DE112016002959T5 - Signalerzeugungsschaltung, spannungsumwandlungsvorrichtung und computerprogramm - Google Patents

Signalerzeugungsschaltung, spannungsumwandlungsvorrichtung und computerprogramm Download PDF

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Abstract

Bereitgestellt werden eine Signalerzeugungsschaltung, eine Spannungsumwandlungsvorrichtung und ein Computerprogramm, mit denen das kleinste Inkrement einzustellender Werte für eine Erzeugungseinheit zum periodischen Erzeugens eines ersten Signals, das eine EIN-Zeit entsprechend einem eingestellten Wert aufweist, und eines zweiten Signals, das eine EIN-Zeitspanne ohne Überlapp mit einer EIN-Zeitspanne des ersten Signals aufweist, mittels einer relativ kleinen Verarbeitungslast substantiell kleiner als das tatsächliche Inkrement gemacht werden kann. Eine CPU (11) ermittelt alle N Perioden eines ersten Signals, das eine Erzeugungseinheit 16 erzeugt, einen Einstellwert Y, der einem Zielwert X am nächsten liegt, sowie einen zweitnächsten Einstellwert Z, bestimmt N Einstellwerte für das erste Signal durch Kombinieren von Y und Z basierend auf Vergleichsergebnissen zwischen der Größe von X und der Größe der ermittelten Y sowie Z, stellt für die Erzeugungseinheit (16) einen Einstellwert für jede Periode des ersten Signals ein, berechnet einen Wert zum Einstellen einer AUS-Zeit des zweiten Signals in einer ersten Periode von N Perioden als einen addierten Wert, der durch Addieren eines kleineren der für die gleichen N Perioden bestimmten einstellbaren Werte zu einem vorbestimmten Wert erhalten wird, und stellt den berechneten Wert für die Erzeugungseinheit (16) ein.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalerzeugungsschaltung mit einer Erzeugungseinheit zum periodischen Erzeugen eines ersten Signals, das eine EIN-Zeit entsprechend einem eingestellten Wert aufweist, und eines zweiten Signals, dessen EIN-Zeitspanne diejenige des ersten Signals nicht überlappt, sowie einer Steuereinheit zum Einstellen des einstellbaren Werts für die Erzeugungseinheit entsprechend einem Zielwert, und betrifft ferner eine Spannungsumwandlungsvorrichtung und ein Computerprogramm.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Traditionell werden Spannungsumwandlungsvorrichtungen, die eine Spannung durch Ansteuern eines Schaltelements mittels eines PWM-Signals umwandeln, in großem Umfang genutzt. In einer Spannungsumwandlungsvorrichtung vom PWM-Steuerungstyp wird z. B. auf der Grundlage eines Zielwerts der Spannung ein Spannungsbefehlswert berechnet, um durch Einstellen eines dem berechneten Spannungsbefehlswert entsprechenden Wertes für einen PWM-Signalerzeuger ein PWM-Signal mit einem Tastgrad zu erzeugen, der dem eingestellten Wert entspricht. Durch solcherart Ändern des Tastgrads des PWM-Signals, welches das Schaltelement ansteuert, in Übereinstimmung mit dem Spannungszielwert wird eine Ausgangsspannung erhalten, die dem Spannungszielwert entspricht.
  • Falls Schaltelemente, die durch das PWM-Signal angesteuert werden, zu einer Brücke verbunden sind, oder im Falle der Synchrongleichrichtung eines Stroms, der mit dem Schalten in eine mit Induktivität behaftete Schaltung zurückfließt, wird eine sogenannte Totzeit vom Ausschalten eines Schaltelements bis zum Einschalten des anderen Schaltelements bereitgestellt, so dass zwei Schaltelemente, die in Reihe geschaltet sind, zu keiner Zeit gleichzeitig eingeschaltet werden.
  • In dem Fall, dass hier das kleinste Inkrement (d. h. eine kleinste Einheit) der Werte, die für den PWM-Signalerzeuger einstellbar sind (nachfolgend „einstellbare Werte“ genannt), vergleichsweise groß ist, kann Änderungen des Zielwerts nicht mehr durch sanftes Ändern des Tastgrads des PWM-Signals entsprochen werden, so dass sich die Ausgangsspannung treppenartig ändern wird. Beispielsweise treten in dem Fall, dass der für den PWM-Signalerzeuger einzustellende Zielwert als eine von der PWM-Steuerung abhängige Betriebsgröße berechnet wird, Fehler in der Ausgangsspannung auf, wenn das kleinste Inkrement der einstellbaren Werte größer als das kleinste Inkrement des Zielwerts ist, da Änderungen des Zielwerts sowie Lastschwankungen nicht mehr durch sanftes Ändern des Tastgrads des PWM-Signals entsprochen werden kann.
  • Angesichts dessen offenbart Patentdokument 1 einen PWM-Wechselrichter, bei dem in jeder PWM-Steuerperiode die Berechnung der EIN/AUS-Zeit eines PWM-Signals dadurch erfolgt, dass bei einer Division mit einem Spannungsbefehlswert als Dividenden der Rest fortfallen gelassen wird, um einen PWM-Puls basierend auf dem Berechnungsergebnis auszugeben. Der bei der genannten Rechenoperation auftretende Rest entspricht einem Spannungsbefehlswert, der abgeschnitten wird, ohne sich in der EIN/AUS-Zeit widerzuspiegeln.
  • Bei diesem PWM-Wechselrichter wird der abgeschnittene Rest sequentiell dem Spannungsbefehlswert in den Rechenoperationen nachfolgender Perioden hinzugefügt, so dass sich ein Rest, der in der vorigen Rechenoperation nicht in der EIN/AUS-Zeit widergespiegelt wurde, bei der nächsten Rechenoperation in der neuen EIN/AUS-Zeit widerspiegelt, der dabei auftretende Rest in der übernächsten Rechenoperation widergespiegelt wird, und so weiter. Dies ermöglicht, den Durchschnittswert der EIN/AUS-Zeiten, die für die PWM-Erzeugungseinheit eingestellt werden, einer eigentlich einzustellenden Ziel-EIN/AUS-Zeit anzunähern. Das heißt, das kleinste Inkrement der Werte, die in der Erzeugungseinheit eingestellt werden, kann im Durchschnitt kleiner als das tatsächliche Inkrement gemacht werden.
  • LITERATURLISTE
  • PATENTDOKUMENTE
    • Patentdokument 1: JP H03 098470 A
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • AUFGABE, WELCHE DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SUCHT
  • Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Technik wird jedoch in jeder PWM-Steuerperiode, um die EIN/AUS-Zeit des PWM-Signals zu bestimmen, eine Rechenoperation mit Division ausgeführt, so dass in jeder Periode eine signifikante Verarbeitungslast auftritt. Zudem ist in Patentdokument 1 die oben erwähnte Totzeit nicht berücksichtigt, weshalb zur Sicherstellung einer bestimmten Totzeit die Einschaltzeit von PWM-Signalen für mindestens zwei in einer Wechselrichter-Wandlereinheit enthaltene Schaltelemente separat berechnet werden muss. Bei einem preisgünstigen Mikrocomputer mit schlechter Verarbeitungsfähigkeit ist daher zu befürchten, dass die zuvor erwähnte Rechenoperationsverarbeitung und andere Verarbeitungen, wie z. B. für Kommunikation, selbst dann nicht stabil parallel ausgeführt werden können, wenn Änderungen des Zielwerts vergleichsweise selten sind.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obige Situation gemacht und zielt darauf ab, eine Signalerzeugungsschaltung, eine Spannungsumwandlungsvorrichtung und ein Computerprogramm zu schaffen, mit denen ein kleinstes Inkrement von Werten, die für eine Erzeugungseinheit zum periodischen Erzeugen eines ersten Signals, das eine EIN-Zeit entsprechend einem eingestellten Wert aufweist, und eines zweiten Signals, dessen EIN-Zeitspanne diejenige des ersten Signals nicht überlappt, eingestellt werden, mittels einer vergleichsweise kleinen Verarbeitungslast substantiell kleiner gemacht werden kann als ein tatsächliches Inkrement.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
  • Eine Signalerzeugungsschaltung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Erzeugungseinheit zum periodischen Erzeugen eines ersten Signals, welches eine EIN-Zeit entsprechend einem eingestellten Wert aufweist, und eines zweiten Signals, welches eine EIN-Zeitspanne ohne Überlapp mit einer EIN-Zeitspanne des ersten Signals aufweist, sowie eine Steuereinheit zum Einstellen eines für die Erzeugungseinheit einstellbaren Werts entsprechend einem Zielwert für jede Periode des ersten Signals, wobei die Erzeugungseinheit das erste und zweite Signal für eine externe Spannungsumwandlungsschaltung erzeugt, um durch PWM-Steuerung die Spannungsumwandlungsschaltung zum Umwandeln einer Spannung zu veranlassen, wobei für die Erzeugungseinheit die AUS-Zeit des zweiten Signals mit der gleichen Genauigkeit wie die EIN-Zeit des ersten Signals einstellbar ist und wobei die Steuereinheit umfasst: eine Ermittlungseinheit, welche alle N Perioden (N ist eine natürliche Zahl größer oder gleich 2) des ersten Signals einen dem Zielwert nächsten einstellbaren Wert und einen dem Zielwert zweitnächsten einstellbaren Wert ermittelt, eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen von N einstellbaren Werten, welche durch Kombinieren der beiden von der Ermittlungseinheit ermittelten einstellbaren Werte basierend auf den beiden einstellbaren Werten und dem Zielwert erhalten werden, sowie eine Einstelleinheit zum Einstellen, für die Erzeugungseinheit, der AUS-Zeit des zweiten Signals in einer ersten Periode der N Perioden unter Verwendung eines addierten Wertes, der durch Addieren des kleineren der von der Ermittlungseinheit bestimmten einstellbaren Werte zu einem vorbestimmten Wert erhalten wird.
  • In einer Signalerzeugungsschaltung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der vorbestimmte Wert um eine kleinste Einheit der einstellbaren Werte größer als ein Wert zum Einstellen der AUS-Zeit des zweiten Signals auf eine Zeit, für welche sowohl das erste als auch das zweite Signal AUS sein sollen.
  • In einer Signalerzeugungsschaltung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bestimmt die Bestimmungseinheit die N einstellbaren Werte derart, dass ein Durchschnittswert von M (M ist eine natürliche Zahl, die 2 ≤ M ≤ N erfüllt) einstellbaren Werten dem Zielwert am nächsten kommt.
  • In einer Signalerzeugungsschaltung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bestimmt die Bestimmungseinheit die N einstellbaren Werte derart, dass ein Durchschnittswert der einstellbaren Werte dem Zielwert am nächsten kommt.
  • Eine Signalerzeugungsschaltung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Speichereinheit zum Speichern einer Entsprechungsbeziehung zwischen dem Zielwert und den N einstellbaren Werten umfassen, wobei die Speichereinheit N einstellbare Werte speichert, welche vorab derart bestimmt worden sind, dass ein Durchschnittswert der einstellbaren Werte einem entsprechenden Zielwert am nächsten kommt, sowie die Steuereinheit die N einstellbaren Werte, welche dem Zielwert entsprechen, aus der Speichereinheit ausliest, um die N einstellbaren Werte für die Erzeugungseinheit einzustellen.
  • Eine Spannungsumwandlungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist auf: die oben beschriebene Signalerzeugungsschaltung, eine Spannungsumwandlungsschaltung zum Umwandeln einer Spannung durch Schalten entsprechend einem Tastgrad des ersten Signals, welches von der Signalerzeugungsschaltung erzeugt wird, und eine Detektionseinheit zum Detektieren der von der Spannungsumwandlungsschaltung umgewandelten Spannung, wobei die von der Signalerzeugungsschaltung umfasste Steuereinheit eine Berechnungseinheit zum Berechnen des Zielwerts basierend auf der von der Detektionseinheit detektierten Spannung aufweist.
