電力変換装置
【課題】指令制御装置の出力した駆動指令信号に関連する回路が誤動作した場合でもアーム短絡を抑止でき、かつ誤動作したことを検知する電力変換回路を提供する。
【解決手段】直列接続された第１、第２スイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動制御する第１、第２駆動制御装置と、駆動制御装置に指令を与える指令制御装置からなる電力変換装置であって、前記駆動制御装置は、指令制御装置の指令信号と他の駆動制御装置の出力するインターロック信号を演算する駆動回路と、スイッチング素子の導通状態を判定する状態判定回路と、指令信号と他の駆動制御装置のインターロック信号と状態判定回路の出力の少なくとも１つを入力するインターロック信号生成回路と、前記指令信号とインターロック信号と状態判定回路の出力の少なくとも２つを入力するフィードバック信号生成回路とを備え、フィードバック信号生成回路の出力を指令制御装置に供給する。
【解決手段】直列接続された第１、第２スイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動制御する第１、第２駆動制御装置と、駆動制御装置に指令を与える指令制御装置からなる電力変換装置であって、前記駆動制御装置は、指令制御装置の指令信号と他の駆動制御装置の出力するインターロック信号を演算する駆動回路と、スイッチング素子の導通状態を判定する状態判定回路と、指令信号と他の駆動制御装置のインターロック信号と状態判定回路の出力の少なくとも１つを入力するインターロック信号生成回路と、前記指令信号とインターロック信号と状態判定回路の出力の少なくとも２つを入力するフィードバック信号生成回路とを備え、フィードバック信号生成回路の出力を指令制御装置に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を交流電力に、あるいは交流電力を直流電力に変換する電力変換装置に係り、特に電源に直列接続された複数のスイッチング素子のアーム短絡防止機能を有する駆動制御装置を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電力を交流電力に、あるいは交流電力を直流電力に変換する手段として、スイッチング素子を用いた電力変換装置が家電品から鉄道車両まで幅広い分野で使用されている。
電力変換装置は、一般的には、直流電圧に対してスイッチング素子を２個直列に接続し、２個のスイッチング素子の間より負荷出力線を取り出すブリッジ構造をとり、さらにこのブリッジを複数組、たとえば三相インバータの場合は３組備えて構成されている。
通常、直流電圧の正極側と負荷出力線の間（上アーム）のスイッチング素子と、直流電圧の負極側と負荷出力線の間（下アーム）のスイッチング素子は排他的に動作するが、何らかのトラブルによって上・下アーム両方のスイッチング素子がオン状態（いわゆるアーム短絡）になった場合、膨大な短絡電流が上・下アーム両方のスイッチング素子に流れ、装置を破壊してしまう。このようなアーム短絡を防止するため、上・下アームのスイッチング素子を駆動する駆動制御装置間でインターロックを取る技術が知られている（特許文献１〜５参照）。
【０００３】
なお、特許文献１においては、上アームの駆動指令と下アームの駆動指令は排他的に動作して、上アームのみ、もしくは下アームのみが誤動作した場合には、アーム短絡が防止される技術が開示されている。
また、特許文献２においては、上アームの駆動指令と下アームの駆動指令は排他的に動作して、上アームのみ、もしくは下アームのみが誤動作した場合、さらには、上アームと下アームが同時にオンになった場合でも発振を防止し、かつアーム短絡を抑止することができる技術が開示されている。
また、特許文献３〜５には、前記したような電力変換装置に係る一般的な技術が開示されている。
また、特許文献６においては、スイッチング素子の導通状態を検出する手段を備え、さらに検出した導通状態を、絶縁手段を介して指令制御装置に伝える手段を備えて、駆動制御装置がスイッチング素子に与える駆動信号を検証する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−１４１７８２号公報
【特許文献２】特開平８−２９８７８６号公報
【特許文献３】特開２００７−１８５０２４号公報
【特許文献４】特開２００６−３４０７７号公報
【特許文献５】特開２００９−２９６７３２号公報
【特許文献６】特開２００１−２３８４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、所定の故障例のアーム短絡が防止されるものの、上・下アームの駆動指令が同時にオンになった場合に、高周波で発振状態となることがあり、アーム短絡を抑止することはできずに装置を破壊してしまうという問題がある（詳細は後記する図１２〜図１４に示す参考回路１を参照）。
また、特許文献２においては、上・下アームの駆動指令が同時にオンになった場合でも、発振を防止かつアーム短絡を抑止することができるものの、後記する所定の故障例では、先にオンした健全側のアームまでオフして再度オンしてしまうことがあり、オフ時間が短ければ過電圧によりスイッチング素子が破壊されてしまう可能性があるという問題がある（詳細は後記する図１５〜図１７に示す参考回路２を参照）。
また、特許文献１、特許文献２、特許文献６に開示された技術を組み合わせた場合には、絶縁回路の故障により誤動作が頻発するようになった際に、上・下アーム間でインターロック信号をやり取りすることでアーム短絡は抑止され、スイッチング素子の導通状態は正常状態に保たれるが、絶縁回路の故障を検知できず、鉄芯に渦電流損失が発生し、磁性部品の鉄損が増加するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題点を解決するものであって、その目的は、指令制御装置の出力した駆動指令信号に関連する回路が誤動作した場合でもアーム短絡を抑止でき、かつ誤動作したことを検知する電力変換回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するために、各発明を以下のような構成にした。
すなわち、本発明の電力変換装置は、直流電圧源に直列接続された第１スイッチング素子と第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子を駆動制御する第１駆動制御装置と、前記第２スイッチング素子を駆動制御する第２駆動制御装置と、前記第１駆動制御装置と前記第２駆動制御装置とに指令を与える指令制御装置とを含んでなる電力変換装置であって、前記第１駆動制御装置は、前記指令制御装置の第１駆動指令信号と前記第２駆動制御装置の出力する第２インターロック信号との演算結果に基づいて前記第１スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第１駆動部と、前記第１スイッチング素子の導通状態を判定する第１状態判定部と、前記第１駆動指令信号と前記第２インターロック信号と前記第１状態判定部の出力する第１導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第１インターロック信号を生成する第１インターロック信号生成部と、前記第１駆動指令信号と前記第２インターロック信号と前記第１導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第１フィードバック信号を出力する第１フィードバック信号生成部と、を備え、前記第２駆動制御装置は、前記指令制御装置の第２駆動指令信号と前記第１駆動制御装置の出力する第１インターロック信号とを演算して前記第２スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第２駆動部と、前記第２スイッチング素子の導通状態を判定する第２状態判定部と、前記第２駆動指令信号と前記第１インターロック信号と前記第２状態判定部の出力する第２導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第２インターロック信号を生成する第２インターロック信号生成部と、前記第２駆動指令信号と前記第１インターロック信号と前記第２導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第２フィードバック信号を出力する第２フィードバック信号生成部と、を備えることを特徴とする。
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、指令制御装置の出力した駆動指令信号に関連する回路が誤動作した場合でもアーム短絡を抑止でき、かつ誤動作したことを検知する電力変換回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の電力変換装置の第１実施形態の回路構成を示す図である。
【図２】本発明の電力変換装置の第２実施形態の第１、第２駆動制御装置の回路構成の詳細を示す図である。
【図３】本発明の電力変換装置の第２実施形態の第１、第２駆動制御装置において、第１、第２駆動指令信号が同時にオンになった場合の挙動を説明する仮想的な回路の簡略図である。
【図４】本発明の電力変換装置の第２実施形態が健全時の動作波形を示す図である。
【図５】本発明の電力変換装置の第２実施形態において、絶縁回路が誤動作した場合の動作波形である。
【図６】本発明の電力変換装置の第２実施形態において、第１、第２スイッチング素子が点弧不良の場合の動作波形を示す図である。
【図７】本発明の電力変換装置の第２実施形態において、スイッチング素子が誤点弧した場合の動作波形を示す図である。
【図８】本発明の電力変換装置の第３実施形態における第１、第２駆動制御装置の回路構成の詳細を示す図である。
【図９】本発明の電力変換装置の第３実施形態が健全時の動作波形を示す図である。
【図１０】本発明の電力変換装置の第３実施形態において、絶縁回路が誤動作した場合の動作波形を示す図である。
【図１１】本発明の電力変換装置の第３実施形態において、絶縁回路が誤動作した場合のさらなる例の動作波形を示す図である。
【図１２】従来の電力変換装置の参考回路１において、誤動作に対する策が不充分な駆動制御回路を参考として示した図である。
【図１３】従来の電力変換装置の参考回路１の動作波形を示す図である。
【図１４】従来の電力変換装置の参考回路１に示す駆動制御装置において、第１、第２駆動指令信号が同時にオンになった場合の挙動を説明するための仮想的な簡略図である。
【図１５】従来の電力変換装置の参考回路２において、誤動作に対する策が不充分な駆動制御回路を参考として示した図である。
【図１６】従来の電力変換装置の参考回路２の動作波形を示す図である。
【図１７】従来の電力変換装置の参考回路２に示す駆動制御装置において、第１、第２駆動指令信号が同時にオンになった場合の挙動を説明するための仮想的な簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
(第１実施形態)
本発明の電力変換装置の第１実施形態を、図１を参照して説明する。第１実施形態は本発明の電力変換装置の基本的な回路構成と機能動作を示すものである。
【００１２】
《全体の概略構成》
図１は、第１実施形態の回路構成を示す図である。
図１において、第１実施形態の電力変換装置１００は、直流電圧源３０１に直列接続された第１のスイッチング素子（以下、「第１スイッチング素子」と適宜、表記する）１０１と、第２のスイッチング素子（第２スイッチング素子）２０１と、第１スイッチング素子１０１を駆動する第１の駆動制御装置（第１駆動制御装置）１１１と、第２スイッチング素子２０１を駆動する第２の駆動制御装置（第２駆動制御装置）２１１と、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１に指令を与える指令制御装置３１２を備えて構成される。
なお、直流電圧源３０１は、電力変換装置１００に備えてもよいし、また電力変換装置１００の外部にある直流電圧源を用いてもよい。
【００１３】
《指令制御装置》
指令制御装置３１２からは、上アームとなる第１スイッチング素子１０１と下アームとなる第２スイッチング素子２０１を交互にオン（ＯＮ）させるための駆動信号（Ｈｉｇｈ、正電位）が、駆動指令信号ＬＡ１（第１駆動指令信号）と駆動指令信号ＬＡ２（第２駆動指令信号）によって第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１に送信される。
また、指令制御装置３１２は、故障判定回路（故障判定部、不図示）を備えていて、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２をそれぞれ第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１から受信し、ノイズなどによって、第１スイッチング素子１０１と第２スイッチング素子２０１が同時にオンして短絡電流が流れることを防止する。
なお、指令制御装置３１２と第１駆動制御装置１１１、第２駆動制御装置２１１との間の信号の授受は、光信号によって行われるので、次に光信号と電気信号の変換について説明する。
【００１４】
《光信号と電気信号の変換》
第１駆動制御装置１１１には、光信号を電気信号に変換する絶縁回路（絶縁部）１７１（第１絶縁部）、絶縁回路１７３（第３絶縁部）と、電気信号を光信号に変換する絶縁回路１７２（第２絶縁部）、絶縁回路１７４（第４絶縁部）とが備えられている。
また、第２駆動制御装置２１１には、光信号を電気信号に変換する絶縁回路（絶縁部）２７８（第８絶縁部）、絶縁回路２７６（第６絶縁部）と、電気信号を光信号に変換する絶縁回路２７７（第７絶縁部）、絶縁回路２７５（第５絶縁部）とが備えられている。
指令制御装置３１２と第１駆動制御装置１１１、第２駆動制御装置２１１との間の信号の授受には、光信号（ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＢ１、ＬＢ２）が用いられる。
また、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１との間の信号の授受には、光信号（ＬＣＤ、ＬＤＣ）が用いられる。
これは、指令制御装置３１２と第１駆動制御装置１１１、第２駆動制御装置２１１との間は、電気的に隔離することと、併せて信号にノイズがのることを軽減するためである。
【００１５】
指令制御装置３１２の出力する光信号である駆動指令信号ＬＡ１（第１駆動指令信号）は、光−電気変換回路である絶縁回路１７１で電気信号の駆動指令信号ＥＡ１に変換される。
また、指令制御装置３１２の出力する光信号である駆動指令信号ＬＡ２は、光−電気変換回路である絶縁回路２７８で電気信号の駆動指令信号ＥＡ２に変換される。
また、第１駆動制御装置１１１に備えられた後記するフィードバック信号生成回路（第１フィードバック信号生成部）１３１の電気信号出力であるフィードバック信号ＥＢ１は、電気−光変換回路である絶縁回路１７２で光信号のフィードバック信号ＬＢ１に変換される。
また、第２駆動制御装置２１１に備えられた後記するフィードバック信号生成回路（第１フィードバック信号生成部）２３１の電気信号出力であるフィードバック信号ＥＢ２は、電気−光変換回路である絶縁回路２７７で光信号のフィードバック信号ＬＢ２に変換される。
【００１６】
また、第１駆動制御装置１１１に備えられた後記するインターロック信号生成回路（第１インターロック信号生成部）１４１の電気信号出力であるインターロック信号ＥＤ１は、電気−光変換回路である絶縁回路１７４で光信号のインターロック信号ＬＤＣ（第１インターロック信号）に変換され、第２駆動制御装置２１１の光−電気変換回路である絶縁回路２７６で再び電気信号のインターロック信号ＥＣ２（第１インターロック信号）に変換される。
また、第２駆動制御装置２１１に備えられた後記するインターロック信号生成回路２４１の電気信号出力であるインターロック信号ＥＤ２は、電気−光変換回路である絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤ（第２インターロック信号）に変換され、第１駆動制御装置１１１の光−電気変換回路である絶縁回路１７３で再び電気信号のインターロック信号ＥＣ１（第２インターロック信号）に変換される。
【００１７】
《第１駆動制御装置》
第１駆動制御装置１１１は、フィルタ回路１６１（第１フィルタ部）と、論理積（ＡＮＤ）回路１２２および出力段パワー回路１２３からなる駆動回路１２１（第１駆動部）と、状態判定回路（図１においては「状態判定」と表記）１５１（第１状態判定部）と、フィードバック信号生成回路（図１においては「フィードバック信号生成」と表記）１３１（第１フィードバック信号生成部）と、インターロック信号生成回路（図１においては「インターロック信号生成」と表記）１４１（第１インターロック信号生成部）と、前記した絶縁回路１７１〜１７４と、を備えて構成される。
【００１８】
フィルタ回路１６１は、絶縁回路１７３の出力するインターロック信号ＥＣ１を入力して高周波成分を除去し、論理積回路１２２とフィードバック信号生成回路１３１に出力信号を送っている。
駆動回路１２１に備えられた論理積回路１２２には、前記したフィルタ回路１６１の出力であるフィルタ出力信号Ｆ１と絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１が入力してこれらの信号の論理積（ＡＮＤ）を求めている。また、駆動回路１２１に備えられた出力段パワー回路１２３は論理積回路１２２の出力である制御駆動信号Ｅ１に基づいて第１スイッチング素子１０１を駆動する。
また、状態判定回路１５１は、出力段パワー回路１２３からの導通状態信号Ｇ１を入力して、スイッチング素子１０１の導通状態を判定し、導通状態判定信号Ｈ１を出力する。
【００１９】
また、インターロック信号生成回路１４１は、絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１と、絶縁回路１７３のインターロック信号ＥＣ１と、状態判定回路１５１の出力の導通状態判定信号Ｈ１を入力し、演算処理をしてインターロック信号ＥＤ１を生成して出力する
また、フィードバック信号生成回路１３１は、絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１と、フィルタ回路１６１の出力であるフィルタ出力信号（第１フィルタ出力信号）Ｆ１と、状態判定回路１５１の出力である導通状態判定信号Ｈ１を入力し、演算処理をしてフィードバック信号ＥＢ１（第１フィードバック信号）を出力する。
なお、インターロック信号生成回路１４１のインターロック信号ＥＤ１は、絶縁回路１７４で光信号のインターロック信号ＬＤＣに変換され、第２駆動制御装置２１１に送られる。
また、フィードバック信号生成回路１３１のフィードバック信号ＥＢ１は、絶縁回路１７２で光信号のフィードバック信号ＬＢ１（第１フィードバック信号）に変換され、指令制御装置３１２に送られる。
【００２０】
《第２駆動制御装置》
第２駆動制御装置２１１は、フィルタ回路２６１（第２フィルタ部）と、論理積（ＡＮＤ）回路２２２および出力段パワー回路２２３からなる駆動回路２２１（第２駆動部）と、状態判定回路２５１（第２状態判定部）と、フィードバック信号生成回路２３１（第２フィードバック信号生成部）と、インターロック信号生成回路２４１（第２インターロック信号生成部）と、前記した絶縁回路２７５〜２７８とを備えて構成される。
【００２１】
フィルタ回路２６１は、絶縁回路２７６の出力するインターロック信号ＥＣ２を入力して高周波成分を除去し、論理積回路２２２とフィードバック信号生成回路２３１に出力信号を送っている。
駆動回路２２１に備えられた論理積回路２２２には、前記したフィルタ回路２６１の出力であるフィルタ出力信号Ｆ２と絶縁回路２７８の駆動指令信号ＥＡ２が入力してこれらの信号の論理積（ＡＮＤ）を求めている。また、駆動回路２２１に備えられた出力段パワー回路２２３は論理積回路２２２の出力Ｅ２に基づいて第２スイッチング素子２０１を駆動する。
また、状態判定回路２５１は、出力段パワー回路２２３からの導通状態信号Ｇ２を入力して、スイッチング素子２０１の導通状態を判定し、導通状態判定信号Ｈ２を出力する。
【００２２】
