DE112014000545T5 - Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers - Google Patents

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Susumu Sato
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Hiroshi Tamura
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Abstract

Ein Ziel ist das Unterdrücken der Degeneration eines hochspannungsseitigen Akkus ungeachtet der Stärke eines Laststroms. Es ist eine Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers vorgesehen, der aus einem primärseitigen Stromkreis, der elektrisch zwischen einer Eingangsseite und einem Transformator verbunden ist, und einem sekundärseitigen Stromkreis besteht, der elektrisch zwischen einer Ausgangsseite und dem Transformator verbunden ist. Die Steuereinheit beinhaltet eine Befehlserzeugungseinheit 325, die einen Ausgangsstrombegrenzungswert auf Grundlage einer festgestellten Eingangsspannung auf einen vorgegebenen Wert einstellt, eine Arbeitslasterzeugungseinheit 330, die eine Arbeitslast, die zum EIN/AUS-Schalten eines Schaltelements konfiguriert ist, auf Grundlage des Ausgangsstrombegrenzungswerts und eines festgestellten Ausgangsstroms berechnet, und eine Schaltsignalerzeugungseinheit 335, die ein Schaltsignal auf Grundlage der Arbeitslast erzeugt. Die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 erzeugt die Arbeitslast, so dass ein Ausgangsstrom auf den Ausgangsstrombegrenzungswert oder darunter begrenzt ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung eines Stromrichters, und insbesondere eine Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers, der dazu in der Lage ist, die Degeneration eines verwendeten hochspannungsseitigen Akkus zu unterdrücken.
  • Stand der Technik
  • Für den Stand der Technik in diesem Fachgebiet kann JP-A-62-173901 (PTL 1) als Beispiel dienen. PTL 1 beschreibt, dass eine Ausgangsspannung eines Gleichspannungswandlers entsprechend einer Spannungsabnahme eines hochspannungsseitigen Akkus linear reduziert wird, um ein Überentladen des hochspannungsseitigen Akkus zu unterdrücken, und somit ein Degenerieren des hochspannungsseitigen Akkus unterdrückt wird.
  • Liste der Bezugsverweise
  • Patentliteratur
    • PTL 1: JP-A-62-173901
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Problemstellung
  • PTL 1 betrifft jedoch eine Technologie, die nur eine Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers regelt, und daher ist es schwierig, einen Eingangs-/Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers auf einen vorgegebenen Wert zu regeln. In einem Steuerverfahren des Gleichspannungswandlers ändert sich die Größe des Eingangs-/Ausgangsstroms des Gleichspannungswandlers abhängig von der Größe eines Stroms (nachstehend als Laststrom bezeichnet), der für eine Hilfssystemlast benötigt wird, die mit einem niedrigspannungsseitigen Akku verbunden ist. Das heißt, dass in PTL 1 in einem Fall, in dem der Laststrom zunimmt, ein der Last vom hochspannungsseitigen Akku über den Gleichspannungswandler bereitgestellter Strom zunimmt, und so ein Überentladen des hochspannungsseitigen Akkus in manchen Fällen nicht unterdrückt werden kann. Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung des Problems gemacht, und ein Ziel davon ist das Bereitstellen einer Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers, die in der Lage ist, die Degeneration eines hochspannungsseitigen Akkus unabhängig von der Größe eines Laststroms zu unterdrücken.
  • Problemlösung
  • In der Erfindung wird das oben genannte Problem mit den folgenden Mitteln gelöst. Gemäß einem Aspekt der Erfindung beinhaltet eine Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers, der aus einem primärseitigen Stromkreis, der elektrisch zwischen einer Eingangsseite und einem Transformator verbunden ist, und einem sekundärseitigen Stromkreis besteht, der elektrisch zwischen einer Ausgangsseite und dem Transformator verbunden ist, eine Befehlserzeugungseinheit, die einen Ausgangsstrombegrenzungswert des sekundärseitigen Schaltkreises auf Grundlage einer festgestellten Eingangsspannung des primärseitigen Schaltkreises auf einen vorgegebenen Wert einstellt; eine Arbeitslasterzeugungseinheit, die eine Arbeitslast, die zum EIN/AUS-Schalten eines Schaltelements konfiguriert ist, das den primärseitigen Schaltkreis bildet, auf Grundlage des Ausgangsstrombegrenzungswerts, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, und eines festgestellten Ausgangsstroms des sekundärseitigen Schaltkreises berechnet; und eine Schaltsignalerzeugungseinheit, die ein Schaltsignal des primärseitigen Schaltkreises auf Grundlage der Arbeitslast erzeugt, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit berechnet wird, wobei die Arbeitslasterzeugungseinheit die Arbeitslast so erzeugt, dass der Ausgangsstrom des sekundärseitigen Schaltkreises auf den Ausgangsstrombegrenzungswert oder darunter begrenzt ist.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Die Erfindung weist die oben beschriebene Konfiguration auf, und daher ist es möglich, die Degeneration eines hochspannungsseitigen Akkus unabhängig von der Größe eines Laststroms zu unterdrücken.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Ansicht, die ein Hybridfahrzeugsystem mit einem Gleichspannungswandler 400 gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
  • 2 ist eine Ansicht, die eine Steuervorrichtung 310 gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
  • 3 ist eine Ansicht, die eine Befehlserzeugungseinheit 325 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 4 ist eine Ansicht, die eine Arbeitslasterzeugungseinheit 330 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 5 ist eine Ansicht, die eine Proportional-Integral-Reglereinheit 600 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 6 ist eine Ansicht, die eine Schaltsignalerzeugungseinheit 335 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 7 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Eingangsspannung V5 und einer Ausgangsspannung V10 und einem Ausgangsstrom I10 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 8 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Eingangsspannung V5, der Ausgangsspannung V10 und dem Ausgangsstrom I10 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 9 ist eine Ansicht, die ein Hybridfahrzeugsystem mit einem Gleichspannungswandler 405 gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
  • 10 ist eine Ansicht, die eine Steuervorrichtung 315 gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
  • 11 ist eine Ansicht, die eine Befehlserzeugungseinheit 327 gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
  • 12 ist eine Ansicht, die eine Arbeitslasterzeugungseinheit 332 gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
  • 13 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen eine Eingangsspannung V5 und einer Ausgangsspannung V10 und einem Eingangsstrom I15 gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
  • 14 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Eingangsspannung V5, der Ausgangsspannung V10 und dem Eingangsstrom I15 gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
  • 15 ist eine Ansicht, die eine Steuervorrichtung 319 gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
  • 16 ist eine Ansicht, die eine Arbeitslasterzeugungseinheit 334 gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
  • 17 ist eine Ansicht, die eine Spannungs-/Stromregeleinheit 606 gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • (Hybridfahrzeugsystem, das einen Gleichspannungswandler beinhaltet)
  • 1 ist eine Ansicht, die ein Hybridfahrzeugsystem mit einem Gleichspannungswandler 400 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Ein primärseitiger Schaltkreis des Gleichspannungswandlers 400 und eine Gleichstromseite eines Wechselrichters 500 sind mit einem hochspannungsseitigen Akku 10 verbunden. Als hochspannungsseitiger Akku 10 kann ein Nickel-Wasserstoff-Speicherakku, ein Lithium-Ionen-Akku oder dergleichen verwendet werden. Ein sekundärseitiger Schaltkreis des Gleichspannungswandlers 400 ist magnetisch mit dem primärseitigen Schaltkreis über einen Transformators 50 verbunden und ist mit einem niedrigspannungsseitigen Akku 100 und einer Hilfssystemlast 110 (nachstehend als Last 110 bezeichnet) parallel geschaltet. Als niedrigspannungsseitiger Akku 100 wird ein Bleispeicherakku oder dergleichen eingesetzt.
  • Eine Dreiphasen-Wechselstromseite des Wechselrichters 500 ist mit einer Dreiphasenwicklung verbunden, die um einen Stator eines Motorgenerators 510 gewickelt ist. Der Wechselrichter 500 wandelt als Reaktion auf einen Drehmomentbefehl des Motorgenerators 510, der von einer Fahrzeugsteuervorrichtung empfangen wird (nicht dargestellt) eine Gleichspannung des hochspannungsseitigen Akkus 10 in einen Dreiphasen-Wechselstrom mit variabler Spannung und variabler Frequenz um. Der Wechselrichter 500 wendet eine umgewandelte Dreiphasen-Wechselspannung auf die Dreiphasenwicklung des Motorengenerators 510 an, um einen Dreiphasen-Wechselstrom zu regeln, der durch die Dreiphasenwicklung des Motorgenerators 510 fließt.
  • Der Motorgenerator 510 erzeugt ein magnetisches Drehfeld anhand des Dreiphasenwechselstroms, der durch die um den Stator gewickelte Dreiphasenwicklung fließt, und erzeugt das Drehmoment des Motorgenerators 510, in dem er die Drehbewegung eines Rotators durch das erzeugte magnetische Drehfeld beschleunigt oder verlangsamt. Das erzeugte Drehmoment des Motorgenerators 510 wird über eine Motorgeneratorwelle 360 auf ein Getriebe 365 übertragen. Vorzugsweise verwendet der an einem Fahrzeug angebrachte Motorgenerator 510 einen leistungsstarken elektrischen Permanentmagnetmotor von kleiner Größe und hoher Wirksamkeit, es kann jedoch problemlos ein Induktionsmotor oder dergleichen verwendet werden.
  • Ein Motor 375 steuert das Ansaugen, Verdichten, Zünden und Ausstoßen eines Kraftstoffs als Reaktion auf einen Drehmomentbefehl eines Motors 375, der von einer Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) empfangen wird, und erzeugt dadurch das Drehmoment des Motors 375. Das erzeugte Drehmoment des Motors 375 wird über eine Motorgeneratorwelle 370 auf ein Getriebe 365 übertragen.
  • Das Getriebe 365 überträgt das gesamte Drehmoment des Drehmoments des Motorgenerators 510 und das Drehmoment des Motors 375, die übertragen werden, über eine Propellerwelle 380 auf ein Differentialgetriebe 520. Das Differentialgetriebe 520 wandelt das vom Getriebe 365 übertragene Drehmoment in Antriebswellendrehmoment um und überträgt das Drehmoment auf eine Antriebswelle 530. Die Antriebswelle 530 beschleunigt oder verlangsamt die Drehbewegung der Antriebsräder 540 eines Fahrzeugs über das übertragene Antriebswellendrehmoment und beschleunigt oder verlangsamt dadurch das Fahrzeug (nicht dargestellt).
  • Außerdem wandelt der Motorgenerator 510 das Drehmoment des Motors 375, das über das Getriebe 365 auf die Motorgeneratorwelle 360 übertragen wird, in elektrische Leistung um, und die umgewandelte elektrische Leistung kann über den Wechselrichter 500 in den hochspannungsseitigen Akku 10 geladen werden. Außerdem wandelt der Motorgenerator 510 Rotationsenergie des Antriebsrads 540, die nacheinander über die Antriebswelle 530, das Differentialgetriebe 520, die Propellerwelle 380 und das Getriebe 365 auf die Motorgeneratorwelle 360 übertragen wird, in elektrische Leistung um, und die umgewandelte elektrische Leistung kann ebenfalls über den Wechselrichter 500 in den hochspannungsseitigen Akku 10 geladen werden.
  • Hier wird ein Betrieb des Lieferns elektrischer Leistung vom hochspannungsseitigen Akku 10 an den Motorgenerator 510 über den Wechselrichter 500 als Leistungslaufbetrieb definiert, und ein Betrieb des Ladens der im Motorgenerator 510 erzeugten elektrischen Leistung in den hochspannungsseitigen Akku 10 wird als Regenerationsbetrieb definiert. Im Leistungslaufbetrieb wird elektrische Leistung vom hochspannungsseitigen Akku 10 an den Motorgenerator 510 geliefert (elektrische Leistung wird aus dem hochspannungsseitigen Akku 10 entnommen), und somit wird die Spannung im hochspannungsseitigen Akku 10 reduziert.
  • Andererseits wird während des Regenerationsbetriebs die elektrische Leistung, die im Motorgenerator 510 erzeugt wird, in den hochspannungsseitigen Akku 10 geladen, und somit wird die Spannung des hochspannungsseitigen Akkus 10 erhöht. Um die Degeneration des hochspannungsseitigen Akkus 10 zu unterdrücken, ist es notwendig, ein Überentladen oder Überladen des hochspannungsseitigen Akkus 10 zu verhindern, indem der Leistungsfahrbetrieb und der Regenerationsbetrieb auf gut ausgeglichene Weise gesteuert werden. Um in einem Hybridfahrzeug jedoch geringen Brennstoffverbrauch zu erzielen, sollte bevorzugt der Einsatz des Leistungsfahrbetriebs während des Anfahrens und Beschleunigens des Fahrzeugs maximiert werden und der Einsatz einer Nutzbremse während des Verlangsamen des Fahrzeugs maximiert werden, und daher besteht die Möglichkeit, dass der hochspannungsseitige Akku 10 in einen überentladenen oder überladenen Zustand gebracht wird. Folglich ist in der Erfindung der Gleichspannungswandler 400 vorgesehen, der ein Überentladen und Überladen des hochspannungsseitigen Akkus 10 unterdrücken kann.
  • Der Gleichspannungswandler 400 gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet einen Filterkondensator 20, einen Spannungssensor 192, MOSFETs 210, 220, 230 und 240 und eine Resonanzdrossel 30 in einem primärseitigen Schaltkreis. Im Filterkondensator 20 ist ein Ende des Filterkondensators 20 mit einer Hochpotentialseite des Hochspannungsakkus 10 verbunden, und das andere Ende des Filterkondensators 20 ist mit einer Niederpotentialseite des Hochspannungsakkus 10 verbunden. Im Spannungssensor 192 ist ein Ende des Spannungssensors 192 mit einer Hochpotentialseite des Hochspannungsakkus 10 verbunden, und das andere Ende des Spannungssensors 192 ist mit einer Niederpotentialseite des Hochspannungsakkus 10 verbunden.
  • Die Hochpotentialseite des Hochspannungsakkus 10 ist mit einem Drain des MOSFET 210 und einem Drain des MOSFET 230 verbunden. Die Niederpotentialseite des Hochspannungsakkus 10 ist mit einer Source des MOSFET 220 und einer Source des MOSFET 240 verbunden. Eine Source des MOSFET 210 ist mit einem Drain des MOSFET 220 und einem Ende der Resonanzdrossel 30 verbunden. Das andere Ende der Resonanzdrossel 30 ist mit einem Ende einer primärseitigen Wicklung 40 des Transformators 50 verbunden. Das andere Ende der primärseitigen Wicklung 40 des Transformators 50 ist mit einer Source des MOSFET 230 und einem Drain des MOSFET 240 verbunden. Hier kann die Resonanzdrossel 30 durch Verbindungsinduktivität oder Streuinduktivität des Transformators 50 ersetzt werden.
  • Der Gleichspannungswandler 400 beinhaltet einen Glättungskondensator 90, eine Glättungsdrossel 80, einen Snubber-Kondensator 25, einen Spannungssensor 190, einen Stromsensor 200 und MOSFETs 250, 260, 270 und 280 in einem sekundärseitigen Schaltkreis.
  • Ein Ende einer sekundärseitigen Wicklung 60 des Transformators 50 ist mit einer Source des MOSFET 260 und einem Drain des MOSFET 280 verbunden. Das andere Ende der sekundärseitigen Wicklung 60 des Transformators 50 ist mit einem Ende einer sekundärseitigen Wicklung 70 des Transformators 50 und einem Ende der Glättungsdrossel 80 verbunden. Das andere Ende der sekundärseitigen Wicklung 70 des Transformators 50 ist mit einer Source des MOSFET 250 und einem Drain des MOSFET 270 verbunden.
  • Ein Drain des MOSFET 250 und ein Drain des MOSFET 260 sind mit einem Ende des Snubber-Kondensators 25 verbunden. Das andere Ende des Snubber-Kondensators 25 ist mit einer Source des MOSFET 270, einer Source des MOSFET 280 und einem Ende des Stromsensors 200 verbunden.
  • Das andere Ende der Glättungsdrossel 80 ist mit einem Ende des Glättungskondensators 90 und einem Ende des Spannungssensors 190 verbunden. Das andere Ende des Glättungskondensators 90 und das andere Ende des Spannungssensors 190 sind mit dem anderen Ende des Stromsensors 200 verbunden.
