CN102460925A - 变压器的控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供根据包含变压器和负载的负载驱动系统整体的损耗来控制变压器的控制装置。对直流电源的输出电压进行升压或降压并施加给负载的变压器的控制装置具有：开关控制部，其对变压器进行开关控制；负载功率导出部，其导出负载功率；变压器损耗降低量导出部，其根据负载功率导出部导出的负载功率和变压器的变压比，导出在开关控制部对变压器进行间歇控制时在变压器中产生的损耗的降低量；负载损耗增加量导出部，其导出在开关控制部对变压器进行间歇控制时在负载中产生的损耗的增加量；以及控制指示部，其在由变压器损耗降低量导出部导出的变压器损耗降低量大于由负载损耗增加量导出部导出的负载损耗增加量时，指示开关控制部对变压器进行间歇控制。

Description

变压器的控制装置
技术领域
本发明涉及控制装置，该控制装置根据包含变压器和负载的负载驱动系统整体的损耗来控制变压器。
背景技术
图12是专利文献1所公开的电动机驱动装置的概略框图。在图12所示的电动机驱动装置中，控制装置30接受来自电流传感器11的电源电流Ib和来自电流传感器18的电抗器电流IL。然后，控制装置30根据电抗器电流IL检测最大值ILmax和最小值ILmin，根据该检测到的最大值ILmax和最小值ILmin以及电源电流Ib，判定电抗器电流IL是否与零点交叉。在电抗器电流IL与零点交叉时，控制装置30生成信号PWMS并输出给升压转换器12。升压转换器根据信号PWMS，停止基于开关动作的升压动作或降压动作。
图13是示出专利文献2所公开的DC/DC转换器的控制系统的电路图。在图13所示的控制系统中，通过开关元件2的接通/断开动作将直流电源1的电压转换为恒定电压的直流输出，在包含无负载在内的轻负载时设置振荡期间和强制停止期间，使开关元件2进行间歇振荡动作，此时，将来自用于将输出电压控制为恒定的输出电压检测调整电路6的输出信号作为决定开关元件2的接通/断开定时的第1指令值，作为对包含无负载在内的轻负载时的开关元件2的振荡期间和强制停止期间进行控制的控制信号，使用将第1指令值与恒定频率的三角波或锯齿状波信号进行大小比较后的比较信号。根据该控制系统，能够降低DC/DC转换器的包含无负载在内的轻负载时的开关损耗、导通损耗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2004/114511号小册子
专利文献2：日本特开2002-176771号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述说明的专利文献1的电动机驱动装置中，在电抗器电流IL与零点交叉时，控制装置30控制升压转换器12停止开关动作。当停止升压转换器12的开关动作时，能够降低开关损耗。但是，当停止升压转换器12的开关动作时，由于负载中的功率消耗，升压转换器12的输出电压朝直流电源1的输出电压下降。当升压转换器12的输出电压下降时，从负载的最佳效率运转点偏离，所以，停止升压转换器12的开关动作不是优选的。
另一方面，在专利文献2的控制系统中，在包含无负载在内的轻负载时使开关元件2进行间歇振荡动作。因此，能够降低包含无负载在内的轻负载时的DC/DC转换器的开关损耗和导通损耗。并且，关于DC/DC转换器的输出电压(变压电压)，通过使强制停止期间与振荡期间交替地重复的间歇振荡控制，抑制其电压下降。因此，在负载为电动机的情况下，DC/DC转换器能够保持使电动机能够在最佳效率运转点进行动作的输出电压。但是，如图14所示，在该控制系统中，在从强制停止期间转移到振荡期间时，电抗器电流增加，所以损耗增加。另外，电抗器电流的增加根据从强制停止期间转移到振荡期间时的DC/DC转换器的升压比而不同。
并且，在该控制系统的间歇振荡控制期间中，如图14所示，在强制停止期间中，DC/DC转换器的输出电压下降。另外，图15是示出强制停止期间中的DC/DC转换器的输出电压下降时的电流流向的电路图。图16(a)～图16(c)是示出电动机的转速与转矩的关系以及与输入电压的大小对应的电动机的正交区域和弱励磁区域的曲线图。如图16(a)～图16(c)所示，电动机的正交区域和弱励磁区域根据其输入电压而不同。因此，在负载为电动机的情况下，在强制停止期间中，当DC/DC转换器的输出电压即电动机的输入电压下降时，如图16(a)和图16(b)中的虚线箭头所示，位于正交区域的运转点有时会转移到弱励磁区域。其结果，在电动机中产生弱励磁电流，在作为负载的一部分而设置在DC/DC转换器与电动机之间的逆变器的接通损耗和开关损耗增加。