また、インターロック信号生成回路２４１は、絶縁回路２７８の駆動指令信号ＥＡ２と、絶縁回路２７６のインターロック信号ＥＣ２と、状態判定回路２５１の出力の導通状態判定信号Ｈ２を入力し、演算処理をしてインターロック信号ＥＤ２を生成して出力する
また、フィードバック信号生成回路２３１は、絶縁回路２７８の駆動指令信号ＥＡ２と、フィルタ回路２６１の出力であるフィルタ出力信号（第２フィルタ出力信号）Ｆ２と、状態判定回路２５１の出力である導通状態判定信号Ｈ２を入力し、演算処理をしてフィードバック信号ＥＢ２（第２フィードバック信号）を出力する。
なお、インターロック信号生成回路２４１のインターロック信号ＥＤ２は、絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤに変換され、第１駆動制御装置１１１に送られる。
また、フィードバック信号生成回路２３１のフィードバック信号ＥＢ２は、絶縁回路２７７で光信号のフィードバック信号ＬＢ２（第２フィードバック信号）に変換され、指令制御装置３１２に送られる。
【００２３】
《スイッチング素子による出力駆動回路》
上アームとなるスイッチング素子１０１と下アームとなるスイッチング素子２０１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）によって構成されている。なお、ＩＧＢＴは、逆並列に還流ダイオードを備えている、もしくはダイオードが寄生している。
スイッチング素子１０１とスイッチング素子２０１は直列に接続されていて、スイッチング素子１０１のコレクタは直流電圧源３０１の正極に接続され、スイッチング素子２０１のエミッタは直流電圧源３０１の負極に接続されている。また、スイッチング素子１０１とスイッチング素子２０１との接続点は、電力変換装置１００の出力端子１１０となっている。
駆動制御装置１１１、２１１のそれぞれのスイッチング素子駆動信号Ｉ１、Ｉ２をそれぞれスイッチング素子１０１、２０１のゲートに入力して制御されることにより、電力変換装置１００の出力駆動回路として動作する。
【００２４】
《全体の機能動作》
以上の回路構成で、指令制御装置３１２の駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２により、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１は、第１スイッチング素子１０１と第２スイッチング素子２０１を駆動している。
また、状態判定回路１５１、２５１と、インターロック信号生成回路１４１、２４１と、フィードバック信号生成回路１３１、２３１とによって、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１に誤信号が入力したとしても、第１スイッチング素子１０１と第２スイッチング素子２０１が同時にオン（ＯＮ）しないように制御している。
また、フィルタ回路１６１、２６１によって、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１の所定のタイミングによる発振経路の発生による誤動作を防止している。
【００２５】
また、指令制御装置３１２は、前記したように故障判定回路（不図示）を備えていて、フィードバック信号生成回路１３１、２３１からのフィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２を入力して、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１の故障を検知し、電力変換装置１００の動作停止や故障の警告情報の発生を行う。
また、前記故障判定回路は、フィードバック信号生成回路１３１、２３１の出力ＥＢ１、ＥＢ２もしくは絶縁回路１７２、２７７の出力であるフィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２が所定時間以上連続して所定の電位を出力した場合に故障と判定する。
以上の第１実施形態は本発明の電力変換装置の基本的な回路構成と機能動作を示すものであって、実際の動作はインターロック信号生成回路１４１、２４１とフィードバック信号生成回路１３１、２３１との具体的な回路構成によって変化するので、より詳しい動作については、インターロック信号生成回路１４１、２４１とフィードバック信号生成回路１３１、２３１の具体的な回路構成を示す第２実施形態と第３実施形態において述べる。
【００２６】
(第２実施形態)
次に、本発明の電力変換装置の第２実施形態を、図２〜図７を参照して説明する。
図２は、本発明の電力変換装置の第２実施形態の第１、第２駆動制御装置の回路構成の詳細を示す図である。第１、第２駆動制御装置の回路構成以外は、図１と同じ構成であるので、表記を省略している。
また、図２の第１駆動制御装置１１１Ａと、図１の第１駆動制御装置１１１との相違は、フィードバック信号生成回路１３１Ａとインターロック信号生成回路１４１Ａの２点にある。
【００２７】
第１点として、図２のフィードバック信号生成回路１３１Ａは、図１のフィードバック信号生成回路１３１に相当するが、フィードバック信号生成回路１３１Ａとして排他的論理和（ＸＯＲ）１３２を用いており、絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１と状態判定回路１５１の出力である導通状態判定信号Ｈ１を入力としている。ただし、フィルタ回路１６１の出力であるフィルタ出力信号Ｆ１は入力していない。
第２点として、図２のインターロック信号生成回路１４１Ａは、図１のインターロック信号生成回路１４１に相当するが、インターロック信号生成回路１４１Ａとして論理積（ＡＮＤ）回路１４３と否定論理和（ＮＯＲ）回路１４２を備えた回路としている。
なお、論理積回路１４３には、絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１とインターロック信号ＥＣ１の２信号が入力し、否定論理和回路１４２には状態判定回路１５１の出力である導通状態判定信号Ｈ１と論理積回路１４３の出力の２信号が入力している。
【００２８】
また、図２の第２駆動制御装置２１１Ａと、図１の第２駆動制御装置２１１との相違は、フィードバック信号生成回路２３１Ａとインターロック信号生成回路２４１Ａの２点にある。第２駆動制御装置２１１Ａと第１駆動制御装置１１１Ａは基本的には同一の構成をしているので、重複する説明は省略する。
また、図２と図１の電力変換装置の構成は、前記したように第１、第２駆動制御装置の回路構成以外は、図１と同じ構成であるので、第１、第２駆動制御装置以外における重複する説明は省略する。
【００２９】
＜第２実施形態の動作＞
次に、第２実施形態の動作を図３を参照して説明する。
まず、上アーム、下アーム（それぞれスイッチング素子１０１、スイッチング素子２０１、図１）の駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合にアーム短絡（スイッチング素子１０１、２０１間の短絡）を抑止できる理由を、図３および図２を参照して説明する。
図２において、上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合、上・下アームの駆動制御装置１１１Ａ、２１１Ａは上下対称に動作するので、上アームの駆動制御装置１１１Ａの出力するインターロック信号ＬＤＣと入力するインターロック信号ＬＣＤは等しいと過渡的には見なせる。このときの状態（ＬＤＣ＝ＬＣＤ）が成立しているときの等価回路を、絶縁回路１７４の出力ＬＤＣを絶縁回路１７３の入力ＬＣＤに仮想的に直結させ、上アーム分に相当する回路を切り取って簡略化して示したものが図３である。
【００３０】
図３は、前記したように図２に示す駆動制御装置１１１Ａ、２１１Ａにおいて、駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時オン時の挙動を説明する仮想的な回路の簡略図である。駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時オンした場合には、駆動制御装置１１１Ａ、２１１Ａは対称的に動作する。したがって、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤにおいて、過渡的にＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する状態が発生することがある。このＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する場合において、図２の回路を仮想的に簡略化して図示したのが図３である。
また、図３における各回路、各回路要素の符号は図２に対応している。
【００３１】
図３において、インターロック信号生成回路１４１Ａへの第１の入力である駆動指令信号ＥＡ１がオン（Ｈｉｇｈ）、また第２の入力である導通状態判定信号Ｈ１がオフ（Ｌｏｗ）のとき、出力であるインターロック信号ＥＤ１は、否定論理和回路１４２を通るので、第３の入力であるインターロック信号ＥＣ１の否定の信号となる。
このとき、インターロック信号生成回路１４１Ａ、絶縁回路１７４、絶縁回路１７３を経由する閉回路に注目すると、一巡して論理が反転している。このような回路状態は不安定であり、前記閉回路の遅延時間の総和の２倍の周期で発振してしまう。
【００３２】
ところが、この前記閉回路の遅延時間の総和の２倍の周期よりもフィルタ回路１６１のフィルタの時定数が充分に大きく設定すると、発振したインターロック信号ＥＣ１をフィルタ回路１６１が遮断して、スイッチング素子駆動信号Ｉ１に発振した信号が入力するのを防止し、正常な動作を維持するのでアーム短絡を抑制することができる。
なお、図３において、駆動回路１２１（図２）に含まれる出力段パワー回路１２３（図２）、論理積回路１２２、また状態判定回路１５１の応答時定数に対し、発振周波数が充分に高い場合は、フィルタ回路１６１は必須の回路ではない。
【００３３】
＜第２実施形態の動作波形＞
次に、第２実施形態の動作波形を図４〜図７に示し、これらの動作波形を参照して、誤動作がどのように防止されているかについて述べる。
【００３４】
《健全時の動作波形》
図４は、本発明の第２実施形態が健全時の動作波形を示す図である。横軸は時間の経過である。また、光信号の駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２、電気信号の駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２、導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤ、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２の各波形が示されている。
図４において、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は、排他的に動作している。つまり、原則として、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は交互にオン（Ｈｉｇｈ、正電位）、オフ（Ｌｏｗ、負電位）を繰り返している。このオン・オフの境においては、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２が相対的に短いオフ・オフの区間を経てからどちらかがオンしている。したがって、上アームと下アームが同時にオンすることにつながる駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２が同時にオンとなるタイミングがなく動作している。
【００３５】
また、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２はごく細い幅のパルス（例えば囲線４０１の中のパルス）を出力しているが、これは駆動回路１２１、２２１（図２）に含まれる出力段パワー回路１２３、２２３（図２）、論理積回路１２２、２２１、また状態判定回路１５１、２５１の動作遅延によってフィードバック信号生成回路１３１Ａ、２３１Ａを構成する排他的論理和回路１３２、２３２が、前記の動作遅延の間だけ細いパルスを出力するものであり、故障ではなく正常状態で起こる現象である。フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２のＨｉｇｈのオンパルス（所定電位のパルス）幅が上記の遅延時間（所定の時間）を越えたときに故障あるいは異常とみなす。
【００３６】
《絶縁回路が誤動作した場合の動作波形》
図５は、本発明の第２実施形態において、絶縁回路１７１が誤動作した場合の動作波形である。図５においては、図４と同様に、横軸は時間の経過である。また、光信号の駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２、電気信号の駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２、導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤ、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２の各波形が示されている。
【００３７】
<故障例１>
故障例１（５１０）は、図２における上アーム側の駆動制御装置１１１Ａ内の絶縁回路１７１の誤動作（５１１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースである。
しかしながら、下アーム側の駆動制御装置２１１Ａの状態判定回路２５１の出力は、下アーム側が出力する状態であることを認識しているので、導通状態判定信号Ｈ２はＨｉｇｈであり、インターロック信号生成回路２４１Ａで反転して出力されたインターロック信号ＬＣＤは、Ｌｏｗである。このインターロック信号ＬＣＤは絶縁回路１７３とフィルタ回路１６１とを経て、論理積回路１２２にＬｏｗ信号として入力している。
【００３８】
したがって、前記のように絶縁回路１７１の誤動作（５１１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力して論理積回路１２２に入力したとしても、論理積回路１２２の他方の入力であるフィルタ回路１６１の出力がＬｏｗであるので、論理積回路１２２の出力はＬｏｗのままであり、出力段パワー回路１２３からはオンパルスは出力されない。そして、導通状態判定信号Ｈ１もＬｏｗのままである。図５において、駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力（囲線５１１）しているにもかかわらず、囲線５１２で示した導通状態判定信号Ｈ１がＬｏｗのままであるのは、以上の状況を示している。したがって、上アームと下アームの短絡が防止されている。
【００３９】
また、絶縁回路１７１の誤動作（５１１）によって出力したオンパルスの駆動指令信号ＥＡ１は、フィードバック信号生成回路１３１Ａである排他的論理和（ＸＯＲ）１３２に入力しているので、フィードバック信号ＬＢ１には、前記のオンパルスを反映した囲線５１３のなかのパルスが検出されるので、故障検知可能である。
【００４０】
<故障例２>
同様に故障例２（５２０）は、下アーム側の駆動制御装置２１１Ａ内の絶縁回路２７８の誤動作（５２１）によって駆動指令信号ＥＡ２がオンパルスを出力したケースである。
駆動制御装置２１１Ａは、駆動制御装置１１１Ａと基本的には同じ構成をしているので、故障例１（５１０）で駆動制御装置１１１Ａと駆動制御装置２１１Ａで起きた現象を駆動制御装置２１１Ａと駆動制御装置１１１Ａを入れ換えた現象が起きる。
したがって、誤動作（５２１）に示した誤動作のパルスは、下アームの導通状態判定信号Ｈ２の囲線５２２に示されるように下アームの駆動回路２２１に含まれる出力段パワー回路２２３には出力されず、アーム短絡が防止される。
また、フィードバック信号ＬＢ２には、前記のオンパルスを反映した囲線５２３のなかのパルスが検出されるので、故障検知可能である。
【００４１】
<故障例３>
故障例３（５３０）は、故障例１と同様に上アーム側の駆動制御装置１１１Ａ内の絶縁回路１７１の誤動作（５３１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースであるが、それとともに下アームの駆動指令信号ＥＡ２も同時にオン（囲線５３１）になった場合である。
このような場合、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤは、図３を参照して述べたように、高周波で発振状態になってしまうが、フィルタ回路１６１、２６１によって導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２の発振を防止（囲線５３２）し、アーム短絡を抑止できる。また、フィードバック信号ＦＬＢ１、ＬＢ２（囲線５３３）より故障検知可能であることが分かる。
【００４２】
<故障例４>
図６は、本発明の第２実施形態において、スイッチング素子１０１、１０２が点弧不良の場合の動作波形を示す図である。
故障例４（５４０）は、上アームの駆動指令信号ＥＡ１がオンになっても、上アームのスイッチング素子１０１が点弧しなかったケースである。
これは上アームの駆動指令信号ＥＡ１が駆動回路１２１に伝達されなかったか、駆動回路１２１内部での誤動作で正常に動作しなかったことが推定される。
このときには、駆動回路１２１の出力がＬｏｗのままであるので、導通状態判定信号Ｈ１は、囲線５４１に示すようにＬｏｗの状態のままであり、点弧不良である信号の状態である。
【００４３】
しかしながら、図２において、駆動指令信号ＥＡ１と導通状態判定信号Ｈ１がフィードバック信号生成回路１３１Ａの排他的論理和（ＸＯＲ）回路１３２に入力しているので、図６の故障例４（５４０）の区間においては、駆動指令信号ＥＡ１（Ｈｉｇｈ）と導通状態判定信号Ｈ１（Ｌｏｗ）の状態であって、排他的論理和回路１３２はＨｉｇｈの信号を出力する。したがって、フィードバック信号生成回路１３１Ａは、囲線５４３の故障検知に示すように、スイッチング素子１０１の動作不良の場合でもフィードバック信号ＬＢ１により故障検知可能であることが分かる。
以上は、駆動指令信号ＥＡ１側の点弧不良の故障検知であったが、駆動制御装置２１１Ａは、駆動制御装置１１１Ａと基本的には同じ構成をしているので、駆動指令信号ＥＡ２側の点弧不良の故障検知も可能である。
【００４４】
<故障例５>
図７は、本発明の第２実施形態において、スイッチング素子が誤点弧した場合の動作波形を示す図である。
図７において、故障例５（５５０）は、下アームの駆動指令信号ＥＡ２がオフ（Ｌｏｗ）にもかかわらず、下アームのスイッチング素子２０１が誤点弧したケースである。なお、スイッチング素子２０１が誤点弧したことを、導通状態判定信号Ｈ２において囲線５５１にオンパルス（Ｈｉｇｈ）が発生していることで示している。
また、図７においては、スイッチング素子２０１の誤動作を明確に示すために、駆動制御装置２１１Ａ側の正常なパルスを表記していない。
【００４５】
導通状態判定信号Ｈ２は、フィードバック信号生成回路２３１Ａである排他的論理和回路２３２に入力し、また下アームの駆動指令信号ＥＡ２も排他的論理和回路２３２に入力している。そして、前記したように下アームの駆動指令信号ＥＡ２がオフ（Ｌｏｗ）にもかかわらず、導通状態判定信号Ｈ２にオンパルス（Ｈｉｇｈ）が発生するので排他的論理和回路２３２からＨｉｇｈの信号が出力する。したがって、フィードバック信号ＬＢ２には、囲線５５３内に示したＨｉｇｈの信号が出力するので故障検知が可能である。
【００４６】
<故障例６>
図７において、故障例６（５６０）は、下アームの駆動指令信号ＥＡ２がオフ（Ｌｏｗ）にもかかわらず、上アームのスイッチング素子１０１が点弧中に下アームのスイッチング素子２０１が誤点弧したケースである。なお、スイッチング素子２０１が誤点弧したことを、導通状態判定信号Ｈ２において囲線５６１にオンパルス（Ｈｉｇｈ）が発生していることで示している。
【００４７】
このとき、導通状態判定信号Ｈ２は、インターロック信号生成回路２４１Ａにおける否定論理和（ＮＯＲ）回路２４２に入力しているので、導通状態判定信号Ｈ２のオンパルス（Ｈｉｇｈ）は、インターロック信号生成回路２４１ＡからＬｏｗ（オフパルス）のインターロック信号ＥＤ２として出力し、絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤ（Ｌｏｗ、オフパルス）に変換され、さらに絶縁回路１７３で電気信号のインターロック信号ＥＣ１に変換され、フィルタ回路１６１を経て駆動回路１２１の論理積（ＡＮＤ）回路１２２に入力している。
