DE112016004946T5 - Mehrphasiger wandler - Google Patents

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Abstract

Eine Ausbildung eines mehrphasigen Gleichspannungswandlers mit mehreren Spannungs-Wandlungseinheiten, die einen Abschnitt, in dem in einem Anfangsstadium nach Betriebsstart eine Anormalität aufgetreten ist, spezifischer identifizieren kann, ist leichter umsetzbar. Ein mehrphasiger Wandler (1) ist mit einer Mehrphasen-Wandlungseinheit (2), die mehrere Spannungs-Wandlungseinheiten (CV1, CV2, CV3 und CV4) aufweist, und einer Steuereinheit (3) versehen, die dazu eingerichtet ist, die Spannungs-Wandlungseinheiten (CV1, CV2, CV3 und CV4) mithilfe von Steuersignalen einzeln zu steuern. Die Steuereinheit (3) führt durch Versetzen der Zeiträume für die einzelnen Spannungs-Wandlungseinheiten gegeneinander an den Spannungs-Wandlungseinheiten eine Sanftstart-Steuerung durch. Eine Detektionseinheit (8) detektiert einen Wert, der einen Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung auf einem gemeinsamen Ausgangsweg (ausgangsseitigen leitenden Weg (7)) aus den mehreren Spannungs-Wandlungseinheiten (CV1, CV2, CV3 und CV4) widerspiegelt. Die Anormalitäts-Identifikationseinheit identifiziert die anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder die anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit (8) während der Zeiträume, in denen die Sanftstart-Steuerung durchgeführt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrphasigen Wandler.
  • STAND DER TECHNIK
  • Mehrphasige Gleichspannungswandler mit einer Ausbildung, bei der mehrere Spannungs-Wandlungseinheiten parallel miteinander verbunden sind, sind als Gleichspannungswandler bekannt, die Schaltelemente dazu ansteuern, eine Gleichspannung hoch- oder tiefzusetzen. Beispiele für mehrphasige Gleichspannungswandler dieser Art umfassen eine Technik wie die in Patentdokument 1 offenbarte.
  • LISTE ZITIERTER DRUCKSCHRIFTEN
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: JP 2013-46541A
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHE AUFGABE
  • Dabei kann in einem solchen mehrphasigen Gleichspannungswandler ein Fall auftreten, in dem nur eine Phase ausfällt, und wenn eine Phase ausfällt, kann es vorzuziehen sein, den Betrieb mit den nicht ausgefallenen Phasen fortzusetzen, statt den gesamten Betrieb des Gleichspannungswandlers zu unterbrechen. Eine Stromversorgungsvorrichtung nach Patentdokument 1 dient als Lösungsansatz für diese Notwendigkeit und ist eingerichtet, Stromwerte zu erfassen, die durch einen Stromdetektor während der abfallenden Flanken von Steuersignalen detektiert werden, welche an Schaltelementen jeweiliger Phasen-Zerhackereinheiten (engl.: phase chopper units) anliegen, und zu bestimmen, dass eine der Phasen-Zerhackereinheiten ausgefallen ist, wenn die erfassten Stromwerte unterschiedlich sind. Auch wenn ein Ausfall einer der Phasen-Zerhackereinheiten detektiert wird, wird der Betrieb der nicht ausgefallenen Phasen-Zerhackereinheiten fortgesetzt, und ein Ausgang eines Stromgenerators wird so eingeschränkt, dass er einen verbleibenden elektrischen Strom der nicht ausgefallenen Phasen-Zerhackereinheiten nicht übersteigt.
  • Jedoch beschränkt die Stromversorgungsvorrichtung nach Patentdokument 1 beim Auftreten eines Unterbrechungsfehlers in einem der Schaltelemente der Phasen-Zerhackereinheiten nur den gesamten Ausgang und enthält nicht die Idee, einen Abschnitt, in dem der Ausfall aufgetreten ist, korrekt zu identifizieren und den Betrieb dieses Abschnitts zuverlässig zu sperren.
  • Die vorliegende Erfindung entstand angesichts der oben beschriebenen Umstände, und eine Aufgabe derselben ist die leichtere Umsetzung eines mehrphasigen Gleichspannungswandlers, der mit mehreren Spannungs-Wandlungseinheiten versehen ist und einen Abschnitt, in dem in einem Anfangsstadium nach Betriebsstart eine Anormalität aufgetreten ist, spezifischer identifizieren kann.
  • LÖSUNG DER AUFGABE
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein mehrphasiger Wandler auf:
    • eine Mehrphasen-Wandlungseinheit, die mit mehreren Spannungs-Wandlungseinheiten versehen ist, die zum Wandeln einer Eingangsspannung und Ausgeben der gewandelten Spannung eingerichtet sind;
    • eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, die Spannungs-Wandlungseinheiten mithilfe von Steuersignalen einzeln so zu steuern, dass ihr Ausgang gleich einem Sollwert ist, und, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird, die Spannungs-Wandlungseinheiten einer Sanftstart-Steuerung mit allmählicher Erhöhung des jeweiligen Sollwerts für ihre Ausgänge zu unterziehen, wobei die Steuereinheit die Zeiträume, in denen einzelne Spannungs-Wandlungseinheiten oder Gruppen von Spannungs-Wandlungseinheiten der Sanftstart-Steuerung unterzogen werden, gegeneinander versetzt;
    • eine Detektionseinheit, die eingerichtet ist, einen Wert zu detektieren, der mindestens entweder einen Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung auf einem gemeinsamen Ausgangsweg aus den mehreren Spannungs-Wandlungseinheiten widerspiegelt; und
    • eine Anormalitäts-Identifikationseinheit, die eingerichtet ist zum Identifizieren einer anormalen Spannungs-Wandlungseinheit oder einer anormalen Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit während der Zeiträume, in denen die Sanftstart-Steuerung durch die Steuereinheit durchgeführt wird.
  • Der mehrphasige Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Steuereinheit auf, die zum einzelnen Steuern der Spannungs-Wandlungseinheiten mithilfe von Steuersignalen eingerichtet ist. Die Steuereinheit unterzieht, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird, die Spannungs-Wandlungseinheiten einer Sanftstart-Steuerung mit allmählicher Erhöhung des jeweiligen Sollwerts für ihre Ausgänge, wobei die Steuereinheit die Zeiträume, in denen einzelne Spannungs-Wandlungseinheiten oder Gruppen von Spannungs-Wandlungseinheiten der Sanftstart-Steuerung unterzogen werden, gegeneinander versetzt. Mit einer solchen Ausbildung ist es möglich, einen Stromstoß zu Beginn der Ausgabe zu verhindern und einen Zeitraum einzustellen, in dem jede Spannungs-Wandlungseinheit oder jede Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einer Sanftstart-Steuerung unterzogen wird.
  • Außerdem ist die Detektionseinheit eingerichtet, einen Wert zu detektieren, der mindestens entweder einen Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung auf einem gemeinsamen Ausgangsweg aus den mehreren Spannungs-Wandlungseinheiten widerspiegelt. Außerdem ist die Anormalitäts-Identifikationseinheit eingerichtet zum Identifizieren einer anormalen Spannungs-Wandlungseinheit oder einer anormalen Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit während der Zeiträume, in denen die Sanftstart-Steuerung durchgeführt wird. Gemäß dieser Ausbildung ist es möglich, die Spannungs-Wandlungseinheit oder die Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zu identifizieren, in der im Anfangsstadium des Betriebsstarts des mehrphasigen Wandlers eine Anormalität aufgetreten ist. Da ein Wert, der mindestens entweder einen Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung auf dem gemeinsamen Ausgangsweg widerspiegelt, detektiert werden kann und auf Basis des Werts eine Anormalität identifiziert werden kann, kann darüber hinaus die Zahl der Detektionseinheiten gering gehalten werden.
  • Dementsprechend ist leichter eine Ausbildung umsetzbar, die einen Abschnitt, in dem in einem Anfangsstadium nach Betriebsstart eine Anormalität aufgetreten ist, spezifischer identifizieren kann.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel für einen mehrphasigen Wandler gemäß Ausführungsform 1 schematisch illustriert.
    • 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Steuerablauf illustriert, wenn der mehrphasige Wandler aus Ausführungsform 1 zur Durchführung einer Ausgabe gestartet wird.
    • 3 ist ein Graph, der ein Beispiel für das Verhältnis zwischen Regelungs-Sollstromwerten für jeweilige Phasen und der Zeit illustriert, wenn der mehrphasige Wandler aus Ausführungsform 1 zur Durchführung einer Ausgabe gestartet wird.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsmodi der Erfindung exemplarisch dargestellt.
  • Wenn bei der vorliegenden Erfindung durch die Anormalitäts-Identifikationseinheit eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten identifiziert wird, kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Ausführung der Spannungswandlung durch die anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder die anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zu sperren und die übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten der Mehrphasen-Wandlungseinheit mindestens mit Ausnahme der gesperrten anormalen Spannungs-Wandlungseinheit oder anormalen Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zur Durchführung von Spannungswandlung freizugeben, wobei die Steuereinheit einen Sollwert für den Ausgang der übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten einstellt, der kleiner ist als ein Sollwert, wenn alle Mehrphasen-Wandlungseinheiten freigegeben sind.
