DE102014116337A1 - Electric power converter - Google Patents

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Abstract

Ein elektrischer Leistungswandler 1 weist FETs 11 und 12, eine Drosselspule 15 und eine Steuerschaltung 17 auf. Die Steuerschaltung 17 erfasst eine Schaltübergangszeit, die eine Zeit ist, welche eine Spannung zwischen einer Source und einem Drain des FET 11 benötigt, um eine Schwellwertspannung Vth zu erreichen, nachdem dem FET 12 befohlen wird, auszuschalten, und sie steuert die FETs 11 und 12 basierend auf der Schaltübergangszeit. Es besteht ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der Schaltübergangszeit und dem Drosselspulenstrom IL, und der Drosselspulenstrom IL kann unter Verwendung der Schaltübergangszeit geschätzt werden. Daher kann der elektrische Leistungswandler in einem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung des Drosselspulenstroms gesteuert werden.An electric power converter 1 has FETs 11 and 12, a choke coil 15, and a control circuit 17. The control circuit 17 detects a switching transition time, which is a time which requires a voltage between a source and a drain of the FET 11 to reach a threshold voltage Vth after the FET 12 is commanded to turn off, and controls the FETs 11 and 12 based on the shift transition time. There is a predetermined ratio between the switching transition time and the reactor current IL, and the reactor current IL can be estimated using the switching transition time. Therefore, the electric power converter can be controlled in a current critical mode without detecting the reactor current.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Leistungswandler, der eine Drosselspule, einen Hauptschalter und einen synchronen Gleichrichtungsschalter aufweist.The present invention relates to an electric power converter having a choke coil, a main switch, and a synchronous rectification switch.

BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIKDESCRIPTION OF THE RELATED TECHNIQUE

Als allgemein bekannter elektrischer Leistungswandler, der eine Drosselspule und Schalter aufweist, ist ein Hochsetzsteller bzw. Aufwärts-Wandler-Steuersystem beispielsweise in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung JP 2013-070586 offenbart.As a well-known electric power converter having a choke coil and a switch, a boost converter control system is, for example, in the Japanese Patent Application Laid-Open Publication JP 2013-070586 disclosed.

Dieses Aufwärts-Wandler-Steuersystem weist eine Drosselspule, Schalter, Dioden und eine Steuerschaltung auf. Die Steuerschaltung steuert die Schalter basierend auf Servobefehlen.This boost converter control system includes a choke coil, switches, diodes, and a control circuit. The control circuit controls the switches based on servo commands.

Wenn die Steuerschaltung die Schalter steuert, werden die Schalter basierend auf einer Spannungsneigung der Queranschlussspannung der Schalter ausgeschaltet.When the control circuit controls the switches, the switches are turned off based on a voltage inclination of the cross-terminal voltage of the switches.

Wenn das Aufwärts-Wandler-Steuersystem in einem derzeit kritischen Modus gesteuert wird, ist es erforderlich, die Schalter auszuschalten, wenn eine Entladung einer Energie, die in der Drosselspule gespeichert ist, vervollständigt ist.When the boost converter control system is controlled in a currently critical mode, it is necessary to turn off the switches when a discharge of energy stored in the choke coil is completed.

Daher wird herkömmlicherweise ein Drosselspulenstrom erfasst, und basierend auf dem erfassten Strom wird die Vervollständigung der Entladung der Energie, die in der Drosselspule gespeichert ist, beurteilt.Therefore, conventionally, a reactor current is detected, and based on the detected current, the completion of the discharge of the energy stored in the reactor is judged.

Allerdings kann die Vervollständigung der Entladung der Energie, die in der Drosselspule gespeichert ist, ebenso basierend auf der Änderung der Spannungsneigung der Queranschlussspannung der Schalter erfasst werden.However, the completion of the discharge of the energy stored in the reactor may also be detected based on the change in the voltage inclination of the cross-terminal voltage of the switches.

Demnach kann das Aufwärts-Wandler-Steuersystem in dem derzeit kritischen Modus ohne Erfassung des Drosselspulenstroms gesteuert werden.Thus, the boost converter control system can be controlled in the currently critical mode without detecting the inductor current.

Bei dem oben erwähnten Aufwärts-Wandler-Steuersystem können die Dioden durch synchrone Gleichrichtungsschalter ersetzt werden, um Verluste in den Dioden zu verringern.In the above-mentioned up converter control system, the diodes may be replaced by synchronous rectification switches to reduce losses in the diodes.

Wenn die Dioden durch synchrone Gleichrichtungsschalter ersetzt werden, tritt die Spannungsänderung der Queranschlussspannung der Schalter nicht auf, selbst wenn die Entladung der Energie, die in der Drosselspule gespeichert ist, vervollständigt ist, da die synchronen Gleichrichtungsschalter eingeschaltet werden.When the diodes are replaced by synchronous rectification switches, the voltage change of the cross-terminal voltage of the switches does not occur even if the discharge of the energy stored in the reactor is completed because the synchronous rectification switches are turned on.

Daher ist die Vervollständigung der Entladung der Energie, die in der Drosselspule gespeichert ist, nicht erfassbar.Therefore, the completion of the discharge of the energy stored in the reactor is not detectable.

Daher kann das Aufwärts-Wandler-Steuersystem in dem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung des Drosselspulenstroms nicht gesteuert werden.Therefore, the boost converter control system can not be controlled in the current critical mode without detecting the reactor current.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund des zuvor genannten Problems gemacht und hat die Aufgabe, einen elektrischen Leistungswandler zu schaffen, der in einem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden kann.The present invention has been made in view of the aforementioned problem and has an object to provide an electric power converter which can be controlled in a current critical mode without detecting a reactor current.

Bei einem elektrischen Leistungswandler gemäß einem ersten Aspekt umfasst der elektrische Leistungswandler eine Drosselspule, einen Hauptschalter, der eine Leistungszufuhr zu der Drosselspule verbindet, indem er eingeschaltet wird, und einen Strom von der Leistungszufuhr der Drosselspule zuführt, um in der Drosselspule Energie zu speichern, einen synchronen Gleichrichtungsschalter, der die Drosselspule mit einer Last verbindet, indem er während einer Dauer eingeschaltet wird, in welcher der Hauptschalter ausgeschaltet ist, und die Energie freisetzt, die in der Drosselspule gespeichert ist, um den Strom von der Drosselspule der Last zuzuführen, und eine Steuerschaltung, die mit dem Hauptschalter und dem synchronen Gleichrichtungsschalter verbunden ist, und den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter steuert.In an electric power converter according to a first aspect, the electric power converter includes a reactor, a main switch that connects a power supply to the reactor by being turned on, and supplies a current from the power supply of the reactor to store energy in the reactor synchronous rectification switch which connects the choke coil to a load by being turned on for a period in which the main switch is turned off, and releases the energy stored in the choke coil to supply the current from the choke coil to the load; Control circuit which is connected to the main switch and the synchronous rectification switch, and controls the main switch and the synchronous rectification switch.

Die Steuerschaltung erfasst eine Schaltübergangszeit, die einen Übergangszustand einer Queranschlussspannung des Hauptschalters zeigt, und sie steuert den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter basierend auf der erfassten Schaltübergangszeit.The control circuit detects a switching transition time showing a transient state of a cross-terminal voltage of the main switch, and controls the main switch and the synchronous rectification switch based on the detected switching transition time.

Da zwischen der Schaltübergangszeit und dem Drosselspulenstrom ein vorbestimmtes Verhältnis besteht, kann der Drosselspulenstrom unter Verwendung der Schaltübergangszeit geschätzt werden.Since there is a predetermined relationship between the switching transition time and the reactor current, the reactor current can be estimated using the switching transition time.

Gemäß diesem Aufbau werden der Hauptschalter und der synchrone Gleichrichtungsschalter basierend auf der Schaltübergangszeit gesteuert.According to this structure, the main switch and the synchronous rectification switch are controlled based on the switching transition time.

Demnach kann der Drosselspulenstrom ohne Erfassung des Drosselspulenstroms angemessen gesteuert werden.Thus, the reactor current can be appropriately controlled without detecting the reactor current.

Demzufolge kann der elektrische Leistungswandler in dem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung des Drosselspulenstroms gesteuert werden. As a result, the electric power converter can be controlled in the current critical mode without detecting the reactor current.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

In den begleitenden Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings show:

1 das Schaltdiagramm des elektrischen Leistungswandlers in einer ersten Ausführungsform; 1 the circuit diagram of the electric power converter in a first embodiment;

2 ein Schaltdiagramm einer Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung, die in 1 gezeigt ist; 2 a circuit diagram of a Schaltübergangszeit detection circuit, which in 1 is shown;

3 ein Blockdiagramm eines Controllers, der in 1 gezeigt ist; 3 a block diagram of a controller, the in 1 is shown;

4 ein Wellenformdiagramm zum Erklären eines Betriebs des elektrischen Leistungswandlers, der in 1 gezeigt ist; 4 FIG. 15 is a waveform diagram for explaining an operation of the electric power converter incorporated in FIG 1 is shown;

5 ein anderes Wellenformdiagramm zum Erklären des Betriebs des elektrischen Leistungswandlers, der in 1 gezeigt ist; 5 another waveform diagram for explaining the operation of the electric power converter, the in 1 is shown;

6 einen Graph, der ein Verhältnis zwischen einem Drosselspulenstrom und einer Schaltübergangszeit zeigt; 6 FIG. 10 is a graph showing a relationship between a reactor current and a switching transition time; FIG.

7 ein Wellenformdiagramm zum Erklären eines Betriebs der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung; 7 a waveform diagram for explaining an operation of the Schaltübergangszeit detection circuit;

8 ein Schaltungsdiagramm des elektrischen Leistungswandlers in einer zweiten Ausführungsform; 8th a circuit diagram of the electric power converter in a second embodiment;

9 ein Schaltungsdiagramm der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung, die in 8 gezeigt ist; 9 a circuit diagram of the Schaltübergangszeit detection circuit, which in 8th is shown;

10 ein Blockdiagramm des Controllers, der in 8 gezeigt ist; 10 a block diagram of the controller used in 8th is shown;

11 ein Schaltungsdiagramm des elektrischen Leistungswandlers in der dritten Ausführungsform; 11 a circuit diagram of the electric power converter in the third embodiment;

12 ein Schaltungsdiagramm der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung, die in 11 gezeigt ist; 12 a circuit diagram of the Schaltübergangszeit detection circuit, which in 11 is shown;

13 ein Schaltungsdiagramm des elektrischen Leistungswandlers in einer vierten Ausführungsform; 13 a circuit diagram of the electric power converter in a fourth embodiment;

14 ein Blockdiagramm des Controllers, der in 13 gezeigt ist; 14 a block diagram of the controller used in 13 is shown;

15 ein Schaltungsdiagramm des elektrischen Leistungswandlers in einer fünften Ausführungsform; 15 a circuit diagram of the electric power converter in a fifth embodiment;

16 ein Schaltungsdiagramm des elektrischen Leistungswandlers in einer sechsten Ausführungsform; 16 a circuit diagram of the electric power converter in a sixth embodiment;

17 ein Blockdiagramm des Controllers, der in 16 gezeigt ist, 17 a block diagram of the controller used in 16 is shown

18 ein Schaltungsdiagramm des elektrischen Leistungswandlers in einer siebten Ausführungsform; und 18 a circuit diagram of the electric power converter in a seventh embodiment; and

19 ein Blockdiagramm des Controllers, der in 18 gezeigt ist. 19 a block diagram of the controller used in 18 is shown.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(Erste Ausführungsform)First Embodiment

Zunächst wird mit Bezug auf 1 bis 3 ein Aufbau eines elektrischen Leistungswandlers einer ersten Ausführungsform erklärt.First, with reference to 1 to 3 explains a structure of an electric power converter of a first embodiment.

Ein elektrischer Leistungswandler 1, der in 1 gezeigt ist, ist eine Vorrichtung, die einen Gleichstrom, der von einer Hochspannungsbatterie B10 (Leistungszufuhr), die in einem Fahrzeug angebracht ist, in einen Niederspannungsgleichstrom umwandelt, und diesen einer Niederspannungsbatterie B11 (Last) zuführt, die in dem Fahrzeug angebracht ist, um die Niederspannungsbatterie B11 zu laden. Er ist ein sogenannter Herabstufungstyp eines Hochsetz-/Tiefsetzstellers bzw. Auf-/Abwärts-Wandlers.An electrical power converter 1 who in 1 1 is a device that converts a DC power that is converted into a low-voltage DC power from a high-voltage battery B10 (power supply) mounted in a vehicle, and supplies it to a low-voltage battery B11 (load) mounted in the vehicle to charge the low voltage battery B11. It is a so-called downgrade type of boost / buck converter and up / down converter, respectively.

Hierbei ist die Hochspannungsbatterie B10 eine Batterie, deren Nennspannung beispielsweise 48 V ist. Zudem ist die Niederspannungsbatterie B11 eine Batterie, deren Nennspannung beispielsweise 12 V ist.Here, the high-voltage battery B10 is a battery whose rated voltage is 48 V, for example. In addition, the low-voltage battery B11 is a battery whose rated voltage is 12 V, for example.

Der elektrische Leistungswandler 1 weist einen Glättungskondensator 10, einen FET 11 (Hauptschalter), einen FET 12 (synchroner Gleichrichtungsschalter), Schaltungen bzw. Entstörschaltungen 13 und 14, eine Drosselspule 15, einen Glättungskondensator 16 und eine Steuerschaltung 17 auf.The electric power converter 1 has a smoothing capacitor 10 , a FET 11 (Main switch), a FET 12 (synchronous rectification switch), circuits or suppression circuits 13 and 14 , a choke coil 15 , a smoothing capacitor 16 and a control circuit 17 on.

Der Glättungskondensator 10 ist ein Element, das eine Eingangsspannung Vin des elektrischen Leistungswandlers 1 glättet. Der Glättungskondensator 10 glättet ebenso eine Spannung der Hochspannungsbatterie B10.The smoothing capacitor 10 is an element that has an input voltage Vin of the electric power converter 1 smoothes. The smoothing capacitor 10 also smoothes a voltage of the high voltage battery B10.

Ein Ende des Glättungskondensators 10 ist mit einem positiven Anschluss der Hochspannungsbatterie B10 verbunden, wohingegen ein anderes Ende des Glättungskondensators 10 mit einem negativen Anschluss der Hochspannungsbatterie B10 jeweils verbunden ist. One end of the smoothing capacitor 10 is connected to a positive terminal of the high voltage battery B10, whereas another end of the smoothing capacitor 10 is connected to a negative terminal of the high-voltage battery B10, respectively.

Der FET 11 ist ein Element, das die Hochspannungsbatterie B10 mit der Drosselspule 15 verbindet, indem er eingeschaltet wird, Strom von der Hochspannungsbatterie B10 der Drosselspule 15 zuführt und Energie in der Drosselspule 15 speichert. Der FET 11 weist in der Art einer Parallelverbindung eine Diode zwischen einer Source und einem Drain auf.The FET 11 is an element that the high voltage battery B10 with the choke coil 15 Connects, by being switched on, power from the high-voltage battery B10 of the choke coil 15 feeds and energy in the inductor 15 stores. The FET 11 has a diode between a source and a drain in the manner of a parallel connection.

Der FET 12 ist ein Element, das die Drosselspule 15 mit der Niederspannungsbatterie B11 verbindet, indem er während der Dauer, in welcher der FET 11 ausgeschaltet ist, eingeschaltet wird, die Energie freisetzt, die in der Drosselspule 15 gespeichert ist, und einen Strom von der Drosselspule 15 der Niederspannungsbatterie B11 zuführt. Der FET 12 weist in der Weise einer Parallelverbindung eine Diode zwischen einer Source und einem Drain auf.The FET 12 is an element that the choke coil 15 with the low-voltage battery B11 by connecting it during the period in which the FET 11 is turned off, the energy released in the choke coil 15 is stored, and a current from the choke coil 15 the low-voltage battery B11 supplies. The FET 12 has a diode between a source and a drain in the manner of a parallel connection.

Die FETs 11 und 12 sind in Reihenschaltung verbunden. Insbesondere ist die Source des FET 11 mit dem Drain des FET 12 verbunden. Der Drain des FET 11 ist mit einem Ende des Glättungskondensators 10 verbunden, und die Source des FET 12 ist jeweils mit einem anderen Ende des Glättungskondensators 10 und dem negativen Anschluss der Niederspannungsbatterie B11 verbunden.The FETs 11 and 12 are connected in series. In particular, the source of the FET 11 with the drain of the FET 12 connected. The drain of the FET 11 is at one end of the smoothing capacitor 10 connected, and the source of the FET 12 is each with a different end of the smoothing capacitor 10 and the negative terminal of the low-voltage battery B11.

Ein Reihenverbindungspunkt der FETs 11 und 12 ist mit der Drosselspule 15 verbunden. Die Gates der FETs 11 und 12 sind jeweils mit der Steuerschaltung 15 verbunden.A series connection point of the FETs 11 and 12 is with the choke coil 15 connected. The gates of the FETs 11 and 12 are each with the control circuit 15 connected.

Die Entstörschaltungen 13 und 14 sind Schaltungen, die Stoßspannungen unterdrücken, die den FETs 11 und 12 unnötig zugefügt werden. Die Entstörschaltungen 13 und 14 weisen jeweils Entstörkondensatoren 130 und 140 auf.The interference suppression circuits 13 and 14 are circuits that suppress surge voltages that are the FETs 11 and 12 be added unnecessarily. The interference suppression circuits 13 and 14 each have suppressor capacitors 130 and 140 on.

Die einen Enden der Entstörkondensatoren 130 und 140 sind mit den Drains der FETs 11 und 12 verbunden, und die anderen Enden der Entstörkondensatoren 130 und 140 sind jeweils mit den Source der FETs 11 und 12 verbunden.The one ends of the suppression capacitors 130 and 140 are with the drains of FETs 11 and 12 connected, and the other ends of the suppression capacitors 130 and 140 are each with the source of the FETs 11 and 12 connected.

Die Drosselspule 15 ist ein Element, das Energie speichert oder freisetzt. Ein Ende der Drosselspule 15 ist mit dem Reihenverbindungspunkt der FETs 11 und 12 verbunden, und ein anderes Ende der Drosselspule 15 ist jeweils mit einem positiven Anschluss der Niederspannungsbatterie B11 verbunden.The choke coil 15 is an element that stores or releases energy. One end of the choke coil 15 is with the row connection point of the FETs 11 and 12 connected, and another end of the inductor 15 is connected to a positive terminal of the low-voltage battery B11, respectively.

Der Glättungskondensator 16 ist ein Element, das eine Ausgangsspannung Vout des elektrischen Leistungswandlers 1 glättet.The smoothing capacitor 16 is an element that outputs an output voltage Vout of the electric power converter 1 smoothes.

Ein Ende des Glättungskondensators 16 ist mit dem anderen Ende der Drosselspule 15 verbunden, wohingegen ein anderes Ende des Glättungskondensators 16 jeweils mit der Source des FET 12 verbunden ist.One end of the smoothing capacitor 16 is with the other end of the inductor 15 whereas another end of the smoothing capacitor is connected 16 each with the source of the FET 12 connected is.

Die Steuerschaltung 17 ist eine Schaltung, welche die FETs 11 und 12 steuert.The control circuit 17 is a circuit that uses the FETs 11 and 12 controls.

Die Steuerschaltung 17 steuert die FETs 11 und 12 basierend auf einem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* des elektrischen Leistungswandlers 1, der von außen eingegeben wird, erfassten Eingangs- und Ausgangsspannungen Vin und Vout des elektrischen Leistungswandlers 1, und einer Schaltübergangszeit.The control circuit 17 controls the FETs 11 and 12 based on a target output voltage value Vout * of the electric power converter 1 inputted from outside detected input and output voltages Vin and Vout of the electric power converter 1 , and a shift transition time.

Hierbei zeigt die Schaltübergangszeit einen Übergangszustand der Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 an (Queranschlussspannung).Here, the switching transition time shows a transient state of the voltage between the source and the drain of the FET 11 on (cross-connection voltage).

Die Schaltübergangszeit ist insbesondere eine Zeit, welche die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 benötigt, um eine Schwellwertspannung Vth zu erreichen nachdem befohlen wird, den FET 12 auszuschalten.In particular, the switching transition time is a time which is the voltage between the source and the drain of the FET 11 is required to reach a threshold voltage Vth after commanding the FET 12 off.

Die Schwellwertspannung Vth ist beispielsweise auf 10% der Spannung der Eingangsspannung Vin des elektrischen Leistungswandlers 1 angesetzt.The threshold voltage Vth is, for example, 10% of the voltage of the input voltage Vin of the electric power converter 1 stated.

Die Steuerschaltung 17 weist eine Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170, einen Controller 171 und Ansteuerschaltungen 172 und 173 auf.The control circuit 17 has a switching transition time detecting circuit 170 , a controller 171 and drive circuits 172 and 173 on.

Die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 ist eine Schaltung, die zunächst ein Ansteuersignal (später erwähnt) befiehlt, das von dem Controller 171 an den FET 12 ausgegeben wird, um den FET 12 auszuschalten, und danach ein Pulssignal ausgibt, dessen Pegel aufrechterhalten bleibt bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 die Schwellwertspannung Vth erreicht.The switching transition time detecting circuit 170 is a circuit that first commands a drive signal (mentioned later) from the controller 171 to the FET 12 is spent to the FET 12 turn off, and then outputs a pulse signal whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 11 reaches the threshold voltage Vth.

Wie in 2 gezeigt ist, weist die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 Widerstände 170a bis 170d, einen Vergleichsschaltung bzw. Komparator 170e und eine XOR-Schaltung 170f auf.As in 2 is shown, the switching transition time detecting circuit 170 resistors 170a to 170d , a comparison circuit or comparator 170e and an XOR circuit 170f on.