  • Ein Computerprogramm gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung dient zur Ausführung durch eine Steuereinheit in einer Signalerzeugungsschaltung, welche umfasst: eine Erzeugungseinheit zum periodischen Erzeugen eines ersten Signals, welches eine EIN-Zeit entsprechend einem eingestellten Wert aufweist, und eines zweiten Signals, welches eine EIN-Zeitspanne ohne Überlapp mit einer EIN-Zeitspanne des ersten Signals aufweist, sowie die Steuereinheit zum Einstellen eines für die Erzeugungseinheit einstellbaren Werts entsprechend einem Zielwert für jede Periode des ersten Signals, wobei die Erzeugungseinheit das erste und zweite Signal für eine externe Spannungsumwandlungsschaltung erzeugt, um durch PWM-Steuerung die Spannungsumwandlungsschaltung zum Umwandeln einer Spannung zu veranlassen, wobei das Computerprogramm die Steuereinheit veranlasst, zu funktionieren als: eine Ermittlungseinheit, welche alle N Perioden (N ist eine natürliche Zahl größer oder gleich 2) des ersten Signals einen dem Zielwert nächsten einstellbaren Wert und einen dem Zielwert zweitnächsten einstellbaren Wert ermittelt, eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen von N einstellbaren Werten, welche durch Kombinieren der beiden von der Ermittlungseinheit ermittelten einstellbaren Werte basierend auf den beiden einstellbaren Werten und dem Zielwert erhalten werden, sowie eine Einstelleinheit zum Einstellen, für die Erzeugungseinheit, der AUS-Zeit des zweiten Signals in einer ersten Periode der N Perioden unter Verwendung eines addierten Wertes, der durch Addieren des kleineren der von der Ermittlungseinheit bestimmten einstellbaren Werte zu einem vorbestimmten Wert erhalten wird.
  • Bei den vorliegenden Aspekten bestimmt die Steuereinheit in Übereinstimmung mit dem Zielwert einen einstellbaren Wert, der für die Erzeugungseinheit eingestellt werden kann, und stellt diesen ein, so dass die Erzeugungseinheit periodisch das erste Signal, welches eine EIN-Zeit entsprechend dem eingestellten einstellbaren Wert aufweist, und das zweite Signal, welches eine EIN-Zeitspanne ohne Überlapp mit einer EIN-Zeitspanne des ersten Signals aufweist, erzeugt. Konkret ermittelt jede N Perioden des ersten Signals, welches die Erzeugungseinheit erzeugt, die Steuereinheit einen vom Zielwert aus nächsten einstellbaren Wert sowie einen zweitnächsten einstellbaren Wert, bestimmt durch Kombinieren der beiden ermittelten einstellbaren Werte basierend auf Vergleichsergebnissen zwischen der Größe des Zielwerts und der Größe der beiden ermittelten einstellbaren Werte N einstellbare Werte und stellt diese einzeln, Periode für Periode des ersten Signals, für die Erzeugungseinheit ein. Die Steuereinheit berechnet ferner einen Wert zum Einstellen der AUS-Zeit des zweiten Signals in der ersten Periode der N Perioden als einen addierten Wert, der durch Addieren des kleineren der einstellbaren Werte, die für dieselben N Perioden bestimmt wurden, zu einem vorbestimmten Wert erhalten wird, und stellt den berechneten Wert für die Erzeugungseinheit ein.
  • Auf diese Weise werden, bezogen auf die von der Steuereinheit bestimmten N einstellbaren Werte, die Anteile des einstellbaren Werts, der dem Zielwert am nächsten ist, und des zweitnächsten einstellbaren Werts angemessen bestimmt, wodurch der Durchschnittswert der N einstellbaren Werte feiner reguliert wird als das kleinste Inkrement der einstellbaren Werte. Da die AUS-Zeit des zweiten Signals nur einmal in den N Perioden eingestellt werden muss, ist außerdem die Verarbeitungslast für die Steuereinheit reduziert.
  • Bei den vorliegenden Aspekten ist der obengenannte vorbestimmte Wert um eine kleinste Einheit der einstellbaren Werte des ersten Signals größer als der Wert zum Einstellen der AUS-Zeit des zweiten Signals auf eine Zeit, für welche sowohl das erste als auch das zweite Signal AUS sein sollen.
  • Hierdurch wird selbst dann, wenn die EIN-Zeit des ersten Signals innerhalb der N Perioden schwankt, die Totzeit für das erste Signal und das zweite Signal sichergestellt.
  • Bei den vorliegenden Aspekten bestimmt die Steuereinheit den einstellbaren Wert, der dem Zielwert am nächsten ist, als den ersten Einstellwert und wiederholt (N – 1)-mal die Bestimmung eines M-ten (2 ≤ M ≤ N) einstellbaren Werts derart, dass der Durchschnittswert des ersten bis M-ten einstellbaren Werts dem Zielwert am nächsten kommt.
  • Dadurch kommt in jeder beliebigen der N Perioden des Signals der durchschnittliche Wert der einstellbaren Werte, die von der ersten bis zu dieser Periode für die Erzeugungseinheit eingestellt worden sind, dem Zielwert am nächsten.
  • Bei den vorliegenden Aspekten bestimmt die Steuereinheit dergestalt N einstellbare, dass der Durchschnittswert aller einstellbaren Werte dem Zielwert am nächsten kommt.
  • Somit kommt der Durchschnittswert der N einstellbaren Werte, die für die Erzeugungseinheit über die gesamten N Perioden eines Signals eingestellt worden sind, dem Zielwert am nächsten.
  • Bei den vorliegenden Aspekten ist eine Entsprechungsbeziehung zwischen dem Zielwert und N einstellbaren Werten, die vorab derart bestimmt worden sind, dass ein Durchschnittswert der einstellbaren Werte dem Zielwert am nächsten kommt, in der Speichereinheit gespeichert. Die Steuereinheit liest die N einstellbaren Werte, die entsprechend dem Zielwert für die Erzeugungseinheit eingestellt werden sollen, aus der Speichereinheit aus.
  • Somit werden die N einstellbaren Werte, die in Übereinstimmung mit dem Zielwert zu bestimmen sind, zur Ausführungszeit der Steuerung durch die Steuereinheit aus der Speichereinheit ausgelesen und über die N Perioden der Reihe nach für die Erzeugungseinheit eingestellt.
  • Bei den vorliegenden Aspekten wandelt die Spannungsumwandlungsschaltung durch Schalten entsprechend einem Tastgrad des ersten Signals, das von der Signalerzeugungsschaltung erzeugt wird, eine Spannung um, während die Steuereinheit der Signalerzeugungsschaltung basierend auf der umgewandelten Spannung einen Zielwert berechnet, der für die Erzeugungseinheit eingestellt werden soll.
  • Auf die Spannungsumwandlungsvorrichtung wird somit eine Signalerzeugungsschaltung angewendet, die in der Lage ist, das kleinste Inkrement der Werte, die für die Erzeugungseinheit zum periodischen Erzeugen von Signalen einzustellen sind, mit einer vergleichsweise kleinen Verarbeitungslast substantiell kleiner zu machen als das tatsächliche Inkrement, und die Genauigkeit der Ausgangsspannung steigt.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß dem Vorstehenden werden, bezogen auf die von der Steuereinheit bestimmten N einstellbaren Werte, die Anteile des einstellbaren Werts, der dem Zielwert am nächsten ist, und des zweitnächsten einstellbaren Werts angemessen bestimmt, wodurch der Durchschnittswert der N einstellbaren Werte feiner reguliert wird als das kleinste Inkrement der einstellbaren Werte. Da die AUS-Zeit des zweiten Signals nur einmal in den N Perioden eingestellt zu werden braucht, ist außerdem die Verarbeitungslast für die Steuereinheit reduziert.
  • Folglich wird ermöglicht, mittels einer vergleichsweise kleinen Verarbeitungslast das kleinstes Inkrement von Werten, die für eine Erzeugungseinheit zum periodischen Erzeugen eines ersten Signals, das eine EIN-Zeit entsprechend einem eingestellten Wert aufweist, und eines zweiten Signals, dessen EIN-Zeitspanne diejenige des ersten Signals nicht überlappt, eingestellt werden, mittels einer vergleichsweise kleinen Verarbeitungslast substantiell kleiner als das tatsächliche Inkrement zu machen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel einer Spannungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel eines Teils einer Signalerzeugungsschaltung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 3 umfasst Zeitdiagramme zur Erläuterung eines Betriebs, bei dem eine Erzeugungseinheit ein erstes Signal erzeugt.
  • 4 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung eines Betriebs, bei dem mittels Einstellwerten für N Perioden eine durchschnittliche EIN-Zeit eines PWM-Signals festgelegt wird.
  • 5 umfasst Zeitdiagramme zur Erläuterung, wie sich die EIN-Zeit des ersten Signals, die AUS-Zeit eines zweiten Signals und Totzeiten zueinander verhalten.
  • 6 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens, in der Signalerzeugungsschaltung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung N Einstellwerte zu bestimmen.
  • 7 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer CPU, der in der Signalerzeugungsschaltung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eine periodische Unterbrechungsverarbeitung ausführt.
  • 8 ist ein Flussdiagramm eines CPU-Verarbeitungsablaufs, der eine Unterroutine zur Einstellwertbestimmung in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung betrifft.
  • 9 ist eine tabellarische Übersicht, die Listen von N Einstellwerten zeigt, die in der Signalerzeugungsschaltung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage eines Zielwerts bestimmt wurden.
  • 10 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens, in einer Signalerzeugungsschaltung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung N Einstellwerte zu bestimmen.
  • 11 ist ein Flussdiagramm eines CPU-Verarbeitungsablaufs, der eine Unterroutine zur Einstellwertbestimmung in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung betrifft.
  • 12 ist eine tabellarische Übersicht, die Listen von N Einstellwerten zeigt, die in der Signalerzeugungsschaltung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage eines Zielwerts bestimmt wurden.
  • 13 ist ein Flussdiagramm eines CPU-Verarbeitungsablaufs, der in einer Signalerzeugungsschaltung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung eine periodische Unterbrechungsverarbeitung ausführt.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsführungsformen der Erfindung dargestellt sind, erläutert.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel einer Spannungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt, und 2 ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel eines Teils einer Signalerzeugungsschaltung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. In den Zeichnungen ist die Signalerzeugungsschaltung mit „1“ bezeichnet. Die Signalerzeugungsschaltung 1 erzeugt ein PWM-Signal, dessen Periode konstant ist und dessen EIN-Zeit sowie AUS-Zeit sich jeweils ändern, und gibt das erzeugte PWM-Signal an eine Spannungsumwandlungsschaltung 2. Die Spannungsumwandlungsschaltung 2 wandelt die Spannung einer externen Batterie 3 um und führt die umgewandelte Spannung einer Last 4 zu. Hier setzt die Spannungsumwandlungsschaltung 2 die Spannung der Batterie 3 herab, kann aber auch ausgebildet sein, die Spannung der Batterie 3 heraufzusetzen oder herauf- und herabzusetzen.
  • Die Signalerzeugungsschaltung 1 ist ein Mikrocomputer, der mit einer CPU (zentralen Verarbeitungseinheit) 11 versehen ist. Die CPU 11 ist über einen Bus verbunden mit einem ROM (Festwertspeicher) 12, in dem Information wie ein Programm gespeichert ist, einem RAM (Arbeitsspeicher) 13 zum Speichern von vorübergehend angefallener Information, einem A/D-Wandler 14 zum Umwandeln einer analogen Spannung in einen digitalen Wert, einem Unterbrechungscontroller (Interrupt-Controller) 15 zum Vermitteln einer Vielzahl von Unterbrechungsanforderungen sowie einer Erzeugungseinheit 16, die zwei PWM-Signale erzeugt. Die Bestandteile der Signalerzeugungsschaltung 1 außer der Erzeugungseinheit 16 bilden eine Steuereinheit 10, wobei die Erzeugungseinheit 16 aber auch in der Steuereinheit 10 enthalten sein kann.
