圧を印加してもフォトトランジスタＴｒ７がＯＦＦの状態のまま維持される場合を考える。この場合、図１０の（ｂ）においてフォトカプラＰＣ１３に起因するローレベル出力（破線の矩形）のみがハイレベルに変わり、その他の出力は（ｂ）に示すまま維持される。このため、出力するパルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２は、交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１の約２倍となる。
【0173】
さらに、フォトカプラＰＣ１２が故障し、交流電源Ｌ２が閾値Ｔｈ３以上の電圧を印加してもフォトトランジスタＴｒ６がＯＦＦの状態のまま維持される場合、図１０の（ｂ）においてフォトカプラＰＣ１２に起因するローレベル出力（破線の矩形）もハイレベルに変わり、フォトカプラＰＣ１１に起因するローレベル出力のみが維持される。このため、出力するパルス信号Ｖｏｕｔの周波数ＦＲ２は、交流電圧Ｖｉｎの周波数ＦＲ１に等しい値となる。
【0174】
このように、監視回路１０ｃに含まれる素子が故障しても、監視回路１０ｃは電力系統５０ａが停電しているか否かの監視を継続することができるため、監視回路１０ｃの信頼性を向上させることができる。
【0175】
なお、以上では所定の閾値Ｔｈ３以上の正極性の電圧が印加された場合に限り、フォトカプラＰＣ１１，ＰＣ１２，ＰＣ１３がＯＮとなる例にて説明したが、３個のフォトカプラＰＣ１１，ＰＣ１２，ＰＣ１３は、それぞれ所定の閾値Ｔｈ４以下の負極性の電圧が印加された場合に限り、ＯＮとなってもよい。この場合にも、監視回路１０ｃは同様のパルス信号Ｖｏｕｔを出力する。
【0176】
［３．４ 変換部の極性の変形例］
実施形態の監視回路１０では、第１変換部ＰＣ１の発光ダイオードＤ１２と、第２変換部ＰＣ２の発光ダイオードＤ２２とは、互いに極性を逆にした状態で接続されている。これにより、第１変換部ＰＣ１は正極性の交流電圧ＶｉｎにてＯＮとなり、第２変換部ＰＣ２は負極性の交流電圧ＶｉｎにてＯＮとなることで、第１変換部ＰＣ１及び第２変換部ＰＣ２に故障のない場合には、交流電圧Ｖｉｎの周波数の２倍の周波数のパルス信号Ｖｏｕｔが出力される。
実施形態の監視回路１０では、第１変換部ＰＣ１の発光ダイオードＤ１２と、第２変換部ＰＣ２の発光ダイオードＤ２２とは、互いに極性を逆にした状態で接続されている。これにより、第１変換部ＰＣ１は正極性の交流電圧ＶｉｎにてＯＮとなり、第２変換部ＰＣ２は負極性の交流電圧ＶｉｎにてＯＮとなることで、第１変換部ＰＣ１及び第２変換部ＰＣ２に故障のない場合には、交流電圧Ｖｉｎの周波数の２倍の周波数のパルス信号Ｖｏｕｔが出力される。
【0177】
これに対し、第１変換部ＰＣ１の発光ダイオードＤ１２と、第２変換部ＰＣ２の発光ダイオードＤ２２とは、互いに極性を同じくした状態で接続されてもよい。例えば図２において、発光ダイオードＤ２２のアノードとカソードを逆にするとともに、発光ダイオードＤ２１のアノードとカソードを逆にしてもよい。
【0178】
この場合、第１変換部ＰＣ１及び第２変換部ＰＣ２は、いずれも所定の極性（例えば、正極性）の交流電圧ＶｉｎにてＯＮとなることで、第１変換部ＰＣ１及び第２変換部ＰＣ２に故障のない場合には、交流電圧Ｖｉｎの周波数と同じ周波数のパルス信号Ｖｏｕｔが出力される（図３の（ｃ）と同様のパルス信号Ｖｏｕｔとなる）。また、第１変換部ＰＣ１及び第２変換部ＰＣ２の一方に故障がある場合にも、交流電圧Ｖｉｎの周波数と同じ周波数のパルス信号Ｖｏｕｔが出力されるため、電力系統５０の監視を継続することができる。
【0179】
［３．５ その他］
実施形態の監視回路１０は、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２のいずれかがＯＮのときにハイレベルのパルス信号Ｖｏｕｔを出力し、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２の両方がＯＦＦのときにローレベルのパルス信号Ｖｏｕｔを出力する。しかしながら、監視回路１０は、変形例の監視回路１０ｂのように２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２のいずれかがＯＮのときにローレベルのパルス信号Ｖｏｕｔを出力し、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２の両方がＯＦＦのときにハイレベルのパルス信号Ｖｏｕｔを出力する構成としてもよい。