  • Wenn eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten identifiziert wird, kann gemäß dieser Ausbildung die Spannungswandlung des entsprechenden Abschnitts gesperrt werden, um diesen Abschnitt zu schützen, und die Spannungswandlung mit den übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten fortgesetzt werden. Da bei der Fortsetzung der Spannungswandlung mit den übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten für den Ausgang ein Sollwert eingestellt ist, der kleiner ist, als wenn alle Mehrphasen-Wandlungseinheiten freigegeben sind, kann außerdem eine Lastkonzentration vermindert werden, die durch eine Verringerung der Zahl angesteuerter Phasen verursacht wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Speichereinheit bereitgestellt werden, die eingerichtet ist, wenn durch die Anormalitäts-Identifikationseinheit eine vorbestimmte Anzahl von Malen eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten identifiziert wird, Anormalitäts-Identifikationsinformationen zu speichern, die die anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder die anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten anzeigen, welche die vorbestimmte Anzahl von Malen identifiziert wurde. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, wenn die Anormalitäts-Identifikationsinformationen in der Speichereinheit gespeichert sind, die Ausführung der Spannungswandlung durch die Spannungs-Wandlungseinheit oder die Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zu sperren, die den Anormalitäts-Identifikationsinformationen entspricht, ohne sie einer Sanftstart-Steuerung zu unterziehen, und alle nicht-entsprechenden Spannungs-Wandlungseinheiten, die nicht den Anormalitäts-Identifikationsinformationen entsprechen, der Sanftstart-Steuerung zu unterziehen, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird. Die Anormalitäts-Identifikationseinheit kann eingerichtet sein, auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit während des Zeitraums, in dem die nicht-entsprechenden Spannungs-Wandlungseinheiten der Sanftstart-Steuerung unterzogen werden, zu identifizieren, ob die nicht-entsprechenden Spannungs-Wandlungseinheiten einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugen oder nicht.
  • Wenn in der Speichereinheit Anormalitäts-Identifikationsinformationen gespeichert sind, d.h. wenn eine der Spannungs-Wandlungseinheiten oder eine Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten eine vorbestimmte Anzahl von Malen als anormal identifiziert wurde, ist es gemäß dieser Ausbildung möglich, die Ausführung der Spannungswandlung durch diese Spannungs-Wandlungseinheit oder diese Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zu sperren, ohne sie einer Sanftstart-Steuerung zu unterziehen, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird. Anders ausgedrückt: Es ist möglich, die Ausführung der Spannungswandlung durch eine Spannungs-Wandlungseinheit oder eine Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zu sperren, die mit hoher Wahrscheinlichkeit ausfällt, ohne sie erneut zu prüfen, so dass ihr sofortiger Schutz erreicht wird. Da an der Spannungs-Wandlungseinheit, die Anormalitäts-Identifikationsinformationen entspricht, keine Sanftstart-Steuerung durchgeführt wird, kann insbesondere die Zeitspanne von dem Betriebsstart bis zum Abschluss der Sanftstart-Steuerung, wenn die übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten angesteuert werden, verkürzt werden. Außerdem werden nicht-entsprechende Spannungs-Wandlungseinheiten, die nicht den Anormalitäts-Identifikationsinformationen entsprechen, durch die Anormalitäts-Identifikationseinheit während der Sanftstart-Steuerung erneut geprüft, und somit kann auch dann, wenn in einer anderen Spannungs-Wandlungseinheit als der gesperrten Spannungs-Wandlungseinheit eine neue Anormalität aufgetreten ist, die Anormalität identifiziert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Speichereinheit bereitgestellt werden, die eingerichtet ist, jedes Mal, wenn durch die Anormalitäts-Identifikationseinheit eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder eine anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten identifiziert wird, Phaseninformationen, die die identifizierte anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten anzeigen, in Verbindung mit der Zahl der Identifikationsvorgänge zu speichern. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, wenn die Phaseninformationen in der Speichereinheit gespeichert sind und die Zahl der Identifikationsvorgänge für eine entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder eine entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die durch die Phaseninformationen angezeigt wird, eine vorbestimmte Anzahl von Malen erreicht hat, die Ausführung der Spannungswandlung durch die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zu sperren, ohne sie einer Sanftstart-Steuerung zu unterziehen, und, wenn die Phaseninformationen in der Speichereinheit gespeichert sind und die Zahl der Identifikationsvorgänge die vorbestimmte Anzahl von Malen nicht erreicht hat, die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einer Sanftstart-Steuerung zu unterziehen, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird. Wenn die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einer Sanftstart-Steuerung unterzogen wird, kann die Anormalitäts-Identifikationseinheit eingerichtet sein, auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit erneut zu identifizieren, ob die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt oder nicht. Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, wenn durch die Anormalitäts-Identifikationseinheit erneut identifiziert wird, dass die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, die Ausführung der Spannungswandlung durch die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zu sperren, und, wenn eine solche Identifikation nicht erneut erfolgt, die Spannungswandlung mindestens der entsprechenden Spannungs-Wandlungseinheit oder Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten fortzusetzen, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird.
  • Wenn eine der Spannungs-Wandlungseinheiten oder eine Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten eine vorbestimmte Anzahl von Malen als anormal identifiziert wurde, ist es gemäß dieser Ausbildung möglich, die Ausführung der Spannungswandlung durch die Spannungs-Wandlungseinheit oder die Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zu sperren, ohne sie einer Sanftstart-Steuerung zu unterziehen, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird. Anders ausgedrückt: Es ist möglich, die Ausführung der Spannungswandlung durch eine Spannungs-Wandlungseinheit oder eine Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zu sperren, die mit hoher Wahrscheinlichkeit ausfällt, ohne sie erneut zu prüfen, so dass ihr sofortiger Schutz erreicht wird. Da an der Spannungs-Wandlungseinheit, die eine vorbestimmte Anzahl von Malen als anormal identifiziert wurde, keine Sanftstart-Steuerung durchgeführt wird, kann insbesondere die Zeitspanne vom Betriebsstart bis zum Abschluss der Sanftstart-Steuerung, wenn die übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten angesteuert werden, verkürzt werden.
  • Dagegen kann die Spannungs-Wandlungseinheit oder die Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die weniger oft als die vorbestimmte Anzahl von Malen als anormal identifiziert wurde, einer Sanftstart-Steuerung unterzogen werden und kann erneut geprüft werden, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird. Wenn während der Sanftstart-Steuerung die Spannungs-Wandlungseinheit oder die Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten erneut als anormalen Strom oder anormale Spannung erzeugend identifiziert wird, ist es zudem möglich, die Spannungswandlung der Spannungs-Wandlungseinheit oder der Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zu sperren und sie sofort zu schützen. Wenn dagegen während der Sanftstart-Steuerung die Spannungs-Wandlungseinheit oder die Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten nicht erneut als anormalen Strom oder anormale Spannung erzeugend identifiziert wird, kann die Spannungswandlung der Spannungs-Wandlungseinheit oder der Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten fortgesetzt werden. Anders ausgedrückt: Auch dann, wenn eine der Spannungs-Wandlungseinheiten oder eine Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zuvor aus irgendeinem Grund als anormal identifiziert wurde, besteht die Möglichkeit, dass die frühere Identifikation der Anormalität aus einem vorübergehenden Grund (wie etwa Rauschen) erfolgt ist, wenn die Anzahl der Identifikationsvorgänge einer Anormalität gering ist und ein anormaler Zustand nicht mehr gegeben ist, wenn die Mehrphasen-Wandlungseinheit neu aktiviert wird. In solchen Fällen, in denen mit hoher Wahrscheinlichkeit kein grundsätzlicher Ausfall oder dergleichen aufgetreten ist, kann die Spannungswandlung der Spannungs-Wandlungseinheit oder der Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten fortgesetzt werden, wobei die Zahl der Phasen sichergestellt ist.
  • Ausführungsform 1
  • Im Folgenden wird die Ausführungsform 1 beschrieben, in der die vorliegende Erfindung ausgeführt ist.
  • Ein in 1 gezeigter mehrphasiger Wandler 1 ist beispielsweise als bordeigener mehrphasiger Gleichspannungswandler eingerichtet und ist eingerichtet zum Wandeln einer Gleichspannung (Eingangsspannung), die an einem eingangsseitigen leitenden Weg 6 anliegt, durch Tiefsetzen dieser Spannung mit einem mehrphasigen Schema sowie zur Ausgabe einer durch Tiefsetzen der Eingangsspannung gewonnenen Ausgangsspannung an einen ausgangsseitigen leitenden Weg 7.
  • Der mehrphasige Wandler 1 ist versehen mit: einer Stromversorgungsleitung 5, die den eingangsseitigen leitenden Weg 6 und den ausgangsseitigen leitenden Weg 7 aufweist; einer Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 mit m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm, die zum Wandeln einer Eingangsspannung und Ausgeben der gewandelten Spannung eingerichtet sind; und einer Steuereinheit 3, die zum einzelnen Steuern der Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm mithilfe von Steuersignalen eingerichtet ist. Es wird darauf hingewiesen, dass m, die Zahl der Spannungs-Wandlungseinheiten, eine ganze Zahl von 2 oder mehr sein sollte. Es folgt eine Beschreibung an dem repräsentativen Beispiel einer in 1 gezeigten Ausbildung, d.h. eines Falles, in dem m = 4.
