本发明涉及电源控制装置及其方法。
背景技术：
公开有一种废除了用于防止浪涌电流的限制电阻的电源控制装置。在该电源控制装置中，控制装置接收起动指令st时，使系统主继电器smr1、smr3接通，执行对电容器c进行充电的预充电处理。在此，由于未设置限制电阻，因此，控制装置以在系统主继电器smr3的功率mosfet不超过最大额定功率的范围且饱和区域中进行动作的方式控制功率mosfet的栅极电压。而且，在预充电处理完成后，将smr2接通，将smr3关断(专利文献1)。
专利文献1：(日本)特开2007－143221号公报
但是，在上述的电源控制装置中，在将在电池与电动机之间流动的电流切断的情况下，在主继电器smr3的功率mosfet功率mosfet关断的状态下，将主继电器smr1、smr2关断。因此，存在在切断电流时，主继电器smr1、smr2的触点容易劣化的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的课题在于提供一种能够抑制继电器触点的劣化的电源控制装置或其方法。
本发明如下地解决上述课题，即，相对于从直流电源的正极经由负载到直流电源的负极的电流路径，分别串联地连接开关元件及继电器，在将该电流路径电气切断的情况下，将开关元件切换成关断状态之后，将继电器切换成关断状态。
根据本发明，在将电流路径电气切断时，将继电器切换成关断状态时，开关元件成为关断状态，来自电源的较高的浪涌电流不会流向继电器，因此，实现可抑制继电器的触点的劣化的效果。
附图说明
图1是本实施方式的电源控制装置的框图；
图2是在本实施方式中用于说明开关元件的连接例的电路图；
图3是在本实施方式中用于说明开关元件的连接例的电路图；
图4是表示使电流路径电气导通时的供电信号的接通、关断状态、继电器的驱动电压、及开关元件的驱动电压的特性的图表；
图5是表示使电流路径电气导通时的供电信号的接通、关断状态、继电器的驱动电压、及开关元件的驱动电压的特性的图表；
图6是表示将电流路径电气切断时的供电信号的接通、关断状态、继电器的驱动电压、及开关元件的驱动电压的特性的图表；
图7是表示将电流路径电气切断时的供电信号的接通、关断状态、继电器的驱动电压、及开关元件的驱动电压的特性的图表；
图8是表示电流路径为非导通状态时的供电信号的接通、关断状态、继电器的驱动电压、及开关元件的驱动电压的特性的图表；
图9是表示电流路径为非导通状态时的供电信号的接通、关断状态、继电器的驱动电压、及开关元件的驱动电压的特性的图表；
图10是本发明另一实施方式的电源控制装置的框图；
图11是本发明另一实施方式的电源控制装置的框图；
图12是变形例的电源控制装置的框图。
标记说明
1：直流电源
2：负载装置
3：开关元件
4：继电器
5：驱动控制装置
6a、6b、6c：电压传感器
7a、7b：电流传感器
8：控制装置
9：继电器
11：蓄电池
12：框体
21：逆变器
22：框体
p、n：电源线
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
《第一实施方式》
图1是本发明实施方式的电源控制装置的框图。本实施方式的电源控制装置是例如设于车辆，控制将搭载于车辆的蓄电池的电力经由逆变器向电动机供给的系统的装置。以下的说明中，以电源控制装置设于车辆的情况为前提进行说明，但电源控制装置不限于设于车辆，也可以设于其它装置。例如，电源控制装置也可以适用于将定置用的电源的电力向负载供给时的电力系统。
如图1所示，电源控制装置具备：直流电源1；负载装置2；开关元件3；继电器4；驱动控制装置5；电压传感器6a、6b、6c；电流传感器7a、7b；控制装置8；电源线p、n。另外，控制装置8也可以不必是电源控制装置的构成。在图1中，将驱动控制装置5和控制装置8分开图示，但也可以将驱动控制装置5及控制装置8设为一个控制装置。另外，在图1中，虚线的箭头标记表示控制信号。
直流电源1是对负载装置2供给电力的装置，具有蓄电池11和框体12。蓄电池11连接多个锂离子电池等的二次电池。蓄电池11具有正极及负极。蓄电池11的正极和负极经由一对电源线p、n分别连接于负载装置2。框体12是用于收纳蓄电池11的金属制壳体。另外，直流电源1还具有将通过负载装置2的再生而发电的电力利用蓄电池11进行蓄电的功能。