  • Der Unterbrechungscontroller 15 ist so konfiguriert, dass er eine Vielzahl von Unterbrechungsanforderungen entgegennehmen kann. Wenn der Unterbrechungscontroller 15 beliebige Unterbrechungsanforderungen empfangen hat, gibt er ein Signal an die CPU 11 ab, das einen Interrupt anfordert (sogenanntes INT-Signal). Wird von der CPU 11 ein Bestätigungssignal (sogenanntes INTA-Signal) abgegeben, sendet der Unterbrechungscontroller 15 Unterbrechungsvektoren, die den Unterbrechungsanforderungen entsprechen, in den Bus aus. Wenn ein in den Bus ausgesandter Unterbrechungsvektor von der CPU 11 gelesen wird, führt die CPU 11 eine Unterbrechungsverarbeitung aus, die der Unterbrechungsanforderung entspricht.
  • Die Spannungsumwandlungsschaltung 2 beinhaltet einen n-Kanal-MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, im Folgenden einfach als „FET“ bezeichnet) 21, dessen Drain mit einem positiven Pol der Batterie 3 verbunden ist, einen FET 22 zur synchronen Gleichrichtung, dessen Drain mit der Source des FET 21 und dessen Source mit einem negativen Pol der Batterie 3 verbunden ist, sowie eine Treiberschaltung 26, welche die Gates des FET 21 und des FET 22 mit Treibersignalen auf der Grundlage eines von der Erzeugungseinheit 16 abgegebenen PWM-Signals beaufschlagt. In der folgenden Beschreibung werden die FETs 21 und 22 auch als High-Side-FET bzw. Low-Side-FET bezeichnet.
  • Die Last 4 ist, über eine Reihenschaltung eines Induktors 23 und eines Widerstands 24, zwischen dem Drain und der Source des FET 22 angeschlossen. Ein Kondensator 25 ist in Parallelschaltung mit der Last 4 verbunden. Die Spannung eines Verbindungspunktes des Widerstands 24 mit dem Kondensator 25 wird einem A/D-Wandler 14 zugeführt. Ein Stromdetektor 27 ist an die beiden Enden des Widerstands 24 angeschlossen, und eine Detektionsspannung des Stromdetektors 27 wird dem A/D-Wandler 14 zugeführt.
  • Das ROM 12 beinhaltet, nun mit Bezug auf 2, eine Einstellwertespeichertabelle (entsprechend einer „Speichereinheit“) 121, in der eine Vielzahl vorab bestimmter Einstellwerte verknüpft mit Zielwerten, die später beschrieben werden, gespeichert ist. Man beachte, dass die Einstellwertespeichertabelle 121 in Ausführungsform 1 nicht verwendet wird.
  • Das RAM 13 beinhaltet einen Einstellwertespeicherbereich 131 zur Speicherung mehrerer Einstellwerte, die für einen in der Erzeugungseinheit 16 enthaltenen Registerpuffer 161 eingestellt werden sollen. Einstellwerte, die im Einstellwertespeicherbereich 131 gespeichert worden sind, werden durch eine noch zu beschreibende Unterbrechungsverarbeitung, die durch den Unterbrechungscontroller 15 vermittelt wird, der Reihe nach für den Registerpuffer 161 eingestellt.
  • Die Erzeugungseinheit 16 enthält Registerpuffer 161 und 162 zur Speicherung von Einstellwerten der EIN-Zeit bzw. Einstellwerten der AUS-Zeit, die weiter unten beschrieben werden, ein EIN-Zeit-Register 163 und ein AUS-Zeit-Register 164, wohinein periodisch jeweils Inhalte der Registerpuffer 161 und 162 geladen werden, einen ersten Signalerzeuger 165 zum Erzeugen eines ersten Signals mit einer EIN-Zeit, die dem Inhalt des EIN-Zeit-Registers 163 entspricht, sowie einen zweiten Signalerzeuger 166 zum Erzeugen eines zweiten Signals mit einer AUS-Zeit, die dem Inhalt des AUS-Zeit-Registers 164 entspricht. Im Folgenden wird mit „EIN-Zeitspanne“ eine Zeitspanne bezeichnet, in welcher der EIN-Zustand eines Signals für die EIN-Zeit andauert.
  • Die Erzeugungseinheit 16 beinhaltet auch ein Periodenregister (nicht gezeigt) zum Einstellen einer Periode, die dem ersten Signal und dem zweiten Signal gemein ist, sowie ein Totzeitregister (nicht gezeigt) zum Einstellen einer Totzeit, welche unter gemeinsamen AUS-Zeiten des ersten Signals und des zweiten Signals (Totzeiten genannt) die der EIN-Zeitspanne des ersten Signals vorangehende ist. Zum Zeitpunkt der Initialisierung durch die CPU 11 werden getrennt für das Periodenregister und das Totzeitregister vorbestimmte Werte eingestellt.
  • Der erste Signalerzeuger 165 und der zweite Signalerzeuger 166 geben Ladesignale ab, die zum Laden der Inhalte der Registerpuffer 161 und 162 in das EIN-Zeit-Register 163 bzw. das AUS-Zeit-Register 164 dienen. Das erste Signal und das zweite Signal, erzeugt durch den ersten Signalerzeuger 165 bzw. den zweiten Signalerzeuger 166, sind komplementäre PWM-Signale, deren EIN-Zeitspannen einander nicht überlappen und deren EIN- und AUS-Zeiten ganzzahlige Vielfache des Takts eines internen Taktgebers (nicht gezeigt) betragen. Das vom ersten Signalerzeuger 165 erzeugte PWM-Signal wird über die Treiberschaltung 26 an den FET 21 (High-Side-FET) und zugleich als Unterbrechungsanforderung an den Unterbrechungscontroller 15 abgegeben. Das vom zweiten Signalerzeuger 166 erzeugte PWM-Signal wird über die Treiberschaltung 26 an den FET 22 (Low-Side-FET) abgegeben.
  • In dem oben beschriebenen Aufbau steuert die CPU 11 der Signalerzeugungsschaltung 1 die Spannung, die der Last 4 zugeführt werden soll, z. B. durch ein Strommodus-Steuerverfahren, bei welchem Spannungsschleifensteuerung und Stromschleifensteuerung parallel ausgeführt werden. In der Spannungsschleifensteuerung errechnet die CPU 11 eine Betriebsgröße, die als Zielstromwert in der Stromschleifensteuerung der nachfolgenden Stufe dient, basierend auf einer Abweichung, die durch Subtrahieren der der Last 4 zugeführten Ausgangsspannung, mittels des A/D-Wandlers 14 gewandelt in einen digitalen Wert, von einem Zielspannungswert erhalten wird. Bei dieser Spannungsschleifensteuerung dient die von der Spannungsumwandlungsschaltung 2 ausgegebene Spannung als Steuergröße.
  • In der Stromschleifensteuerung errechnet die CPU 11 eine Betriebsgröße für die Erzeugungseinheit 16, basierend auf einer Abweichung, die durch Subtrahieren der Detektionsspannung des Stromdetektors 27, mittels des A/D-Wandlers 14 gewandelt in einen digitalen Wert, von dem Zielstromwert aus der Spannungsschleifensteuerung der vorherigen Stufe erhalten wird. Die CPU 11 bestimmt einen einstellbaren Wert der EIN-Zeit, der für den ersten Signalerzeuger 165 in der Erzeugungseinheit 16 eingestellt werden kann, in Übereinstimmung mit der errechneten Betriebsgröße (im Folgenden „Zielwert“ genannt). Die CPU 11 berechnet auch einen einstellbaren Wert der AUS-Zeit, der für den zweiten Signalerzeuger 166 eingestellt werden kann, basierend auf dem oben erwähnten einstellbaren Wert der EIN-Zeit und dem Wert, der für das zuvor erwähnte Totzeitregister eingestellt ist. Die Details werden später beschrieben.
  • Die vorstehend erwähnten einstellbaren Werte beziehen sich auf ein ganzzahliges Vielfaches einer kleinsten Einheit (minimalen Inkrements), die sich nach dem Einstellen für die Erzeugungseinheit 16 in einer Änderung des PWM-Ausgangssignals widerspiegelt. Der erste Signalerzeuger 165 und der zweite Signalerzeuger 166 haben die gleiche kleinste Einheit einstellbarer Werte, so dass die EIN-Zeit und die AUS-Zeit, die durch die einstellbaren Werte festgelegt werden, die gleiche Genauigkeit haben. Im Folgenden sei der Kürze wegen ein einstellbarer Wert, der bestimmt oder berechnet wird, um für die Erzeugungseinheit 16 eingestellt zu werden, einfach als „Einstellwert“ bezeichnet. Als Folge davon, dass der bestimmte Einstellwert der EIN-Zeit und der berechnete Einstellwert der AUS-Zeit für die Erzeugungseinheit 16 eingestellt worden sind, erzeugt die Erzeugungseinheit 16 das erste Signal mit einer EIN-Zeit, die der bestimmten Größe entspricht, und das zweite Signal mit einer AUS-Zeit, die dem berechneten Zielwert entspricht. Die Steuergröße bei dieser Stromschleifensteuerung stellt der von der Spannungsumwandlungsschaltung 2 ausgegebene Strom dar.
  • Hier kann in Fällen, wo die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom der Spannungsumwandlungsvorrichtung zeitlich vergleichsweise mäßig schwanken, es als ausreichend angesehen werden, wenn die Steuerperioden der oben erwähnten Spannungsschleifensteuerung und Stromschleifensteuerung jeweils ein N-Faches (wobei N eine natürliche Zahl größer oder gleich 2 ist) der PWM-Periode betragen. In Ausführungsform 1 werden einmal alle N PWM-Perioden für die Erzeugungseinheit 16 zusammengefasst Einstellwerte der EIN-Zeit für N Perioden bestimmt und im Einstellwertespeicherbereich 131 gespeichert, um die Einstellwerte der EIN-Zeit für die Erzeugungseinheit 16 durch eine Unterbrechungsverarbeitung einzustellen, die sich in den PWM-Perioden ereignet.
  • In der folgenden Erläuterungen wird zur Vereinfachung N = 4 angenommen. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern N kann auch 2, 3 oder 5 oder größer sein. Die Einstellwerte für N Perioden müssen nicht notwendigerweise für die Erzeugungseinheit 16 für jede Periode eingestellt werden, sondern können auch nur dann eingestellt werden, wenn der Einstellwert der EIN-Zeit des ersten Signals sich zwischen einer Periode und der nächsten Periode unterscheidet.
  • Als nächstes wird eine Beschreibung der Arbeitsweise gegeben, mit welcher der erste Signalerzeuger 165 das erste Signal erzeugt, das die EIN-Zeit entsprechend dem Inhalt des Registerpuffers 161 aufweist. Da die Arbeitsweise, mit der der zweite Signalerzeuger 166 das zweite Signal erzeugt, das die AUS-Zeit entsprechend dem Inhalt des Registerpuffers 162 aufweist, dem folgenden Fall von 3 ähnelt, wird auf deren Beschreibung verzichtet. Hinsichtlich des zweiten Signals unterscheidet sich jedoch der Punkt, dass der Inhalt des Registerpuffers 162 nur einmal in N Perioden eingestellt wird, von dem Fall des ersten Signals (Details werden später beschrieben).