Die Widerstände 170a und 170b sind in Reihenschaltung verbunden. Ein Ende des Widerstands 170a ist mit dem Drain des FET 11 verbunden, und ein anderes Ende des Widerstands 170b ist jeweils mit der Source des FET 12 verbunden.The resistors 170a and 170b are connected in series. An end to the resistance 170a is with the drain of the FET 11 connected, and another end of the resistance 170b is each with the source of the FET 12 connected.

Die Widerstände 170c und 170d sind in Reihenschaltung verbunden. Ein Ende des Widerstands 170c ist mit dem Reihenverbindungspunkt der FETs 11 und 12 verbunden, und ein anderes Ende des Widerstands 170d ist jeweils mit der Source des FET 12 verbunden. The resistors 170c and 170d are connected in series. An end to the resistance 170c is with the row connection point of the FETs 11 and 12 connected, and another end of the resistance 170d is each with the source of the FET 12 connected.

Ein nicht-invertierender Eingangsanschluss des Komparators 170e ist mit einem Reihenverbindungspunkt der Widerstände 170a und 170b verbunden, und ein invertierender Eingangsanschluss des Komparators 170e ist mit einem Reihenverbindungspunkt der Widerstände 170c und 170d jeweils verbunden.A non-inverting input terminal of the comparator 170e is with a series connection point of the resistors 170a and 170b connected, and an inverting input terminal of the comparator 170e is with a series connection point of the resistors 170c and 170d each connected.

Hierbei ist ein Widerstandswert von jedem der Widerstände 170a bis 170d so ausgestaltet, dass eine Ausgabe des Komparators 170e auf dessen Pegel aufrechterhalten wird bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 die Schwellwertspannung Vth erreicht.Here is a resistance of each of the resistors 170a to 170d designed so that an output of the comparator 170e is maintained at the level until the voltage between the source and the drain of the FET 11 reaches the threshold voltage Vth.

Ein Eingangsende der XOR-Schaltung 170f ist mit einem Ausgangsende des Komparators 170e verbunden, und ein anderes Eingangsende der XOR-Schaltung 170f ist mit dem Controller 171 jeweils verbunden. Ein Ausgangsende der XOR-Schaltung 170f ist mit dem Controller 171 verbunden.An input end of the XOR circuit 170f is with an output end of the comparator 170e connected, and another input end of the XOR circuit 170f is with the controller 171 each connected. An output end of the XOR circuit 170f is with the controller 171 connected.

Der Controller 171 ist eine Schaltung, welche die Ansteuersignale für die FETs 11 und 12 basierend auf dem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout*, den Eingangs- und Ausgangsspannungen Vin und Vout, und der Umschaltübergangszeit erzeugt und ausgibt.The controller 171 is a circuit which controls the driving signals for the FETs 11 and 12 is generated and output based on the target output voltage value Vout *, the input and output voltages Vin and Vout, and the switching transition time.

Der Controller 171 ist durch einen Mikrocomputer und ein Programm ausgestaltet.The controller 171 is designed by a microcomputer and a program.

Wie in 3 gezeigt ist, weist der Controller 171 einen EIN-Zeitverhältnisberechnungsabschnitt 171a, einen Schaltübergangszeitmessabschnitt 171b, einen Abweichungsberechnungsabschnitt 171c, einen Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 171d, Korrekturberechnungsabschnitte 171e und 171f, einen Abweichungsberechnungsabschnitt 171g, einen Spannungssteuerabschnitt 171h, EIN-Zeitberechnungsabschnitte 171i und 171j und einen Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 171k auf.As in 3 the controller points 171 an ON-time ratio calculating section 171a , a switching transition time measuring section 171b a deviation calculation section 171c , a shift transition time control section 171d , Correction calculation sections 171e and 171f a deviation calculation section 171g , a voltage control section 171h , ON-time calculation sections 171i and 171j and a drive signal generating section 171k on.

Der EIN-Zeitverhältnisberechnungsabschnitt 171a ist ein Block, der ein EIN-Zeitverhältnis der FETs 11 und 12 basierend auf der Eingangsspannung Vin des elektrischen Leistungswandlers 1, dem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* und der Ausgangsspannung Vout erzeugt und ausgibt.The ON-time ratio calculation section 171a is a block representing an ON-time ratio of the FETs 11 and 12 based on the input voltage Vin of the electric power converter 1 , the target output voltage value Vout * and the output voltage Vout are generated and output.

Hierbei ist das EIN-Zeitverhältnis ein Verhältnis der EIN-Zeit, wenn die FETs eingeschaltet und ausgeschaltet werden. Es ist ein sogenanntes Abtastverhältnis.Here, the ON time ratio is a ratio of ON time when the FETs are turned on and off. It is a so-called sampling ratio.

Der Schaltübergangszeitmessabschnitt 171b ist ein Block, der die Schaltübergangszeit durch Messen einer Pulsweite des Pulssignals, das die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 ausgibt, erlangt und ausgibt.The shift transition time measuring section 171b is a block representing the switching transition time by measuring a pulse width of the pulse signal representing the switching transition time detection circuit 170 Spends, obtains and issues.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 171c ist ein Block, der eine Abweichung zwischen einem vorbestimmten Ziel-Schaltübergangszeitwert und der Schaltübergangszeit, die von dem Schaltübergangszeitmessabschnitt 171b ausgegeben wird, berechnet und ausgibt.The deviation calculation section 171c is a block representing a deviation between a predetermined target shift transition time value and the shift transition time detected by the shift transition time measurement section 171b is output, calculated and outputs.

Hierbei ist der Ziel-Schaltübergangszeitwert basierend auf einer Resonanzdauer eines Resonanzschaltkreises ausgelegt, der durch eine Induktivität der Drosselspule 15, Kapazitäten der Entstörkondensatoren 130 und 140 und einer parasitären Kapazität einer Schaltung gebildet wird.In this case, the target switching transition time value is designed based on a resonance duration of a resonant circuit, which is determined by an inductance of the choke coil 15 , Capacities of the suppression capacitors 130 and 140 and a parasitic capacitance of a circuit is formed.

Der Ziel-Schaltübergangszeitwert ist beispielsweise auf ein ¼ der Resonanzdauer ausgelegt, oder er ist unter Berücksichtigung einer Verzögerungszeit der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 oder einer Abweichung der Verzögerungszeit der Ansteuerschaltungen 172 und 173 auf in etwa 80% von dem ¼ der Resonanzdauer ausgelegt.The target switching transition time value is designed, for example, to ¼ of the resonance duration, or is in consideration of a delay time of the switching transition time detection circuit 170 or a deviation of the delay time of the drive circuits 172 and 173 designed in about 80% of the ¼ of the resonance period.

Der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 171d ist ein Block, der einen Wert als einen EIN-Zeitverhältniskorrekturwert zum Korrigieren des EIN-Zeitverhältnisses ausgibt, indem er eine proportionale Integralberechnung einer Abweichung des Ziel-Schaltübergangszeitwerts, der durch den Abweichungsberechnungsabschnitt 171c ausgegeben wird, von der tatsächlichen Schaltübergangszeit durchführt.The shift transition time control section 171d is a block outputting a value as an ON-time ratio correction value for correcting the ON-time ratio by making a proportional integral calculation of a deviation of the target switching transition time value by the deviation calculating section 171c is output from the actual shift transition time.

Der Korrekturberechnungsabschnitt 171e ist ein Block, der einen Wert als das korrigierte EIN-Zeitverhältnis des FET 11 ausgibt, indem er den EIN-Zeitverhältniskorrekturwert, der durch den Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 171d ausgegeben wird, zu dem EIN-Zeitverhältnis des FET 11, das der EIN-Zeitverhältnisberechnungsabschnitt 171a ausgibt, hinzuaddiert.The correction calculation section 171e is a block having a value as the corrected ON-time ratio of the FET 11 by outputting the ON-time ratio correction value provided by the switching transition timing control section 171d is output to the ON-time ratio of the FET 11 that is the ON-time ratio calculation section 171a outputs, adds.

Der Korrekturberechnungsabschnitt 171f ist ein Block, der einen Wert als das korrigierte EIN-Zeitverhältnis des FET 12 ausgibt, indem er den EIN-Zeitverhältniskorrekturwert, der durch den Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 171d ausgegeben wird, von dem EIN-Zeitverhältnis des FET 12, das von dem EIN-Zeitverhältnisberechnungsabschnitt 171a ausgegeben wird, subtrahiert.The correction calculation section 171f is a block having a value as the corrected ON-time ratio of the FET 12 by outputting the ON-time ratio correction value provided by the switching transition timing control section 171d is output from the ON-time ratio of the FET 12 derived from the ON-time ratio calculation section 171a is output, subtracted.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 171g ist ein Block, der eine Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* des elektrischen Leistungswandlers 1, der aus der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout von außen eingegeben wird, berechnet und ausgibt. The deviation calculation section 171g is a block representing a deviation of the target output voltage value Vout * of the electric power converter 1 which is input, calculated and output from the actual output voltage Vout from outside.

Der Spannungssteuerabschnitt 171h ist ein Block, der einen Wert als einen Umwandlungsfaktor ausgibt, indem er eine proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout*, der durch den Abweichungsberechnungsabschnitt 171b ausgegeben wird, von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout durchführt.The voltage control section 171h is a block outputting a value as a conversion factor by making a proportional integral calculation of the deviation of the target output voltage value Vout * by the deviation calculating section 171b is output from the actual output voltage Vout.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 171i ist ein Block, der einen Wert als die EIN-Zeit für den FET 11 ausgibt, indem er den Umwandlungsfaktor, der durch den Spannungssteuerabschnitt 171h ausgegeben wird, mit dem korrekten EIN-Zeitverhältnis für den FET 11, das von dem Korrekturberechnungsabschnitt 171e ausgegeben wird, multipliziert.The ON-time calculation section 171i is a block that takes a value as the ON time for the FET 11 by outputting the conversion factor generated by the voltage control section 171h is output with the correct ON-time ratio for the FET 11 that is from the correction calculation section 171e is spent multiplied.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 171j ist ein Block, der einen Wert als die EIN-Zeit für den FET 12 ausgibt, indem er den Umwandlungsfaktor, der durch den Spannungssteuerabschnitt 171h ausgegeben wird, mit dem korrigierten EIN-Zeitverhältnis für den FET 12, das von dem Korrekturberechnungsabschnitt 171e ausgegeben wird, multipliziert.The ON-time calculation section 171j is a block that takes a value as the ON time for the FET 12 by outputting the conversion factor generated by the voltage control section 171h is output, with the corrected ON-time ratio for the FET 12 that is from the correction calculation section 171e is spent multiplied.

Der Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 171k ist ein Block, der das Ansteuersignal zum Ansteuern der FETs 11 und 12 basierend auf den EIN-Zeiten für die FETs 11 und 12, welche die EIN-Zeitberechnungsabschnitte 171i und 171j ausgeben, erzeugt und ausgibt.The drive signal generating section 171k is a block representing the drive signal for driving the FETs 11 and 12 based on the ON times for the FETs 11 and 12 which the ON-time calculation sections 171i and 171j spend, produce and spend.

Die Ansteuerschaltungen 172 und 173, die in 1 gezeigt sind, sind Schaltungen, welche die FETs 11 und 12 jeweils basierend auf dem Ansteuersignal, das durch den Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 171k des Controllers 171 ausgegeben wird, einschalten und ausschalten.The drive circuits 172 and 173 , in the 1 are shown, circuits are the FETs 11 and 12 respectively based on the drive signal generated by the drive signal generating section 171k of the controller 171 is output, turn on and off.

Eingangsenden der Ansteuerschaltungen 172 und 173 sind mit dem Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 171k verbunden, wie in 3 gezeigt ist, und Ausgangsenden der Steuerschaltungen 172 und 173 sind jeweils mit den Gates der FETs 11 und 12 verbunden, wie in 1 gezeigt ist.Input ends of the drive circuits 172 and 173 are with the drive signal generating section 171k connected, as in 3 is shown, and output ends of the control circuits 172 and 173 are each with the gates of the FETs 11 and 12 connected, as in 1 is shown.

Nachstehend wird mit Bezug auf 1 bis 7 ein Betrieb des elektrischen Leistungswandlers der ersten Ausführungsform erklärt.Hereinafter, with reference to 1 to 7 explains an operation of the electric power converter of the first embodiment.

Zunächst wird mit Bezug auf 1 und 4 bis 6 eine Übersicht des Betriebs des elektrischen Leistungswandlers, und ein Verhältnis zwischen Drosselspulenstrom und der Schaltübergangszeit erklärt.First, with reference to 1 and 4 to 6 an overview of the operation of the electric power converter, and explains a relationship between reactor current and the switching transition time.

In 1 wird die Hochspannungsbatterie B10 durch den FET 12 mit der Drosselspule 15 verbunden, wenn der FET 11 einschaltet während der FET 12 ausgeschaltet ist.In 1 The high-voltage battery B10 is passed through the FET 12 with the choke coil 15 connected when the FET 11 turns on during the FET 12 is off.

Demzufolge wird Strom von der Hochspannungsbatterie B10 der Drosselspule 15 zugeführt, und in der Drosselspule 15 wird Energie gespeichert.As a result, power is supplied from the high-voltage battery B10 of the reactor 15 fed, and in the choke coil 15 energy is stored.

Zu dieser Zeit fließt der Drosselspulenstrom IL, der eine Fließrichtung von der Eingangsseite zu der Ausgangsseite als eine positive Richtung definiert, in die Drosselspule 15 und nimmt zu, wie in 4 gezeigt ist.At this time, the reactor current IL defining a flow direction from the input side to the output side as a positive direction flows into the reactor 15 and increases, as in 4 is shown.

Danach wird die Drosselspule 15 durch den FET 12 mit der Niederspannungsbatterie B11 verbunden, wie in 1 gezeigt ist, wenn der FET 11 ausschaltet und der FET 12 während dieser Dauer einschaltet.Thereafter, the choke coil 15 through the FET 12 connected to the low-voltage battery B11, as in 1 shown when the FET 11 turns off and the FET 12 during this period turns on.

Demzufolge wird die Energie, die in der Drosselspule 15 gespeichert ist, freigesetzt und ein Strom von der Drosselspule 15 wird der Niederspannungsbatterie B11 zugeführt. Zu dieser Zeit nimmt der Drosselspulenstrom IL ab, wie in 4 gezeigt ist.As a result, the energy in the choke coil 15 is stored, released and a current from the choke coil 15 is supplied to the low-voltage battery B11. At this time, the reactor current IL decreases, as in FIG 4 is shown.

Darauffolgend wird derselbe Betrieb wiederholt, und elektrische Leistung von der Hochspannungsbatterie B10 wird der Niederspannungsbatterie B11 zugeführt, wodurch die Niederspannungsbatterie B11 geladen wird.Subsequently, the same operation is repeated, and electric power from the high-voltage battery B10 is supplied to the low-voltage battery B11, whereby the low-voltage battery B11 is charged.

Wenn der elektrische Leistungswandler 1, der in 1 gezeigt ist, in einem derzeit kritischen Modus gesteuert wird, ist es erforderlich, den FET 12 auszuschalten, wenn das Freisetzen der Energie, die in der Drosselspule 15 gespeichert ist, vervollständigt ist.When the electric power converter 1 who in 1 shown is controlled in a currently critical mode, it is necessary to use the FET 12 turn off when releasing the energy in the inductor 15 is stored, completed.

Um einen Einschaltverlust des FET 11 zu verringern und den FET 11 zu dieser Zeit mit einem Nullspannungsschalten zu betreiben, wird der FET 12 ausgeschaltet, wenn der Drosselspulenstrom IL leicht negativ wird (kleiner als null), wie in 4 gezeigt ist.To a switch-on loss of the FET 11 reduce and the FET 11 at this time to operate with a zero voltage switching, the FET 12 turned off when the reactor current IL becomes slightly negative (less than zero), as in 4 is shown.

Wenn der FET 12 ausgeschaltet ist, wird die Kapazität der Entstörkondensatoren 130 und 140 und der parasitären Kapazität der Schaltung durch den Drosselspulenstrom IL, der leicht negativ ist, geladen, und wie in 5 gezeigt ist, steigt eine Spannung Vp des Reihenverbindungspunkts der FETs 11 und 12, mit dem die Drosselspule 15 verbunden ist, an, und sie erreicht die Eingangsspannung Vin innerhalb einer kurzen Zeitdauer.When the FET 12 is turned off, the capacity of the suppression capacitors 130 and 140 and the parasitic capacitance of the circuit is charged by the reactor current IL, which is slightly negative, and as in FIG 5 is shown, a voltage Vp of the series connection point of the FETs increases 11 and 12 with which the choke coil 15 and reaches the input voltage Vin within a short period of time.

Wenn der Drosselspulenstrom IL in der negativen Richtung größer als ein optimaler Wert ist, wird die Geschwindigkeit der Kapazität der Entstörkondensatoren 130 und 140, und die Geschwindigkeit der parasitären Kapazität der Schaltung, die durch den Drosselspulenstrom IL geladen wird, schnell, und ein Anstieg der Spannung Vp wird schnell. When the reactor current IL in the negative direction is larger than an optimum value, the speed of the capacity of the noise suppression capacitors becomes 130 and 140 , and the speed of the parasitic capacitance of the circuit charged by the reactor current IL becomes fast, and a rise of the voltage Vp becomes fast.

Wenn andererseits der Drosselspulenstrom IL in der negativen Richtung kleiner als der optimale Wert ist, wird der Anstieg der Spannung Vp langsam.On the other hand, when the reactor current IL in the negative direction is smaller than the optimum value, the rise of the voltage Vp becomes slow.

Wie in 1 gezeigt ist, ist die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 eine Spannung, wie beim Subtrahieren der Spannung Vp von der Eingangsspannung Vin.As in 1 is shown, the voltage between the source and the drain of the FET 11 a voltage as in subtracting the voltage Vp from the input voltage Vin.

Daher wird, wie in 5 gezeigt ist, ein Abfall der Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 schnell, wenn der Drosselspulenstrom IL in der negativen Richtung größer als der optimale Wert ist.Therefore, as in 5 shown a drop in the voltage between the source and the drain of the FET 11 fast, when the reactor current IL in the negative direction is greater than the optimum value.

Demzufolge wird die Zeit, welche die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 benötigt, um die Schwellwertspannung Vth zu erreichen nachdem der FET 12 ausgeschaltet ist, d. h. die Schaltübergangszeit, kurz.As a result, the time which the voltage between the source and the drain of the FET 11 needed to reach the threshold voltage Vth after the FET 12 is switched off, ie the shift transition time, short.

Wenn andererseits der Drosselspulenstrom IL in der negativen Richtung kleiner als der optimale Wert ist, wird der Abfall der Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 langsam. Demzufolge wird die Schaltübergangszeit lang.On the other hand, when the reactor current IL in the negative direction is smaller than the optimum value, the drop of the voltage between the source and the drain of the FET becomes 11 slowly. As a result, the shift transition time becomes long.

Das heißt es besteht ein Verhältnis zwischen dem Drosselspulenstrom IL und der Schaltübergangszeit darin, dass die Schaltübergangszeit kürzer wird, wenn der Drosselspulenstrom IL in der negativen Richtung groß wird, wie in 6 gezeigt ist. Daher kann der Drosselspulenstrom IL unter Verwendung der Schaltübergangszeit geschätzt werden.That is, a ratio between the reactor current IL and the switching transition time is such that the switching transition time becomes shorter as the reactor current IL in the negative direction becomes large, as in FIG 6 is shown. Therefore, the reactor current IL can be estimated using the switching transition time.

Nachstehend wird mit Bezug auf 2 und 7 ein Betrieb der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung erklärt.Hereinafter, with reference to 2 and 7 an operation of the switching transition time detecting circuit will be explained.

Der Widerstandswert von jedem der Widerstände 170a bis 170d, die in 2 gezeigt sind, ist derart ausgelegt, dass der Ausgang des Komparators 170e auf dessen Pegel aufrechterhalten wird bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 die Schwellwertspannung Vth erreicht.The resistance of each of the resistors 170a to 170d , in the 2 are shown is designed such that the output of the comparator 170e is maintained at the level until the voltage between the source and the drain of the FET 11 reaches the threshold voltage Vth.

Wie in 7 gezeigt ist, gibt der Komparator 170e daher ein Hochpegelsignal aus bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 die Schwellwertspannung Vth einnimmt.As in 7 shown is the comparator 170e therefore a high level signal off until the voltage between the source and drain of the FET 11 the threshold voltage Vth occupies.

Danach gibt die XOR-Schaltung 170f ein Hochpegelsignal aus, wenn der Ansteuersignalpegel für den FET 12 niedrig ist, sodass das Ausschalten des FET 12 befohlen wird, und der Ausgang des Komparators 170e hoch ist.After that, there is the XOR circuit 170f a high level signal when the drive signal level for the FET 12 is low, so turning off the FET 12 is commanded, and the output of the comparator 170e is high.

Demzufolge kann die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 das Pulssignal so ausgeben, dass dessen Pegel aufrechterhalten wird bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 11 die Schwellwertspannung Vth erreicht, nachdem sie das Ansteuersignal für den FET 12 befiehlt, um den FET 12 auszuschalten.As a result, the switching transition time detecting circuit 170 output the pulse signal so that its level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 11 the threshold voltage Vth reaches after it receives the drive signal for the FET 12 orders to the FET 12 off.

Nachstehend werden Betriebsweisen der Controller und der Ansteuerschaltung mit Bezug auf 1 und 3 beschrieben.Hereinafter, operations of the controllers and the driving circuit will be explained with reference to FIG 1 and 3 described.

Der EIN-Zeitverhältnisberechnungsabschnitt 170a, der in 3 gezeigt ist, berechnet das EIN-Zeitverhältnis der FETs 11 und 12 basierend auf der Eingangsspannung Vin, dem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* und der Ausgangsspannung Vout, und gibt dieses aus.The ON-time ratio calculation section 170a who in 3 is shown, calculates the ON-time ratio of the FETs 11 and 12 based on the input voltage Vin, the target output voltage value Vout * and the output voltage Vout, and outputs this.