负载装置2是消耗直流电源1的电力的装置，具有逆变器21和框体22。负载装置2经由电源线p、n与直流电源1电连接。逆变器21是变换蓄电池11的电力，并将变换后的电力向未图示的电动机供给的电力变换装置。逆变器21的输入侧(dc侧)经由电源线与蓄电池11连接，逆变器21的输出侧(ac侧)与电动机连接。框体22是用于收纳逆变器21的金属制壳体。另外，负载装置2不限于逆变器21，也可以具有电动机，还可以是逆变器21以外的其它负载(例如，电热线)。
电源线p、n是连接在直流电源1与负载装置2之间的一对配线。另外，电源线p、n成为从直流电源1的正极经由负载装置2到直流电源1的负极的电流路径。
开关元件3是具有开关功能的半导体元件。在本实施方式中，开关元件3是p通道mosfet。开关元件3与－电极侧(负极侧)的电源线n连接。开关元件3不限于mosfet，也可以是igbt。另外，开关元件3也可以是使用了si、sic或gan等宽带隙半导体材料的单极或双极结构的开关元件。
在将从直流电源1朝向负载装置2的方向设为顺向的情况下，本实施方式的电源控制装置以能够将顺向流动的电流切断的方式构成。因此，以p通道fet的导通方向成为电源线n的顺向的方式连接开关元件3。需要说明的是，在以使用开关元件3将反向的再生电流切断的方式构成的情况下，只要在将图1所示的开关元件3的漏极和源极设为相反后连接开关元件3即可。
另外，在将顺向及反向的电流切断的情况下，如图2所示，只要将不具有逆耐压性能的多个开关元件3串联连接即可。图2是表示能够进行双向的电流的切断的开关元件3的连接例的电路图。如图2所示，两个开关元件3是p型通道的mosfet，相互为反向且串联连接。
另外，作为能够将双向的电流切断的另一连接例，如图3所示，也可以将具有逆耐压性能的开关元件3并联连接。图3是表示能够将双向的电流切断的开关元件3的连接例的电路图。如图3所示，两个开关元件3为igbt，相互为反向且并联连接。
继电器4是机械式开关。继电器4例如使用电磁继电器。继电器4与开关元件3不同，具有随着开关的接通、关断而机械地移动的一对触点。一对触点中，只要至少一触点动态地移动即可。继电器4与+电极侧(正极侧)的电源线p连接。继电器4具有线圈，利用向该线圈流经电流而产生的电磁感应来驱动触点。
如上所述，在本实施方式的电源控制装置中，在直流电源1与负载装置2之间导通电流的电流路径由电源线p、n形成。为了切换电流路径的电气导通和电气切断，在电源线p、n分别连接有继电器4和开关元件3。通常，在高电压的直流电源与负载之间进行接通、关断的切换的情况下，将一对继电器开关与正极侧的电源线和负极侧的电源线连接。另一方面，本申请发明中，使继电器4具有与正极侧连接的继电器开关的作用，使开关元件3具有与负极侧连接的继电器开关的作用。换而言之，本实施方式中，继电器4是能够进行将正极或负极的任一极的电流路径独立地接通、关断切换的开关。
在蓄电池11的正极与框体12之间的电位差(以下，称为第一电位差)和蓄电池11的负极与框体之间的电位差(以下，称为第二电位差)不同的情况下，开关元件3以接近具有更小一方的电位差的电极侧的方式连接。例如，在第二电位差比第一电位差小的情况下，开关元件3与负极侧的电源线n连接，继电器4与正极侧的电源线p连接。这种连接方式是图1所示的连接方式。另一方面，在第一电位差比第二电位差小的情况下，开关元件3与正极侧的电源线p连接，继电器4与负极侧的电源线n连接。
即使在开关元件3为关断状态下，在元件的内部也可能产生漏电流。而且，电压越高，漏电流越增加。因此，通过在第一电位差和第二电位差中、电位差较低一方的电源线连接开关元件3，能够抑制从框体等向开关元件3流动的漏电流。
驱动控制装置5是控制开关元件3及继电器4的接通、关断的控制器。驱动控制装置5基于从控制装置8发送的允许供电信号，切换开关元件3及继电器4的接通、关断。另外，驱动控制装置5基于电压传感器6a～6c、电流传感器7a、7b的检测值，切换开关元件3及继电器4的接通、关断。另外，驱动控制装置5还具有开关元件3及继电器4的自我诊断功能。
电压传感器6a检测直流电源1与负载装置2之间的电流路径中输入侧的电压。电压传感器6a的两端子中，高电位侧的端子在蓄电池11的正极与继电器4之间，与电源线p连接，低电位侧的端子与电源线n连接。
电压传感器6b检测直流电源1与负载装置2之间的电流路径中输出侧的电压。电压传感器6b的两端子中，高电位侧的端子在与继电器4的逆变器21间与电源线p连接，低电位侧的端子在开关元件3与逆变器21之间与电源线n连接。
电压传感器6c检测直流电源1与负载装置2之间的电流路径中继电器4的输出侧的电压。电压传感器6c的两端子中的高电位侧的端子在与继电器4的逆变器21间与电源线p连接，低电位侧的端子在开关元件3与蓄电池11的负极之间与电源线n连接。