  • 3 umfasst Zeitdiagramme eines Betriebs, mit dem die Erzeugungseinheit 16 das erste Signal erzeugt. Alle fünf Zeitdiagramme in 3 haben die gleiche Zeitachse als horizontale Achse. Die vertikalen Achsen zeigen, von oben nach unten, einen Signalpegel des ersten Signals (PWM-Signal), den Ausführungszustand einer entsprechend dem PWM-Signal ausgeführten Unterbrechungsverarbeitung, den Inhalt des Registerpuffers 161, den EIN/AUS-Zustand eines Ladesignals zum Laden des Inhalts des Registerpuffers 161 in das EIN-Zeit-Register 163 sowie den Inhalt des EIN-Zeit-Registers 163.
  • Das PWM-Signal hat, innerhalb von N Perioden (N = 4), eine erste Periode von Zeitpunkt t21 bis t22, eine zweite Periode von Zeitpunkt t22 bis t23, eine dritte Periode von Zeitpunkt t23 bis t24 und eine vierte Periode von Zeitpunkt t24 bis t31. Die Zeit von t14 bis t21 ist die vierte Periode der vorherigen N Perioden. Die Zeitpunkte, wo das PWM-Signal ansteigt, stimmen mit den Zeitpunkten des jeweiligen Periodenbeginns überein. Allerdings ist der Einfachheit halber die vorgenannte Totzeit in 3 nicht dargestellt. Eine fallende Flanke in jeder Periode des PWM-Signals, wenn der Signalpegel von H nach L wechselt, wird durch den Unterbrechungscontroller 15 als Unterbrechungsanforderung angenommen, so dass einmal eine Unterbrechungsverarbeitung ausgeführt wird.
  • Konkret werden Unterbrechungsverarbeitungen ausgeführt, nachdem ab den Zeitpunkten t14, t21, t22, t23 und t24 in den jeweiligen Perioden die EIN-Zeiten T14, T21, T22, T23 und T24 verstrichen sind. Darunter weist die Unterbrechungsverarbeitung in der vierten Periode, verglichen mit den Unterbrechungsverarbeitungen in der ersten Periode, der zweiten Periode und der dritten Periode, eine um die Zeit für die zusammengefasste Bestimmung der Einstellwerte für die nächsten N Perioden verlängerte Ausführungszeit auf. Die bestimmten Einstellwerte werden als ein erster Einstellwert, zweiter Einstellwert, dritter Einstellwert und vierter Einstellwert in aufeinanderfolgenden Speicherbereichen von einer ersten Adresse bis zu einer vierten Adresse in dem im RAM 13 enthaltenen Einstellwertespeicherbereich 131 gespeichert.
  • Der erste Einstellwert, der zweite Einstellwert, der dritte Einstellwert und der vierte Einstellwert, die im Einstellwertespeicherbereich 131 gespeichert sind, werden der Reihe nach durch die Unterbrechungsverarbeitung in der vierten Periode, während derer die Einstellwerte gespeichert wurden, sowie die Unterbrechungsverarbeitungen in der ersten Periode, zweiten Periode und dritten Periode, die innerhalb der nächsten N Perioden liegen, ausgelesen und für den Registerpuffer 161 eingestellt. Somit wird bei der Unterbrechungsverarbeitung in der ersten Periode, der zweiten Periode, der dritten Periode und der vierten Periode der Inhalt des Registerpuffers 161 jeweils durch den zweiten Einstellwert, den dritten Einstellwert, den vierten Einstellwert und den ersten Einstellwert, der für die nächsten N Perioden bestimmt ist, ersetzt.
  • Andererseits wird bei steigenden Flanken des PWM-Signals, wenn der Signalpegel von L nach H wechselt, d. h. zu den Zeitpunkten t14, t21, t22, t23, t24 und t31, von dem ersten Signalerzeuger 165 bezüglich des EIN-Zeit-Registers 163 ein Ladesignal zum Laden des Inhalts des Registerpuffers 161 gegeben. Dementsprechend wird jeweils während der ersten Periode, zweiten Periode, dritten Periode und vierten Periode der Inhalt des EIN-Zeit-Registers 163 auf den Einstellwerten für die erste Periode, zweite Periode, dritte Periode und vierte Periode gehalten. Diese Einstellwerte legen die EIN-Zeit des PWM-Signals jeweils in der ersten Periode, der zweiten Periode, der dritten Periode und der vierten Periode fest.
  • Es sei angemerkt, dass in dem in 3 gezeigten Beispiel die vier Einstellwerte für die nächsten N Perioden während der vierten Periode der vorhergehenden N Perioden bestimmt wurden. Für den Fall, dass die Bestimmung nicht innerhalb der vierten Periode abschließt, kann der Einstellwertespeicherbereich 131 als Doppelpuffer angelegt werden, um einen Konflikt zwischen dem Schreiben in den Einstellwertespeicherbereich 131 und dem Lesen daraus zu vermeiden. Konkret lässt sich vorsehen, dass in einer zusammenhängenden vierten Periode, ersten Periode, zweiten Periode und dritten Periode vier Einstellwerte bestimmt und in einen von zwei Einstellwertespeicherbereichen geschrieben werden, um in der darauffolgenden vierten Periode, ersten Periode, zweiten Periode und dritten Periode die nächsten vier Einstellwerte zu bestimmen und in den anderen der Einstellwertespeicherbereiche zu schreiben, während zugleich die Unterbrechungsverarbeitung in jeder Periode aus dem einen der Einstellwertespeicherbereiche die vorher bestimmten vier Einstellwerte der Reihe nach ausliest.
  • Als nächstes soll ein konkretes Beispiel erläutert werden, in dem für die Erzeugungseinheit 16 ein Einstellwert der EIN-Zeit entsprechend einem Zielwert eingestellt wird.
  • 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Betrieb darstellt, in dem die mittlere EIN-Zeit des PWM-Signals durch Einstellwerte für N Perioden festgelegt wird. Die horizontale Achse in 4 zeigt die Zeit an, und die vertikale Achse zeigt den Signalpegel des ersten Signals (PWM-Signals) an. 4 zeigt für zwei aufeinanderfolgende Sätze von N Perioden, wie das PWM-Signal in der ersten Periode, zweiten Periode, dritten Periode und vierten Periode der PWM-Perioden ein- und ausgeschaltet wird. Das PWM-Signal befindet sich in der ersten Hälfte jeder PWM-Periode auf EIN und in der zweiten Hälfte auf AUS. Auch hier ist zur Vereinfachung N = 4 angenommen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform 1 beträgt die Periode des PWM-Signals, das durch die Erzeugungseinheit 16 erzeugt wird, 10 µs, und die kleinste Einheit (d. h. das kleinste Inkrement) der Einstellwerte der EIN-Zeit, die für die Erzeugungseinheit 16 eingestellt werden können, beträgt 1. Die kleinste Einheit von 1 entspricht dabei 0,01 µs der EIN-Zeit des PWM-Signals. Mit anderen Worten kann die EIN-Zeit des ersten Signals, das von der Erzeugungseinheit 16 erzeugt wird, mit einer Genauigkeit von 0,01 µs eingestellt werden. Andererseits wird angenommen, dass die kleinste Einheit des mittels einer PID-Rechenoperation durch die CPU 11 berechneten Zielwerts 0,01 ist. Ein Beispiel des Zeitpunkts, zu dem die Rechenoperation durchgeführt wird, und der Zeitpunkte, zu denen die Einstellwerte für die Erzeugungseinheit 16 eingestellt werden, ist in 3 gezeigt.
  • Zu der in 4 gezeigten Zeiteinteilung sei als Beispiel der Fall betrachtet, dass als Ergebnis der PID-Rechenoperation in den vorhergehenden N Perioden der Zielwert 499,41 beträgt. Wenn man bezüglich dieses Zielwerts den Einstellwert der EIN-Zeit des PWM-Signals auf 499 einstellte, betrüge die EIN-Zeit des PWM-Signals 4,99 µs, und wenn man den Einstellwert der EIN-Zeit des PWM-Signals auf 500 einstellte, betrüge die Einschaltzeit des PWM-Signals 5,00 µs. Bei Änderungen des Einstellwerts der EIN-Zeit in Schritten von 1 würde auf diese Weise die EIN-Zeit des PWM-Signals in Einheiten von 0,01 µs variieren, und gegenüber 4,9940 µs, was die dem Zielwert entsprechende Ziel-EIN-Zeit ist, wäre der Fehler (hier 0,004 µs bzw. 0,006 µs) groß.
  • In der vorliegenden Ausführungsform 1 werden darum EIN-Zeit-Einstellwerte bestimmt, mit denen eine EIN-Zeit nahe an der dem Zielwert entsprechenden EIN-Zeit erhalten wird. Hier sind vorzugsweise EIN-Zeit-Einstellwerte zu bestimmen, mit denen die EIN-Zeit erhalten wird, die der Ziel-EIN-Zeit am nächsten kommt. Konkret werden, da die dem Zielwert (499,41) entsprechende Ziel-EIN-Zeit 4,9941 µs beträgt, der zuvor erwähnte erste Einstellwert, zweite Einstellwert, dritte Einstellwert und vierte Einstellwert z. B. jeweils als 499, 500, 499 und 500 bestimmt.
  • In diesem Fall beträgt die EIN-Zeit des PWM-Signals, das in den nächsten N Perioden aufgrund der jeweiligen Einstellwerte erzeugt wird, 4,99 µs, 5,00 µs, 4,99 µs und 5,00 µs, so dass sich aus dem addierten Wert der EIN-Zeiten von 19,98 µs eine durchschnittliche EIN-Zeit von 4,995 µs ergibt. Dementsprechend wird der Fehler gegenüber der Ziel-EIN-Zeit von 4,9941 µs bis auf 0,0009 µs unterdrückt. Bei N = 4 wie in Ausführungsform 1 kann die mittlere EIN-Zeit mit einer Genauigkeit von 0,0025 µs eingestellt werden.
  • Als nächstes wird eine Beschreibung eines Verfahrens gegeben, um die AUS-Zeit des zweiten Signals basierend auf der EIN-Zeit des ersten Signals zu bestimmen.
  • 5 enthält Zeitdiagramme, die Beziehungen zwischen der EIN-Zeit des ersten Signals, der AUS-Zeit des zweiten Signals und den Totzeiten veranschaulichen. Beide in 5 gezeigten Zeitdiagramme verwenden dieselbe Zeitachse als horizontale Achse. Die vertikalen Achsen zeigen den jeweiligen Signalpegel des ersten Signals bzw. des zweiten Signals an, wenn die Zeit von der ersten Periode bis zur vierten Periode verstreicht.
  • Wie oben erwähnt, ist die kleinste Einheit der Einstellwerte der Einschaltzeit des ersten Signals und der Ausschaltzeit des zweiten Signals 1, wobei angenommen sei, dass die kleinste Einheit der Einstellwerte, die für eine der EIN-Zeitspanne des ersten Signals vorangehende Totzeit dt1 einzustellen sind, ebenfalls 1 beträgt. Ferner haben die EIN-Zeit und die AUS-Zeit, die für das erste Signal und das zweite Signal eingestellt sind, die gleiche Genauigkeit, wobei angenommen sei, dass auch die Genauigkeit der Totzeit dt1 gleich der Genauigkeit der EIN-Zeit und der AUS-Zeit ist.
  • 5 zeigt ein Beispiel, bei dem mit Bezug auf das erste Signal die EIN-Zeit in der zweiten Periode und der vierten Periode länger als die EIN-Zeit in der ersten Periode und der dritten Periode ist. Andererseits beträgt die Schwankung des Einstellwerts der EIN-Zeit des ersten Signals innerhalb der N Perioden maximal 1, wie anhand von 4 erklärt worden ist. Dementsprechend kann davon ausgegangen werden, dass die EIN-Zeit in der zweiten Periode und der vierten Periode des ersten Signals um einen Betrag, welcher der Genauigkeit der EIN-Zeit entspricht, länger als die EIN-Zeit in der ersten Periode und der dritten Periode ist.