  • Der eingangsseitige leitende Weg 6 ist beispielsweise als primärseitige (hochspannungsseitige) Stromversorgungsleitung eingerichtet, an der eine relativ hohe Spannung anliegt, ist mit dem hochpotentialseitigen Anschluss eines primärseitigen Stromversorgungsabschnitts 91 leitend verbunden und hat eine Ausbildung, bei der eine vorbestimmte Gleichspannung (beispielsweise 48V) aus dem primärseitigen Stromversorgungsabschnitt 91 angelegt ist. Der eingangsseitige leitende Weg 6 ist mit einzelnen Eingangswegen LA1, LA2, LA3 und LA4 der Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, CV3 und CV4 verbunden. Der primärseitige Stromversorgungsabschnitt 91 ist beispielsweise durch eine Stromspeichereinrichtung wie etwa eine Lithiumionenbatterie oder einen elektrischen Doppelschichtkondensator gebildet, und der hochpotentialseitige Anschluss desselben ist beispielsweise bei 48V gehalten, und der niederpotentialseitige Anschluss davon ist beispielsweise auf einem Erdpotential (0V) gehalten.
  • Der ausgangsseitige leitende Weg 7 ist als sekundärseitige (niederspannungsseitige) Stromversorgungsleitung eingerichtet, an der eine relativ niedrige Spannung anliegt. Der ausgangsseitige leitende Weg 7 ist beispielsweise mit dem hochpotentialseitigen Anschluss eines sekundärseitigen Stromversorgungsabschnitts 92 leitend verbunden und hat eine Ausbildung, bei der eine Gleichspannung (beispielsweise 12V), die kleiner als eine Ausgangsspannung des primärseitigen Stromversorgungsabschnitts 91 ist, aus dem sekundärseitigen Stromversorgungsabschnitt 92 angelegt ist. Der sekundärseitige Stromversorgungsabschnitt 92 ist beispielsweise durch eine Stromspeichereinrichtung wie etwa eine Bleibatterie gebildet, und der hochpotentialseitige Anschluss davon ist beispielsweise auf 12V gehalten, und der niederpotentialseitige Anschluss davon ist beispielsweise auf dem Erdpotential (0V) gehalten.
  • Zwischen dem eingangsseitigen leitenden Weg 6 und dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7 ist die Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 vorgesehen. Die Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 weist m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm auf, die zwischen dem eingangsseitigen leitenden Weg 6 und dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7 parallel verbunden sind. Die m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm haben alle die gleiche Ausbildung und dienen jeweils als Synchrongleichrichtungs-Tiefsetzwandler. Die einzelnen Eingangswege LA1, LA2, ... LAm der m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm zweigen von dem eingangsseitigen leitenden Weg 6 ab. Des Weiteren sind einzelne Ausgangswege LB1, LB2, ... LBm der m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm mit dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7 verbunden, der ein gemeinsamer Ausgangsweg ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm einer ersten Phase, einer zweiten Phase, ... bzw. einer m-ten Phase entsprechen.
  • Im Folgenden wird eine Spannungs-Wandlungseinheit CVk der m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm der k-ten Phase beschrieben, wobei k eine ganze Zahl gleich oder kleiner als m ist. Die Spannungs-Wandlungseinheit CVk der k-ten Phase ist mit einem oberspannungsseitigen Schaltelement SAk, einem niederspannungsseitigen Schaltelement SBk, einem Induktor Lk und einem schützenden Schaltelement SCk versehen. Beispielsweise ist die Spannungs-Wandlungseinheit CV1 der ersten Phase mit einem oberspannungsseitigen Schaltelement SA1, einem niederspannungsseitigen Schaltelement SB1, einem Induktor L1 und einem schützenden Schaltelement SC1 versehen, und die Spannungs-Wandlungseinheit CV2 der zweiten Phase ist mit einem oberspannungsseitigen Schaltelement SA2, einem niederspannungsseitigen Schaltelement SB2, einem Induktor L2 und einem schützenden Schaltelement SC2 versehen. Das gleiche gilt für die Spannungs-Wandlungseinheiten der dritten und vierten Phase.
  • In der Spannungs-Wandlungseinheit CVk der k-ten Phase ist das Schaltelement SAk als N-Kanal-MOSFET ausgebildet, und ein einzelner Eingangsweg LAk, der von dem eingangsseitigen leitenden Weg 6 abzweigt, ist mit einem Drain des Schaltelements SAk verbunden. Ein Drain des niederspannungsseitigen Schaltelements SBk und ein Ende des Induktors Lk sind mit einer Source des Schaltelements SAk verbunden. Das Drain des Schaltelements SBk ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Schaltelement SAk und dem Induktor Lk verbunden, und eine Source des Schaltelements SBk ist geerdet. Das andere Ende des Induktors Lk ist mit einer Source des Schaltelements SCk verbunden. Ein Drain des Schaltelements SCk ist mit dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7 verbunden. Es wird darauf hingewiesen, dass das Schaltelement SCk dazu funktionsfähig ist, den leitenden Zustand des Weges im Fall einer Anormalität wie etwa eines Überstroms, einer Überspannung oder eines Rückwärtsstroms zu unterbrechen.
  • Die Steuereinheit 3 weist hauptsächlich eine Steuerschaltung 10 und eine PWM-Ansteuereinheit 18 auf. Die Steuerschaltung 10 weist beispielsweise einen Mikrocomputer mit einer CPU auf. Die Steuerschaltung 10 ist versehen mit: einem Abschnitt (wie etwa der CPU), der als Anormalitäts-Identifikationseinheit dient; einer Speichereinheit 14, die durch ein ROM, ein RAM, einen nichtflüchtigen Speicher und dergleichen gebildet ist; und einem A/D-Wandler 16, der zum Wandeln einer analogen Spannung in ein digitales Signal eingerichtet ist. Ein Spannungswert, der aus einer Stromdetektionseinheit 9A ausgegeben ist, die noch beschrieben wird, und ein Spannungswert auf dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7 werden in den A/D-Wandler 16 eingegeben.
  • In der Steuereinheit 3 hat die Steuerschaltung 10 Funktionen zur Bestimmung eines Tastverhältnisses und Erzeugung und Ausgabe eines PWM-Signals mit dem bestimmten Tastverhältnis, d.h. die Steuerschaltung 10 erzeugt PWM-Signale für die jeweiligen m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm und gibt sie aus. Wenn beispielsweise alle m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm nach Abschluss der Sanftstart-Steuerung, die später beschrieben wird, in einem Zustand mit stetigem Ausgang angesteuert sind, erzeugt die Steuerschaltung 10 PWM-Signale, deren Phasen voneinander um 2n/m abweichen, und gibt die erzeugten PWM-Signale an die jeweiligen m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm aus. Wenn beispielsweise vier Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, CV3 und CV4 vorhanden sind, wie in 1 gezeigt, werden an die jeweiligen Spannungs-Wandlungseinheiten PWM-Signale gegeben, deren Phasen voneinander um 2π/4 abweichen.
  • Die PWM-Ansteuereinheit 18 legt Ein-Signale zum abwechselnden Einschalten der Schaltelemente SAk und SBk einer jeden Phase (wobei k eine ganze Zahl von 1 bis m ist) auf Basis des PWM-Signals für jede durch die Steuerschaltung 10 erzeugte Phase an die Gates der Schaltelemente SAk und SBk an. Während die PWM-Signale an die Schaltelemente SAk und SBk ausgegeben werden, wird die Phase des Signals, das an das Gate des Schaltelements SBk ausgegeben wird, in Bezug auf diejenige des Signals, das an das Gate des Schaltelements SAk ausgegeben wird, im Wesentlichen umgekehrt, wobei eine Totzeit sichergestellt ist.
  • Eine Detektionseinheit 8 ist mit der Stromdetektionseinheit 9A zum Detektieren eines Ausgangsstroms und mit einer Spannungsdetektionseinheit 9B zum Detektieren einer Ausgangsspannung versehen, wobei die Stromdetektionseinheit 9A und die Spannungsdetektionseinheit 9B jeweils Werte detektieren, die den Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung auf dem gemeinsamen Ausgangsweg (ausgangsseitigen leitenden Weg 7) aus den mehreren Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm widerspiegeln. Die Stromdetektionseinheit 9A sollte eingerichtet sein, als detektierten Wert einen Spannungswert auszugeben, der einem durch den ausgangsseitigen leitenden Weg 7 fließenden Strom entspricht. Beispielsweise weist die Stromdetektionseinheit 9A einen Widerstand und einen Differenzverstärker auf, die auf dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7 so vorgesehen sind, dass eine Spannung zwischen beiden Enden des Widerstands in den Differenzverstärker eingegeben wird, der Betrag des Spannungsabfalls, der in dem Widerstand aufgrund eines durch den ausgangsseitigen leitenden Weg 7 fließenden Stroms auftritt, durch den Differenzverstärker verstärkt wird und der verstärkte Spannungsabfallbetrag als detektierter Wert an den A/D-Wandler 16 der Steuerschaltung 10 ausgegeben wird. Die Spannungsdetektionseinheit 9B ist beispielsweise als Weg eingerichtet, auf dem ein Wert, der die Spannung auf dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7 widerspiegelt (wie etwa die Spannung selbst oder eine geteilte Spannung des ausgangsseitigen leitenden Wegs 7) in den A/D-Wandler 16 der Steuerschaltung 10 eingegeben wird, und in dem Beispiel aus 1 ist die Spannungsdetektionseinheit 9B so ausgebildet, dass sie von dem ausgangsseitigen leitender Weg 7 abzweigt und mit dem A/D-Wandler 16 der Steuerschaltung 10 leitend verbunden ist.