电流传感器7a是检测电源线p的电流的传感器，在蓄电池11的正极与继电器4之间与电源线p连接。电流传感器7b是检测电源线n的电流的传感器，在蓄电池11的负极与开关元件3之间与电源线n连接。
电压传感器6a、6b、6c的检测电压及电流传感器7a、7b的检测电流向驱动控制装置5输出。
控制装置8是控制车辆整体的控制器。控制装置8能够在与驱动控制装置5之间进行控制信号的通信。另外，控制装置8根据车辆的主开关的状态将允许供电信号向驱动控制装置5发送。在允许供电信号为接通(on)时，表示允许电力从直流电源1向负载装置2供给。在允许供电信号为关断(off)时，表示不允许电力从直流电源1向负载装置2供给。而且，控制装置8在例如通过用户的操作将车辆的主开关从关断切换成接通的情况下，通过将允许供电信号的电平设为高，而设为接通状态。另一方面，在主开关从接通切换成关断的情况下，控制装置8通过将允许供电信号的电平设为低，而设为关断状态。
接着，对驱动控制装置5的具体控制进行说明。首先，说明电源控制装置的启动时(起动时)的控制。驱动控制装置5通过使直流电源1与负载装置2之间的电流路径电气导通，使用于供电的系统起动。具体地，驱动控制装置5在从控制装置8接收到接通状态的电流许可信号的情况下，以使直流电源1与负载装置2之间的电流路径电气导通的方式，按照以下的顺序进行控制。
图4是表示使直流电源1与负载装置2之间的电流路径电气导通时的供电信号的on、off状态、继电器4的驱动电压、及开关元件3的驱动电压的特性的图表。图4的图表的横轴表示时间。另外，继电器4的驱动电压表示基于驱动控制装置5的控制信号，对继电器4的线圈施加的电压，驱动电压为von时，继电器4成为接通状态，驱动电压为voff时，继电器4成为关断状态。开关元件3的驱动电压相当于开关元件3的栅极电压。需要说明的是，后述的图5～图9所示的图表的纵轴及横轴与图4所示的图表的纵轴及横轴一样。
在供电信号off的情况下，开关元件3及继电器4为关断状态。即，在不需要在直流电源1与负载装置2之间流经电流的情况下，开关元件3及继电器4均维持关断状态。由此，能够在电流路径的阻抗较高的状态下保持，提高系统的安全性。另外，在通过将开关元件3及继电器4中的任一方的开关设为关断状态，能够保持电流路径的高阻抗的情况下，也可以仅将开关元件3及继电器4中的任一方设为关断状态。
如图4所示，在初始状态下，供电信号成为关断，继电器4的驱动电压及开关元件3的驱动电压为voff。在时间t1，供电信号从关断切换成接通时，驱动控制装置5在从时间t1经过规定时间后的时间t2，将继电器4的驱动电压从voff提高至von，由此，将继电器4从关断状态切换成接通状态。驱动控制装置5在从时间t2经过规定时间后的时间t3，使开关元件3的驱动电压从voff上升。而且，在时间t4，开关元件3的驱动电压成为von，开关元件3切换成接通状态。
但是，在使电流路径电气导通，且从直流电源1向负载装置2供电的情况下，电流从电位较高的地方向电位较低的地方流动。而且，在电位较低的地方连接有具有寄生电容或电容成分的电路元件的情况下，例如在负载装置2的输入侧(dc侧)连接有平滑用的电容器时，在使电流路径电气导通时的初始阶段，浪涌电流从直流电源1向负载装置2流动。而且，电流路径的阻抗越低，浪涌电流越大。在继电器4流经较大的浪涌电流的情况下，引起继电器4的触点的粘固及向开关元件3的元件的不良影响。另外，由于电流路径的电感和浪涌电流，也可能产生浪涌电压。因此，在使电流路径电气导通的情况下，必须对从直流电源1流经电流路径的电流实施限制，且在直流电源1与负载装置2之间流动电流。
如上述，在本实施方式中，在使电流路径电气导通的情况下，驱动控制装置5在将继电器4切换成接通状态后，将开关元件3切换成接通状态。由于开关元件3为mosfet，故而驱动控制装置5通过控制栅极电压，能够调整开关元件3的接通电阻，能够任意变更在电流路径流动的电流量。继电器4在时间t3的时刻已成为接通状态。因此，通过以开关元件3的接通电阻变高的方式调整栅极电压，且将开关元件3切换成接通状态，能够抑制从直流电源1向电流路径流入的浪涌电流。
另外，在本实施方式中，从时间t3开始，使开关元件3的驱动电压从较低的状态逐渐上升。由此，开关元件3的接通电阻能够从较高的状态逐渐调整成较低的状态，因此，能够抑制浪涌电流。
