CN105659482B - 电源装置以及电源装置的异常判定方法 - Google Patents

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Abstract

提供能够针对多相转换器中的特定的转换器判别有无异常的电源装置以及电源装置的异常判定方法。在将开关(Sja)导通/截止了时间(T1)使得在并联连接的n个转换器(CV1、CV2、……、CVn)中的单个转换器(CVj(j为n以下的自然数))中供应给电池(4)以及负载(5)的输出电压(Vo)成为目标电压(Vt)的情况下，判定输出电压(Vo)与目标电压(Vt)的差值是否比预定的阈值(Vth)大。根据该判定结果，判定在对开关(Sja)进行了导通/截止控制的转换器(CVj)中是否有异常。

Description

电源装置以及电源装置的异常判定方法
技术领域
本发明涉及并联连接了多个通过开关元件对直流电压进行开关而进行电压转换的转换器的电源装置以及电源装置的异常判定方法。
背景技术
在各种领域中使用将直流电压升压或者降压而转换为期望的直流电压的DC/DC转换器(以下，简称为转换器)。这样的转换器通过对流到电感器的电流进行开关，从而输出需要的电压。尤其，为了增大输出电流而减小输出电流的波纹、且实现装置的小型化，利用并联连接了多个转换器、且控制各个转换器的输出的相位的多相(Multi-Phase)转换器(例如，参照专利文献1)。
另外，在专利文献1中记载的多相转换器中，存在在一个转换器中包含的开关元件中发生异常而从上述一个转换器没有输出电流的情况下，从其他的转换器输出的电流增大，在其他的转换器的开关元件中流过过大的电流而被破坏的顾虑。
相对于此，在专利文献2中记载的多相斩波器(多相转换器)中，在对与发电机连接的各相的转换器中包含的开关元件进行导通/截止的控制信号的上升沿(或者下降沿)检测输出电流，在检测值中产生不一致的情况下，检测出开关元件的故障而限制发电机的输出电流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2002-44941号公报
专利文献2：特开2013-46541号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献2中公开的技术中，存在无法确定在各相的转换器中包含的开关元件中产生了故障的开关元件的问题。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够针对多相转换器中的特定的转换器判别有无异常的电源装置以及电源装置的异常判定方法。
用于解决课题的手段
本发明的电源装置并联连接多个通过开关元件对直流电压进行开关而进行电压转换的转换器，将通过在不同的相位导通各开关元件而相加的各转换器的输出电力供应给负载，其特征在于，所述电源装置具备：驱动单元，只针对用于将供应给所述负载的电压设为预定电压的一个转换器，将所述开关元件导通/截止预定时间；以及判定单元，在该驱动单元导通/截止的情况下，判定供应给所述负载的电压与所述预定电压的差值是否比预定的阈值大。
本发明的电源装置并联连接多个通过开关元件对直流电压进行开关而进行电压转换的转换器，将通过在不同的相位导通各开关元件而相加的各转换器的输出电力供应给负载，其特征在于，所述电源装置具备：驱动单元，只针对用于将供应给所述负载的电流设为预定电流的一个转换器，将所述开关元件导通/截止预定时间；以及判定单元，在该驱动单元导通/截止的情况下，判定供应给所述负载的电流与所述预定电流的差值是否比预定的阈值大。
本发明的电源装置的特征在于，所述驱动单元针对全部所述转换器，将各开关元件顺次导通/截止预定时间，所述电源装置具备计数单元，该计数单元对所述判定单元判定为大的转换器的个数进行计数。
本发明的电源装置的特征在于，具备：存储单元，存储用于确定所述判定单元判定为大的转换器的信息；以及第一计算单元，通过以下的式(1)而计算导通各开关元件的相位差，以所述第一计算单元所计算的相位差来导通除了根据所述存储单元所存储的信息而确定的转换器之外的其他的转换器的开关元件。
φ＝2π/(n-m)……(1)
其中，
φ：导通各开关元件的相位差；
n：所述转换器的总数；
m：所述计数单元所计数的个数。
本发明的电源装置的特征在于，具备第二计算单元，该第二计算单元通过以下的式(2)而计算能够供应给所述负载的电流，使供应给所述负载的电流比所述第二计算单元所计算出的电流小。
Ia＝I1(n-m)……(2)
其中，
Ia：能够供应给所述负载的电流；