  • Die auf die EIN-Zeitspanne des ersten Signals in der ersten Periode bis zur vierten Periode folgende Totzeiten seien hier als dt21, dt22, dt21 bzw. dt22 angenommen. Im allgemeinen kann die Länge der Totzeit dt1 fest sein, und die Längen der Totzeiten dt21 und dt22 müssen gleich oder größer als die Länge der Totzeit dt1 sein. Gesetzt den Fall, dass man die Totzeiten dt21 und dt22 dieselbe Länge annehmen ließe, änderte sich die AUS-Zeit des zweiten Signals während der N Perioden entsprechend der Schwankung der Einschaltzeit des ersten Signals, wie aus 5 ersichtlich ist, und die Belastung der CPU 11, um die Einstellwerte der AUS-Zeit des zweiten Signals zu berechnen, nähme zu.
  • Aus diesem Grund wird, in der vorliegenden Ausführungsform 1 die Länge der Totzeit dt22 als eine mindestnotwendige Länge (konkret beispielsweise gleich der Länge der Totzeit dt1) festgesetzt und zugelassen, dass die Länge der Totzeit dt21 die Länge der Totzeit dt22 um einen Betrag übersteigt, welcher der Totzeitgenauigkeit entspricht. Da andererseits die EIN-Zeit des ersten Signals während der N Perioden um einen mit der Totzeitgenauigkeit identischen Betrag schwankt, werden dadurch, dass die Einstellwerte für die AUS-Zeit des zweiten Signals gemäß der nachstehenden Formel (1) berechnet werden, automatisch die auf die EIN-Zeit des ersten Signals folgenden Totzeiten auf entweder die Totzeit dt21 oder die Totzeit dt22 festgelegt. Einstellwert der AUS-Zeit des zweiten Signals = (kleinerer der Einstellwerte der EIN-Zeit des ersten Signals innerhalb der N Perioden) + (Wert zum Einstellen der AUS-Zeit des zweiten Signals auf die gleiche Länge wie die Totzeit dt1) + (Wert zum Einstellen der AUS-Zeit des zweiten Signals auf die gleiche Länge wie die Totzeit dt22) + 1 (1)
  • Als nächstes erläutert werden soll ein Bestimmungsverfahren für einen ersten Einstellwert, zweiten Einstellwert, dritten Einstellwert und vierten Einstellwert, die dem Zielwert entsprechen.
  • 6 dient zur Veranschaulichung des Verfahrens, mit dem in der Signalerzeugungsschaltung 1 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung die N Einstellwerte bestimmt werden. In 6 sind die N (N = 4) Einstellwerte mit „○“ dargestellt, und „•“ stellt Durchschnittswerte von M (2 ≤ M ≤ N) Einstellwerten dar. Da ein Durchschnittswert für den ersten Einstellwert keine Bedeutung hätte, ist die Anzahl der „•“ um eins kleiner als die Anzahl der „○“.
  • Zuerst werden ein Einstellwert Y, der einem Zielwert X am nächsten ist, sowie ein Einstellwert Z, der diesem am zweitnächsten ist, ermittelt. In dem Beispiel von 6 wird zuerst ein Y ermittelt, das kleiner, aber nicht um 1/2 oder mehr kleiner, als X ist, und Z als Y + 1 ermittelt. Falls abweichend von dem in 6 gezeigten Fall zuerst ein Y ermittelt wird, das größer, aber nicht um 1/2 oder mehr größer, als X ist (nicht gezeigt), wird Z als Y – 1 ermittelt.
  • Die N Werte werden in der vorliegenden Ausführungsform 1 der Reihe nach aus Y und Z (= Y + 1) bestimmt. Hierzu wird der Reihe nach der M-te (2 ≤ M ≤ N) Einstellwert solcherart ermittelt, dass der Durchschnittswert des ersten bis M-ten Einstellwerts so nahe wie möglich am Zielwert X liegt. Der erste Einstellwert wird, da er in Erwartung dessen, dass der Durchschnittswert des ersten und des zweiten Einstellwerts dem Zielwert X am nächsten kommen wird, vor dem zweiten Einstellwert bestimmt wird, immer als Y bestimmt. Kandidatenwerte für den zweiten Einstellwert sind Y und Z.
  • Bei der Bestimmung des zweiten Einstellwerts wird bestimmt, welcher der jeweiligen Durchschnittswerte der beiden Kandidatenwerte des zweiten Einstellwerts mit dem ersten Einstellwert näher an X liegt. Im vorliegenden Fall ist der erste Einstellwert Y, und die beiden Kandidatenwerte sind Y und Z. Dementsprechend wird Y, was der Durchschnittswert von Y und Y ist, verglichen mit Y + 1/2, was der Durchschnittswert von Y und Z (= Y + 1) ist, um zu beurteilen, welches näher an X liegt. Im Fall von 6 liegt Y + 1/2 näher an X als Y, weswegen der zweite Einstellwert als Z bestimmt wird.
  • Bei der Bestimmung des dritten Einstellwerts wird bestimmt, welcher der jeweiligen Durchschnittswerte der beiden Kandidatenwerte des dritten Einstellwerts mit dem ersten Einstellwert und zweiten Einstellwert näher an X liegt. Im vorliegenden Fall ist der erste Einstellwert Y, der zweite Einstellwert ist Z (= Y + 1), die beiden Kandidatenwerte für den dritten Einstellwert sind Y und Z (= Y + 1). Dementsprechend wird bestimmt, welches von Y + 1/3, was der Durchschnittswert von Y, Y + 1, Y ist, und Y + 2/3, was der Durchschnittswert von Y, Y + 1, Y + 1 ist, näher an X liegt. Im Fall von 6 liegt Y + 1/3 näher an X als Y + 2/3, weswegen der dritte Einstellwert als Y bestimmt wird.
  • Bei der Bestimmung des vierten Einstellwerts wird bestimmt, welcher der jeweiligen Durchschnittswerte der beiden Kandidatenwerte des vierten Einstellwerts mit dem ersten Einstellwert, dem zweiten Einstellwert und dem dritten Einstellwert näher an X liegt. Im vorliegenden Fall ist der erste Einstellwert Y, der zweite Einstellwert ist Z (= Y + 1), der dritte Einstellwert ist Y, und die beiden Kandidatenwerte des vierten Einstellwerts sind Y und Z (= Y + 1). Dementsprechend wird bestimmt, welches von Y + 1/4, was der Durchschnittswert von Y, Y + 1, Y, Y ist, und Y + 2/4, was der Durchschnittswert von Y, Y + 1, Y, Y + 1 ist, näher an X liegt. Im Fall von 6 liegt Y + 2/4 näher an X als Y + 1/4, weswegen der dritte Einstellwert als Z bestimmt wird.
  • Obwohl 3 bis 6 einen Fall veranschaulichen, in dem N = 4 ist, gilt ähnliches für Fälle, in denen N = 2, 3 oder 5 oder mehr ist. Ein Betrieb der Signalerzeugungsschaltung 1, um die zuvor erwähnten N Einstellwerte zu bestimmen, soll im Folgenden anhand eines Flussdiagramms desselben erläutert werden. Die nachstehend beschriebene Verarbeitung wird von der CPU 11 gemäß einem Steuerprogramm ausgeführt, das im voraus im ROM 12 abgelegt ist.
  • 7 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsablaufs der CPU 11, der in der Signalerzeugungsschaltung 1 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung PWM-Unterbrechungsverarbeitungen ausführt, und 8 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsablaufs der CPU 11 gemäß einer Unterroutine zur Einstellwertbestimmung in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
  • Es werden aus 7 ein Schleifenzähler J sowie aus 8 der Zielwert X, der Wert Y, der dem Zielwert am nächsten ist, der zweitnächste Wert Z, ein Schleifenzähler M, ein Summenwert S von M Einstellwerten, ein Wert Ay und ein Wert Az im RAM 13 gespeichert. Der Anfangswert des Schleifenzählers J ist N. Vorzugsweise werden die N Einstellwerte, die durch die Verarbeitung von 8 bestimmt werden, der Reihe nach an aufeinanderfolgenden Adressen im Einstellwertespeicherbereich 131 gespeichert.
  • Wenn der Interrupt einer PWM-Periode aufgetreten und die Steuerung der CPU 11 zur Verarbeitung von 7 übergegangen ist, beurteilt (S10) die CPU 11, ob der Schleifenzähler J gleich N (hier 4) ist. Wenn J gleich N ist (S10: JA), wird J auf 1 gesetzt (S11). Danach nimmt die CPU 11 einen Ausgangsspannungswert auf, der durch Umwandeln der der Last 4 zugeführten Ausgangsspannung mittels des A/D-Wandlers 14 erhalten wurde (S12: entspricht einer Detektionseinheit), und führt basierend auf dem aufgenommenen Ausgangsspannungswert eine die Spannungsschleifensteuerung betreffende Rechenoperation aus (S13), um als Betriebsgröße einen Zielstromwert zu berechnen.
  • Danach nimmt die CPU 11 einen Ausgangsstromwert auf, der durch Umwandeln der Detektionsspannung des Stromdetektors 27 mit dem A/D-Wandler 14 erhaltenen wurde (S14), führt auf der Grundlage des aufgenommenen Ausgangsstromwert eine die Stromschleifensteuerung betreffende Rechenoperation durch (S15), berechnet den als Betriebsgröße für die Erzeugungseinheit 16 einzustellenden Zielwert X (dieser Schritt entspricht einer Berechnungseinheit), und speichert den berechneten Zielwert X im RAM 13. Um die Stromschleifensteuerung auszulassen, kann auch vorgesehen werden, die Schritte S14 und S15 nicht auszuführen.
  • Als nächstes ruft die CPU 11 eine Unterroutine auf, welche die Einstellwertbestimmung betrifft, und führt sie aus (S16). Nach der Rückkehr von der die Einstellwertbestimmung betreffenden Unterroutine berechnet die CPU 11 gemäß Formel (1) einen Einstellwert für die AUS-Zeit des FET 22 (Low-Side-FET) (S16a) und stellt den berechneten Einstellwert für den Registerpuffer 161 ein (S16b: entspricht einer Einstelleinheit). Danach liest die CPU 11 einen J-ten Einstellwert unter den N Einstellwerten aus dem Einstellwertespeicherbereich 131 aus (S17), stellt den ausgelesen J-ten Einstellwert für den Registerpuffer 161 ein (S18) und kehrt zur unterbrochenen Routine zurück.
  • Wenn in Schritt S10 dagegen J nicht gleich N ist (S10: NEIN), erhöht die CPU 11 J um 1 (S19) und übergibt dann die Verarbeitung an Schritt S17, um den J-ten Einstellwert für den Registerpuffer 161 einzustellen.
  • Wenn, mit Bezug nunmehr auf 8, die die Einstellwertermittlung betreffende Unterroutine von der PWM-Unterbrechungsverarbeitung aufgerufen wird, ermittelt die CPU 11 den Einstellwert Y, der dem im RAM 13 gespeicherten Zielwert X am nächsten ist (S21: entspricht einer Ermittlungseinheit), ermittelt auch den zweitnächsten Einstellwert Z (S22: entspricht der Ermittlungseinheit) und bestimmt darüber hinaus den ersten Einstellwert als Y (S23: entspricht einer Bestimmungseinheit). Hierbei wird Z entweder als Y + 1 oder Y – 1 ermittelt. Als nächstes setzt die CPU 11 den Schleifenzähler M auf 1 (S24) und setzt den Summenwert S der M Einstellwerte auf Y (S25).
  • Danach bestimmt die CPU 11, ob M gleich N ist (S26), um in dem Fall, dass M gleich N ist (S26: JA), zur aufrufenden Routine zurückzukehren. Falls M nicht N ist (S26: NEIN), erhöht die CPU 11 M um 1 (S27), bevor sie den Wert Ay mit (S + Y)/M berechnet (S28) und den Wert Az mit (S + Z)/M berechnet (S29). Ay und Az, die hier berechnet werden, sind zwei Kandidatenwerte, die der Durchschnittswert der M Einstellwerte werden können.