Der Schaltübergangszeitmessabschnitt 171b erlangt die Schaltübergangszeit durch Messen der Pulsweite des Pulssignals, das die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 ausgibt.The shift transition time measuring section 171b acquires the switching transition time by measuring the pulse width of the pulse signal that the switching transition time detecting circuit 170 outputs.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 171c berechnet die Abweichung zwischen dem vorbestimmten Ziel-Schaltübergangszeitwert und der Schaltübergangszeit, die von dem Schaltübergangszeitmessabschnitt 171b ausgegeben wird.The deviation calculation section 171c calculates the deviation between the predetermined target shift transition time value and the shift transition time generated by the shift transition time measurement section 171b is issued.

Der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 171d gibt den Wert als den EIN-Zeitverhältniskorrekturwert aus, indem er die proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Schaltübergangszeitwerts von der tatsächlichen Schaltübergangszeit durchführt.The shift transition time control section 171d outputs the value as the ON-time ratio correction value by performing the proportional integral calculation of the deviation of the target shift transition time value from the actual shift transition time.

Der Korrekturberechnungsabschnitt 171e gibt den Wert als das korrigierte EIN-Zeitverhältnis für den FET 11 aus, indem er den EIN-Zeitverhältniskorrekturwert zu dem EIN-Zeitverhältnis für den FET 11 hinzuaddiert.The correction calculation section 171e returns the value as the corrected ON-time ratio for the FET 11 by changing the ON-time ratio correction value to the ON-time ratio for the FET 11 added.

Der Korrekturberechnungsabschnitt 171f gibt den Wert als das korrigierte EIN-Zeitverhältnis für den FET 12 aus, indem er den EIN-Zeitverhältniskorrekturwert von dem EIN-Zeitverhältnis für den FET 12 subtrahiert.The correction calculation section 171f returns the value as the corrected ON-time ratio for the FET 12 by taking the ON-time ratio correction value from the ON-time ratio for the FET 12 subtracted.

Dadurch wird das EIN-Zeitverhältnis korrigiert, sodass die EIN-Zeitübergangszeit einen Ziel-EIN-Zeitübergangszeitwert einnehmen kann.Thereby, the ON-time ratio is corrected so that the ON-time transition time can take a target ON time-transition time value.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 171g berechnet die Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout. The deviation calculation section 171g calculates the deviation of the target output voltage value Vout * from the actual output voltage Vout.

Der Spannungssteuerabschnitt 171h gibt den Wert als den Umwandlungsfaktor aus, indem er die proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout durchführt.The voltage control section 171h outputs the value as the conversion factor by performing the proportional integral calculation of the deviation of the target output voltage value Vout * from the actual output voltage Vout.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 171i gibt den Wert als die EIN-Zeit für den FET 11 aus, indem er den Umwandlungsfaktor mit dem korrigierten EIN-Zeitverhältnis für den FET 11 multipliziert.The ON-time calculation section 171i returns the value as the ON time for the FET 11 by taking the conversion factor with the corrected ON-time ratio for the FET 11 multiplied.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 171j gibt den Wert als die EIN-Zeit für den FET 12 aus, indem er den Umwandlungsfaktor mit dem korrigierten EIN-Zeitverhältnis für den FET 12 multipliziert.The ON-time calculation section 171j returns the value as the ON time for the FET 12 by taking the conversion factor with the corrected ON-time ratio for the FET 12 multiplied.

Der Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 171k erzeugt das Ansteuersignal zum Ansteuern der FETs 11 und 12 basierend auf der EIN-Zeit für die FETs 11 und 12, und gibt dieses aus.The drive signal generating section 171k generates the drive signal to drive the FETs 11 and 12 based on the ON time for the FETs 11 and 12 , and outputs this.

Die Ansteuerschaltungen 172 und 173, die in 1 gezeigt sind, schalten die FETs 11 und 12 jeweils basierend auf dem Ansteuersignal ein und schalten sie aus.The drive circuits 172 and 173 , in the 1 are shown switch the FETs 11 and 12 each based on the drive signal on and off.

Demzufolge wird die Schaltübergangszeit auf dem Ziel-Schaltübergangszeitwert gesteuert.As a result, the shift transition time is controlled at the target shift transition time value.

Das heißt der Drosselspulenstrom IL wird auf den optimalen Wert gesteuert.That is, the reactor current IL is controlled to the optimum value.

Daher kann der elektrische Leistungswandler 1, der elektrische Leistung von der Hochspannungsbatterie B10 der Niederspannungsbatterie B11 zuführt, in dem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden.Therefore, the electric power converter 1 , which supplies electric power from the high-voltage battery B10 to the low-voltage battery B11, can be controlled in the current critical mode without detecting a reactor current.

Nachstehend werden Wirkungen des elektrischen Leistungswandlers der ersten Ausführungsform erklärt.Next, effects of the electric power converter of the first embodiment will be explained.

Wie in 6 gezeigt ist, kann der Drosselspulenstrom IL unter Verwendung der Schaltübergangszeit geschätzt werden, da ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der Schaltübergangszeit und dem Drosselspulenstrom IL besteht.As in 6 12, the inductor current IL can be estimated using the switching transition time because there is a predetermined relationship between the switching transition time and the reactor current IL.

Gemäß der ersten Ausführungsform erfasst die Steuerschaltung 17 die Schaltübergangszeit und steuert die FETs 11 und 12 basierend auf der Schaltübergangszeit.According to the first embodiment, the control circuit detects 17 the shift transition time and controls the FETs 11 and 12 based on the shift transition time.

Daher kann der Drosselspulenstrom IL ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms angemessen gesteuert werden.Therefore, the reactor current IL can be appropriately controlled without detecting a reactor current.

Daher kann der elektrische Leistungswandler 1, der ein Aufwärts-/Abwärts-Wandler ist, in dem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden.Therefore, the electric power converter 1 which is an up / down converter to be controlled in the current critical mode without detecting a reactor current.

Darüber hinaus ist unter Berücksichtigung, dass Charakteristiken von jedem Element, das den elektrischen Leistungswandler ausgestaltet, Abweichungen aufweist, der Drosselspulenstrom herkömmlicherweise in der negativen Richtung insbesondere größer gesteuert wurden.Moreover, considering that characteristics of each element configuring the electric power converter has deviations, the reactor current has conventionally been controlled larger in the negative direction, in particular.

Da sich jedoch die Abweichungen der Charakteristiken von jedem Element in der Schaltübergangszeit in der vorliegenden Ausführungsform wiederfinden, ist es in erster Linie nicht erforderlich, den Drosselspulenstrom IL in der negativen Richtung größer zu steuern. Daher kann ein Schaltverlust und ein Leitungsverlust unterdrückt werden.However, since the deviations of the characteristics of each element in the switching transition time are reflected in the present embodiment, it is not primarily necessary to control the reactor current IL in the negative direction larger. Therefore, a switching loss and a line loss can be suppressed.

Gemäß der ersten Ausführungsform steuert die Steuerschaltung 17 die FETs 11 und 12 basierend auf der Eingangsspannung Vin, der Ausgangsspannung Vout und der Abweichung des Ziel-Schaltübergangszeitwerts von der tatsächlichen Schaltübergangszeit.According to the first embodiment, the control circuit controls 17 the FETs 11 and 12 based on the input voltage Vin, the output voltage Vout and the deviation of the target switching transition time value from the actual switching transition time.

Daher kann die Schaltübergangszeit auf den Ziel-Schaltübergangszeitwert gesteuert werden.Therefore, the shift transition time can be controlled to the target shift transition time value.

Das heißt der Drosselspulenstrom IL kann auf den optimalen Wert gesteuert werden. Daher kann der elektrische Leistungswandler 1 in dem derzeitigen kritischen Modus zuverlässig gesteuert werden.That is, the reactor current IL can be controlled to the optimum value. Therefore, the electric power converter 1 reliably controlled in the current critical mode.

Gemäß der ersten Ausführungsform korrigiert die Steuerschaltung 17 das EIN-Zeitverhältnis, das basierend auf der Eingangsspannung Vin und der Ausgangsspannung Vout erlangt wird, durch das korrigierte EIN-Zeitverhältnis, das basierend auf der Abweichung des Ziel-Schaltübergangszeitwerts von der tatsächlichen Schaltübergangszeit erlangt wird, und sie steuert die FETs 11 und 12 basierend auf dem korrigierten EIN-Zeitverhältnis.According to the first embodiment, the control circuit corrects 17 the ON-time ratio obtained based on the input voltage Vin and the output voltage Vout is controlled by the corrected ON-time ratio obtained based on the deviation of the target switching transition time value from the actual switching transition time, and controls the FETs 11 and 12 based on the corrected ON-time ratio.

Daher kann die Schaltübergangszeit zuverlässig auf den Ziel-Schaltübergangszeitwert gesteuert werden.Therefore, the shift transition time can be reliably controlled to the target shift transition time value.

Gemäß der ersten Ausführungsform steuert die Steuerschaltung 17 die FETs 11 und 12 basierend auf der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout.According to the first embodiment, the control circuit controls 17 the FETs 11 and 12 based on the deviation of the target output voltage value Vout from the actual output voltage Vout.

Daher kann die Ausgangsspannung Vout auf den Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* gesteuert werden. Therefore, the output voltage Vout can be controlled to the target output voltage value Vout *.

Gemäß der ersten Ausführungsform ändert die Steuerschaltung 17 das EIN-Zeitverhältnis, das basierend auf der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout korrigiert ist, auf die EIN-Zeit, und sie steuert die FETs 11 und 12 basierend auf der EIN-Zeit.According to the first embodiment, the control circuit changes 17 the ON-time ratio, which is corrected based on the deviation of the target output voltage value Vout * from the actual output voltage Vout, to the ON-time, and controls the FETs 11 and 12 based on the ON time.

Daher kann die Ausgangsspannung Vout zuverlässig auf den Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* gesteuert werden.Therefore, the output voltage Vout can be reliably controlled to the target output voltage value Vout *.

(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment

Nachstehend wird der elektrische Leistungswandler der zweiten Ausführungsform erklärt.Next, the electric power converter of the second embodiment will be explained.

Obwohl der elektrische Leistungswandler der ersten Ausführungsform elektrische Leistung von der Hochspannungsbatterie der Niederspannungsbatterie zuführt, führt der elektrische Leistungswandler der zweiten Ausführungsform elektrische Leistung von der Niederspannungsbatterie der Hochspannungsbatterie zu.Although the electric power converter of the first embodiment supplies electric power from the high-voltage battery to the low-voltage battery, the electric power converter of the second embodiment supplies electric power from the low-voltage battery of the high-voltage battery.

Zunächst wird mit Bezug auf 8 bis 10 ein Aufbau des elektrischen Leistungswandlers der zweiten Ausführungsform erklärt.First, with reference to 8th to 10 explains a structure of the electric power converter of the second embodiment.

Ein elektrischer Leistungswandler 2, der in 8 gezeigt ist, ist eine Vorrichtung, die einen Gleichstrom, der von einer Niederspannungsbatterie B21 (Leistungszufuhr), die in einem Fahrzeug angebracht ist, in einen Niederspannungsgleichstrom umwandelt und diesen einer Hochspannungsbatterie B20 (Last), die in dem Fahrzeug angebracht ist, zuführt, um die Hochspannungsbatterie B20 zu laden. Es ist ein sogenannter Aufwärts-Typ eines Aufwärts-/Abwärts-Wandlers.An electrical power converter 2 who in 8th 1, a device that converts a direct current supplied from a low-voltage battery B21 (power supply) mounted in a vehicle into a low-voltage direct current and supplies it to a high-voltage battery B20 (load) mounted in the vehicle to charge the high voltage battery B20. It is a so-called up-type of up / down converter.

Hierbei sind die Hochspannungsbatterie B20 und die Niederspannungsbatterie B21 jeweils dieselben wie die Hochspannungsbatterie B10 und die Niederspannungsbatterie B11 der ersten Ausführungsform.Here, the high-voltage battery B20 and the low-voltage battery B21 are the same as the high-voltage battery B10 and the low-voltage battery B11 of the first embodiment, respectively.

Der elektrische Leistungswandler 1 weist einen Glättungskondensator 26, eine Drosselspule 25, einen FET 21 (Synchrongleichrichtungsschalter), einen FET 22 (Hauptschalter), Entstörkondensatoren 23 und 24, einen Glättungskondensator 20 und eine Steuerschaltung 27 auf.The electric power converter 1 has a smoothing capacitor 26 , a choke coil 25 , a FET 21 (Synchronous rectification switch), a FET 22 (Main switch), suppression capacitors 23 and 24 , a smoothing capacitor 20 and a control circuit 27 on.

Obwohl Unterschiede in der Funktion von jedem Bauteil bestehen, sind die Aufbauten des Glättungskondensators 26, der Drosselspule 25, der FETs 21 und 22, der Entstörschaltungen 23 und 24 und des Glättungskondensator 20 dieselben wie die Aufbauten des Glättungskondensators 16, der Drosselspule 15, der FETs 11 und 12, der Entstörschaltungen 13 und 14 und des Glättungskondensators 10 der ersten Ausführungsform.Although there are differences in the function of each component, the structures of the smoothing capacitor 26 , the choke coil 25 , the FETs 21 and 22 , the suppression circuits 23 and 24 and the smoothing capacitor 20 same as the structures of the smoothing capacitor 16 , the choke coil 15 , the FETs 11 and 12 , the suppression circuits 13 and 14 and the smoothing capacitor 10 the first embodiment.

Der Glättungskondensator 26 ist ein Element, das eine Eingangsspannung Vin des elektrischen Leistungswandlers 2 glättet. Der Glättungskondensator 26 glättet ebenso eine Spannung der Niederspannungsbatterie B21.The smoothing capacitor 26 is an element that has an input voltage Vin of the electric power converter 2 smoothes. The smoothing capacitor 26 also smoothes a voltage of the low-voltage battery B21.

Ein Ende des Glättungskondensators 26 ist mit einem positiven Anschluss der Niederspannungsbatterie B21 verbunden, wohingegen ein anderes Ende des Glättungskondensators 26 mit einem negativen Anschluss der Niederspannungsbatterie B21 jeweils verbunden ist.One end of the smoothing capacitor 26 is connected to a positive terminal of the low-voltage battery B21, whereas another end of the smoothing capacitor 26 is connected to a negative terminal of the low-voltage battery B21, respectively.

Die Drosselspule 25 ist ein Element, das Energie speichert oder freisetzt. Ein Ende der Drosselspule 25 ist mit einem Ende des Glättungskondensators 26 verbunden, und ein anderes Ende der Drosselspule 25 ist jeweils mit den FETs 21 und 22 verbunden.The choke coil 25 is an element that stores or releases energy. One end of the choke coil 25 is at one end of the smoothing capacitor 26 connected, and another end of the inductor 25 is each with the FETs 21 and 22 connected.

Der FET 21 ist ein Element, das die Drosselspule 25 mit der Hochspannungsbatterie B20 verbindet, indem er während der Dauer, in welcher der FET 22 ausgeschaltet ist, eingeschaltet wird, die Energie freisetzt, die in der Drosselspule 25 gespeichert ist, und Strom von der Drosselspule 25 der Hochspannungsbatterie B20 zuführt.The FET 21 is an element that the choke coil 25 with the high-voltage battery B20 by connecting it during the period in which the FET 22 is turned off, the energy released in the choke coil 25 is stored, and power from the choke coil 25 the high voltage battery B20 feeds.

Der FET 21 weist eine Diode zwischen einer Source und einem Drain in der Art einer Parallelschaltungsverbindung auf.The FET 21 has a diode between a source and a drain in the manner of a parallel connection.

Der FET 22 ist ein Element, das die Niederspannungsbatterie B21 mit der Drosselspule 25 verbindet, indem er eingeschaltet wird, Strom von der Niederspannungsbatterie B21 der Drosselspule 25 zuführt, und Energie in der Drosselspule 25 speichert.The FET 22 is an element that the low-voltage battery B21 with the choke coil 25 By turning it on, it connects power from the low-voltage battery B21 of the choke coil 25 feeds, and energy in the inductor 25 stores.

Der FET 22 weist eine Diode zwischen einer Source und einem Drain in der Art einer Parallelschaltungsverbindung auf.The FET 22 has a diode between a source and a drain in the manner of a parallel connection.

Die FETs 21 und 22 sind in Reihenschaltung verbunden. Die Source des FET 21 ist insbesondere mit dem Drain des FET 22 verbunden. Ein Reihenschaltungsverbindungspunkt der FETs 21 und 22 ist mit der Drosselspule 25 verbunden.The FETs 21 and 22 are connected in series. The source of the FET 21 is in particular with the drain of the FET 22 connected. A series connection point of the FETs 21 and 22 is with the choke coil 25 connected.

Die Source des FET 22 ist mit einem Ende des Glättungskondensators 26 und dem negativen Anschluss der Hochspannungsbatterie B20 verbunden, und der Drain des FET 21 ist mit dem positiven Anschluss der Hochspannungsbatterie B20 jeweils verbunden. Die Gates der FETs 21 und 22 sind jeweils mit der Steuerschaltung 27 verbunden.The source of the FET 22 is at one end of the smoothing capacitor 26 and the negative terminal of the high-voltage battery B20, and the drain of the FET 21 is with the positive connection of the high voltage battery B20 each connected. The gates of the FETs 21 and 22 are each with the control circuit 27 connected.

Die Entstörschaltungen 23 und 24 sind Schaltungen, die Stoßspannungen unterdrücken, die den FETs 21 und 22 unnötig zugeführt werden. Die Entstörschaltungen 23 und 24 weisen jeweils Entstörkondensatoren 230 und 240 auf.The interference suppression circuits 23 and 24 are circuits that suppress surge voltages that are the FETs 21 and 22 be supplied unnecessarily. The interference suppression circuits 23 and 24 each have suppressor capacitors 230 and 240 on.

Die einen Enden der Entstörkondensatoren 230 und 240 sind mit den Drains der FETs 21 und 22 verbunden, und die anderen Enden der Entstörkondensatoren 230 und 240 sind mit den Sources der FETs 21 und 22 jeweils verbunden.The one ends of the suppression capacitors 230 and 240 are with the drains of FETs 21 and 22 connected, and the other ends of the suppression capacitors 230 and 240 are with the sources of FETs 21 and 22 each connected.

Der Glättungskondensator 26 ist ein Element, das eine Ausgangsspannung Vout des elektrischen Leistungswandlers 2 glättet.The smoothing capacitor 26 is an element that outputs an output voltage Vout of the electric power converter 2 smoothes.

Ein Ende des Glättungskondensators 26 ist mit dem Drain des FET 21 verbunden, wohingegen ein anderes Ende des Glättungskondensators 26 mit der Source des FET 22 jeweils verbunden ist.One end of the smoothing capacitor 26 is with the drain of the FET 21 whereas another end of the smoothing capacitor is connected 26 with the source of the FET 22 each connected.

Die Steuerschaltung 27 ist eine Schaltung, welche die FETs 21 und 22 steuert. Die Steuerschaltung 27 steuert die FETs 21 und 22 basierend auf einem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* des elektrischen Leistungswandlers 2, der von außen eingegeben wird, erfassten Eingangs- und Ausgangsspannungen Vin und Vout des elektrischen Leistungswandlers 2 und einer Schaltübergangszeit.The control circuit 27 is a circuit that uses the FETs 21 and 22 controls. The control circuit 27 controls the FETs 21 and 22 based on a target output voltage value Vout * of the electric power converter 2 inputted from outside detected input and output voltages Vin and Vout of the electric power converter 2 and a shift transition time.

Hierbei ist die Schaltübergangszeit eine Zeit, welche die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 22 (Queranschlussspannung) benötigt, um eine Schwellwertspannung Vth zu erreichen, nachdem dem FET 21 befohlen wurde, auszuschalten.Here, the switching transition time is a time which is the voltage between the source and the drain of the FET 22 (Cross-terminal voltage) needed to reach a threshold voltage Vth after the FET 21 was ordered to turn off.

Die Schwellwertspannung Vth ist ähnlich wie diejenige bei der ersten Ausführungsform ausgelegt.The threshold voltage Vth is designed similar to that in the first embodiment.

Die Steuerschaltung 27 weist eine Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 270, einen Controller 271 und Ansteuerschaltungen 272 und 273 auf.The control circuit 27 has a switching transition time detecting circuit 270 , a controller 271 and drive circuits 272 and 273 on.

Die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 270 ist eine Schaltung, die zunächst ein Ansteuersignal (wird später erwähnt) befiehlt, das von dem Controller 271 an den FET 21 ausgegeben wird, um den FET 21 auszuschalten, und danach ein Pulssignal ausgibt, dessen Pegel aufrechterhalten bleibt bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 22 die Schwellwertspannung Vth erreicht.The switching transition time detecting circuit 270 is a circuit that first commands a drive signal (to be mentioned later) that is supplied by the controller 271 to the FET 21 is spent to the FET 21 turn off, and then outputs a pulse signal whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 22 reaches the threshold voltage Vth.

Wie in 9 gezeigt ist, weist die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 270 eine Referenzleistungszufuhr 270g, Widerstände 270c und 270d, einen Komparator 270e und eine XOR-Schaltung 270f auf.As in 9 is shown, the switching transition time detecting circuit 270 a reference power supply 270g , Resistors 270c and 270d , a comparator 270e and an XOR circuit 270f on.

Die Referenzleistungszufuhr 270g ist eine Leistungszufuhr, die eine Spannung ausgibt, die der Schwellwertspannung Vth entspricht.The reference power supply 270g is a power supply that outputs a voltage corresponding to the threshold voltage Vth.