  • Eine Hochpotentialseite des Niederspannungsakkus 100 ist mit dem einen Ende des Glättungskondensators 90, dem einem Ende des Spannungssensors 190 und dem anderen Ende der Glättungsdrossel 80 verbunden. Eine Niederpotentialseite des Niederspannungsakkus 100 ist mit dem anderen Ende des Glättungskondensators 90, dem anderen Ende des Spannungssensors 190, dem anderen Ende des Stromsensors 200 und einer Masse eines Fahrzeugs verbunden. Außerdem ist ein Ende der Last 110 mit der Hochpotentialseite des Niederspannungsakkus 100 verbunden, und das andere Ende der Last 110 ist mit einer Niederpotentialseite des Niederspannungsakkus 100 verbunden.
  • Der Gleichspannungswandler 400 beinhaltet den Spannungssensor 192, der mit dem hochspannungsseitigen Akku 10 parallel geschaltet ist, den Spannungssensor 190, der mit dem niedrigspannungsseitigen Akku 100 parallel geschaltet ist, und den Stromsensor 200, der mit dem niedrigspannungsseitigen Akku 100 in Reihe geschaltet ist. Der Spannungssensor 192 stellt eine Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 400 fest. Der Spannungssensor 190 stellt eine Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 400 fest. Der Stromsensor 200 stellt einen Ausgangsstrom I10 des Gleichspannungswandlers 400 fest.
  • Die Spannungssensoren bestehen aus nichtinvertierenden Verstärkern, die einen Spannungsteilerwiderstand und einen Operationsverstärker, einen Differentialverstärker und dergleichen verwenden. Der Stromsensor besteht aus einem Shunt-Widerstand, einem Hallelement und dergleichen.
  • Eine Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 erzeugt eine Gate-Spannung V30, die so konfiguriert ist, dass sie EIN/AUS von MOSFET 210, das ein Schaltelement des Gleichspannungswandlers 400 ist, auf Grundlage der Eingangsspannung V5, der Ausgangsspannung V10 und des Ausgangsstroms 110 steuert, und die erzeugte Gate-Spannung V30 in ein Gate des MOSFET 210 eingibt. Wie unten beschrieben, gibt die Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 eine Gate-Spannung V40 in ein Gate des MOSFET 220 ein, gibt eine Gate-Spannung V50 in ein Gate des MOSFET 230 ein, gibt eine Gate-Spannung V60 in ein Gate des MOSFET 240 ein, gibt eine Gate-Spannung V70 in ein Gate des MOSFET 250 ein, gibt eine Gate-Spannung V80 in ein Gate des MOSFET 260 ein, gibt eine Gate-Spannung V90 in ein Gate des MOSFET 270 ein und gibt eine Gate-Spannung V100 in ein Gate des MOSFET 280 ein.
  • (Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers)
  • 2 ist eine Ansicht, die eine Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Die Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 beinhaltet einen A/D-Wandler 320, der einen analogen Wert in einen digitalen Wert umwandelt, eine Befehlserzeugungseinheit 325, eine Arbeitslasterzeugungseinheit 330, eine Schaltsignalerzeugungseinheit 335 und eine Gate-Treiberschaltung 340.
  • Der A/D-Wandler 320 wandelt einen analogen Wert der Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 400, der vom Spannungssensor 192 festgestellt wird, in einen digitalen Wert VD5 um. Außerdem wandelt der A/D-Wandler 320 einen analogen Wert der Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 400, der vom Spannungssensor 190 festgestellt wird, in einen digitalen Wert VD10 um. Außerdem wandelt der A/D-Wandler 320 einen analogen Wert des Ausgangsstroms I10 des Gleichspannungswandlers 400, der vom Stromsensor 200 festgestellt wird, in einen digitalen Wert ID10 um.
  • Die Befehlserzeugungseinheit 325 erzeugt einen Ausgangsspannungsbefehl VD10ref und einen Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400 auf Grundlage des digitalen Werts VD5 (nachstehend als Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 400 bezeichnet), der die Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 400 darstellt, die vom Spannungssensor 192 festgestellt wird, und des digitalen Werts VD10 (nachstehend als Ausgangsspannung VD10 des Gleichspannungswandlers 400 bezeichnet), der die Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 400 darstellt, der vom Spannungssensor 190 festgestellt wird.
  • Die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 erzeugt eine Arbeitslast „Duty” von jedem der MOSFETs 210, 220, 230 und 240 auf Grundlage des Ausgangsspannungsbefehls VD10ref und des Ausgangsstrombegrenzungswerts ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400, die von der Befehlserzeugungseinheit 325 erzeugt werden, der Ausgangsspannung VD10 des Gleichspannungswandlers 400, die vom A/D-Wandler 320 ausgegeben wird, und des digitalen Werts ID10 (nachstehend als Ausgangsstrom ID10 des Gleichspannungswandlers 400 bezeichnet), der den Ausgangsstrom I10 darstellt.
  • Die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 erzeugt die EIN-/AUS-Signale S30, S40, S50, S60, S70, S80, S90 und S100 der MOSFETs 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270 und 280 des Gleichspannungswandlers 400 auf Grundlage der Arbeitslast „Duty” der MOSFETs 210, 220, 230 und 240 des Gleichspannungswandlers 400, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit 330 erzeugt werden.
  • Die Gate-Treiberschaltung 340 erzeugt die Gate-Spannungen V30, V40, V50, V60, V70, V80, V90 und V100, die zum Ein- und Ausschalten der MOSFETs 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270 und 280 des Gleichspannungswandlers 400 auf Grundlage der EIN-/AUS-Signale S30, S40, S50, S60, S70, S80, S90 und S100 der MOSFETs 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270 und 280 des Gleichspannungswandlers 400 konfiguriert sind, die von der Schaltsignalerzeugungseinheit 335 erzeugt werden.
  • (Befehlserzeugungseinheit 325))
  • 3 ist eine Ansicht, die die Befehlserzeugungseinheit 325 darstellt, die der Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt ist. Bezüglich der Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 400 stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 jedoch im Voraus vier Bereiche ähnlich Ausdruck (1) fest. (Ausdruck 1) Erster Bereich > zweiter Bereich > dritter Bereich > vierter Bereich ≥ 0 (Null) (1)
  • Das bedeutet in Bezug auf die Eingangsspannung VD5, dass ein Spannungswert von 0 oder größer in vier Bereiche geteilt und als ein erster Bereich, ein zweiter Bereich, ein dritter Bereich und ein vierter Bereich in dieser Reihenfolge vom hohen Wert ausgehend festgelegt wird.
  • Zuerst erfasst in Schritt a1, der in 3 dargestellt ist, die Befehlserzeugungseinheit 325 die Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 400, die vom A/D-Wandler 320 (nachstehend einfach als Eingangsspannung VD5 bezeichnet) ausgegeben wird, und erfasst in Schritt a2 die Ausgangsspannung VD10 des Gleichspannungswandlers 400 (nachstehend einfach als Ausgangsspannung VD10 bezeichnet). Dann stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a3 fest, ob die Eingangsspannung VD5, die in Schritt a1 erfasst wird, zum ersten Bereich gehört oder nicht.
  • (Falls die Eingangsspannung zum ersten Bereich gehört)
  • Falls in Schritt a3 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 zum ersten Bereich gehört, stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a4 fest, ob die Eingangsspannung VD5 gleich oder größer als die Obergrenze VD5HLim ist oder nicht, die bezüglich der Eingangsspannung VD5 im Voraus bestimmt wurde.
  • Falls in Schritt a4 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 gleich oder größer als die Obergrenze VD5HLim ist, stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a5 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 auf die Obergrenze VD10HLim ein, die bezüglich der Ausgangsspannung VD10 im Voraus bestimmt wurde. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a6 den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim auf 0 (Null) ein.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 325 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt a5 eingestellt wird, und den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim, der in Schritt a6 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 330 ein.
  • Wenn der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim der Gleichspannungswandlers 400 wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es möglich alle MOSFETs 210 bis 240 des primärseitigen Schaltkreises des Gleichspannungswandlers 400 abzuschalten, bevor die Gesamtspannung V5 aus der Eingangsspannung V5 und einer Stoßspannung, die aufgrund des Schaltens der MOSFETs 210 bis 240 auftritt, eine Prüfspannung der MOSFETs 210 bis 240 überschreitet. Außerdem ist es möglich, alle MOSFETs 250 bis 280 abzuschalten, bevor die Gesamtspannung aus einer Spannung, die an den sekundärseitigen Schaltkreis über den Transformator 50 geliefert wird, und einer Stoßspannung, die aufgrund des Schaltens der MOSFETs 250 bis 280 auftritt, eine Prüfspannung der MOSFETs 250 bis 280 überschreitet. Demnach ist es möglich, einen Überspannungsfehler der MOSFETs 210 bis 280 zu verhindern.
  • Falls andererseits in Schritt a4 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 kleiner als die Obergrenze VD5HLim ist, legt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a7 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 auf einen vorgegebenen Ausgangsspannungswert ein, der der Eingangsspannung VD5 entspricht, die in Schritt a1 erfasst wird. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a8 den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim auf einen vorgegebenen Ausgangsstrom ein, der der Eingangsspannung VD5 entspricht, die in Schritt a1 erfasst wird.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 325 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt a7 eingestellt wird, und den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim, der in Schritt a8 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 330 ein. Der vorgegebene Ausgangsspannungswert, der als Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 eingestellt wird, wird jedoch bezüglich der Zunahme der Eingangsspannung VD5 linear erhöht, und wird bezüglich der Abnahme der Eingangsspannung VD5 linear gesenkt. Außerdem wird der vorgegebene Ausgangsspannungswert im Voraus so eingestellt, dass eine Eingangsspannung VD5, die erfasst wird, zu einem Wert wird, der sich während des Übergangs von einem Wert, der kleiner als der obere Grenzwert VD5HLim ist, nicht schnell auf einen Wert ändert, der gleich oder größer als der obere Grenzwert VD5HLim ist, oder während des Übergangs vom ersten Bereich in den zweiten Bereich, dargestellt in Ausdruck (1).
  • Wenn der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem sich die Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 400 ändert, möglich, eine schnelle Änderung der Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 400 zu unterdrücken.
  • Außerdem wird der vorgegebene Ausgangsstromwert, der als Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400 eingestellt wird, bezüglich der Zunahme der erfassten Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 400 linear gesenkt und bezüglich der Abnahme der erfassten Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers linear erhöht. Außerdem wird der vorgegebene Ausgangsstromwert linear von 0 (Null) auf die Obergrenze ID10HLim, die im Voraus bezüglich des Ausgangsstroms ID10 des Gleichspannungswandlers 400 (nachstehend einfachen als Ausgangsspannung ID10 bezeichnet) festgestellt wurde, entsprechend einer Änderung der erfassten Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 400 geändert.
  • Wenn der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400 wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem sich die Eingangsspannung V5 ändert, möglich, ein schnelles Ändern des Ausgangsstroms I10 zu unterdrücken. Dementsprechend kann ein Unterlastbetrieb der Ausgangsstrombegrenzung I10 stabilisiert werden, und so wird die Zuverlässigkeit des Gleichspannungswandlers 400 verbessert.
  • (Falls die Eingangsspannung zum zweiten Bereich gehört)
  • Falls andererseits in Schritt a3 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 nicht zum ersten Bereich gehört, stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a9 fest, ob die Eingangsspannung VD5 zum zweiten Bereich gehört oder nicht.
  • Falls in Schritt a9 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 zum zweiten Bereich gehört, das heißt, falls der hochspannungsseitige Akku 10 mit großer Wahrscheinlichkeit einen überladenen Zustand erreicht, stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a10 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 auf einen vorgegebenen Ausgangsspannungswert ein, der der Eingangsspannung VD5 entspricht. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a11 den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim auf die Obergrenze ID10HLim ein.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 325 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt a10 eingestellt wird, und den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim, der in Schritt a11 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 330 ein. Der Ausgangsspannungswert, der als Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 eingestellt wird, wird jedoch bezüglich der Zunahme der Eingangsspannung VD5 linear erhöht, und wird bezüglich der Abnahme der Eingangsspannung VD5 linear gesenkt. Außerdem wird der vorgegebene Ausgangsspannungswert im Voraus so eingestellt, dass eine Eingangsspannung VD5, die erfasst wird, zu einem Wert wird, der sich während des Übergangs vom zweiten Bereich zum ersten Bereich oder während des Übergangs vom zweiten Bereich zum dritten Bereich, dargestellt in Ausdruck (1), nicht schnell ändert.
  • Wenn der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem sich die Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 400 ändert, möglich, eine schnelle Änderung der Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 400 zu unterdrücken. Außerdem wird der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim auf die Obergrenze ID10HLim eingestellt, und somit ist es möglich, den Ausgangsstrom I10 des Gleichspannungswandlers 400 in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 400 zu erhöhen. Das heißt, dass es möglich ist, die elektrische Leistung, die aus dem hochspannungsseitigen Akku 10 entnommen wird, in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 400 zu erhöhen, und es somit möglich ist, die Zunahme der Spannung des hochspannungsseitigen Akkus 10 zu unterdrücken. Demnach ist es möglich, ein Überladen des hochspannungsseitigen Akkus 10 zu unterdrücken.
  • (Falls die Eingangsspannung zum dritten Bereich gehört)
  • Falls andererseits in Schritt a9 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 nicht zum zweiten Bereich gehört, stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a12 fest, ob die Eingangsspannung VD5 zum dritten Bereich gehört oder nicht.
  • Falls in Schritt a12 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 zum dritten Bereich gehört, das heißt, falls der hochspannungsseitige Akku 10 mit geringerer Wahrscheinlichkeit einen überentladenen oder überladenen Zustand erreicht, stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a13 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 auf einen Bezugsspannungswert VD10st ein, der im Voraus bezüglich der Ausgangsspannung VD10 bestimmt wurde. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a11 den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim auf die Obergrenze ID10HLim ein.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a13 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt a13 eingestellt wird, und den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim, der in Schritt a11 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 330 ein. Vorzugsweise wird jedoch die Bezugsspannung VD10st, die als Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 eingestellt wird, auf einen konstanten Wert wie beispielsweise 12 V oder dergleichen eingestellt.
  • Wenn der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref und der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400 wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem die Eingangsspannung VD5 vom dritten Bereich in den zweiten Bereich übergeht oder vom dritten Bereich in den vierten Bereich übergeht, dargestellt in Ausdruck (1), möglich, ein schnelles Ändern der Ausgangsspannung V10 zu unterdrücken. Außerdem ist es möglich zu verhindern, dass der hochspannungsseitige Akku 10 und der niedrigspannungsseitige Akku 100 überentladen oder überladen werden.
  • (Falls die Eingangsspannung zum vierten Bereich gehört)
  • Falls andererseits in Schritt a12 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 nicht zum dritten Bereich gehört, stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a14 fest, dass die Eingangsspannung VD5 zum vierten Bereich gehört. Das heißt, dass die Befehlserzeugungseinheit 325 feststellt, dass der hochspannungsseitige Akku 10 sehr wahrscheinlich einen überentladenen Zustand erreichen wird.
  • Dann stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a15 fest, ob die Ausgangsspannung VD10 gleich oder kleiner als die Untergrenze VD10LLim ist oder nicht, die im Voraus bezüglich der Ausgangsspannung VD10 bestimmt wurde.
  • Falls in Schritt a15 festgestellt wird, dass die Ausgangsspannung VD10 gleich oder kleiner als die Untergrenze VD10LLim ist, stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a16 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 auf die Untergrenze VD10LLim ein. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt all den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim auf die Obergrenze ID10HLim ein.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 325 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt a16 eingestellt wird, und den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim, der in Schritt a11 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 330 ein.
  • Wenn der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref und der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400 wie oben beschrieben eingestellt werden, ist es möglich, ein Überentladen des niedrigspannungsseitigen Akkus 100 zu verhindern. In einem Zustand der Eingangsspannung V5 und der Ausgangsspannung V10 wird der Gleichspannungswandler 400 vorzugsweise wie oben beschrieben gesteuert, um dem Verhindern eines Überentladens des niedrigspannungsseitigen Akkus 100 Priorität zu geben, und dadurch ein Überentladen des hochspannungsseitigen Akkus 10 durch den Regenerationsbetrieb zu vermeiden.