I1：所述转换器中的一个能够供应给负载的电流；
n：所述转换器的总数；
m：所述计数单元所计数的个数。
本发明的电源装置的特征在于，所述转换器具有电感器，该电感器经由所述开关元件而被施加所述直流电压，通过利用所述开关元件对流到该电感器的电流进行开关，而对所述直流电压进行降压或者升压。
本发明的电源装置的特征在于，所述转换器具备第二开关元件，该第二开关元件在所述开关元件的截止期间使流到所述电感器的电流进行回流。
本发明的电源装置的异常判定方法在电源装置中判定转换器是否为异常，所述电源装置并联连接多个通过开关元件对直流电压进行开关而进行电压转换的所述转换器，且将通过在不同的相位导通各开关元件而相加的各转换器的输出电力供应给负载，其特征在于，只针对用于将供应给所述负载的电压(或者电流)设为预定电压(或者预定电流)的一个转换器，将所述开关元件导通/截止预定时间，判定供应给所述负载的电压(或者电流)与所述预定电压(或者预定电流)的差值是否比预定的阈值大，在判定为大的情况下，判定为所述一个转换器为异常。
在本发明中，在驱动单元将一个转换器的开关元件导通/截止了预定时间使得在并联连接的多个转换器中的单个转换器中供应给负载的输出电压成为预定电压的情况下，判定单元判定供应给负载的输出电压与预定电压的差值是否比预定的阈值大。
根据该判定结果，判定在对开关元件进行了导通/截止控制的一个转换器中是否有异常。
在本发明中，在驱动单元将一个转换器的开关元件导通/截止了预定时间使得在并联连接的多个转换器中的单个转换器中供应给负载的输出电流成为预定电流的情况下，判定单元判定供应给负载的输出电流与预定电流的差值是否比预定的阈值大。
根据该判定结果，判定在对开关元件进行了导通/截止控制的一个转换器中是否有异常。
在本发明中，针对并联连接的全部转换器，驱动单元将各开关元件顺次导通/截止预定时间，且每次判定单元判定输出电压与预定电压的差值、或者输出电流与预定电流的差值是否比预定的阈值大，计数单元对判定为大的转换器的个数进行计数。
由此，能够确定具有异常的全部转换器，进行与被确定的转换器的个数相应的处置。
在本发明中，存储单元预先存储用于确定检测出输出电压或者输出电流所涉及的异常的转换器的信息，以第一计算单元通过以下的式(1)所计算的相位差来导通除了根据所存储的信息而确定的转换器之外的其他的转换器的开关元件。
φ＝2π/(n-m)……(1)
其中，
φ：导通各开关元件的相位差；
n：所述转换器的总数；
m：所述计数单元所计数的个数。
由此，没有异常的转换器的开关元件以均等的相位差而被导通。
在本发明中，使供应给负载的电流比第二计算单元通过以下的式(2)所计算出的电流小。
Ia＝I1(n-m)……(2)
其中，
Ia：能够供应给所述负载的电流；
I1：所述转换器中的一个能够供应给负载的电流；
n：所述转换器的总数；
m：所述计数单元所计数的个数。
由此，根据没有异常的转换器的数目，输出电流的上限受到限制。
在本发明中，在各转换器分别具有的电感器中，经由开关元件而被施加直流电压，通过利用开关元件对流到每一个电感器的电流进行开关，而对被输入的直流电压进行降压或者升压。
由此，即使是在转换器对直流电压进行降压或者升压的哪种情况下，都能够判定在对开关元件进行了导通/截止控制的一个转换器中是否有异常。
在本发明中，第二开关元件在各转换器分别具有的开关元件的截止期间使流到每一个电感器的电流进行回流。
由此，与代替第二开关元件而使用了二极管的情况相比，转换效率提高。
发明效果
根据本发明，判定在对开关元件进行了导通/截止控制的一个转换器中是否有异常。
因此，能够针对多相转换器中的特定的转换器判别有无异常。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的电源装置的一结构例的框图。
图2是表示在本发明的实施方式1的电源装置中试验性地提供给每一个驱动电路的PWM控制信号的定时图。
图3是表示在本发明的实施方式1的电源装置中判定转换器是否为异常的CPU的处理顺序的流程图。
图4是表示本发明的实施方式2的电源装置的一结构例的框图。
图5是表示在本发明的实施方式3的电源装置中试验性地提供给每一个驱动电路的PWM控制信号的定时图。
图6是表示在本发明的实施方式3的电源装置中判定转换器是否为异常的CPU的处理顺序的流程图。
具体实施方式
以下，将本发明基于表示其实施方式的附图详细叙述。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的电源装置的一结构例的框图。图中，1a是在车辆中搭载的电源装置，电源装置1a与车辆的发动机连动地将交流发电机2发电的直流电压、以及由该交流发电机2蓄积的来自蓄电元件3的直流电压进行降压而供应给车载的电池4以及负载5。