另外，在时间t3到时间t4期间，驱动控制装置5也可以使用电压传感器6a～6c或电流传感器7a、7b来管理从直流电源1流经电流路径的电流，并且调整用于防止浪涌电流的最佳的栅极电压。从直流电源1流经电流路径的电流能够根据例如电压传感器6a的检测电压与电压传感器6b的检测电压的电压差、电压传感器6c的检测电压或电流传感器7a、7b的检测电流进行检测。
在调整栅极电压时，驱动控制装置5也可以以流经电流路径的电流不超过与电流路径连接的各元件的允许电流值的方式调整栅极电压。另外，驱动控制装置5也可以以如下的方式调整栅极电压，即，通过流经电流路径，各元件的温度不比允许温度高，或各元件的施加电压比允许值高。就各元件的温度及电压而言，也可以另外设置传感器，并利用该传感器的检测值进行管理，或者还可以根据电压传感器6a～6c等的检测值，通过运算求出推定值，由此，进行管理。另外，进行调整时的栅极电压的值既可以预先设定，也可以基于传感器的检测值实时设定。
另外，从时间t1到时间t2的规定时间、及从时间t2到时间t3的规定时间越短，越能够缩短系统的启动时间。
在本实施方式中，驱动控制装置5也能够在使供电系统起动时，进行开关元件3及继电器4的自我诊断。使用图5说明驱动控制装置5的控制顺序。
图5是表示使直流电源1与负载装置2之间的电流路径电气导通，进行开关元件3及继电器4的自我诊断时的供电信号的接通、关断的状态、继电器4的驱动电压、及开关元件3的驱动电压的特性的图表。
在初始状态下，供电信号关断，继电器4的驱动电压及开关元件3的驱动电压为voff。在时间t1，供电信号从关断成为接通，在时间t2，继电器4的驱动电压从voff上升至von，在时间t3，开关元件3的驱动电压从voff逐渐上升，在时间t4，开关元件3的驱动电压成为von方面与使用图4进行说明的上述顺序的控制一样。
驱动控制装置5在从时间t1到时间t2的规定期间内，以暂时性地提高开关元件3的驱动电压，在提高驱动电压后降低至voff的方式，控制开关元件3。驱动控制装置5在时间t1后的时间ta，使开关元件3的驱动电压从voff上升。在时间ta后的时间tb，驱动电压成为von时，驱动控制装置5将开关元件3的驱动电压从von下降。而且，在时间tc，驱动电压成为voff。由此，驱动控制装置5在使电流路径导通的情况下，在将继电器4切换成接通状态之前，在时间ta到时间tc期间，将开关元件3设为接通状态。
驱动控制装置5在时间ta到时间tc期间，基于电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值进行开关元件3及继电器4的故障诊断。如果继电器4正常，则在时间ta到时间tc期间，即使开关元件3的驱动电压比voff高，电流也不从直流电源1流向电流路径。因此，在时间ta到时间tc期间，电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值没有变化，或者即使具有变化，检测值的变动量也较小。另一方面，在产生继电器4的短路故障(接通粘固)的情况下，在时间ta到时间tc期间，若开关元件3的驱动电压比voff高时，则电流从直流电源1向电流路径流出。
驱动控制装置5在时间ta到时间tc期间，比较电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值和阈值，基于其比较结果判断继电器4是否发生故障。阈值是为了进行继电器4的故障诊断而预先设定的值。
驱动控制装置5在进行故障诊断时，不需要使用电压传感器6a～6c及电流传感器7a、7b中全部传感器的检测值，只要使用至少一个检测值即可。另外，在使用传感器的检测值中、由于继电器4的故障而上升的检测值进行继电器4的故障诊断的情况下，驱动控制装置5在检测值比阈值高的情况下，判断为继电器4发生故障。另外，在使用传感器的检测值中、由于继电器4的故障而下降的检测值进行继电器4的故障诊断的情况下，驱动控制装置5在检测值比阈值低的情况下，判断为继电器4发生故障。另外，在故障诊断时的检测值的选择、及比较检测值和阈值时的判断基准不限于继电器4的故障诊断，也可以适用于以下说明的开关元件3的故障诊断时。另外，与阈值进行比较的检测值既可以设为电压传感器6a～6c、电流传感器7a、7b的检测值，也可以是这些传感器的检测值的差。tc
另外，从时间ta到时间tc的期间越短，越能够缩短系统的启动时间，也能够抑制待机电力。另外，假定继电器4的短路故障时，在时间ta到时间tc期间，电流从直流电源1流经电流路径。而且，在时间tb到时间tc期间，电流切断，因此，可能由于电流量的变化而产生浪涌电压。因此，以考虑电流路径上的各元件的耐压及电流路径的电感，且不会由于浪涌电压给元件造成不良影响的方式，从时间tb到时间tc的期间优选尽可能短。