論理積回路１２２には、誤点弧に対応するパルスがＬｏｗ（オフパルス）として入力するので、駆動指令信号ＥＡ１がオンのＨｉｇｈであっても、駆動回路１２１のスイッチング素子駆動信号Ｉ１はオフする。なお、スイッチング素子１０１がオフしたことを、導通状態判定信号Ｈ１においてＬｏｗとなっていることで示している。
【００４８】
以上のように、上アームのスイッチング素子１０１が点弧中に下アームのスイッチング素子２０１が誤点弧した場合でも、誤点弧の間は上アームのスイッチング素子１０１がオフになり、アーム短絡が防止される。
また、誤点弧の発生した際の導通状態判定信号Ｈ２は、フィードバック信号生成回路２３１Ａの排他的論理和回路２３２に入力しているので、フィードバック信号ＬＢ１から故障検知（囲線５６３内）が可能である。
なお、短絡を防止するためにスイッチング素子１０１がオフして導通状態判定信号Ｈ１もＬｏｗとなったときに、導通状態判定信号Ｈ１は、フィードバック信号生成回路１３１Ａの排他的論理和回路１３２に入力しているので、フィードバック信号ＬＢ２からも故障検知（囲線５６３内）が可能である。
【００４９】
(第３実施形態)
次に、本発明の電力変換装置の第３実施形態を、図８〜図１２を参照して説明する。
図８は、本発明の電力変換装置の第３実施形態における第１、第２駆動制御装置の回路構成の詳細を示す図である。第１、第２駆動制御装置の回路構成以外は、図１と同じ構成であるので、表記を省略している。
また、図８の第１駆動制御装置１１１Ｂと、図１の第１駆動制御装置１１１との相違は、フィードバック信号生成回路１３１Ｂとインターロック信号生成回路１４１Ｂの２点にある。
【００５０】
第１点として、図８のフィードバック信号生成回路１３１Ｂは、図１のフィードバック信号生成回路１３１に相当するが、フィードバック信号生成回路１３１Ｂとして否定（ＮＯＴ）回路１３４と、論理積（ＡＮＤ）回路１３３を備えた回路としている。
なお、否定回路１３４にはフィルタ回路１６１の出力であるフィルタ出力信号（第１フィルタ出力信号）Ｆ１を入力し、論理積回路１３３には絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１と否定回路１３４の出力の２信号が入力している。
ただし、状態判定回路１５１の出力である導通状態判定信号Ｈ１は入力していない。
【００５１】
第２点として、図８のインターロック信号生成回路１４１Ｂは、図１のインターロック信号生成回路１４１に相当するが、インターロック信号生成回路１４１Ｂとして論理積（ＡＮＤ）回路１４３と否定論理和（ＮＯＲ）回路１４２を備えた回路としている。
なお、論理積回路１４３には、絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１とインターロック信号ＥＣ１の２信号が入力し、否定論理和回路１４２には状態判定回路１５１の出力である導通状態判定信号Ｈ１と論理積回路１４３の出力の２信号が入力している。
【００５２】
また、図８の第２駆動制御装置２１１Ｂと、図１の第２駆動制御装置２１１との相違は、フィードバック信号生成回路２３１Ｂとインターロック信号生成回路２４１Ｂの２点にある。第２駆動制御装置２１１Ｂと第１駆動制御装置１１１Ｂは基本的には同一の構成をしているので、重複する説明は省略する。
また、図８と図１の電力変換装置の構成は、前記したように第１、第２駆動制御装置の回路構成以外は、図１と同じ構成であるので、第１、第２駆動制御装置以外における重複する説明は省略する。
【００５３】
＜第３実施形態の動作波形＞
次に、第３実施形態の動作波形を図９〜図１１に示し、これらの動作波形を参照して、誤動作がどのように防止されているかについて述べる。
【００５４】
《健全時の動作波形》
図９は、本発明の第３実施形態が健全時の動作波形を示す図である。横軸は時間の経過である。また、光信号の駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２、電気信号の駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２、導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤ、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２の各波形が示されている。
図９において、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は、排他的に動作している。つまり、原則として、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は交互にオン（Ｈｉｇｈ）、オフ（Ｌｏｗ）を繰り返している。このオン・オフの境においては、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２が相対的に短いオフ・オフの区間を経てからどちらかがオンしている。したがって、上アームと下アームが同時にオンすることにつながる駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２が同時にオン（Ｈｉｇｈ）となるタイミングがなく動作している。
【００５５】
なお、第３実施形態における健全時のフィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２は、図４に示す第２実施形態における健全時の動作波形とは異なり、細いパルス（囲線４０１、図４）を出力しない。これは、第３実施形態のフィードバック信号生成回路１３１Ｂは、第２実施形態のフィードバック信号生成回路１３１Ａと回路構成が異なるからである。
第３実施形態においては、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２がオン状態になったときに故障・異常とみなす。
【００５６】
《絶縁回路が誤動作した場合の動作波形》
図１０は、本発明の第３実施形態において、絶縁回路１７１が誤動作した場合の動作波形を示す図である。
である。図１０においては、図９と同様に、横軸は時間の経過である。また、光信号の駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２、電気信号の駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２、導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤ、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２の各波形が示されている。
【００５７】
<故障例１>
故障例１（６１０）は、図２における上アーム側の駆動制御装置１１１Ｂ内の絶縁回路１７１の誤動作（６１１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースである。
しかしながら、下アーム側の駆動制御装置２１１Ｂの状態判定回路２５１の出力は、下アーム側が出力する状態であることを認識しているので、導通状態判定信号Ｈ２はＨｉｇｈであり、インターロック信号生成回路２４１Ｂで反転して出力されたインターロック信号ＬＣＤは、Ｌｏｗである。このインターロック信号ＬＣＤは絶縁回路１７３とフィルタ回路１６１とを経て、論理積回路１２２にＬｏｗ信号として入力している。
【００５８】
したがって、前記のように絶縁回路１７１の誤動作（５１１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力して論理積回路１２２に入力したとしても、論理積回路１２２の他方の入力であるフィルタ回路１６１の出力がＬｏｗであるので、論理積回路１２２の出力はＬｏｗのままであり、出力段パワー回路１２３からはオンパルスは出力されない。そして、導通状態判定信号Ｈ１もＬｏｗのままである。図１０において、駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力（囲線６１１）しているにもかかわらず、囲線６１２で示した導通状態判定信号Ｈ１がＬｏｗのままであるのは、以上の状況を示している。したがって、上アームと下アームの短絡が防止されている。
【００５９】
また、絶縁回路１７１の誤動作（５１１）によって出力したオンパルスの駆動指令信号ＥＡ１は、フィードバック信号生成回路１３１Ａに備えられた論理積回路１３３に入力しているので、フィードバック信号ＬＢ１には、前記のオンパルスを反映した囲線６１３のなかのパルスが検出されるので、故障検知可能である。
【００６０】
<故障例２>
同様に故障例２（６２０）は、下アーム側の駆動制御装置２１１Ｂ内の絶縁回路２７８の誤動作（６２１）によって駆動指令信号ＥＡ２がオンパルスを出力したケースである。
駆動制御装置２１１Ｂは、駆動制御装置１１１Ｂと基本的には同じ構成をしているので、故障例１（６１０）で駆動制御装置１１１Ｂと駆動制御装置２１１Ｂで起きた現象を駆動制御装置２１１Ｂと駆動制御装置１１１Ｂを入れ換えた現象が起きる。
したがって、誤動作（６２１）に示した誤動作のパルスは、下アームの導通状態判定信号Ｈ２の囲線６２２に示されるように下アームの駆動回路２２１に含まれる出力段パワー回路２２３には出力されず、アーム短絡が防止される。
また、フィードバック信号ＬＢ２には、前記のオンパルスを反映した囲線６２３のなかのパルスが検出されるので、故障検知可能である。
【００６１】
<故障例３>
故障例３は、故障例１と同様に上アーム側の駆動制御装置１１１Ｂ内の絶縁回路１７１の誤動作（６３１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースであるが、それとともに下アームの駆動指令信号ＥＡ２も同時にオン（囲線６３１）になった場合である。
このような場合、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤは、図３を参照して述べたように、高周波で発振状態になってしまうが、フィルタ回路１６１、２６１によって導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２の発振を防止（囲線６３２）し、アーム短絡を抑止できる。また、フィードバック信号ＦＬＢ１、ＬＢ２（囲線６３３）より故障検知可能であることが分かる。
【００６２】
<故障例４>
図１１は、本発明の第３実施形態において、絶縁回路１７１が誤動作した場合のさらなる例の動作波形を示す図である。
図１１において、故障例４（６４０）は、下アームの駆動指令信号ＥＡ２がオフ（Ｌｏｗ）にもかかわらず、上アームのスイッチング素子１０１が点弧中に下アームのスイッチング素子２０１が誤点弧したケースである。なお、スイッチング素子２０１が誤点弧したことを、導通状態判定信号Ｈ２において囲線６４１にオンパルス（Ｈｉｇｈ）が発生していることで示している。
【００６３】
このとき、導通状態判定信号Ｈ２は、インターロック信号生成回路２４１Ｂにおける否定論理和（ＮＯＲ）回路２４２に入力しているので、導通状態判定信号Ｈ２のオンパルス（Ｈｉｇｈ）は、インターロック信号生成回路２４１ＢからＬｏｗ（オフパルス）のインターロック信号ＥＤ２として出力し、絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤ（Ｌｏｗ、オフパルス）に変換され、さらに絶縁回路１７３で電気信号のインターロック信号ＥＣ１に変換され、フィルタ回路１６１を経て駆動回路１２１の論理積回路（ＡＮＤ回路）１２２に入力している。
論理積（ＡＮＤ）回路１２２には、誤点弧に対応するパルスがＬｏｗ（オフパルス）として入力するので、駆動指令信号ＥＡ１がオンのＨｉｇｈであっても、駆動回路１２１のスイッチング素子駆動信号Ｉ１はオフする。なお、スイッチング素子１０１がオフしたことを、導通状態判定信号Ｈ１においてＬｏｗとなっていることで示している。
【００６４】
以上のように、上アームのスイッチング素子１０１が点弧中に下アームのスイッチング素子２０１が誤点弧した場合でも、誤点弧の間は上アームのスイッチング素子１０１がオフになり、アーム短絡が防止される。
また、誤点弧の発生した際の導通状態判定信号Ｈ２のオンパルス（Ｈｉｇｈ）は、インターロック信号生成回路２４１ＢからＬｏｗ（オフパルス）のインターロック信号ＥＤ２として出力し、絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤ（Ｌｏｗ、オフパルス）に変換され、さらに絶縁回路１７３で電気信号のインターロック信号ＥＣ１に変換され、フィルタ回路１６１を経てフィードバック信号生成回路１３１Ｂに入力しているので、フィードバック信号ＬＢ１から故障検知（囲線６４３内）が可能である。
【００６５】
（その他の実施形態）
本発明は前記の実施形態に限定されるものではない。以下に例をあげる。
【００６６】
図１において、絶縁回路１７１〜１７４、２７５〜２７８を用いず、光−電気の信号変換をせずに、指令制御装置３１２と第１、第２駆動制御装置との間の信号の授受を電気信号によって行った場合においても、第１〜第３実施形態で示した第１、第２駆動制御装置の制御方法は有効である。したがって、必ずしも絶縁回路１７１〜１７４、２７５〜２７８がなくともよい。
【００６７】
図１において、上・下アームとなるスイッチング素子１０１、２０１は一対であって１相分の回路構成を示しているが、これらの対を３組備えて３相とした場合にも、第１〜第３実施形態で示した第１、第２駆動制御装置の制御方法は有効に作用する。
【００６８】
図１において、電力変換装置に用いるスイッチング素子として、ＩＧＢＴを用いて説明したが、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、ＢＪＴ（Bipolar Junction Transistor）、ＢｉＣＭＯＳ（Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor）、ＳｉＣ（Silicon Carbide）素子、あるいは、他の適切なスイッチング素子を用いても良い。
【００６９】
第２実施形態（図２）の発振対策として、「図３において、駆動回路１２１（図２）に含まれる出力段パワー回路１２３（図２）、論理積回路１２２、また状態判定回路１５１の応答時定数に対し、発振周波数が充分に高い場合は、フィルタ回路１６１は必須の回路ではない。」と述べたが、第１実施形態（図１）、第３実施形態（図８）においても、前記の回路に対応する応答時定数に対し、発振周波数が充分に高い場合は、フィルタ回路１６１、２６１（図１、図８）は必須の回路ではない。
【００７０】
図１、図２、図８に示した第１、第２、第３実施形態において、駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２、フィードバック信号ＥＢ１、ＥＢ２、導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２は、それぞれＨｉｇｈの電位で駆動信号、フィードバック信号、導通状態判定信号が能動的に作用するように設定されている。しかしながら、図１、図２、図８の回路構成の前記の各信号は、必ずしもＨｉｇｈの電位で各信号が能動的に作用するように設定する必要はない。Ｌｏｗの電位で能動的に作用するような回路構成で設計してもよい。
したがって、例えば、図２において「フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２のＨｉｇｈのオンパルス（所定電位のパルス）幅が上記の遅延時間（所定の時間）を越えたときに故障あるいは異常とみなす」が、「フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２のＬｏｗのオンパルス（所定電位のパルス）幅が上記の遅延時間（所定の時間）を越えたときに故障あるいは異常とみなす」、回路構成も可能である。
【００７１】
＜参考回路１＞
次に、従来技術（例えば特許文献１）の問題点の第１例の詳細を＜参考回路１＞として説明する。
図１２は、従来の電力変換装置の参考回路１において、誤動作に対する策が不充分な駆動制御回路を参考として示した図である。
図１２において、第１駆動制御装置１１１１には、光信号を電気信号に変換する絶縁回路１７１、１７３と、電気信号を光信号に変換する絶縁回路１７４とが備えられている。
また、第２駆動制御装置１２１１には、光信号を電気信号に変換する絶縁回路２７８、２７６と、電気信号を光信号に変換する絶縁回路２７５とが備えられている。
指令制御装置（不図示）と第１駆動制御装置１１１１、第２駆動制御装置１２１１との間の信号の授受には、光信号（ＬＡ１、ＬＡ２）が用いられる。
また、第１駆動制御装置１１１１と第２駆動制御装置１２１１との間の信号の授受には、光信号（ＬＣＤ、ＬＤＣ）が用いられる。
【００７２】
指令制御装置（不図示）の出力する光信号である駆動指令信号ＬＡ１は、光−電気変換回路である絶縁回路１７１で電気信号の駆動指令信号ＥＡ１に変換される。
また、指令制御装置の出力する光信号である駆動指令信号ＬＡ２は、光−電気変換回路である絶縁回路２７８で電気信号の駆動指令信号ＥＡ２に変換される。
【００７３】
また、第１駆動制御装置１１１１に備えられた後記するインターロック信号生成回路１１４１の電気信号出力であるインターロック信号ＥＤ３は、電気−光変換回路である絶縁回路１７４で光信号のインターロック信号ＬＤＣ（第１インターロック信号）に変換され、第２駆動制御装置１２１１の光−電気変換回路である絶縁回路２７６で再び電気信号のインターロック信号ＥＣ２に変換される。
また、第２駆動制御装置１２１１に備えられたインターロック信号生成回路１２４１の電気信号出力であるインターロック信号ＥＤ４は、電気−光変換回路である絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤに変換され、第１駆動制御装置１１１１の光−電気変換回路である絶縁回路１７３で再び電気信号のインターロック信号ＥＣ１に変換される。
【００７４】
第１駆動制御装置１１１１は、論理積（ＡＮＤ）回路１２２と出力段パワー回路１２３からなる駆動回路１２１と、状態判定回路１５１と、インターロック信号生成回路１１４１と、前記した絶縁回路１７１、１７３、１７４とを備えて構成される。
【００７５】
駆動回路１２１に備えられた論理積回路１２２には、駆動指令信号ＥＡ１とインターロック信号ＥＣ１が入力してこれらの信号の論理積（ＡＮＤ）を求めている。また、駆動回路１２１に備えられた出力段パワー回路１２３は論理積回路１２２の出力Ｅ１に基づいて第１スイッチング素子（不図示）を駆動する。
また、状態判定回路１５１は、出力段パワー回路１２３からの導通状態信号Ｇ１を入力して、スイッチング素子の導通状態を判定し、導通状態判定信号Ｈ１を出力する。
【００７６】
また、インターロック信号生成回路（ＮＯＴ回路）１１４１は、状態判定回路１５１の出力の導通状態判定信号Ｈ１を入力し、反転の演算処理をしてインターロック信号ＥＤ３を生成して出力する
なお、インターロック信号生成回路１１４１のインターロック信号ＥＤ１は、絶縁回路１７４で光信号のインターロック信号ＬＤＣに変換され、第２駆動制御装置１２１１に送られる。
【００７７】
なお、下アームの第２駆動制御装置１２１１は、上アームの第１駆動制御装置１１１１と同じ構成である。したがって、詳細な構成の説明は省略する。
【００７８】
図１３は、以上の参考回路１の動作波形を示す図である。
図１３において、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は排他的に動作している。
【００７９】
<故障例１、２>
故障例１（２１１０）は、上アーム側の駆動制御装置１１１１内の絶縁回路１７１の誤動作によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力（囲線２１１１）したケースであるが、上アームの導通状態判定信号Ｈ１はオフ状態（囲線２１１２）のままであり、アーム短絡が防止されていることが分かる。