実施形態の監視回路１０は、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２のいずれかがＯＮのときにハイレベルのパルス信号Ｖｏｕｔを出力し、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２の両方がＯＦＦのときにローレベルのパルス信号Ｖｏｕｔを出力する。しかしながら、監視回路１０は、変形例の監視回路１０ｂのように２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２のいずれかがＯＮのときにローレベルのパルス信号Ｖｏｕｔを出力し、２個のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２の両方がＯＦＦのときにハイレベルのパルス信号Ｖｏｕｔを出力する構成としてもよい。
【0180】
同様に、変形例の監視回路１０ｂ，１０ｃは、監視回路１０と同様に変換部がＯＮのときにハイレベルのパルス信号Ｖｏｕｔを出力し、変換部がＯＦＦのときにローレベルのパルス信号Ｖｏｕｔを出力する構成としてもよい。
【0181】
１次側回路１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃにそれぞれ設けられている複数の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４，Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３は、適宜省略されてもよい。
【0182】
《補記》
なお、上述の実施形態及び各種の変形例については、その少なくとも一部を、相互に任意に組み合わせてもよい。また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
なお、上述の実施形態及び各種の変形例については、その少なくとも一部を、相互に任意に組み合わせてもよい。また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0183】
１ 電力変換システム
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 監視回路
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ １次側回路
１２，１２ｂ，１２ｃ ２次側回路
１３ 検出部
１４ 制御部
１５ 電源線
２０ リレー回路
２１ 接点
２２ コイル
３０ 電力変換装置
４０ 直流電源
５０ 電力系統
５０ａ 電力系統
６０ 負荷
９０ 監視回路
Ｔ１，Ｔ２ 入力端子
Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３，Ｔ３４ 入力端子
Ｔ９１，Ｔ９２ 入力端子
ＰＣ１ 第１変換部（フォトカプラ）
ＰＣ２ 第２変換部（フォトカプラ）
ＰＣ１１ 第１変換部（フォトカプラ）
ＰＣ１２ 第２変換部（フォトカプラ）
ＰＣ１３ 第３変換部（フォトカプラ）
ＰＣ９１ フォトカプラ
ＰＣ９２ フォトカプラ
ＣＭ１ 第１変換部（比較器）
ＣＭ２ 第２変換部（比較器）
Ｄ１ 発光ダイオード
Ｄ２ 発光ダイオード
Ｄ１１ 発光ダイオード
Ｄ１２ 発光ダイオード（第１素子）
Ｄ２１ 発光ダイオード
Ｄ２２ 発光ダイオード（第２素子）
Ｄ３１ 発光ダイオード
Ｄ３２ 発光ダイオード
Ｄ４１ 発光ダイオード
Ｄ４２ 発光ダイオード
Ｄ５１ 発光ダイオード
Ｄ５２ 発光ダイオード
Ｄ９１ 発光ダイオード
Ｄ９２ 発光ダイオード
Ａ１ オペアンプ
Ａ２ オペアンプ
Ｔ１１ 非反転入力
Ｔ１２ 反転入力
Ｔ２１ 反転入力
Ｔ２２ 非反転入力
Ｔｒ１ フォトトランジスタ
Ｔｒ２ フォトトランジスタ
Ｔｒ３ トランジスタ
Ｔｒ４ トランジスタ
Ｔｒ５ フォトトランジスタ
Ｔｒ６ フォトトランジスタ
Ｔｒ７ フォトトランジスタ
Ｔｒ９１ フォトトランジスタ
Ｔｒ９２ フォトトランジスタ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
Ｒ１１，Ｒ１２ 抵抗（第１抵抗）
Ｒ２１，Ｒ２２ 抵抗（第２抵抗）
Ｒ１３，Ｒ２３ 抵抗
Ｒ３１，Ｒ３２ 抵抗（第１抵抗）
Ｒ３３，Ｒ３４ 抵抗（第２抵抗）
Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３ 抵抗
Ｒ５１，Ｒ５２ 抵抗
Ｒ９１，Ｒ９２ 抵抗
Ｘ１ 第１接続点
Ｘ２，Ｘ３ 第２接続点
Ｉｃ１ フォトカプラＰＣ１の出力電流