在负载为再生时的电动机的情况下，当对DC/DC转换器进行间歇振荡控制时，如图17所示，强制停止期间中的DC/DC转换器的输出电压上升。另外，图18是示出强制停止期间中的DC/DC转换器的输出电压上升时的电流流向的电路图。即使DC/DC转换器的输出电压上升，如图16(b)和图16(c)中的单点划线箭头所示，运转点也停留在正交区域中，但是，逆变器的开关损耗增加。
这样，如果在作为负载的电动机为轻负载时对DC/DC转换器进行间歇振荡控制，则如图14和图17所示，DC/DC转换器的输出电压产生脉动。其结果，上述说明的负载中的损耗增加。但是，在专利文献2所公开的控制系统中，没有考虑由于对DC/DC转换器进行间歇振荡控制而在负载中产生的损耗。
本发明的目的在于，提供一种控制装置，其根据包含变压器和负载的负载驱动系统整体的损耗来控制变压器。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并实现所述目的，权利要求1的发明的变压器的控制装置是对直流电源(例如实施方式中的直流电源101)的输出电压进行升压或降压并施加给负载的变压器(例如实施方式中的升压转换器105)的控制装置(例如实施方式中的转换器控制部100C)，该变压器的控制装置的特征在于，该变压器的控制装置具有：开关控制部(例如实施方式中的PWM控制部223)，其对所述变压器进行开关控制；负载功率导出部(例如实施方式中的负载功率计算部203)，其导出负载功率；变压器损耗降低量导出部(例如实施方式中的转换器损耗降低量导出部207)，其根据所述负载功率导出部导出的负载功率和所述变压器的变压比，导出在所述开关控制部对所述变压器进行间歇控制时在所述变压器中产生的损耗的降低量；负载损耗增加量导出部(例如实施方式中的负载损耗增加量导出部209)，其导出在所述开关控制部对所述变压器进行间歇控制时在所述负载中产生的损耗的增加量；以及控制指示部(例如实施方式中的控制停止判断部211)，其在由所述变压器损耗降低量导出部导出的变压器损耗降低量大于由所述负载损耗增加量导出部导出的负载损耗增加量时，指示所述开关控制部对所述变压器进行间歇控制。
并且，在权利要求2的发明的变压器的控制装置中，其特征在于，该变压器的控制装置具有电压变动容许量导出部(例如实施方式中的电压变动容许量导出部205)，该电压变动容许量导出部根据所述负载功率导出部导出的负载功率和所述变压器的变压比，导出所述开关控制部对所述变压器进行间歇控制时的所述变压器的电压变动容许量，所述负载损耗增加量导出部导出在所述开关控制部对所述变压器进行间歇控制时、在所述变压器的输出电压以所述电压变动容许量的幅度进行脉动时在所述负载中产生的损耗的增加量。
并且，在权利要求3的发明的变压器的控制装置中，其特征在于，该变压器的控制装置具有电压检测部(例如实施方式中的电压传感器111)，该电压检测部检测所述变压器的输出电压，在所述变压器的间歇控制时，在所述变压器的开关控制的停止期间，当所述电压检测部检测到的所述变压器的输出电压的变化量达到所述电压变动容许量时，所述开关控制部再次开始所述变压器的开关控制。
并且，在权利要求4的发明的变压器的控制装置中，其特征在于，在所述变压器的间歇控制时，在所述变压器的开关控制的动作期间，当所述输出电压达到针对所述变压器的指令电压时，所述开关控制部停止所述变压器的开关控制。
并且，在权利要求5的发明的变压器的控制装置中，其特征在于，该变压器的控制装置具有可停止时间导出部(例如实施方式中的可停止时间导出部)，该可停止时间导出部导出与所述负载功率导出部导出的负载功率对应的、可停止所述开关控制部对所述变压器的开关控制的可停止时间，在所述变压器的间歇控制时，在从停止所述变压器的开关控制起经过所述可停止时间后，所述开关控制部再次开始所述变压器的开关控制。
并且，在权利要求6的发明的变压器的控制装置中，其特征在于，在所述负载处于消耗功率的状态时，在所述开关控制部进行的所述变压器的间歇控制中的开关控制期间，该控制装置进行在所述电压变动容许量的范围内提高针对所述变压器的指令电压的校正。