  • Falls andererseits in Schritt a15 festgestellt wird, dass die Ausgangsspannung VD10 größer als die Untergrenze VD10LLim ist, stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a17 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 auf einen vorgegebenen Ausgangsspannungswert ein, der der Eingangsspannung VD5 entspricht. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a18 den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim auf einen vorgegebenen Ausgangsstromwert ein, der der Eingangsspannung VD5 entspricht.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 325 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt a17 eingestellt wird, und den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim, der in Schritt a18 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 330 ein. Der vorgegebene Ausgangsspannungswert, der als Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 eingestellt wird, wird jedoch bezüglich der Zunahme der Eingangsspannung VD5 linear erhöht, und wird bezüglich der Abnahme der Eingangsspannung VD5 linear gesenkt. Außerdem wird der vorgegebene Ausgangsspannungswert im Voraus so eingestellt, dass eine Eingangsspannung VD5, die erfasst wird, zu einem Wert wird, der sich während des Übergangs vom vierten Bereich in den dritten Bereich nicht schnell ändert.
  • Wenn der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400 wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem sich die Eingangsspannung V5 schnell ändert, möglich, ein schnelles Ändern der Ausgangsspannung V10 zu unterdrücken.
  • Außerdem wird der vorgegebene Ausgangsstromwert, der als Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400 eingestellt wird, bezüglich der Zunahme der erfassten Eingangsspannung VD5 linear erhöht und bezüglich der Abnahme der Eingangsspannung VD5 linear gesenkt. Außerdem wird der vorgegebene Ausgangsstromwert linear von 0 (Null) auf die Obergrenze ID10HLim in Übereinstimmung mit einer Änderung der Eingangsspannung VD5 geändert.
  • Wenn der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400 wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem sich die Eingangsspannung V5 ändert, möglich, ein schnelles Ändern des Ausgangsstroms I10 zu unterdrücken. Außerdem ist es möglich, den Ausgangsstrom I10 unabhängig von einer Änderung des Laststroms zu begrenzen, und so ist es möglich, den Ausgangsstrom I10 in Kombination mit der Abnahme der Eingangsspannung V5 zu senken. Das heißt, dass es möglich ist, die elektrische Leistung, die aus dem hochspannungsseitigen Akku 10 entnommen wird, in Kombination mit der Abnahme der Eingangsspannung V5 unabhängig von der Größe des Laststroms zu senken, und es somit möglich ist, ein Überentladen des hochspannungsseitigen Akkus 10 zu unterdrücken.
  • (Arbeitslasterzeugungseinheit 330)
  • 4 ist eine Ansicht, die die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 darstellt, die der Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt ist. Wie in 2 gezeigt, erfasst die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref und den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400, die von der Befehlserzeugungseinheit 325 ausgegeben werden, und die Ausgangsspannung VD10 und den Ausgangsstrom ID10 des Gleichspannungswandlers 400, die vom A/D-Wandler 320 ausgegeben werden. Es folgt eine Beschreibung mit Bezug auf 4. Die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 erfasst den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref in Schritt b1, erfasst den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim in Schritt b2, erfasst die Ausgangsspannung VD10 in Schritt b3 und erfasst den Ausgangsstrom ID10 in Schritt b4.
  • Dann stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b5 fest, ob der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400, der in Schritt b2 erfasst wird, 0 (null) ist.
  • Falls in Schritt b5 festgestellt wird, dass der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400, der erfasst wird, 0 (null) ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b6 eine Arbeitslast „Duty” auf 0 (null) ein. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 die Arbeitslast „Duty”, die eingestellt wird, in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben berechnet wird, ist es möglich, alle MOSFETs 210 bis 290 abzuschalten, welche Schaltelemente des Gleichspannungswandlers 400 sind.
  • Falls andererseits in Schritt b5 festgestellt wird, dass der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400, der erfasst wird, nicht 0 (null) ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b7 fest, ob der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400, der erfasst wird, größer als der Ausgangsstrom ID10 ist, der erfasst wird.
  • Falls in Schritt b7 festgestellt wird, dass der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400, der erfasst wird, größer als der Ausgangsstrom ID10 ist, berechnet die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b8 eine Abweichung Dev, indem sie die Ausgangsspannung VD10 vom Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 400, der erfasst wird, subtrahiert. Außerdem stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt 9 eine proportionale Verstärkung Kpv zum Regeln der Ausgangsspannung auf eine proportionale Verstärkung Kp ein, die in die folgende Proportional-Integral-Reglereinheit 600 eingegeben wird. Außerdem stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b10 eine integrale Verstärkung Kiv zum Regeln der Ausgangsspannung auf eine integrale Verstärkung Ki ein.
  • Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b11 die Abweichung Dev, die berechnet wird, und die proportionale Verstärkung Kp und die integrale Verstärkung Ki, die eingestellt werden, in die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 ein und berechnet eine Arbeitslast „Duty”, die so konfiguriert ist, dass sie anhand der Proportional-Integral-Reglereinheit 600 die Abweichung Dev auf 0 (null) einstellt. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 die Arbeitslast „Duty”, die berechnet wird, in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben berechnet wird, ist es möglich, die Ausgangsspannung VD10 des Gleichspannungswandlers 400 an den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref anzupassen.
  • Falls andererseits in Schritt b7 festgestellt wird, dass der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400, der erfasst wird, gleich oder kleiner als der Ausgangsstrom ID10 ist, berechnet die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b12 die Abweichung Dev, indem sie die Ausgangsspannung ID10 vom Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400, der erfasst wird, subtrahiert. Außerdem stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b13 eine proportionale Verstärkung Kpco zum Regeln des Ausgangsstroms auf die proportionale Verstärkung Kp ein, die in die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 eingegeben wird. Außerdem stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b14 eine integrale Verstärkung Kico zum Regeln des Ausgangsstroms auf die integrale Verstärkung Ki ein.
  • Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b11 die Abweichung Dev, die berechnet wird, und die proportionale Verstärkung Kp und die integrale Verstärkung Ki, die eingestellt werden, in die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 ein und berechnet eine Arbeitslast „Duty”, die so konfiguriert ist, dass sie anhand der Proportional-Integral-Reglereinheit 600 die Abweichung Dev auf 0 (null) einstellt. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 die Arbeitslast „Duty”, die berechnet wird, in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben berechnet wird, ist es möglich, den Ausgangsstrom ID10 des Gleichspannungswandlers 400 an den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim anzupassen.
  • (Proportional-Integral-Reglereinheit 600)
  • 5 ist eine Ansicht, die die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 darstellt, die der Arbeitslasterzeugungseinheit 330 der Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt ist. Die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 beinhaltet einen Multiplizierer 610, einen Multiplizierer 615, einen Integrierer 620 und einen Addierer 630.
  • Zuerst erfasst die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 die Abweichung Dev, die proportionale Verstärkung Kp und die integrale Verstärkung Ki. Außerdem gibt die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 die Abweichung Dev und die proportionale Verstärkung Kp, die erfasst werden, in den Multiplizierer 610 ein. Außerdem gibt die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 die Abweichung Dev und die integrale Verstärkung Ki, die erfasst werden, in den Multiplizierer 615 ein.
  • Der Multiplizierer 610 multipliziert die Abweichung Dev, die eingegeben wird, mit der proportionalen Verstärkung Kp.
  • Außerdem gibt der Multiplizierer 610 einen Multiplikationswert in den Addierer 630 ein. Der Multiplizierer 615 multipliziert die Abweichung Dev, die eingegeben wird, und die integrale Verstärkung Ki. Außerdem gibt der Multiplizierer 615 einen Multiplikationswert in den Integrierer 620 ein. Der Integrierer 620 integriert den multiplizierten Wert, der vom Multiplizierer 615 eingegeben wird, und gibt einen Integrationswert in den Addierer 630 ein. Der Addierer 630 addiert den multiplizierten Wert, der vom Multiplizierer 610 eingegeben wird, und den integrierten Wert, der vom Integrierer 620 eingegeben wird, um die Arbeitslast „Duty” zu berechnen. Die Arbeitslast „Duty”, die berechnet wird, wird in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 eingegeben.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben erzeugt wird, ist es in einem Fall, in dem der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400 größer als der Ausgangsstrom ID10 ist, möglich, die Ausgangsspannung VD10 an den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref anzupassen. Außerdem ist es in einem Fall, in dem der Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim des Gleichspannungswandlers 400 gleich oder kleiner als der Ausgangsstrom ID10 ist, möglich, die Ausgangsspannung ID10 an den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim anzupassen.
  • Als nächstes wird ein Vorteil der Erfindung im Vergleich zu einem typischen Verfahren zum Regeln sowohl der Ausgangsspannung als auch des Ausgangsstroms des Gleichspannungswandlers beschrieben. Zuerst wird ein typisches Verfahren zum Regeln sowohl der Ausgangsspannung als auch des Ausgangsstroms des Gleichspannungswandlers beschrieben. Beispiele des typischen Verfahrens zum Regeln sowohl der Ausgangsspannung als auch des Ausgangsstroms beinhalten ein Verfahren, bei dem eine Proportional-Integral-Reglereinheit zum Regeln der Ausgangsspannung und eine Proportional-Integral-Reglereinheit zum Regeln des Ausgangsstroms unabhängig vorbereitet werden, und die Proportional-Integral-Reglereinheit zum Regeln des Ausgangsstroms in eine innere Schleife der Proportional-Integral-Reglereinheit des Ausgangsspannungsreglers inkorporiert ist.
  • Im typischen Verfahren wirken der Ausgangsspannungsregler und der Ausgangsstromregler jedoch störend aufeinander ein. Demnach ist es notwendig, die Reaktionsfähigkeit des Ausgangsspannungsreglers langsam genug einzustellen als die des Ausgangsstromreglers, um den Ausgangsspannungsregler, der in der inneren Schleife inkorporiert ist, zu stabilisieren. Das heißt, dass im oben beschriebenen Verfahren die Reaktionsfähigkeit des Ausgangsspannungsreglers langsamer ist, und sich die Ausgangsspannung daher schnell ändert, falls Störungen wie ein schnelles Ändern des Laststroms auftreten.
  • Andererseits wirken der Ausgangsspannungsregler und der Ausgangsstromregler in der oben beschriebenen Erfindung nicht störend aufeinander ein, da die Proportional-Integral-Reglereinheit, die dem Ausgangsspannungsregler und dem Ausgangsstromregler gemeinsam ist, vorbereitet wird, und da die Abweichung, die proportionale Verstärkung und die integrale Verstärkung zum Regeln der Ausgangsspannung und zum Regeln des Ausgangsstroms gemäß einem Vergleichsergebnis zwischen dem Ausgangsstrombegrenzungswert und dem Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers 400 umgewandelt werden. Das heißt, dass in der Erfindung die Reaktionsfähigkeit des Ausgangsspannungsregler auf eine hohe Geschwindigkeit eingestellt werden kann, und es daher selbst in einem Fall, in dem Störungen wie ein schnelles Ändern des Laststroms auftreten, möglich ist, eine stabile Ausgangsspannung ohne schnelles Ändern der Ausgangsspannung zu erzielen.
  • (Schaltsignalerzeugungseinheit 335)
  • Als nächstes wird die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 beschrieben, die der Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird. Wie in 2 beschrieben, erzeugt die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 EIN-/AUS-Signale S30 bis S100 der MOSFETs 210 bis 280 des Gleichspannungswandlers 400 auf Grundlage der Arbeitslast „Duty”, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit 330 eingegeben wird. Beispiele eines Verfahrens zum Erzeugen der EIN-/AUS-Signale S30 bis S60 beinhalten eine Phasenverschiebung PWM.
  • 6 ist eine Ansicht, die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 darstellt, die der Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird, und auf die die Phasenverschiebung PWM angewendet wird. Die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 setzt ein Verhältnis zwischen EIN-Zeit und AUS-Zeit des EIN-/AUS-Signals S30 bis S60 auf 50% fest und ändert einen Phasenunterschied der EIN-/AUS-Signale S30 bis S60. Außerdem passt die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 einen Zeitraum an, in dem das EIN des EIN-/AUS-Signals S30 des MOSFET 210 und das EIN des EIN-/AUS-Signals S60 des MOSFET 240 überlappen, und einen Zeitraum, in dem das EIN des EIN-/AUS-Signals S40 des MOSFET 220 und das EIN des EIN-AUS-Signals S50 des MOSFET 230 überlappen, um der Arbeitslast „Duty” gleich zu sein, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit 330 erzeugt wird. Demnach kann der Gleichspannungswandler 400 die Ausgangsspannung oder den Ausgangsstrom an jeden Befehlswert anpassen.
  • Hier wird als Beispiel ein Verfahren zum Erzeugen des EIN-/AUS-Signals S30 bis S100 der MOSFETs 210 bis 280 des Gleichspannungswandlers 400 in einem Zustand beschrieben, in dem das EIN-/AUS-Signal S30 des MOSFET 210 des primärseitigen Schaltkreises des Gleichspannungswandlers 400 als Bezug eingestellt ist.
  • Zuerst erzeugt die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 das EIN-/AUS-Signal S30 des MOSFET 210 des primärseitigen Schaltkreises des Gleichspannungswandlers 400. Das EIN-/AUS-Signal S30 wird als Impulssignal erzeugt, in dem das Verhältnis von Zeit EIN zu Zeit AUS auf 50% festgelegt ist. Falls eine Schaltfrequenz beispielsweise auf Fsw [Hz] eingestellt ist, kann die Zeit EIN und die Zeit AUS des EIN-/AUS-Signals S30, durch Ausdruck (2) dargestellt werden. Das heißt, dass die Zeit EIN und die Zeit AUS des EIN-/AUS-Signals S30 50% einer Schaltperiode werden. (Ausdruck 2) Zeit EIN von S30 = Zeit AUS von S30 = 0,5/Fsw (2)
  • Dann erzeugt die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 das EIN-/AUS-Signal S40 des MOSFET 220. Das EIN-/AUS-Signal S40 wird so erzeugt, dass das EIN-/AUS-Signal S40 in einem Zeitraum AUS ist, in dem das EIN-/AUS-Signal S30 EIN ist, und in einem Zeitraum EIN ist, in dem das EIN-/AUS-Signal S30 AUS ist.
  • Dann erzeugt die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 das EIN-/AUS-Signal S50 des MOSFET 230. Das EIN-/AUS-Signal S50 wird so erzeugt, dass das EIN-/AUS-Signal S50 mit einer Verzögerung durch eine von der Arbeitslasterzeugungseinheit 330 erzeugte Arbeitslast „Duty” EIN-geschaltet wird, nachdem das EIN-/AUS-Signal S30 EIN-geschaltet wurde, und nach Verstreichen einer Zeit, die 50% der einen Schaltperiode entspricht, AUS-geschaltet wird.
  • Dann erzeugt die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 das EIN-/AUS-Signal S60 des MOSFET 240. Das EIN-/AUS-Signal S60 wird so erzeugt, dass das EIN-/AUS-Signal S60 mit einer Verzögerung durch die von der Arbeitslasterzeugungseinheit 330 erzeugte Arbeitslast „Duty” EIN-geschaltet wird, nachdem das EIN-/AUS-Signal S40 EIN-geschaltet wurde, und nach Verstreichen einer Zeit, die 50% der einen Schaltperiode entspricht, AUS-geschaltet wird.
  • Wenn die EIN-/AUS-Signale S30 bis S50 wie beschrieben erzeugt werden, ist es möglich einen Zeitraum anzupassen, in dem EIN des EIN-/AUS-Signals S30 und EIN des EIN-/AUS-Signals S60 überlappen, und einen Zeitraum, in dem EIN des EIN-/AUS-Signals S40 und EIN des EIN-AUS-Signals S50 überlappen, um der Arbeitslast „Duty” gleich zu sein, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit 330 erzeugt wird.