Ｉｃ２ フォトカプラＰＣ２の出力電流
ＣＴＲ１ フォトカプラＰＣ１の電流伝達率
ＣＴＲ２ フォトカプラＰＣ２の電流伝達率
Ｖｆ１ 発光ダイオードＤ１２の順電圧
Ｖｆ２ 発光ダイオードＤ２２の順電圧
Ｒｘ１ 抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の和
Ｒｘ２ 抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２の和
Ｔｈ１ 第１閾値
Ｔｈ２ 第２閾値
Ｔｈ３ 閾値
Ｔｈ４ 閾値
Ｔｈ９１ 第１閾値
Ｔｈ９２ 第２閾値
Ｚ１ 所定値
Ｚ２ 下限値
Ｖ１ 電圧
Ｖｉｎ 交流電圧
Ｖｉｎ１ （通常時の）交流電圧
Ｖｉｎ２ （低電圧時の）交流電圧
Ｖｏｕｔ パルス信号
Ｖｃ１ 電圧
Ｆ１ 関数
ＰＬ プロット
ＦＲ１ （交流電圧Ｖｉｎの）周波数
ＦＲ２ （パルス信号Ｖｏｕｔの）周波数
Ｌ１ 交流電源
Ｌ２ 交流電源
Ｌ３ 交流電源
Ｃ９ 静電容量
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 監視回路
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ １次側回路
１２，１２ｂ，１２ｃ ２次側回路
１３ 検出部
１４ 制御部
１５ 電源線
２０ リレー回路
２１ 接点
２２ コイル
３０ 電力変換装置
４０ 直流電源
５０ 電力系統
５０ａ 電力系統
６０ 負荷
９０ 監視回路
Ｔ１，Ｔ２ 入力端子
Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３，Ｔ３４ 入力端子
Ｔ９１，Ｔ９２ 入力端子
ＰＣ１ 第１変換部（フォトカプラ）
ＰＣ２ 第２変換部（フォトカプラ）
ＰＣ１１ 第１変換部（フォトカプラ）
ＰＣ１２ 第２変換部（フォトカプラ）
ＰＣ１３ 第３変換部（フォトカプラ）
ＰＣ９１ フォトカプラ
ＰＣ９２ フォトカプラ
ＣＭ１ 第１変換部（比較器）
ＣＭ２ 第２変換部（比較器）
Ｄ１ 発光ダイオード
Ｄ２ 発光ダイオード
Ｄ１１ 発光ダイオード
Ｄ１２ 発光ダイオード（第１素子）
Ｄ２１ 発光ダイオード
Ｄ２２ 発光ダイオード（第２素子）
Ｄ３１ 発光ダイオード
Ｄ３２ 発光ダイオード
Ｄ４１ 発光ダイオード
Ｄ４２ 発光ダイオード
Ｄ５１ 発光ダイオード
Ｄ５２ 発光ダイオード
Ｄ９１ 発光ダイオード
Ｄ９２ 発光ダイオード
Ａ１ オペアンプ
Ａ２ オペアンプ
Ｔ１１ 非反転入力
Ｔ１２ 反転入力
Ｔ２１ 反転入力
Ｔ２２ 非反転入力
Ｔｒ１ フォトトランジスタ
Ｔｒ２ フォトトランジスタ
Ｔｒ３ トランジスタ
Ｔｒ４ トランジスタ
Ｔｒ５ フォトトランジスタ
Ｔｒ６ フォトトランジスタ
Ｔｒ７ フォトトランジスタ
Ｔｒ９１ フォトトランジスタ
Ｔｒ９２ フォトトランジスタ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
Ｒ１１，Ｒ１２ 抵抗（第１抵抗）
Ｒ２１，Ｒ２２ 抵抗（第２抵抗）
Ｒ１３，Ｒ２３ 抵抗
Ｒ３１，Ｒ３２ 抵抗（第１抵抗）
Ｒ３３，Ｒ３４ 抵抗（第２抵抗）
Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３ 抵抗
Ｒ５１，Ｒ５２ 抵抗
Ｒ９１，Ｒ９２ 抵抗
Ｘ１ 第１接続点
Ｘ２，Ｘ３ 第２接続点
Ｉｃ１ フォトカプラＰＣ１の出力電流
Ｉｃ２ フォトカプラＰＣ２の出力電流
ＣＴＲ１ フォトカプラＰＣ１の電流伝達率
ＣＴＲ２ フォトカプラＰＣ２の電流伝達率
Ｖｆ１ 発光ダイオードＤ１２の順電圧
Ｖｆ２ 発光ダイオードＤ２２の順電圧
Ｒｘ１ 抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の和
Ｒｘ２ 抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２の和
Ｔｈ１ 第１閾値
Ｔｈ２ 第２閾値
Ｔｈ３ 閾値
Ｔｈ４ 閾値
Ｔｈ９１ 第１閾値
Ｔｈ９２ 第２閾値
Ｚ１ 所定値
Ｚ２ 下限値
Ｖ１ 電圧
Ｖｉｎ 交流電圧
Ｖｉｎ１ （通常時の）交流電圧
Ｖｉｎ２ （低電圧時の）交流電圧
Ｖｏｕｔ パルス信号
Ｖｃ１ 電圧
Ｆ１ 関数
ＰＬ プロット
ＦＲ１ （交流電圧Ｖｉｎの）周波数
ＦＲ２ （パルス信号Ｖｏｕｔの）周波数
Ｌ１ 交流電源
Ｌ２ 交流電源
Ｌ３ 交流電源
Ｃ９ 静電容量
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】