并且，在权利要求7的发明的变压器的控制装置中，其特征在于，在所述负载处于输出功率的状态时，在所述开关控制部进行的所述变压器的间歇控制中的开关控制期间，该控制装置进行在所述电压变动容许量的范围内降低针对所述变压器的指令电压的校正。
并且，在权利要求8的发明的变压器的控制装置中，其特征在于，在所述变压器的间歇控制时，如果所述输出电压与所述校正后的指令电压之间的偏差为校正前与校正后的指令电压的偏差以上，则所述开关控制部开始所述变压器的开关控制。
并且，在权利要求9的发明的变压器的控制装置中，其特征在于，在所述变压器的间歇控制时，在所述变压器的开关控制的动作期间，当所述输出电压达到所述校正后的指令电压时，所述开关控制部停止所述变压器的开关控制。
发明效果
根据权利要求1至9的发明的变压器的控制装置，在对变压器进行间歇控制时的变压器损耗降低量大于变压器的输出电压以电压变动容许量的幅度进行脉动时的负载损耗增加量时，开关控制部对变压器进行间歇控制。因此，仅限于在包含变压器和负载的负载驱动系统整体的损耗降低的情况下，能够对变压器进行间歇控制。即，能够根据包含变压器和负载的负载驱动系统整体的损耗来控制变压器。
附图说明
图1是示出一个实施方式的负载驱动系统的结构的图。
图2是示出在图1所示的负载驱动系统中对转换器105进行通常控制或间歇控制时的(a)转换器105的输出电压V2、(b)构成转换器105的晶体管的开关控制、(c)流过构成转换器105的电抗器L的电抗器电流IL、(d)转换器105中的损耗量降低、(e)负载中的损耗量降低的曲线图。
图3是示出控制装置100所具有的转换器控制部100C的内部结构的框图。
图4是示出ΔV映射图的图。
图5是示出转换器损耗降低量映射图的图。
图6(a)是示出表示在转换器105输出指令电压V2c时在负载中产生的损耗的大小(负载损耗量)的映射图的图，(b)是示出表示在转换器105输出“指令电压V2c-α”时在负载中产生的损耗的大小(负载损耗量)的映射图的图。
图7是示出根据图6(a)得到的负载损耗量A以及根据图6(b)得到的负载损耗量B与指令电压V2c以及“指令电压V2c-α”之间的关系、以及在转换器105输出“V2c-ΔV”时在负载中产生的负载损耗增加量的图。
图8是示出与规定的电压变动容许量ΔV对应的、电动机103进行动力运转动作时和再生动作时的负载功率P与可停止时间之间的关系的曲线图。
图9是示出转换器控制部100C的动作的流程图。
图10是示出在转换器105的间歇控制时对指令电压V2c进行增减的情况下的(a)转换器105的输出电压V2、(b)构成转换器105的晶体管的开关控制、(c)流过构成转换器105的电抗器L的电抗器电流IL的曲线图。
图11是示出包含升降压转换器的负载驱动系统的结构的图。
图12是专利文献1所公开的电动机驱动装置的概略框图。
图13是示出专利文献2所公开的DC/DC转换器的控制系统的电路图。
图14是示出根据专利文献2进行DC/DC转换器的间歇振荡控制后的结果的曲线图。
图15是示出强制停止期间中的DC/DC转换器的输出电压下降时的电流流向的电路图。
图16(a)～(c)是示出电动机的转速与转矩的关系、以及与输入电压的大小对应的电动机的正交区域和弱励磁区域的曲线图。
图17是示出根据专利文献2进行DC/DC转换器的间歇振荡控制后的结果的曲线图。
图18是示出强制停止期间中的DC/DC转换器的输出电压上升时的电流流向的电路图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
图1是示出一个实施方式的负载驱动系统的结构的图。在图1所示的负载驱动系统中，在蓄电池等直流电源101与电动机103之间设有升压转换器(以下简称为“转换器”)105和逆变器107。转换器105对直流电源101的输出电压V1进行升压。另外，逆变器107将转换器105的输出电压V2转换为三相(U，V，W)交流。另外，电动机103还作为发电机发挥作用。在该负载驱动系统中，逆变器107和电动机103是转换器105的负载。
在该负载驱动系统中设有：电压传感器109，其检测直流电源101的输出电压V1；电压传感器111，其检测转换器105的输出电压V2；以及电流传感器115，其检测负载电流12，该负载电流I2以从转换器105输出并输入到逆变器107的方向为正向。并且，设有对电动机103的转子的电角度θ进行检测的旋转变压器(resolver)117。表示由电压传感器109、111、电流传感器115和旋转变压器117检测到的值的信号被发送到控制装置100。并且，针对转换器105的指令电压V2c和转矩指令值T也从外部输入到控制装置100。