同様に故障例２（２１２０）は、下アーム側の駆動制御装置１２１１内の絶縁回路２７８の誤動作によって駆動指令信号ＬＡ２がオンパルスを出力（囲線２１２１）したケースであるが、上アームの導通状態判定信号Ｈ２はオフ状態のままであり、アーム短絡が防止されていることが分かる。
以上、従来の参考回路１も単純な誤動作に対しては一応の策が施されている。しかしながら、次に示す故障例３に対しては不充分な回路となっている。
【００８０】
<故障例３>
故障例３（２１３０）は、故障例１と同様に上アーム側の駆動制御装置１１１１内の絶縁回路１７１の誤動作によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースであるが、上・下アームの駆動指令信号ＬＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった点が異なる。このような場合、高周波で発振状態になってしまい、アーム短絡を抑止することはできずに装置を破壊してしまう。
【００８１】
参考回路１において、上・下アームの駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２が同時にオンになった場合に発振する理由を、図１４を参照して説明する。
図１４は、前記したように図１２に示す駆動制御装置１１１１、１２１１において、駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時オン時の挙動を説明するための仮想的な簡略図である。駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時オンした場合には、駆動制御装置１１１１、１２１１は対称的に動作する。したがって、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤにおいて、過渡的にＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する状態が発生することがある。このＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する場合において、絶縁回路１７４の出力ＬＤＣを絶縁回路１７３の入力ＬＣＤに直結させ、上アーム分だけを切り取って、図１２の回路を仮想的に簡略化して図示したのが図１４である。
また、図１４における各回路、各回路要素の符号は図１２に対応している。
【００８２】
図１４において、論理積（ＡＮＤ）回路１２２の一方の入力ＥＡ１（駆動指令信号）がオンのとき、他方の入力ＥＣ１（インターロック信号）と出力Ｅ１（駆動信号）は等しくなる。このとき、論理積回路１２２、インターロック信号生成回路（ＮＯＴ回路）１１４１、絶縁回路１７４、絶縁回路１７３を経由する閉回路に注目すると、一巡して論理が反転していることが分かる。このような回路状態は不安定であり、閉回路の遅延時間の総和の２倍の周期で発振してしまう。
この発振状態が図１３における囲線２１３２で示した発振波形である。ただし、発振周波数が高いので囲線２１３２の中の波形は黒く塗りつぶされて表記されている。
また、この状況においては、上アーム（スイッチング素子１０１、図１）と下アーム（スイッチング素子２０１、図１）とが短絡することが起こりうる。
【００８３】
＜参考回路２＞
次に、従来技術（例えば特許文献２）の問題点の第２例の詳細を＜参考回路２＞として説明する。
図１５は、従来の電力変換装置の参考回路２において、誤動作に対する策が不充分な駆動制御回路を参考として示した図である。
図１５は、図１２の回路における否定（ＮＯＴ）回路によるインターロック信号生成回路１１４１を、否定論理和（ＮＯＲ）回路によるインターロック信号生成回路３１４１に変更して駆動指令信号ＥＡ１の入力を追加したものである。
また、他の回路、接続関係は、図１２と同じである。
【００８４】
図１６は、従来の電力変換装置の参考回路２の動作波形を示す図である。
図１６において、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は、排他的に動作している。
故障例１（３１１０）は、上アーム側の駆動制御装置１１１１内の絶縁回路１７１の誤動作によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力（囲線３１１１）したケースであるが、上アームの導通状態判定信号Ｈ１は、オフ状態のままであり、アーム短絡が防止されていることが分かる。
ただし、健全側の下アームの導通状態判定信号Ｈ２もオフになっている。
同様に故障例２（３１２０）は、下アーム側の駆動制御装置１２１１内の絶縁回路２７８の誤動作によって駆動指令信号ＥＡ２がオンパルスを出力したケースであるが、上アームの導通状態判定信号Ｈ２はオフ状態のままであり、アーム短絡が防止されていることが分かる。
ただし、健全側の上アームの導通状態判定信号Ｈ１もオフになっている。
【００８５】
故障例３（３１３０）は、故障例１（３１１０）と同様に上アーム側の駆動制御装置１１１１内の絶縁回路１７１の誤動作によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースであるが、上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった点が異なる。このような場合でも、参考回路１の動作波形（図１３）と異なり、発振を防止かつアーム短絡を抑止することができる。
【００８６】
参考回路２において、上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合に発振しない理由を、次に説明する。
図１７は、従来の電力変換装置の参考回路２の上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合の挙動を説明するための仮想的な簡略図である。
図１７において、上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合、上・下アームの駆動制御装置１１１１、１２１１は対称に動作する。
したがって、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤにおいて、過渡的にＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する状態が発生することがある。このＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する場合において、絶縁回路１７４の出力ＬＤＣを絶縁回路１７３の入力ＬＣＤに直結させ、上アーム分だけを切り取って、図１５の回路を仮想的に簡略化して図示したのが図１７である。
また、図１７における各回路、各回路要素の符号は図１５に対応している。
【００８７】
図１７において、インターロック信号生成回路（ＮＯＲ回路）３１４１の一方の入力ＥＡ１（駆動指令信号）がオンのとき、他方の入力Ｈ１（導通状態判定信号）の状態によらず必ず出力ＥＤ５（インターロック信号）は必ずオフになる。このため、上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合でも、原理的に発振しない。
【００８８】
しかしながら、故障例１（３１１０）、故障例２（３１２０）で示したように、先にオンした健全側のアームまでオフするので、前述した「入力ＥＡ１（駆動指令信号）がオンのとき、他方の入力Ｈ１（導通状態判定信号）の状態によらず必ず出力ＥＤ５（インターロック信号）は必ずオフになる」という条件が崩れて、再度オンしてしまうことがあり、出力ＥＤ５（インターロック信号）のオフ時間が短ければ過電圧によりスイッチング素子が破壊されてしまう可能性がある。
【符号の説明】
【００８９】
１００ 電力変換装置
１０１ スイッチング素子（第１スイッチング素子）
１１０ 出力端子
１１１、１１１Ａ、１１１Ｂ 駆動制御装置（第１駆動制御装置）
１１１１、１２１１ 駆動制御装置
１１４１、１２４１ 否定回路（ＮＯＴ回路）
１２１ 駆動回路（第１駆動部）
１２２、１３３、１４３、２２２、２３３、２４３ 論理積回路（ＡＮＤ回路）
１２３、２２３ 出力段パワー回路
１３１、１３１Ａ、１３１Ｂ フィードバック信号生成回路（第１フィードバック信号生成部）
１３２、２３２ 排他的論理和回路（ＸＯＲ回路）
１４１、１４１Ａ、１４１Ｂ インターロック信号生成回路（第１インターロック信号生成部）
１５１ 状態判定回路（第１状態判定部）
１６１ フィルタ回路（第１フィルタ部）
１７１〜１７４、２７５〜２７８ 絶縁回路（第１絶縁部〜第８絶縁部）
２０１ スイッチング素子（第２スイッチング素子）
２１１、２１１Ａ、２１１Ｂ 駆動制御装置（第２駆動制御装置）
２２１ 駆動回路（第２駆動部）
２３１、２３１Ａ、２３１Ｂ フィードバック信号生成回路（第２フィードバック信号生成部）
２４１、２４１Ａ、２４１Ｂ インターロック信号生成回路（第２インターロック信号生成部）
２５１ 状態判定回路（第２状態判定部）
２６１ フィルタ回路（第２フィルタ部）
３０１ 直流電圧源
３１２ 指令制御装置
３１４１、３２４１ 否定論理和回路（ＮＯＲ回路）
Ｅ１、Ｅ２ 制御駆動信号
ＥＡ１ 駆動指令信号（第１駆動指令信号）（電気信号）
ＥＡ２ 駆動指令信号（第２駆動指令信号）（電気信号）
ＥＢ１ フィードバック信号（第１フィードバック信号）（電気信号）
ＥＢ２ フィードバック信号（第２フィードバック信号）（電気信号）
ＥＣ１ インターロック信号（第２インターロック信号）（電気信号）
ＥＣ２ インターロック信号（第１インターロック信号）（電気信号）
ＥＤ１ インターロック信号（第１インターロック信号）（電気信号）
ＥＤ２ インターロック信号（第２インターロック信号）（電気信号）
Ｆ１ フィルタ出力信号（第１フィルタ出力信号）
Ｆ２ フィルタ出力信号（第２フィルタ出力信号）
Ｇ１、Ｇ２ 導通状態信号
Ｈ１ 導通状態判定信号（第１導通状態判定信号）
Ｈ２ 導通状態判定信号（第２導通状態判定信号）
Ｉ１、Ｉ２ スイッチング素子駆動信号
ＬＡ１ 駆動指令信号（第１駆動指令信号）（光信号）
ＬＡ２ 駆動指令信号（第２駆動指令信号）（光信号）
ＬＢ１ フィードバック信号（第１フィードバック信号）（光信号）
ＬＢ２ フィードバック信号（第２フィードバック信号）（光信号）
ＬＣＤ インターロック信号（第２インターロック信号）（光信号）
ＬＤＣ インターロック信号（第１インターロック信号）（光信号）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を交流電力に、あるいは交流電力を直流電力に変換する電力変換装置に係り、特に電源に直列接続された複数のスイッチング素子のアーム短絡防止機能を有する駆動制御装置を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電力を交流電力に、あるいは交流電力を直流電力に変換する手段として、スイッチング素子を用いた電力変換装置が家電品から鉄道車両まで幅広い分野で使用されている。
電力変換装置は、一般的には、直流電圧に対してスイッチング素子を２個直列に接続し、２個のスイッチング素子の間より負荷出力線を取り出すブリッジ構造をとり、さらにこのブリッジを複数組、たとえば三相インバータの場合は３組備えて構成されている。
通常、直流電圧の正極側と負荷出力線の間（上アーム）のスイッチング素子と、直流電圧の負極側と負荷出力線の間（下アーム）のスイッチング素子は排他的に動作するが、何らかのトラブルによって上・下アーム両方のスイッチング素子がオン状態（いわゆるアーム短絡）になった場合、膨大な短絡電流が上・下アーム両方のスイッチング素子に流れ、装置を破壊してしまう。このようなアーム短絡を防止するため、上・下アームのスイッチング素子を駆動する駆動制御装置間でインターロックを取る技術が知られている（特許文献１〜５参照）。
【０００３】
なお、特許文献１においては、上アームの駆動指令と下アームの駆動指令は排他的に動作して、上アームのみ、もしくは下アームのみが誤動作した場合には、アーム短絡が防止される技術が開示されている。
また、特許文献２においては、上アームの駆動指令と下アームの駆動指令は排他的に動作して、上アームのみ、もしくは下アームのみが誤動作した場合、さらには、上アームと下アームが同時にオンになった場合でも発振を防止し、かつアーム短絡を抑止することができる技術が開示されている。
また、特許文献３〜５には、前記したような電力変換装置に係る一般的な技術が開示されている。
また、特許文献６においては、スイッチング素子の導通状態を検出する手段を備え、さらに検出した導通状態を、絶縁手段を介して指令制御装置に伝える手段を備えて、駆動制御装置がスイッチング素子に与える駆動信号を検証する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−１４１７８２号公報
【特許文献２】特開平８−２９８７８６号公報
【特許文献３】特開２００７−１８５０２４号公報
【特許文献４】特開２００６−３４０７７号公報
【特許文献５】特開２００９−２９６７３２号公報
【特許文献６】特開２００１−２３８４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、所定の故障例のアーム短絡が防止されるものの、上・下アームの駆動指令が同時にオンになった場合に、高周波で発振状態となることがあり、アーム短絡を抑止することはできずに装置を破壊してしまうという問題がある（詳細は後記する図１２〜図１４に示す参考回路１を参照）。
また、特許文献２においては、上・下アームの駆動指令が同時にオンになった場合でも、発振を防止かつアーム短絡を抑止することができるものの、後記する所定の故障例では、先にオンした健全側のアームまでオフして再度オンしてしまうことがあり、オフ時間が短ければ過電圧によりスイッチング素子が破壊されてしまう可能性があるという問題がある（詳細は後記する図１５〜図１７に示す参考回路２を参照）。
また、特許文献１、特許文献２、特許文献６に開示された技術を組み合わせた場合には、絶縁回路の故障により誤動作が頻発するようになった際に、上・下アーム間でインターロック信号をやり取りすることでアーム短絡は抑止され、スイッチング素子の導通状態は正常状態に保たれるが、絶縁回路の故障を検知できず、鉄芯に渦電流損失が発生し、磁性部品の鉄損が増加するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題点を解決するものであって、その目的は、指令制御装置の出力した駆動指令信号に関連する回路が誤動作した場合でもアーム短絡を抑止でき、かつ誤動作したことを検知する電力変換回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するために、各発明を以下のような構成にした。
すなわち、本発明の電力変換装置は、直流電圧源に直列接続された第１スイッチング素子と第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子を駆動制御する第１駆動制御装置と、前記第２スイッチング素子を駆動制御する第２駆動制御装置と、前記第１駆動制御装置と前記第２駆動制御装置とに指令を与える指令制御装置とを含んでなる電力変換装置であって、前記第１駆動制御装置は、前記指令制御装置の第１駆動指令信号と前記第２駆動制御装置の出力する第２インターロック信号との演算結果に基づいて前記第１スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第１駆動部と、前記第１スイッチング素子の導通状態を判定する第１状態判定部と、前記第１駆動指令信号と前記第２インターロック信号と前記第１状態判定部の出力する第１導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第１インターロック信号を生成する第１インターロック信号生成部と、前記第１駆動指令信号と前記第２インターロック信号と前記第１導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第１フィードバック信号を出力する第１フィードバック信号生成部と、を備え、前記第２駆動制御装置は、前記指令制御装置の第２駆動指令信号と前記第１駆動制御装置の出力する第１インターロック信号とを演算して前記第２スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第２駆動部と、前記第２スイッチング素子の導通状態を判定する第２状態判定部と、前記第２駆動指令信号と前記第１インターロック信号と前記第２状態判定部の出力する第２導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第２インターロック信号を生成する第２インターロック信号生成部と、前記第２駆動指令信号と前記第１インターロック信号と前記第２導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第２フィードバック信号を出力する第２フィードバック信号生成部と、を備えることを特徴とする。
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、指令制御装置の出力した駆動指令信号に関連する回路が誤動作した場合でもアーム短絡を抑止でき、かつ誤動作したことを検知する電力変換回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の電力変換装置の第１実施形態の回路構成を示す図である。
【図２】本発明の電力変換装置の第２実施形態の第１、第２駆動制御装置の回路構成の詳細を示す図である。
【図３】本発明の電力変換装置の第２実施形態の第１、第２駆動制御装置において、第１、第２駆動指令信号が同時にオンになった場合の挙動を説明する仮想的な回路の簡略図である。
【図４】本発明の電力変換装置の第２実施形態が健全時の動作波形を示す図である。
【図５】本発明の電力変換装置の第２実施形態において、絶縁回路が誤動作した場合の動作波形である。
【図６】本発明の電力変換装置の第２実施形態において、第１、第２スイッチング素子が点弧不良の場合の動作波形を示す図である。
【図７】本発明の電力変換装置の第２実施形態において、スイッチング素子が誤点弧した場合の動作波形を示す図である。
【図８】本発明の電力変換装置の第３実施形態における第１、第２駆動制御装置の回路構成の詳細を示す図である。
【図９】本発明の電力変換装置の第３実施形態が健全時の動作波形を示す図である。
【図１０】本発明の電力変換装置の第３実施形態において、絶縁回路が誤動作した場合の動作波形を示す図である。
【図１１】本発明の電力変換装置の第３実施形態において、絶縁回路が誤動作した場合のさらなる例の動作波形を示す図である。
【図１２】従来の電力変換装置の参考回路１において、誤動作に対する策が不充分な駆動制御回路を参考として示した図である。
【図１３】従来の電力変換装置の参考回路１の動作波形を示す図である。
【図１４】従来の電力変換装置の参考回路１に示す駆動制御装置において、第１、第２駆動指令信号が同時にオンになった場合の挙動を説明するための仮想的な簡略図である。
【図１５】従来の電力変換装置の参考回路２において、誤動作に対する策が不充分な駆動制御回路を参考として示した図である。
【図１６】従来の電力変換装置の参考回路２の動作波形を示す図である。
【図１７】従来の電力変換装置の参考回路２に示す駆動制御装置において、第１、第２駆動指令信号が同時にオンになった場合の挙動を説明するための仮想的な簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
(第１実施形態)
本発明の電力変換装置の第１実施形態を、図１を参照して説明する。第１実施形態は本発明の電力変換装置の基本的な回路構成と機能動作を示すものである。
【００１２】
《全体の概略構成》
図１は、第１実施形態の回路構成を示す図である。
図１において、第１実施形態の電力変換装置１００は、直流電圧源３０１に直列接続された第１のスイッチング素子（以下、「第１スイッチング素子」と適宜、表記する）１０１と、第２のスイッチング素子（第２スイッチング素子）２０１と、第１スイッチング素子１０１を駆動する第１の駆動制御装置（第１駆動制御装置）１１１と、第２スイッチング素子２０１を駆動する第２の駆動制御装置（第２駆動制御装置）２１１と、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１に指令を与える指令制御装置３１２を備えて構成される。