  • In dem mehrphasigen Wandler 1 mit einer solchen Ausbildung gibt die Steuereinheit 3 komplementäre PWM-Signale mit einer eingestellten Totzeit an die jeweiligen m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm aus. Beispielsweise gibt die Steuereinheit 3 in Bezug auf die Gates der Schaltelemente SAk und SBk der Spannungs-Wandlungseinheit CVk der k-ten Phase, mit einer eingestellten Totzeit, an das Gate des Schaltelements SBk ein Aus-Signal aus, während sie an das Gate des Schaltelements SAk ein Ein-Signal ausgibt, und gibt an das Gate des Schaltelements SBk ein Ein-Signal aus, während sie an das Gate des Schaltelements SAk ein Aus-Signal ausgibt. In Antwort auf solche komplementären PWM-Signale schaltet die Spannungs-Wandlungseinheit CVk das Schaltelement SAk ein und aus, in Synchronisation mit einer Ein- und Ausschaltung des Schaltelements SBk, um eine auf den einzelnen Eingangsweg LAk angewandte Gleichspannung tiefzusetzen, und gibt die so entstandene Gleichspannung an den einzelnen Ausgangsweg LBk aus. Die Ausgangsspannung des einzelnen Ausgangswegs LBk hängt von dem Tastverhältnis des an die Gates der Schaltelemente SAk und SBk angelegten PWM-Signals ab. Die gleiche Steuerung wird für jede ganze Zahl k von 1 bis m durchgeführt, d.h. die gleiche Steuerung wird an den Spannungs-Wandlungseinheiten der ersten bis m-ten Phase durchgeführt.
  • Bei der Aktivierung der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 steuert die Steuereinheit 3 einzeln einen Teil der oder alle Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm mithilfe von Steuersignalen (PWM-Signalen) und führt Rückkopplungsregelung durch, so dass der Ausgang aus der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 gleich einem eingestellten Sollwert ist. Insbesondere bestimmt die Steuereinheit 3 auf Basis eines Stromwerts auf dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7, der in die Steuerschaltung 10 eingegeben wird, und eines Sollwerts für Ausgangsstrom (Sollstromwert) mit einer bekannten PID-Regelungs-Rückkopplungsberechnung einen Steuerungsbetrag (Tastverhältnis). Beispielsweise ist in einem Zustand mit stetigem Ausgang, in dem die Zahl der angesteuerten Phasen (Angesteuerte-Phasen-Zahl) N beträgt, der Sollwert für Ausgangsstrom (Sollstromwert) auf einen Wert festgelegt, der der Angesteuerte-Phasen-Zahl N entspricht, und PWM-Signale mit dem Tastverhältnis, das durch die Rückkopplungsberechnung bestimmt ist, werden jeweils mit voneinander um 2n/N abweichenden Phasen an N Spannungs-Wandlungseinheiten ausgegeben.
  • Im Folgenden wird die Detektion von Anormalitäten während eines normalen Betriebs beschrieben.
  • In dem mehrphasigen Wandler 1 führt die Steuereinheit 3 Steuerung entsprechend dem Ablauf aus 2 durch, wenn eine vorbestimmte Betriebsstartbedingung erfüllt ist. Die Betriebsstartbedingung ist beispielsweise das Schalten eines Zündsignals von Aus zu Ein oder dergleichen, oder kann auch eine andere Betriebsstartbedingung sein.
  • Zu einem Startzeitpunkt der Steuerung aus 2 stellt die Steuereinheit 3 den Wert von N, der die Zahl der angesteuerten Phasen anzeigt, auf die Zahl m (maximale Phasenzahl) der Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm ein, die die Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 bilden. Anders ausgedrückt: Zu einem Startzeitpunkt der Steuerung aus 2 ist N = m erfüllt, und N = m = 4 ist erfüllt, wenn die Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 durch vier Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, CV3 und CV4 gebildet ist, wie in 1 gezeigt. Außerdem ist zu einem Startzeitpunkt der Steuerung aus 2 ein Sollwert für den Ausgang (Sollstromwert) X der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 in dem Zustand mit stetigem Ausgang auf einen festen Wert eingestellt, wenn alle Phasen der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 angesteuert werden.
  • Zu Beginn der Steuerung aus 2 wird i, ein Wert, der die Soll-Phasenzahl anzeigt, auf 1 eingestellt (Schritt S1). Nach der Verarbeitung von S1 wird bestimmt, ob die i-te Spannungs-Wandlungseinheit der m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm normal ist oder nicht (Schritt S2). Bei der Bestimmungsverarbeitung aus S2 ergibt die Bestimmung „NEIN“, wenn die i-te Phase schon zuvor einer Verarbeitung von Schritt S10 unterzogen wurde und ein Ausfall der i-ten Phase festgestellt (gefunden) wurde, während die Bestimmung „JA“ ergibt, wenn kein Ausfall der i-ten Phase festgestellt wurde. Das Verfahren zur Bestimmung dessen, ob ein Ausfall festgestellt wurde oder nicht, wird später beschrieben.
  • Wenn in Schritt S2 bestimmt wurde, dass die Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase normal ist, d.h. wenn kein Ausfall der Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase festgestellt wurde, wird die Prozedur in Schritt S2 mit „JA“ fortgesetzt und an der Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase Sanftstart-Steuerung durchgeführt (Schritt S3). Wenn in Schritt S3 an der Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase Sanftstart-Steuerung durchgeführt wird, erhöht die Steuereinheit 3 im Laufe der Zeit allmählich den Sollwert (Sollstromwert) von dem Anfangswert zu einem Startzeitpunkt der Verarbeitung von Schritt S3 (Anfangswert, wenn die i-te Phase einem Sanftstart unterzogen wird), und führt wiederholt eine Verarbeitung zur Bestimmung des Steuerungsbetrags (Tastverhältnisses) mit bekannter PID-Regelungs-Rückkopplungsberechnung auf Basis des Sollwerts (Sollstromwerts) und des durch die Stromdetektionseinheit 9A detektierten Stromwerts auf dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7 durch. Dementsprechend wird der Ausgangsstrom aus der Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase allmählich erhöht.
  • Wenn beispielsweise bei der Verarbeitung von Schritt S3 i = 1 erfüllt ist, beträgt der Sollstromwert zu einem Startzeitpunkt der Verarbeitung von Schritt S3 0(A), und während der Sanftstart-Steuerung für die erste Phase wird der Sollstromwert allmählich von 0(A) bis zu einem Sollstromwert It für alle Phasen in dem Zustand mit stetigem Ausgang erhöht, wie in 3 gezeigt. Das Weiteren beträgt, wenn bei der Verarbeitung von Schritt S3 i = 2 erfüllt ist, zu einem Startzeitpunkt der Verarbeitung von Schritt S3 (d.h. zu einem Zeitpunkt unmittelbar nach Abschluss der Sanftstart-Steuerung für die erste Phase) der Sollstromwert für die erste Phase It und der Sollstromwert für die zweite Phase 0(A). Die Steuereinheit 3 führt Sanftstart-Steuerung für die zweite Phase nach einer Zeit t1 durch, zu der die Sanftstart-Steuerung für die erste Phase abgeschlossen war, und erhöht allmählich den Sollstromwert von 0(A) bis zu dem Sollstromwert It für alle Phasen in dem Zustand mit stetigem Ausgang. Das gleiche gilt für eine Sanftstart-Steuerung der dritten und vierten Phase.
  • Nach dem Start der Sanftstart-Steuerung für die i-te Phase in Schritt S3 bestimmt die Steuereinheit 3, ob der Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung auf dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7 während der Sanftstart-Steuerung für die i-te Phase in dem normalen Zustand gehalten wurden oder nicht (Schritt S4). Insbesondere sind im Zusammenhang mit der Sanftstart-Steuerung für jede Phase ein normaler Strombereich und ein normaler Spannungsbereich definiert, und angenommen, dass bei der Sanftstart-Steuerung für die i-te Phase der normale Strombereich von IAi bis IBi eingestellt ist und der normale Spannungsbereich von VAi bis Vbi eingestellt ist, bestimmt die Steuereinheit 3 in Schritt S4, dass der Ausgangsstrom im normalen Zustand ist, wenn der Stromwert Io, der durch den ausgangsseitigen leitenden Weg 7 fließt, während der Sanftstart-Steuerung für die i-te Phase bei IAi ≤ Io ≤ IBi gehalten wird und dass der Ausgangsstrom im anormalen Zustand ist, wenn während der Sanftstart-Steuerung für die i-te Phase Io < IAi oder Io > IBi erfüllt ist. Außerdem bestimmt die Steuereinheit 3, dass die Ausgangsspannung im normalen Zustand ist, wenn der Spannungswert Vo auf dem ausgangsseitigen leitenden Weg 7 während der Sanftstart-Steuerung für die i-te Phase bei VAi ≤ Vo ≤ Vbi gehalten wird, und dass die Ausgangsspannung im anormalen Zustand ist, wenn während der Sanftstart-Steuerung für die i-te Phase Vo < VAi oder Vo > VBi erfüllt ist.