  • Danach erzeugt die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 das EIN-/AUS-Signal S70 des MOSFET 250 des sekundärseitigen Schaltkreises des Gleichspannungswandlers 400. Das EIN-/AUS-Signal S70 wird mit einer Verzögerung durch eine vorgegebene Bereitschaftszeit α1 EIN-geschaltet, nachdem das EIN-/AUS-Signal S30 AUS-geschaltet wurde. Außerdem wird das EIN-/AUS-Signal S70 so erzeugt, dass das EIN-/AUS-Signal S70 nach Verstreichen einer Zeit AUS-geschaltet wird, die durch das Hinzufügen der Arbeitslast „Duty” erzielt wird, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit 330 erzeugt wird, und nach einer vorgegebenen Dauer β nachdem das EIN-/AUS-Signal S30 AUS-geschaltet wurde.
  • Dann erzeugt Schaltsignalerzeugungseinheit 335 das EIN-/AUS-Signal S80 des MOSFET 260. Das EIN-/AUS-Signal S80 wird mit einer Verzögerung durch eine vorgegebene Bereitschaftszeit α1 EIN-geschaltet, nachdem das EIN-/AUS-Signal S40 AUS-geschaltet wurde. Außerdem wird das EIN-/AUS-Signal S80 so erzeugt, dass das EIN-/AUS-Signal S80 nach Verstreichen der Zeit AUS-geschaltet wird, die durch das Hinzufügen der Arbeitslast „Duty” und der vorgegebenen Dauer β erzielt wird, nachdem das EIN-/AUS-Signal S40 auf AUS-geschaltet wurde.
  • Wenn das EIN-/AUS-Signal S70 und das EIN-/AUS-Signal S80 wie oben beschrieben erzeugt werden, ist es möglich, einen Kreisstrom zu reduzieren, der während eines Zeitraums auftritt, in dem EIN des EIN-/AUS-Signals S30 und EIN des EIN-/AUS-Signals S50 überlappen, und während eines Zeitraums, in dem EIN des EIN-/AUS-Signals S40 und EIN des EIN-AUS-Signals S60 überlappen. Außerdem ist es möglich, der Last 110 Stoßenergie bereitzustellen, die im Snubber-Kondensator 25 des sekundärseitigen Schaltkreises des Gleichspannungswandlers 400 angesammelt wird. Demnach ist es möglich, eine hohe Effizienz des Gleichspannungswandlers 400 zu erreichen.
  • Dann erzeugt die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 das EIN-/AUS-Signal S90 des MOSFET 270. Das EIN-/AUS-Signal S90 wird mit einer Verzögerung durch eine vorgegebene Bereitschaftszeit α2 EIN-geschaltet, nachdem das EIN-/AUS-Signal S70 AUS-geschaltet wurde. Außerdem wird das EIN-/AUS-Signal S90 so erzeugt, dass es gleichzeitig mit dem AUS des EIN-/AUS-Signals S30 AUS-geschaltet wird.
  • Dann erzeugt die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 das EIN-/AUS-Signal S100 des MOSFET 280. Das EIN-/AUS-Signal S100 wird mit einer Verzögerung durch die vorgegebene Bereitschaftszeit α2 EIN-geschaltet, nachdem das EIN-/AUS-Signal S80 AUS-geschaltet wurde. Außerdem wird das EIN-/AUS-Signal S100 so erzeugt, dass es gleichzeitig mit dem AUS des EIN-/AUS-Signals S40 AUS-geschaltet wird.
  • Wenn das EIN-/AUS-Signal S90 und das EIN-/AUS-Signal S100 wie oben beschrieben erzeugt werden, ist es möglich, einen Strom zu verringern, der durch eine parasitäre Diode des MOSFET 270 und des MOSFET 280 fließt. Das bedeutet, dass eine Synchrongleichrichtung möglich ist, und somit hohe Effizienz des Gleichspannungswandlers 400 erzielt werden kann.
  • Um jedoch ein Nullspannungsschalten zusätzlich zum Verhindern eines Kurzschlusses der oberen und unteren Arme der MOSFETs in den jeweiligen Phasen des Gleichspannungswandlers 400 zu erreichen, ist zu bevorzugen, dass den EIN-/AUS-Signalen S30 bis S60 der MOSFETs 210 bis 240 des Gleichspannungswandlers 400 eine Totzeit bereitgestellt wird. Außerdem erzeugt die Schaltsignalerzeugungseinheit 335, falls die Eingabe der Arbeitslast „Duty” in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 0 (null) ist, die EIN-/AUS-Signale S30 bis S100 der MOSFETs 210 bis 280 des Gleichspannungswandlers 400, so dass alle EIN-/AUS-Signale AUS-geschaltet werden.
  • (Gate-Treiberschaltung 340)
  • Die Gate-Treiberschaltung 340, die der Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 bereitgestellt wird, wandelt die EIN-/AUS-Signale S30 bis S100, die von der Schaltsignalerzeugungseinheit 335 eingegeben werden, in Gate-Spannungen V30 bis V100 um. Außerdem gibt die Gate-Treiberschaltung 340, die Gate-Spannungen V30 bis V100, die umgewandelt werden, in die Gates der MOSFETs 210 bis 280 des Gleichspannungswandlers 400 ein. Demnach werden die MOSFETs 210 bis 240 des Gleichspannungswandlers 400 entsprechend den Gate-Spannungen V30 bis V100 EIN/AUS-geschaltet.
  • (Beziehung zwischen Eingangsspannung, Ausgangsspannung und Ausgangsstrom)
  • Als nächstes wird mit Bezug auf 7 und 8 eine Beziehung zwischen der Eingangsspannung V5, der Ausgangsspannung V10 und dem Ausgangsstrom I10 des Gleichspannungswandlers 400 beschrieben, die durch die Verwendung der ersten Ausführungsform der Erfindung erzielt wird.
  • (Bei Eingangsspannungsübergängen vom zweiten Bereich in den ersten Bereich)
  • 7 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Eingangsspannung V5, der Ausgangsspannung V10 und dem Ausgangsstrom I10 darstellt, wenn die Eingangsspannung V5 vom zweiten Bereich in den ersten Bereich unter Bedingungen übergeht, unter denen die Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 400 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung größer als die Untergrenze V10LLim und der Laststrom konstant ist.
  • In 7 ist eine Obergrenze V5HLim jedoch ein Wert, der einen digitalen Wert der oberen Grenze VD5HLim als analogen Wert ausdrückt. Eine Obergrenze V10HLim ist ein Wert, der einen digitalen Wert der Obergrenze VD10HLim als analogen Wert ausdrückt. Die Untergrenze V10LLim ist ein Wert, der einen digitalen Wert der Untergrenze VD10LLim als analogen Wert ausdrückt. Ein Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim ist ein Wert, der einen digitalen Wert des Ausgangsstrombegrenzungswerts ID10Lim als analogen Wert ausdrückt.
  • In 7 gehört die Eingangsspannung V5 zuerst zum zweiten Bereich. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a10 von 3 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref auf einen vorgegebenen Ausgangsspannungswert ein, der der Eingangsspannung VD5 entspricht. Wie oben beschrieben, nimmt der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref bezüglich der Zunahme der Eingangsspannung VD5 linear zu. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a11 den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim auf die Obergrenze ID10HLim ein.
  • Außerdem ist der Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim größer als der Ausgangsstrom I10. Zu diesem Zeitpunkt berechnet die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b8 von 4 eine Abweichung Dev, die eine Differenz zwischen einem Ausgangsspannungsbefehlswert VD10 und der Ausgangsspannung VD10 ist. Außerdem berechnet die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in Schritt b11 die Arbeitslast „Duty”, um die Abweichung Dev auf 0 (null) einzustellen. In einem Bereich (a) ist der Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim größer als der Ausgangsstrom I10 und sie geht in einen Modus über, in dem sie die Ausgangsspannung V10 regelt.
  • Die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 erzeugt ein EIN-/AUS-Signal eines MOSFET auf Grundlage der Arbeitslast „Duty”, so dass ein Ausgangsspannungsbefehl und eine Ausgangsspannung aneinander angepasst sind. Daher nimmt die Ausgangsspannung VD10 in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 zu.
  • Außerdem stellt, wenn die Eingangsspannung V5 zunimmt und den ersten Bereich erreicht, die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a8 von 3 den Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim auf einen vorgegebenen Ausgangsstromwert ein, der bezüglich der Zunahme der Eingangsspannung VD5 linear abnimmt. Das heißt, dass der Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 abnimmt. Außerdem geht sie während eines Zeitraums, in dem der Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim größer als der Ausgangsstrom I10 ist, wie oben beschrieben, in den Modus über, in dem sie die Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 400 regelt, und somit nimmt die Ausgangsspannung V10 kontinuierlich in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 ab.
  • Außerdem wird, wenn der Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim abnimmt und gleich oder kleiner als der Ausgangsstrom I10 wird, die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in einen Modus geschaltet, in der sie den Ausgangsstrom I10 regelt, wie in Schritt b12 bis b14 von 4 dargestellt. Wenn die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 vom Modus des Regelns der Ausgangsspannung V10 in den Modus des Regelns des Ausgangsstroms I10 geschaltet wird, wird ein MOSFET so geregelt, dass der Ausgangsstrom I10 gleich dem Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim ist. Der Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim nimmt in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung VD5 ab, und infolgedessen wird der Ausgangsstrom I10 geringer.
  • Außerdem wird vom niedrigspannungsseitigen Akku 100 ein Strom an die Last 110 geliefert, wenn der Ausgangsstrom I10 kleiner als der Laststrom wird. Entsprechend nimmt die Ausgangsspannung V10 in Kombination mit der Abnahme des Ausgangsstrom I10 ab.
  • Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a6 von 3 den Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim auf 0 (null) ein, wenn die Eingangsspannung V5 eine Obergrenze V5lim erreicht. Die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 erfasst den Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim und stellt in Schritt b6 von 4 die Arbeitslast „Duty” auf 0 (null) ein. Dementsprechend werden alle MOSFETs 210 bis 280 des Gleichspannungswandlers 400 ausgeschaltet, und dadurch wird der Ausgangsstrom I10 0 (null).
  • (Bei Eingangsspannungsübergängen vom dritten Bereich in den vierten Bereich)
  • 8 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Eingangsspannung V5, der Ausgangsspannung V10 und dem Ausgangsstrom I10 darstellt, wenn die Eingangsspannung V5 vom dritten Bereich in den vierten Bereich unter Bedingungen übergeht, unter denen die Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 400 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung größer als die Untergrenze V10LLim ist und der Laststrom zunimmt.
  • In 8 gehört die Eingangsspannung V5 zuerst zum dritten Bereich. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a13 von 3 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref auf einen Bezugsspannungswert VD10st ein. Wie oben beschrieben, ist der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref auf einen konstanten Wert eingestellt. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a11 den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim auf die Obergrenze ID10HLim ein.
  • Zu diesem Zeitpunkt geht die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in den Modus des Regelns der Ausgangsspannung V10 über, da der Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim größer als der Ausgangsstrom I10 ist. Der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref ist auf den Bezugsspannungswert VD10st eingestellt, und so wird die Ausgangsspannung V10 auf einen konstanten Wert geregelt. Außerdem ist der Laststrom konstant, und somit wird auch der Ausgangsstrom I10 auf einen konstanten Wert geregelt.
  • Außerdem stellt, wenn die Eingangsspannung V5 abnimmt und den vierten Bereich erreicht, die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a17 von 3 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref auf einen vorgegebenen Ausgangsspannungswert ein, der bezüglich der Abnahme der Eingangsspannung VD5 linear abnimmt. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 325 in Schritt a18 den Ausgangsstrombegrenzungswert ID10Lim auf einen vorgegebenen Stromwert ein, der bezüglich der Abnahme der Eingangsspannung VD5 linear abnimmt.
  • Da Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim größer als der Ausgangsstrom I10 ist, geht die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 hier in den Modus des Regelns der Ausgangsspannung V10 über. Dementsprechend nimmt die Ausgangsspannung V10 auf Grundlage des Ausgangsspannungsbefehls VD10ref ab.
  • Falls andererseits der Ausgangsstrombegrenzungswert I10Lim wie oben beschrieben gleich oder kleiner als der Ausgangsstrom I10 ist, ist es selbst in einem Fall, in dem der Laststrom zunimmt, möglich, den Ausgangsstrom I10 in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 zu senken, da die Arbeitslasterzeugungseinheit 330 in den Modus des Regelns des Ausgangsstroms I10 übergeht.
  • In der einschlägigen Technik wird nur die Ausgangsspannung geregelt, und daher nimmt der Ausgangsstrom in Kombination mit der Zunahme des Laststroms zu. Da der Ausgangsstrom entsprechend der Größe der Eingangsspannung des Gleichspannungswandlers begrenzt ist, ist es in der Erfindung möglich, den Ausgangsstrom in Kombination mit der Abnahme der Eingangsspannung unabhängig von einer Änderung des Laststroms zu senken.
  • Außerdem wird vom niedrigspannungsseitigen Akku 100 ein Strom an die Last 110 geliefert, wenn der Ausgangsstrom I10 kleiner als der Laststrom wird. Entsprechend nimmt die Ausgangsspannung V10 in Kombination mit der Abnahme des Ausgangsstrom I10 ab.
  • Außerdem ist das Verfahren zum Begrenzen des Ausgangsstroms des Gleichspannungswandlers nicht auf die Schaltkreiskonfiguration des in 1 dargestellten Gleichspannungswandlers 400 begrenzt, und andere Schaltkreiskonfigurationen können angewendet werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • (Hybridfahrzeugsystem, das einen Gleichspannungswandler beinhaltet)
  • 9 ist eine Ansicht, die ein Hybridfahrzeugsystem mit einem Gleichspannungswandler 405 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Im Gleichspannungswandler 400 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung werden die Eingangsspannung V5, die Ausgangsspannung V10 und der Ausgangsstrom I10 des Gleichspannungswandlers 400 festgestellt, und die Ausgangsspannung V10 und der Ausgangsstrom I10 des Gleichspannungswandlers 400 werden auf einen vorgegebenen Wert entsprechend der Größe der Eingangsspannung V5, die festgestellt wird, geregelt. In dieser Ausführungsform werden eine Eingangsspannung V5, eine Ausgangsspannung V10 und ein Eingangsstrom I15 eines Gleichspannungswandlers 405 festgestellt, und die Ausgangsspannung V10 und der Eingangsstrom I15 des Gleichspannungswandlers 405 werden auf einen vorgegebenen Wert entsprechend der Größe der Eingangsspannung V5, die festgestellt wird, geregelt. Die Konfiguration des Hybridfahrzeugsystems ist mit Ausnahme des Gleichspannungswandlers 405 gleich der in der ersten Ausführungsform der Erfindung, und daher wird auf eine Beschreibung dieser verzichtet.
  • Der Gleichspannungswandler 405 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet einen Filterkondensator 20, einen Spannungssensor 192, einen Stromsensor 205, MOSFETs 210, 220, 230 und 240 und eine Resonanzdrossel 30 in einem primärseitigen Schaltkreis. Im Filterkondensator 20 ist ein Ende des Filterkondensators 20 mit einer Hochpotentialseite des Hochspannungsakkus 10 verbunden, und das andere Ende des Filterkondensators 20 ist mit einem Ende des Stromsensors 205 verbunden. Das andere Ende des Stromsensors 205 ist mit einer Niederpotentialseite des Hochspannungsakkus 10 verbunden. Im Spannungssensor 192 ist ein Ende des Spannungssensors 192 mit der Hochpotentialseite des Hochspannungsakkus 10 verbunden, und das andere Ende des Spannungssensors 192 ist mit dem einen Ende des Stromsensors 205 verbunden.
  • Die Hochpotentialseite des Hochspannungsakkus 10 ist mit einem Drain des MOSFET 210 und einem Drain des MOSFET 230 verbunden. Das andere Ende des Stromsensors 205 ist mit einer Source des MOSFET 220 und einer Source des MOSFET 240 verbunden. Eine Source des MOSFET 210 ist mit einem Drain des MOSFET 220 und einem Ende der Resonanzdrossel 30 verbunden. Das andere Ende der Resonanzdrossel 30 ist mit einem Ende einer primärseitigen Wicklung 40 eines Transformators 50 verbunden. Das andere Ende der primärseitigen Wicklung 40 des Transformators 50 ist mit einer Source des MOSFET 230 und einem Drain des MOSFET 240 verbunden.
  • Der Gleichspannungswandler 405 enthält einen Glättungskondensator 90, eine Glättungsdrossel 80, einen Snubber-Kondensator 25, einen Spannungssensor 190 und MOSFETs 250, 260, 270 und 280 in einem sekundärseitigen Schaltkreis.