なお、直流電圧源３０１は、電力変換装置１００に備えてもよいし、また電力変換装置１００の外部にある直流電圧源を用いてもよい。
【００１３】
《指令制御装置》
指令制御装置３１２からは、上アームとなる第１スイッチング素子１０１と下アームとなる第２スイッチング素子２０１を交互にオン（ＯＮ）させるための駆動信号（Ｈｉｇｈ、正電位）が、駆動指令信号ＬＡ１（第１駆動指令信号）と駆動指令信号ＬＡ２（第２駆動指令信号）によって第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１に送信される。
また、指令制御装置３１２は、故障判定回路（故障判定部、不図示）を備えていて、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２をそれぞれ第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１から受信し、ノイズなどによって、第１スイッチング素子１０１と第２スイッチング素子２０１が同時にオンして短絡電流が流れることを防止する。
なお、指令制御装置３１２と第１駆動制御装置１１１、第２駆動制御装置２１１との間の信号の授受は、光信号によって行われるので、次に光信号と電気信号の変換について説明する。
【００１４】
《光信号と電気信号の変換》
第１駆動制御装置１１１には、光信号を電気信号に変換する絶縁回路（絶縁部）１７１（第１絶縁部）、絶縁回路１７３（第３絶縁部）と、電気信号を光信号に変換する絶縁回路１７２（第２絶縁部）、絶縁回路１７４（第４絶縁部）とが備えられている。
また、第２駆動制御装置２１１には、光信号を電気信号に変換する絶縁回路（絶縁部）２７８（第８絶縁部）、絶縁回路２７６（第６絶縁部）と、電気信号を光信号に変換する絶縁回路２７７（第７絶縁部）、絶縁回路２７５（第５絶縁部）とが備えられている。
指令制御装置３１２と第１駆動制御装置１１１、第２駆動制御装置２１１との間の信号の授受には、光信号（ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＢ１、ＬＢ２）が用いられる。
また、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１との間の信号の授受には、光信号（ＬＣＤ、ＬＤＣ）が用いられる。
これは、指令制御装置３１２と第１駆動制御装置１１１、第２駆動制御装置２１１との間は、電気的に隔離することと、併せて信号にノイズがのることを軽減するためである。
【００１５】
指令制御装置３１２の出力する光信号である駆動指令信号ＬＡ１（第１駆動指令信号）は、光−電気変換回路である絶縁回路１７１で電気信号の駆動指令信号ＥＡ１に変換される。
また、指令制御装置３１２の出力する光信号である駆動指令信号ＬＡ２は、光−電気変換回路である絶縁回路２７８で電気信号の駆動指令信号ＥＡ２に変換される。
また、第１駆動制御装置１１１に備えられた後記するフィードバック信号生成回路（第１フィードバック信号生成部）１３１の電気信号出力であるフィードバック信号ＥＢ１は、電気−光変換回路である絶縁回路１７２で光信号のフィードバック信号ＬＢ１に変換される。
また、第２駆動制御装置２１１に備えられた後記するフィードバック信号生成回路（第１フィードバック信号生成部）２３１の電気信号出力であるフィードバック信号ＥＢ２は、電気−光変換回路である絶縁回路２７７で光信号のフィードバック信号ＬＢ２に変換される。
【００１６】
また、第１駆動制御装置１１１に備えられた後記するインターロック信号生成回路（第１インターロック信号生成部）１４１の電気信号出力であるインターロック信号ＥＤ１は、電気−光変換回路である絶縁回路１７４で光信号のインターロック信号ＬＤＣ（第１インターロック信号）に変換され、第２駆動制御装置２１１の光−電気変換回路である絶縁回路２７６で再び電気信号のインターロック信号ＥＣ２（第１インターロック信号）に変換される。
また、第２駆動制御装置２１１に備えられた後記するインターロック信号生成回路２４１の電気信号出力であるインターロック信号ＥＤ２は、電気−光変換回路である絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤ（第２インターロック信号）に変換され、第１駆動制御装置１１１の光−電気変換回路である絶縁回路１７３で再び電気信号のインターロック信号ＥＣ１（第２インターロック信号）に変換される。
【００１７】
《第１駆動制御装置》
第１駆動制御装置１１１は、フィルタ回路１６１（第１フィルタ部）と、論理積（ＡＮＤ）回路１２２および出力段パワー回路１２３からなる駆動回路１２１（第１駆動部）と、状態判定回路（図１においては「状態判定」と表記）１５１（第１状態判定部）と、フィードバック信号生成回路（図１においては「フィードバック信号生成」と表記）１３１（第１フィードバック信号生成部）と、インターロック信号生成回路（図１においては「インターロック信号生成」と表記）１４１（第１インターロック信号生成部）と、前記した絶縁回路１７１〜１７４と、を備えて構成される。
【００１８】
フィルタ回路１６１は、絶縁回路１７３の出力するインターロック信号ＥＣ１を入力して高周波成分を除去し、論理積回路１２２とフィードバック信号生成回路１３１に出力信号を送っている。
駆動回路１２１に備えられた論理積回路１２２には、前記したフィルタ回路１６１の出力であるフィルタ出力信号Ｆ１と絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１が入力してこれらの信号の論理積（ＡＮＤ）を求めている。また、駆動回路１２１に備えられた出力段パワー回路１２３は論理積回路１２２の出力である制御駆動信号Ｅ１に基づいて第１スイッチング素子１０１を駆動する。
また、状態判定回路１５１は、出力段パワー回路１２３からの導通状態信号Ｇ１を入力して、スイッチング素子１０１の導通状態を判定し、導通状態判定信号Ｈ１を出力する。
【００１９】
また、インターロック信号生成回路１４１は、絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１と、絶縁回路１７３のインターロック信号ＥＣ１と、状態判定回路１５１の出力の導通状態判定信号Ｈ１を入力し、演算処理をしてインターロック信号ＥＤ１を生成して出力する
また、フィードバック信号生成回路１３１は、絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１と、フィルタ回路１６１の出力であるフィルタ出力信号（第１フィルタ出力信号）Ｆ１と、状態判定回路１５１の出力である導通状態判定信号Ｈ１を入力し、演算処理をしてフィードバック信号ＥＢ１（第１フィードバック信号）を出力する。
なお、インターロック信号生成回路１４１のインターロック信号ＥＤ１は、絶縁回路１７４で光信号のインターロック信号ＬＤＣに変換され、第２駆動制御装置２１１に送られる。
また、フィードバック信号生成回路１３１のフィードバック信号ＥＢ１は、絶縁回路１７２で光信号のフィードバック信号ＬＢ１（第１フィードバック信号）に変換され、指令制御装置３１２に送られる。
【００２０】
《第２駆動制御装置》
第２駆動制御装置２１１は、フィルタ回路２６１（第２フィルタ部）と、論理積（ＡＮＤ）回路２２２および出力段パワー回路２２３からなる駆動回路２２１（第２駆動部）と、状態判定回路２５１（第２状態判定部）と、フィードバック信号生成回路２３１（第２フィードバック信号生成部）と、インターロック信号生成回路２４１（第２インターロック信号生成部）と、前記した絶縁回路２７５〜２７８とを備えて構成される。
【００２１】
フィルタ回路２６１は、絶縁回路２７６の出力するインターロック信号ＥＣ２を入力して高周波成分を除去し、論理積回路２２２とフィードバック信号生成回路２３１に出力信号を送っている。
駆動回路２２１に備えられた論理積回路２２２には、前記したフィルタ回路２６１の出力であるフィルタ出力信号Ｆ２と絶縁回路２７８の駆動指令信号ＥＡ２が入力してこれらの信号の論理積（ＡＮＤ）を求めている。また、駆動回路２２１に備えられた出力段パワー回路２２３は論理積回路２２２の出力Ｅ２に基づいて第２スイッチング素子２０１を駆動する。
また、状態判定回路２５１は、出力段パワー回路２２３からの導通状態信号Ｇ２を入力して、スイッチング素子２０１の導通状態を判定し、導通状態判定信号Ｈ２を出力する。
【００２２】
また、インターロック信号生成回路２４１は、絶縁回路２７８の駆動指令信号ＥＡ２と、絶縁回路２７６のインターロック信号ＥＣ２と、状態判定回路２５１の出力の導通状態判定信号Ｈ２を入力し、演算処理をしてインターロック信号ＥＤ２を生成して出力する
また、フィードバック信号生成回路２３１は、絶縁回路２７８の駆動指令信号ＥＡ２と、フィルタ回路２６１の出力であるフィルタ出力信号（第２フィルタ出力信号）Ｆ２と、状態判定回路２５１の出力である導通状態判定信号Ｈ２を入力し、演算処理をしてフィードバック信号ＥＢ２（第２フィードバック信号）を出力する。
なお、インターロック信号生成回路２４１のインターロック信号ＥＤ２は、絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤに変換され、第１駆動制御装置１１１に送られる。
また、フィードバック信号生成回路２３１のフィードバック信号ＥＢ２は、絶縁回路２７７で光信号のフィードバック信号ＬＢ２（第２フィードバック信号）に変換され、指令制御装置３１２に送られる。
【００２３】
《スイッチング素子による出力駆動回路》
上アームとなるスイッチング素子１０１と下アームとなるスイッチング素子２０１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）によって構成されている。なお、ＩＧＢＴは、逆並列に還流ダイオードを備えている、もしくはダイオードが寄生している。
スイッチング素子１０１とスイッチング素子２０１は直列に接続されていて、スイッチング素子１０１のコレクタは直流電圧源３０１の正極に接続され、スイッチング素子２０１のエミッタは直流電圧源３０１の負極に接続されている。また、スイッチング素子１０１とスイッチング素子２０１との接続点は、電力変換装置１００の出力端子１１０となっている。
駆動制御装置１１１、２１１のそれぞれのスイッチング素子駆動信号Ｉ１、Ｉ２をそれぞれスイッチング素子１０１、２０１のゲートに入力して制御されることにより、電力変換装置１００の出力駆動回路として動作する。
【００２４】
《全体の機能動作》
以上の回路構成で、指令制御装置３１２の駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２により、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１は、第１スイッチング素子１０１と第２スイッチング素子２０１を駆動している。
また、状態判定回路１５１、２５１と、インターロック信号生成回路１４１、２４１と、フィードバック信号生成回路１３１、２３１とによって、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１に誤信号が入力したとしても、第１スイッチング素子１０１と第２スイッチング素子２０１が同時にオン（ＯＮ）しないように制御している。
また、フィルタ回路１６１、２６１によって、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１の所定のタイミングによる発振経路の発生による誤動作を防止している。
【００２５】
また、指令制御装置３１２は、前記したように故障判定回路（不図示）を備えていて、フィードバック信号生成回路１３１、２３１からのフィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２を入力して、第１駆動制御装置１１１と第２駆動制御装置２１１の故障を検知し、電力変換装置１００の動作停止や故障の警告情報の発生を行う。
また、前記故障判定回路は、フィードバック信号生成回路１３１、２３１の出力ＥＢ１、ＥＢ２もしくは絶縁回路１７２、２７７の出力であるフィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２が所定時間以上連続して所定の電位を出力した場合に故障と判定する。
以上の第１実施形態は本発明の電力変換装置の基本的な回路構成と機能動作を示すものであって、実際の動作はインターロック信号生成回路１４１、２４１とフィードバック信号生成回路１３１、２３１との具体的な回路構成によって変化するので、より詳しい動作については、インターロック信号生成回路１４１、２４１とフィードバック信号生成回路１３１、２３１の具体的な回路構成を示す第２実施形態と第３実施形態において述べる。
【００２６】
(第２実施形態)
次に、本発明の電力変換装置の第２実施形態を、図２〜図７を参照して説明する。
図２は、本発明の電力変換装置の第２実施形態の第１、第２駆動制御装置の回路構成の詳細を示す図である。第１、第２駆動制御装置の回路構成以外は、図１と同じ構成であるので、表記を省略している。
また、図２の第１駆動制御装置１１１Ａと、図１の第１駆動制御装置１１１との相違は、フィードバック信号生成回路１３１Ａとインターロック信号生成回路１４１Ａの２点にある。
【００２７】
第１点として、図２のフィードバック信号生成回路１３１Ａは、図１のフィードバック信号生成回路１３１に相当するが、フィードバック信号生成回路１３１Ａとして排他的論理和（ＸＯＲ）１３２を用いており、絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１と状態判定回路１５１の出力である導通状態判定信号Ｈ１を入力としている。ただし、フィルタ回路１６１の出力であるフィルタ出力信号Ｆ１は入力していない。
第２点として、図２のインターロック信号生成回路１４１Ａは、図１のインターロック信号生成回路１４１に相当するが、インターロック信号生成回路１４１Ａとして論理積（ＡＮＤ）回路１４３と否定論理和（ＮＯＲ）回路１４２を備えた回路としている。
なお、論理積回路１４３には、絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１とインターロック信号ＥＣ１の２信号が入力し、否定論理和回路１４２には状態判定回路１５１の出力である導通状態判定信号Ｈ１と論理積回路１４３の出力の２信号が入力している。
【００２８】
また、図２の第２駆動制御装置２１１Ａと、図１の第２駆動制御装置２１１との相違は、フィードバック信号生成回路２３１Ａとインターロック信号生成回路２４１Ａの２点にある。第２駆動制御装置２１１Ａと第１駆動制御装置１１１Ａは基本的には同一の構成をしているので、重複する説明は省略する。
また、図２と図１の電力変換装置の構成は、前記したように第１、第２駆動制御装置の回路構成以外は、図１と同じ構成であるので、第１、第２駆動制御装置以外における重複する説明は省略する。
【００２９】
＜第２実施形態の動作＞
次に、第２実施形態の動作を図３を参照して説明する。
まず、上アーム、下アーム（それぞれスイッチング素子１０１、スイッチング素子２０１、図１）の駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合にアーム短絡（スイッチング素子１０１、２０１間の短絡）を抑止できる理由を、図３および図２を参照して説明する。
図２において、上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合、上・下アームの駆動制御装置１１１Ａ、２１１Ａは上下対称に動作するので、上アームの駆動制御装置１１１Ａの出力するインターロック信号ＬＤＣと入力するインターロック信号ＬＣＤは等しいと過渡的には見なせる。このときの状態（ＬＤＣ＝ＬＣＤ）が成立しているときの等価回路を、絶縁回路１７４の出力ＬＤＣを絶縁回路１７３の入力ＬＣＤに仮想的に直結させ、上アーム分に相当する回路を切り取って簡略化して示したものが図３である。
【００３０】
図３は、前記したように図２に示す駆動制御装置１１１Ａ、２１１Ａにおいて、駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時オン時の挙動を説明する仮想的な回路の簡略図である。駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時オンした場合には、駆動制御装置１１１Ａ、２１１Ａは対称的に動作する。したがって、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤにおいて、過渡的にＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する状態が発生することがある。このＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する場合において、図２の回路を仮想的に簡略化して図示したのが図３である。
また、図３における各回路、各回路要素の符号は図２に対応している。
【００３１】
図３において、インターロック信号生成回路１４１Ａへの第１の入力である駆動指令信号ＥＡ１がオン（Ｈｉｇｈ）、また第２の入力である導通状態判定信号Ｈ１がオフ（Ｌｏｗ）のとき、出力であるインターロック信号ＥＤ１は、否定論理和回路１４２を通るので、第３の入力であるインターロック信号ＥＣ１の否定の信号となる。
このとき、インターロック信号生成回路１４１Ａ、絶縁回路１７４、絶縁回路１７３を経由する閉回路に注目すると、一巡して論理が反転している。このような回路状態は不安定であり、前記閉回路の遅延時間の総和の２倍の周期で発振してしまう。
【００３２】
ところが、この前記閉回路の遅延時間の総和の２倍の周期よりもフィルタ回路１６１のフィルタの時定数が充分に大きく設定すると、発振したインターロック信号ＥＣ１をフィルタ回路１６１が遮断して、スイッチング素子駆動信号Ｉ１に発振した信号が入力するのを防止し、正常な動作を維持するのでアーム短絡を抑制することができる。
なお、図３において、駆動回路１２１（図２）に含まれる出力段パワー回路１２３（図２）、論理積回路１２２、また状態判定回路１５１の応答時定数に対し、発振周波数が充分に高い場合は、フィルタ回路１６１は必須の回路ではない。
【００３３】
＜第２実施形態の動作波形＞
次に、第２実施形態の動作波形を図４〜図７に示し、これらの動作波形を参照して、誤動作がどのように防止されているかについて述べる。
【００３４】
《健全時の動作波形》
図４は、本発明の第２実施形態が健全時の動作波形を示す図である。横軸は時間の経過である。また、光信号の駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２、電気信号の駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２、導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤ、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２の各波形が示されている。
図４において、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は、排他的に動作している。つまり、原則として、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は交互にオン（Ｈｉｇｈ、正電位）、オフ（Ｌｏｗ、負電位）を繰り返している。このオン・オフの境においては、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２が相対的に短いオフ・オフの区間を経てからどちらかがオンしている。したがって、上アームと下アームが同時にオンすることにつながる駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２が同時にオンとなるタイミングがなく動作している。
【００３５】