这样在本实施方式中，在使电流路径电气导通的情况下，驱动控制装置5在将继电器4切换成接通状态之前，时间tb到时间tc期间，将开关元件3设为接通状态，且在从时间tb到时间tc的期间内，基于传感器的检测值进行继电器4的故障诊断。由此，能够确保系统的安全性，且实现电路元件等的保护。
驱动控制装置5也能够在时间t2之后进行开关元件3的故障诊断。驱动控制装置5在时间t2到时间t3期间，基于电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值进行开关元件3的故障诊断。如果开关元件3正常，则即使从时间t2到时间t3期间，将继电器4切换成接通状态，电流也不从直流电源1流向电流路径。而且，在时间t2到时间t3期间，电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值没有变化，或者即使具有变化，检测值的变动量也较小。另一方面，在产生开关元件3的短路故障的情况下，在时间t2到时间t3期间，电流从直流电源1向电流路径流出。因此，驱动控制装置5在时间t2到时间t3期间，对传感器的检测值和预先设定的阈值进行比较，并且能够基于比较结果诊断开关元件3的故障。
这样在本实施方式中，在使电流路径电气导通的情况下，驱动控制装置5在从将继电器4切换成接通状态的时刻(时间t2)到将开关元件3设为接通状态的时刻(时间t3)为止的期间内，基于传感器的检测值，进行开关元件3的故障诊断。由此，能够确保系统的安全性，并实现电路元件等的保护。
另外，驱动控制装置5也能够在时间t3之后进行开关元件3及继电器4的故障诊断。驱动控制装置5在时间t3以后的规定期间，基于电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值，进行开关元件3及继电器4的故障诊断。若开关元件3及继电器4正常，则在时间t3以后，随着开关元件3的驱动电压的上升，电流从直流电源1流经电流路径。另外，开关元件3的驱动电压成为von后，电流也从直流电源1流经电流路径。而且，由于电流从直流电源1流经电流路径，电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值发生变化。另一方面，在产生有开关元件3的开放故障及继电器4的开放故障中的任一故障的情况下，电流不会从直流电源1流经电流路径。另外，电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值不发生变化，或者即使具有变化，检测值的变动量也较小。因此，驱动控制装置5在时间t3以后的规定期间，比较传感器的检测值和预先设定的阈值，且基于比较结果能够诊断开关元件3的故障及继电器4的故障。
这样，在本实施方式中，在使电流路径电气导通的情况下，驱动控制装置5将继电器4切换成接通状态后，基于传感器的检测值进行开关元件3及继电器4的故障诊断。由此，能够确保系统的安全性，并实现电路元件等的保护。
接着，对电源控制装置的关闭(立ち下げ)时的控制进行说明。驱动控制装置5在开关元件3及继电器4为接通状态下接收关断状态的供电信号时，以将电流路径电气切断的方式控制开关元件3及继电器4。关断状态的供电信号与流经电流路径的电流的导通状态无关地，从控制装置8向驱动控制装置5发送。因此，驱动控制装置5在电流流经电流路径的状态下，将开关元件3及继电器4设为关断状态。此时，当在向继电器4流过高电流的状态下将继电器4从接通切换成关断时，由于继电器4的触点的发热等，继电器4的触点劣化，且接触电阻可能增加。另外，也成为触点的粘固等的原因。在本实施方式中，为了防止继电器4的触点的劣化，驱动控制装置5在将直流电源1与负载装置2之间的电流路径电气切断时，按照以下的顺序控制开关元件3及继电器4。
图6是表示将直流电源1与负载装置2之间的电流路径电气切断时的供电信号的接通、关断状态、继电器4的驱动电压、及开关元件3的驱动电压的特性的图表。
如图6所示，作为将电流路径切断之前的初始状态，供电信号成为接通，就继电器4的驱动电压而言，继电器4的驱动电压及开关元件3的驱动电压为von。在时间t5，若将供电信号从接通切换成关断，则驱动控制装置5在从时间t5经过规定时间后的时间t6，将开关元件3的驱动电压从von下降至voff，由此，将开关元件3从接通状态切换成关断状态。而且，驱动控制装置5在从时间t6经过规定时间后的时间t7，将继电器4的驱动电压从von下降至voff，并将继电器4从接通状态切换成关断状态。