电源装置1a具备对来自交流发电机2以及蓄电元件3的直流电压进行降压的n个(n为2以上的自然数)转换器CV1、CV2、……CVn、对转换器CV1、CV2、……CVn分别进行驱动的驱动电路DC1、DC2、……DCn、对驱动电路DC1、DC2、……DCn分别提供PWM控制信号S1、S2、……Sn的控制部10。各转换器CV1、CV2、……CVn是并联连接的所谓的多相转换器，从直流电压被降压并在电容器C1中进行了平滑化的输出电压以及输出电流经由电流检测电路17供应给电池4以及负载5。
电流检测电路17具有电阻器R1以及差动放大器DA1。通过输出电流而在电阻器R1中产生的压降被差动放大器DA1放大，成为与输出电流相应的检测电压。输出电压还被施加到分压电路18，与输出电压成比例的分压电压和来自电流检测电路17的检测电压反馈到控制部10。
一个转换器CVk(k为n以下的自然数；以下同样)具备由从交流发电机2以及蓄电元件3供应的直流电压被施加到漏极的N沟道型的MOSFET构成的开关元件(以下，简称为开关)Ska、一端连接到电容器C1且另一端连接到开关Ska的源极的电感器Lk、漏极连接到开关Ska以及电感器Lk的连接点的源极接地的开关(第二开关元件)Skb。开关Ska、Skb既可以是P沟道型的MOSFET，也可以是双极晶体管等的其他的开关元件。
一个驱动电路DCk基于从控制部10提供的PWM控制信号Sk，将用于使开关Ska、Skb分别以各控制周期交替地导通的导通信号施加到开关Ska、Skb的栅极。在开关Skb的栅极中，被提供相对于提供给开关Ska的栅极的导通信号而言相位大致反转且确保了所谓的死区时间的导通信号。
开关Skb能够置换为阳极连接到接地电位的二极管，但这里，通过导通电阻比二极管低的开关Skb进行所谓的同步整流，降低了转换器CVk的损耗。通过同步整流，在转换器CVk的轻负载时流到电感器Lk的电流发生逆流的情况下，例如，使电阻器与电感器Lk串联地安装而检测电感器Lk的电流，在检测到逆流时，驱动电路DCk停止开关Skb的导通信号即可。
控制部10由具有CPU11的微型计算机构成。CPU11与存储程序等的信息的ROM12、存储临时产生的信息的RAM13、用于与各驱动电路DC1、DC2、……DCn作为接口的I/O端口14、对时间进行计时的计时器15以及将模拟的电压转换为数字的电压值的A/D转换器16相互进行总线连接。反馈到控制部10的输出电压的分压电压和来自电流检测电路17的检测电压提供给A/D转换器16。
在上述的结构中，控制部10l在进行例如着重于输出电压的控制的情况下，将根据内部的基准电压(未图示)和来自分压电路18的分压电压的比较所得的误差电压的高/低而占空比成为小/大的PWM控制信号S1、S2、……Sn分别提供给驱动电路DC1、DC2、……DCn。由此，能够进行控制，使得输出电压成为与基准电压相应的一定的电压。
此外，控制部10为了使输出电流不超过一定的电流，基于来自电流检测电路17的检测电压，限制要对驱动电路DC1、DC2、……DCn分别提供的PWM控制信号S1、S2、……Sn的占空比的增大。在各转换器CV1、CV2、……CVn中没有异常的情况下，对驱动电路DC1、DC2、……DCn分别提供的PWM控制信号S1、S2、……Sn在控制周期中的相位各相差2π/n。
从交流发电机2以及蓄电元件3流到电感器L1、L2、……Ln各自的电流根据从驱动电路DC1、DC2、……DCn以2π/n的相位差提供给开关S1a、S2a、……Sna的导通信号进行开关，在开关S1a、S2a、……Sna各自的截止期间流到电感器L1、L2、……Ln的电流回流到开关S1b、S2b、……Snb。
这样，从各电感器L1、L2、……Ln的一端以2π/n的相位差流到电池4以及负载5的电流被相加，各转换器CV1、CV2、……CVn输出的电力被相加。关于表示以2π/n的相位差提供给各开关S1a、S2a、……Sna的导通信号、和在各电感器L1、L2、……Ln中流过的电流以及被相加而波纹降低的输出电流的时间关系的定时图在上述的专利文献2中详细叙述，所以省略这里的说明。
在本实施方式1中，在电源装置1a没有工作时，CPU11将各转换器CV1、CV2、……CVn逐一地试验性地驱动而判定有无异常，在判定为异常的情况下，驱动除了判定为异常的转换器以外的转换器，并使电源装置1a工作。