また、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２はごく細い幅のパルス（例えば囲線４０１の中のパルス）を出力しているが、これは駆動回路１２１、２２１（図２）に含まれる出力段パワー回路１２３、２２３（図２）、論理積回路１２２、２２１、また状態判定回路１５１、２５１の動作遅延によってフィードバック信号生成回路１３１Ａ、２３１Ａを構成する排他的論理和回路１３２、２３２が、前記の動作遅延の間だけ細いパルスを出力するものであり、故障ではなく正常状態で起こる現象である。フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２のＨｉｇｈのオンパルス（所定電位のパルス）幅が上記の遅延時間（所定の時間）を越えたときに故障あるいは異常とみなす。
【００３６】
《絶縁回路が誤動作した場合の動作波形》
図５は、本発明の第２実施形態において、絶縁回路１７１が誤動作した場合の動作波形である。図５においては、図４と同様に、横軸は時間の経過である。また、光信号の駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２、電気信号の駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２、導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤ、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２の各波形が示されている。
【００３７】
<故障例１>
故障例１（５１０）は、図２における上アーム側の駆動制御装置１１１Ａ内の絶縁回路１７１の誤動作（５１１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースである。
しかしながら、下アーム側の駆動制御装置２１１Ａの状態判定回路２５１の出力は、下アーム側が出力する状態であることを認識しているので、導通状態判定信号Ｈ２はＨｉｇｈであり、インターロック信号生成回路２４１Ａで反転して出力されたインターロック信号ＬＣＤは、Ｌｏｗである。このインターロック信号ＬＣＤは絶縁回路１７３とフィルタ回路１６１とを経て、論理積回路１２２にＬｏｗ信号として入力している。
【００３８】
したがって、前記のように絶縁回路１７１の誤動作（５１１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力して論理積回路１２２に入力したとしても、論理積回路１２２の他方の入力であるフィルタ回路１６１の出力がＬｏｗであるので、論理積回路１２２の出力はＬｏｗのままであり、出力段パワー回路１２３からはオンパルスは出力されない。そして、導通状態判定信号Ｈ１もＬｏｗのままである。図５において、駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力（囲線５１１）しているにもかかわらず、囲線５１２で示した導通状態判定信号Ｈ１がＬｏｗのままであるのは、以上の状況を示している。したがって、上アームと下アームの短絡が防止されている。
【００３９】
また、絶縁回路１７１の誤動作（５１１）によって出力したオンパルスの駆動指令信号ＥＡ１は、フィードバック信号生成回路１３１Ａである排他的論理和（ＸＯＲ）１３２に入力しているので、フィードバック信号ＬＢ１には、前記のオンパルスを反映した囲線５１３のなかのパルスが検出されるので、故障検知可能である。
【００４０】
<故障例２>
同様に故障例２（５２０）は、下アーム側の駆動制御装置２１１Ａ内の絶縁回路２７８の誤動作（５２１）によって駆動指令信号ＥＡ２がオンパルスを出力したケースである。
駆動制御装置２１１Ａは、駆動制御装置１１１Ａと基本的には同じ構成をしているので、故障例１（５１０）で駆動制御装置１１１Ａと駆動制御装置２１１Ａで起きた現象を駆動制御装置２１１Ａと駆動制御装置１１１Ａを入れ換えた現象が起きる。
したがって、誤動作（５２１）に示した誤動作のパルスは、下アームの導通状態判定信号Ｈ２の囲線５２２に示されるように下アームの駆動回路２２１に含まれる出力段パワー回路２２３には出力されず、アーム短絡が防止される。
また、フィードバック信号ＬＢ２には、前記のオンパルスを反映した囲線５２３のなかのパルスが検出されるので、故障検知可能である。
【００４１】
<故障例３>
故障例３（５３０）は、故障例１と同様に上アーム側の駆動制御装置１１１Ａ内の絶縁回路１７１の誤動作（５３１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースであるが、それとともに下アームの駆動指令信号ＥＡ２も同時にオン（囲線５３１）になった場合である。
このような場合、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤは、図３を参照して述べたように、高周波で発振状態になってしまうが、フィルタ回路１６１、２６１によって導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２の発振を防止（囲線５３２）し、アーム短絡を抑止できる。また、フィードバック信号ＦＬＢ１、ＬＢ２（囲線５３３）より故障検知可能であることが分かる。
【００４２】
<故障例４>
図６は、本発明の第２実施形態において、スイッチング素子１０１、１０２が点弧不良の場合の動作波形を示す図である。
故障例４（５４０）は、上アームの駆動指令信号ＥＡ１がオンになっても、上アームのスイッチング素子１０１が点弧しなかったケースである。
これは上アームの駆動指令信号ＥＡ１が駆動回路１２１に伝達されなかったか、駆動回路１２１内部での誤動作で正常に動作しなかったことが推定される。
このときには、駆動回路１２１の出力がＬｏｗのままであるので、導通状態判定信号Ｈ１は、囲線５４１に示すようにＬｏｗの状態のままであり、点弧不良である信号の状態である。
【００４３】
しかしながら、図２において、駆動指令信号ＥＡ１と導通状態判定信号Ｈ１がフィードバック信号生成回路１３１Ａの排他的論理和（ＸＯＲ）回路１３２に入力しているので、図６の故障例４（５４０）の区間においては、駆動指令信号ＥＡ１（Ｈｉｇｈ）と導通状態判定信号Ｈ１（Ｌｏｗ）の状態であって、排他的論理和回路１３２はＨｉｇｈの信号を出力する。したがって、フィードバック信号生成回路１３１Ａは、囲線５４３の故障検知に示すように、スイッチング素子１０１の動作不良の場合でもフィードバック信号ＬＢ１により故障検知可能であることが分かる。
以上は、駆動指令信号ＥＡ１側の点弧不良の故障検知であったが、駆動制御装置２１１Ａは、駆動制御装置１１１Ａと基本的には同じ構成をしているので、駆動指令信号ＥＡ２側の点弧不良の故障検知も可能である。
【００４４】
<故障例５>
図７は、本発明の第２実施形態において、スイッチング素子が誤点弧した場合の動作波形を示す図である。
図７において、故障例５（５５０）は、下アームの駆動指令信号ＥＡ２がオフ（Ｌｏｗ）にもかかわらず、下アームのスイッチング素子２０１が誤点弧したケースである。なお、スイッチング素子２０１が誤点弧したことを、導通状態判定信号Ｈ２において囲線５５１にオンパルス（Ｈｉｇｈ）が発生していることで示している。
また、図７においては、スイッチング素子２０１の誤動作を明確に示すために、駆動制御装置２１１Ａ側の正常なパルスを表記していない。
【００４５】
導通状態判定信号Ｈ２は、フィードバック信号生成回路２３１Ａである排他的論理和回路２３２に入力し、また下アームの駆動指令信号ＥＡ２も排他的論理和回路２３２に入力している。そして、前記したように下アームの駆動指令信号ＥＡ２がオフ（Ｌｏｗ）にもかかわらず、導通状態判定信号Ｈ２にオンパルス（Ｈｉｇｈ）が発生するので排他的論理和回路２３２からＨｉｇｈの信号が出力する。したがって、フィードバック信号ＬＢ２には、囲線５５３内に示したＨｉｇｈの信号が出力するので故障検知が可能である。
【００４６】
<故障例６>
図７において、故障例６（５６０）は、下アームの駆動指令信号ＥＡ２がオフ（Ｌｏｗ）にもかかわらず、上アームのスイッチング素子１０１が点弧中に下アームのスイッチング素子２０１が誤点弧したケースである。なお、スイッチング素子２０１が誤点弧したことを、導通状態判定信号Ｈ２において囲線５６１にオンパルス（Ｈｉｇｈ）が発生していることで示している。
【００４７】
このとき、導通状態判定信号Ｈ２は、インターロック信号生成回路２４１Ａにおける否定論理和（ＮＯＲ）回路２４２に入力しているので、導通状態判定信号Ｈ２のオンパルス（Ｈｉｇｈ）は、インターロック信号生成回路２４１ＡからＬｏｗ（オフパルス）のインターロック信号ＥＤ２として出力し、絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤ（Ｌｏｗ、オフパルス）に変換され、さらに絶縁回路１７３で電気信号のインターロック信号ＥＣ１に変換され、フィルタ回路１６１を経て駆動回路１２１の論理積（ＡＮＤ）回路１２２に入力している。
論理積回路１２２には、誤点弧に対応するパルスがＬｏｗ（オフパルス）として入力するので、駆動指令信号ＥＡ１がオンのＨｉｇｈであっても、駆動回路１２１のスイッチング素子駆動信号Ｉ１はオフする。なお、スイッチング素子１０１がオフしたことを、導通状態判定信号Ｈ１においてＬｏｗとなっていることで示している。
【００４８】
以上のように、上アームのスイッチング素子１０１が点弧中に下アームのスイッチング素子２０１が誤点弧した場合でも、誤点弧の間は上アームのスイッチング素子１０１がオフになり、アーム短絡が防止される。
また、誤点弧の発生した際の導通状態判定信号Ｈ２は、フィードバック信号生成回路２３１Ａの排他的論理和回路２３２に入力しているので、フィードバック信号ＬＢ１から故障検知（囲線５６３内）が可能である。
なお、短絡を防止するためにスイッチング素子１０１がオフして導通状態判定信号Ｈ１もＬｏｗとなったときに、導通状態判定信号Ｈ１は、フィードバック信号生成回路１３１Ａの排他的論理和回路１３２に入力しているので、フィードバック信号ＬＢ２からも故障検知（囲線５６３内）が可能である。
【００４９】
(第３実施形態)
次に、本発明の電力変換装置の第３実施形態を、図８〜図１２を参照して説明する。
図８は、本発明の電力変換装置の第３実施形態における第１、第２駆動制御装置の回路構成の詳細を示す図である。第１、第２駆動制御装置の回路構成以外は、図１と同じ構成であるので、表記を省略している。
また、図８の第１駆動制御装置１１１Ｂと、図１の第１駆動制御装置１１１との相違は、フィードバック信号生成回路１３１Ｂとインターロック信号生成回路１４１Ｂの２点にある。
【００５０】
第１点として、図８のフィードバック信号生成回路１３１Ｂは、図１のフィードバック信号生成回路１３１に相当するが、フィードバック信号生成回路１３１Ｂとして否定（ＮＯＴ）回路１３４と、論理積（ＡＮＤ）回路１３３を備えた回路としている。
なお、否定回路１３４にはフィルタ回路１６１の出力であるフィルタ出力信号（第１フィルタ出力信号）Ｆ１を入力し、論理積回路１３３には絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１と否定回路１３４の出力の２信号が入力している。
ただし、状態判定回路１５１の出力である導通状態判定信号Ｈ１は入力していない。
【００５１】
第２点として、図８のインターロック信号生成回路１４１Ｂは、図１のインターロック信号生成回路１４１に相当するが、インターロック信号生成回路１４１Ｂとして論理積（ＡＮＤ）回路１４３と否定論理和（ＮＯＲ）回路１４２を備えた回路としている。
なお、論理積回路１４３には、絶縁回路１７１の駆動指令信号ＥＡ１とインターロック信号ＥＣ１の２信号が入力し、否定論理和回路１４２には状態判定回路１５１の出力である導通状態判定信号Ｈ１と論理積回路１４３の出力の２信号が入力している。
【００５２】
また、図８の第２駆動制御装置２１１Ｂと、図１の第２駆動制御装置２１１との相違は、フィードバック信号生成回路２３１Ｂとインターロック信号生成回路２４１Ｂの２点にある。第２駆動制御装置２１１Ｂと第１駆動制御装置１１１Ｂは基本的には同一の構成をしているので、重複する説明は省略する。
また、図８と図１の電力変換装置の構成は、前記したように第１、第２駆動制御装置の回路構成以外は、図１と同じ構成であるので、第１、第２駆動制御装置以外における重複する説明は省略する。
【００５３】
＜第３実施形態の動作波形＞
次に、第３実施形態の動作波形を図９〜図１１に示し、これらの動作波形を参照して、誤動作がどのように防止されているかについて述べる。
【００５４】
《健全時の動作波形》
図９は、本発明の第３実施形態が健全時の動作波形を示す図である。横軸は時間の経過である。また、光信号の駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２、電気信号の駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２、導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤ、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２の各波形が示されている。
図９において、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は、排他的に動作している。つまり、原則として、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は交互にオン（Ｈｉｇｈ）、オフ（Ｌｏｗ）を繰り返している。このオン・オフの境においては、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２が相対的に短いオフ・オフの区間を経てからどちらかがオンしている。したがって、上アームと下アームが同時にオンすることにつながる駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２が同時にオン（Ｈｉｇｈ）となるタイミングがなく動作している。
【００５５】
なお、第３実施形態における健全時のフィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２は、図４に示す第２実施形態における健全時の動作波形とは異なり、細いパルス（囲線４０１、図４）を出力しない。これは、第３実施形態のフィードバック信号生成回路１３１Ｂは、第２実施形態のフィードバック信号生成回路１３１Ａと回路構成が異なるからである。
第３実施形態においては、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２がオン状態になったときに故障・異常とみなす。
【００５６】
《絶縁回路が誤動作した場合の動作波形》
図１０は、本発明の第３実施形態において、絶縁回路１７１が誤動作した場合の動作波形を示す図である。
である。図１０においては、図９と同様に、横軸は時間の経過である。また、光信号の駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２、電気信号の駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２、導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤ、フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２の各波形が示されている。
【００５７】
<故障例１>
故障例１（６１０）は、図２における上アーム側の駆動制御装置１１１Ｂ内の絶縁回路１７１の誤動作（６１１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースである。
しかしながら、下アーム側の駆動制御装置２１１Ｂの状態判定回路２５１の出力は、下アーム側が出力する状態であることを認識しているので、導通状態判定信号Ｈ２はＨｉｇｈであり、インターロック信号生成回路２４１Ｂで反転して出力されたインターロック信号ＬＣＤは、Ｌｏｗである。このインターロック信号ＬＣＤは絶縁回路１７３とフィルタ回路１６１とを経て、論理積回路１２２にＬｏｗ信号として入力している。
【００５８】
したがって、前記のように絶縁回路１７１の誤動作（５１１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力して論理積回路１２２に入力したとしても、論理積回路１２２の他方の入力であるフィルタ回路１６１の出力がＬｏｗであるので、論理積回路１２２の出力はＬｏｗのままであり、出力段パワー回路１２３からはオンパルスは出力されない。そして、導通状態判定信号Ｈ１もＬｏｗのままである。図１０において、駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力（囲線６１１）しているにもかかわらず、囲線６１２で示した導通状態判定信号Ｈ１がＬｏｗのままであるのは、以上の状況を示している。したがって、上アームと下アームの短絡が防止されている。
【００５９】
また、絶縁回路１７１の誤動作（５１１）によって出力したオンパルスの駆動指令信号ＥＡ１は、フィードバック信号生成回路１３１Ａに備えられた論理積回路１３３に入力しているので、フィードバック信号ＬＢ１には、前記のオンパルスを反映した囲線６１３のなかのパルスが検出されるので、故障検知可能である。
【００６０】
<故障例２>
同様に故障例２（６２０）は、下アーム側の駆動制御装置２１１Ｂ内の絶縁回路２７８の誤動作（６２１）によって駆動指令信号ＥＡ２がオンパルスを出力したケースである。
駆動制御装置２１１Ｂは、駆動制御装置１１１Ｂと基本的には同じ構成をしているので、故障例１（６１０）で駆動制御装置１１１Ｂと駆動制御装置２１１Ｂで起きた現象を駆動制御装置２１１Ｂと駆動制御装置１１１Ｂを入れ換えた現象が起きる。
したがって、誤動作（６２１）に示した誤動作のパルスは、下アームの導通状態判定信号Ｈ２の囲線６２２に示されるように下アームの駆動回路２２１に含まれる出力段パワー回路２２３には出力されず、アーム短絡が防止される。
また、フィードバック信号ＬＢ２には、前記のオンパルスを反映した囲線６２３のなかのパルスが検出されるので、故障検知可能である。
【００６１】
<故障例３>
故障例３は、故障例１と同様に上アーム側の駆動制御装置１１１Ｂ内の絶縁回路１７１の誤動作（６３１）によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースであるが、それとともに下アームの駆動指令信号ＥＡ２も同時にオン（囲線６３１）になった場合である。
このような場合、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤは、図３を参照して述べたように、高周波で発振状態になってしまうが、フィルタ回路１６１、２６１によって導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２の発振を防止（囲線６３２）し、アーム短絡を抑止できる。また、フィードバック信号ＦＬＢ１、ＬＢ２（囲線６３３）より故障検知可能であることが分かる。
【００６２】
<故障例４>
図１１は、本発明の第３実施形態において、絶縁回路１７１が誤動作した場合のさらなる例の動作波形を示す図である。
図１１において、故障例４（６４０）は、下アームの駆動指令信号ＥＡ２がオフ（Ｌｏｗ）にもかかわらず、上アームのスイッチング素子１０１が点弧中に下アームのスイッチング素子２０１が誤点弧したケースである。なお、スイッチング素子２０１が誤点弧したことを、導通状態判定信号Ｈ２において囲線６４１にオンパルス（Ｈｉｇｈ）が発生していることで示している。
【００６３】
このとき、導通状態判定信号Ｈ２は、インターロック信号生成回路２４１Ｂにおける否定論理和（ＮＯＲ）回路２４２に入力しているので、導通状態判定信号Ｈ２のオンパルス（Ｈｉｇｈ）は、インターロック信号生成回路２４１ＢからＬｏｗ（オフパルス）のインターロック信号ＥＤ２として出力し、絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤ（Ｌｏｗ、オフパルス）に変換され、さらに絶縁回路１７３で電気信号のインターロック信号ＥＣ１に変換され、フィルタ回路１６１を経て駆動回路１２１の論理積回路（ＡＮＤ回路）１２２に入力している。