在本实施方式中，在将电流路径电气切断的情况下，驱动控制装置5在将开关元件3切换成关断状态后，将继电器4切换成关断状态。由此，能够防止继电器4的触点的劣化，能够提高电源控制装置的可靠性。
另外，驱动控制装置5在将直流电源1与负载装置2之间的电流路径电气切断时，也可以代替图6所示的顺序，按照图7所示的顺序控制开关元件3及继电器4。
图7是表示将直流电源1与负载装置2之间的电流路径电气切断时的供电信号的接通、关断状态、继电器4的驱动电压、及开关元件3的驱动电压的特性的图表。
在图7中，供电信号的电平在时间t5从接通下降至切断方面、及继电器4的驱动电压在时间t7从von下降至voff方面与图6的顺序同样。驱动控制装置5在将继电器4切换成关断状态之前，在降低开关元件3的驱动电压时，随着时间的经过，使驱动电压逐渐下降。即，驱动控制装置5在时间t6使开关元件3的驱动电压从von逐渐下降，在时间td，将继电器4的驱动电压下降至voff。由此，在本实施方式中，在切断电流路径的电流时(使开关元件3关断时)，能够抑制电流变化引起的浪涌电压的产生。另外，以考虑电流路径上的各元件的耐压及电流路径的电感，且不会由于浪涌电压对元件造成不良影响的方式，优选从时间t6到时间td的期间尽可能短。另外，为了缩短系统的启动时间，优选从时间t5到时间t6的期间及从时间td到时间t7的期间尽可能短。
接着，说明电流路径为非导通状态时的驱动控制装置5的控制。非导通状态(无电流状态)是从直流电源1或负载装置2流经电流路径的电流比规定的电流阈值低的状态，即流经电流路径的电流为零或接近零的状态。驱动控制装置5使用电压传感器6a～6c或电流传感器7a、7b检测电流路径的电流。驱动控制装置5将检测到的电流和电流阈值进行比较，且在检测电流比电流阈值低的情况下，判定为非导通状态。非导通状态看作为，也可以从直流电源1对负载装置2不供给电流的状态，且也可以通过负载装置2的再生而不向直流电源1供给电流的状态。因此，驱动控制装置5在非导通状态下，按照以下的顺序控制开关元件3及继电器4，并进行开关元件3及继电器4的自我诊断。
图8是表示电流路径为非导通状态，且进行开关元件3及继电器4的自我诊断时的供电信号的接通、关断状态、继电器4的驱动电压、及开关元件3的驱动电压的特性的图表。
如图8所示，作为进行开关元件3及继电器4的自我诊断之前的初始状态，供电信号成为接通，继电器4的驱动电压及开关元件3的驱动电压为von。驱动控制装置5在时间t8之前，基于传感器的检测值判定电流路径的状态是否为非导通状态。而且，驱动控制装置5在电流路径的状态为非导通状态的情况下，将表示非导通状态的控制信号向控制装置8发送。控制装置8接收该控制信号时，将电流路径开放，由此，判定是否对负载装置2的动作或直流电源的充放电等没有影响。控制装置8在对负载装置2的动作或直流电源的充放电等没有影响的情况下，作为相对于控制信号的响应信号，将关断的允许供电信号向驱动控制装置5发送。
驱动控制装置5在时间t8接收关断的允许供电信号，在从时间t8经过规定时间后的时间t9，将继电器4的驱动电压从von降低至voff，将继电器4从接通状态切换成关断状态。而且，驱动控制装置5在从时间t9经过规定时间后的时间t10，将开关元件3的驱动电压从von降低至voff，将开关元件3从接通状态切换成关断状态。需要说明的是，在非导通状态下，不向继电器4流经高电流，因此，即使继电器4在开关元件3之前切换成关断状态，在继电器4的触点产生发热等的可能性也较低。
驱动控制装置5在时间t9到时间t10期间，基于电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值进行继电器4的故障诊断。
在逆变器21的输入侧(dc侧)连接有平滑用的电容器，该电容器的放电用的电阻等也连接于电流路径。因此，例如在采用成为非导通状态时，电容器放电，且被放电用电阻消耗那样的电路构成的情况下，即使是非导通状态，电容器的放电产生的电流也流经电流路径。另外，作为电容器的放电以外的例子，例如在由负载装置2消耗电力的情况，或直流电源1的正极及负极间的漏电路径存在于电流路径的情况下，即使是非导通状态，也流经电流。而且，当继电器4从接通状态切换成关断状态时，通过电流路径的开放，不流经这种电流。因此，如果继电器4正常，则在时间t9，继电器切换成关断状态，故而在时间t9以后，不向电流路径流经电流。另一方面，在产生继电器4的短路故障的情况下，在时间t9到时间t10期间，电流不流经电流路径。因此，驱动控制装置5在时间t9到时间t10期间，比较传感器的检测值和预先设定的阈值，且基于比较结果能够诊断继电器4的故障。