控制装置100分别控制转换器105和逆变器107。如图1所示，控制装置100具有转换器105的控制部(以下称为“转换器控制部”)100C。转换器控制部100C对转换器105进行通常控制或间歇控制。
图2是示出在图1所示的负载驱动系统中对转换器105进行通常控制或间歇控制时的(a)转换器105的输出电压V2、(b)构成转换器105的晶体管的开关控制、(c)流过构成转换器105的电抗器L的电抗器电流IL、(d)转换器105中的损耗量降低、(e)负载中的损耗量降低的曲线图。如图2(a)所示，在本实施方式中，将转换器105的间歇控制时在停止期间中上升或下降的转换器105的输出电压V2的变动幅度表示为ΔV2。并且，如图2(a)所示，在转换器105的通常控制时、和间歇控制时的复位期间中，转换器控制部100C对转换器105进行PWM控制。
图3是示出控制装置100所具有的转换器控制部100C的内部结构的框图。如图3所示，转换器控制部100C具有：占空比导出部201、负载功率计算部203、电压变动容许量导出部205、转换器损耗降低量导出部207、负载损耗增加量导出部209、控制停止判断部211、动力运转/再生判断部213、动力运转时动作/停止判断部215、再生时动作/停止判断部217、开关部219、逻辑和电路(OR电路)221、PWM控制部223。
另外，直流电源101的输出电压V1的检测值、转换器105的输出电压V2的检测值、针对转换器105的指令电压V2c、负载电流I2的检测值、转矩指令值T、以及电动机103的转子的旋转角速度ω被输入到转换器控制部100C。旋转角速度ω是通过对由旋转变压器117检测到的电动机103的转子的电角θ的检测值进行时间微分而得到的。
指令电压V2c、直流电源101的输出电压V1的检测值、以及表示指令电压V2c与输出电压V2之间的偏差ΔV2(＝V2c-V2)的值被输入到占空比导出部201。占空比导出部201导出用于使转换器105从输出电压V1升压到指令电压V2c所表示的值的前馈占空比(Duty_FF)。进而，占空比导出部201根据偏差ΔV2、直流电源101的输出电压V1和前馈占空比(Duty_FF)，导出用于对前馈占空比(Duty_FF)进行校正的反馈占空比(Duty_FB)。占空比导出部201输出利用反馈占空比(Duty_FB)对前馈占空比(Duty_FF)进行校正后的占空比(Duty)。由占空比导出部201导出的占空比(Duty)被输入到PWM控制部223。
转换器105的输出电压V2的检测值以及负载电流I2的检测值被输入到负载功率计算部203。负载功率计算部203输出将转换器105的输出电压V2与负载电流I2相乘后的值，作为负载功率P。负载功率P是转换器105对逆变器107供给的功率(正值)、或者是逆变器107对由电动机103发电而生成的功率进行转换并供给到转换器105的功率(负值)。另外，负载功率计算部203也可以输出根据转矩指令值T、电动机103的旋转角速度ω、指令电压V2c和实测映射图而得到的提供给电动机103的供给功率或与来自电动机103的输出功率对应的转换器105的输出功率，作为负载功率P。
指令电压V2c、直流电源101的输出电压V1的检测值、以及负载功率P被输入到电压变动容许量导出部205。电压变动容许量导出部205计算指令电压V2c与输出电压V1的比、即转换器105的升压比。进而，电压变动容许量导出部205使用表示与负载功率P以及计算出的升压比对应的电压变动容许量ΔV的映射图(以下称为“ΔV映射图”)，导出与负载功率P以及计算出的升压比对应的电压变动容许量ΔV。图4是示出ΔV映射图的图。
另外，如图2(a)所示，电压变动容许量ΔV是在转换器控制部100C进行的转换器105的间歇控制时、在停止期间中上升或下降的转换器105的输出电压V2的变动容许量。并且，ΔV映射图示出根据转换器105输出的功率、升压比、间歇控制时的停止期间和复位期间中的转换器105中的损耗量的变化量而得到的、最能够降低该损耗量的电压变动容许量ΔV。