Ein positiver Anschluss der Referenzleistungszufuhr 270g ist mit dem Komparator 270e verbunden, und ein negativer Anschluss der Referenzleistungszufuhr 270g ist mit der Source des FET 22 jeweils verbunden.A positive connection of the reference power supply 270g is with the comparator 270e connected, and a negative terminal of the reference power supply 270g is with the source of the FET 22 each connected.

Die Widerstände 270c und 270d sind in Reihenschaltung verbunden. Ein Ende des Widerstands 270c ist mit dem Reihenverbindungspunkt der FETs 21 und 22 verbunden, und ein Ende des Widerstands 270d ist mit der Source des FET 22 jeweils verbunden.The resistors 270c and 270d are connected in series. An end to the resistance 270c is with the row connection point of the FETs 21 and 22 connected, and an end to the resistance 270d is with the source of the FET 22 each connected.

Ein nicht-invertierender Eingangsanschluss des Komparators 270e ist mit dem positiven Anschluss der Referenzleistungszufuhr 270g verbunden, und ein invertierender Eingangsanschluss des Komparators 270e ist mit dem Reihenverbindungspunkt des Widerstands 270c und 270d jeweils verbunden.A non-inverting input terminal of the comparator 270e is with the positive terminal of the reference power supply 270g connected, and an inverting input terminal of the comparator 270e is with the series connection point of the resistor 270c and 270d each connected.

Hierbei ist der Widerstandswert von jedem der Widerstände 270c und 270d unter Berücksichtigung der Spannung der Referenzleistungszufuhr 270g so ausgelegt, dass ein Ausgang des Komparators 270e dessen Pegel aufrechterhält bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 22 die Schwellwertspannung Vth erreicht.Here, the resistance value of each of the resistors 270c and 270d taking into account the voltage of the reference power supply 270g designed so that an output of the comparator 270e whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 22 reaches the threshold voltage Vth.

Ein Eingangsende der XOR-Schaltung 270f ist mit einem Ausgangsende des Komparators 270e verbunden, und ein anderes Eingangsende der XOR-Schaltung 270f ist mit dem Controller 271 jeweils verbunden. Ein Ausgangsende der XOR-Schaltung 270f ist mit dem Controller 271 verbunden.An input end of the XOR circuit 270f is with an output end of the comparator 270e connected, and another input end of the XOR circuit 270f is with the controller 271 each connected. An output end of the XOR circuit 270f is with the controller 271 connected.

Der Controller 271, der in 8 gezeigt ist, ist eine Schaltung, welche die Ansteuersignale für die FETs 21 und 22 basierend auf dem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout*, den Eingangs- und Ausgangsspannungen Vin und Vout und der Schaltübergangszeit erzeugt und ausgibt.The controller 271 who in 8th is a circuit showing the drive signals for the FETs 21 and 22 based on the target output voltage value Vout *, the input and output voltages Vin and Vout and the switching transition time are generated and output.

Der Controller 271 wird durch einen Mikrocomputer und ein Programm gebildet.The controller 271 is made by a microcomputer and a program.

Wie in 10 gezeigt ist, weist der Controller 271 einen EIN-Zeitverhältnisberechnungsabschnitt 271a, einen Schaltübergangszeitmessabschnitt 271b, einen Abweichungsberechnungsabschnitt 271c, einen Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 271d, Korrekturberechnungsabschnitt 271e und 271f, einen Abweichungsberechnungsabschnitt 271g, einen Spannungssteuerabschnitt 271h, EIN-Zeitberechnungsabschnitt 271i und 271j und einen Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 271k auf.As in 10 the controller points 271 an ON-time ratio calculating section 271a , a switching transition time measuring section 271b a deviation calculation section 271c , a shift transition time control section 271d , Correction calculation section 271e and 271f a deviation calculation section 271g , a voltage control section 271h , ON-time calculation section 271i and 271j and a drive signal generating section 271K on.

Im Gegensatz zu dem Korrekturberechnungsabschnitt 271e der ersten Ausführungsform ist der Korrekturberechnungsabschnitt 271e ein Block, der einen Wert als das korrigierte EIN-Zeitverhältnis für den FET 21 ausgibt, indem er den EIN-Zeitverhältniskorrekturwert von dem EIN-Zeitverhältnis des FET 21 subtrahiert.In contrast to the correction calculation section 271e The first embodiment is the correction calculation section 271e a block taking a value as the corrected ON-time ratio for the FET 21 by outputting the ON-time ratio correction value from the ON-time ratio of the FET 21 subtracted.

Im Gegensatz zu dem Korrekturberechnungsabschnitt 171f der ersten Ausführungsform ist der Korrekturberechnungsabschnitt 271f einen Block, der einen Wert als das korrigierte EIN-Zeitverhältnis für den FET 22 ausgibt, indem er den EIN-Zeitverhältniskorrekturwert zu dem EIN-Zeitverhältnis für den FET 22 hinzuaddiert.In contrast to the correction calculation section 171f The first embodiment is the correction calculation section 271f a block taking a value as the corrected ON-time ratio for the FET 22 by outputting the ON-time ratio correction value to the ON-time ratio for the FET 22 added.

Der Controller 271 weist einen identischen Aufbau zu dem Controller 171 der ersten Ausführungsform auf, mit der Ausnahme der Korrekturberechnungsabschnitte 271e und 271f.The controller 271 has an identical structure to the controller 171 of the first embodiment, with the exception of the correction calculation sections 271e and 271f ,

Nachstehend wird mit Bezug auf die 8 bis 10 ein Betrieb des elektrischen Leistungswandlers der zweiten Ausführungsform erklärt.Hereinafter, referring to FIGS 8th to 10 explains an operation of the electric power converter of the second embodiment.

Zunächst wird mit Bezug auf 9 ein Betrieb der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung erklärt.First, with reference to 9 an operation of the switching transition time detecting circuit will be explained.

Die Referenzleistungszufuhr 270g, die in 9 gezeigt ist, gibt die Spannung aus, die der Schwellwertspannung entspricht.The reference power supply 270g , in the 9 is shown outputs the voltage corresponding to the threshold voltage.

Der Widerstandswert von jedem der Widerstände 270c und 270d ist unter Berücksichtigung der Spannung der Referenzleistung 270g so ausgelegt, dass ein Ausgang des Komparators 270e dessen Pegel aufrechterhält bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 22 die Schwellwertspannung Vth erreicht.The resistance of each of the resistors 270c and 270d is taking into account the voltage of the reference power 270g designed so that an output of the comparator 270e whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 22 reaches the threshold voltage Vth.

Daher gibt der Komparator 270e ein Hochpegelsignal aus bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 22 die Schwellwertspannung Vth einnimmt.Hence the comparator 270e a high level signal off until the voltage between the source and drain of the FET 22 the threshold voltage Vth occupies.

Danach gibt die XOR-Schaltung 270f ein Hochpegelsignal aus, wenn der Ansteuersignalpegel für den FET 21 niedrig ist, sodass das Ausschalten des FET 21 befohlen ist, und der Ausgang des Komparators 270e hoch ist.After that, there is the XOR circuit 270f a high level signal when the drive signal level for the FET 21 is low, so turning off the FET 21 is commanded, and the output of the comparator 270e is high.

Demzufolge kann die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 270 das Pulssignal ausgeben, dessen Pegel aufrechterhalten bleibt bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 22 die Schwellwertspannung Vth erreicht, nachdem das Ansteuersignal für den FET 21 befiehlt, den FET 21 auszuschalten.As a result, the switching transition time detecting circuit 270 output the pulse signal whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 22 the threshold voltage Vth reaches after the drive signal for the FET 21 orders the FET 21 off.

Nachstehend werden Betriebsweisen des Controllers und der Ansteuerschaltung mit Bezug auf 8 und 10 erklärt.Hereinafter, operations of the controller and the driving circuit will be explained with reference to FIG 8th and 10 explained.

Im Gegensatz zu dem Korrekturberechnungsabschnitt 171e der ersten Ausführungsform gibt der Korrekturberechnungsabschnitt 271e, der in 10 gezeigt ist, den Wert als das korrigierte EIN-Zeitverhältnis für den FET 21 aus, indem er den EIN-Zeitverhältniskorrekturwert von dem EIN-Zeitverhältnis für den FET 21 subtrahiert.In contrast to the correction calculation section 171e According to the first embodiment, the correction calculating section 271e who in 10 is shown as the corrected ON-time ratio for the FET 21 by taking the ON-time ratio correction value from the ON-time ratio for the FET 21 subtracted.

Im Gegensatz zu dem Korrekturberechnungsabschnitt 171f der ersten Ausführungsform gibt der Korrekturberechnungsabschnitt 271f den Wert als das korrigierte EIN-Zeitverhältnis für den FET 22 aus, indem er den EIN-Zeitverhältniskorrekturwert zu dem EIN-Zeitverhältnis für den FET 22 hinzuaddiert.In contrast to the correction calculation section 171f According to the first embodiment, the correction calculating section 271f the value as the corrected ON-time ratio for the FET 22 by changing the ON-time ratio correction value to the ON-time ratio for the FET 22 added.

Der Controller 271 führt denselben Betrieb wie der Controller 171 der ersten Ausführungsform durch, mit der Ausnahme der Betriebsweisen der Korrekturberechnungsabschnitte 271e und 271f.The controller 271 performs the same operation as the controller 171 of the first embodiment except for the operations of the correction calculating sections 271e and 271f ,

Die Ansteuerschaltungen 272 und 273, die in 8 gezeigt sind, schalten die FETs 21 und 22 jeweils basierend auf dem Ansteuersignal ein und schalten sie aus.The drive circuits 272 and 273 , in the 8th are shown switch the FETs 21 and 22 each based on the drive signal on and off.

Demzufolge wird die Schaltübergangszeit auf den Ziel-Schaltübergangszeitwert gesteuert.As a result, the shift transition time is controlled to the target shift transition time value.

Das heißt der Drosselspulenstrom IL, der eine Fließrichtung von der Eingangsseite zu der Ausgangsseite als eine positive Richtung definiert, wird auf den optimalen Wert gesteuert.That is, the reactor current IL defining a flow direction from the input side to the output side as a positive direction is controlled to the optimum value.

Daher kann der elektrische Leistungswandler 2, der elektrische Leistung von der Niederspannungsbatterie B21 der Hochspannungsbatterie B20 zuführt, in den derzeit kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden.Therefore, the electric power converter 2 , which supplies electric power from the low-voltage battery B21 to the high-voltage battery B20, is controlled in the currently critical mode without detection of a reactor current.

Anschließend werden Wirkungen des elektrischen Leistungswandlers der zweiten Ausführungsform erklärt.Next, effects of the electric power converter of the second embodiment will be explained.

Gemäß der zweiten Ausführungsform werden dieselben Wirkungen wie bei der ersten Ausführungsform erlangt.According to the second embodiment, the same effects as in the first embodiment are obtained.

Obwohl zudem die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 270 unter Verwendung der Referenzleistungszufuhr 270g als Beispiel in der zweiten Ausführungsform zusammengesetzt ist, ist deren Zusammensetzung nicht darauf beschränkt.In addition, although the switching transition time detecting circuit 270 using the reference power supply 270g is composed as an example in the second embodiment, its composition is not limited thereto.

Der Widerstandswert der Widerstände kann durch dieselbe Zusammensetzung wie bei der Schaltübergangszeiterfassungsschaltung 170 der ersten Ausführungsform angepasst sein. The resistance value of the resistors may be the same composition as in the switching transition time detection circuit 170 be adapted to the first embodiment.

(Dritte Ausführungsform)Third Embodiment

Nachstehend wird ein elektrischer Leistungswandler der dritten Ausführungsform erklärt.Hereinafter, an electric power converter of the third embodiment will be explained.

Der elektrische Leistungswandler der dritten Ausführungsform ist eine Kombination des elektrischen Leistungswandlers in der ersten Ausführungsform und des elektrischen Leistungswandlers in der zweiten Ausführungsform, und ermöglicht es, elektrische Leistung zwischen einer Hochspannungsbatterie und einer Niederspannungsbatterie bidirektional zuzuführen.The electric power converter of the third embodiment is a combination of the electric power converter in the first embodiment and the electric power converter in the second embodiment, and makes it possible to bi-directionally supply electric power between a high-voltage battery and a low-voltage battery.

Zunächst wird mit Bezug auf 11 und 12 eine Zusammensetzung des elektrischen Leistungswandlers der dritten Ausführungsform erklärt.First, with reference to 11 and 12 explains a composition of the electric power converter of the third embodiment.

Ein elektrischer Leistungswandler 3, der in 11 gezeigt ist, ist eine Vorrichtung, die einen Gleichstrom, der von einer Hochspannungsbatterie B30 (Leistungszufuhr), die in einem Fahrzeug angebracht ist, in einen Niederspannungsstrom umwandelt, und diesen einer Niederspannungsbatterie B31 (Last), die in dem Fahrzeug angebracht ist, zuführt, um die Niederspannungsbatterie B31 zu laden.An electrical power converter 3 who in 11 1 is a device that converts a DC power that is converted from a high-voltage battery B30 (power supply) mounted in a vehicle into a low-voltage power, and supplies it to a low-voltage battery B31 (load) mounted in the vehicle, to charge the low-voltage battery B31.

Darüber hinaus ist er im Gegenzug eine Vorrichtung, die einen Gleichstrom, der von einer Niederspannungsbatterie B31 (Leistungszufuhr), die in einem Fahrzeug angebracht ist, in einen Hochspannungsgleichstrom umwandelt, und diesen einer Hochspannungsbatterie B30 (Last), die in dem Fahrzeug angebracht ist, zuführt, um die Hochspannungsbatterie B30 zu laden.In addition, in turn, it is a device that converts a DC power that is converted from a low-voltage battery B31 (power supply) mounted in a vehicle into a high-voltage DC power and that of a high-voltage battery B30 (load) mounted in the vehicle. feeds to charge the high voltage battery B30.

Das heißt er ist eine Vorrichtung, der eine elektrische Leistung zwischen der Hochspannungsbatterie B30 und der Niederspannungsbatterie B31 bidirektional zuführen kann. Er ist ein sogenannter Aufwärts-/Abwärts-Typ eines Aufwärts-/Abwärts-Wandlers.That is, it is a device that can bidirectionally supply an electric power between the high-voltage battery B30 and the low-voltage battery B31. It is a so-called up / down type of up / down converter.

Der elektrische Leistungswandler 3 weist einen Glättungskondensator 30, einen FET 31 (Hauptschalter), einen FET 32 (synchroner Gleichrichtungsschalter), Entstörschaltungen 33 und 34, eine Drosselspule 35, einen Glättungskondensator 316 und eine Steuerschaltung 37 auf.The electric power converter 3 has a smoothing capacitor 30 , a FET 31 (Main switch), a FET 32 (synchronous rectification switch), suppression circuits 33 and 34 , a choke coil 35 , a smoothing capacitor 316 and a control circuit 37 on.

Die Zusammensetzung aus dem Glättungskondensator 30, den FETs 31 und 32, den Entstörschaltungen 33 und 34, der Drosselspule 35 und dem Glättungskondensator 36 ist dieselbe wie diejenige aus dem Glättungskondensator 10, den FETs 11 und 12, den Entstörschaltungen 13 und 14, der Drosselspule 15 und dem Glättungskondensator 16 der ersten Ausführungsform und wie diejenige aus dem Glättungskondensator 20, den FETs 21 und 22, den Entstörschaltungen 23 und 24, der Drosselspule 25 und dem Glättungskondensator 26 der zweiten Ausführungsform.The composition of the smoothing capacitor 30 , the FETs 31 and 32 , the suppression circuits 33 and 34 , the choke coil 35 and the smoothing capacitor 36 is the same as that from the smoothing capacitor 10 , the FETs 11 and 12 , the suppression circuits 13 and 14 , the choke coil 15 and the smoothing capacitor 16 the first embodiment and that of the smoothing capacitor 20 , the FETs 21 and 22 , the suppression circuits 23 and 24 , the choke coil 25 and the smoothing capacitor 26 the second embodiment.

Die Steuerschaltung 37 ist eine Schaltung, welche die FETs 31 und 32 steuert. Die Steuerschaltung 37 führt denselben Betrieb wie die Steuerschaltung 17 der ersten Ausführungsform durch, wenn elektrische Leistung von der Hochspannungsbatterie B30 der Niederspannungsbatterie B31 zugeführt wird, und sie führt denselben Betrieb wie die Steuerschaltung 27 der zweiten Ausführungsform aus, wenn elektrische Leistung von der Niederspannungsbatterie B31 der Hochspannungsbatterie B30 zugeführt wird.The control circuit 37 is a circuit that uses the FETs 31 and 32 controls. The control circuit 37 performs the same operation as the control circuit 17 of the first embodiment, when electric power is supplied from the high-voltage battery B30 to the low-voltage battery B31, and performs the same operation as the control circuit 27 of the second embodiment, when electric power is supplied from the low-voltage battery B31 of the high-voltage battery B30.

Die Steuerschaltung 37 weist eine Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 370, einen Controller 371 und Ansteuerschaltungen 372 und 373 auf.The control circuit 37 has a switching transition time detecting circuit 370 , a controller 371 and drive circuits 372 and 373 on.

Die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 370 ist eine Schaltung, die eine Funktion der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 der ersten Ausführungsform und eine Funktion der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 270 der zweiten Ausführungsform aufweist.The switching transition time detecting circuit 370 is a circuit that is a function of the switching transition time detection circuit 170 of the first embodiment and a function of the switching transition time detecting circuit 270 of the second embodiment.

Wie in 12 gezeigt ist, weist die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 370 Widerstände 370h bis 370l, Komparatoren 370m und 370n, und XOR-Schaltungen 370l und 370p auf.As in 12 is shown, the switching transition time detecting circuit 370 resistors 370h to 370l , Comparators 370m and 370n , and XOR circuits 370l and 370p on.

Die Widerstände 370h bis 370j sind in Reihenschaltung verbunden. Ein Ende des Widerstands 370h ist mit dem Drain des FET 31 verbunden, und das andere Ende des Widerstands 370j ist mit der Source des FET 32 jeweils verbunden.The resistors 370h to 370j are connected in series. An end to the resistance 370h is with the drain of the FET 31 connected, and the other end of the resistance 370j is with the source of the FET 32 each connected.

Die Widerstände 370k und 370l sind in Reihenschaltung verbunden. Ein Ende des Widerstands 370k ist mit dem Reihenverbindungspunkt der FETs 31 und 32 verbunden, und ein anderes Ende des Widerstands 370l ist mit der Source des FET 32 jeweils verbunden.The resistors 370k and 370l are connected in series. An end to the resistance 370k is with the row connection point of the FETs 31 and 32 connected, and another end of the resistance 370l is with the source of the FET 32 each connected.

Ein nicht-invertierender Eingangsanschluss des Komparators 370m ist mit einem Reihenverbindungspunkt der Widerstände 370h und 370i verbunden, und ein invertierender Eingangsanschluss des Komparators 370m ist mit einem Reihenverbindungspunkt der Widerstände 370 und 370l jeweils verbunden.A non-inverting input terminal of the comparator 370m is with a series connection point of the resistors 370h and 370i connected, and an inverting input terminal of the comparator 370m is with a series connection point of the resistors 370 and 370l each connected.

Ein nicht-invertierender Eingangsanschluss des Komparators 370n ist mit einem Reihenverbindungspunkt der Widerstände 370k und 370l verbunden, und ein invertierender Eingangsanschluss des Komparators 370n ist mit einem Reihenverbindungspunkt der Widerstände 370i und 370j jeweils verbunden.A non-inverting input terminal of the comparator 370n is with one Row connection point of resistors 370k and 370l connected, and an inverting input terminal of the comparator 370n is with a series connection point of the resistors 370i and 370j each connected.

Hierbei ist ein Widerstandswert von jedem der Widerstände 370h bis 370l so ausgelegt, dass ein Ausgang des Komparators 370m dessen hohen Pegel aufrechterhält bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 31 die Schwellwertspannung Vth erreicht, und er ist so ausgelegt, dass ein Ausgang des Komparators 370n dessen Pegel aufrechterhält bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 32 die Schwellwertspannung Vth erreicht.Here is a resistance of each of the resistors 370h to 370l designed so that an output of the comparator 370m maintains its high level until the voltage between the source and the drain of the FET 31 reaches the threshold voltage Vth, and it is designed to be an output of the comparator 370n whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 32 reaches the threshold voltage Vth.

Ein Eingangsende der XOR-Schaltung 370o ist mit einem Ausgangsende des Komparators 370m verbunden, und ein anderes Eingangsende der XOR-Schaltung 3700 ist mit einem Ansteuersignalerzeugungsabschnitt (nicht dargestellt) des Controllers 371 jeweils verbunden, der ein Ansteuersignal für den FET 32 ausgibt.An input end of the XOR circuit 370o is with an output end of the comparator 370m connected, and another input end of the XOR circuit 3700 is connected to a drive signal generating section (not shown) of the controller 371 respectively connected, which is a drive signal for the FET 32 outputs.

Ein Ausgangsende der XOR-Schaltung 370o ist mit einem Schaltübergangszeitmessabschnitt (nicht dargestellt) des Controllers 371 verbunden, der eine Schaltübergangszeit des FET 31 misst.An output end of the XOR circuit 370o is with a switching transition time measuring section (not shown) of the controller 371 connected, the one switching transition time of the FET 31 measures.

Ein Eingangsende der XOR-Schaltung 370p ist mit einem Ausgangsende des Komparators 370m verbunden, und ein anderes Eingangsende der XOR-Schaltung 370p ist mit einem Ansteuersignalerzeugungsabschnitt (nicht dargestellt) des Controllers 371 jeweils verbunden, der ein Ansteuersignal für den FET 31 ausgibt.An input end of the XOR circuit 370p is with an output end of the comparator 370m connected, and another input end of the XOR circuit 370p is connected to a drive signal generating section (not shown) of the controller 371 respectively connected, which is a drive signal for the FET 31 outputs.