图2是表示在本发明的实施方式1的电源装置1a中试验性地提供给驱动电路DC1、DC2、……DCn各自的PWM控制信号S1、S2、……Sn的定时图。
在图2中，表示在驱动电路DCe(e为例如3以上且n-2以下的自然数)中产生了异常的情况。在图2所示的7个定时图中，都将相同的时间轴作为横轴，在纵轴中，从图的上方起表示点火器的导通/截止状态、输出电压、PWM控制信号S1的截止/导通状态、PWM控制信号S2的截止/导通状态、……PWM控制信号Se的截止/导通状态、……PWM控制信号Sn-1的截止/导通状态、PWM控制信号Sn的截止/导通状态。
例如通过控制部10具有的通信部(未图示)，CPU11与其他的ECU进行通信而取得点火器的导通/截止状态。在点火器的状态为导通的期间，通过CPU11的控制，PWM控制信号S1、S2、……Se、……Sn变化为导通/截止。在图2中，作图为PWM控制信号S1、S2、……Se、……Sn以相同的相位变化为导通/截止，但实际上在这些相位中各存在2π/n的偏差。
在时刻t0，点火器从导通变化为截止的状态的情况下，PWM控制信号S1、S2、……Se……Sn停止，转换器CV1、CV2、……CVn没有被驱动，所以电源装置1a的输出电压下降，在到达时刻t1之前的期间收敛为电池4的电压。这里，将时刻t1中的输出电压、即电池4的电压设为V0。
在时刻t1至时刻tn+1的期间，CPU11以时间T2的间隔在时间T1(预定时间：T2＞T1)顺次生成PWM控制信号S1、S2、……Se……Sn。设此时的输出电压的目标为例如比上述的电压V0高0.4V的电压Vt(预定电压：Vt＝V0+0.4V)。电压Vt与V0的差值并不限定于0.4V。
在时刻t1，开始了PWM控制信号S1的生成的情况下，CPU11在从时刻t1经过了时间T1时检测输出电压之后停止PWM控制信号S1的生成。在此时所检测的输出电压与电压Vt的差值比预定的阈值大的情况下，判定为转换器CV1为异常。在图2所示的例中，由于从时刻t1经过了时间T1时的输出电压大致等于电压Vt，所以不判定为异常。
接着，在从时刻t1经过了时间T2的时刻t2，CPU11开始PWM控制信号S2的生成，在从时刻t2经过了时间T1时检测输出电压之后停止PWM控制信号S2的生成。基于此时所检测的输出电压而判定转换器CV1是否为异常的情况与CV1时相同。以下，同样地，直到转换器CVn-1、CVn为止重复是否为异常的判定。
在CPU11重复转换器CV1、CV2、……CVn是否为异常的判定的期间，尽管对转换器CVe从时刻te起的时间T1持续提供PWM控制信号Se，在输出电压与电压Vt的差值比预定的阈值(例如，0.2V)大的情况下(参照图2)，也被判定为转换器CVe为异常。作为转换器CVe的异常的原因，首先考虑的是开关Sea的断路故障。例如，根据驱动电路DCe的故障内容，也有输出电压被检测为比电压Vt高的情况(未图示)。
以下，将上述的控制部10的动作使用表示它的流程图进行说明。以下所示的处理根据在ROM12中预先存储的控制程序，由控制部10的CPU11执行。
图3是表示在本发明的实施方式1的电源装置1a中判定转换器CV1、CV2、……CVn是否为异常的CPU11的处理顺序的流程图。
图3的处理在例如时刻t0(参照图2)点火器从导通状态变化为截止状态之后经过了适当的时间的时刻t1启动，但也可以在电源装置1a的初始化时、临时的工作中断时等启动。在图中的处理中使用的变量j以及m存储在CPU11的寄存器中，通过未图示的初始化处理而被初始化为j＝1以及m＝0。在RAM13中，确保将变量j的值存储多个的特定区域，该特定区域被初始化为没有任何存储的状态。
在启动了图3的处理的情况下，CPU11通过分压电路18以及A/D转换器16而检测输出电压(Vo)(S11)，并设定比所检测的输出电压Vo高例如0.4V的目标电压(Vt)作为试验性的预定电压(S12)。接着，CPU11在开始了在计时器15中包含的2个计时器A、B的计时之后(S13)，开始PWM控制信号Sj的生成(S14)。从这个时点起，PWM控制信号Sj的占空比被控制为转换器CVj的输出电压成为目标电压(Vt)。
之后，CPU11判定计时器A是否计时了时间T1(S15)，在还没有计时时间T1的情况下(S15：否)，直到计时时间T1为止待机。在计时器A计时了时间T1的情况下(S15：是)，CPU11在检测出输出电压(Vo)之后(S16)，停止PWM控制信号Sj的生成(S17)。步骤S13、S14、S15、S17相当于驱动单元。