  • Wenn bei der Verarbeitung von Schritt S4 bestimmt wird, dass der Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung während der Sanftstart-Steuerung für die i-te Phase normal sind, wird die Prozedur in Schritt S4 mit „JA“ fortgesetzt, die Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase wird als normal bestimmt, und die Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase setzt ihre Ausgabe fort (Schritt S5). Sodann wird nach Abschluss der Sanftstart-Steuerung für die i-te Phase bestimmt, ob der Ist-Wert von i ein Maximalwert MAX (d.h. die Zahl der Spannungs-Wandlungseinheiten in der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2) ist oder nicht (Schritt S6), und wenn bei der Verarbeitung von Schritt S6 bestimmt wird, dass der Wert von i der Maximalwert MAX ist, d.h. wenn die Prozedur ab Schritt S2 für alle Phasen der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 abgeschlossen ist, wird die Prozedur in Schritt S6 mit „JA“ fortgesetzt, und die Prozedur aus 2 endet. Wenn bei der Verarbeitung von Schritt S6 bestimmt wird, dass der Wert von i nicht der Maximalwert MAX ist, wird die Prozedur in Schritt S6 mit „NEIN“ fortgesetzt, der Wert von i wird inkrementiert (Schritt S7), und die Prozedur wird ab Schritt S2 für die nächste Phase durchgeführt.
  • Wenn in Schritt S4 bestimmt wird, dass mindestens entweder der Ausgangsstrom oder die Ausgangsspannung während der Sanftstart-Steuerung für die i-te Phase nicht normal ist, wird die Prozedur in Schritt S4 mit „NEIN“ fortgesetzt, und ein Anormalitätszähler für die i-te Phase wird inkrementiert. Bei der vorliegenden Ausbildung sind Anormalitätszähler in Verbindung mit den jeweiligen Phasen so vorgesehen, dass fail_cnt[1] der Anormalitätszähler ist, welcher der Spannungs-Wandlungseinheit CV1 der ersten Phase entspricht, fail_cnt[2] der Anormalitätszähler ist, welcher der Spannungs-Wandlungseinheit CV2 der zweiten Phase entspricht, ..., fail_cnt[m] der Anormalitätszähler ist, welcher der Spannungs-Wandlungseinheit CVm der m-ten Phase entspricht. Informationen in Bezug auf die Anormalitätszähler für die jeweiligen Phasen sind in einem Abschnitt der Speichereinheit 14 gespeichert (beispielsweise in einem nichtflüchtigen Speicher oder dergleichen). Wenn die Prozedur in Schritt S4 mit „NEIN“ fortgesetzt wird, wird bei der Verarbeitung von Schritt S8 fail_cnt[i], der Anormalitätszähler für die i-te Phase, inkrementiert. Wenn beispielsweise i = 1 ist, wird der Wert von fail_cnt[1], dem Anormalitätszähler der ersten Phase, in Schritt S8 um 1 inkrementiert.
  • Bei der Verarbeitung von Schritt S9, die nach der Verarbeitung von Schritt S8 erfolgt, wird dann bestimmt, ob der Wert von fail_cnt[i], der bei der Verarbeitung von Schritt S8 inkrementiert wurde, mindestens ein im Voraus definierter, vorbestimmter Wert M ist oder nicht. Der vorbestimmte Wert M kann beispielsweise als ganze Zahl von 2 oder mehr eingestellt sein.
  • Wird bei der Verarbeitung von Schritt S9 bestimmt, dass der Wert von fail_cnt[i] mindestens der vorbestimmte Wert M ist, so wird die Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase gesperrt bzw. gestoppt und ein Ausfall der Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase festgestellt. In diesem Fall werden in der Speichereinheit 14 Ausfall-Feststellungsinformationen gespeichert, die anzeigen, dass der Ausfall der i-ten Phase festgestellt wurde (Schritt S10). Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausfall-Feststellungsinformationen beispielsweise Informationen, die anzeigen, dass fail_cnt[i] = M, oder eine andere Ausfall-Feststellungs-Kennzeichnung sein können. Nachdem die Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase bei der Verarbeitung von Schritt S10 gesperrt wurde, wird dann an dem Sollwert für den Ausgang der gesamten Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwert) eine Subtraktion vorgenommen (Schritt S11). Insbesondere wird auf Basis des vor der Verarbeitung von Schritt S11 eingestellten Sollstromwerts (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwerts) X und der vor der Verarbeitung von Schritt S11 eingestellten Angesteuerte-Phasen-Zahl N ein neuer Sollstromwert (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwert) X' als X' = X - X/N eingestellt. Anders ausgedrückt: Die Zahl der angesteuerten Phasen wird um eine Phase verringert, und somit wird das Verhältnis des Sollstromwerts um eine Phase verringert. Das so gewonnene X' dient als aktualisierter Wert von X. Dementsprechend wird X auf einen neuen Sollstromwert (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwert) X' aktualisiert und dann 1 von der Angesteuerte-Phasen-Zahl N subtrahiert.
  • Wenn bei der Verarbeitung von Schritt S9 bestimmt wird, dass der Wert von fail_cnt[i] kleiner als der vorbestimmte Wert M ist, wird die Prozedur in Schritt S9 mit „NEIN“ fortgesetzt, die Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase wird gesperrt und vorläufig ein Ausfall der Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase festgestellt (Schritt S12). Nachdem die Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase bei der Verarbeitung von Schritt S12 gesperrt wurde, wird dann an dem Sollwert für den Ausgang der gesamten Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwert) eine Subtraktion vorgenommen (Schritt S13). Insbesondere wird auf Basis des vor der Verarbeitung von Schritt S13 eingestellten Sollstromwerts (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwerts) X und der vor der Verarbeitung von Schritt S13 eingestellten Angesteuerte-Phasen-Zahl N ein neuer Sollstromwert (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwert) X' als X' = X - X/N eingestellt. Das so gewonnene X' dient als aktualisierter Wert von X. Dementsprechend wird X auf einen neuen Sollstromwert (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwert) X' aktualisiert und dann 1 von der Angesteuerte-Phasen-Zahl N subtrahiert.
  • Des Weiteren wird bei der Steuerung aus 2, wenn bei der Verarbeitung von Schritt S2 bestimmt wird, dass eine Anormalität der Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase festgestellt wurde, d.h. wenn ein Ausfall der Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase festgestellt wurde, die Prozedur in Schritt S2 mit „NEIN“ fortgesetzt. Anders ausgedrückt: Wenn die Spannungs-Wandlungseinheit der i-ten Phase schon zuvor der Verarbeitung von Schritt S10 unterzogen wurde und in der Speichereinheit 14 die oben beschriebenen Ausfall-Feststellungsinformationen gespeichert sind, die anzeigen, dass ein Ausfall der i-ten Phase festgestellt wurde, wird die Prozedur in Schritt S2 mit „NEIN“ fortgesetzt. Wenn die Prozedur bei der Verarbeitung von Schritt S2 mit „NEIN“ fortgesetzt wird, erfolgt an dem Sollwert für den Ausgang der gesamten Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwert) eine Subtraktion (Schritt S14). Anders ausgedrückt: Diese Phase wird keiner Sanftstart-Steuerung unterzogen werden und bleibt gesperrt. Bei der Verarbeitung von Schritt S14 wird auf Basis des vor der Verarbeitung von Schritt S14 eingestellten Sollstromwerts (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwerts) X und der vor der Verarbeitung von Schritt S14 eingestellten Angesteuerte-Phasen-Zahl N ein neuer Sollstromwert (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwert) X' auf X' = X - X/N eingestellt. Das so gewonnene X' dient als aktualisierter Wert von X. Dementsprechend wird X auf einen neuen Sollstromwert (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwert) X' aktualisiert und dann 1 von der Angesteuerte-Phasen-Zahl N subtrahiert.
  • Auf die oben beschriebene Weise wird die Steuerung aus 2 durchgeführt, und wenn bei der Verarbeitung von Schritt S6 bestimmt wird, dass der Wert von i der Maximalwert MAX ist, endet die Prozedur aus 2, und die Spannungswandlung erfolgt in dem Zustand mit stetigem Ausgang. In dem Zustand mit stetigem Ausgang wird die Spannungswandlung durch N Spannungs-Wandlungseinheiten durchgeführt, die den Betrieb zu einem Zeitpunkt fortsetzen, wenn die Prozedur in Schritt S6 mit „JA“ fortgesetzt wird, so dass der Sollstromwert (Gesamt-Soll-Ausgangsstromwert) X zu einem Zeitpunkt, wenn die Prozedur in Schritt S6 mit „JA“ fortgesetzt wird, gleich dem Sollwert für den Ausgangsstrom ist. Der Sollstromwert der N Spannungs-Wandlungseinheiten ist X/N, und PWM-Signale mit dem Tastverhältnis, das durch die Rückkopplungsberechnung bestimmt ist, werden mit voneinander um 2n/N abweichenden Phasen an die jeweiligen N Spannungs-Wandlungseinheiten ausgegeben.