指令电压V2c、直流电源101的输出电压V1的检测值、以及负载功率P被输入到转换器损耗降低量导出部207。转换器损耗降低量导出部207计算指令电压V2c与输出电压V1的比、即转换器105的升压比。进而，转换器损耗降低量导出部207使用表示与负载功率P以及升压比对应的、在间歇控制时在转换器105中产生的损耗的降低量(转换器损耗降低量)的映射图(以下称为“转换器损耗降低量映射图”)，导出与负载功率P以及计算出的升压比对应的转换器损耗降低量。图5是示出转换器损耗降低量映射图的图。另外，转换器损耗降低量是与通常控制时在转换器105中产生的损耗量进行比较的、在间歇控制时在转换器105中产生的损耗量的降低量。图4所示的ΔV映射图与图5所示的转换器损耗降低量映射图相互关联。
由电压变动容许量导出部205导出的电压变动容许量ΔV、指令电压V2c、转矩指令值T、以及电动机103的转子的旋转角速度ω被输入到负载损耗增加量导出部209。负载损耗增加量导出部209导出间歇控制时的转换器105的输出电压V2以ΔV的幅度进行脉动时的负载中的损耗增加量(负载损耗增加量)。
负载损耗增加量导出部209导出负载损耗增加量时，使用图6(a)所示的映射图或图6(b)所示的映射图。图6(a)是示出与电动机103的转速以及转矩对应的、在转换器105输出指令电压V2c时在负载中产生的损耗的大小(负载损耗量)的映射图。并且，图6(b)是示出与电动机103的转速以及转矩对应的、在转换器105输出“指令电压V2c-α”时在负载中产生的损耗的大小(负载损耗量)的映射图。
负载损耗增加量导出部209根据转矩指令值T和旋转角速度ω，从图6(a)和图6(b)的各映射图中导出负载损耗量A、B。图7是示出从图6(a)得到的负载损耗量A以及从图6(b)得到的负载损耗量B与指令电压V2c以及“指令电压V2c-α”之间的关系、以及在转换器105输出“V2c-ΔV”时在负载中产生的负载损耗增加量的图。因此，对于在转换器105输出指令电压V2c时在负载中产生的负载损耗量A，通过下式求出在转换器105输出“V2c-ΔV”时在负载中产生的负载损耗增加量。
负载损耗增加量＝{(A-B)×ΔV}/α
但是，以ΔV的幅度进行脉动时的转换器105的输出电压V2的波形为三角波形。因此，负载损耗增加量导出部209通过下式计算负载损耗增加量。
负载损耗增加量＝{(A-B)×ΔV/2}/α
控制停止判断部211对由转换器损耗降低量导出部207导出的转换器损耗降低量与由负载损耗增加量导出部209导出的负载损耗增加量进行比较。在转换器损耗降低量小于等于负载损耗增加量时，控制停止判断部211输出动作指示信号“1”，在转换器损耗降低量大于负载损耗增加量时，控制停止判断部211输出停止指示信号“0”。该信号被输入到逻辑和电路(OR电路)221。
由负载功率计算部203计算出的负载功率P被输入到动力运转/再生判断部213。动力运转/再生判断部213根据负载功率P的符号判断电动机103是进行动力运转动作还是进行再生动作。即，在负载功率P为正值时，动力运转/再生判断部213判断为电动机103进行动力运转动作，在负载功率P为负值时，动力运转/再生判断部213判断为电动机103进行再生动作。动力运转/再生判断部213向开关部219发送表示判断结果的选择信号。
表示指令电压V2c与输出电压V2之间的偏差ΔV2(＝V2c-V2)的值、以及由电压变动容许量导出部205导出的电压变动容许量ΔV被输入到动力运转时动作/停止判断部215。动力运转时动作/停止判断部215基于偏差ΔV2和电压变动容许量ΔV，根据图2中的动力运转时动作/停止判断部215的块中所示的滞后性，判断是进行转换器105的PWM控制(动作)还是不进行转换器105的PWM控制(停止)。动力运转时动作/停止判断部215在判断为动作时输出动作指示信号“1”，在判断为停止时输出停止指示信号“0”。
表示指令电压V2c与输出电压V2之间的偏差ΔV2(＝V2c-V2)的值、以及由电压变动容许量导出部205导出的电压变动容许量ΔV被输入到再生时动作/停止判断部217。再生时动作/停止判断部217基于偏差ΔV2和电压变动容许量ΔV，根据图2中的再生时动作/停止判断部217的块中所示的滞后性，判断是进行转换器105的PWM控制(动作)还是不进行转换器105的PWM控制(停止)。再生时动作/停止判断部217在判断为动作时输出动作指示信号“1”，在判断为停止时输出停止指示信号“0”。