  • Als nächstes beurteilt die CPU 11, ob |Ay – X| kleiner oder gleich |Az – X| ist (S30). Diese Beurteilung dient zur Feststellung dessen, welcher der beiden Kandidatenwerte näher am Zielwert X liegt. Wenn |Ay – X| kleiner oder gleich |Az – X| ist (S30: JA), bestimmt die CPU 11 den M-ten Einstellwert als Y (S31: entspricht der Bestimmungseinheit), ersetzt den Summenwert S der M Einstellwerte durch S + Y (S32) und übergibt danach die Verarbeitung an Schritt S26. Wenn dagegen |Ay – X| größer als |Az – X| ist (S30: NEIN), bestimmt die CPU 11 den M-ten Einstellwert als Z (S33: entspricht der Bestimmungseinheit), ersetzt den Summenwert S der M Einstellwerte durch S + Z (S34) und übergibt danach die Verarbeitung an Schritt S26.
  • In den oben beschriebenen Flussdiagrammen wurden der Einstellwert Y, der dem Zielwert X am nächsten ist, sowie der zweitnächste Einstellwert Z im voraus ermittelt, um dann den Wert von Z (Y + 1 oder Y – 1) im RAM 13 zu speichern. Die Erfindung ist aber nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Möglich ist z. B. auch eine Konfiguration, bei der, wenn der M-te Einstellwert zu bestimmen ist, im voraus der Durchschnittswert des ersten Einstellwerts bis M – 1-ten Einstellwerts berechnet wird, und der Einstellwert Y, der dem Zielwert X am nächsten ist, jedesmal durch Beurteilen der Größer-Kleiner-Beziehung dieses Durchschnittswerts und des Zielwerts X ermittelt wird, wobei ferner ermittelt wird, ob der zweitnächste Einstellwert Z gleich Y + 1 oder Y – 1 ist.
  • Als nächstes sollen mehrere Beispiele von N Einstellwerten, die wie oben beschrieben bestimmt worden sind, erläutert werden.
  • 9 ist eine Tabelle, die Listen von N Einstellwerten zeigt, die in Übereinstimmung mit Zielwerten in der Signalerzeugungsschaltung 1 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bestimmt werden. Im Folgenden sei angenommen, dass die Zielwerte durch numerische Werte mit zwei Nachkommastellen ausgedrückt sind. Nachstehend werden repräsentative Zielwertbereiche dargelegt, wobei die N Einstellwerte aufgelistet werden. Liegt beispielsweise der Zielwert in einem Bereich von 0,13 bis 0,16, werden der erste, zweite, dritte und vierte Einstellwert als 0, 0, 0 bzw. 1 bestimmt. In diesem Fall beträgt der Durchschnittswert der N Einstellwerte 0,25, und der Durchschnittswert der EIN-Zeit des darauf basierenden PWM-Signals beträgt 0,0025 µs.
  • Wenn der Zielwert in einem Bereich von 0,38 bis 0,50 liegt, werden der erste, zweite, dritte und vierte Einstellwert als 0, 1, 0 bzw. 1 bestimmt. Der Durchschnittswert der N Einstellwerte beträgt 0,50, und der Durchschnittswert der EIN-Zeit des darauf basierenden PWM-Signals beträgt 0,005 µs. Wenn der Zielwert in einem Bereich von 0,51 bis 0,62 liegt, werden der erste, zweite, dritte und vierte Einstellwert als 1, 0, 1 bzw. 0 bestimmt. Der Durchschnittswert der N Einstellwerte beträgt 0,50, und der Durchschnittswert der EIN-Zeit des darauf basierenden PWM-Signals beträgt 0,005 µs. Wenn der Zielwert in einem Bereich von 0,88 bis 1,12 liegt, werden der erste, zweite, dritte und vierte Einstellwert als 1, 1, 1 bzw. 1 bestimmt. Der Durchschnittswert der N Einstellwerte beträgt 1,00, und der Durchschnittswert der EIN-Zeit des darauf basierenden PWM-Signals beträgt 0,010 µs.
  • Insgesamt werden in neun Zielwertbereichen, die innerhalb eines Bereichs von 0,13 bis 1,12 liegen, die N Einstellwerte so bestimmt, dass sie sich pro Erhöhung der Untergrenze und Obergrenze des Zielwertbereichs um 1,00 ebenfalls um 1 erhöhen. Speziell für den Fall von 4 sei gesagt, dass wenn der Zielwert in einem Bereich von 499,38 bis 499,50 liegt, der erste, zweite, dritte und vierte Einstellwert als 499, 500, 499 bzw. 500 bestimmt werden, der Durchschnittswert der N Einstellwerte 499,50 beträgt und der Durchschnittswert der EIN-Zeit des darauf basierenden PWM-Signals 4,995 µs beträgt.
  • Wie oben beschrieben, bestimmt gemäß Ausführungsform 1 die CPU 11, die als zentraler Bestandteil der Steuereinheit 10 fungiert, in Übereinstimmung mit einem Zielwert X Einstellwerte, die für den Registerpuffer 161 in der Erzeugungseinheit 16 einstellbar sind, und stellt diese ein. Die Erzeugungseinheit 16 erzeugt periodisch ein erstes Signal mit einer EIN-Zeit, welche den für den Registerpuffer 161 eingestellten Einstellwerten entspricht, und ein zweites Signal, das eine Totzeit in bezug auf das erste Signal aufweist. Konkret ermittelt einmal alle N (= 4) Perioden des ersten Signals, das ein in der Erzeugungseinheit 16 vorgesehener erster Signalerzeuger 165 erzeugt, die CPU 11 den dem Zielwert X nächsten Einstellwert Y sowie den zweitnächsten Einstellwert Z, bestimmt N Einstellwerte durch Kombinieren von Y und Z basierend auf Vergleichsergebnissen zwischen der Größe von X und der Größe der ermittelten Y sowie Z und stellt, für den Registerpuffer 161 in der Erzeugungseinheit 16, einen Einstellwert für jede Periode des ersten Signals ein. Die CPU 11 berechnet auch einen Wert zum Einstellen der AUS-Zeit des zweiten Signals in der ersten Periode der N Perioden als einen addierten Wert eines vorbestimmten Werts mit dem kleineren der einstellbaren Werte, die für dieselben N Perioden bestimmt wurden, und stellt den berechneten Wert für den Registerpuffer 162 in der Erzeugungseinheit 16 ein.
  • Auf diese Weise werden, bezogen auf die von der CPU 11 bestimmten N Einstellwerte, die Anteile des Einstellwerts Y, der dem Zielwert X am nächsten ist, und des zweitnächsten Einstellwerts Z angemessen bestimmt, wodurch der Durchschnittswert der N Einstellwerte feiner reguliert wird als das kleinste Inkrement der Werte, die für den Registerpuffer 161 in der Erzeugungseinheit 16 einstellbar sind. Da die AUS-Zeit des zweiten Signals nur einmal in den N Perioden eingestellt werden muss, ist die Verarbeitungslast auf der CPU 11 reduziert.
  • Dies ermöglicht, das kleinste Inkrement der einzustellenden Werte für die Erzeugungseinheit 16, welche periodisch das erste Signal, das eine EIN-Zeit entsprechend einem eingestellten Wert aufweist, und das zweite Signal, dessen EIN-Zeitspanne diejenige des ersten Signals nicht überlappt, erzeugt, mit einer relativ kleinen Verarbeitungslast substantiell kleiner als das tatsächliche Inkrement zu machen.
  • Ferner ist gemäß Ausführungsform 1 der vorstehend erwähnte vorbestimmte Wert so gewählt, dass er um die kleinste Einheit der einstellbaren Werte der EIN-Zeit des ersten Signals größer ist als der Wert zum Einstellen der AUS-Zeit des zweiten Signals auf die gleiche Länge wie eine Totzeit, in der sowohl das erste als auch das zweite Signal AUS sein sollen.
  • Selbst wenn die EIN-Zeit des ersten Signals innerhalb der N Perioden schwankt, kann somit die Totzeit für das erste Signal und das zweite Signal sichergestellt werden.
  • Des weiteren bestimmt gemäß Ausführungsform 1 die CPU 11 den Einstellwert Y, der dem Zielwert X am nächsten ist, als den ersten Einstellwert und wiederholt (N – 1)-mal die Bestimmung eines M-ten Einstellwerts (2 ≤ M ≤ N) derart, dass der Durchschnittswert des ersten bis M-ten Einstellwerts dem Zielwert X am nächsten kommt.
  • Dies ermöglicht, in jeder der N Perioden des PWM-Signals den durchschnittlichen Wert der Einstellwerte, die von der ersten bis zu dieser Periode für die Erzeugungseinheit 16 eingestellt worden sind, einen dem Zielwert X nächstgelegenen Wert annehmen zu lassen.
  • Ausführungsform 2
  • In Ausführungsform 1 werden der erste Einstellwert und M-te Einstellwerte (2 ≤ M ≤ N) der Reihe nach bestimmt. In Ausführungsform 2 hingegen werden, durch Berechnen der Anzahl der dem Zielwert zweitnächsten Einstellwerte unter M Einstellwerten, die N Einstellwerte en bloc bestimmt.
  • Da die Konfiguration der Spannungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 mit der in 1 und 2 gezeigten von Ausführungsform 1 identisch ist, sind die Ausführungsform 1 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf eine Beschreibung derselben verzichtet wird.
  • 10 veranschaulicht das Verfahren zum Bestimmen der N Einstellwerte in der Signalerzeugungsschaltung 1 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. Bezogen auf einen Zielwert X werden zuerst der nächstliegende Einstellwert Y und der zweitnächste Einstellwert Z ermittelt. In dem Beispiel von 10 wird als erstes ein Y ermittelt, das kleiner als X – aber nicht kleiner als X um 1/2 oder mehr – ist, und Z wird als Y + 1 ermittelt.
  • Nimmt man nun an, alle Einstellwerte vom ersten bis zum N-ten Einstellwert wären als Y bestimmt, betrüge der Durchschnittswert aller Einstellwerte Y. Wenn als nächstes genau einer der N Einstellwerte nicht als Y, sondern als Z (Y + 1 im Falle von 10) bestimmt würde, stiege (oder sänke) der Durchschnittswert aller Einstellwerte von Y aus um 1/N (im Fall von 10 stiege er). Ähnlich stiege (bzw. sänke) jedesmal, wenn die als Z bestimmten Einstellwerte um 1 zunähmen, der Durchschnittswert aller Einstellwerte um 1/N (im Fall von 10 stiege er).
  • Um unter Berücksichtigung dessen, dass sich der Durchschnittswert aller Einstellwerte und die Anzahl der als Z bestimmten Einstellwerte wie oben beschrieben zueinander verhalten, die Anzahl von Einstellwerten zu ermitteln, die als Z zu bestimmen sind, kann für ausgehend von Y in Richtung Z durch schrittweises Addieren (bzw. Subtrahieren) von 1/N erhaltene Werte die Größer-Kleiner-Beziehung mit X beurteilt werden. Konkreter gesagt kann, wenn die Größer-Kleiner-Beziehung zwischen X und einem durch K-maliges Addieren (bzw. Subtrahieren) von 1/N erhaltenen Wert sich umgekehrt hat, beurteilt werden, welcher von dem durch K-maliges Addieren (bzw. Subtrahieren) erhaltenen Wert ya und dem durch K – 1-maliges Addieren (bzw. Subtrahieren) erhaltenen Wert yb näher an X liegt, um die Anzahl von Malen (K oder K – 1), mit welcher der nähere Wert erhalten wurde, als die Anzahl der Einstellwerte zu nehmen, die als Z zu bestimmen sind.