Ein Ausgangsende der XOR-Schaltung 370p ist mit einem Schaltübergangszeitmessabschnitt (nicht dargestellt) des Controllers 371 verbunden, der eine Schaltübergangszeit des FET 32 misst.An output end of the XOR circuit 370p is with a switching transition time measuring section (not shown) of the controller 371 connected, the one switching transition time of the FET 32 measures.

Der Controller 371, der in 11 gezeigt ist, ist eine Schaltung, die eine Funktion des Controllers 171 der ersten Ausführungsform und eine Funktion des Controllers 271 der zweiten Ausführungsform aufweist.The controller 371 who in 11 shown is a circuit that is a function of the controller 171 the first embodiment and a function of the controller 271 of the second embodiment.

Der Controller 371 weist Bauteile des Controllers 171 der ersten Ausführungsform und Bauteile des Controllers 271 der zweiten Ausführungsform auf.The controller 371 has components of the controller 171 the first embodiment and components of the controller 271 to the second embodiment.

Die Ansteuerschaltungen 372 und 373 weisen dieselben Funktionen und Aufbauten wie die Ansteuerschaltungen 172 und 173 der ersten Ausführungsform und die Ansteuerschaltungen 272 und 273 der zweiten Ausführungsform auf.The drive circuits 372 and 373 have the same functions and structures as the drive circuits 172 and 173 the first embodiment and the drive circuits 272 and 273 to the second embodiment.

Nachstehend wird mit Bezug auf 11 und 12 ein Betrieb des elektrischen Leistungswandlers der dritten Ausführungsform erklärt.Hereinafter, with reference to 11 and 12 explains an operation of the electric power converter of the third embodiment.

Nachstehend wird mit Bezug auf 12 ein Betrieb der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung erklärt.Hereinafter, with reference to 12 an operation of the switching transition time detecting circuit will be explained.

Der Widerstandswert von jedem der Widerstände 370h bis 370l, die in 12 gezeigt sind, ist so ausgelegt, dass ein Ausgang des Komparators 370m dessen Pegel aufrechterhält bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 31 die Schwellwertspannung Vth erreicht, und er ist so ausgelegt, dass ein Ausgang des Komparators 370n dessen Pegel aufrechterhält bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 32 die Schwellwertspannung Vth erreicht.The resistance of each of the resistors 370h to 370l , in the 12 are shown, that is an output of the comparator 370m whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 31 reaches the threshold voltage Vth, and it is designed to be an output of the comparator 370n whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 32 reaches the threshold voltage Vth.

Daher gibt der Komparator 370m ein Hochpegelsignal aus bis die Spannung zwischen dem Source und der Drain des FET 31 die Schwellwertspannung Vth einnimmt.Hence the comparator 370m a high level signal off until the voltage between the source and drain of the FET 31 the threshold voltage Vth occupies.

Danach gibt die XOR-Schaltung 370o ein Hochpegelsignal aus, wenn der Ansteuersignalpegel für den FET 32 niedrig ist, sodass das Ausschalten des FET 32 befohlen ist, und der Ausgang des Komparators 370m hoch ist.After that, there is the XOR circuit 370o a high level signal when the drive signal level for the FET 32 is low, so turning off the FET 32 is commanded, and the output of the comparator 370m is high.

Demzufolge kann die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 370 das Pulssignal ausgeben, dessen Pegel aufrechterhalten bleibt bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 31 die Schwellwertspannung Vth erreicht, nachdem das Ansteuersignal dem FET 32 befiehlt, den FET 32 auszuschalten.As a result, the switching transition time detecting circuit 370 output the pulse signal whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 31 reaches the threshold voltage Vth after the drive signal to the FET 32 orders the FET 32 off.

Andererseits gibt der Komparator 370n ein Hochpegelsignal aus bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 32 die Schwellwertspannung Vth einnimmt.On the other hand, the comparator gives 370n a high level signal off until the voltage between the source and drain of the FET 32 the threshold voltage Vth occupies.

Danach gibt die XOR-Schaltung 370p ein Hochpegelsignal aus, wenn der Ansteuersignalpegel für den FET 31 niedrig ist, sodass das Ausschalten des FET 31 befohlen wird, und der Ausgang des Komparators 370n hoch ist.After that, there is the XOR circuit 370p a high level signal when the drive signal level for the FET 31 is low, so turning off the FET 31 is commanded, and the output of the comparator 370n is high.

Demzufolge kann die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 370 das Pulssignal ausgeben, dessen Pegel aufrechterhalten bleibt bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 32 die Schwellwertspannung Vth erreicht, nachdem das Ansteuersignal dem FET 31 befiehlt, den FET 31 auszuschalten.As a result, the switching transition time detecting circuit 370 output the pulse signal whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 32 reaches the threshold voltage Vth after the drive signal to the FET 31 orders the FET 31 off.

Nachstehend werden Betriebsweisen des Controllers und der Ansteuerschaltungen mit Bezug auf 11 erklärt.Hereinafter, operations of the controller and the driving circuits will be described with reference to FIG 11 explained.

Der Controller 371, der in 11 gezeigt ist, führt denselben Betrieb wie der Controller 171 der ersten Ausführungsform durch, wenn Leistung von der Hochspannungsbatterie B30 der Niederspannungsbatterie B31 zugeführt wird. The controller 371 who in 11 shown performs the same operation as the controller 171 of the first embodiment when power is supplied from the high-voltage battery B30 to the low-voltage battery B31.

Andererseits führt der Controller 371 denselben Betrieb wie der Controller 271 der zweiten Ausführungsform durch, wenn elektrische Leistung von der Niederspannungsbatterie B31 der Hochspannungsbatterie B30 zugeführt wird.On the other hand, the controller performs 371 same operation as the controller 271 of the second embodiment, when electric power is supplied from the low-voltage battery B31 to the high-voltage battery B30.

Die Ansteuerschaltungen 372 und 373 schalten die FETs 31 und 32 jeweils basierend auf den Ansteuersignalen ein und schalten diese aus.The drive circuits 372 and 373 switch the FETs 31 and 32 each based on the drive signals and turn them off.

Demzufolge wird die Schaltübergangszeit auf den Ziel-Schaltübergangszeitwert gesteuert. Das heißt der Drosselspulenstrom IL wird auf den optimalen Wert gesteuert.As a result, the shift transition time is controlled to the target shift transition time value. That is, the reactor current IL is controlled to the optimum value.

Daher kann der elektrische Leistungswandler 3, der elektrische Leistung zwischen der Hochspannungsbatterie B30 und der Niederspannungsbatterie B31 bidirektional zuführt, in dem derzeit kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden.Therefore, the electric power converter 3 which bi-directionally supplies electric power between the high-voltage battery B30 and the low-voltage battery B31 in which currently critical mode is controlled without detecting a reactor current.

Nachstehend werden Wirkungen des elektrischen Leistungswandlers der dritten Ausführungsform erklärt.Next, effects of the electric power converter of the third embodiment will be explained.

Gemäß der dritten Ausführungsform werden dieselben Wirkungen wie bei der ersten Ausführungsform erlangt.According to the third embodiment, the same effects as in the first embodiment are obtained.

Obwohl zudem die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 370 nicht unter Verwendung der Referenzleistungszufuhr als ein Beispiel in der dritten Ausführungsform zusammengesetzt ist, ist ihr Aufbau nicht darauf beschränkt.In addition, although the switching transition time detecting circuit 370 is not composed using the reference power supply as an example in the third embodiment, its structure is not limited thereto.

Die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 der ersten Ausführungsform und die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 270 der zweiten Ausführungsform können kombiniert werden.The switching transition time detecting circuit 170 of the first embodiment and the switching transition time detecting circuit 270 The second embodiment can be combined.

(Vierte Ausführungsform)Fourth Embodiment

Nachstehend wird der elektrische Leistungswandler der vierten Ausführungsform erklärt.Next, the electric power converter of the fourth embodiment will be explained.

In Bezug auf den elektrischen Leistungswandler der ersten Ausführungsform erfasst der elektrische Leistungswandler der vierten Ausführungsform einen Ausgangsstrom und steuert den FET basierend auf dem erfassten Ausgangsstrom.With respect to the electric power converter of the first embodiment, the electric power converter of the fourth embodiment detects an output current and controls the FET based on the detected output current.

Zunächst wird mit Bezug auf 13 und 14 ein Aufbau des elektrischen Leistungswandlers der vierten Ausführungsform erklärt.First, with reference to 13 and 14 explains a structure of the electric power converter of the fourth embodiment.

Ein elektrischer Leistungswandler 4, der in 13 gezeigt ist, ist eine Vorrichtung, die einen Gleichstrom, der von einer Hochspannungsbatterie B40 (Leistungszufuhr), die in einem Fahrzeug angebracht ist, in einen Niederspannungsgleichstrom umwandelt und diesen einer Niederspannungsbatterie B41 (Last), die in dem Fahrzeug angebracht ist, zuführt, um die Niederspannungsbatterie B41 zu laden. Er ist ein sogenannter Abwärts-Typ eines Aufwärts-/Abwärts-Wandlers.An electrical power converter 4 who in 13 is a device that converts a direct current supplied from a high-voltage battery B40 (power supply) mounted in a vehicle into a low-voltage direct current and supplies it to a low-voltage battery B41 (load) mounted in the vehicle to charge the low-voltage battery B41. It is a so-called down type of up / down converter.

Der elektrische Leistungswandler 4 weist einen Glättungskondensator 40, einen FET 41 (Hauptschalter), einen FET 42 (synchroner Gleichrichtungsschalter), Entstörschaltungen 43 und 44, eine Drosselspule 45, einen Glättungskondensator 46 und eine Steuerschaltung 47 auf.The electric power converter 4 has a smoothing capacitor 40 , a FET 41 (Main switch), a FET 42 (synchronous rectification switch), suppression circuits 43 and 44 , a choke coil 45 , a smoothing capacitor 46 and a control circuit 47 on.

Der elektrische Leistungswandler 4 weist ferner einen Stromsensor 48 auf.The electric power converter 4 also has a current sensor 48 on.

Die Aufbauten und Funktionen von dem Glättungskondensator 40, den FETs 43 und 44, den Entstörschaltungen 43 und 44, der Drosselspule 45 und dem Glättungskondensator 46 sind dieselben wie die Funktionen und Aufbauten des Glättungskondensators 10, der FETs 11 und 12, der Entstörschaltungen 13 und 14, der Drosselspule 15 und dem Glättungskondensator 16 der ersten Ausführungsform.The constructions and functions of the smoothing capacitor 40 , the FETs 43 and 44 , the suppression circuits 43 and 44 , the choke coil 45 and the smoothing capacitor 46 are the same as the functions and constructions of the smoothing capacitor 10 , the FETs 11 and 12 , the suppression circuits 13 and 14 , the choke coil 15 and the smoothing capacitor 16 the first embodiment.

Der Stromsensor 48 ist ein Element, das einen Ausgangsstrom Iout des elektrischen Leistungswandlers 4 erfasst. Der Stromsensor 48 ist an einer Verdrahtung angeordnet, die ein Ende der Drosselspule 45 und einen positiven Anschluss der Niederspannungsbatterie B41 verbindet, und er ist mit der Steuerschaltung 47 verbunden.The current sensor 48 is an element that has an output current Iout of the electric power converter 4 detected. The current sensor 48 is arranged on a wiring, which is one end of the choke coil 45 and connects a positive terminal of the low-voltage battery B41, and is connected to the control circuit 47 connected.

Die Steuerschaltung 47 ist eine Schaltung, welche die FETs 41 und 42 steuert. Die Steuerschaltung 47 steuert die FETs 41 und 42 basierend auf einem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* und einem Ziel-Ausgangsstromwert Iout* des elektrischen Leistungswandlers 40, die von außen eingegeben werden, sie erfasst Eingangs- und Ausgangsspannungen Vin und Vout und einen Ausgangsstromwert Iout des elektrischen Leistungswandlers 4, und eine Schaltübergangszeit.The control circuit 47 is a circuit that uses the FETs 41 and 42 controls. The control circuit 47 controls the FETs 41 and 42 based on a target output voltage value Vout * and a target output current value Iout * of the electric power converter 40 inputted from the outside, it detects input and output voltages Vin and Vout and an output current value Iout of the electric power converter 4 , and a shift transition time.

Hierbei ist die Schaltübergangszeit eine Zeit, welche die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 41 (Queranschlussspannung) benötigt, um eine Schwellwertspannung Vth zu erreichen, nachdem dem FET 42 befohlen wird, ausgeschaltet zu werden, und sie ist ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ausgelegt.Here, the switching transition time is a time which is the voltage between the source and the drain of the FET 41 (Cross-terminal voltage) needed to reach a threshold voltage Vth after the FET 42 is commanded to be turned off, and it is designed similar to the first embodiment.

Die Steuerschaltung 47 weist eine Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 470, einen Controller 471 und Ansteuerschaltungen 472 und 473 auf. The control circuit 47 has a switching transition time detecting circuit 470 , a controller 471 and drive circuits 472 and 473 on.

Die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 470 weist dieselbe Funktion und den Aufbau wie die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 der ersten Ausführungsform auf.The switching transition time detecting circuit 470 has the same function and structure as the switching transition time detecting circuit 170 of the first embodiment.

Der Controller 471 ist eine Schaltung, welche die Ansteuersignale für die FETs 41 und 42 basierend auf einem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout*, dem Ziel-Ausgangsstromwert Iout*, den Eingangs- und Ausgangsspannungen Vin und Vout, dem Ausgangsstromwert Iout und der Schaltübergangszeit erzeugt und ausgibt. Der Controller 471 wird durch einen Mikrocomputer und ein Programm gebildet.The controller 471 is a circuit which controls the driving signals for the FETs 41 and 42 is generated and output based on a target output voltage value Vout *, the target output current value Iout *, the input and output voltages Vin and Vout, the output current value Iout and the switching transition time. The controller 471 is made by a microcomputer and a program.

Wie in 14 gezeigt ist, weist der Controller 471 einen EIN-Zeitverhältnisberechnungsabschnitt 471a, einen Schaltübergangszeitmessabschnitt 471b, einen Abweichungsberechnungsabschnitt 471c, einen Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 471d, Korrekturberechnungsabschnitte 471e und 471f, einen Abweichungsberechnungsabschnitt 471g, einen Spannungssteuerabschnitt 471h, EIN-Zeitberechnungsabschnitte 471i und 471j, und einen Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 471k auf.As in 14 the controller points 471 an ON-time ratio calculating section 471a , a switching transition time measuring section 471b a deviation calculation section 471c , a shift transition time control section 471d , Correction calculation sections 471e and 471f a deviation calculation section 471g , a voltage control section 471h , ON-time calculation sections 471i and 471j , and a drive signal generating section 471k on.

Ferner weist der Controller 471 einen Auswahlabschnitt 4711, einen Abweichungsberechnungsabschnitt 471m und einen Stromsteuerabschnitt 471n auf.Furthermore, the controller points 471 a selection section 4711 a deviation calculation section 471m and a power control section 471n on.

Der EIN-Zeitverhältnisberechnungsabschnitt 471a, der Schaltübergangszeitmessabschnitt 471b, der Abweichungsberechnungsabschnitt 471c, der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 471d, die Korrekturberechnungsabschnitte 471e und 471f und der Abweichungsberechnungsabschnitt 471g weisen dieselben Funktionen und Aufbauten wie der EIN-Zeitverhältnisberechnungsabschnitt 171a, der Schaltübergangsmessabschnitt 171b, der Abweichungsberechnungsabschnitt 171c, der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 171d, die Korrekturberechnungsabschnitte 171e und 171f und der Abweichungsberechnungsabschnitt 171g der ersten Ausführungsform auf.The ON-time ratio calculation section 471a , the shift transition time measuring section 471b , the deviation calculation section 471c , the shift transition time control section 471d , the correction calculation sections 471e and 471f and the deviation calculating section 471g have the same functions and structures as the ON-time ratio calculation section 171a , the shift transition measuring section 171b , the deviation calculation section 171c , the shift transition time control section 171d , the correction calculation sections 171e and 171f and the deviation calculating section 171g of the first embodiment.

Der Spannungssteuerabschnitt 471h ist ein Block, der einen Wert als einen Ziel-Ausgangsstromwert ausgibt, indem er eine proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout*, der durch den Abweichungsberechnungsabschnitt 471g ausgegeben wird, von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout durchführt.The voltage control section 471h is a block outputting a value as a target output current value by taking a proportional integral calculation of the deviation of the target output voltage value Vout * by the deviation calculating section 471g is output from the actual output voltage Vout.

Der Auswahlabschnitt 4711 ist ein Block, der unter dem Ziel-Ausgangsstromwert, der durch den Spannungssteuerabschnitt 471h ausgegeben wird, und dem Ziel-Ausgangsstromwert Iout*, der von außen eingegeben wird, einen kleineren als einen neuen Ziel-Ausgangsstromwert auswählt und ausgibt.The selection section 4711 is a block that is below the target output current value provided by the voltage control section 471h is output, and the target output current value Iout * input from the outside selects and outputs a smaller than a new target output current value.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 471m ist ein Block, der die Abweichung des Ziel-Ausgangsstromwerts, den der Auswahlabschnitt 471l ausgibt, aus dem tatsächlichen Ausgangsstromwert Iout des elektrischen Leistungswandlers 4, den der Stromsensor 48 erfasst, berechnet und ausgibt.The deviation calculation section 471m is a block representing the deviation of the target output current value that the selection section 471l outputs from the actual output current value Iout of the electric power converter 4 that the current sensor 48 recorded, calculated and outputs.

Der Stromsteuerabschnitt 471n ist ein Block, der einen Wert als einen Umwandlungsfaktor ausgibt, indem er eine proportionale Integralberechnung einer Abweichung des neuen Ziel-Ausgangsstromwerts, den der Abweichungsberechnungsabschnitt 471m ausgibt, aus dem tatsächlichen Ausgangsstrom Iout durchführt.The flow control section 471n is a block that outputs a value as a conversion factor by taking a proportional integral calculation of a deviation of the new target output current value that the deviation calculation section 471m outputs from the actual output current Iout.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 471i ist ein Block, der einen Wert als die EIN-Zeit für den FET 41 ausgibt, indem er den Umwandlungsfaktor, der durch den Spannungssteuerabschnitt 471h ausgegeben wird, mit dem korrigierten EIN-Zeitverhältnis für den FET 41, den der Korrekturberechnungsabschnitt 471 ausgibt, multipliziert.The ON-time calculation section 471i is a block that takes a value as the ON time for the FET 41 by outputting the conversion factor generated by the voltage control section 471h is output, with the corrected ON-time ratio for the FET 41 that the correction calculation section 471 outputs, multiplies.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 471j ist ein Block, der einen Wert als die EIN-Zeit für den FET 42 ausgibt, indem er den Umwandlungsfaktor, der von dem Spannungssteuerabschnitt 471h ausgegeben wird, mit dem korrigierten EIN-Zeitverhältnis für den FET 42, den der Korrekturberechnungsabschnitt 471i ausgibt, multipliziert.The ON-time calculation section 471j is a block that takes a value as the ON time for the FET 42 by outputting the conversion factor provided by the voltage control section 471h is output, with the corrected ON-time ratio for the FET 42 that the correction calculation section 471i outputs, multiplies.

Der Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 471k ist ein Block, der das Ansteuersignal zum Ansteuern der FETs 41 und 42 basierend auf den EIN-Zeiten der FETs 41 und 42, welche die EIN-Zeitberechnungsabschnitte 471i und 471j ausgibt, erzeugt und ausgibt.The drive signal generating section 471k is a block representing the drive signal for driving the FETs 41 and 42 based on the ON times of the FETs 41 and 42 which the ON-time calculation sections 471i and 471j issues, generates and outputs.

Die Ansteuerschaltungen 472 und 473, die in 13 gezeigt sind, weisen dieselben Funktionen und Aufbauten wie die Ansteuerschaltungen 172 und 173 der ersten Ausführungsform auf.The drive circuits 472 and 473 , in the 13 are shown to have the same functions and structures as the drive circuits 172 and 173 of the first embodiment.

Nachstehend wird mit Bezug auf 13 und 14 ein Betrieb des elektrischen Leistungswandlers der vierten Ausführungsform erklärt.Hereinafter, with reference to 13 and 14 explains an operation of the electric power converter of the fourth embodiment.

Da der Betrieb der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 470, die in 13 gezeigt ist, derselbe wie der Betrieb der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 der ersten Ausführungsform ist, wird eine Erklärung ausgelassen.Since the operation of the switching transition time detection circuit 470 , in the 13 the same as the operation of the switching transition time detecting circuit 170 In the first embodiment, an explanation will be omitted.

Es werden Betriebsweisen des Controllers und der Ansteuerschaltung erklärt.Operating modes of the controller and the drive circuit will be explained.

Der Spannungssteuerabschnitt 471h, der in 14 gezeigt ist, gibt den Wert als den Ziel-Ausgangsstromwert aus, indem er die proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout durchführt. The voltage control section 471h who in 14 is shown outputs the value as the target output current value by performing the proportional integral calculation of the deviation of the target output voltage value Vout * from the actual output voltage Vout.

Der Auswahlabschnitt 471l wählt den kleineren von dem Ziel-Ausgangsstromwert, der durch den Spannungssteuerabschnitt 471h ausgegeben wird, und dem Ziel-Ausgangsstromwert Iout*, der von außen eingegeben wird, als den neuen Ziel-Ausgangsstromwert aus und gibt diesen aus.The selection section 471l selects the smaller one of the target output current value provided by the voltage control section 471h and the target output current value Iout * input from the outside is output as the new target output current value and outputs it.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 471m berechnet die Abweichung des neuen Ziel-Ausgangsstromwerts von dem tatsächlichen Ausgangsstrom Iout und gibt diesen aus.The deviation calculation section 471m calculates and outputs the deviation of the new target output current value from the actual output current Iout.