  • Wie oben beschrieben, unterzieht bei der vorliegenden Ausbildung die Steuereinheit 3, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 gestartet wird, die jeweiligen m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm einer Sanftstart-Steuerung mit allmählicher Erhöhung des Sollwerts für die Ausgabe, wobei die Steuereinheit 3 die Zeiträume für die einzelnen Spannungs-Wandlungseinheiten, wie in 3 gezeigt, gegeneinander versetzt. Es wird darauf hingewiesen, dass in den Graphen in 3, die die Phasen zeigen, vertikale Achsen die Sollstromwerte für die jeweiligen Phasen bezeichnen und die horizontalen Achsen die verstrichene Zeit bezeichnen. Der Prozess ist von der Art, dass, wie in 3 gezeigt, der Sanftstart der zweiten Phase nach einer Beendigungszeit t1 des Sanftstarts der ersten Phase erfolgt und der Sanftstart der dritten Phase nach einer Beendigungszeit t2 des Sanftstarts der zweiten Phase erfolgt, also der Sanftstart der k+1-ten Phase nach einer Beendigungszeit tk des Sanftstarts der k-ten Phase erfolgt.
  • Wie in Schritt S3 und S4 aus 2 gezeigt, identifiziert außerdem die Steuereinheit 3 eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit, die einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit 8 während der Zeiträume, in denen die Sanftstart-Steuerung durchgeführt wird. Wenn eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit identifiziert wird, sperrt die Steuereinheit 3 die Ausführung der Spannungswandlung durch die anormale Spannungs-Wandlungseinheit in Schritt S10 oder S12 und gibt die übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 mindestens mit Ausnahme der gesperrten anormalen Spannungs-Wandlungseinheit zur Durchführung der Spannungswandlung wie in Schritt S11 und S13 frei, in denen die Steuereinheit 3 einen kleineren Sollwert für den Ausgang für die übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten einstellt als den Sollwert, wenn alle Mehrphasen-Wandlungseinheiten freigegeben sind.
  • Jedes Mal, wenn durch die Steuereinheit 3 (Anormalitäts-Identifikationseinheit) eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit identifiziert wird, wie in Schritt S8 aus 2 gezeigt, aktualisiert zudem die Speichereinheit 14 den Anormalitätszähler, der der identifizierten Spannungs-Wandlungseinheit zugeordnet ist, und speichert Phaseninformationen, die die identifizierte anormale Spannungs-Wandlungseinheit anzeigen, in Verbindung mit der Zahl der Identifikationsvorgänge. Insbesondere sind mit den Phaseninformationen Informationen bezeichnet, die den Anormalitätszähler betreffen, dessen Wert mindestens 1 ist, und die Zahl der Identifikationsvorgänge bezeichnet den Wert, der durch den Anormalitätszähler angezeigt wird, dessen Wert mindestens 1 ist. Wenn eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit durch die Steuereinheit 3 (Anormalitäts-Identifikationseinheit) eine vorbestimmte Anzahl von Malen identifiziert wird (vorbestimmter Wert M), speichert außerdem die Speichereinheit 14 Ausfall-Feststellungsinformationen, die anzeigen, dass ein Ausfall festgestellt wurde. Die Ausfall-Feststellungsinformationen sind Anormalitäts-Identifikationsinformationen, die eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit anzeigen, welche eine vorbestimmte Anzahl von Malen identifiziert wurde, und die Ausfall-Feststellungsinformationen (Anormalitäts-Identifikationsinformationen) sind beispielsweise Informationen in Bezug auf den Anormalitätszähler, dessen Wert mindestens der vorbestimmte Wert M ist.
  • Wenn in der Speichereinheit 14 Phaseninformationen (Informationen in Bezug auf Anormalitätszähler, deren Wert mindestens 1 ist) gespeichert sind und die Zahl der Identifikationsvorgänge für die durch die Phaseninformationen angezeigte Spannungs-Wandlungseinheit eine vorbestimmte Anzahl von Malen (einen vorbestimmten Wert M) erreicht hat (d.h. wenn in der Speichereinheit 14 Anormalitäts-Identifikationsinformationen gespeichert sind), geht außerdem die Steuereinheit 3 in Schritt S2 aus 2 zu „NEIN“ über, um die Verarbeitung von Schritt S14 durchzuführen, wo die Steuereinheit 3 an der durch die Phaseninformationen angezeigten Spannungs-Wandlungseinheit (d.h. der Spannungs-Wandlungseinheit, die den Anormalitäts-Identifikationsinformationen entspricht) keine Sanftstart-Steuerung durchführt, und sperrt deren Spannungswandlung.
  • Wenn beim Betriebsstart der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 in der Speichereinheit 14 Phaseninformationen gespeichert sind und die Zahl der Identifikationsvorgänge eine vorbestimmte Anzahl von Malen (einen vorbestimmten Wert M) nicht erreicht hat, leitet außerdem die Steuereinheit 3 die Prozedur von Schritt S2 zu Schritt S3 aus 2 über, um an der Spannungs-Wandlungseinheit (nicht-entsprechenden Spannungs-Wandlungseinheit), die durch die Phaseninformationen angezeigt ist, Sanftstart-Steuerung durchzuführen. Bei der Durchführung von Sanftstart-Steuerung an der nicht-entsprechenden Spannungs-Wandlungseinheit führt die Steuereinheit 3 (Anormalitäts-Identifikationseinheit) die Verarbeitung von Schritt S4 durch und identifiziert auf Basis eines Ergebnisses der Detektion in der Detektionseinheit 8 erneut, ob diese nicht-entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt oder nicht. Bei erneuter Identifikation dessen, dass diese nicht-entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, geht die Steuereinheit 3 in Schritt S4 zu „NEIN“ über und sperrt bei der nachfolgenden Verarbeitung von Schritt S10 oder S12 die Ausführung der Spannungswandlung durch die nicht-entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit. Erfolgt dagegen eine solche Identifikation nicht erneut, so wird die Prozedur in Schritt S4 mit „JA“ fortgesetzt, und mindestens die nicht-entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten setzt die Spannungswandlung fort.
  • Im Folgenden werden Beispiele für Wirkungen der vorliegenden Ausbildung beschrieben.
  • Der mehrphasige Wandler 1 der vorliegenden Ausbildung ist mit der Steuereinheit 3 versehen, die zum Steuern der jeweiligen m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm mithilfe von Steuersignalen (PWM-Signalen) ausgebildet ist. Wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 gestartet wird, unterzieht die Steuereinheit 3 die jeweiligen Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm einer Sanftstart-Steuerung mit allmählicher Erhöhung eines Sollwerts für die Ausgabe, wobei die Steuereinheit 3 die Zeiträume für die einzelnen Spannungs-Wandlungseinheiten gegeneinander versetzt. Mit solchen Ausbildungen ist es möglich, einen Stromstoß zu Beginn der Ausgabe zu verhindern und einen Zeitraum einzustellen, in dem jede der Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm einer Sanftstart-Steuerung unterzogen wird.
  • Außerdem ist die Detektionseinheit 8 zum Detektieren von Werten eingerichtet, die einen Ausgangsstrom und eine Ausgangsspannung auf dem gemeinsamen Ausgangsweg (ausgangsseitigen leitenden Weg 7) aus den mehreren Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm widerspiegeln. Zudem ist die Steuereinheit 3, die der Anormalitäts-Identifikationseinheit entspricht, ausgebildet zum Identifizieren der anormalen Spannungs-Wandlungseinheit, die einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit 8 während der Zeiträume, in denen die Sanftstart-Steuerung durchgeführt wird. Gemäß dieser Ausbildung kann in dem Anfangsstadium des Betriebsstarts des mehrphasigen Wandlers die Spannungs-Wandlungseinheit identifiziert werden, in der eine Anormalität aufgetreten ist. Da ein Wert detektiert werden kann, der mindestens entweder einen Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung auf dem gemeinsamen Ausgangsweg widerspiegelt, und eine Anormalität auf Basis dieses Werts identifizierbar ist, kann außerdem die Zahl der Detektionseinheiten gering gehalten werden. Dementsprechend ist leichter eine Ausbildung umsetzbar, die einen Abschnitt, in dem in einem Anfangsstadium nach Betriebsstart eine Anormalität aufgetreten ist, spezifischer identifizieren kann.