接着，CPU11判定所检测的输出电压(Vo)与目标电压(Vt)的差值(|Vo-Vt|)是否比预定的阈值Vth(例如，0.2V)大(S18：相当于判定单元)，在不大的情况下(S18：否)，即判定为转换器CVj不是异常的情况下，将处理转移到后述的步骤S21。
在输出电压(Vo)与目标电压(Vt)的差值比预定的阈值Vth大的情况下(S18：是)，即判定为转换器CVj为异常的情况下，CPU11将m加1(S19：相当于计数单元)，且将j的值存储到RAM13的特定区域(S20：相当于存储单元)。由此，确定判定为异常的转换器CVj的信息j存储到RAM13。
接着，CPU11在将j的值加1之后(S21)，判定计时器B是否计时了时间T2(S22)，在还没有计时时间T2的情况下(S22：否)，直到计时时间T2为止待机。在计时器B计时了时间T2的情况下(S22：是)，CPU11判定j是否等于n+1(S23)，在不相等的情况下(S23：否)，为了开始下一个PWM控制信号Sj的生成，将处理转移到步骤S13。
在j等于n+1的情况下(S23：是)，CPU11通过2π/(n-m)而计算用于将没有判定为异常的多个转换器分别驱动的各PWM控制信号的相位差φ(S24：相当于第一计算单元)，并将所计算的相位差φ存储到RAM13。此外，CPU11通过I1(n-m)而计算没有判定为异常的多个转换器的可供应电流Ia(S25：相当于第二计算单元)，并将所计算的可供应电流Ia存储到RAM13，并结束图3的处理。其中，I1是一个转换器CVk能够供应给电池4以及负载5的电流。
CPU11在使电源装置1a工作的情况下，基于通过以上的处理而计算并存储在RAM13中的相位差φ，生成PWM控制信号S1、S2、……Sn(其中，对于判定为异常的转换器的信号排除在外)。在该情况下，CPU11进行控制，使得输出电流不超过在RAM13中存储的可供应电流Ia。
如上所述，根据本实施方式1，在CPU11将开关Sja导通/截止了时间T1使得在n个并联连接的转换器CV1、CV2、……、CVn中的单个转换器CVj(j为n以下的自然数)中供应给电池4以及负载5的输出电压(Vo)成为目标电压(Vt)的情况下，CPU11判定输出电压(Vo)与目标电压(Vt)的差值是否比预定的阈值(Vth)大。
根据该判定结果，判定在对开关Sja进行了导通/截止控制的转换器CVj中是否有异常。
因此，能够针对多相转换器中的特定的转换器判别有无异常。
此外，根据本实施方式1，针对n个并联连接的全部转换器CV1、CV2、……CVn，CPU11将各开关S1a、S2a、……Sna顺次导通/截止时间T1，且每次判定输出电压(Vo)与目标电压(Vt)的差值是否比预定的阈值(Vth)大，对判定为大的转换器的个数(m)进行计数。
因此，能够确定具有异常的全部转换器，进行与被确定的转换器的个数(m)相应的处置。
进一步，根据本实施方式1，CPU11将用于确定检测出输出电压或者输出电流所涉及的异常的转换器的信息(具体而言，在对j进行增加计数的期间检测出异常时的j的值)预先存储到RAM13，以通过2π/(n-m)所计算的相位差φ来导通除了根据所存储的信息而确定的m个转换器以外的(n-m)个转换器的开关。
因此，能够以均等的相位差来导通没有异常的转换器的开关。
进一步，根据本实施方式1，由检测出异常的转换器以外的(n-m)个转换器使供应给电池4以及负载5的输出电流比通过I1(n-m)所计算出的电流Ia小。
因此，能够根据没有异常的转换器的数目，限制输出电流的上限。
(实施方式2)
实施方式1是转换器CV1、CV2、……CVn对直流电压进行降压的方式，相对于此，实施方式2是转换器CV1、CV2、……CVn对直流电压进行升压的方式。
图4是表示本发明的实施方式2的电源装置1b的一结构例的框图。在图4所示的电源装置1b和实施方式1的图1所示的电源装置1a中，在各转换器CV1、CV2、……CVn的结构中存在差异。
电源装置1b具备对来自交流发电机2以及蓄电元件3的直流电压进行升压的n个(n为2以上的自然数)转换器CV1、CV2、……CVn、对转换器CV1、CV2、……CVn分别进行驱动的驱动电路DC1、DC2、……DCn、对驱动电路DC1、DC2、……DCn分别提供PWM控制信号S1、S2、……Sn的控制部10。各转换器CV1、CV2、……CVn是并联连接的所谓的多相转换器，从直流电压被降压并在电容器C1中进行了平滑化的输出电压以及输出电流经由电流检测电路17供应给电池4以及负载5。
一个转换器CVk(k为n以下的自然数：以下同样)具备从交流发电机2以及蓄电元件3供应的直流电压被施加到一端的电感器Lk、漏极连接到该电感器Lk的另一端的源极接地的开关(开关元件)Ska、以及源极连接到电容器C1且漏极连接到电感器Lk以及开关Ska的连接点的开关(第二开关元件)Skb。