  • Konkret ist es im Fall von 10 möglich, die Größer-Kleiner-Beziehung zwischen X und einem Wert yc zu beurteilen, der dadurch erhalten wurde, dass der durch K – 1-maliges Inkrementieren (bzw. Dekrementieren) von Y um 1/N erhaltene Wert yb noch um 1/2N inkrementiert (bzw. dekrementiert) wurde. Weil im Fall von 10 (siehe linke Hälfte von 10) K = 2 ist und yc als größer als X beurteilt wird, beträgt die Anzahl der als Z zu bestimmenden Einstellwerte K – 1 (= 1).
  • Betrachtet man den oben beschriebenen Algorithmus von der X-Seite (siehe rechte Hälfte von 10), so wird das Dekrementieren der zwischen X und Y bestehenden Differenz x um 1/N wiederholt, wobei die Anzahl der als Z zu bestimmenden Einstellwerte basierend darauf bestimmt werden kann, ob, wenn das Dekrementierergebnis xa nach K-maligem Dekrementieren negativ geworden ist, ein Wert xc, der durch weiteres Dekrementieren des durch K – 1-maliges Dekrementieren von x um 1/N erhaltenen Wertes xb um 1/2N erhalten wird, negativ ist. In dem Beispiel von 10 ist K = 2, und xc ist negativ. Dementsprechend wird die Anzahl von Z als 1 bestimmt. Wäre xc positiv, würde die Anzahl von Z als 2 bestimmt.
  • Es sei angemerkt, dass auch eine Konfiguration verwendet werden kann, bei der die Differenz x zwischen X und Y zuerst um 1/2N dekrementiert wird und die Anzahl der als Z zu bestimmenden Einstellwerte basierend darauf bestimmt wird, nach wievielmaligem Dekrementieren des betreffenden Dekrementierergebnisses um 1/N ein negatives Dekrementierergebnis erhalten wird. Wenn das Ergebnis nach der Dekrementierung um 1/2N negativ ist, wird die Anzahl von Z als 0 bestimmt, und wenn das Ergebnis nach K-maliger Dekrementierung um 1/N negativ ist, wird die Anzahl von Z als K bestimmt. Ein später beschriebenes Ablaufdiagramm wird anhand dieses Algorithmus erläutert werden. In dem Beispiel von 10 wird das Dekrementierergebnis negativ, wenn das Ergebnis der Dekrementierung von x um 1/2N einmal um 1/N dekrementiert wird, so dass die Anzahl von Z als 1 bestimmt wird.
  • Im Folgenden soll der obige Betrieb der Signalerzeugungsschaltung 1 anhand eines Flussdiagramms erläutert werden, das diesen veranschaulicht. Die nachstehend beschriebene Verarbeitung wird von der CPU 11 gemäß einem Steuerprogramm ausgeführt, das im voraus im ROM 12 abgelegt worden ist.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsablauf der CPU 11 gemäß einer Unterroutine zur Einstellwertbestimmung in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Anzahl K der Einstellwerte sowie die Differenz x zwischen X und Y in 11 werden im RAM 13 gespeichert. Der Verarbeitungsablauf der CPU 11, der die PWM-Unterbrechungsverarbeitung betrifft, gleicht dem in 7 gezeigten aus Ausführungsform 1 und wird daher nicht in einem Diagramm gezeigt oder beschrieben.
  • Wenn die die Einstellwertermittlung betreffende Unterroutine von der PWM-Unterbrechungsverarbeitung aufgerufen wird, ermittelt die CPU 11 den Einstellwert Y, der dem im RAM 13 gespeicherten Zielwert X am nächsten ist (S40: entspricht der Ermittlungseinheit), ermittelt auch den zweitnächsten Einstellwert Z (S41: entspricht auch der Ermittlungseinheit) und setzt die Anzahl K von Einstellwerten, die als Z zu bestimmen sind, auf 0 (S42). Danach berechnet die CPU 11 die Differenz x zwischen X und Y (S43) und nimmt den Wert, der durch Dekrementieren des berechneten x um 1/2N erhalten wird, als neues x (S44).
  • Als nächstes beurteilt die CPU 11, ob x negativ ist (S45), und verzweigt, wenn x negativ ist (S45: JA), die Verarbeitung zum später beschriebenen Schritt S49. Wenn x nicht negativ ist (S45: NEIN), inkrementiert die CPU 11 den Wert von K um 1 (S46) und nimmt den Wert, der durch Dekrementieren von x um 1/N erhalten wird, als neues x (S47).
  • Als nächstes beurteilt die CPU 11, ob x negativ ist (S48), und verzweigt, wenn x nicht negativ ist (S48: NEIN), die Verarbeitung zu Schritt S46. Wenn x negativ ist (S48: JA), wird die Anzahl von Y und Z bestimmt, die in den N Einstellwerten enthalten sein sollen (entspricht der Bestimmungseinheit). Die CPU 11 speichert N – K Einstellwerte, deren Wert als Y bestimmt ist, sowie K Einstellwerte, deren Wert als Z bestimmt ist (S49), im Einstellwertespeicherbereich 131 und kehrt zur aufrufenden Routine zurück.
  • Man beachte, dass, wenngleich in Schritt S45 und S48 bestimmt wird, ob x negativ ist oder nicht, der Bestimmungsformel auch ein Gleichheitszeichen hinzugefügt werden kann, um zu bestimmen, ob x ≤ 0 ist oder nicht.
  • Als nächstes sollen mehrere Beispiele von N Einstellwerten, die wie vorstehend beschrieben bestimmt worden sind, erläutert werden.
  • 12 ist eine Tabelle, die Listen von N Einstellwerten zeigt, die in Übereinstimmung mit Zielwerten in der Signalerzeugungsschaltung 1 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung bestimmt werden. In 12 sind N Einstellwerte unterschiedlichen Betrags so angeordnet, dass sie innerhalb der Reihe von N im Ganzen gleichmäßig verteilt sind. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt – der erste Einstellwert, der zweite Einstellwert, der dritte Einstellwert und der vierte Einstellwert können auch in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge angeordnet oder auch zufällig angeordnet sein.
  • Die Zielwerte und N Einstellwerte, die in 12 gezeigt sind, unterscheiden sich von den in 9 gezeigten in Ausführungsform 1 darin, dass die Tabelle keine Sätze von N Einstellwerten mit dem gleichen Durchschnittswert enthält. Dies liegt daran, dass der Algorithmus zum Bestimmen der N Einstellwerte unterschiedlich ist. In 9 wird die Anordnungsreihenfolge der N Einstellwerte durch den Algorithmus entschieden, wovon 12 dadurch unterscheidet, dass die Anordnungsreihenfolge der N Einstellwerte geeignet bestimmt werden kann, um für die PWM-Steuerung für die Spannungsumwandlungsschaltung 2 günstig zu sein (z. B. so, dass das Ausgangsrauschen am kleinsten ist).
  • Wie oben beschrieben, bestimmt gemäß Ausführungsform 2 die CPU 11 die N Einstellwerte derart, dass der Durchschnittswert aller N Einstellwerte dem Zielwert am nächsten kommt.
  • Dies ermöglicht, bezüglich der Gesamtheit der N Perioden des Signals den Durchschnittswert der N Einstellwerte, die für die Erzeugungseinheit 16 eingestellt werden, auf einen dem Zielwert am nächsten liegenden Wert zu setzen.
  • Ausführungsform 3
  • In Ausführungsform 1 werden N Einstellwerte alle N Perioden einmal sequentiell bestimmt. Im Gegensatz dazu werden N Einstellwerte in Ausführungsform 3 alle N Perioden einmal aus dem vorab in der im ROM 12 enthaltenen Einstellwertpeichertabelle 121 gespeicherten Inhalt ausgelesen.
  • Da die Konfiguration der Spannungsumwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 mit der in 1 und 2 gezeigten von Ausführungsform 1 identisch ist, sind die Ausführungsform 1 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf eine Beschreibung derselben verzichtet wird. Der Inhalt der Einstellwertespeichertabelle 121 ist der gleiche wie der in 12 gezeigte in Ausführungsform 2.
  • Ausgelesen werden die N Einstellwerte beispielsweise in der vierten Periode in N Perioden (N = 4). Der erste Einstellwert, der zweite Einstellwert, der dritte Einstellwert und der vierte Einstellwert, die aus dem in der Einstellwertespeichertabelle 121 gespeicherten Inhalt ausgelesen worden sind, werden der Reihe nach durch die Unterbrechungsverabeitung in der vierten Periode, wo die Einstellwerte ausgelesen wurden, sowie Unterbrechungsverabeitungen in der ersten Periode, zweiten Periode und dritten Periode der nächsten N Perioden für den Registerpuffer 161 eingestellt.
  • Nachstehend soll der Betrieb der Signalerzeugungsschaltung 1, der die zuvor erwähnten N Einstellwerte bestimmt, anhand eines diesen veranschaulichenden Flussdiagramms erläutert werden. Die nachstehend dargestellte Verarbeitung wird von der CPU 11 gemäß einem Steuerprogramm ausgeführt, das im voraus im ROM 12 abgelegt ist.
  • 13 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsablaufs der CPU 11, der in der Signalerzeugungsschaltung 1 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung PWM-Unterbrechungsverarbeitungen ausführt. Es werden aus 13 ein Schleifenzähler J und ein Zielwert X im RAM 13 gespeichert. Der Anfangswert des Schleifenzählers J ist N.
  • Die Verarbeitung in den Schritten S50 bis S59, mit Ausnahme von Schritt S56, ist die gleiche wie die Verarbeitung in den in 7 gezeigten Schritten S10 bis S19 in Ausführungsform 1, weswegen auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet wird.
  • Wenn der Interrupt einer PWM-Periode aufgetreten und die Steuerung der CPU 11 zur Verarbeitung von 13 übergegangen ist, beurteilt (S50) die CPU 11, ob der Schleifenzähler J gleich N (hier 4) ist. Wenn J gleich N ist (S50: JA), wird J auf 1 gesetzt (S51). Danach führt die CPU 11 Rechenoperationen durch, welche die Spannungsschleifensteuerung basierend auf der Ausgangsspannung und die Stromschleifensteuerung basierend auf dem Ausgangsstrom betreffen (S52 bis S55).
  • Als nächstes vergleicht die CPU 11 Inhalte der Einstellwertespeichertabelle 121, nämlich die in der Tabelle gespeicherten Zielwertbereiche, mit dem Zielwert X, der durch die oben erwähnten Rechenoperationen berechnet wurde, und liest Einstellwerte für die EIN-Zeit aus (S56). Konkret werden als Ergebnis des Vergleichs die N Einstellwerte ausgelesen, die in der Einstellwertespeichertabelle 121 verknüpft mit dem Bereich gespeichert sind, welcher den Zielwert X einschließt. Es ist wünschenswert, dass die gelesenen N Einstellwerte in der Reihenfolge, in der sie in der Einstellwertespeichertabelle 121 gespeichert waren, vorübergehend an aufeinanderfolgenden Adressen innerhalb des Einstellwertespeicherbereichs 131 gespeichert werden.
  • Als nächstes berechnet die CPU 11 gemäß Formel (1) die Einstellwerte der AUS-Zeit des FET 22 (Low-Side-FET) (S56a) und stellt die berechneten Einstellwerte für den Registerpuffer 161 ein (S56b: entspricht der Einstelleinheit). Danach liest die CPU 11 einen J-ten Einstellwert aus dem Einstellwertespeicherbereich 131 aus (S57), stellt den ausgelesenen J-ten Einstellwert für den Registerpuffer 161 ein (S58) und kehrt zur unterbrochenen Routine zurück.
  • Es sei angemerkt, dass in Schritt S56 die Kopfadresse der N Einstellwerte in der Einstellwertespeichertabelle 121 gespeichert werden kann, um in Schritt S57 den J-ten Einstellwert in Übereinstimmung mit dem Wert des Schleifenzählers J aus der Einstellwertespeichertabelle 121 auszulesen.