  • Wenn eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit identifiziert wird, ist es bei der vorliegenden Ausbildung möglich, den entsprechenden Abschnitt durch Sperrung der Spannungswandlung dieses Abschnitts zu schützen und die Spannungswandlung mit den übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten fortzusetzen. Da bei der Fortsetzung der Spannungswandlung mit den übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten außerdem für die Ausgabe ein kleinerer Sollwert eingestellt ist, als wenn alle Mehrphasen-Wandlungseinheiten freigegeben sind, kann eine durch Verringerung der Zahl der angesteuerten Phasen bewirkte Lastkonzentration vermindert werden.
  • Wenn in der Speichereinheit 14 Anormalitäts-Identifikationsinformationen gespeichert sind (Anormalitätszähler, dessen Wert einen vorbestimmten Wert M oder mehr anzeigt), d.h. wenn eine der Spannungs-Wandlungseinheiten eine vorbestimmte Anzahl von Malen als anormal identifiziert wurde, ist es bei der vorliegenden Ausbildung möglich, die Ausführung der Spannungswandlung durch diese Spannungs-Wandlungseinheit zu sperren, ohne sie einer Sanftstart-Steuerung zu unterziehen, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 gestartet wird. Anders ausgedrückt: Es ist möglich, die Ausführung der Spannungswandlung durch eine Spannungs-Wandlungseinheit zu sperren, die mit hoher Wahrscheinlichkeit ausfällt, ohne sie erneut zu prüfen, so dass ihr sofortiger Schutz erreicht wird. Da insbesondere an der Spannungs-Wandlungseinheit, die Anormalitäts-Identifikationsinformationen entspricht, keine Sanftstart-Steuerung durchgeführt wird, kann die Zeitspanne vom Betriebsstart bis zum Abschluss der Sanftstart-Steuerung, wenn die übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten angesteuert werden, verringert werden.
  • Außerdem werden nicht-entsprechende Spannungs-Wandlungseinheiten, die nicht den Anormalitäts-Identifikationsinformationen entsprechen, durch die Anormalitäts-Identifikationseinheit während der Sanftstart-Steuerung erneut geprüft, und somit kann auch dann, wenn in einer anderen Spannungs-Wandlungseinheit als der gesperrten Spannungs-Wandlungseinheit eine neue Anormalität aufgetreten ist, die Anormalität identifiziert werden.
  • Beispielsweise kann jede Spannungs-Wandlungseinheit, die eine geringere Anzahl von Malen als eine vorbestimmte Anzahl von Malen als anormal identifiziert wurde (d.h. die Spannungs-Wandlungseinheit, die durch den Anormalitätszähler identifiziert ist, dessen Wert mindestens 1 und weniger als den vorbestimmten Wert M anzeigt) einer Sanftstart-Steuerung unterzogen werden und kann erneut geprüft werden, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 gestartet wird. Wenn während der Sanftstart-Steuerung eine Spannungs-Wandlungseinheit erneut als anormalen Strom oder anormale Spannung erzeugend identifiziert wird, ist es zudem möglich, die Spannungswandlung der Spannungs-Wandlungseinheit zu sperren und sie sofort zu schützen. Wenn dagegen während der Sanftstart-Steuerung eine Spannungs-Wandlungseinheit nicht erneut als anormalen Strom oder anormale Spannung erzeugend identifiziert wird, ist es möglich, die Spannungswandlung der Spannungs-Wandlungseinheit fortzusetzen. Anders ausgedrückt: Auch wenn eine der Spannungs-Wandlungseinheiten zuvor aus irgendeinem Grund als anormal identifiziert wurde, besteht die Möglichkeit, dass die frühere Identifikation der Anormalität aus einem vorübergehenden Grund erfolgt ist (wie etwa durch Rauschen), wenn die Anzahl von Malen, die eine Anormalität identifiziert wurde, gering ist und ein anormaler Zustand nicht mehr gegeben ist, wenn die Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 neu aktiviert wird. In solchen Fällen, in denen mit hoher Wahrscheinlichkeit kein grundsätzlicher Ausfall oder dergleichen aufgetreten ist, ist die Spannungswandlung der Spannungs-Wandlungseinheit fortsetzbar, wobei die Zahl der Phasen sichergestellt ist.
  • Ausführungsform 2
  • Im Folgenden wird Ausführungsform 2 beschrieben.
  • Ausführungsform 2 hat die gleiche Hardware-Ausbildung wie die in Ausführungsform 1. Anders ausgedrückt, ist ein mehrphasiger Wandler 1 nach Ausführungsform 2, ähnlich wie in 1, versehen mit: einer Mehrphasen-Wandlungseinheit 2, die m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm aufweist, welche eingerichtet sind, eine Eingangsspannung zu wandeln und die gewandelte Spannung auszugeben; und einer Detektionseinheit 8, die eingerichtet ist, einen Wert zu detektieren, der einen Ausgangsstrom und eine Ausgangsspannung auf dem gemeinsamen Ausgangsweg (ausgangsseitigen leitenden Weg 7) aus den m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm widerspiegelt.
  • Außerdem ist auch in Ausführungsform 2 eine Steuereinheit 3 eingerichtet, die m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm mithilfe von Steuersignalen (PWM-Signalen) einzeln so zu steuern, dass ihr Ausgang gleich einem Sollwert ist, und beim Betriebsstart der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 die m Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, ... CVm einer Sanftstart-Steuerung mit allmählicher Erhöhung eines Sollwerts für die Ausgabe zu unterziehen. Es wird darauf hingewiesen, dass in Ausführungsform 2 die Steuereinheit 3 die Sanftstart-Steuerung durch Versetzen der Zeiträume für einzelne Gruppen von Spannungs-Wandlungseinheiten gegeneinander durchführt. Beispielsweise wird in dem Beispiel aus 1 zuerst eine Gruppe der ersten Phase und der zweiten Phase der Sanftstart-Steuerung unterzogen, und nach Abschluss der Sanftstart-Steuerung an dieser Gruppe wird eine Gruppe der dritten Phase und der vierten Phase einer Sanftstart-Steuerung unterzogen. Wenn die Zahl der Phasen größer als 4 ist, genügt eine Erhöhung der Zahl der Gruppen, etwa als Gruppe einer fünften Phase und einer sechsten Phase.
  • Sodann identifiziert die Steuereinheit 3 jede anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit 8 während der Zeiträume, in denen die Sanftstart-Steuerung für die Gruppen durchgeführt wird. Es kann das gleiche Verfahren zur Bestimmung eines anormalen Stroms und einer anormalen Spannung während der Sanftstart-Steuerung wie in Ausführungsform 1 verwendet werden. Wenn eine anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten identifiziert wird, sperrt die Steuereinheit 3 die Ausführung der Spannungswandlung durch die identifizierte anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten und gibt die übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 mindestens mit Ausnahme der gesperrten anormalen Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zur Durchführung von Spannungswandlung frei, wobei die Steuereinheit 3 für die übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten einen Sollwert für die Ausgabe einstellt, der kleiner ist als ein Sollwert, wenn alle Mehrphasen-Wandlungseinheiten 2 freigegeben sind. Wenn beispielsweise zwei Phasen gesperrt sind, wird der Sollwert auf einen Wert eingestellt, der gewonnen ist durch Subtrahieren eines Sollwerts X1/2 für eine Phase von dem Sollwert (Sollstromwert) X1, wenn alle der Phasen (alle Phasen) der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 angesteuert sind.
  • In diesem Fall aktualisiert jedes Mal, wenn durch die Steuereinheit 3 (Anormalitäts-Identifikationseinheit) eine anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten identifiziert wird, die Speichereinheit 14 den Anormalitätszähler, der der identifizierten Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zugeordnet ist, und speichert Phaseninformationen, welche die identifizierte anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten anzeigen, in Verbindung mit der Zahl der Identifikationsvorgänge. Bei dieser Ausbildung sind mit den Phaseninformationen Informationen in Bezug auf den Anormalitätszähler bezeichnet, dessen Wert mindestens 1 ist, und die Zahl der Identifikationsvorgänge bezeichnet den Wert, der durch den Anormalitätszähler angezeigt wird, dessen Wert mindestens 1 ist. Wenn durch die Steuereinheit 3 (Anormalitäts-Identifikationseinheit) eine anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten eine vorbestimmte Anzahl von Malen identifiziert wird (vorbestimmter Wert M), speichert die Speichereinheit 14 außerdem Ausfall-Feststellungsinformationen, die anzeigen, dass ein Ausfall festgestellt wurde. Die Ausfall-Feststellungsinformationen sind Anormalitäts-Identifikationsinformationen, die eine anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten anzeigen, welche eine vorbestimmte Anzahl von Malen identifiziert wurde, und die Ausfall-Feststellungsinformationen (Anormalitäts-Identifikationsinformationen) sind beispielsweise Informationen in Bezug auf den Anormalitätszähler, dessen Wert mindestens der vorbestimmte Wert M ist.
  • Wenn beim Betriebsstart der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 in der Speichereinheit 14 Phaseninformationen (Informationen in Bezug auf den Anormalitätszähler, dessen Wert mindestens 1 ist) gespeichert sind und die Zahl der Identifikationsvorgänge für die Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die durch die Phaseninformationen angezeigt ist, eine vorbestimmte Anzahl von Malen erreicht hat (vorbestimmter Wert M) (d.h. wenn in der Speichereinheit 14 Anormahtäts-Identifikationsinformationen gespeichert sind), führt außerdem die Steuereinheit 3 keine Sanftstart-Steuerung an der Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten durch, die durch die Phaseninformationen angezeigt ist (d.h. an der Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die den Anormalitäts-Identifikationsinformationen entspricht) und sperrt deren Spannungswandlung.