开关Skb能够置换为阴极连接到电容器C1的二极管，但这里，通过导通电阻比二极管低的开关Skb进行所谓的同步整流，降低了转换器CVk的损耗。通过同步整流，在转换器CVk的轻负载时流到电感器Lk的电流发生逆流的情况下，例如，在与电感器Lk之间串联地插入安装电阻器而检测电感器Lk的电流，在检测到逆流时，驱动电路DCk停止开关Skb的导通信号即可。
除此之外，对与实施方式1对应的部位赋予同样的标号，省略其说明。此外，在实施方式2的电源装置1b中，表示对驱动电路DC1、DC2、……DCn分别试验性地提供的PWM控制信号S1、S2、……Sn的定时图和表示判定转换器CV1、CV2、……CVn是否为异常的CPU11的处理顺序的流程图与实施方式1时同样，所以省略这些附图的记载以及其说明。
如上所述，根据本实施方式2，在CPU11将开关Sja导通/截止了时间T1使得在n个并联连接的转换器CV1、CV2、……、CVn中的单个转换器CVj(j为n以下的自然数)中供应给电池4以及负载5的输出电压(Vo)成为目标电压(Vt)的情况下，CPU11判定输出电压(Vo)与目标电压(Vt)的差值是否比预定的阈值(Vth)大。
根据该判定结果，判定在对开关Sja进行了导通/截止控制的转换器CVj中是否有异常。
因此，能够针对多相转换器中的特定的转换器判别有无异常。
此外，根据实施方式1或者2，经由开关S1a、S2a、……Sna对转换器CV1、CV2、……CVn分别具有的电感器L1、L2、……Ln施加直流电压，通过开关S1a、S2a、……Sna对在电感器L1、L2、……Ln各自中流过的电流进行开关，从而将被输入的直流电压进行降压或者升压。
由此，即使是在转换器CVj对直流电压进行降压或者升压的哪种情况下，都能够判定在对开关Sja进行了导通/截止控制的转换器CVj中是否有异常。
进一步，根据实施方式1或者2，开关S1b、S2b、……Snb在各转换器CV1、CV2、……CVn各自的开关S1a、S2a、……Sna的截止期间使流到每一个电感器L1、L2、……Ln的电流进行回流。
由此，与代替开关S1b、S2b、……Snb而使用了二极管的情况相比，能够提高转换效率。
(实施方式3)
实施方式1是控制部10进行着重于输出电压的控制的方式，相对于此，实施方式2是控制部10进行着重于输出电流的控制的方式。控制部10将根据内部的基准电压(未图示)和来自电流检测电路17的检测电压的比较所得的误差电压的高/低而占空比成为小/大的PWM控制信号S1、S2、……Sn分别提供给驱动电路DC1、DC2、……DCn。由此，能够进行控制，使得输出电流成为与基准电压相应的一定的电流。
此外，控制部10为了使输出电压不超过一定的电压，基于来自分压电路18的分压电压，限制要对驱动电路DC1、DC2、……DCn分别提供的PWM控制信号S1、S2、……Sn的占空比的增大。在各转换器CV1、CV2、……CVn中没有异常的情况下，对驱动电路DC1、DC2、……DCn分别提供的PWM控制信号S1、S2、……Sn在控制周期中的相位各相差2π/n。
除此之外，对与实施方式1对应的部位赋予同样的标号，省略其说明。
在本实施方式3中，在电源装置1a没有工作时，CPU11将各转换器CV1、CV2、……CVn逐一地试验性地驱动而判定有无异常，在判定为异常的情况下，驱动除了判定为异常的转换器以外的转换器，并使电源装置1a工作。
图5是表示在本发明的实施方式3的电源装置1a中试验性地提供给驱动电路DC1、DC2、……DCn各自的PWM控制信号S1、S2、……Sn的定时图。
在图5中，表示在驱动电路DCe(e为例如3以上且n-2以下的自然数)中产生了异常的情况。在图5所示的7个定时图中，都将相同的时间轴作为横轴，在纵轴中，从图的上方起表示点火器的导通/截止状态、输出电流、PWM控制信号S1的截止/导通状态、PWM控制信号S2的截止/导通状态、……PWM控制信号Se的截止/导通状态、……PWM控制信号Sn-1的截止/导通状态、PWM控制信号Sn的截止/导通状态。
在时刻t0，点火器从导通变化为截止的状态的情况下，PWM控制信号S1、S2、……Se……Sn停止，转换器CV1、CV2、……CVn没有被驱动，所以电源装置1a的输出电流减少，在到达时刻t1之前的期间大致收敛为0。这里，将时刻t1中的输出电流设为I0。