这样在本实施方式中，驱动控制装置5在使用传感器检测非导通状态，且电流路径为导通状态的情况下，在将继电器4设为关断状态后，将开关元件切换成关断状态，由此，使电流路径开放。由此，能够保护继电器4的触点，且使电流路径开放。
另外，在本实施方式中，驱动控制装置5在电流路径为非导通状态的情况下，在从将继电器4设为关断状态的时刻到将开关元件3设为关断状态的时刻为止的期间，基于传感器的检测值进行继电器4的故障诊断。由此，能够确保系统的安全性，实现电路元件等的保护。
驱动控制装置5在电流路径为非导通状态的情况下，在从时间t8到时间t9的期间内及时间t10以后的期间，也能够进行开关元件3及继电器4的自我诊断。使用图9说明驱动控制装置5的控制顺序。
图9是表示电流路径为非导通状态，且进行开关元件3及继电器4的自我诊断时的、供电信号的接通、关断状态、继电器4的驱动电压、及开关元件3的驱动电压的特性的图表。
在时间t8接收切断的供电信号的方面、在时间t9将继电器4的驱动电压从von下降至voff的方面、在时间t10将开关元件3的驱动电压从von下降至voff的方面与图8所示的顺序中的控制一样。
驱动控制装置5在时间t8后的时间te，使开关元件3的驱动电压从von下降。驱动电压在时间te后的时间tf成为voff时，驱动控制装置5使开关元件3的驱动电压从voff上升。而且，驱动电压在时间tg成为von。由此，驱动控制装置5在电流路径为非导通状态的情况下，在将继电器4切换成关断状态前，在从时间te到时间tg期间，将开关元件3设为关断状态(关断及开通)。
驱动控制装置5在时间te到时间tg期间，基于电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值，进行开关元件3的故障诊断。如果开关元件3正常，则在时间te到时间tg期间，开关元件的驱动电压比von低时，在时间te的时刻以前流经的电流发生变化。在时间te之前流经的电流与上述同样地，是通过电容器的放电等而流经电流路径的电流。另一方面，在发生开关元件3的短路故障的情况下，即使开关元件3的驱动电压比von低，也继续电流路径成为闭路的状态，因此，在时间te的时刻流经的电流不发生变化，或该电流的变化量较小。因此，驱动控制装置5在时间te到时间tg期间，比较传感器的检测值和预先设定的阈值，且能够基于比较结果诊断开关元件3的故障。
另外，驱动控制装置5在时间t9到时间t10期间，基于电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值，进行继电器4的故障诊断。如果继电器4正常，则继电器4在时间t9成为关断状态时，在时间t9的时刻流经的电流发生变化。在时间t9之前流经的电流与上述同样地，是通过电容器的放电等而流经电流路径的电流。另一方面，在发生继电器4的短路故障的情况下，即使继电器4的驱动电压比von低，在时间t9的时刻流经的电流也不发生变化，或该电流的变化量较小。因此，驱动控制装置5在时间t9到时间t10期间，比较传感器的检测值和预先设定的阈值，且能够基于比较结果诊断继电器4的故障。
这样，在本实施方式中，驱动控制装置5在电流路径为非导通状态的情况下，在将继电器4切换成关断状态之前，在规定期间将开关元件3设为关断状态，且基于传感器的检测值进行开关元件的故障诊断。由此，能够确保系统的安全性，实现电路元件等的保护。
另外，在本实施方式中，驱动控制装置5在电流路径为非导通状态的情况下，在从将继电器4切换成关断状态的时刻(时间t9)到将开关元件3设为关断状态的时刻(时间t10)为止的期间内，基于传感器的检测值进行开关元件3的故障诊断。由此，能够确保系统的安全性，实现电路元件等的保护。
另外，在本实施方式中，继电器4既可以与负极侧的电源线n连接，开关元件3也可以与正极侧的电源线p连接。
另外，在本实施方式中，驱动控制装置5也可以在图4所示的时间t3到时间t4期间，基于电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值，进行开关元件3及继电器4的故障诊断。如果开关元件3及继电器4正常，则在时间t3到时间t4期间，随着开关元件3的栅极电压的上升，从直流电源1流经电流路径的电流逐渐变大。另一方面，在发生开关元件3的短路故障的情况下，发生开关元件3的开放故障时，或发生继电器4的开放故障(切断粘固)时，即使驱动控制装置5以使开关元件3的栅极电压上升的方式控制开关元件3，电流也不会从直流电源1流经电流路径。驱动控制装置5在以使开关元件3的栅极电压上升的方式控制开关元件3的状态下，使用传感器确认电流是否流经电流路径。而且，驱动控制装置5在确认了电流未流经电流路径的情况下，判断为开关元件3或继电器4的任一方的开关发生故障。