Der Stromsteuerabschnitt 471n gibt den Wert als den Umwandlungsfaktor aus, indem er die proportionale Integralberechnung der Abweichung des neuen Ziel-Ausgangsstromwerts von dem tatsächlichen Ausgangsstrom Iout durchführt.The flow control section 471n outputs the value as the conversion factor by performing the proportional integral calculation of the deviation of the new target output current value from the actual output current Iout.

Das heißt im Gegensatz zu dem Controller 171 der ersten Ausführungsform wird der Umwandlungsfaktor unter Berücksichtigung des Ziel-Ausgangsstromwerts und des Ausgangsstroms berechnet.That is contrary to the controller 171 In the first embodiment, the conversion factor is calculated in consideration of the target output current value and the output current.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 471i gibt den Wert als die EIN-Zeit für den FET 41 aus, indem er den Umwandlungsfaktor, der durch den Stromsteuerabschnitt 471n ausgegeben wird, mit dem korrigierten EIN-Zeitverhältnis für den FET 41 multipliziert.The ON-time calculation section 471i returns the value as the ON time for the FET 41 by taking the conversion factor generated by the flow control section 471n is output, with the corrected ON-time ratio for the FET 41 multiplied.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 471j gibt den Wert als die EIN-Zeit für den FET 42 aus, indem er den Umwandlungsfaktor, der durch den Stromsteuerabschnitt 471n ausgegeben wird, mit dem korrigierten EIN-Zeitverhältnis für den FET 42 multipliziert.The ON-time calculation section 471j returns the value as the ON time for the FET 42 by taking the conversion factor generated by the flow control section 471n is output, with the corrected ON-time ratio for the FET 42 multiplied.

Der Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 471k erzeugt das Ansteuersignal zum Ansteuern der FETs 41 und 42 basierend auf der EIN-Zeit für die FETs 41 und 42 und gibt diese aus.The drive signal generating section 471k generates the drive signal to drive the FETs 41 and 42 based on the ON time for the FETs 41 and 42 and spend it.

Die Ansteuerschaltungen 472 und 473, die in 13 gezeigt sind, schalten die FETs 41 und 42 jeweils basierend auf dem Ansteuersignal ein und schalten sie aus.The drive circuits 472 and 473 , in the 13 are shown switch the FETs 41 and 42 each based on the drive signal on and off.

Demzufolge wird die Umschaltübergangszeit auf den Ziel-Schaltübergangszeitwert gesteuert. Das heißt der Drosselspulenstrom IL wird auf den optimalen Wert gesteuert.As a result, the switching transition time is controlled to the target switching transition time value. That is, the reactor current IL is controlled to the optimum value.

Daher kann der elektrische Leistungswandler 4, der elektrische Leistung von der Hochspannungsbatterie B40 der Niederspannungsbatterie B41 zuführt, in dem derzeit kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden.Therefore, the electric power converter 4 which supplies electric power from the high-voltage battery B40 to the low-voltage battery B41 in which the currently critical mode is controlled without detection of a reactor current.

Nachstehend werden Wirkungen des elektrischen Leistungswandlers der vierten Ausführungsform erklärt.Next, effects of the electric power converter of the fourth embodiment will be explained.

Gemäß der vierten Ausführungsform kann wie bei der ersten Ausführungsform der elektrische Leistungswandler 4, der ein Aufwärts-/Abwärts-Wandler ist, in dem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden. Darüber hinaus kann der Schaltverlust unterdrückt werden.According to the fourth embodiment, as in the first embodiment, the electric power converter 4 which is an up / down converter to be controlled in the current critical mode without detecting a reactor current. In addition, the switching loss can be suppressed.

Gemäß der vierten Ausführungsform steuert die Steuerschaltung 47 die FETs 41 und 42 basierend auf der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout, dem Ziel-Ausgangsstromwert Iout* und den Ausgangsstromwert Iout.According to the fourth embodiment, the control circuit controls 47 the FETs 41 and 42 based on the deviation of the target output voltage value Vout * from the actual output voltage Vout, the target output current value Iout * and the output current value Iout.

Daher kann die Ausgangsspannung Vout auf den Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* gesteuert werden, und der Ausgangsstromwert Iout kann auf den Ziel-Ausgangsstromwert Iout* gesteuert werden.Therefore, the output voltage Vout can be controlled to the target output voltage value Vout *, and the output current value Iout can be controlled to the target output current value Iout *.

Gemäß der vierten Ausführungsform wählt die Steuerschaltung 47 unter dem Ziel-Ausgangsstromwert, der basierend auf der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout erlangt wird, und dem Ziel-Ausgangsstromwert Iout*, der von außen eingegeben wird, einen kleineren als einen neuen Ziel-Ausgangsstromwert aus, und steuert die FETs 41 und 42 basierend auf der Abweichung des neuen Ziel-Ausgangsstromwerts von dem tatsächlichen Ausgangsstrom Iout.According to the fourth embodiment, the control circuit selects 47 below the target output current value obtained based on the deviation of the target output voltage value Vout * from the actual output voltage Vout and the target output current value Iout * input from the outside, a smaller than a new target output current value, and controls the FETs 41 and 42 based on the deviation of the new target output current value from the actual output current Iout.

Daher kann die Ausgangsspannung Vout zuverlässig auf den Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* gesteuert werden, und der Ausgangsstromwert Iout kann zuverlässig auf den Ziel-Ausgangsstromwert Iout* gesteuert werden.Therefore, the output voltage Vout can be reliably controlled to the target output voltage value Vout *, and the output current value Iout can be reliably controlled to the target output current value Iout *.

(Fünfte Ausführungsform)Fifth Embodiment

Nachstehend wird der elektrische Leistungswandler der fünften Ausführungsform erklärt.Next, the electric power converter of the fifth embodiment will be explained.

Der elektrische Leistungswandler der fünften Ausführungsform ist in Bezug zu dem elektrischen Leistungswandler der ersten Ausführungsform, der ein Aufwärts-/Abwärts-Wandler ist, als ein Sperrwandler ausgestaltet.The electric power converter of the fifth embodiment is configured as a flyback converter with respect to the electric power converter of the first embodiment, which is an up / down converter.

Zunächst wird mit Bezug auf 15 ein Aufbau des elektrischen Leistungswandlers der fünften Ausführungsform erklärt. First, with reference to 15 explains a construction of the electric power converter of the fifth embodiment.

Ein elektrischer Leistungswandler 5, der in 15 gezeigt ist, ist eine Vorrichtung, die einen Gleichstrom, der von einer Hochspannungsbatterie B50 (Leistungszufuhr), die in einem Fahrzeug angebracht ist, in einen Niederspannungsgleichstrom umwandelt, und diesen einer Niederspannungsbatterie B51 (Last), die in dem Fahrzeug angebracht ist, zuführt, um die Niederspannungsbatterie B51 zu laden. Er ist ein sogenannter Abwärts-Typ eines Sperrwandlers.An electrical power converter 5 who in 15 is a device that converts a direct current that is converted from a high-voltage battery B50 (power supply) mounted in a vehicle into a low-voltage direct current, and this of a low-voltage battery B51 (load), which is mounted in the vehicle, to charge the low-voltage battery B51. It is a so-called down-type flyback converter.

Hierbei sind die Hochspannungsbatterie B50 und die Niederspannungsbatterie B51 jeweils dieselben wie die Hochspannungsbatterie B10 und die Niederspannungsbatterie B11 in der ersten Ausführungsform.Here, the high-voltage battery B50 and the low-voltage battery B51 are the same as the high-voltage battery B10 and the low-voltage battery B11 in the first embodiment, respectively.

Der elektrische Leistungswandler 5 weist einen Glättungskondensator 50, einen FET 51 (Hauptschalter), einen FET 52 (synchroner Gleichrichtungsschalter), Entstörschaltungen 53 und 54, einen Transformator (Drosselspule) 55, einen Glättungskondensator 56 und eine Steuerschaltung 57 auf.The electric power converter 5 has a smoothing capacitor 50 , a FET 51 (Main switch), a FET 52 (synchronous rectification switch), suppression circuits 53 and 54 , a transformer (choke coil) 55 , a smoothing capacitor 56 and a control circuit 57 on.

Der Glättungskondensator 50 weist dieselbe Funktion und den Aufbau wie der Glättungskondensator 10 der ersten Ausführungsform auf.The smoothing capacitor 50 has the same function and structure as the smoothing capacitor 10 of the first embodiment.

Der FET 51 ist ein Element, das die Hochspannungsbatterie B50 mit dem Transformator 55 verbindet, indem er eingeschaltet wird, einen Strom von der Hochspannungsbatterie B50 dem Transformator 55 zuführt, und Energie in der Drosselspule 55 speichert. Der FET 51 weist eine Diode zwischen einer Source und einem Drain in der Art einer Parallelschaltungsverbindung auf.The FET 51 is an element that connects the high voltage battery B50 to the transformer 55 By turning it on, it connects a current from the high voltage battery B50 to the transformer 55 feeds, and energy in the inductor 55 stores. The FET 51 has a diode between a source and a drain in the manner of a parallel connection.

Der Drain des FET 51 ist mit dem Transformator 55 verbunden, und die Source des FET 51 ist mit einem Ende des Glättungskondensators 50 jeweils verbunden.The drain of the FET 51 is with the transformer 55 connected, and the source of the FET 51 is at one end of the smoothing capacitor 50 each connected.

Der FET 52 ist ein Element, das den Transformator 55 mit der Niederspannungsbatterie B51 verbindet, indem er während einer Dauer eingeschaltet wird, in welcher der FET 51 ausgeschaltet ist, die Energie freisetzt, die in dem Transformator 55 gespeichert ist, und Strom von dem Transformator 55 der Niederspannungsbatterie B51 zuführt.The FET 52 is an element that is the transformer 55 to the low-voltage battery B51 by being turned on for a period in which the FET 51 is off, which releases energy in the transformer 55 is stored, and electricity from the transformer 55 the low-voltage battery B51 feeds.

Der FET 52 weist eine Diode zwischen einer Source und einem Drain in der Art einer Parallelschaltungsverbindung auf. Die Source des FET 52 ist mit dem Transformator 55 verbunden, und der Drain des FET 51 ist mit einem positiven Anschluss der Niederspannungsbatterie B51 jeweils verbunden.The FET 52 has a diode between a source and a drain in the manner of a parallel connection. The source of the FET 52 is with the transformer 55 connected, and the drain of the FET 51 is connected to a positive terminal of the low-voltage battery B51, respectively.

Die Entstörschaltungen 53 und 54 weisen jeweils Entstörkondensatoren 530 und 540 auf, und sie weisen dieselben Funktionen und Aufbauten wie die Entstörschaltungen 13 und 14 der ersten Ausführungsform auf.The interference suppression circuits 53 and 54 each have suppressor capacitors 530 and 540 on, and they have the same functions and structures as the interference suppression circuits 13 and 14 of the first embodiment.

Der Transformator 55 ist ein Element, das die Energie speichert oder abgibt, und in einem Zustand, bei dem es isoliert ist, einen Wechselstrom umwandelt und ausgibt, der zu einem Wechselstrom mit einer vorbestimmten Spannung gemäß einem Windungsverhältnis zugeführt wird.The transformer 55 is an element that stores or discharges the energy, and in a state of being isolated, converts and outputs an alternating current that is supplied to an alternating current having a predetermined voltage according to a turns ratio.

Der Transformator 55 weist eine Primärwicklung 550 und eine Sekundärwicklung 551 auf. Ein Ende der Primärwicklung 550 ist mit einem Ende des Glättungskondensators 50 verbunden, und ein anderes Ende der Primärwicklung 550 ist mit dem Drain des FET 51 jeweils verbunden.The transformer 55 has a primary winding 550 and a secondary winding 551 on. An end to the primary winding 550 is at one end of the smoothing capacitor 50 connected, and another end of the primary winding 550 is with the drain of the FET 51 each connected.

Ein Ende der Sekundärwicklung 551 ist mit der Source des FET 52 verbunden, und ein anderes Ende der Sekundärwicklung 551 ist mit einem negativen Anschluss der Niederspannungsbatterie B51 jeweils verbunden.One end of the secondary winding 551 is with the source of the FET 52 connected, and another end of the secondary winding 551 is connected to a negative terminal of the low-voltage battery B51, respectively.

Der Glättungskondensator 56 weist dieselbe Funktion wie der Glättungskondensator 16 der ersten Ausführungsform auf. Ein Ende des Glättungskondensators 56 ist mit dem Drain des FET 52 verbunden, und ein anderes Ende des Glättungskondensators 56 ist mit einem anderen Ende der Sekundärwicklung 551 jeweils verbunden.The smoothing capacitor 56 has the same function as the smoothing capacitor 16 of the first embodiment. One end of the smoothing capacitor 56 is with the drain of the FET 52 connected, and another end of the smoothing capacitor 56 is with another end of the secondary winding 551 each connected.

Die Steuerschaltung 57 weist dieselbe Funktion wie die Steuerschaltung 17 der ersten Ausführungsform, und eine Schaltung, welche die FETs 51 und 52 steuert, auf.The control circuit 57 has the same function as the control circuit 17 of the first embodiment, and a circuit including the FETs 51 and 52 controls, up.

Die Steuerschaltung 57 weist eine Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 570, einen Controller 571, Ansteuerschaltungen 572 und 573 und eine Isolierschaltung 574 auf.The control circuit 57 has a switching transition time detecting circuit 570 , a controller 571 , Drive circuits 572 and 573 and an isolation circuit 574 on.

Die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 570 ist eine Schaltung, die zunächst ein Ansteuersignal befiehlt, das von dem Controller 571 an den FET 52 ausgegeben wird, um den FET 52 auszuschalten, und danach ein Pulssignal ausgibt, dessen Pegel aufrechterhalten bleibt bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 51 die Schwellwertspannung Vth erreicht.The switching transition time detecting circuit 570 is a circuit that initially commands a drive signal from the controller 571 to the FET 52 is spent to the FET 52 turn off, and then outputs a pulse signal whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 51 reaches the threshold voltage Vth.

Die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 570 ist mit dem Controller 571 verbunden, um das Ansteuersignal für den FET 52 zu erlangen.The switching transition time detecting circuit 570 is with the controller 571 connected to the drive signal for the FET 52 to get.

Darüber hinaus ist die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 570 mit der Source und dem Drain des FET 51 jeweils verbunden, um die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 51 zu erfassen.In addition, the switching transition time detecting circuit is 570 with the source and drain of the FET 51 each connected to the Voltage between the source and the drain of the FET 51 capture.

Ferner ist die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 570 mit dem Controller 571 verbunden, um ein Pulssignal eines erfassten Ergebnisses an den Controller 571 auszugeben.Further, the switching transition time detecting circuit is 570 with the controller 571 connected to a pulse signal of a detected result to the controller 571 issue.

Der Controller 571 und die Ansteuerschaltungen 572 und 573 weisen dieselben Funktionen und Aufbauten wie der Controller 171 der ersten Ausführungsform und die Ansteuerschaltungen 172 und 173 auf.The controller 571 and the drive circuits 572 and 573 have the same functions and structures as the controller 171 the first embodiment and the drive circuits 172 and 173 on.

Die Isolierschaltung 574 ist eine Schaltung, welche die Ausgangsspannung Vout des elektrischen Leistungswandlers 5 an den Controller 571 in einen isolierten Zustand ausgibt.The isolation circuit 574 is a circuit showing the output voltage Vout of the electric power converter 5 to the controller 571 in an isolated state.

Ein Eingangsende der Isolierschaltung 574 ist mit einem Ende des Glättungskondensators 56 verbunden, und ein anderes Ende der Isolierschaltung 574 ist mit dem Controller 571 jeweils verbunden.An input end of the isolation circuit 574 is at one end of the smoothing capacitor 56 connected, and another end of the isolation circuit 574 is with the controller 571 each connected.

Nachstehend wird mit Bezug auf 15 ein Betrieb des elektrischen Leistungswandlers der fünften Ausführungsform erklärt.Hereinafter, with reference to 15 explains an operation of the electric power converter of the fifth embodiment.

Die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 570, die in 15 gezeigt ist, gibt das Pulssignal aus, dessen Pegel aufrechterhalten bleibt bis die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 51 die Schwellwertspannung Vth erreicht, nachdem dem FET 52 das Ansteuersignal befohlen wird, den FET 52 auszuschalten.The switching transition time detecting circuit 570 , in the 15 is shown, outputs the pulse signal whose level is maintained until the voltage between the source and the drain of the FET 51 the threshold voltage Vth reaches after the FET 52 the drive signal is commanded, the FET 52 off.

Der Controller 571 erlangt wie der Controller 171 der ersten Ausführungsform die Schaltübergangszeit von dem Pulssignal, das die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 570 ausgibt, und erzeugt die Ansteuersignale für die FETs 51 und 52 basierend auf dem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout*, den Eingangs- und Ausgangsspannungen Vin und Vout, und der Schaltübergangszeit und gibt diese aus.The controller 571 attained like the controller 171 According to the first embodiment, the switching transition time from the pulse signal including the switching transition time detecting circuit 570 and generates the driving signals for the FETs 51 and 52 based on the target output voltage value Vout *, the input and output voltages Vin and Vout, and the switching transition time and outputs them.

Die Ansteuerschaltungen 572 und 573 schalten die FETs 51 und 52 jeweils basierend auf dem Ansteuersignal ein und schalten sie aus.The drive circuits 572 and 573 switch the FETs 51 and 52 each based on the drive signal on and off.

Demzufolge wird wie bei dem elektrischen Leistungswandler 1 der ersten Ausführungsform die Schaltübergangszeit auf den Ziel-Schaltübergangszeitwert gesteuert. Das heißt der Drosselspulenstrom IL wird auf den optimalen Wert gesteuert.As a result, as with the electric power converter 1 In the first embodiment, the switching transition time is controlled to the target switching transition time value. That is, the reactor current IL is controlled to the optimum value.

Daher kann der elektrische Leistungswandler 1, der elektrische Leistung von der Hochspannungsbatterie B10 von der Niederspannungsbatterie B11 zuführt, in dem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden.Therefore, the electric power converter 1 , which supplies electric power from the high-voltage battery B10 from the low-voltage battery B11, can be controlled in the current critical mode without detecting a reactor current.

Nachstehend werden Wirkungen des elektrischen Leistungswandlers der fünften Ausführungsform erklärt.Next, effects of the electric power converter of the fifth embodiment will be explained.

Gemäß der fünften Ausführungsform können selbst bei einem elektrischen Leistungswandler 5, der ein Sperrwandler ist, dieselben Wirkungen wie bei der ersten Ausführungsform erlangt werden.According to the fifth embodiment, even in an electric power converter 5 , which is a flyback converter, obtains the same effects as in the first embodiment.

Obwohl zudem die FETs 51 und 52 basierend auf dem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout*, den Eingangs- und Ausgangsspannungen Vin und Vout und der Schaltübergangszeit als ein Beispiel in der fünften Ausführungsform gesteuert werden, sind diese nicht auf einen solchen Aufbau beschränkt.Although also the FETs 51 and 52 based on the target output voltage value Vout *, the input and output voltages Vin and Vout, and the switching transition time are controlled as an example in the fifth embodiment, they are not limited to such a configuration.

Die FETs 51 und 52 können wie bei dem elektrischen Leistungswandler 4 der vierten Ausführungsform unter weiterer Berücksichtigung des gewünschten Ausgangsstromwerts Iout* und des Ausgangsstroms Iout gesteuert werden.The FETs 51 and 52 can like the electric power converter 4 of the fourth embodiment, with further consideration of the desired output current value Iout * and the output current Iout.

Dieselben Wirkungen wie diejenigen der vierten Ausführungsform können ebenso bei dem elektrischen Leistungswandler 5 erlangt werden, der ein Sperrwandler ist.The same effects as those of the fourth embodiment can also be applied to the electric power converter 5 be obtained, which is a flyback converter.

(Sechste Ausführungsform)Sixth Embodiment

Nachstehend wird der elektrische Leistungswandler der sechsten Ausführungsform erklärt.Next, the electric power converter of the sixth embodiment will be explained.

Der elektrische Leistungswandler der sechsten Ausführungsform ändert einen Aufbau eines Controllers in Bezug auf den elektrischen Leistungswandler der ersten Ausführungsform.The electric power converter of the sixth embodiment changes a structure of a controller with respect to the electric power converter of the first embodiment.

Zunächst wird mit Bezug auf 16 und 17 ein Aufbau des elektrischen Leistungswandlers der sechsten Ausführungsform erklärt.First, with reference to 16 and 17 explains a structure of the electric power converter of the sixth embodiment.

Wie in 16 gezeigt ist, ist ein elektrischer Leistungswandler 6 eine Vorrichtung, die einen Gleichstrom, der von einer Hochspannungsbatterie B60 (Leistungsquelle), die in einem Fahrzeug angebracht ist, zugeführt wird, in einen Niederspannungsgleichstrom umwandelt, und diesen einer Niederspannungsbatterie B61 (Last), die in einem Fahrzeug angebracht ist, zuführt, um die Niederspannungsbatterie B61 zu laden. Er ist ein sogenannter Abwärts-Typ von einem Aufwärts-/Abwärts-Wandler.As in 16 is shown is an electrical power converter 6 a device that converts a direct current supplied from a high-voltage battery B60 (power source) mounted in a vehicle into a low-voltage direct current and supplies it to a low-voltage battery B61 (load) mounted in a vehicle to charge the low voltage battery B61. It is a so-called down-type of an up / down converter.

Hierbei sind die Hochspannungsbatterie B60 und die Niederspannungsbatterie B61 jeweils dieselben wie die Hochspannungsbatterie B10 und die Niederspannungsbatterie B11 der ersten Ausführungsform.Here, the high-voltage battery B60 and the low-voltage battery B61 are the same as the high-voltage battery B10 and the Low-voltage battery B11 of the first embodiment.