在时刻t1至时刻tn+1的期间，CPU11以时间T2的间隔在时间T1(预定时间：T2＞T1)顺次生成PWM控制信号S1、S2、……Se……Sn。设此时的输出电流的目标为例如比上述的电流I0多0.4A的电流It(预定电流：It＝I0+0.4A)。电流It与I0的差值并不限定于0.4A。
在时刻t1，开始了PWM控制信号S1的生成的情况下，CPU11在从时刻t1经过了时间T1后检测输出电流之后停止PWM控制信号S1的生成。在此时所检测的输出电流与电流It的差值比预定的阈值大的情况下，判定为转换器CV1为异常。在图5所示的例中，由于从时刻t1经过了时间T1时的输出电流大致等于电流It，所以不判定为异常。
接着，在从时刻t1经过了时间T2的时刻t2，CPU11开始PWM控制信号S2的生成，在从时刻t2经过了时间T1时检测输出电流之后停止PWM控制信号S2的生成。基于此时所检测的输出电流而判定转换器CV1是否为异常的情况与CV1时相同。以下，同样地，直到转换器CVn-1、CVn为止重复是否为异常的判定。
在CPU11重复转换器CV1、CV2、……CVn是否为异常的判定的期间，尽管对转换器CVe从时刻te起的时间T1持续提供PWM控制信号Se，在输出电流与电流It的差值比预定的阈值(例如，0.2A)大的情况下(参照图5)，也被判定为转换器CVe为异常。作为转换器CVe的异常的原因，首先考虑的是开关Sea的断路故障。例如，根据驱动电路DCe的故障内容，也有输出电流被检测为比电流It多的情况(未图示)。
以下，将上述的控制部10的动作使用表示它的流程图进行说明。
图6是表示在本发明的实施方式3的电源装置1a中判定转换器CV1、CV2、……CVn是否为异常的CPU11的处理顺序的流程图。
图6的处理在例如时刻t0(参照图2)点火器从导通状态变化为截止状态之后经过了适当的时间的时刻t1启动。由于图6的处理中的步骤S32～S35、S37、S39～S45是与实施方式1中的图3所示的步骤S12～S15、S17、S19～S25相同的处理内容，所以省略其说明的大部分。
在启动了图6的处理的情况下，CPU11通过电流检测电路17以及A/D转换器16而检测输出电流(Io)(S31)，并设定比所检测的输出电流Io多例如0.4A的目标电流(It)作为试验性的预定电流(S32)。接着，CPU11在开始了在计时器15中包含的2个计时器A、B的计时之后(S33)，开始PWM控制信号Sj的生成(S34)。从这个时点起，PWM控制信号Sj的占空比被控制为转换器CVj的输出电流成为目标电流(It)。
之后，在步骤S35中，计时器A计时了时间T1的情况下(S35：是)，CPU11在检测出输出电流(Io)之后(S36)，停止PWM控制信号Sj的生成(S37)。步骤S33、S34、S35、S37相当于驱动单元。
接着，CPU11判定所检测的输出电流(Io)与目标电流(It)的差值(|Io-It|)是否比预定的阈值Ith(例如，0.2A)大(S38：相当于判定单元)，在不大的情况下(S38：否)，即判定为转换器CVj不是异常的情况下，将处理转移到后述的步骤S41。
在输出电流(Io)与目标电流(It)的差值比预定的阈值Ith大的情况下(S38：是)，即判定为转换器CVj为异常的情况下，CPU11将m加1(S39：相当于计数单元)，且将j的值存储到RAM13的特定区域(S40：相当于存储单元)。由此，确定判定为异常的转换器CVj的信息j存储到RAM13。
关于步骤S41以后的处理内容，如上所述，与图3中的步骤S21以后的处理内容相同，所以省略这些步骤中的处理内容的说明。
如上所述，根据本实施方式3，在CPU11将开关Sja导通/截止了时间T1使得在n个并联连接的转换器CV1、CV2、……、CVn中的单个转换器CVj(j为n以下的自然数)中供应给电池4以及负载5的输出电流(Io)成为目标电流(It)的情况下，CPU11判定输出电流(Io)与目标电流(It)的差值是否比预定的阈值(Vth)大。
根据该判定结果，判定在对开关Sja进行了导通/截止控制的转换器CVj中是否有异常。
因此，能够针对多相转换器中的特定的转换器判别有无异常。
本次公开的实施方式应认为在所有点上是例示的，而不是限制性的。本发明的范围意图包括由权利要求书所示而不是上述的含义且与权利要求范围等同的含义以及范围内的全部变更。此外，在各实施方式中记载的技术特征能够相互组合。
标号说明
1a、1b 电源装置
10 控制部
11 CPU
17 电流检测电路
18 分压电路
CV1、CV2、……CVn 转换器
DC1、DC2、……DCn 驱动电路
S 1a、S2a、……Sna 开关
S 1b、S2b、……Snb 开关