另外，在动力运转时动作/停止判断部215和再生时动作/停止判断部217判断是进行转换器105的PWM控制(动作)还是不进行转换器105的PWM控制(停止)时，也可以使用上述说明的利用偏差ΔV2和电压变动容许量ΔV的比较结果的方法以外的方法。例如，转换器控制部100C也可以从图8所示的曲线图中取得偏差ΔV2达到电压变动容许量ΔV之前的时间(可停止时间)。图8是示出与规定的电压变动容许量ΔV对应的、电动机103进行动力运转动作时和再生动作时的负载功率P与可停止时间之间的关系的曲线图。该情况下，转换器控制部100C具有导出与由负载功率计算部203导出的负载功率P对应的可停止时间的可停止时间导出部(未图示)。动力运转时动作/停止判断部215和再生时动作/停止判断部217在从停止转换器105的PWM控制起经过可停止时间后，输出动作指示信号“1”，以便再次开始转换器105的PWM控制。
开关部219根据从动力运转/再生判断部213输出的选择信号，输出来自动力运转时动作/停止判断部215的信号和来自再生时动作/停止判断部217的信号中的任意一方。从开关部219输出的信号被输入到逻辑和电路(OR电路)221。
逻辑和电路(OR电路)221进行从开关部219输入的信号(1或0)与从控制停止判断部211输入的信号(1或0)的逻辑和运算，输出表示其运算结果的信号(1或0)。因此，仅限于在由开关部219选择出的来自动力运转时动作/停止判断部215或再生时动作/停止判断部217的信号为停止指示信号“0”、且控制停止判断部211输出了停止指示信号“0”时，逻辑和电路221输出信号“0”。从逻辑和电路221输出的信号被输入到PWM控制部223。
由占空比导出部201导出的占空比(Duty)、逻辑和电路221输出的信号、以及0％的占空比被输入到PWM控制部223。PWM控制部223根据从逻辑和电路221输入的信号，进行针对转换器105的PWM控制。PWM控制部223在来自逻辑和电路221的信号为“1”时，利用来自占空比导出部201的占空比(Duty)对转换器105进行PWM控制，在来自逻辑和电路221的信号为“0”时，不进行转换器105的PWM控制。
图9是示出转换器控制部100C的动作的流程图。如图9所示，负载功率计算部20计算负载功率P(步骤S101)。电压变动容许量导出部205使用图4所示的ΔV映射图，导出与负载功率P以及升压比对应的电压变动容许量ΔV(步骤S103)。转换器损耗降低量导出部207使用图5所示的转换器损耗降低量映射图，导出与负载功率P以及升压比对应的转换器损耗降低量(步骤S105)。负载损耗增加量导出部209使用图6(a)或图6(b)所示的映射图和上述说明的计算式，计算负载损耗增加量(步骤S107)。
控制停止判断部211对转换器损耗降低量与负载损耗增加量进行比较(步骤S109)，在转换器损耗降低量小于等于负载损耗增加量时，进入步骤S111，在转换器损耗降低量大于负载损耗增加量时，进入步骤S113。在步骤S111中，转换器控制部100C对转换器105进行PWM控制。另外，在步骤S111中进行的PWM控制相当于图2所示的通常控制。另一方面，在步骤S113中，动力运转/再生判断部213根据负载功率P的符号判断电动机103是进行动力运转动作还是再生动作。在负载功率P大于0时，动力运转/再生判断部213判断为电动机103正在进行动力运转动作，进入步骤S115，在负载功率P小于等于0时，动力运转/再生判断部213判断为电动机103正在进行再生动作，进入步骤S125。
在步骤S115中，动力运转时动作/停止判断部215对表示指令电压V2c与输出电压V2之间的偏差ΔV2(＝V2c-V2)的值、与电压变动容许量ΔV进行比较，在偏差ΔV2大于电压变动容许量ΔV时，进入步骤S117，在偏差ΔV2小于等于电压变动容许量ΔV时，进入步骤S119。在步骤S117中，转换器控制部100C对转换器105进行PWM控制。另外，步骤S117中的进行PWM控制的期间相当于图2所示的间歇控制中的复位期间。
另一方面，在步骤S119中，动力运转时动作/停止判断部215判断偏差ΔV2(＝V2c-V2)是否大于等于0，在ΔV2≥0时进入步骤S121，在ΔV2＜0时进入步骤S123。在步骤S121中，判断转换器控制部100C进行的转换器105的PWM控制是否处于停止中，如果处于停止中，则进入步骤S123，如果不处于停止中，则进入步骤S117。在步骤S123中，转换器控制部100C不进行转换器105的PWM控制。另外，步骤S123中的不进行PWM控制的期间相当于图2所示的电动机103进行动力运转时的间歇控制中的停止期间。