  • Ein Ende einer sekundärseitigen Wicklung 60 des Transformators 50 ist mit einer Source des MOSFET 260 und einem Drain des MOSFET 280 verbunden. Das andere Ende der sekundärseitigen Wicklung 60 des Transformators 50 ist mit einem Ende einer sekundärseitigen Wicklung 70 des Transformators 50 und einem Ende der Glättungsdrossel 80 verbunden. Das andere Ende der sekundärseitigen Wicklung 70 des Transformators 50 ist mit einer Source des MOSFET 250 und einem Drain des MOSFET 270 verbunden.
  • Ein Drain des MOSFET 250 und ein Drain des MOSFET 260 sind mit dem Snubber-Kondensator 25 verbunden. Das andere Ende des Snubber-Kondensators 25 ist mit einer Source des MOSFET 270 und einer Source des MOSFET 280 verbunden.
  • Das andere Ende der Glättungsdrossel 80 ist mit einem Ende des Glättungskondensators 90 und einem Ende des Spannungssensors 190 verbunden. Das andere Ende des Glättungskondensators 90 und das andere Ende des Spannungssensors 190 sind mit dem anderen Ende des Snubber-Kondensators 25 verbunden.
  • Eine Hochpotentialseite des Niederspannungsakkus 100 ist mit einem Ende des Glättungskondensators 90, dem einem Ende des Spannungssensors 190 und dem anderen Ende der Glättungsdrossel 80 verbunden. Eine Niederpotentialseite des Niederspannungsakkus 100 ist mit dem anderen Ende des Glättungskondensators 90, dem anderen Ende des Spannungssensors 190 und einer Masse eines Fahrzeugs verbunden. Außerdem ist ein Ende der Last 110 mit der Hochpotentialseite des Niederspannungsakkus 100 verbunden, und das andere Ende der Last 110 ist mit einer Niederpotentialseite des Niederspannungsakkus 100 verbunden.
  • Der Gleichspannungswandler 405 beinhaltet den Spannungssensor 192, der mit dem hochspannungsseitigen Akku 10 parallel geschaltet ist, den Spannungssensor 190, der mit dem niedrigspannungsseitigen Akku 100 parallel geschaltet ist, und den Stromsensor 205, der mit dem hochspannungsseitigen Akku 10 in Reihe geschaltet ist. Der Spannungssensor 192 stellt eine Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 400 fest. Der Spannungssensor 190 stellt eine Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 400 fest. Der Stromsensor 205 stellt einen Eingangsstrom I15 des Gleichspannungswandlers 400 fest.
  • Eine Steuervorrichtung 315 des Gleichspannungswandlers 405 erzeugt eine Gate-Spannung V30, die so konfiguriert ist, dass sie EIN/AUS von MOSFET 210, das ein Schaltelement des Gleichspannungswandlers 405 ist, auf Grundlage der Eingangsspannung V5, der Ausgangsspannung V10 und des Eingangsstroms 115 steuert, und die erzeugte Gate-Spannung V30 in ein Gate des MOSFET 210 eingibt. Wie unten beschrieben gibt die Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 eine Gate-Spannung V40 in ein Gate des MOSFET 220 ein, gibt eine Gate-Spannung V50 in ein Gate des MOSFET 230 ein, gibt eine Gate-Spannung V60 in ein Gate des MOSFET 240 ein, gibt eine Gate-Spannung V70 in ein Gate des MOSFET 250 ein, gibt eine Gate-Spannung V80 in ein Gate des MOSFET 260 ein, gibt eine Gate-Spannung V90 in ein Gate des MOSFET 270 ein und gibt eine Gate-Spannung V100 in ein Gate des MOSFET 280 ein.
  • (Steuervorrichtung 315 des Gleichspannungswandlers)
  • 10 ist eine Ansicht, die eine Steuervorrichtung 315 des Gleichspannungswandlers 405 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Die Steuervorrichtung 315 des Gleichspannungswandlers 405 beinhaltet einen A/D-Wandler 320, der einen analogen Wert in einen digitalen Wert umwandelt, eine Befehlserzeugungseinheit 327, eine Arbeitslasterzeugungseinheit 332, eine Schaltsignalerzeugungseinheit 335 und eine Gate-Treiberschaltung 340.
  • Der A/D-Wandler 320 wandelt einen analogen Wert der Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 405, der vom Spannungssensor 192 festgestellt wird, in einen digitalen Wert VD5 um. Außerdem wandelt der A/D-Wandler 320 einen analogen Wert der Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 405, der vom Spannungssensor 190 festgestellt wird, in einen digitalen Wert VD10 um. Außerdem wandelt der A/D-Wandler 320 einen analogen Wert des Eingangsstroms I15 des Gleichspannungswandlers 405, der vom Stromsensor 205 festgestellt wird, in einen digitalen Wert ID15 um.
  • Die Befehlserzeugungseinheit 327 erzeugt einen Ausgangsspannungsbefehl VD10ref und einen Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405 auf Grundlage des digitalen Werts VD5 (nachstehend als Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 405 bezeichnet), der die Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 405 darstellt, die vom Spannungssensor 192 festgestellt wird, und des digitalen Werts VD10 (nachstehend als Ausgangsspannung VD10 des Gleichspannungswandlers 405 bezeichnet), der die Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 405 darstellt, die vom Spannungssensor 190 festgestellt wird.
  • Die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 erzeugt eine Arbeitslast „Duty” von jedem der MOSFETs 210, 220, 230 und 240 auf Grundlage des Ausgangsspannungsbefehls VD10ref und des Eingangsstrombegrenzungswerts ID10Lim des Gleichspannungswandlers 405, die von der Befehlserzeugungseinheit 327 erzeugt werden, der Ausgangsspannung VD10 des Gleichspannungswandlers 405, die vom A/D-Wandler 320 ausgegeben wird, und des digitalen Werts ID15 (nachstehend als Eingangsstrom ID15 des Gleichspannungswandlers 405 bezeichnet), der den Eingangsstrom I15 darstellt.
  • Die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 erzeugt die EIN-/AUS-Signale S30, S40, S50, S60, S70, S80, S90 und S100 der MOSFETs 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270 und 280 des Gleichspannungswandlers 405 auf Grundlage der Arbeitslast „Duty” der MOSFETs 210, 220, 230 und 240 des Gleichspannungswandlers 405, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit 332 erzeugt werden.
  • Die Gate-Treiberschaltung 340 erzeugt die Gate-Spannungen V30 bis V100, die zum Ein- und Ausschalten der MOSFETs 210 bis 280 des Gleichspannungswandlers 405 auf Grundlage der EIN-/AUS-Signale S30 bis S100 der MOSFETs 210 bis 280 des Gleichspannungswandlers 405 konfiguriert sind, die von der Schaltsignalerzeugungseinheit 335 erzeugt werden.
  • (Befehlserzeugungseinheit 327)
  • 11 ist eine Ansicht, die die Befehlserzeugungseinheit 327 darstellt, die der Steuervorrichtung 315 des Gleichspannungswandlers 405 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird. Ein Verfahren zum Erzeugen des Ausgangsspannungsbefehls VD10ref anhand der Befehlserzeugungseinheit 327, die der Steuervorrichtung 315 des Gleichspannungswandlers 405 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird, ist das gleiche wie in der ersten Ausführungsform und daher wird die Beschreibung dessen nicht wiederholt. Wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 bezüglich der Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 405 im Voraus vier Bereiche ähnlich Ausdruck (1) fest.
  • Zuerst erfasst in Schritt c1, der in 11 dargestellt ist, die Befehlserzeugungseinheit 327 die Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 405, die vom A/D-Wandler 320 (nachstehend einfach als Eingangsspannung VD5 bezeichnet) ausgegeben wird, und erfasst in Schritt c2 die Ausgangsspannung VD10 des Gleichspannungswandlers 405 (nachstehend einfach als Ausgangsspannung VD10 bezeichnet). Dann stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c3 fest, ob die Eingangsspannung VD5, die in Schritt c1 erfasst wird, zum ersten Bereich gehört oder nicht.
  • (Falls die Eingangsspannung zum ersten Bereich gehört)
  • Falls in Schritt c3 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 zum ersten Bereich gehört, stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c4 fest, ob die Eingangsspannung VD5 gleich oder größer als die Obergrenze VD5HLim ist oder nicht.
  • Falls in Schritt c4 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 gleich oder größer als die Obergrenze VD5HLim ist, stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c5 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 405 anhand des gleichen Verfahrens ein, das in der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c6 den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim auf 0 (Null) ein.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 327 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt c5 eingestellt wird, und den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim, der in Schritt c6 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 332 ein.
  • Wenn der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim der Gleichspannungswandlers 405 wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es möglich alle MOSFETs 210 bis 240 des primärseitigen Schaltkreises des Gleichspannungswandlers 405 abzuschalten, bevor die Gesamtspannung V5 aus der Eingangsspannung V5 und einer Stoßspannung, die aufgrund des Schaltens der MOSFETs 210 bis 240 auftritt, eine Prüfspannung der MOSFETs 210 bis 240 überschreitet. Außerdem ist es möglich, alle MOSFETs 250 bis 280 abzuschalten, bevor die Gesamtspannung aus einer Spannung, die an den sekundärseitigen Schaltkreis über den Transformator 50 geliefert wird, und einer Stoßspannung, die aufgrund des Schaltens der MOSFETs 250 bis 280 auftritt, eine Prüfspannung der MOSFETs 250 bis 280 überschreitet. Demnach ist es möglich, einen Überspannungsfehler der MOSFETs 210 bis 280 zu verhindern.
  • Falls andererseits in Schritt c4 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 kleiner als die Obergrenze VD5HLim ist, stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c7 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 405 anhand des gleichen Verfahrens ein, das in der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c8 den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim auf einen vorgegebenen Eingangsstromwert ein, der der Eingangsspannung VD5 entspricht, die in Schritt c1 erfasst wird.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 327 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt c7 eingestellt wird, und den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim, der in Schritt c8 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 332 ein.
  • Wenn der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 405 auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem sich die Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 405 ändert, möglich, ein schnelles Ändern der Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 405 zu unterdrücken.
  • Außerdem wird der vorgegebene Eingangsstromwert, der als Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405 eingestellt wird, bezüglich einer Zunahme der erfassten Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 405 linear erhöht und bezüglich einer Abnahme der erfassten Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 405 linear erhöht. Außerdem wird der vorgegebene Eingangsstromwert linear von 0 (Null) auf die Obergrenze ID15HLim, die im Voraus bezüglich des Eingangsstroms ID15 des Gleichspannungswandlers 405 (nachstehend einfachen als Eingangsspannung ID15 bezeichnet) festgestellt wurde, entsprechend einer Änderung der erfassten Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 405 geändert.
  • Wenn der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405 wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem sich die Eingangsspannung V5 ändert, möglich, ein schnelles Ändern des Eingangsstroms I15 zu unterdrücken. Dementsprechend kann ein Unterlastbetrieb der Eingangsstrombegrenzung I15 stabilisiert werden, und so wird die Zuverlässigkeit des Gleichspannungswandlers 405 verbessert.
  • (Falls die Eingangsspannung zum zweiten Bereich gehört)
  • Falls andererseits in Schritt c3 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 nicht zum ersten Bereich gehört, stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c9 fest, ob die Eingangsspannung VD5 zum zweiten Bereich gehört oder nicht.
  • Falls in Schritt c9 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 zum zweiten Bereich gehört, das heißt, falls der hochspannungsseitige Akku 10 mit großer Wahrscheinlichkeit einen überladenen Zustand erreicht, stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c10 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 405 anhand des gleichen Verfahrens ein, das in der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c11 den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim auf die Obergrenze ID15HLim ein.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 327 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt c10 eingestellt wird, und den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim, der in Schritt c11 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 332 ein.
  • Wenn der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 405 auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem sich die Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 405 ändert, möglich, ein schnelles Ändern der Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 405 zu unterdrücken. Außerdem wird der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim auf die Obergrenze ID15HLim eingestellt, und somit ist es möglich, den Eingangsstrom I15 des Gleichspannungswandlers 405 in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 405 zu erhöhen. Das heißt, dass es möglich ist, die elektrische Leistung, die aus dem hochspannungsseitigen Akku 10 entnommen wird, in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers 405 zu erhöhen, und es somit möglich ist, die Zunahme der Spannung des hochspannungsseitigen Akkus 10 zu unterdrücken. Demnach ist es möglich, ein Überladen des hochspannungsseitigen Akkus 10 zu unterdrücken.
  • (Falls die Eingangsspannung zum dritten Bereich gehört)
  • Falls andererseits in Schritt c9 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 nicht zum zweiten Bereich gehört, stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c12 fest, ob die Eingangsspannung VD5 zum dritten Bereich gehört oder nicht.
  • Falls in Schritt c12 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 zum dritten Bereich gehört, das heißt, falls der hochspannungsseitige Akku 10 mit geringerer Wahrscheinlichkeit einen überentladenen Zustand oder überladenen Zustand erreicht, stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c13 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 405 anhand des gleichen Verfahrens ein, das in der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c11 den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim auf die Obergrenze ID15HLim ein.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c13 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt c13 eingestellt wird, und den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim, der in Schritt c11 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 332 ein.
  • Wenn der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref und der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405 wie oben beschrieben eingestellt werden, ist es selbst in einem Fall, in dem die Eingangsspannung VD5 vom dritten Bereich in den zweiten Bereich übergeht, oder selbst in einem Fall, in dem die Eingangsspannung VD5 vom dritten Bereich in den vierten Bereich übergeht, möglich, ein schnelles Ändern der Ausgangsspannung V10 zu unterdrücken. Außerdem ist es möglich zu verhindern, dass der hochspannungsseitige Akku 10 und der niedrigspannungsseitige Akku 100 überentladen oder überladen werden.
  • (Falls die Eingangsspannung zum vierten Bereich gehört)
  • Falls andererseits in Schritt c12 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung VD5 nicht zum dritten Bereich gehört, stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c14 fest, dass die Eingangsspannung VD5 zum vierten Bereich gehört. Das heißt, dass die Befehlserzeugungseinheit 327 feststellt, dass der hochspannungsseitige Akku 10 sehr wahrscheinlich einen überentladenen Zustand erreichen wird.
  • Dann stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c15 fest, ob die Ausgangsspannung VD10 gleich oder kleiner als die Untergrenze VD10LLim ist oder nicht.
  • Falls in Schritt c15 festgestellt wird, dass die Ausgangsspannung VD10 gleich oder kleiner als die Untergrenze VD10LLim ist, stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c16 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 405 anhand des gleichen Verfahrens ein, das in der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c11 den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim auf die Obergrenze ID15HLim ein.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 327 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt c16 eingestellt wird, und den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim, der in Schritt c11 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 332 ein.
  • Wenn der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref und der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405 wie oben beschrieben eingestellt werden, ist es möglich, ein Überentladen des niedrigspannungsseitigen Akkus 100 zu verhindern. In einem Zustand der Eingangsspannung V5 und der Ausgangsspannung V10 wird der Gleichspannungswandler 405 vorzugsweise wie oben beschrieben gesteuert, um dem Verhindern eines Überentladens des niedrigspannungsseitigen Akkus 100 Priorität zu geben, und dadurch ein Überentladen des hochspannungsseitigen Akkus 10 durch den Regenerationsbetrieb zu vermeiden.
  • Falls andererseits in Schritt c15 festgestellt wird, dass die Ausgangsspannung VD10 größer als die Untergrenze VD10LLim ist, stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c17 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 405 anhand des gleichen Verfahrens ein, das in der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Außerdem stellt die Befehlserzeugungseinheit 327 in Schritt c18 den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim auf einen vorgegebenen Eingangsstromwert fest, der der Eingangsspannung VD5 des Gleichspannungswandlers 405 entspricht.
  • Außerdem gibt die Befehlserzeugungseinheit 327 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, der in Schritt c17 eingestellt wird, und den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim, der in Schritt c18 eingestellt wird, in die Arbeitslast-Befehlserzeugungseinheit 332 ein.
  • Wenn der Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 405 genau so wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem sich die Eingangsspannung V5 ändert, möglich, ein schnelles Ändern der Ausgangsspannung V10 zu unterdrücken.