L1、L2、……Ln 电感器
2 交流发电机
3 蓄电元件
4 电池
5 负载。

Claims (5)

1.一种电源装置，并联连接多个通过开关元件对直流电压进行开关而进行电压转换的转换器，将通过在不同的相位导通各开关元件而相加的各转换器的输出电力供应给负载，其特征在于，所述电源装置具备：
驱动单元，针对用于将供应给所述负载的电压设为预定电压的全部所述转换器，将各所述开关元件顺次导通/截止预定时间；
判定单元，在该驱动单元导通/截止的情况下，判定供应给所述负载的电压与所述预定电压的差值是否比预定的阈值大，
计数单元，该计数单元对所述判定单元判定为大的转换器的个数进行计数；
存储单元，存储用于确定所述判定单元判定为大的转换器的信息；
第一计算单元，通过以下的式(1)而计算导通各开关元件的相位差；以及
第二计算单元，通过以下的式(2)而计算能够供应给所述负载的电流，
以所述第一计算单元所计算的相位差来导通除了根据所述存储单元所存储的信息而确定的转换器之外的其他的转换器的开关元件，
使供应给所述负载的电流比所述第二计算单元所计算出的电流小，
φ＝2π/(n-m)……(1)，
Ia＝I1(n-m)……(2)，
其中，
φ：导通各开关元件的相位差；
n：所述转换器的总数；
m：所述计数单元所计数的个数；
Ia：能够供应给所述负载的电流；
I1：所述转换器中的一个能够供应给负载的电流。
2.一种电源装置，并联连接多个通过开关元件对直流电压进行开关而进行电压转换的转换器，将通过在不同的相位导通各开关元件而相加的各转换器的输出电力供应给负载，其特征在于，所述电源装置具备：
驱动单元，针对用于将供应给所述负载的电流设为预定电流的全部所述转换器，将各所述开关元件顺次导通/截止预定时间；
判定单元，在该驱动单元导通/截止的情况下，判定供应给所述负载的电流与所述预定电流的差值是否比预定的阈值大，
计数单元，该计数单元对所述判定单元判定为大的转换器的个数进行计数；
存储单元，存储用于确定所述判定单元判定为大的转换器的信息；
第一计算单元，通过以下的式(1)而计算导通各开关元件的相位差；以及
第二计算单元，通过以下的式(2)而计算能够供应给所述负载的电流，
以所述第一计算单元所计算的相位差来导通除了根据所述存储单元所存储的信息而确定的转换器之外的其他的转换器的开关元件，
使供应给所述负载的电流比所述第二计算单元所计算出的电流小，
φ＝2π/(n-m)……(1)，
Ia＝I1(n-m)……(2)，
其中，
φ：导通各开关元件的相位差；
n：所述转换器的总数；
m：所述计数单元所计数的个数；
Ia：能够供应给所述负载的电流；
I1：所述转换器中的一个能够供应给负载的电流。
3.如权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，
所述转换器具有电感器，该电感器经由所述开关元件而被施加所述直流电压，
通过利用所述开关元件对流到该电感器的电流进行开关，而对所述直流电压进行降压或者升压。
4.如权利要求3所述的电源装置，其特征在于，
所述转换器具备第二开关元件，该第二开关元件在所述开关元件的截止期间使流到所述电感器的电流进行回流。
5.一种电源装置的异常判定方法，在电源装置中判定转换器是否为异常，所述电源装置并联连接多个通过开关元件对直流电压进行开关而进行电压转换的所述转换器，且将通过在不同的相位导通各开关元件而相加的各转换器的输出电力供应给负载，其特征在于，
针对用于将供应给所述负载的电压或者电流设为预定电压或者预定电流的全部所述转换器，将各所述开关元件顺次导通/截止预定时间，
判定供应给所述负载的电压或者电流与所述预定电压或者预定电流的差值是否比预定的阈值大，
在判定为大的情况下，判定为将各自所述开关元件导通/截止预定时间的所述转换器为异常，
对判定为异常的转换器的个数进行计数；
存储用于确定判定为异常的转换器的信息；
通过以下的式(1)而计算导通各开关元件的相位差；
通过以下的式(2)而计算能够供应给所述负载的电流，
以所计算的相位差来导通除了根据所存储的信息而确定的转换器之外的其他的转换器的开关元件，
使供应给所述负载的电流比所计算出的电流小，
φ＝2π/(n-m)……(1)，
Ia＝I1(n-m)……(2)，
其中，
φ：导通各开关元件的相位差；
n：所述转换器的总数；
m：所计数的个数；
Ia：能够供应给所述负载的电流；
I1：所述转换器中的一个能够供应给负载的电流。
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