論理積（ＡＮＤ）回路１２２には、誤点弧に対応するパルスがＬｏｗ（オフパルス）として入力するので、駆動指令信号ＥＡ１がオンのＨｉｇｈであっても、駆動回路１２１のスイッチング素子駆動信号Ｉ１はオフする。なお、スイッチング素子１０１がオフしたことを、導通状態判定信号Ｈ１においてＬｏｗとなっていることで示している。
【００６４】
以上のように、上アームのスイッチング素子１０１が点弧中に下アームのスイッチング素子２０１が誤点弧した場合でも、誤点弧の間は上アームのスイッチング素子１０１がオフになり、アーム短絡が防止される。
また、誤点弧の発生した際の導通状態判定信号Ｈ２のオンパルス（Ｈｉｇｈ）は、インターロック信号生成回路２４１ＢからＬｏｗ（オフパルス）のインターロック信号ＥＤ２として出力し、絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤ（Ｌｏｗ、オフパルス）に変換され、さらに絶縁回路１７３で電気信号のインターロック信号ＥＣ１に変換され、フィルタ回路１６１を経てフィードバック信号生成回路１３１Ｂに入力しているので、フィードバック信号ＬＢ１から故障検知（囲線６４３内）が可能である。
【００６５】
（その他の実施形態）
本発明は前記の実施形態に限定されるものではない。以下に例をあげる。
【００６６】
図１において、絶縁回路１７１〜１７４、２７５〜２７８を用いず、光−電気の信号変換をせずに、指令制御装置３１２と第１、第２駆動制御装置との間の信号の授受を電気信号によって行った場合においても、第１〜第３実施形態で示した第１、第２駆動制御装置の制御方法は有効である。したがって、必ずしも絶縁回路１７１〜１７４、２７５〜２７８がなくともよい。
【００６７】
図１において、上・下アームとなるスイッチング素子１０１、２０１は一対であって１相分の回路構成を示しているが、これらの対を３組備えて３相とした場合にも、第１〜第３実施形態で示した第１、第２駆動制御装置の制御方法は有効に作用する。
【００６８】
図１において、電力変換装置に用いるスイッチング素子として、ＩＧＢＴを用いて説明したが、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、ＢＪＴ（Bipolar Junction Transistor）、ＢｉＣＭＯＳ（Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor）、ＳｉＣ（Silicon Carbide）素子、あるいは、他の適切なスイッチング素子を用いても良い。
【００６９】
第２実施形態（図２）の発振対策として、「図３において、駆動回路１２１（図２）に含まれる出力段パワー回路１２３（図２）、論理積回路１２２、また状態判定回路１５１の応答時定数に対し、発振周波数が充分に高い場合は、フィルタ回路１６１は必須の回路ではない。」と述べたが、第１実施形態（図１）、第３実施形態（図８）においても、前記の回路に対応する応答時定数に対し、発振周波数が充分に高い場合は、フィルタ回路１６１、２６１（図１、図８）は必須の回路ではない。
【００７０】
図１、図２、図８に示した第１、第２、第３実施形態において、駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２、フィードバック信号ＥＢ１、ＥＢ２、導通状態判定信号Ｈ１、Ｈ２は、それぞれＨｉｇｈの電位で駆動信号、フィードバック信号、導通状態判定信号が能動的に作用するように設定されている。しかしながら、図１、図２、図８の回路構成の前記の各信号は、必ずしもＨｉｇｈの電位で各信号が能動的に作用するように設定する必要はない。Ｌｏｗの電位で能動的に作用するような回路構成で設計してもよい。
したがって、例えば、図２において「フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２のＨｉｇｈのオンパルス（所定電位のパルス）幅が上記の遅延時間（所定の時間）を越えたときに故障あるいは異常とみなす」が、「フィードバック信号ＬＢ１、ＬＢ２のＬｏｗのオンパルス（所定電位のパルス）幅が上記の遅延時間（所定の時間）を越えたときに故障あるいは異常とみなす」、回路構成も可能である。
【００７１】
＜参考回路１＞
次に、従来技術（例えば特許文献１）の問題点の第１例の詳細を＜参考回路１＞として説明する。
図１２は、従来の電力変換装置の参考回路１において、誤動作に対する策が不充分な駆動制御回路を参考として示した図である。
図１２において、第１駆動制御装置１１１１には、光信号を電気信号に変換する絶縁回路１７１、１７３と、電気信号を光信号に変換する絶縁回路１７４とが備えられている。
また、第２駆動制御装置１２１１には、光信号を電気信号に変換する絶縁回路２７８、２７６と、電気信号を光信号に変換する絶縁回路２７５とが備えられている。
指令制御装置（不図示）と第１駆動制御装置１１１１、第２駆動制御装置１２１１との間の信号の授受には、光信号（ＬＡ１、ＬＡ２）が用いられる。
また、第１駆動制御装置１１１１と第２駆動制御装置１２１１との間の信号の授受には、光信号（ＬＣＤ、ＬＤＣ）が用いられる。
【００７２】
指令制御装置（不図示）の出力する光信号である駆動指令信号ＬＡ１は、光−電気変換回路である絶縁回路１７１で電気信号の駆動指令信号ＥＡ１に変換される。
また、指令制御装置の出力する光信号である駆動指令信号ＬＡ２は、光−電気変換回路である絶縁回路２７８で電気信号の駆動指令信号ＥＡ２に変換される。
【００７３】
また、第１駆動制御装置１１１１に備えられた後記するインターロック信号生成回路１１４１の電気信号出力であるインターロック信号ＥＤ３は、電気−光変換回路である絶縁回路１７４で光信号のインターロック信号ＬＤＣ（第１インターロック信号）に変換され、第２駆動制御装置１２１１の光−電気変換回路である絶縁回路２７６で再び電気信号のインターロック信号ＥＣ２に変換される。
また、第２駆動制御装置１２１１に備えられたインターロック信号生成回路１２４１の電気信号出力であるインターロック信号ＥＤ４は、電気−光変換回路である絶縁回路２７５で光信号のインターロック信号ＬＣＤに変換され、第１駆動制御装置１１１１の光−電気変換回路である絶縁回路１７３で再び電気信号のインターロック信号ＥＣ１に変換される。
【００７４】
第１駆動制御装置１１１１は、論理積（ＡＮＤ）回路１２２と出力段パワー回路１２３からなる駆動回路１２１と、状態判定回路１５１と、インターロック信号生成回路１１４１と、前記した絶縁回路１７１、１７３、１７４とを備えて構成される。
【００７５】
駆動回路１２１に備えられた論理積回路１２２には、駆動指令信号ＥＡ１とインターロック信号ＥＣ１が入力してこれらの信号の論理積（ＡＮＤ）を求めている。また、駆動回路１２１に備えられた出力段パワー回路１２３は論理積回路１２２の出力Ｅ１に基づいて第１スイッチング素子（不図示）を駆動する。
また、状態判定回路１５１は、出力段パワー回路１２３からの導通状態信号Ｇ１を入力して、スイッチング素子の導通状態を判定し、導通状態判定信号Ｈ１を出力する。
【００７６】
また、インターロック信号生成回路（ＮＯＴ回路）１１４１は、状態判定回路１５１の出力の導通状態判定信号Ｈ１を入力し、反転の演算処理をしてインターロック信号ＥＤ３を生成して出力する
なお、インターロック信号生成回路１１４１のインターロック信号ＥＤ１は、絶縁回路１７４で光信号のインターロック信号ＬＤＣに変換され、第２駆動制御装置１２１１に送られる。
【００７７】
なお、下アームの第２駆動制御装置１２１１は、上アームの第１駆動制御装置１１１１と同じ構成である。したがって、詳細な構成の説明は省略する。
【００７８】
図１３は、以上の参考回路１の動作波形を示す図である。
図１３において、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は排他的に動作している。
【００７９】
<故障例１、２>
故障例１（２１１０）は、上アーム側の駆動制御装置１１１１内の絶縁回路１７１の誤動作によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力（囲線２１１１）したケースであるが、上アームの導通状態判定信号Ｈ１はオフ状態（囲線２１１２）のままであり、アーム短絡が防止されていることが分かる。
同様に故障例２（２１２０）は、下アーム側の駆動制御装置１２１１内の絶縁回路２７８の誤動作によって駆動指令信号ＬＡ２がオンパルスを出力（囲線２１２１）したケースであるが、上アームの導通状態判定信号Ｈ２はオフ状態のままであり、アーム短絡が防止されていることが分かる。
以上、従来の参考回路１も単純な誤動作に対しては一応の策が施されている。しかしながら、次に示す故障例３に対しては不充分な回路となっている。
【００８０】
<故障例３>
故障例３（２１３０）は、故障例１と同様に上アーム側の駆動制御装置１１１１内の絶縁回路１７１の誤動作によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースであるが、上・下アームの駆動指令信号ＬＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった点が異なる。このような場合、高周波で発振状態になってしまい、アーム短絡を抑止することはできずに装置を破壊してしまう。
【００８１】
参考回路１において、上・下アームの駆動指令信号ＬＡ１、ＬＡ２が同時にオンになった場合に発振する理由を、図１４を参照して説明する。
図１４は、前記したように図１２に示す駆動制御装置１１１１、１２１１において、駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時オン時の挙動を説明するための仮想的な簡略図である。駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時オンした場合には、駆動制御装置１１１１、１２１１は対称的に動作する。したがって、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤにおいて、過渡的にＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する状態が発生することがある。このＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する場合において、絶縁回路１７４の出力ＬＤＣを絶縁回路１７３の入力ＬＣＤに直結させ、上アーム分だけを切り取って、図１２の回路を仮想的に簡略化して図示したのが図１４である。
また、図１４における各回路、各回路要素の符号は図１２に対応している。
【００８２】
図１４において、論理積（ＡＮＤ）回路１２２の一方の入力ＥＡ１（駆動指令信号）がオンのとき、他方の入力ＥＣ１（インターロック信号）と出力Ｅ１（駆動信号）は等しくなる。このとき、論理積回路１２２、インターロック信号生成回路（ＮＯＴ回路）１１４１、絶縁回路１７４、絶縁回路１７３を経由する閉回路に注目すると、一巡して論理が反転していることが分かる。このような回路状態は不安定であり、閉回路の遅延時間の総和の２倍の周期で発振してしまう。
この発振状態が図１３における囲線２１３２で示した発振波形である。ただし、発振周波数が高いので囲線２１３２の中の波形は黒く塗りつぶされて表記されている。
また、この状況においては、上アーム（スイッチング素子１０１、図１）と下アーム（スイッチング素子２０１、図１）とが短絡することが起こりうる。
【００８３】
＜参考回路２＞
次に、従来技術（例えば特許文献２）の問題点の第２例の詳細を＜参考回路２＞として説明する。
図１５は、従来の電力変換装置の参考回路２において、誤動作に対する策が不充分な駆動制御回路を参考として示した図である。
図１５は、図１２の回路における否定（ＮＯＴ）回路によるインターロック信号生成回路１１４１を、否定論理和（ＮＯＲ）回路によるインターロック信号生成回路３１４１に変更して駆動指令信号ＥＡ１の入力を追加したものである。
また、他の回路、接続関係は、図１２と同じである。
【００８４】
図１６は、従来の電力変換装置の参考回路２の動作波形を示す図である。
図１６において、上アームの駆動指令信号ＬＡ１と下アームの駆動指令信号ＬＡ２は、排他的に動作している。
故障例１（３１１０）は、上アーム側の駆動制御装置１１１１内の絶縁回路１７１の誤動作によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力（囲線３１１１）したケースであるが、上アームの導通状態判定信号Ｈ１は、オフ状態のままであり、アーム短絡が防止されていることが分かる。
ただし、健全側の下アームの導通状態判定信号Ｈ２もオフになっている。
同様に故障例２（３１２０）は、下アーム側の駆動制御装置１２１１内の絶縁回路２７８の誤動作によって駆動指令信号ＥＡ２がオンパルスを出力したケースであるが、上アームの導通状態判定信号Ｈ２はオフ状態のままであり、アーム短絡が防止されていることが分かる。
ただし、健全側の上アームの導通状態判定信号Ｈ１もオフになっている。
【００８５】
故障例３（３１３０）は、故障例１（３１１０）と同様に上アーム側の駆動制御装置１１１１内の絶縁回路１７１の誤動作によって駆動指令信号ＥＡ１がオンパルスを出力したケースであるが、上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった点が異なる。このような場合でも、参考回路１の動作波形（図１３）と異なり、発振を防止かつアーム短絡を抑止することができる。
【００８６】
参考回路２において、上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合に発振しない理由を、次に説明する。
図１７は、従来の電力変換装置の参考回路２の上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合の挙動を説明するための仮想的な簡略図である。
図１７において、上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合、上・下アームの駆動制御装置１１１１、１２１１は対称に動作する。
したがって、インターロック信号ＬＤＣ、ＬＣＤにおいて、過渡的にＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する状態が発生することがある。このＬＤＣ＝ＬＣＤが成立する場合において、絶縁回路１７４の出力ＬＤＣを絶縁回路１７３の入力ＬＣＤに直結させ、上アーム分だけを切り取って、図１５の回路を仮想的に簡略化して図示したのが図１７である。
また、図１７における各回路、各回路要素の符号は図１５に対応している。
【００８７】
図１７において、インターロック信号生成回路（ＮＯＲ回路）３１４１の一方の入力ＥＡ１（駆動指令信号）がオンのとき、他方の入力Ｈ１（導通状態判定信号）の状態によらず必ず出力ＥＤ５（インターロック信号）は必ずオフになる。このため、上・下アームの駆動指令信号ＥＡ１、ＥＡ２が同時にオンになった場合でも、原理的に発振しない。
【００８８】
しかしながら、故障例１（３１１０）、故障例２（３１２０）で示したように、先にオンした健全側のアームまでオフするので、前述した「入力ＥＡ１（駆動指令信号）がオンのとき、他方の入力Ｈ１（導通状態判定信号）の状態によらず必ず出力ＥＤ５（インターロック信号）は必ずオフになる」という条件が崩れて、再度オンしてしまうことがあり、出力ＥＤ５（インターロック信号）のオフ時間が短ければ過電圧によりスイッチング素子が破壊されてしまう可能性がある。
【符号の説明】
【００８９】
１００ 電力変換装置
１０１ スイッチング素子（第１スイッチング素子）
１１０ 出力端子
１１１、１１１Ａ、１１１Ｂ 駆動制御装置（第１駆動制御装置）
１１１１、１２１１ 駆動制御装置
１１４１、１２４１ 否定回路（ＮＯＴ回路）
１２１ 駆動回路（第１駆動部）
１２２、１３３、１４３、２２２、２３３、２４３ 論理積回路（ＡＮＤ回路）
１２３、２２３ 出力段パワー回路
１３１、１３１Ａ、１３１Ｂ フィードバック信号生成回路（第１フィードバック信号生成部）
１３２、２３２ 排他的論理和回路（ＸＯＲ回路）
１４１、１４１Ａ、１４１Ｂ インターロック信号生成回路（第１インターロック信号生成部）
１５１ 状態判定回路（第１状態判定部）
１６１ フィルタ回路（第１フィルタ部）
１７１〜１７４、２７５〜２７８ 絶縁回路（第１絶縁部〜第８絶縁部）
２０１ スイッチング素子（第２スイッチング素子）
２１１、２１１Ａ、２１１Ｂ 駆動制御装置（第２駆動制御装置）
２２１ 駆動回路（第２駆動部）
２３１、２３１Ａ、２３１Ｂ フィードバック信号生成回路（第２フィードバック信号生成部）
２４１、２４１Ａ、２４１Ｂ インターロック信号生成回路（第２インターロック信号生成部）
２５１ 状態判定回路（第２状態判定部）
２６１ フィルタ回路（第２フィルタ部）
３０１ 直流電圧源
３１２ 指令制御装置
３１４１、３２４１ 否定論理和回路（ＮＯＲ回路）
Ｅ１、Ｅ２ 制御駆動信号
ＥＡ１ 駆動指令信号（第１駆動指令信号）（電気信号）
ＥＡ２ 駆動指令信号（第２駆動指令信号）（電気信号）
ＥＢ１ フィードバック信号（第１フィードバック信号）（電気信号）
ＥＢ２ フィードバック信号（第２フィードバック信号）（電気信号）
ＥＣ１ インターロック信号（第２インターロック信号）（電気信号）
ＥＣ２ インターロック信号（第１インターロック信号）（電気信号）
ＥＤ１ インターロック信号（第１インターロック信号）（電気信号）
ＥＤ２ インターロック信号（第２インターロック信号）（電気信号）
Ｆ１ フィルタ出力信号（第１フィルタ出力信号）
Ｆ２ フィルタ出力信号（第２フィルタ出力信号）
Ｇ１、Ｇ２ 導通状態信号
Ｈ１ 導通状態判定信号（第１導通状態判定信号）
Ｈ２ 導通状態判定信号（第２導通状態判定信号）
Ｉ１、Ｉ２ スイッチング素子駆動信号
ＬＡ１ 駆動指令信号（第１駆動指令信号）（光信号）
ＬＡ２ 駆動指令信号（第２駆動指令信号）（光信号）
ＬＢ１ フィードバック信号（第１フィードバック信号）（光信号）
ＬＢ２ フィードバック信号（第２フィードバック信号）（光信号）
ＬＣＤ インターロック信号（第２インターロック信号）（光信号）
ＬＤＣ インターロック信号（第１インターロック信号）（光信号）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧源に直列接続された第１スイッチング素子と第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子を駆動制御する第１駆動制御装置と、
前記第２スイッチング素子を駆動制御する第２駆動制御装置と、
前記第１駆動制御装置と前記第２駆動制御装置とに指令を与える指令制御装置とを含んでなる電力変換装置であって、
前記第１駆動制御装置は、
前記指令制御装置の第１駆動指令信号と前記第２駆動制御装置の出力する第２インターロック信号との演算結果に基づいて前記第１スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第１駆動部と、
前記第１スイッチング素子の導通状態を判定する第１状態判定部と、
前記第１駆動指令信号と前記第２インターロック信号と前記第１状態判定部の出力する第１導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第１インターロック信号を生成する第１インターロック信号生成部と、
前記第１駆動指令信号と前記第２インターロック信号と前記第１導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第１フィードバック信号を出力する第１フィードバック信号生成部と、を備え、
前記第２駆動制御装置は、
前記指令制御装置の第２駆動指令信号と前記第１駆動制御装置の出力する第１インターロック信号とを演算して前記第２スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第２駆動部と、
前記第２スイッチング素子の導通状態を判定する第２状態判定部と、
前記第２駆動指令信号と前記第１インターロック信号と前記第２状態判定部の出力する第２導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第２インターロック信号を生成する第２インターロック信号生成部と、