在由动力运转/再生判断部213判断为电动机103正在进行再生动作而进入步骤S125的情况下，再生时动作/停止判断部217对表示指令电压V2c与输出电压V2之间的偏差ΔV2(＝V2c-V2)的值、与电压变动容许量ΔV进行比较，在偏差ΔV2大于等于-ΔV时，进入步骤S117，在偏差ΔV2小于-ΔV时，进入步骤S127。
在步骤S127中，再生时动作/停止判断部217判断偏差ΔV2(＝V2c-V2)是否小于等于0，在ΔV2≤0时进入步骤S129，在ΔV2＞0时进入步骤S131。在步骤S129中，判断转换器控制部100C进行的转换器105的PWM控制是否处于停止中，如果处于停止中，则进入步骤S131，如果不处于停止中，则进入步骤S117。在步骤S131中，转换器控制部100C不进行转换器105的PWM控制。另外，步骤S131中的不进行PWM控制的期间相当于图2所示的电动机103进行再生时的间歇控制中的停止期间。
如以上说明的那样，根据本实施方式的负载驱动系统，在对转换器105进行间歇控制的情况下的转换器105中的损耗降低量(转换器损耗降低量)大于对转换器105进行间歇控制以使得转换器105的输出电压V2以电压变动容许量ΔV的变动幅度进行脉动的情况下的负载中的损耗增加量(负载损耗增加量)时，转换器控制部100C对转换器105进行间歇控制。因此，仅限于在包含转换器105和负载的负载驱动系统整体的损耗降低的情况下，能够对转换器105进行间歇控制。
并且，在转换器105的间歇控制时，转换器控制部100C控制停止期间，以使得转换器105的输出电压V2的变动幅度成为电压变动容许量ΔV。如上所述，在导出电压变动容许量ΔV时使用的ΔV映射图与转换器损耗降低量映射图相互关联。因此，电压变动容许量导出部导出在对转换器105进行间歇控制时使得转换器损耗降低量最大的电压变动容许量ΔV。这样，能够将对转换器105进行间歇控制时的转换器损耗降低量设定为最大，所以，可增加能够对转换器105进行间歇控制的机会。
另外，在上述实施方式的说明中使用的图2示出指令电压V2c恒定的情况，但是，也可以根据电动机103的状态来增减指令电压V2c。图10是示出在转换器105的间歇控制时对指令电压V2c进行增减的情况下的(a)转换器105的输出电压V2、(b)构成转换器105的晶体管的开关控制、(c)流过构成转换器105的电抗器L的电抗器电流IL的曲线图。如图10所示，如果电动机103为动力运转动作时，则转换器控制部100C可以进行如下校正：在电压变动容许量ΔV内的范围内，与通常控制时相比提高指令电压V2c。该情况下，动力运转时动作/停止判断部215在转换器105的输出电压V2达到在间歇控制中校正后的指令电压V2c之前执行转换器105的PWM控制，在达到后停止PWM控制。
如果这样校正指令电压V2c，则如图10所示，在间歇控制时的停止期间，即使转换器105的输出电压V2降低，该输出电压V2也成为比通常控制时高的值。如图16(a)～图16(c)所示，在转换器105的输出电压V2、即电动机103的输入电压较高的情况下有时更能抑制负载中的损耗。但是，根据电压变动容许量ΔV，有时输出电压V2较低的情况下损耗更低。
另一方面，如果电动机103为再生动作时，则转换器控制部100C可以进行如下校正：在电压变动容许量ΔV内的范围内，与通常控制时相比降低指令电压V2c。该情况下，再生时动作/停止判断部217在转换器105的输出电压V2达到在间歇控制中校正后的指令电压V2c之前执行转换器105的PWM控制，在达到后停止PWM控制。
如果这样校正指令电压V2c，则如图10所示，在间歇控制时的停止期间，即使转换器105的输出电压V2上升，该输出电压V2也成为比通常控制时低的值。因此，能够防止由于较高的再生电压而破坏在图1所示的负载驱动系统中设置的电容器C的情况。
另外，在图2的实施例中，关于间隙控制，在开关控制的停止期间后设置了复位期间(开关控制)，但是，即使先执行开关控制后设置停止期间，也具有同样的效果。并且，图10的实施例也同样，可以在停止期间后执行复位期间(开关控制)。
并且，在上述说明的实施方式中，以升压转换器105为例进行了说明，但是，也可以是图11所示的升降压转换器505或降压转换器。并且，在上述说明的实施方式中，电压变动容许量导出部205使用ΔV映射图导出电压变动容许量ΔV，但是，电压变动容许量ΔV也可以是固定值。