Der elektrische Leistungswandler 6 weist einen Glättungskondensator 60, einen FET 61 (Hauptschalter), einen FET 62 (Synchrongleichrichtungsschalter), Entstörschaltungen 63 und 64, eine Drosselspule 65, einen Glättungskondensator 66 und eine Steuerschaltung 67 auf.The electric power converter 6 has a smoothing capacitor 60 , a FET 61 (Main switch), a FET 62 (Synchronous rectification switch), suppression circuits 63 and 64 , a choke coil 65 , a smoothing capacitor 66 and a control circuit 67 on.

Die Aufbauten und Funktionen von dem Glättungskondensator 60, den FETs 63 und 64, den Entstörschaltungen 63 und 64, der Drosselspule 65 und dem Glättungskondensator 66 sind dieselben wie die Funktionen und Aufbauten von dem Glättungskondensator 10, den FETs 11 und 12, den Entstörschaltungen 13 und 14, der Drosselspule 15 und dem Glättungskondensator 16 der ersten Ausführungsform.The constructions and functions of the smoothing capacitor 60 , the FETs 63 and 64 , the suppression circuits 63 and 64 , the choke coil 65 and the smoothing capacitor 66 are the same as the functions and constructions of the smoothing capacitor 10 , the FETs 11 and 12 , the suppression circuits 13 and 14 , the choke coil 15 and the smoothing capacitor 16 the first embodiment.

Die Steuerschaltung 67 ist eine Schaltung, welche die FETs 61 und 62 steuert. Die Steuerschaltung 67 steuert die FETs 61 und 62 basierend auf einem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* des elektrischen Leistungswandlers 6, der von außen eingegeben wird, einer erfassten Ausgangsspannung Vout des elektrischen Leistungswandlers und einer Schaltübergangszeit.The control circuit 67 is a circuit that uses the FETs 61 and 62 controls. The control circuit 67 controls the FETs 61 and 62 based on a target output voltage value Vout * of the electric power converter 6 input from outside, a detected output voltage Vout of the electric power converter, and a shift transition time.

Im Gegensatz zu der Steuerschaltung 17 der ersten Ausführungsform wird eine Eingangsspannung des elektrischen Leistungswandlers 6 nicht zurückgeführt, wenn die FETs 61 und 62 gesteuert werden.Unlike the control circuit 17 The first embodiment becomes an input voltage of the electric power converter 6 not returned when the FETs 61 and 62 to be controlled.

Hierbei ist die Schaltübergangszeit eine Zeit, welche die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 61 benötigt, um eine Schwellwertspannung Vth zu erreichen, nachdem dem FET 62 befohlen wird, ausgeschaltet zu werden, und sie ist ähnlich wie diejenige der ersten Ausführungsform ausgelegt.Here, the switching transition time is a time which is the voltage between the source and the drain of the FET 61 needed to reach a threshold voltage Vth after the FET 62 is commanded to be turned off, and it is designed similar to that of the first embodiment.

Die Steuerschaltung 67 weist eine Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 670, einen Controller 671 und Ansteuerschaltungen 672 und 673 auf.The control circuit 67 has a switching transition time detecting circuit 670 , a controller 671 and drive circuits 672 and 673 on.

Die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 670 weist dieselbe Funktion und den Aufbau wie die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 der ersten Ausführungsform auf.The switching transition time detecting circuit 670 has the same function and structure as the switching transition time detecting circuit 170 of the first embodiment.

Der Controller 671 ist eine Schaltung, welche die Ansteuersignale der FETs 61 und 62 basierend auf dem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout*, der Ausgangsspannung Vout und der Schaltübergangszeit erzeugt und ausgibt. Der Controller 671 wird aus einem Mikrocomputer und einem Programm gebildet.The controller 671 is a circuit which controls the driving signals of the FETs 61 and 62 is generated and output based on the target output voltage value Vout *, the output voltage Vout and the switching transition time. The controller 671 is made up of a microcomputer and a program.

Wie in 17 gezeigt ist, weist der Controller 671 einen Abweichungsberechnungsabschnitt 671o, einen Spannungssteuerabschnitt 671p, einen Schaltübergangszeitmessabschnitt 671q, einen Abweichungsberechnungsabschnitt 671r, einen Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 671s, einen EIN-Zeitberechnungsabschnitt 671t und einen Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 671u auf.As in 17 the controller points 671 a deviation calculation section 671o , a voltage control section 671p , a switching transition time measuring section 671q a deviation calculation section 671r , a shift transition time control section 671s , an ON-time calculation section 671T and a drive signal generating section 671u on.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 671o ist ein Block, der eine Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* des elektrischen Leistungswandlers 6, der von außen eingegeben wird, von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout berechnet und ausgibt.The deviation calculation section 671o is a block representing a deviation of the target output voltage value Vout * of the electric power converter 6 , which is input from the outside, is calculated and output from the actual output voltage Vout.

Der Spannungssteuerabschnitt 671p ist ein Block, der einen Wert als ein EIN-Zeitverhältnis für die FETs 61 und 62 ausgibt, indem er eine proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout*, der durch den Abweichungsberechnungsabschnitt 671o ausgegeben wird, von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout durchführt.The voltage control section 671p is a block that takes a value as an ON-time ratio for the FETs 61 and 62 by outputting a proportional integral computation of the deviation of the target output voltage value Vout * by the deviation computation section 671o is output from the actual output voltage Vout.

Der Schaltübergangszeitmessabschnitt 671q und der Abweichungsberechnungsabschnitt 671r weisen jeweils dieselben Funktionen und Aufbauten wie der Schaltübergangszeitmessabschnitt 171b und der Abweichungsberechnungsabschnitt 171c der ersten Ausführungsform auf.The shift transition time measuring section 671q and the deviation calculating section 671r each have the same functions and structures as the shift transition time measuring section 171b and the deviation calculating section 171c of the first embodiment.

Der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 671s ist ein Block, der einen Wert als eine Schaltdauer ausgibt, indem er eine proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Schaltübergangszeitwerts, der durch den Abweichungsberechnungsabschnitt 671r ausgegeben wird, von der tatsächlichen Schaltübergangszeit durchführt.The shift transition time control section 671s is a block that outputs a value as a duty cycle by taking a proportional integral calculation of the deviation of the target shift transition time value provided by the departure calculation section 671r is output from the actual shift transition time.

Hierbei ist die Schaltdauer eine Zeit zwischen fortlaufenden Befehlen zum Einschalten des FET 61.Here, the switching duration is a time between consecutive commands to turn on the FET 61 ,

Darüber hinaus sind die Schaltdauern ebenso eine Zeit zwischen fortlaufenden Befehlen zum Einschalten des FET 62.Moreover, the switching periods are also a time between continuous commands to turn on the FET 62 ,

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 671t ist ein Block, der die EIN-Zeit der FETs 61 und 62 basierend auf dem EIN-Zeitverhältnis, das der Spannungssteuerabschnitt 671p ausgibt, und der Schaltdauer, die der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 671s ausgibt, berechnet und ausgibt.The ON-time calculation section 671T is a block representing the ON time of the FETs 61 and 62 based on the ON-time ratio, the voltage control section 671p and the shift duration that the shift transition timing section 671s outputs, calculates and outputs.

Der Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 671u ist ein Block, der das Ansteuersignal zum Ansteuern der FETs 61 und 62 basierend auf den EIN-Zeiten der FETs 61 und 62, die von dem EIN-Zeitberechnungsabschnitt 671t ausgegeben werden, erzeugt und ausgibt.The drive signal generating section 671u is a block representing the drive signal for driving the FETs 61 and 62 based on the ON times of the FETs 61 and 62 received from the ON time calculation section 671T be issued, generated and outputs.

Die Ansteuerschaltungen 672 und 673, die in 16 gezeigt sind, weisen dieselben Funktionen und Aufbauten wie die Ansteuerschaltungen 172 und 173 der ersten Ausführungsform auf. The drive circuits 672 and 673 , in the 16 are shown to have the same functions and structures as the drive circuits 172 and 173 of the first embodiment.

Nachstehend wird mit Bezug auf 16 und 17 ein Betrieb des elektrischen Leistungswandlers der sechsten Ausführungsform erklärt.Hereinafter, with reference to 16 and 17 explains an operation of the electric power converter of the sixth embodiment.

Da der Betrieb der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 670, die in 16 gezeigt ist, derselbe wie der Betrieb der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 170 der ersten Ausführungsform ist, wird eine Erklärung ausgelassen.Since the operation of the switching transition time detection circuit 670 , in the 16 the same as the operation of the switching transition time detecting circuit 170 In the first embodiment, an explanation will be omitted.

Betriebsweisen der Controller und der Ansteuerschaltungen werden erklärt.Operating modes of the controllers and the driving circuits will be explained.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 671o, der in 17 gezeigt ist, berechnet die Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout, und gibt diese aus.The deviation calculation section 671o who in 17 is shown calculates and outputs the deviation of the target output voltage value Vout * from the actual output voltage Vout.

Der Spannungssteuerabschnitt 671p gibt einen Wert als das EIN-Zeitverhältnis der FETs 61 und 62 aus, indem er eine proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout durchführt.The voltage control section 671p gives a value as the ON-time ratio of the FETs 61 and 62 by performing a proportional integral calculation of the deviation of the target output voltage value Vout * from the actual output voltage Vout.

Der Schaltübergangszeitmessabschnitt 671q erlangt die Schaltübergangszeit durch Messen einer Pulsweite eines Pulssignals, das die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 670 ausgibt.The shift transition time measuring section 671q obtains the switching transition time by measuring a pulse width of a pulse signal including the switching transition time detecting circuit 670 outputs.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 671r berechnet die Abweichung des vorbestimmten Ziel-Schaltübergangszeitwerts von der tatsächlichen Schaltübergangszeit.The deviation calculation section 671r calculates the deviation of the predetermined target shift transition time value from the actual shift transition time.

Der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 671s gibt einen Wert als eine Schaltdauer aus, indem er eine proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Schaltübergangszeitwerts von der tatsächlichen Schaltübergangszeit durchführt.The shift transition time control section 671s outputs a value as a shift duration by making a proportional integral calculation of the deviation of the target shift transition time value from the actual shift transition time.

Der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 671s verkürzt die Schaltdauer, wenn der Drosselstrom IL in der negativen Richtung größer als der optimale Wert ist.The shift transition time control section 671s shortens the switching time when the inductor current IL in the negative direction is greater than the optimum value.

Andererseits verlängert der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 671s die Schaltdauer, wenn der Drosselspulenstrom IL in der negativen Richtung kleiner als der optimale Wert ist.On the other hand, the shift transition time control section extends 671s the switching period when the reactor current IL in the negative direction is smaller than the optimum value.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 671t berechnet die EIN-Zeit der FETs 61 und 62 basierend auf dem EIN-Zeitverhältnis und der Schaltdauer, und gibt sie aus.The ON-time calculation section 671T calculates the ON time of the FETs 61 and 62 based on the ON-time ratio and the switching duration, and outputs them.

Der Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 671u erzeugt das Ansteuersignal zum Ansteuern der FETs 61 und 62 basierend auf der EIN-Zeit für die FETs 61 und 62 und gibt dieses aus.The drive signal generating section 671u generates the drive signal to drive the FETs 61 and 62 based on the ON time for the FETs 61 and 62 and spend this.

Die Ansteuerschaltungen 672 und 673, die in 16 gezeigt sind, schalten die FETs 61 und 62 jeweils basierend auf dem Ansteuersignal ein und schalten sie aus.The drive circuits 672 and 673 , in the 16 are shown switch the FETs 61 and 62 each based on the drive signal on and off.

Wenn die Schaltdauer kurz wird, wird eine Dauer, in welcher der Drosselspulenstrom IL negativ ist, kurz, und der Drosselspulenstrom IL in der negativen Richtung wird klein.When the switching period becomes short, a duration in which the reactor current IL is negative becomes short, and the reactor current IL in the negative direction becomes small.

Wenn andererseits die Schaltdauer lang wird, ist die Dauer, in welcher der Drosselspulenstrom IL negativ ist, lang, und der Drosselspulenstrom IL in der negativen Richtung wird groß.On the other hand, when the switching duration becomes long, the duration in which the reactor current IL is negative is long, and the reactor current IL in the negative direction becomes large.

Demzufolge wird die Schaltübergangszeit auf den Ziel-Schaltübergangszeitwert gesteuert. Das heißt der Drosselspulenstrom IL wird auf den optimalen Wert gesteuert.As a result, the shift transition time is controlled to the target shift transition time value. That is, the reactor current IL is controlled to the optimum value.

Daher kann der elektrische Leistungswandler 6, der elektrische Leistung von der Hochspannungsbatterie B60 der Niederspannungsbatterie B61 zuführt, in dem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden.Therefore, the electric power converter 6 , which supplies electric power from the high-voltage battery B60 to the low-voltage battery B61, can be controlled in the current critical mode without detecting a reactor current.

Nachstehend werden Wirkungen des elektrischen Leistungswandlers der sechsten Ausführungsform erklärt.Next, effects of the electric power converter of the sixth embodiment will be explained.

Gemäß der sechsten Ausführungsform kann wie bei der ersten Ausführungsform der elektrische Leistungswandler 6, der ein Aufwärts-/Abwärts-Wandler ist, in dem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden. Darüber hinaus kann der Schaltverlust unterdrückt werden.According to the sixth embodiment, as in the first embodiment, the electric power converter 6 which is an up / down converter to be controlled in the current critical mode without detecting a reactor current. In addition, the switching loss can be suppressed.

Gemäß der sechsten Ausführungsform erlangt die Steuerschaltung 67 das EIN-Zeitverhältnis basierend auf der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout, während sie die Schaltdauer basierend auf der Abweichung des Ziel-Schaltübergangszeitwerts von der tatsächlichen Schaltübergangszeit erlangt, und sie steuert die FETs 61 und 62 basierend auf dem erlangten EIN-Zeitverhältnis und der Schaltdauer.According to the sixth embodiment, the control circuit obtains 67 It obtains the ON-time ratio based on the deviation of the target output voltage value Vout * from the actual output voltage Vout while obtaining the shift duration based on the deviation of the target shift-transition time value from the actual shift-transition time, and controls the FETs 61 and 62 based on the obtained ON-time ratio and the switching duration.

Daher kann die Schaltübergangszeit auf den Ziel-Schaltübergangszeitwert gesteuert werden, während die Ausgangsspannung Vout auf den Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* gesteuert werden kann.Therefore, the shift transition time can be controlled to the target shift transition time value, while the output voltage Vout can be controlled to the target output voltage value Vout *.

Gemäß der sechsten Ausführungsform erlangt die Steuerschaltung 67 die EIN-Zeit basierend auf dem EIN-Zeitverhältnis und der Schaltdauer, und steuert die FETs 61 und 62 basierend auf der erlangten EIN-Zeit.According to the sixth embodiment, the control circuit obtains 67 the ON time based on the ON-time ratio and the switching duration, and controls the FETs 61 and 62 based on the attained ON time.

Daher kann die EIN-Zeit, zuverlässig erlangt werden, und die FETs 61 und 62 können zuverlässig basierend auf der EIN-Zeit gesteuert werden.Therefore, the ON time can be reliably obtained, and the FETs 61 and 62 can be reliably controlled based on the ON time.

(Siebte Ausführungsform)Seventh Embodiment

Nachstehend wird der elektrische Leistungswandler der siebten Ausführungsform erklärt.Next, the electric power converter of the seventh embodiment will be explained.

In Bezug auf den elektrischen Leistungswandler der sechsten Ausführungsform erfasst der elektrische Leistungswandler der siebten Ausführungsform einen Ausgangsstrom und steuert den FET basierend auf dem erfassten Ausgangsstrom.With respect to the electric power converter of the sixth embodiment, the electric power converter of the seventh embodiment detects an output current and controls the FET based on the detected output current.

Zunächst wird mit Bezug auf 18 und 19 ein Aufbau des elektrischen Leistungswandlers der siebten Ausführungsform erklärt.First, with reference to 18 and 19 explains a construction of the electric power converter of the seventh embodiment.

Ein elektrischer Leistungswandler 7, der in 18 gezeigt ist, ist eine Vorrichtung, die einen Gleichstrom, der von einer Hochspannungsbatterie B70 (Leistungszufuhr), die in einem Fahrzeug angebracht ist, zugeführt wird, in einen Niederspannungsgleichstrom umwandelt, und diesen einer Niederspannungsbatterie B71 (Last), die in dem Fahrzeug angebracht ist, zuführt, um die Niederspannungsbatterie B71 zu laden. Er ist ein sogenannter Abwärts-Typ eines Aufwärts-/Abwärts-Wandlers.An electrical power converter 7 who in 18 1, a device that converts a DC power supplied from a high-voltage battery B70 (power supply) mounted in a vehicle into a DC low-voltage power and that of a low-voltage battery B71 (load) installed in the vehicle , to charge the low-voltage battery B71. It is a so-called down type of up / down converter.

Der elektrische Leistungswandler 7 weist einen Glättungskondensator 70, einen FET 71 (Hauptschalter), einen FET 72 (synchroner Gleichrichtungsschalter), Entstörschaltungen 73 und 74, eine Drosselspule 75, einen Glättungskondensator 76 und eine Steuerschaltung 77 auf.The electric power converter 7 has a smoothing capacitor 70 , a FET 71 (Main switch), a FET 72 (synchronous rectification switch), suppression circuits 73 and 74 , a choke coil 75 , a smoothing capacitor 76 and a control circuit 77 on.

Der elektrische Leistungswandler 7 weist ferner einen Stromsensor 78 auf.The electric power converter 7 also has a current sensor 78 on.

Die Aufbauten und Funktionen von dem Glättungskondensator 70, den FETs 71 und 72, den Entstörschaltungen 73 und 74, der Drosselspule 75 und dem Glättungskondensator 76 sind dieselben wie die Funktionen und Aufbauten von dem Glättungskondensator 60, den FETs 61 und 62, den Entstörschaltungen 63 und 64, der Drosselspule 65 und dem Glättungskondensator 66 der sechsten Ausführungsform.The constructions and functions of the smoothing capacitor 70 , the FETs 71 and 72 , the suppression circuits 73 and 74 , the choke coil 75 and the smoothing capacitor 76 are the same as the functions and constructions of the smoothing capacitor 60 , the FETs 61 and 62 , the suppression circuits 63 and 64 , the choke coil 65 and the smoothing capacitor 66 the sixth embodiment.

Der Stromsensor 78 ist ein Element, das einen Ausgangsstrom Iout des elektrischen Leistungswandlers 7 erfasst. Der Stromsensor 78 ist in einer Verdrahtung angeordnet, die ein Ende der Drosselspule 75 und einen positiven Anschluss der Niederspannungsbatterie B71 verbindet, und er ist mit der Steuerschaltung 77 verbunden.The current sensor 78 is an element that has an output current Iout of the electric power converter 7 detected. The current sensor 78 is arranged in a wiring, which is one end of the choke coil 75 and connects a positive terminal of the low-voltage battery B71, and is connected to the control circuit 77 connected.

Die Steuerschaltung 77 ist eine Schaltung, welche die FETs 71 und 72 steuert. Die Steuerschaltung 77 steuert die FETs 71 und 72 basierend auf einem Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* und einem Ziel-Ausgangsstromwert Iout* des elektrischen Leistungswandlers 7, der von außen eingegeben wird, erfassten Eingangs- und Ausgangsspannungen Vin und Vout und einem Ausgangsstromwert Iout des elektrischen Leistungswandlers 7, und einer Schaltübergangszeit.The control circuit 77 is a circuit that uses the FETs 71 and 72 controls. The control circuit 77 controls the FETs 71 and 72 based on a target output voltage value Vout * and a target output current value Iout * of the electric power converter 7 inputted from outside detected input and output voltages Vin and Vout and an output current value Iout of the electric power converter 7 , and a shift transition time.

Hierbei ist die Schaltübergangszeit eine Zeit, welche die Spannung zwischen der Source und dem Drain des FET 71 (Queranschlussspannung) benötigt, um eine Schwellwertspannung Vth zu erreichen, nachdem dem FET 72 befohlen wird, auszuschalten, und sie ist ähnlich wie diejenige der ersten Ausführungsform ausgelegt.Here, the switching transition time is a time which is the voltage between the source and the drain of the FET 71 (Cross-terminal voltage) needed to reach a threshold voltage Vth after the FET 72 is commanded to turn off, and it is designed similar to that of the first embodiment.

Die Steuerschaltung 77 weist eine Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 770, einen Controller 771 und Ansteuerschaltungen 772 und 773 auf.The control circuit 77 has a switching transition time detecting circuit 770 , a controller 771 and drive circuits 772 and 773 on.

Die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 770 weist dieselbe Funktion und den Aufbau wie die Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 670 der sechsten Ausführungsform auf.The switching transition time detecting circuit 770 has the same function and structure as the switching transition time detecting circuit 670 to the sixth embodiment.

Der Controller 771 ist eine Schaltung, welche die Ansteuersignale der FETs 71 und 72 basierend auf dem Ziel-Ausgangsspannungswert Vout*, dem Ziel-Ausgangsstromwert Iout*, den Eingangs- und Ausgangsspannungen Vin und Vout, dem Ausgangsstromwert Iout und der Schaltübergangszeit erzeugt und ausgibt. Der Controller 771 wird durch einen Mikrocomputer und ein Programm gebildet.The controller 771 is a circuit which controls the driving signals of the FETs 71 and 72 is generated and output based on the target output voltage value Vout *, the target output current value Iout *, the input and output voltages Vin and Vout, the output current value Iout and the switching transition time. The controller 771 is made by a microcomputer and a program.