  • Wie oben beschrieben, ist gemäß Ausführungsform 3 eine Entsprechungsbeziehung zwischen einem Zielwertbereich und N Einstellwerten, die vorab derart bestimmt worden sind, dass ihr Durchschnittswert dem Zielwert X am nächsten kommt, in der Einstellwertespeichertabelle 121 gespeichert. Durch eine Unterbrechungsverarbeitung liest die CPU 11 der Reihe nach aus der Einstellwertespeichertabelle 121 die N Einstellwerte aus, die gemäß dem Zielwert X für den Registerpuffer 161 in der Erzeugungseinheit 16 einzustellen sind.
  • Dies ermöglicht, die N Einstellwerte, die in Übereinstimmung mit dem Zielwert X zu bestimmen sind, zur Ausführungszeit der Steuerung durch die CPU11 aus der Einstellwertespeichertabelle 121 auszulesen und der Reihe nach über N Perioden für die Erzeugungseinheit 16 einzustellen.
  • Ferner wandelt gemäß Ausführungsform 1, 2 oder 3 die Spannungsumwandlungsschaltung 2 Spannung durch Schalten in Übereinstimmung mit dem Tastgrad des ersten Signals um, welches durch die oben beschriebene Signalerzeugungsschaltung 1 erzeugt wird, und die CPU 11 in der Signalerzeugungsschaltung 1 berechnet den Zielwert, der für die Erzeugungseinheit 16 einzustellen ist, durch PWM-Steuerung basierend auf der umgewandelten Spannung.
  • Die Anwendung der Signalerzeugungsschaltung 1, welche in der Lage ist, das kleinste Inkrement der Werte, die für die Erzeugungseinheit 16 zum periodischen Erzeugen des ersten Signals und des zweiten Signals einzustellen sind, mit einer vergleichsweise kleinen Verarbeitungslast substantiell kleiner zu machen als ein tatsächliches Inkrement, auf eine Spannungsumwandlungsvorrichtung ermöglicht folglich, die Genauigkeit der Ausgangsspannung zu erhöhen.
  • Bei den hier offenbarten Ausführungsformen handelt es sich in allen Punkten um Beispiele, die als nicht als einschränkend ausgelegt werden sollten. Definiert ist der Bereich der vorliegenden Erfindung nicht durch die obigen Bedeutungen, sondern durch die Ansprüche, wobei beabsichtigt ist, alle Modifikationen innerhalb des Bereichs der Ansprüche und äquivalente Bedeutungen einzuschließen. Ferner können die in den Ausführungsformen offenbarten technischen Merkmale miteinander kombiniert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Signalerzeugungsschaltung
    10
    Steuereinheit
    11
    CPU
    12
    ROM
    121
    Einstellwertespeichertabelle
    13
    RAM
    131
    Einstellwertespeicherbereich
    14
    A/D-Wandler
    15
    Unterbrechungscontroller
    153
    PWM-Signalerzeugungseinheit
    16
    Erzeugungseinheit
    161, 162
    Registerpuffer
    165
    erste Signalerzeugungseinheit
    166
    zweite Signalerzeugungseinheit
    2
    Spannungsumwandlungsschaltung
    21, 22
    FET
    23
    Induktor
    26
    Treiberschaltung
    27
    Stromdetektor
    3
    Batterie
    4
    Last

Claims (7)

  1. Signalerzeugungsschaltung, umfassend eine Erzeugungseinheit zum periodischen Erzeugen eines ersten Signals, welches eine EIN-Zeit entsprechend einem eingestellten Wert aufweist, und eines zweiten Signals, welches eine EIN-Zeitspanne ohne Überlapp mit einer EIN-Zeitspanne des ersten Signals aufweist, sowie eine Steuereinheit zum Einstellen eines für die Erzeugungseinheit einstellbaren Werts entsprechend einem Zielwert für jede Periode des ersten Signals, wobei die Erzeugungseinheit das erste und zweite Signal für eine externe Spannungsumwandlungsschaltung erzeugt, um durch PWM-Steuerung die Spannungsumwandlungsschaltung zum Umwandeln einer Spannung zu veranlassen, wobei für die Erzeugungseinheit die AUS-Zeit des zweiten Signals mit der gleichen Genauigkeit wie die EIN-Zeit des ersten Signals einstellbar ist und wobei die Steuereinheit umfasst: eine Ermittlungseinheit, welche alle N Perioden (N ist eine natürliche Zahl größer oder gleich 2) des ersten Signals einen dem Zielwert nächsten einstellbaren Wert und einen dem Zielwert zweitnächsten einstellbaren Wert ermittelt, eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen von N einstellbaren Werten, welche durch Kombinieren der beiden von der Ermittlungseinheit ermittelten einstellbaren Werte basierend auf den beiden einstellbaren Werten und dem Zielwert erhalten werden, sowie eine Einstelleinheit zum Einstellen, für die Erzeugungseinheit, der AUS-Zeit des zweiten Signals in einer ersten Periode der N Perioden unter Verwendung eines addierten Wertes, der durch Addieren des kleineren der von der Ermittlungseinheit bestimmten einstellbaren Werte zu einem vorbestimmten Wert erhalten wird.
  2. Signalerzeugungsschaltung gemäß Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Wert um eine kleinste Einheit der einstellbaren Werte größer ist als ein Wert zum Einstellen der AUS-Zeit des zweiten Signals auf eine Zeit, für welche sowohl das erste als auch das zweite Signal AUS sein sollen.
  3. Signalerzeugungsschaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Bestimmungseinheit die N einstellbaren Werte derart bestimmt, dass ein Durchschnittswert von M (M ist eine natürliche Zahl, die 2 ≤ M ≤ N erfüllt) einstellbaren Werten dem Zielwert am nächsten kommt.
  4. Signalerzeugungsschaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Bestimmungseinheit die N einstellbaren Werte derart bestimmt, dass ein Durchschnittswert der einstellbaren Werte dem Zielwert am nächsten kommt.
  5. Signalerzeugungsschaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Speichereinheit zum Speichern einer Entsprechungsbeziehung zwischen dem Zielwert und den N einstellbaren Werten, wobei die Speichereinheit N einstellbare Werte speichert, welche vorab derart bestimmt worden sind, dass ein Durchschnittswert der einstellbaren Werte einem entsprechenden Zielwert am nächsten kommt, sowie die Steuereinheit die N einstellbaren Werte, welche dem Zielwert entsprechen, aus der Speichereinheit ausliest, um die N einstellbaren Werte für die Erzeugungseinheit einzustellen.
  6. Spannungsumwandlungsvorrichtung, aufweisend: die Signalerzeugungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, eine Spannungsumwandlungsschaltung zum Umwandeln einer Spannung durch Schalten entsprechend einem Tastgrad des ersten Signals, welches von der Signalerzeugungsschaltung erzeugt wird, und eine Detektionseinheit zum Detektieren der von der Spannungsumwandlungsschaltung umgewandelten Spannung, wobei die in der Signalerzeugungsschaltung umfasste Steuereinheit eine Berechnungseinheit zum Berechnen des Zielwerts basierend auf der von der Detektionseinheit detektierten Spannung aufweist.
  7. Computerprogramm zur Ausführung durch eine Steuereinheit in einer Signalerzeugungsschaltung, welche umfasst: eine Erzeugungseinheit zum periodischen Erzeugen eines ersten Signals, welches eine EIN-Zeit entsprechend einem eingestellten Wert aufweist, und eines zweiten Signals, welches eine EIN-Zeitspanne ohne Überlapp mit einer EIN-Zeitspanne des ersten Signals aufweist, sowie die Steuereinheit zum Einstellen eines für die Erzeugungseinheit einstellbaren Werts entsprechend einem Zielwert für jede Periode des ersten Signals, wobei die Erzeugungseinheit das erste und zweite Signal für eine externe Spannungsumwandlungsschaltung erzeugt, um durch PWM-Steuerung die Spannungsumwandlungsschaltung zum Umwandeln einer Spannung zu veranlassen, wobei das Computerprogramm die Steuereinheit veranlasst, zu funktionieren als: eine Ermittlungseinheit, welche alle N Perioden (N ist eine natürliche Zahl größer oder gleich 2) des ersten Signals einen dem Zielwert nächsten einstellbaren Wert und einen dem Zielwert zweitnächsten einstellbaren Wert ermittelt, eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen von N einstellbaren Werten, welche durch Kombinieren der beiden von der Ermittlungseinheit ermittelten einstellbaren Werte basierend auf den beiden einstellbaren Werten und dem Zielwert erhalten werden, sowie eine Einstelleinheit zum Einstellen, für die Erzeugungseinheit, der AUS-Zeit des zweiten Signals in einer ersten Periode der N Perioden unter Verwendung eines addierten Wertes, der durch Addieren des kleineren der von der Ermittlungseinheit bestimmten einstellbaren Werte zu einem vorbestimmten Wert erhalten wird.
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US (1) US10164526B2 (de)
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DE (1) DE112016002959T5 (de)
WO (1) WO2017073497A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022203733A1 (de) 2022-04-13 2023-10-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung von Ansteuersignalen für Leistungsschalter in einem resonanten DC/DC-Wandler

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7253203B2 (ja) * 2020-01-07 2023-04-06 株式会社デンソー Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御プログラム
CN111552325B (zh) * 2020-04-28 2023-07-25 深圳易能电气技术股份有限公司 位置指令同步方法、装置和计算机可读存储介质

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0748955B2 (ja) * 1989-09-11 1995-05-24 株式会社日立製作所 Ｐｗｍインバータ制御方法および装置
DE69809020T2 (de) * 1997-03-27 2003-08-14 Koninkl Philips Electronics Nv Numerisch gesteuerter schaltspannungswandler
JP2004312913A (ja) 2003-04-09 2004-11-04 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP4356616B2 (ja) * 2005-01-20 2009-11-04 セイコーエプソン株式会社 電源回路、表示ドライバ、電気光学装置、電子機器及び電源回路の制御方法
WO2006129683A1 (ja) * 2005-06-01 2006-12-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 位相誤差検出装置
US7339361B2 (en) * 2006-06-26 2008-03-04 Intersil Americas Inc. Multi-phase DC-DC converter using auxiliary resistor network to feed back multiple single-ended sensed currents to supervisory controller for balanced current-sharing among plural channels
JP5049707B2 (ja) * 2007-09-07 2012-10-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路、ｐｗｍ信号出力装置、および電力変換制御装置
JP2011091775A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Toshiba Corp 固体撮像装置
US9018930B2 (en) * 2010-12-23 2015-04-28 Stmicroelectronics S.R.L. Current generator for temperature compensation
JP6104501B2 (ja) 2011-10-13 2017-03-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 パルス発生装置及びパルス発生方法
JP5542884B2 (ja) * 2012-08-30 2014-07-09 三菱電機株式会社 車載エンジン制御装置
JP6153023B2 (ja) * 2013-07-26 2017-06-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光素子点灯装置、発光モジュール、照明装置及び発光素子の点灯方法
JP6295982B2 (ja) * 2015-02-27 2018-03-20 株式会社オートネットワーク技術研究所 信号発生回路、電圧変換装置及び信号発生方法
JP6332080B2 (ja) * 2015-02-27 2018-05-30 株式会社オートネットワーク技術研究所 信号発生回路、電圧変換装置及び信号発生方法
KR101746798B1 (ko) * 2016-08-30 2017-06-14 주식회사 한산에이엠에스텍크 전력량을 이용한 아크검출장치
JP6180600B1 (ja) * 2016-09-02 2017-08-16 三菱電機株式会社 車載エンジン制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022203733A1 (de) 2022-04-13 2023-10-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung von Ansteuersignalen für Leistungsschalter in einem resonanten DC/DC-Wandler

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