  • Außerdem wird der vorgegebene Eingangsstromwert, der als Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405 eingestellt wird, bezüglich der Zunahme der erfassten Eingangsspannung VD5 linear erhöht und bezüglich der Abnahme der Eingangsspannung VD5 linear gesenkt. Außerdem wird der vorgegebene Eingangsstromwert linear von 0 (Null) auf die Obergrenze ID15HLim entsprechend der Änderung der Eingangsspannung VD5 geändert.
  • Wenn der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405 wie oben beschrieben eingestellt wird, ist es selbst in einem Fall, in dem sich die Eingangsspannung V5 ändert, möglich, ein schnelles Ändern des Eingangsstroms I15 zu unterdrücken. Außerdem ist es möglich, den Eingangsstrom I15 unabhängig von einer Änderung des Laststroms zu begrenzen, und so ist es möglich, den Eingangsstrom I15 in Kombination mit der Abnahme der Eingangsspannung V5 zu senken. Das heißt, dass es möglich ist, die elektrische Leistung, die aus dem hochspannungsseitigen Akku 10 entnommen wird, in Kombination mit der Abnahme der Eingangsspannung V5 unabhängig von der Größe des Laststroms zu senken, und es somit möglich ist, ein Überentladen des hochspannungsseitigen Akkus 10 zu unterdrücken.
  • (Arbeitslasterzeugungseinheit 332)
  • 12 ist eine Ansicht, die die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 darstellt, die der Steuervorrichtung 315 des Gleichspannungswandlers 405 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird. Die Konfiguration der Proportional-Integral-Reglereinheit 600, die der Befehlserzeugungseinheit 327 der Steuervorrichtung 315 des Gleichspannungswandlers 405 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird, ist die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform und daher wird die Beschreibung deren nicht wiederholt. Wie in 10 gezeigt, erfasst die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref und den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405, die von der Befehlserzeugungseinheit 327 ausgegeben werden, und die Ausgangsspannung VD10 und den Eingangsstrom ID15 des Gleichspannungswandlers 405, die vom A/D-Wandler 320 ausgegeben werden. Es folgt eine Beschreibung mit Bezug auf 12. In Schritt d1 erfasst die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref, erfasst den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim in Schritt d2, erfasst die Ausgangsspannung VD10 in Schritt d3 und erfasst den Eingangsstrom ID15 in Schritt d4.
  • Dann stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d5 fest, ob der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405, der in Schritt d2 erfasst wird, 0 (null) ist.
  • Falls in Schritt d5 festgestellt wird, dass der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405, der erfasst wird, 0 (null) ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d6 eine Arbeitslast „Duty” auf 0 (null) ein. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 die Arbeitslast „Duty”, die eingestellt wird, in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben berechnet wird, ist es möglich, alle MOSFETs 210 bis 280 abzuschalten, welche Schaltelemente des Gleichspannungswandlers 405 sind.
  • Falls anderseits in Schritt d5 festgestellt wird, dass der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405, der erfasst wird, nicht 0 (null) ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d7 fest, ob der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405, der erfasst wird, größer als der Eingangsstrom ID15 ist.
  • Falls in Schritt d7 festgestellt wird, dass der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405, der erfasst wird, größer als der Eingangsstrom ID15 ist, berechnet die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d8 eine Abweichung Dev, indem sie die Ausgangsspannung VD10 vom Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers 405, der erfasst wird, subtrahiert. Außerdem stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d9 eine proportionale Verstärkung Kpv zum Regeln der Ausgangsspannung auf eine proportionale Verstärkung Kp ein, die auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung in die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 eingegeben wird. Außerdem stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d10 eine integrale Verstärkung Kiv zum Regeln der Ausgangsspannung auf eine integrale Verstärkung Ki ein.
  • Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d11 die Abweichung Dev ein, die in Schritt d11 berechnet wird, und die proportionale Verstärkung Kp und die integrale Verstärkung Ki, die eingestellt werden, in die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 ein, und berechnet eine Arbeitslast Duty, die so konfiguriert ist, dass sie anhand der Proportional-Integral-Reglereinheit 600 die Abweichung Dev auf 0 (null) einstellt. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 die Arbeitslast „Duty”, die berechnet wird, in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben berechnet wird, ist es möglich, die Ausgangsspannung VD10 des Gleichspannungswandlers 405 an den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref anzupassen.
  • Falls andererseits in Schritt d7 festgestellt wird, dass der Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405, der erfasst wird, gleich oder kleiner als der Eingangsstrom ID15 ist, berechnet die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d12 die Abweichung Dev, indem sie die Eingangsspannung ID15 vom Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim des Gleichspannungswandlers 405, der erfasst wird, subtrahiert. Außerdem stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d13 eine proportionale Verstärkung Kpci zum Regeln des Eingangsstroms auf die proportionale Verstärkung Kp ein, die in die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 eingegeben wird. Außerdem stellt die den Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d14 eine integrale Verstärkung Kici zum Regeln des Eingangsstroms auf die integrale Verstärkung Ki ein.
  • Außerdem gibt die den Arbeitslasterzeugungseinheit 332 in Schritt d11 die Abweichung Dev ein, die in Schritt d11 berechnet wird, und die proportionale Verstärkung Kp und die integrale Verstärkung Ki, die eingestellt werden, in die Proportional-Integral-Reglereinheit 600 ein, und berechnet eine Arbeitslast Duty, die so konfiguriert ist, dass sie anhand der Proportional-Integral-Reglereinheit 600 die Abweichung Dev auf 0 (null) einstellt. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 332 die Arbeitslast „Duty”, die berechnet wird, in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben berechnet wird, ist es möglich, den Eingangsstrom ID15 des Gleichspannungswandlers 405 an den Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim anzupassen.
  • Die Konfiguration der Schaltsignalerzeugungseinheit 335 und der Gate-Treiberschaltung 340, die der Steuervorrichtung 315 des Gleichspannungswandlers 405 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt sind, ist die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform, und daher wird deren Beschreibung nicht wiederholt.
  • (Beziehung zwischen Eingangsspannung, Ausgangsspannung und Eingangsstrom)
  • Als nächstes wird mit Bezug auf 13 und 14 eine Beziehung zwischen der Eingangsspannung V5, der Ausgangsspannung V10 und dem Eingangsstrom I15 des Gleichspannungswandlers 405 beschrieben, die durch die Verwendung der zweiten Ausführungsform der Erfindung erzielt wird.
  • (Bei Eingangsspannungsübergängen vom zweiten Bereich in den ersten Bereich)
  • 13 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Eingangsspannung V5, der Ausgangsspannung V10 und dem Eingangsstrom I15 darstellt, wenn die Eingangsspannung V5 vom zweiten Bereich in den ersten Bereich unter Bedingungen übergeht, unter denen die Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 405 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung größer als die Untergrenze V10LLim und der Laststrom konstant ist.
  • In 13 ist eine Obergrenze V5HLim jedoch ein Wert, der einen digitalen Wert der oberen Grenze VD5HLim als analogen Wert ausdrückt. Eine Obergrenze V10HLim ist ein Wert, der einen digitalen Wert der Obergrenze VD10HLim als analogen Wert ausdrückt. Die Untergrenze V10LLim ist ein Wert, der einen digitalen Wert der Untergrenze VD10LLim als analogen Wert ausdrückt. Ein Eingangsstrombegrenzungswert I15Lim ist ein Wert, der einen digitalen Wert Eingangsstrombegrenzungswerts ID15Lim als analogen Wert ausdrückt.
  • In 13 gehört die Eingangsspannung V5 zuerst zum zweiten Bereich. Falls der Eingangsstrombegrenzungswert I15Lim größer als der Eingangsstrom I15 ist, geht er in einen Modus über, in dem er die Ausgangsspannung V10 regelt. Entsprechend nimmt die Ausgangsspannung V10 in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 zu.
  • Außerdem nimmt der Eingangsstrombegrenzungswert I15Lim in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 ab, wenn die Eingangsspannung V5 zunimmt und den ersten Bereich erreicht. Hier geht sie, falls der den Eingangsstrombegrenzungswert I15Lim größer als der Eingangsstrom I15 ist, in den Modus über, in dem sie die Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 405 regelt, und somit nimmt die Ausgangsspannung V10 in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 kontinuierlich zu.
  • Anderseits geht sie, falls der Eingangsstrombegrenzungswert I15Lim gleich oder kleiner als der Eingangsstrom I15 ist, in einen Modus über, in der sie den Eingangsstrom I15 des Gleichspannungswandlers 405 regelt, und somit nimmt der Eingangsstrom I15 in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 ab.
  • Außerdem wird ein Strom vom niedrigspannungsseitigen Akku 100 an die Last 110 bereitgestellt, wenn ein Wert, der durch das Umwandeln des Eingangsstroms I15 in einen Ausgangsstrom erzielt wird, kleiner als der Laststrom ist, und somit nimmt die Ausgangsspannung V10 in Kombination der Abnahme des Eingangsstroms I15 ab.
  • Außerdem werden alle MOSFETs 210 bis 280 des Gleichspannungswandlers 405 ausgeschaltet, wenn die Eingangsspannung V5 eine Obergrenze V5Lim erreicht, und somit wird der Eingangsstrom I15 0 (null).
  • (Bei Eingangsspannungsübergängen vom dritten Bereich in den vierten Bereich)
  • 14 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Eingangsspannung V5, der Ausgangsspannung V10 und dem Eingangsstrom I15 darstellt, wenn die Eingangsspannung V5 vom dritten Bereich in den vierten Bereich unter Bedingungen übergeht, unter denen die Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 405 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung größer als die Untergrenze V10LLim ist und der Laststrom zunimmt.
  • In 14 gehört die Eingangsspannung V5 zuerst zum dritten Bereich. Falls der den Eingangsstrombegrenzungswert I15Lim größer als der Eingangsstrom I15 und der Laststrom konstant ist, werden die Ausgangsspannung V10 und der Eingangsstrom I15 auf einen konstanten Wert unabhängig von einer Änderung der Eingangsspannung V5 geregelt.
  • Außerdem nimmt der Eingangsstrombegrenzungswert I15Lim in Kombination mit der Abnahme der Eingangsspannung V5 ab, wenn die Eingangsspannung V5 den vierten Bereich erreicht. Hier geht sie, falls der den Eingangsstrombegrenzungswert I15Lim größer als der Eingangsstrom I15 ist, in den Modus über, in dem sie die Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandlers 405 regelt, und somit nimmt die Ausgangsspannung V10 in Kombination mit der Abnahme der Eingangsspannung V5 ab.
  • Anderseits geht sie, falls der Eingangsstrombegrenzungswert I15Lim gleich oder kleiner als der Eingangsstrom I15 ist, in den Modus über, in der sie den Eingangsstrom I15 des Gleichspannungswandlers 405 regelt, und somit ist es selbst in einem Fall, in dem der Laststrom zunimmt, möglich den Eingangsstrom I15 in Kombination mit der Zunahme der Eingangsspannung V5 zu senken.
  • In der einschlägigen Technik wird nur die Ausgangsspannung geregelt, und daher nimmt der Eingangsstrom in Kombination mit der Zunahme des Laststroms ab. Da der Eingangsstrom entsprechend der Größe der Eingangsspannung des Gleichspannungswandlers begrenzt ist, ist es in der Erfindung jedoch möglich, den Eingangsstrom in Kombination mit der Abnahme der Eingangsspannung unabhängig von einer Änderung des Laststroms zu senken.
  • Außerdem wird ein Strom vom niedrigspannungsseitigen Akku 100 an die Last 110 bereitgestellt, wenn der Wert, der durch das Umwandeln des Eingangsstroms 115 in den Ausgangsstrom erzielt wird, kleiner als der Laststrom wird, und somit nimmt die Ausgangsspannung V10 in Kombination mit dem Abnehmen des Eingangsstroms I15 ab.
  • Außerdem ist ein Verfahren zum Begrenzen des Eingangsstroms des oben beschriebenen Gleichspannungswandlers nicht auf die Schaltkreiskonfiguration des in 9 dargestellten Gleichspannungswandlers 405 begrenzt, und andere Schaltkreiskonfigurationen können angewendet werden. Außerdem ist es, wenn diese Ausführungsform und die erste Ausführungsform der Erfindung miteinander kombiniert werden, auch möglich, jeden Eingangsstrom und Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers auf einen vorgegebenen Wert entsprechend der Größe der Eingangsspannung des Gleichspannungswandlers zu regeln.
  • Dritte Ausführungsform
  • In der Arbeitslasterzeugungseinheit 330, die der Steuervorrichtung 310 des Gleichspannungswandlers 400 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird, werden die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers 400 auf Grundlage eines Vergleichsergebnisses des Ausgangsstrombegrenzungswerts ID10Lim und des Ausgangsstroms ID10 geregelt.
  • Außerdem werden in der Arbeitslasterzeugungseinheit 332, die der Steuervorrichtung 315 des Gleichspannungswandlers 405 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird, die Ausgangsspannung und der Eingangsstrom des Gleichspannungswandlers 405 auf Grundlage eines Vergleichsergebnisses des Eingangsstrombegrenzungswert ID15Lim und des Eingangsstroms ID15 geregelt.
  • In dieser Ausführungsform werden eine Ausgangsspannung und ein Eingangsstrom oder ein Ausgangsstrom eines Gleichspannungswandlers auf Grundlage eines Vergleichsergebnisses eines Eingangsstrombegrenzungswerts oder Ausgangsstrombegrenzungswert IDXLim und eines Eingangsstroms oder eines Ausgangsstroms IDX geregelt. In der folgenden Beschreibung werden der Eingangsstrombegrenzungswert oder der Ausgangsstrombegrenzungswert IDXLim des Gleichspannungswandlers, der von einer Befehlserzeugungseinheit ausgegeben wird, zu Vereinfachung jedoch als Strombegrenzungswert IDXLim bezeichnet. Außerdem wird der Eingangsstrom oder der Ausgangsstrom IDX des Gleichspannungswandlers, der erfasst wird, einfach als Strom IDX bezeichnet.
  • (Steuervorrichtung 319 des Gleichspannungswandlers)
  • 15 ist eine Ansicht, die eine Steuervorrichtung 319 des Gleichspannungswandlers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Die Steuervorrichtung 319 enthält einen A/D-Wandler 320, eine Befehlserzeugungseinheit 329, eine Arbeitslasterzeugungseinheit 334, eine Schaltsignalerzeugungseinheit 335 und eine Gate-Treiberschaltung 340.
  • Die Befehlserzeugungseinheit 329 gemäß dieser Ausführungsform erzeugt einen Ausgangsspannungsbefehl VD10ref eines Gleichspannungswandlers, und einen Eingangsstrombegrenzungswert oder einen Ausgangsstrombegrenzungswert IDXLim (Strombegrenzungswert IDXLim) des Gleichspannungswandlers auf Grundlage eines digitalen Werts VD5 (nachstehend als eine Eingangsspannung VD5 bezeichnet), der eine Eingangsspannung V5 des Gleichspannungswandlers darstellt, der von dem Spannungssensor 192 festgestellt wird, und einen digitalen Wert VD10 (nachstehend als Ausgangsspannung VD10 bezeichnet), der eine Ausgangsspannung V10 des Gleichspannungswandler darstellt, die vom Spannungssensor 190 festgestellt wird. Die Konfiguration der Befehlserzeugungseinheit 329 gemäß dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform, und daher wird deren Beschreibung nicht wiederholt.
  • Außerdem ist die Konfiguration des Gleichspannungswandlers mit Ausnahme der Befehlserzeugungseinheit 329 und der Arbeitslasterzeugungseinheit 334 gemäß dieser Ausführungsform die gleiche wie die in der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform der Erfindung, und daher wird deren Beschreibung nicht wiederholt.
  • (Arbeitslasterzeugungseinheit 334)
  • 16 ist eine Ansicht, die die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 darstellt, die der Steuervorrichtung des Gleichspannungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird. Wie in 15 gezeigt, erfasst die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref und den Strombegrenzungswert IDXLim des Gleichspannungswandlers, die von der Befehlserzeugungseinheit 329 ausgegeben werden, und die Ausgangsspannung VD10 und einen Eingangsstrom IDX des Gleichspannungswandlers, die vom A/D-Wandler 320 ausgegeben werden. Es folgt eine Beschreibung mit Bezug auf 16. Die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 erfasst einen Ausgangsstrombefehl VD10ref in Schritt e1, erfasst den Strombegrenzungswert IDXLim in Schritt e2, erfasst die Ausgangsspannung VD10 in Schritt e3 und erfasst den Strom IDX in Schritt e4.