参照特定的实施方式详细说明了本发明，但是，本领域技术人员可知，能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下施加各种变更和修正。
本申请基于2009年6月10日提出的日本专利申请(日本特愿2009-139240)，在此引入其内容作为参照。
标号说明
100控制装置
100C转换器控制部
101直流电源
103电动机
105升压转换器
107逆变器
109、111电压传感器
115电流传感器
117旋转变压器
201占空比导出部
203负载功率计算部
205电压变动容许量导出部
207转换器损耗降低量导出部
209负载损耗增加量导出部
211控制停止判断部
213动力运转/再生判断部
215动力运转时动作/停止判断部
217再生时动作/停止判断部
219开关部
221逻辑和电路(OR电路)
223PWM控制部

Claims (9)

1.一种变压器的控制装置，该变压器对直流电源的输出电压进行升压或降压并施加给负载，该变压器的控制装置的特征在于，
该变压器的控制装置具有：
开关控制部，其对所述变压器进行开关控制；
负载功率导出部，其导出负载功率；
变压器损耗降低量导出部，其根据所述负载功率导出部导出的负载功率和所述变压器的变压比，导出在所述开关控制部对所述变压器进行间歇控制时在所述变压器中产生的损耗的降低量；
负载损耗增加量导出部，其导出在所述开关控制部对所述变压器进行间歇控制时在所述负载中产生的损耗的增加量；以及
控制指示部，其在由所述变压器损耗降低量导出部导出的变压器损耗降低量大于由所述负载损耗增加量导出部导出的负载损耗增加量时，指示所述开关控制部对所述变压器进行间歇控制。
2.根据权利要求1所述的变压器的控制装置，其特征在于，
该变压器的控制装置具有电压变动容许量导出部，该电压变动容许量导出部根据所述负载功率导出部导出的负载功率和所述变压器的变压比，导出所述开关控制部对所述变压器进行间歇控制时的所述变压器的电压变动容许量，
所述负载损耗增加量导出部导出在所述开关控制部对所述变压器进行间歇控制时、在所述变压器的输出电压以所述电压变动容许量的幅度进行脉动时在所述负载中产生的损耗的增加量。
3.根据权利要求2所述的变压器的控制装置，其特征在于，
该变压器的控制装置具有电压检测部，该电压检测部检测所述变压器的输出电压，
在所述变压器的间歇控制时，在所述变压器的开关控制的停止期间，当所述电压检测部检测到的所述变压器的输出电压的变化量达到所述电压变动容许量时，所述开关控制部再次开始所述变压器的开关控制。
4.根据权利要求3所述的变压器的控制装置，其特征在于，
在所述变压器的间歇控制时，在所述变压器的开关控制的动作期间，当所述输出电压达到针对所述变压器的指令电压时，所述开关控制部停止所述变压器的开关控制。
5.根据权利要求2所述的变压器的控制装置，其特征在于，
该变压器的控制装置具有可停止时间导出部，该可停止时间导出部导出与所述负载功率导出部导出的负载功率对应的、可停止所述开关控制部对所述变压器的开关控制的可停止时间，
在所述变压器的间歇控制时，在从停止所述变压器的开关控制起经过所述可停止时间后，所述开关控制部再次开始所述变压器的开关控制。
6.根据权利要求2所述的变压器的控制装置，其特征在于，
在所述负载处于消耗功率的状态时，在所述开关控制部进行的所述变压器的间歇控制中的开关控制期间，该控制装置进行在所述电压变动容许量的范围内提高针对所述变压器的指令电压的校正。
7.根据权利要求2所述的变压器的控制装置，其特征在于，
在所述负载处于输出功率的状态时，在所述开关控制部进行的所述变压器的间歇控制中的开关控制期间，该控制装置进行在所述电压变动容许量的范围内降低针对所述变压器的指令电压的校正。
8.根据权利要求6或7所述的变压器的控制装置，其特征在于，
在所述变压器的间歇控制时，如果所述输出电压与所述校正后的指令电压之间的偏差为校正前与校正后的指令电压的偏差以上，则所述开关控制部开始所述变压器的开关控制。
9.根据权利要求8所述的变压器的控制装置，其特征在于，
在所述变压器的间歇控制时，在所述变压器的开关控制的动作期间，当所述输出电压达到所述校正后的指令电压时，所述开关控制部停止所述变压器的开关控制。
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