Wie in 19 gezeigt ist, weist der Controller 771 einen Abweichungsberechnungsabschnitt 771o, einen Spannungssteuerabschnitt 771p, einen Schaltübergangszeitmessabschnitt 771q, einen Abweichungsberechnungsabschnitt 771r, einen Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 771s, einen EIN-Zeitberechnungsabschnitt 771t und einen Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 771u auf.As in 19 the controller points 771 a deviation calculation section 771o , a voltage control section 771p , a switching transition time measuring section 771q a deviation calculation section 771r , a shift transition time control section 771S , an ON-time calculation section 771t and a drive signal generating section 771u on.

Ferner weist der Controller 771 einen Auswahlabschnitt 771v, einen Abweichungsberechnungsabschnitt 771w und einen Stromsteuerabschnitt 771x auf.Furthermore, the controller points 771 a selection section 771v a deviation calculation section 771w and a power control section 771x on.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 771o weist dieselbe Funktion und den Aufbau wie der Abweichungsberechnungsabschnitt 671o der sechsten Ausführungsform auf. The deviation calculation section 771o has the same function and structure as the deviation calculation section 671o to the sixth embodiment.

Der Spannungssteuerabschnitt 771p ist ein Block, der einen Wert als einen Ziel-Ausgangsstromwert ausgibt, indem er eine proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout*, der durch den Abweichungsberechnungsabschnitt 771o von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout durchführt.The voltage control section 771p is a block outputting a value as a target output current value by taking a proportional integral calculation of the deviation of the target output voltage value Vout * by the deviation calculating section 771o from the actual output voltage Vout.

Der Auswahlabschnitt 771v ist ein Block, der unter dem Ziel-Ausgangsstromwert, der durch den Spannungssteuerabschnitt 771p ausgegeben wird, und dem Ziel-Ausgangsstromwert Iout*, der von außen eingegeben wird, einen kleineren als einen neuen Ziel-Ausgangsstromwert auswählt und diesen ausgibt.The selection section 771v is a block that is below the target output current value provided by the voltage control section 771p is output and the target output current value Iout * input from the outside selects and outputs a smaller than a new target output current value.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 771w ist ein Block, der die Abweichung des neuen Ziel-Ausgangsstromwerts, den der Auswahlabschnitt 771v ausgibt, aus dem tatsächlichen Ausgangsstrom Iout des elektrischen Leistungswandlers 7, den der Stromsensor 78 erfasst, berechnet.The deviation calculation section 771w is a block representing the deviation of the new target output current value that the selection section 771v outputs, from the actual output current Iout of the electric power converter 7 that the current sensor 78 recorded, calculated.

Der Stromsteuerabschnitt 771x ist ein Block, der einen Wert als ein EIN-Zeitverhältnis für die FETs 71 und 72 ausgibt, indem er eine proportionale Integralberechnung einer Abweichung des neuen Ziel-Ausgangsstromwerts, den der Abweichungsberechnungsabschnitt 771w ausgibt, von dem tatsächlichen Ausgangsstrom Iout durchführt.The flow control section 771x is a block that takes a value as an ON-time ratio for the FETs 71 and 72 by outputting a proportional integral computation of a deviation of the new target output current value that the deviation computation section 771w outputs from the actual output current Iout.

Der Schaltübergangszeitmessabschnitt 771q, der Abweichungsberechnungsabschnitt 771r und der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 771s weisen dieselben Funktionen und Aufbauten wie der Schaltübergangszeitmessabschnitt 671q, der Abweichungsberechnungsabschnitt 671r und der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 671s der sechsten Ausführungsform auf.The shift transition time measuring section 771q , the deviation calculation section 771r and the shift transition time control section 771S have the same functions and structures as the shift transition time measuring section 671q , the deviation calculation section 671r and the shift transition time control section 671s to the sixth embodiment.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 771t ist ein Block, der die EIN-Zeit für die FETs 71 und 72 basierend auf dem EIN-Zeitverhältnis, das der Spannungssteuerabschnitt 771x ausgibt, und der Schaltdauer, die der Schaltübergangszeitsteuerabschnitt 771s ausgibt, berechnet und ausgibt.The ON-time calculation section 771t is a block that is the ON time for the FETs 71 and 72 based on the ON-time ratio, the voltage control section 771x and the shift duration that the shift transition timing section 771S outputs, calculates and outputs.

Der Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 771u ist ein Block, der das Ansteuersignal zum Ansteuern der FETs 71 und 72 basierend auf den EIN-Zeiten für die FETs 71 und 72, die von dem EIN-Zeitberechnungsabschnitt 771t ausgegeben werden, erzeugt und ausgibt.The drive signal generating section 771u is a block representing the drive signal for driving the FETs 71 and 72 based on the ON times for the FETs 71 and 72 received from the ON time calculation section 771t be issued, generated and outputs.

Die Ansteuerschaltungen 772 und 773, die in 18 gezeigt sind, weisen dieselben Funktionen und Auftauten wie die Ansteuerschaltungen 672 und 673 der sechsten Ausführungsform auf.The drive circuits 772 and 773 , in the 18 are shown to have the same functions and thawing as the drive circuits 672 and 673 to the sixth embodiment.

Nachstehend werden mit Bezug auf 18 und 19 Betriebsweisen des elektrischen Leistungswandlers der siebten Ausführungsform erklärt.Hereinafter, with reference to 18 and 19 Operations of the electric power converter of the seventh embodiment explained.

Da der Betrieb der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 770, die in 18 gezeigt ist, derselbe wie der Betrieb der Schaltübergangszeit-Erfassungsschaltung 670 der sechsten Ausführungsform ist, wird eine Erklärung ausgelassen.Since the operation of the switching transition time detection circuit 770 , in the 18 the same as the operation of the switching transition time detecting circuit 670 In the sixth embodiment, explanation is omitted.

Betriebsweisen des Controllers und der Ansteuerschaltung werden erklärt.Operating modes of the controller and the drive circuit are explained.

Der Spannungssteuerabschnitt 771p, der in 19 gezeigt ist, gibt den Wert als den Ziel-Ausgangsstromwert aus, indem er eine proportionale Integralberechnung der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout durchführt.The voltage control section 771p who in 19 is shown outputs the value as the target output current value by making a proportional integral calculation of the deviation of the target output voltage value Vout * from the actual output voltage Vout.

Der Auswahlabschnitt 771v wählt unter dem Ziel-Ausgangsstromwert, der durch den Spannungssteuerabschnitt 771p ausgegeben wird, und dem Ziel-Ausgangsstromwert Iout*, der von außen eingegeben wird, den kleineren als den neuen Ziel-Ausgangsstromwert aus, und gibt diesen aus.The selection section 771v selects below the target output current value provided by the voltage control section 771p and the target output current value Iout * input from the outside outputs and outputs the smaller than the new target output current value.

Der Abweichungsberechnungsabschnitt 771w berechnet die Abweichung des neuen Ziel-Ausgangsstromwerts von dem tatsächlichen Ausgangsstrom Iout und gibt diesen aus.The deviation calculation section 771w calculates and outputs the deviation of the new target output current value from the actual output current Iout.

Der Stromsteuerabschnitt 771x gibt den Wert als das neue EIN-Zeitverhältnis für die FETs 71 und 72 aus, indem er die proportionale Integralberechnung der Abweichung des neuen Ziel-Ausgangsstromwerts von dem tatsächlichen Ausgangsstrom Iout durchführt.The flow control section 771x returns the value as the new ON-time ratio for the FETs 71 and 72 by performing the proportional integral calculation of the deviation of the new target output current value from the actual output current Iout.

Das heißt im Gegensatz zu dem Controller 671 der sechsten Ausführungsform wird das EIN-Zeitverhältnis für die FETs 71 und 72 unter Berücksichtigung des Ziel-Ausgangsstromwerts und des Ausgangsstroms berechnet.That is contrary to the controller 671 In the sixth embodiment, the ON-time ratio for the FETs becomes 71 and 72 calculated taking into account the target output current value and the output current.

Der EIN-Zeitberechnungsabschnitt 771t berechnet die EIN-Zeit für die FETs 71 und 72 basierend auf dem EIN-Zeitverhältnis und der Schaltdauer und gibt diese aus.The ON-time calculation section 771t calculates the ON time for the FETs 71 and 72 based on the ON-time ratio and the switching duration and outputs this.

Der Ansteuersignalerzeugungsabschnitt 771u erzeugt das Ansteuersignal zum Ansteuern der FETs 71 und 72 basierend auf der EIN-Zeit für die FETs 71 und 72, und gibt diese aus.The drive signal generating section 771u generates the drive signal to drive the FETs 71 and 72 based on the ON time for the FETs 71 and 72 , and gives it out.

Die Ansteuerschaltungen 772 und 773, die in 18 gezeigt sind, schalten die FETs 71 und 72 jeweils basierend auf dem Ansteuersignal ein und schalten sie aus. The drive circuits 772 and 773 , in the 18 are shown switch the FETs 71 and 72 each based on the drive signal on and off.

Demzufolge wird die Schaltübergangszeit auf den Ziel-Schaltübergangszeitwert gesteuert. Das heißt der Drosselspulenstrom IL wird auf den optimalen Wert gesteuert.As a result, the shift transition time is controlled to the target shift transition time value. That is, the reactor current IL is controlled to the optimum value.

Daher kann der elektrische Leistungswandler 7, der elektrische Leistung von der Hochspannungsbatterie B70 der Niederspannungsbatterie B71 zuführt, in dem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden.Therefore, the electric power converter 7 , which supplies electric power from the high-voltage battery B70 to the low-voltage battery B71, can be controlled in the current critical mode without detecting a reactor current.

Nachstehend werden Wirkungen des elektrischen Leistungswandlers der siebten Ausführungsform erklärt.Next, effects of the electric power converter of the seventh embodiment will be explained.

Gemäß der siebten Ausführungsform kann wie bei der sechsten Ausführungsform der elektrische Leistungswandler 7, der ein Aufwärts-/Abwärts-Wandler ist, in dem derzeitigen kritischen Modus ohne Erfassung eines Drosselspulenstroms gesteuert werden. Darüber hinaus kann ein Schaltverlust unterdrückt werden.According to the seventh embodiment, as in the sixth embodiment, the electric power converter 7 which is an up / down converter to be controlled in the current critical mode without detecting a reactor current. In addition, a switching loss can be suppressed.

Gemäß der siebten Ausführungsform steuert die Steuerschaltung 77 die FETs 71 und 72 basierend auf der Abweichung des Ziel-Ausgangsstromwerts Vout* von der tatsächlichen Ausgangsspannung Vout, dem Ziel-Ausgangsstromwert Iout* und dem Ausgangsstromwert Iout.According to the seventh embodiment, the control circuit controls 77 the FETs 71 and 72 based on the deviation of the target output current value Vout * from the actual output voltage Vout, the target output current value Iout *, and the output current value Iout.

Daher kann die Ausgangsspannung Vout auf den Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* gesteuert werden, und der Ausgangsstromwert Iout kann auf den Ziel-Ausgangsstromwert Iout* gesteuert werden.Therefore, the output voltage Vout can be controlled to the target output voltage value Vout *, and the output current value Iout can be controlled to the target output current value Iout *.

Gemäß der siebten Ausführungsform wählt die Steuerschaltung 77 unter dem Ziel-Ausgangsstromwert, der basierend auf der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts Vout* und der Ausgangsspannung Vout erlangt wird, und dem tatsächlichen Ziel-Ausgangsstromwert Iout*, der von außen eingegeben wird, einen kleineren als einen neuen Ziel-Ausgangsstromwert aus, und steuert die FETs 71 und 72 basierend auf der Abweichung eines neuen Ziel-Ausgangsstromwerts von dem tatsächlichen Ausgangsstrom Iout.According to the seventh embodiment, the control circuit selects 77 below the target output current value obtained based on the deviation of the target output voltage value Vout * and the output voltage Vout and the actual target output current value Iout * input from the outside, a smaller than a new target output current value, and controls the FETs 71 and 72 based on the deviation of a new target output current value from the actual output current Iout.

Daher kann die Ausgangsspannung Vout zuverlässig auf den Ziel-Ausgangsspannungswert Vout* gesteuert werden, und der Ausgangsstromwert Iout kann zuverlässig auf den Ziel-Ausgangsstromwert Iout* gesteuert werden.Therefore, the output voltage Vout can be reliably controlled to the target output voltage value Vout *, and the output current value Iout can be reliably controlled to the target output current value Iout *.

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Claims (12)

Elektrischer Leistungswandler, aufweisend: eine Drosselspule (15, 25, 35, 45, 55, 65, 75); einen Hauptschalter (11, 22, 31, 32, 41, 51, 61, 71), der eine Leistungszufuhr zu der Drosselspule verbindet, indem er eingeschaltet wird, und Strom von der Leistungszufuhr der Drosselspule zuführt, um in der Drosselspule Energie zu speichern; einen synchronen Gleichrichtungsschalter (12, 21, 32, 31, 42, 52, 62, 72), der die Drosselspule mit einer Last verbindet, indem er während einer Dauer eingeschaltet wird, in welcher der Hauptschalter ausgeschaltet ist, und die Energie freisetzt, die in der Drosselspule gespeichert ist, um den Strom von der Drosselspule der Last zuzuführen; und eine Steuerschaltung (17, 27, 37, 47, 57, 67, 77), die mit dem Hauptschalter und dem synchronen Gleichrichtungsschalter verbunden ist, und den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter steuert; wobei die Steuerschaltung eine Schaltübergangszeit erfasst, die einen Übergangszustand einer Queranschlussspannung des Hauptschalters zeigt, und den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter basierend auf der erfassten Schaltübergangszeit steuert.Electric power converter, comprising: a choke coil ( 15 . 25 . 35 . 45 . 55 . 65 . 75 ); a main switch ( 11 . 22 . 31 . 32 . 41 . 51 . 61 . 71 ), which connects a power supply to the choke coil by being turned on, and supplies power from the power supply to the choke coil to store energy in the choke coil; a synchronous rectification switch ( 12 . 21 . 32 . 31 . 42 . 52 . 62 . 72 ), which connects the reactor to a load by being turned on for a period in which the main switch is turned off, and releases the energy stored in the reactor to supply the current from the reactor to the load; and a control circuit ( 17 . 27 . 37 . 47 . 57 . 67 . 77 ), which is connected to the main switch and the synchronous rectification switch, and controls the main switch and the synchronous rectification switch; wherein the control circuit detects a switching transition time indicating a transient state of a cross-terminal voltage of the main switch, and controls the main switch and the synchronous rectification switch based on the detected switching transition time. Elektrischer Leistungswandler nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter basierend auf einem Ziel-Ausgangsspannungswert, einer Ausgangsspannung und einer Abweichung eines Ziel-Schaltübergangszeitwerts von der tatsächlichen Schaltübergangszeit steuert.The electric power converter according to claim 1, wherein the control circuit controls the main switch and the synchronous rectification switch based on a target output voltage value, an output voltage, and a deviation of a target switching transition time value from the actual switching transition time. Elektrischer Leistungswandler nach Anspruch 2, wobei eine Schaltdauer basierend auf der Abweichung des Ziel-Schaltübergangszeitwerts von der tatsächlichen Schaltübergangszeit erlangt wird, während die Steuerschaltung (67, 77) ein EIN-Zeitverhältnis basierend auf einer Abweichung des -Ausgangsspannungswerts von der tatsächlichen Ausgangsspannung erlangt, und der Hauptschalter und der synchrone Gleichrichtungsschalter basierend auf dem erlangten EIN-Zeitverhältnis und der Schaltdauer gesteuert werden.An electric power converter according to claim 2, wherein a shift period is obtained based on the deviation of the target shift transition time value from the actual shift transition time, while the control circuit (15 67 . 77 ), an ON-time ratio is obtained based on a deviation of the output voltage value from the actual output voltage, and the main switch and the synchronous rectification switch are controlled based on the obtained ON-time ratio and the switching duration. Elektrischer Leistungswandler nach Anspruch 3, wobei die Steuerschaltung (67, 77) eine EIN-Zeit basierend auf dem EIN-Zeitverhältnis und der Schaltdauer erlangt, und den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter basierend auf der erlangten EIN-Zeit steuert.An electric power converter according to claim 3, wherein the control circuit ( 67 . 77 ) attains an ON time based on the ON-time ratio and the switching duration, and controls the main switch and the synchronous rectification switch based on the acquired ON time. Elektrischer Leistungswandler nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung (17, 27, 37, 47, 57) das EIN-Zeitverhältnis, das basierend auf einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung erlangt wird, durch einen EIN-Zeitverhältniskorrekturwert, der basierend auf der Abweichung des Ziel-Schaltübergangszeitwerts von der tatsächlichen Schaltübergangszeit erlangt wird, korrigiert, und den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter basierend auf dem korrigierten EIN-Zeitverhältnis steuert.Electrical power converter according to claim 2, wherein the control circuit ( 17 . 27 . 37 . 47 . 57 ) the ON-time ratio obtained based on an input voltage and an output voltage is corrected by an ON-time ratio correction value obtained based on the deviation of the target switching transition time value from the actual switching transition time, and the main switch and the synchronous rectification switch based on the corrected ON-time ratio controls. Elektrischer Leistungswandler nach Anspruch 2 oder 5, wobei die Steuerschaltung (17, 27, 37, 47, 57) den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter basierend auf einer Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts von der tatsächlichen Ausgangsspannung steuert.Electrical power converter according to claim 2 or 5, wherein the control circuit ( 17 . 27 . 37 . 47 . 57 ) controls the main switch and the synchronous rectification switch based on a deviation of the target output voltage value from the actual output voltage. Elektrischer Leistungswandler nach Anspruch 6, wobei die Steuerschaltung (17, 27, 37, 47, 57) ein EIN-Zeitverhältnis, das basierend auf der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts von der tatsächlichen Ausgangsspannung korrigiert ist, in die EIN-Zeit umwandelt, und den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter basierend auf der umgewandelten EIN-Zeit steuert.An electric power converter according to claim 6, wherein the control circuit ( 17 . 27 . 37 . 47 . 57 ) converts an ON-time ratio, which is corrected based on the deviation of the target output voltage value from the actual output voltage, into the ON-time, and controls the main switch and the synchronous rectification switch based on the converted ON-time. Elektrischer Leistungswandler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Steuerschaltung (47, 77) den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter basierend auf einer Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts von der tatsächlichen Ausgangsspannung, einem Ziel-Ausgangsstromwert, der von außen eingegeben wird, und einem Ausgangsstrom steuert.Electrical power converter according to one of claims 2 to 4, wherein the control circuit ( 47 . 77 ) controls the main switch and the synchronous rectification switch based on a deviation of the target output voltage value from the actual output voltage, a target output current value input from the outside, and an output current. Elektrischer Leistungswandler nach Anspruch 8, wobei die Steuerschaltung (47, 77) unter dem -Ausgangsstromwert, der basierend auf der Abweichung des Ziel-Ausgangsspannungswerts von der tatsächlichen Ausgangsspannung erlangt wird, und dem Ziel-Ausgangsstromwert, der von außen eingegeben wird, einen kleineren als einen neuen Ziel-Ausgangsstromwert auswählt, und den Hauptschalter und den synchronen Gleichrichtungsschalter basierend auf der Abweichung des neuen Ziel-Ausgangsstromwerts von dem tatsächlichen Ausgangsstrom steuert.Electrical power converter according to claim 8, wherein the control circuit ( 47 . 77 ) under the output current value obtained based on the deviation of the target output voltage value from the actual output voltage and the target output current value input from the outside selects a smaller than a new target output current value, and the main switch and the synchronous one Rectification switch based on the deviation of the new target output current value from the actual output current. Elektrischer Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Schaltübergangszeit eine Zeit ist, welche die Queranschlussspannung des Hauptschalters benötigt, um eine Schwellwertspannung zu erreichen, nachdem dem synchronen Gleichrichtungsschalter befohlen wird, auszuschalten.The electric power converter according to any one of claims 1 to 9, wherein the switching transition time is a time which requires the cross-terminal voltage of the main switch to reach a threshold voltage after the synchronous rectification switch is commanded to turn off. Elektrischer Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Hauptschalter (11, 22, 31, 32, 41, 61, 71) und der synchrone Gleichrichtungsschalter (12, 21, 32, 31, 42, 62, 72) in einer Reihenschaltung verbunden sind; ein Ende des Hauptschalters mit der Leistungszufuhr verbunden ist; ein Ende des synchronen Gleichrichtungsschalters mit der Last verbunden ist; und ein Reihenverbindungspunkt des Hauptschalters und des synchronen Gleichrichtungsschalters mit der Drosselspule verbunden ist.Electrical power converter according to one of claims 1 to 10, wherein the main switch ( 11 . 22 . 31 . 32 . 41 . 61 . 71 ) and the synchronous rectification switch ( 12 . 21 . 32 . 31 . 42 . 62 . 72 ) are connected in a series connection; one end of the main switch is connected to the power supply; one end of the synchronous rectification switch is connected to the load; and a series connection point of the main switch and the synchronous rectification switch is connected to the choke coil. Elektrischer Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Drosselspule (55) ein Transformator ist, der eine primäre Wicklung und eine sekundäre Wicklung aufweist; ein Ende des Hauptschalters (51) mit der Leistungszufuhr verbunden ist und ein anderes Ende des Hauptschalters mit der primären Wicklung verbunden ist; und ein Ende des synchronen Gleichrichtungsschalters (52) mit der sekundären Wicklung verbunden ist und ein anderes Ende des synchronen Gleichrichtungsschalters mit der Last verbunden ist.Electrical power converter according to one of claims 1 to 10, wherein the choke coil ( 55 ) is a transformer having a primary winding and a secondary winding; one end of the main switch ( 51 ) is connected to the power supply and another end of the main switch is connected to the primary winding; and one end of the synchronous rectification switch ( 52 ) is connected to the secondary winding and another end of the synchronous rectification switch is connected to the load.
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