  • Dann stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e5 fest, ob der Strombegrenzungswert IDXLim des Gleichspannungswandlers, der in Schritt e2 erfasst wird, 0 (null) ist.
  • Falls in Schritt e5 festgestellt wird, dass der Strombegrenzungswert IDXLim, der erfasst wird, 0 (null) ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e6 eine Arbeitslast „Duty” auf 0 (null) ein. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 die Arbeitslast „Duty”, die eingestellt wird, in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben berechnet wird, ist es möglich, alle MOSFETs abzuschalten, welche Schaltelemente des Gleichspannungswandlers sind.
  • Falls anderseits in Schritt e5 festgestellt wird, dass der Strombegrenzungswert IDXLim, der erfasst wird, nicht 0 (null) ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e7 fest, ob der Strombegrenzungswert IDXLim, größer als der Strom IDX ist.
  • Falls in Schritt e7 festgestellt wird, dass der Strombegrenzungswert IDXLim größer als der Strom IDX ist, berechnet die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e8 eine Spannungsabweichung DevV, indem sie die Ausgangsspannung VD10 vom Ausgangsspannungsbefehl VD10ref des Gleichspannungswandlers, der erfasst wird, subtrahiert. Außerdem stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e9 eine Stromabweichung DevC auf 0 (Null) ein.
  • Dann stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e10 fest, ob ein Zustand, in dem der Strombegrenzungswert IDXLim größer als der Strom IDX ist, anhält.
  • Falls in Schritt e10 festgestellt wird, dass der Zustand, in dem der Strombegrenzungswert IDXLim größer als der Strom IDX ist, anhält, das heißt, falls der vor einem Betriebszyklus erfasste Strombegrenzungswert IDXLim, größer als der vor einem Betriebszyklus erfasste Strom IDX ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e11 ein Spannungsregelungs-Umschaltflag FlagV auf AUS. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e12 die Spannungsabweichung DevV, die in Schritt e8 berechnet wird, die Stromabweichung DevC, die in Schritt e9 eingestellt wird, und das Spannungsregelungs-Umschaltflag FlagV, das in Schritt e11 eingestellt wird, in eine Spannungs- und Stromregeleinheit 606 ein und berechnet eine Arbeitslast „Duty”, die so konfiguriert ist, dass sie die Spannungsabweichung DevV anhand der Spannungs- und Stromregelungseinheit 606 auf 0 (null) einstellt. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 die berechnete Arbeitslast „Duty”, in Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Falls anderseits in Schritt e10 festgestellt wird, dass der Zustand, in dem der Strombegrenzungswert IDXLim größer als der Strom IDX ist, nicht anhält, das heißt, falls der vor einem Betriebszyklus erfasste Strombegrenzungswert IDXLim, gleich oder kleiner als der vor einem Betriebszyklus erfasste Strom IDX ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e13 das Spannungsregelungs-Umschaltflag FlagV auf EIN. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e12 die Spannungsabweichung DevV, die in Schritt e8 berechnet wird, die Stromabweichung DevC, die in Schritt e9 eingestellt wird, und das Spannungsregelungs-Umschaltflag FlagV, das in Schritt e13 eingestellt wird, in die Spannungs- und Stromregeleinheit 606 ein und berechnet eine Arbeitslast „Duty”, die so konfiguriert ist, dass sie die Spannungsabweichung DevV anhand der Spannungs- und Stromregelungseinheit 606 auf 0 (null) einstellt. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 die berechnete Arbeitslast „Duty”, in Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben berechnet wird, ist es möglich, die Ausgangsspannung VD10 des Gleichspannungswandlers an den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref anzupassen.
  • Falls anderseits in Schritt e7 festgestellt wird, dass der Strombegrenzungswert IDXLim, gleich oder kleiner als der Strom IDX ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e14 die Spannungsabweichung DevV auf 0 (null) ein. Außerdem berechnet die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e15 die Stromabweichung DevC, indem sie den Strom IDX vom Strombegrenzungswert IDXLim subtrahiert.
  • Dann stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e16 fest, ob der Zustand, in dem der Strombegrenzungswert IDXLim gleich oder kleiner als der Strom IDX ist, anhält.
  • Falls in Schritt e16 festgestellt wird, dass der Zustand, in dem der Strombegrenzungswert IDXLim gleich oder kleiner als der Strom IDX ist, anhält, das heißt, falls der vor einem Betriebszyklus erfasste Strombegrenzungswert IDXLim gleich oder kleiner als der vor einem Betriebszyklus erfasste Strom IDX ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e17 ein Stromregelungs-Umschaltflag FlagC auf AUS. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e12 die Stromabweichung DevC, die in Schritt e15 berechnet wird, die Spannungsabweichung DevV, die in Schritt e14 eingestellt wird, und das Stromregelungs-Umschaltflag FlagC, das in Schritt e17 eingestellt wird, in die Spannungs- und Stromregeleinheit 606 ein und berechnet eine Arbeitslast „Duty”, die so konfiguriert ist, dass sie die Stromabweichung DevC anhand der Spannungs- und Stromregelungseinheit 606 auf 0 (null) einstellt. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 die berechnete Arbeitslast „Duty”, in Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Falls anderseits in Schritt e16 festgestellt wird, dass der Zustand, in dem der Strombegrenzungswert IDXLim gleich oder kleiner als der Strom IDX ist, nicht anhält, das heißt, falls der vor einem Betriebszyklus erfasste Strombegrenzungswert IDXLim größer als der vor einem Betriebszyklus erfasste Strom IDX ist, stellt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e18 das Stromregelungs-Umschaltflag FlagC auf EIN. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 in Schritt e12 die Stromabweichung DevC, die in Schritt e15 berechnet wird, die Spannungsabweichung DevV, die in Schritt e14 eingestellt wird, und das Stromregelungs-Umschaltflag FlagC, das in Schritt e18 eingestellt wird, in die Spannungs- und Stromregeleinheit 606 ein und berechnet die Arbeitslast „Duty”, die so konfiguriert ist, dass sie die Stromabweichung DevC anhand der Spannungs- und Stromregelungseinheit 606 auf 0 (null) einstellt. Außerdem gibt die Arbeitslasterzeugungseinheit 334 die berechnete Arbeitslast „Duty”, in Schaltsignalerzeugungseinheit 335 ein.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben berechnet wird, ist es möglich, den Eingangsstrom oder den Ausgangsstrom IDX des Gleichspannungswandlers an den Eingangsstrombegrenzungswert oder den Ausgangsstrombegrenzungswert IDXLim anzupassen.
  • (Spannungs- und Stromregeleinheit 606)
  • 17 ist eine Ansicht, die die Spannungs- und Stromregeleinheit 606 darstellt, die der Arbeitslasterzeugungseinheit der Steuereinheit des Gleichspannungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird. Die Spannungs- und Stromregeleinheit 606 beinhaltet eine Proportional-Integral-Reglereinheit 602 zum Regeln der Ausgangsspannung, eine Proportional-Integral-Reglereinheit 604 (nachstehend als Proportional-Integral-Reglereinheit 604 zur Stromregelung bezeichnet) zum Regeln des Eingangsstroms oder Ausgangsstroms, eine integrierte Werte verarbeitende Einheit 685 und einen Addierer 680.
  • Die Proportional-Integral-Reglereinheit 602 zum Regeln der Ausgangsspannung beinhaltet einen Multiplizierer 640, einen Multiplizierer 645, einen Integrierer 660 und einen Addierer 670. Die Proportional-Integral-Reglereinheit 604 zur Stromregelung beinhaltet einen Multiplizierer 650, einen Multiplizierer 655, einen Integrierer 665 und einen Addierer 675.
  • Zuerst erfasst die Spannungs- und Stromregeleinheit 606 die Spannungsabweichung DevV, die Stromabweichung DevC, das Spannungsregelungs-Umschaltflag FlagV und das Stromregelungs-Umschaltflag FlagC. Außerdem gibt die Spannungs- und Stromregeleinheit 606 die Spannungsabweichung DevV, die erfasst wird, in die Proportional-Integral-Reglereinheit 602 zum Regeln der Ausgangsspannung ein. Außerdem gibt die Spannungs- und Stromregeleinheit 606 die Stromabweichung DevC, die erfasst wird, in die Proportional-Integral-Reglereinheit 604 zur Stromregelung ein. Außerdem gibt die Spannungs- und Stromregeleinheit 606 das Spannungsregelungs-Umschaltflag FlagV und das Stromregelungs-Umschaltflag FlagC, die erfasst werden, in die integrierte Werte verarbeitende Einheit 685 ein.
  • Falls das Spannungsregelungs-Umschaltflag FlagV, das eingegeben wird, EIN ist, stellt die integrierte Werte verarbeitende Einheit 685 einen integrierten Wert des Integrierers 665, der der Proportional-Integral-Reglereinheit 604 zur Stromregelung bereitgestellt wird, auf einen integrierten Wert des Integrierers 660 ein, der der Proportional-Integral-Reglereinheit 602 zum Regeln der Ausgangsspannung bereitgestellt wird. Außerdem stellt, nachdem die oben beschriebene Einstellung abgeschlossen ist, die integrierte Werte verarbeitende Einheit 685 einen integrierten Wert des Integrierers 665, der der Proportional-Integral-Reglereinheit 604 zur Stromregelung bereitgestellt wird, auf 0 (null) ein.
  • Außerdem stellt, falls das Stromregelungs-Umschaltflag FlagC, das eingegeben wird, EIN ist, die integrierte Werte verarbeitende Einheit 685 einen integrierten Wert eines Integrierers 660, der der Proportional-Integral-Reglereinheit 602 zum Regeln der Ausgangsspannung bereitgestellt wird, auf einen integrierten Wert des Integrierers 665 ein, der der Proportional-Integral-Reglereinheit 604 zur Stromregelung bereitgestellt wird. Außerdem stellt, nachdem die oben beschriebene Einstellung abgeschlossen ist, die integrierte Werte verarbeitende Einheit 685 den integrierten Wert des Integrierers 660, der der Proportional-Integral-Reglereinheit 602 zum Regeln der Ausgangsspannung bereitgestellt wird, auf 0 (null) ein.
  • Dann gibt die Proportional-Integral-Reglereinheit 602 zum Regeln der Ausgangsspannung die Spannungsabweichung DevV, die eingegeben wird, in den Multiplizierer 640 und den Multiplizierer 645 ein. Der Multiplizierer 640 multipliziert die Spannungsabweichung DevV, die eingegeben wird, mit der proportionalen Verstärkung Kp zum Regeln der Ausgangsspannung. Ein Wert, der durch Multiplikation anhand des Multiplizierers 640 erzielt wird, wird in den Addierer 670 eingegeben. Der Multiplizierer 645 multipliziert die Spannungsabweichung DevV, die eingegeben wird, mit der integralen Verstärkung Kiv zum Regeln der Ausgangsspannung. Ein Wert, der durch Multiplikation anhand des Multiplizierers 645 erzielt wird, wird in den Integrierer 660 eingegeben.
  • Der Integrierer 660 integriert multiplizierte Werte, die vom Multiplizierer 645 eingegeben werden. Ein Wert, der durch Integration anhand des Integrierers 645 erzielt wird, wird in den Addierer 670 eingegeben. Der Addierer 670 addiert den multiplizierten Wert, der vom Multiplizierer 640 eingegeben wird, und den integrierten Wert, der vom Integrierer 660 eingegeben wird, um eine Arbeitslast DutyV zum Regeln der Ausgangsspannung zu berechnen. Die Arbeitslast DutyV zum Regeln der Ausgangsspannung, die berechnet wird, wird in den Addierer 680 eingegeben, der der Spannungs- und Stromregeleinheit 606 bereitgestellt wird.
  • Außerdem gibt die Proportional-Integral-Reglereinheit 604 zur Stromregelung die Stromabweichung DevC, die eingegeben wird, in den Multiplizierer 650 und den Multiplizierer 655 ein. Der Multiplizierer 650 multipliziert die Stromabweichung DevC, die eingegeben wird, mit der integralen Verstärkung Kic zur Stromregelung. Ein Wert, der durch Multiplikation anhand des Multiplizierers 650 erzielt wird, wird in den Integrierer 665 eingegeben. Der Multiplizierer 655 multipliziert die Stromabweichung DevC, die eingegeben wird, und die proportionale Verstärkung Kpc zur Stromregelung. Ein Wert, der durch Multiplikation anhand des Multiplizierers 655 erzielt wird, wird in den Addierer 675 eingegeben.
  • Der Integrierer 665 integriert multiplizierte Werte, die vom Multiplizierer 650 eingegeben werden. Ein Wert, der durch Integration anhand des Integrierers 665 erzielt wird, wird in den Addierer 675 eingegeben. Der Addierer 675 addiert den integrierten Wert, der vom Integrierer 665 eingegeben wird, und den multiplizierten Wert, der vom Multiplizierer 655 eingegeben wird, um die Arbeitslast DutyC zur Stromregelung zu berechnen. Die Arbeitslast DutyC zur Stromregelung, die berechnet wird, wird in den Addierer 680 eingegeben, der der die Spannungs- und Stromregeleinheit 606 bereitgestellt wird.
  • Außerdem addiert der Addierer 680, der der Spannungs- und Stromregeleinheit 606 bereitgestellt wird, die Arbeitslast DutyV zum Regeln der Ausgangsspannung, die vom Addierer 670 eingegeben wird und die Arbeitslast DutyC zur Stromregelung, die vom Addierer 675 eingegeben wird. Die Arbeitslast „Duty”, die im Addierer 675 addiert wurde, wird in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 eingegeben.
  • Wenn die Arbeitslast „Duty” wie oben beschrieben berechnet wird, wird die Arbeitslast DutyC zur Stromregelung 0 (null), falls der Strombegrenzungswert IDXLim des Gleichspannungswandlers größer als der Strom IDX ist, und somit wird die Arbeitslast „Duty” zum Regeln der Ausgangsspannung in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 eingegeben. Außerdem wird, falls der Strombegrenzungswert IDXLim gleich oder größer als der Strom IDX ist, die Arbeitslast DutyV zum Regeln der Ausgangsspannung 0 (null), und somit wird die Arbeitslast DutyC zur Stromregelung in die Schaltsignalerzeugungseinheit 335 eingegeben.
  • Demgemäß ist es, wenn der Eingangsstrombegrenzungswert oder der Ausgangsstrombegrenzungswert IDXLim des Gleichspannungswandlers größer als der Eingangsstrom oder der Ausgangsstrom IDX des Gleichspannungswandlers ist, möglich, die Ausgangsspannung VD10 des Gleichspannungswandlers an den Ausgangsspannungsbefehl VD10ref anzupassen. Außerdem ist es, wenn der Eingangsstrombegrenzungswert oder der Ausgangsstrombegrenzungswert IDXLim des Gleichspannungswandlers gleich oder kleiner als der Eingangsstrom oder der Ausgangsstrom IDX des Gleichspannungswandlers ist, möglich, den Eingangsstrom oder den Ausgangsstrom IDX des Gleichspannungswandlers an den Eingangsstrombegrenzungswert oder den Ausgangsstrombegrenzungswert IDXLim anzupassen.