前記第２駆動指令信号と前記第１インターロック信号と前記第２導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第２フィードバック信号を出力する第２フィードバック信号生成部と、を備え
ることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記第１駆動制御装置は、前記第１インターロック信号を前記第２駆動制御装置に供給し、前記第１フィードバック信号を前記指令制御装置に供給し、
前記第２駆動制御装置は、前記第２インターロック信号を前記第１駆動制御装置に供給し、前記第２フィードバック信号を前記指令制御装置に供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
直流電圧源に直列接続された第１スイッチング素子と第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子を駆動制御する第１駆動制御装置と、
前記第２スイッチング素子を駆動制御する第２駆動制御装置と、
前記第１駆動制御装置と前記第２駆動制御装置とに指令を与える指令制御装置とを含んでなる電力変換装置であって、
前記第１駆動制御装置は、
前記第２駆動制御装置の出力する第２インターロック信号の高周波成分を除去する第１フィルタ部と、
前記指令制御装置の第１駆動指令信号と前記第１フィルタ部の出力する第１フィルタ出力信号とを演算して前記第１スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第１駆動部と、
前記第１スイッチング素子の導通状態を判定する第１状態判定部と、
前記第１駆動指令信号と前記第２インターロック信号と前記第１状態判定部の出力する第１導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第１インターロック信号を生成する第１インターロック信号生成部と、
前記第１駆動指令信号と前記第１フィルタ出力信号と前記第１導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第１フィードバック信号を出力する第１フィードバック信号生成部と、を備え、
前記第２駆動制御装置は、
前記第１駆動制御装置の出力する第１インターロック信号の高周波成分を除去する第２フィルタ部と、
前記指令制御装置の第２駆動指令信号と前記第２フィルタ部の出力する第２フィルタ出力信号とを演算して前記第２スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第２駆動部と、
前記第２スイッチング素子の導通状態を判定する第２状態判定部と、
前記第２駆動指令信号と前記第１インターロック信号と前記第２状態判定部の出力する第２導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第２インターロック信号を生成する第２インターロック信号生成部と、
前記第２駆動指令信号と前記第２フィルタ出力信号と前記第２導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第２フィードバック信号を出力する第２フィードバック信号生成部と、を備え
ることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記第１駆動制御装置は、前記第１インターロック信号を前記第２駆動制御装置に供給し、前記第１フィードバック信号を前記指令制御装置に供給し、
前記第２駆動制御装置は、前記第２インターロック信号を前記第１駆動制御装置に供給し、前記第２フィードバック信号を前記指令制御装置に供給する
ことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記指令制御装置が前記第１駆動制御装置および前記第２駆動制御装置との間で信号を授受する入出力信号は光信号であり、
さらに、前記第１駆動制御装置は、第１絶縁部、第２絶縁部、第３絶縁部、第４絶縁部を備え、
前記第２駆動制御装置は、第５絶縁部、第６絶縁部、第７絶縁部、第８絶縁部を備え、
前記第１絶縁部は前記指令制御装置の第１駆動指令信号を光信号から電気信号に変換し、前記第８絶縁部は前記指令制御装置の第２駆動指令信号を光信号から電気信号に変換し、前記第２絶縁部は前記第１フィードバック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第７絶縁部は前記第２フィードバック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第４絶縁部は前記第１インターロック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第５絶縁部は前記第２インターロック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第３絶縁部は前記第５絶縁部が変換した前記第２インターロック信号の光信号を電気信号に変換し、前記第６絶縁部は前記第４絶縁部が変換した前記第１インターロック信号の光信号を電気信号に変換することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記指令制御装置が前記第１駆動制御装置および前記第２駆動制御装置との間で信号を授受する入出力信号は光信号であり、
さらに、前記第１駆動制御装置は、第１絶縁部、第２絶縁部、第３絶縁部、第４絶縁部を備え、
前記第２駆動制御装置は、第５絶縁部、第６絶縁部、第７絶縁部、第８絶縁部を備え、
前記第１絶縁部は前記指令制御装置の第１駆動指令信号を光信号から電気信号に変換し、前記第８絶縁部は前記指令制御装置の第２駆動指令信号を光信号から電気信号に変換し、前記第２絶縁部は前記第１フィードバック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第７絶縁部は前記第２フィードバック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第４絶縁部は前記第１インターロック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第５絶縁部は前記第２インターロック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第３絶縁部は前記第５絶縁部が変換した前記第２インターロック信号の光信号を電気信号に変換し、前記第６絶縁部は前記第４絶縁部が変換した前記第１インターロック信号の光信号を電気信号に変換することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１駆動部と前記第１スイッチング素子とによる応答時定数は、前記第３絶縁部の遅延時間と前記第５絶縁部の遅延時間と前記第２インターロック信号生成部の遅延時間の総和の２倍よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１フィードバック信号生成部は、前記第１絶縁部の出力信号と前記第３絶縁部の出力の否定との論理積を出力することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第１フィードバック信号生成部は、前記第１絶縁部の出力信号と前記第１状態判定部の出力との排他的論理和を出力することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記第１フィルタ部の時定数は、前記第３絶縁部の遅延時間と前記第５絶縁部の遅延時間と前記第２インターロック信号生成部の遅延時間の総和の２倍よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記第１フィードバック信号生成部は、前記第１絶縁部の出力と前記第１フィルタ部の出力の否定の論理積を出力することを特徴とする請求項６または請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記第１フィードバック信号生成部は、前記第１絶縁部の出力と前記第１状態判定部の出力との排他的論理和を出力することを特徴とする請求項６または請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記第１フィードバック信号生成部または前記第２フィードバック信号生成部が所定の電位を所定時間以上連続して出力した場合に故障と判定する故障判定部を前記指令制御装置に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記第２絶縁部または前記第７絶縁部が所定の電位を所定時間以上連続して出力した場合に故障と判定する故障判定部を前記指令制御装置に備えることを特徴とする請求項５乃至請求項１２のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記直流電圧源を前記電力変換装置に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１】
直流電圧源に直列接続された第１スイッチング素子と第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子を駆動制御する第１駆動制御装置と、
前記第２スイッチング素子を駆動制御する第２駆動制御装置と、
前記第１駆動制御装置と前記第２駆動制御装置とに指令を与える指令制御装置とを含んでなる電力変換装置であって、
前記第１駆動制御装置は、
前記指令制御装置の第１駆動指令信号と前記第２駆動制御装置の出力する第２インターロック信号との演算結果に基づいて前記第１スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第１駆動部と、
前記第１スイッチング素子の導通状態を判定する第１状態判定部と、
前記第１駆動指令信号と前記第２インターロック信号と前記第１状態判定部の出力する第１導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第１インターロック信号を生成する第１インターロック信号生成部と、
前記第１駆動指令信号と前記第２インターロック信号と前記第１導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第１フィードバック信号を出力する第１フィードバック信号生成部と、を備え、
前記第２駆動制御装置は、
前記指令制御装置の第２駆動指令信号と前記第１駆動制御装置の出力する第１インターロック信号とを演算して前記第２スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第２駆動部と、
前記第２スイッチング素子の導通状態を判定する第２状態判定部と、
前記第２駆動指令信号と前記第１インターロック信号と前記第２状態判定部の出力する第２導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第２インターロック信号を生成する第２インターロック信号生成部と、
前記第２駆動指令信号と前記第１インターロック信号と前記第２導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第２フィードバック信号を出力する第２フィードバック信号生成部と、を備え
ることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記第１駆動制御装置は、前記第１インターロック信号を前記第２駆動制御装置に供給し、前記第１フィードバック信号を前記指令制御装置に供給し、
前記第２駆動制御装置は、前記第２インターロック信号を前記第１駆動制御装置に供給し、前記第２フィードバック信号を前記指令制御装置に供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
直流電圧源に直列接続された第１スイッチング素子と第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子を駆動制御する第１駆動制御装置と、
前記第２スイッチング素子を駆動制御する第２駆動制御装置と、
前記第１駆動制御装置と前記第２駆動制御装置とに指令を与える指令制御装置とを含んでなる電力変換装置であって、
前記第１駆動制御装置は、
前記第２駆動制御装置の出力する第２インターロック信号の高周波成分を除去する第１フィルタ部と、
前記指令制御装置の第１駆動指令信号と前記第１フィルタ部の出力する第１フィルタ出力信号とを演算して前記第１スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第１駆動部と、
前記第１スイッチング素子の導通状態を判定する第１状態判定部と、
前記第１駆動指令信号と前記第２インターロック信号と前記第１状態判定部の出力する第１導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第１インターロック信号を生成する第１インターロック信号生成部と、
前記第１駆動指令信号と前記第１フィルタ出力信号と前記第１導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第１フィードバック信号を出力する第１フィードバック信号生成部と、を備え、
前記第２駆動制御装置は、
前記第１駆動制御装置の出力する第１インターロック信号の高周波成分を除去する第２フィルタ部と、
前記指令制御装置の第２駆動指令信号と前記第２フィルタ部の出力する第２フィルタ出力信号とを演算して前記第２スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動信号を出力する第２駆動部と、
前記第２スイッチング素子の導通状態を判定する第２状態判定部と、
前記第２駆動指令信号と前記第１インターロック信号と前記第２状態判定部の出力する第２導通状態判定信号の少なくとも１つを入力して第２インターロック信号を生成する第２インターロック信号生成部と、
前記第２駆動指令信号と前記第２フィルタ出力信号と前記第２導通状態判定信号の少なくとも２つを入力して第２フィードバック信号を出力する第２フィードバック信号生成部と、を備え
ることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記第１駆動制御装置は、前記第１インターロック信号を前記第２駆動制御装置に供給し、前記第１フィードバック信号を前記指令制御装置に供給し、
前記第２駆動制御装置は、前記第２インターロック信号を前記第１駆動制御装置に供給し、前記第２フィードバック信号を前記指令制御装置に供給する
ことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記指令制御装置が前記第１駆動制御装置および前記第２駆動制御装置との間で信号を授受する入出力信号は光信号であり、
さらに、前記第１駆動制御装置は、第１絶縁部、第２絶縁部、第３絶縁部、第４絶縁部を備え、
前記第２駆動制御装置は、第５絶縁部、第６絶縁部、第７絶縁部、第８絶縁部を備え、
前記第１絶縁部は前記指令制御装置の第１駆動指令信号を光信号から電気信号に変換し、前記第８絶縁部は前記指令制御装置の第２駆動指令信号を光信号から電気信号に変換し、前記第２絶縁部は前記第１フィードバック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第７絶縁部は前記第２フィードバック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第４絶縁部は前記第１インターロック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第５絶縁部は前記第２インターロック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第３絶縁部は前記第５絶縁部が変換した前記第２インターロック信号の光信号を電気信号に変換し、前記第６絶縁部は前記第４絶縁部が変換した前記第１インターロック信号の光信号を電気信号に変換することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記指令制御装置が前記第１駆動制御装置および前記第２駆動制御装置との間で信号を授受する入出力信号は光信号であり、
さらに、前記第１駆動制御装置は、第１絶縁部、第２絶縁部、第３絶縁部、第４絶縁部を備え、
前記第２駆動制御装置は、第５絶縁部、第６絶縁部、第７絶縁部、第８絶縁部を備え、
前記第１絶縁部は前記指令制御装置の第１駆動指令信号を光信号から電気信号に変換し、前記第８絶縁部は前記指令制御装置の第２駆動指令信号を光信号から電気信号に変換し、前記第２絶縁部は前記第１フィードバック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第７絶縁部は前記第２フィードバック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第４絶縁部は前記第１インターロック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第５絶縁部は前記第２インターロック信号を電気信号から光信号に変換し、前記第３絶縁部は前記第５絶縁部が変換した前記第２インターロック信号の光信号を電気信号に変換し、前記第６絶縁部は前記第４絶縁部が変換した前記第１インターロック信号の光信号を電気信号に変換することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１駆動部と前記第１スイッチング素子とによる応答時定数は、前記第３絶縁部の遅延時間と前記第５絶縁部の遅延時間と前記第２インターロック信号生成部の遅延時間の総和の２倍よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１フィードバック信号生成部は、前記第１絶縁部の出力信号と前記第３絶縁部の出力の否定との論理積を出力することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第１フィードバック信号生成部は、前記第１絶縁部の出力信号と前記第１状態判定部の出力との排他的論理和を出力することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記第１フィルタ部の時定数は、前記第３絶縁部の遅延時間と前記第５絶縁部の遅延時間と前記第２インターロック信号生成部の遅延時間の総和の２倍よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記第１フィードバック信号生成部は、前記第１絶縁部の出力と前記第１フィルタ部の出力の否定の論理積を出力することを特徴とする請求項６または請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記第１フィードバック信号生成部は、前記第１絶縁部の出力と前記第１状態判定部の出力との排他的論理和を出力することを特徴とする請求項６または請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記第１フィードバック信号生成部または前記第２フィードバック信号生成部が所定の電位を所定時間以上連続して出力した場合に故障と判定する故障判定部を前記指令制御装置に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記第２絶縁部または前記第７絶縁部が所定の電位を所定時間以上連続して出力した場合に故障と判定する故障判定部を前記指令制御装置に備えることを特徴とする請求項５乃至請求項１２のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記直流電圧源を前記電力変換装置に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−１１０９０５（Ｐ２０１３−１１０９０５Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５７９５（Ｐ２０１１−２５５７９５）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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