另外，在本实施方式中，驱动控制装置5也可以在图4所示的时间t3到时间t4期间，基于传感器的检测值诊断开关元件3的栅极电压和开关元件3的接通电阻的特性的变化。
另外，在本实施方式中，驱动控制装置5也可以在图6或图7所示的时间t6到时间t7期间，基于电压传感器6a～6c的检测值或电流传感器7a、7b的检测值，进行开关元件3的故障诊断。如果开关元件3正常，则随着开关元件3的栅极电压的下降，从直流电源1流经电流路径的电流逐渐变小。另一方面，在开关元件3发生短路故障的情况下，驱动控制装置5即使以使开关元件3的栅极电压下降的方式控制开关元件3，流经电流路径的电流也不会变小。驱动控制装置5在以使开关元件3的栅极电压下降的方式控制开关元件3的状态下，使用传感器确认在电流路径中，电流是否下降。而且，驱动控制装置5在确认了在电流路径中电流未下降，或电流的减少幅度较小的情况下，判断为开关元件3发生故障。
另外，优选从时间te到时间tf的期间尽可能短，以在使用图9说明的顺序中，考虑电流路径上的各元件的耐压及电流路径的电感，且不由于浪涌电压而对元件造成不良影响。另外，在时间tf到时间tg期间，驱动控制装置5也可以使用电压传感器6a～6c或电流传感器7a、7b管理从直流电源1流经电流路径的电流，且调整用于防止浪涌电流的最佳的栅极电压。另外，为了缩短系统的启动时间，从时间t8到时间te的期间及从时间tg到时间t9的期间优选尽可能短。
另外，在电源控制装置的关闭时进行自我诊断的情况下，驱动控制装置5将自我诊断的结果作为有无故障的信息，保持至下次启动时。由此，不需要图5所示的时间ta到时间tc期间的顺序，能够在装置启动时以图4所示的顺序，在装置关闭时以图8所示的顺序，进行开关元件3及继电器4的自我诊断。由此，能够缩短装置的启动时间及关闭时间。
另外，在电流路径为非导通状态，且以图8或图9所示的顺序进行自我诊断的情况下，在下次的装置启动时，也可以以图5所示的顺序进行自我诊断。在图8或图9所示的顺序中，不能得到继电器4的短路故障的信息，因此，在下次的装置启动时，通过以图5所示的顺序进行自我诊断，能够提前诊断继电器4的短路故障。作为其结果，能够实现冗长性高的系统。
另外，作为本实施方式的变形例，框体12也可以以与直流电源的正极或负极的任一方同电位的方式设于直流电源1。由此，能够抑制噪声。
上述的框体12相当于本发明的“电源用框体”，框体22相当于本发明的“负载用框体”。
《第二实施方式》
图10是本发明另一实施方式的电源控制装置的框图。在本例中，相对于上述的第一实施方式，开关元件3的连接位置不同。除此以外的构成与上述的第一实施方式相同，并沿用其记载。
开关元件3与电源线p连接，相对于继电器4串联连接。即，开关元件3和继电器4的串联电路与正极侧连接。另外，第一电位差(蓄电池11的正极与框体12之间的电位差)比第二电位差(蓄电池11的负极与框体之间的电位差)大。
在本实施方式中，在高电位侧(正极侧)连接作为高阻抗的电路的开关元件3和继电器4的串联电路。由此，能够抑制从框体12等流经的漏电电流。另外，在本实施方式中，继电器4在电流路径上连接在直流电源1与开关元件3之间。由此，能够将继电器4配置在接近直流电源1的一侧，因此，能够抑制漏电电流。
另外，在第二电位差比第一电位差大的情况下，只要将开关元件3和继电器4的串联电路与电源线n连接即可。
《第三实施方式》
图11是本发明另一实施方式的电源控制装置的框图。在本例中，相对于上述第一实施方式的不同之处在于，框体12、电源线n及框体22的电位为同电位。除此之外的构成与上述第一实施方式相同，适当沿用第一或第二实施方式的记载。
框体12、电源线n及框体22接地(接地)，因此，框体12、电源线n及框体22的电位相同。由此，在高电位侧(正极侧)连接阻抗的电路(继电器4)，因此，能够抑制从框体12等流经的漏电电流。
另外，作为本实施方式的电源控制装置的变形例，也可以如图12那样，将开关元件3与电源线p连接。由此，在高电位侧(正极侧)连接作为高阻抗的电路的开关元件3与继电器4的串联电路，因此，能够抑制从框体12等流经的漏电电流。