  • Außerdem wirken in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Ausgangsspannungsregler und der Stromregler nicht störend auf einander ein, und somit ist es möglich, die Reaktionsfähigkeit des Ausgangsspannungsreglers auf eine hohe Geschwindigkeit einzustellen. Dementsprechend ist es in dieser Ausführungsform möglich, selbst in einem Fall, in dem Störungen wie ein schnelles Ändern des Laststroms auftreten, eine stabile Ausgangsspannung ohne schnelles Ändern der Ausgangsspannung zu erzielen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Hochspannungsseitiger Akku
    20
    Filterkondensator
    25
    Snubber-Kondensator
    30
    Resonanzinduktor
    40
    Primärseitige Transformatorwicklung
    50
    Transformator
    60
    Sekundärseitige Transformatorwicklung
    70
    Sekundärseitige Transformatorwicklung
    80
    Glättungsdrossel
    90
    Glättungskondensator
    100
    Niedrigspannungsseitiger Akku
    110
    Last
    190
    Spannungssensor
    192
    Spannungssensor
    200
    Stromsensor
    205
    Stromsensor
    210
    MOSFET
    220
    MOSFET
    230
    MOSFET
    240
    MOSFET
    250
    MOSFET
    260
    MOSFET
    270
    MOSFET
    280
    MOSFET
    310
    Steuervorrichtung des Gleichspannungswandlers
    315
    Steuervorrichtung des Gleichspannungswandlers
    319
    Steuervorrichtung des Gleichspannungswandlers
    320
    A/D-Wandler
    325
    Befehlserzeugungseinheit
    327
    Befehlserzeugungseinheit
    329
    Befehlserzeugungseinheit
    330
    Arbeitslasterzeugungseinheit
    332
    Arbeitslasterzeugungseinheit
    334
    Arbeitslasterzeugungseinheit
    335
    Schaltsignalerzeugungseinheit
    340
    Gate-Treiberschaltung
    360
    Motorgeneratorwelle
    365
    Getriebe
    370
    Kurbelwelle
    375
    Motor
    380
    Propellerwelle
    400
    Gleichspannungswandler
    405
    Gleichspannungswandler
    500
    Wechselrichter
    510
    Motorgenerator
    520
    Differentialgetriebe
    530
    Antriebswelle
    540
    Antriebsrad
    600
    Proportional-Integral-Reglereinheit
    602
    Proportional-Integral-Reglereinheit
    604
    Proportional-Integral-Reglereinheit
    606
    Spannungs- und Stromregeleinheit
    610
    Multiplizierer
    615
    Multiplizierer
    640
    Multiplizierer
    645
    Multiplizierer
    650
    Multiplizierer
    655
    Multiplizierer
    620
    Integrierer
    660
    Integrierer
    665
    Integrierer
    630
    Addierer
    670
    Addierer
    675
    Addierer
    680
    Addierer
    685
    Integrierte Werte verarbeitende Einheit
    S30
    EIN-/AUS-Signal
    S40
    EIN-/AUS-Signal
    S50
    EIN-/AUS-Signal
    S60
    EIN-/AUS-Signal
    S70
    EIN-/AUS-Signal
    S80
    EIN-/AUS-Signal
    S90
    EIN-/AUS-Signal
    S100
    EIN-/AUS-Signal
    V30
    Gate-Spannung
    V40
    Gate-Spannung
    V50
    Gate-Spannung
    V60
    Gate-Spannung
    V70
    Gate-Spannung
    V80
    Gate-Spannung
    V90
    Gate-Spannung
    V100
    Gate-Spannung
    Duty
    Arbeitslast
    DutyC
    Arbeitslast zum Regeln des Eingangsstroms oder Regeln des Ausgangsstroms
    DutyV
    Arbeitslast zum Regeln der Ausgangsspannung
    Dev
    Abweichung
    DevC
    Stromabweichung
    DevV
    Spannungsabweichung
    Fsw
    Umschaltfrequenz
    FlagC
    Stromregelungs-Umschaltflag
    FlagV
    Spannungsregelungs-Umschaltflag
    I10
    Ausgangsstrom
    I10Lim
    Ausgangsstrombegrenzungswert
    ID10
    Digitaler Wert des Ausgangsstroms
    ID10Lim
    Digitaler Wert des Ausgangsstrombegrenzungswerts
    ID10HLim
    Digitaler Wert der Obergrenze des Ausgangsstroms
    I15
    Eingangsstrom
    I15Lim
    Eingangsstrombegrenzungswert
    ID15
    Digitaler Wert des Eingangsstroms
    ID15Lim
    Digitaler Wert des Eingangsstrombegrenzungswerts
    ID15HLim
    Digitaler Wert der Obergrenze des Eingangsstroms
    IX
    Eingangsstrom oder Ausgangsstrom
    IDX
    Digitaler Wert des Eingangsstroms oder Ausgangsstroms
    IDXLim
    Digitaler Wert des Eingangsstrombegrenzungswerts oder Ausgangsstrombegrenzungswerts
    V5
    Eingangsspannung
    V5HLim
    Obergrenze der Eingangsspannung
    VD5
    Digitaler Wert der Eingangsspannung
    VD5HLim
    Digitaler Wert der Obergrenze bezüglich der Eingangsspannung
    V10
    Ausgangsspannung
    V10HLim
    Obergrenze der Ausgangsspannung
    V10LLim
    Untergrenze der Ausgangsspannung
    VD10
    Digitaler Wert der Ausgangsspannung
    VD10HLim
    Digitaler Wert der Obergrenze der Ausgangsspannung
    VD10LLim
    Digitaler Wert der Untergrenze der Ausgangsspannung
    VD10ref
    Ausgangsspannungsbefehl
    VD10St
    Bezugsspannungswert bezüglich der Ausgangsspannung

Claims (14)

  1. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers, der aus einem primärseitigen Stromkreis, der elektrisch zwischen einer Eingangsseite und einem Transformator verbunden ist, und einem sekundärseitigen Stromkreis besteht, der elektrisch zwischen einer Ausgangsseite und dem Transformator verbunden ist, die Folgendes umfasst: eine Befehlserzeugungseinheit, die einen Ausgangsstrombegrenzungswert des sekundärseitigen Schaltkreises auf Grundlage einer festgestellten Eingangsspannung des primärseitigen Schaltkreises auf einen vorgegebenen Wert einstellt; eine Arbeitslasterzeugungseinheit, die eine Arbeitslast, die zum EIN/AUS-Schalten eines Schaltelements konfiguriert ist, das den primärseitigen Schaltkreis bildet, auf Grundlage des Ausgangsstrombegrenzungswerts, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, und eines festgestellten Ausgangsstroms des sekundärseitigen Schaltkreises berechnet; und eine Schaltsignalerzeugungseinheit, die ein Schaltsignal des primärseitigen Schaltkreises auf Grundlage der Arbeitslast erzeugt, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit berechnet wird, wobei die Arbeitslasterzeugungseinheit die Arbeitslast so erzeugt, dass der Ausgangsstrom des sekundärseitigen Schaltkreises auf den Ausgangsstrombegrenzungswert oder darunter begrenzt ist.
  2. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 1, wobei die Befehlserzeugungseinheit einen Ausgangsspannungsbefehl des sekundärseitigen Schaltkreises auf Grundlage der festgestellten Eingangsspannung auf einen Wert einstellt, der im Voraus bestimmt wird, die Arbeitslasterzeugungseinheit den Ausgangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, und den festgestellten Ausgangsstrom vergleicht, falls der Ausgangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, gleich oder kleiner als der festgestellte Ausgangsstrom ist, die Arbeitslasterzeugungseinheit eine Arbeitslast zum Regeln des Ausgangsstroms berechnet, so dass ein Ausgangsstrom des sekundärseitigen Schaltkreises an den Ausgangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, angepasst wird, falls der Ausgangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, größer als der festgestellte Ausgangsstrom ist, die Arbeitslasterzeugungseinheit eine Arbeitslast zum Regeln der Ausgangsspannung berechnet, so dass eine Ausgangsspannung des sekundärseitigen Schaltkreises an den Ausgangsspannungsbefehl, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, angepasst wird, die Schaltsignalerzeugungseinheit das Schaltsignal auf Grundlage einer der Arbeitslasten Arbeitslast zum Regeln des Ausgangsstroms und Arbeitslast zum Regeln der Ausgangsspannung erzeugt, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit berechnet werden.
  3. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 2, wobei die Arbeitslasterzeugungseinheit eine Proportional-Integral-Reglereinheit beinhaltet, die die Arbeitslast auf Grundlage einer Abweichung und einer Verstärkung berechnet, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit berechnet werden, falls der Ausgangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, gleich oder kleiner als der festgestellte Ausgangsstrom ist, die Arbeitslasterzeugungseinheit eine Differenz zwischen dem Ausgangsstrombegrenzungswert und dem festgestellten Ausgangsstrom in die Proportional-Integral-Reglereinheit als die Abweichung eingibt, und eine vorgegebene Verstärkung zum Regeln des Ausgangsstroms als die Verstärkung in die Proportional-Integral-Reglereinheit eingibt, und falls der Ausgangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, größer als der festgestellte Ausgangsstrom ist, die Arbeitslasterzeugungseinheit eine Differenz zwischen dem Ausgangsspannungsbefehl und der festgestellten Ausgangsspannung in die Proportional-Integral-Reglereinheit als die Abweichung eingibt, und eine vorgegebene Verstärkung zum Regeln der Ausgangsspannung als die Verstärkung in die Proportional-Integral-Reglereinheit eingibt.
  4. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Befehlserzeugungseinheit, falls die festgestellte Eingangsspannung größer als eine erste vorgegebene Spannung ist, den Ausgangsspannungsbefehl so einstellt, dass der Ausgangsspannungsbefehl bezüglich einer Zunahme der festgestellten Eingangsspannung zunimmt, und den Ausgangsstrombegrenzungswert so einstellt, dass der Ausgangsstrombegrenzungswert bezüglich der Zunahme der festgestellten Eingangsspannung abnimmt.
  5. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 4, wobei die Befehlserzeugungseinheit, falls die festgestellte Eingangsspannung gleich oder kleiner als die erste vorgegebene Spannung ist und größer als eine zweite vorgegebene Spannung ist, die geringer als die erste vorgegebene Spannung ist, den Ausgangsstrombegrenzungswert auf eine Obergrenze einstellt, die gleich oder größer als der Ausgangsstrombegrenzungswert ist, in einem Fall, in dem die festgestellte Eingangsspannung größer als die erste vorgegebene Spannung ist.
  6. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 5, wobei die Befehlserzeugungseinheit, falls die festgestellte Eingangsspannung gleich oder kleiner als die zweite vorgegebene Spannung und größer als eine dritte vorgegebene Spannung ist, die geringer als die zweite vorgegebene Spannung ist, den Ausgangsspannungsbefehl auf einen vorgegebenen Bezugsspannungswert einstellt.
  7. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 6, wobei die Befehlserzeugungseinheit, falls die festgestellte Eingangsspannung gleich oder kleiner als die dritte vorgegebene Spannung ist, den Ausgangsspannungsbefehl so einstellt, dass der Ausgangsspannungsbefehl bezüglich der Zunahme der festgestellten Eingangsspannung zunimmt, und den Ausgangsstrombegrenzungswert so einstellt, dass der Ausgangsstrombegrenzungswert bezüglich der Zunahme der festgestellten Eingangsspannung zunimmt.
  8. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers, der aus einem primärseitigen Stromkreis, der elektrisch zwischen einer Eingangsseite und einem Transformator verbunden ist, und einem sekundärseitigen Stromkreis besteht, der elektrisch zwischen einer Ausgangsseite und dem Transformator verbunden ist, die Folgendes umfasst: eine Befehlserzeugungseinheit, die einen Eingangsstrombegrenzungswert des primärseitigen Schaltkreises auf Grundlage einer festgestellten Eingangsspannung des primärseitigen Schaltkreises auf einen vorgegebenen Wert einstellt; eine Arbeitslasterzeugungseinheit, die eine Arbeitslast, die zum EIN/AUS-Schalten eines Schaltelements konfiguriert ist, das den primärseitigen Schaltkreis bildet, auf Grundlage des Eingangsstrombegrenzungswerts, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, und des festgestellten Eingangsstroms des primärseitigen Schaltkreises berechnet; und eine Schaltsignalerzeugungseinheit, die ein Schaltsignal des primärseitigen Schaltkreises auf Grundlage der Arbeitslast erzeugt, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit berechnet wird, wobei die Arbeitslasterzeugungseinheit die Arbeitslast so erzeugt, dass der Eingangsstrom des primärseitigen Schaltkreises auf den Eingangsstrombegrenzungswert oder darunter begrenzt ist.
  9. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 8, wobei die Befehlserzeugungseinheit einen Ausgangsspannungsbefehl des sekundärseitigen Schaltkreises auf Grundlage der festgestellten Eingangsspannung auf einen Wert einstellt, der im Voraus bestimmt wird, die Arbeitslasterzeugungseinheit den Eingangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, und den festgestellten Eingangsstrom vergleicht, falls der Eingangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, gleich oder kleiner als der festgestellte Eingangsstrom ist, die Arbeitslasterzeugungseinheit eine Arbeitslast zum Regeln des Eingangsstroms berechnet, so dass ein Eingangsstrom des primärseitigen Schaltkreises an den Eingangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, angepasst wird, falls der Eingangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, größer als der festgestellte Eingangsstrom ist, die Arbeitslasterzeugungseinheit eine Arbeitslast zum Regeln der Ausgangsspannung berechnet, so dass eine Ausgangsspannung des sekundärseitigen Schaltkreises an den Ausgangsspannungsbefehl, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, angepasst wird, und die Schaltsignalerzeugungseinheit das Schaltsignal auf Grundlage einer der Arbeitslasten Arbeitslast zum Regeln des Eingangsstroms und Arbeitslast zum Regeln der Ausgangsspannung erzeugt, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit berechnet werden.
  10. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 9, wobei die Arbeitslasterzeugungseinheit eine Proportional-Integral-Reglereinheit beinhaltet, die die Arbeitslast auf Grundlage einer Abweichung und einer Verstärkung berechnet, die von der Arbeitslasterzeugungseinheit berechnet werden, falls der Eingangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, gleich oder kleiner als der festgestellte Eingangsstrom ist, die Arbeitslasterzeugungseinheit eine Differenz zwischen dem Eingangsstrombegrenzungswert und dem festgestellten Eingangsstrom in die Proportional-Integral-Reglereinheit als Abweichung eingibt, und eine vorgegebene Verstärkung zum Regeln des Eingangsstroms als die Verstärkung in die Proportional-Integral-Reglereinheit eingibt, und falls der Eingangsstrombegrenzungswert, der von der Befehlserzeugungseinheit eingestellt wird, größer als der festgestellte Eingangsstrom ist, die Arbeitslasterzeugungseinheit eine Differenz zwischen dem Ausgangsspannungsbefehl und der festgestellten Ausgangsspannung in die Proportional-Integral-Reglereinheit als die Abweichung eingibt, und eine vorgegebene Verstärkung zum Regeln der Ausgangsspannung als die Verstärkung in die Proportional-Integral-Reglereinheit eingibt.
  11. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Befehlserzeugungseinheit, falls die festgestellte Eingangsspannung größer als eine erste vorgegebene Spannung ist, den Ausgangsspannungsbefehl so einstellt, dass der Ausgangsspannungsbefehl bezüglich einer Zunahme der festgestellten Eingangsspannung zunimmt, und den Eingangsstrombegrenzungswert so einstellt, dass der Eingangsstrombegrenzungswert bezüglich der Zunahme der festgestellten Eingangsspannung abnimmt.
  12. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 11, wobei die Befehlserzeugungseinheit, falls die festgestellte Eingangsspannung gleich oder kleiner als die erste vorgegebene Spannung ist, und größer als eine zweite vorgegebene Spannung ist, die geringer als die erste vorgegebene Spannung ist, den Eingangsstrombegrenzungswert auf eine Obergrenze einstellt, die gleich oder größer als der Eingangsstrombegrenzungswert ist, in einem Fall in dem die festgestellte Eingangsspannung größer als die erste vorgegebene Spannung ist.
  13. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 12, wobei die Befehlserzeugungseinheit, falls die festgestellte Eingangsspannung gleich oder kleiner als die zweite vorgegebene Spannung und größer als eine dritte vorgegebene Spannung ist, die geringer als die zweite vorgegebene Spannung ist, den Ausgangsspannungsbefehl auf einen vorgegebenen Bezugsspannungswert einstellt.
  14. Steuervorrichtung eines Gleichspannungswandlers nach Anspruch 13, wobei die Befehlserzeugungseinheit, falls die festgestellte Eingangsspannung gleich oder kleiner als die dritte vorgegebene Spannung ist, den Ausgangsspannungsbefehl so einstellt, dass der Ausgangsspannungsbefehl bezüglich einer Zunahme der festgestellten Eingangsspannung zunimmt, und den Eingangsstrombegrenzungswert so einstellt, dass der Eingangsstrombegrenzungswert bezüglich der Zunahme der festgestellten Eingangsspannung zunimmt.
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