  • Wenn beim Betriebsstart der Mehrphasen-Wandlungseinheit 2 in der Speichereinheit 14 Phaseninformationen gespeichert sind und die Zahl der Identifikationsvorgänge eine vorbestimmte Anzahl von Malen (einen vorbestimmten Wert M) nicht erreicht hat, führt außerdem die Steuereinheit 3 eine Sanftstart-Steuerung an der Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten durch, die durch die Phaseninformationen angezeigt ist (nicht-entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten). Bei der Durchführung der Sanftstart-Steuerung an der nicht-entsprechenden Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten identifiziert die Steuereinheit 3 (Anormalitäts-Identifikationseinheit) auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit 8 erneut, ob diese nicht-entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt oder nicht. Bei erneuter Identifikation dessen, dass die nicht-entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, sperrt die Steuereinheit 3 die Ausführung der Spannungswandlung durch die nicht-entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten. Erfolgt dagegen eine solche Identifikation nicht erneut, so setzt mindestens die nicht-entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten die Spannungswandlung fort. Zuletzt führen nur die Spannungs-Wandlungseinheiten, deren Spannungswandlung nicht gesperrt ist, eine Spannungswandlung in dem Zustand mit stetigem Ausgang durch.
  • Weitere Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen begrenzt, die mit Bezug auf die vorangehende Beschreibung und die Zeichnungen erläutert sind, und der technische Umfang der vorliegenden Erfindung schließt beispielsweise die folgenden Ausführungsformen ein.
    1. (1) Ausführungsform 1 zeigte als Beispiel einen mehrphasigen Tiefsetzwandler, jedoch kann auch ein mehrphasiger Hochsetzwandler oder ein mehrphasiger Hoch-und-Tiefsetz-Wandler verwendet werden.
    2. (2) In Ausführungsform 1 ist ein Schaltelement SBk auf der niedrigen Seite einer jeden Phase angeordnet, wobei k eine ganze Zahl von 1 bis m ist, jedoch kann stattdessen auch eine Diode verwendet werden, deren Anode mit einem Erdpotential verbunden ist. Außerdem können die Schaltelemente SAk und SBk auch P-Kanal-MOSFETs oder andere Schaltelemente wie etwa Bipolartransistoren sein.
    3. (3) Die spezifischen Ausbildungen des primärseitigen Stromversorgungsabschnitts 91 und des sekundärseitigen Stromversorgungsabschnitts 92 nach Ausführungsform 1 sind lediglich Beispiele, und die Art der Stromspeichereinrichtung sowie der durch die Stromspeichereinrichtung erzeugten Spannungen sind nicht auf die oben beschriebenen Beispiele begrenzt und können variieren. Außerdem ist beispielsweise auch eine Ausbildung möglich, in der kein sekundärseitiger Stromversorgungsabschnitt enthalten ist.
    4. (4) In dem Beispiel aus 1 sind Stromgeneratoren, Lasten und dergleichen, die mit dem eingangsseitigen leitenden Weg und dem ausgangsseitigen leitenden Weg verbunden sind, nicht gezeigt, jedoch können mit dem eingangsseitigen leitenden Weg und dem ausgangsseitigen leitenden Weg verschiedene Vorrichtungen und elektronische Bauteile verbunden sein.
    5. (5) In 1 ist als repräsentatives Beispiel ein mehrphasiger Wandler 1 mit Vier-Phasen-Struktur gezeigt, in dem vier Spannungs-Wandlungseinheiten CV1, CV2, CV3 und CV4 parallel verbunden sind, jedoch kann die Zahl der Spannungs-Wandlungseinheiten auch weniger als 4 oder 5 oder mehr sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1 ...
    Mehrphasiger Wandler
    2 ...
    Mehrphasen-Wandlungseinheit
    3 ...
    Steuereinheit (Anormalitäts-Identifikationseinheit)
    7 ...
    Ausgangsseitiger leitender Weg (gemeinsamer Ausgangsweg)
    8 ...
    Detektionseinheit
    14 ...
    Speichereinheit
    CV1, CV2, CV3, CV4 ...
    Spannungs-Wandlungseinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013046541 A [0003]

Claims (4)

  1. Mehrphasiger Wandler, umfassend: eine Mehrphasen-Wandlungseinheit, die mit mehreren Spannungs-Wandlungseinheiten versehen ist, die zum Wandeln einer Eingangsspannung und Ausgeben der gewandelten Spannung eingerichtet sind; eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, die Spannungs-Wandlungseinheiten mithilfe von Steuersignalen einzeln so zu steuern, dass ihr Ausgang gleich einem Sollwert ist, und, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird, die Spannungs-Wandlungseinheiten einer Sanftstart-Steuerung mit allmählicher Erhöhung des jeweiligen Sollwerts für ihre Ausgänge zu unterziehen, wobei die Steuereinheit die Zeiträume, in denen einzelne Spannungs-Wandlungseinheiten oder Gruppen von Spannungs-Wandlungseinheiten der Sanftstart-Steuerung unterzogen werden, gegeneinander versetzt; eine Detektionseinheit, die eingerichtet ist, einen Wert zu detektieren, der mindestens entweder einen Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung auf einem gemeinsamen Ausgangsweg aus den mehreren Spannungs-Wandlungseinheiten widerspiegelt; und eine Anormalitäts-Identifikationseinheit, die eingerichtet ist zum Identifizieren einer anormalen Spannungs-Wandlungseinheit oder einer anormalen Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit während der Zeiträume, in denen die Sanftstart-Steuerung durch die Steuereinheit durchgeführt wird.
  2. Mehrphasiger Wandler gemäß Anspruch 1, wobei, wenn durch die Anormalitäts-Identifikationseinheit eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten identifiziert wird, die Steuereinheit die Ausführung von Spannungswandlung durch die anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder die anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten sperrt und die übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten der Mehrphasen-Wandlungseinheit mindestens mit Ausnahme der gesperrten anormalen Spannungs-Wandlungseinheit oder anormalen Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten zur Durchführung von Spannungswandlung freigibt, wobei die Steuereinheit einen Sollwert für den Ausgang der übrigen Spannungs-Wandlungseinheiten einstellt, der kleiner ist als ein Sollwert, wenn alle Mehrphasen-Wandlungseinheiten freigegeben sind.
  3. Mehrphasiger Wandler gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine Speichereinheit, die eingerichtet ist, wenn durch die Anormalitäts-Identifikationseinheit eine vorbestimmte Anzahl von Malen eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten identifiziert wird, Anormalitäts-Identifikationsinformationen zu speichern, welche die anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder die anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten anzeigen, welche die vorbestimmte Anzahl von Malen identifiziert wurde, wobei die Steuereinheit, wenn die Anormalitäts-Identifikationsinformationen in der Speichereinheit gespeichert sind, die Ausführung der Spannungswandlung durch die Spannungs-Wandlungseinheit oder die Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die den Anormalitäts-Identifikationsinformationen entspricht, sperrt, ohne sie einer Sanftstart-Steuerung zu unterziehen, und alle nicht-entsprechenden Spannungs-Wandlungseinheiten, die nicht den Anormalitäts-Identifikationsinformationen entsprechen, einer Sanftstart-Steuerung unterzieht, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird, und die Anormalitäts-Identifikationseinheit auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit während des Zeitraums, in dem die nicht-entsprechenden Spannungs-Wandlungseinheiten der Sanftstart-Steuerung unterzogen werden, identifiziert, ob die nicht-entsprechenden Spannungs-Wandlungseinheiten einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugen oder nicht.
  4. Mehrphasiger Wandler gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine Speichereinheit, die eingerichtet ist, jedes Mal, wenn durch die Anormalitäts-Identifikationseinheit eine anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder eine anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten identifiziert wird, Phaseninformationen, welche die identifizierte anormale Spannungs-Wandlungseinheit oder anormale Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten anzeigen, in Verbindung mit der Zahl der Identifikationsvorgänge zu speichern, wobei die Steuereinheit, wenn die Phaseninformationen in der Speichereinheit gespeichert sind und die Zahl der Identifikationsvorgänge für eine entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder eine entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten, die durch die Phaseninformationen angezeigt ist, eine vorbestimmte Anzahl von Malen erreicht hat, die Ausführung der Spannungswandlung durch die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten sperrt, ohne sie einer Sanftstart-Steuerung zu unterziehen, und, wenn die Phaseninformationen in der Speichereinheit gespeichert sind und die Zahl der Identifikationsvorgänge die vorbestimmte Anzahl von Malen nicht erreicht hat, die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einer Sanftstart-Steuerung unterzieht, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird, wenn die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einer Sanftstart-Steuerung unterzogen wird, die Anormalitäts-Identifikationseinheit auf Basis eines Ergebnisses der Detektion durch die Detektionseinheit erneut identifiziert, ob die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt oder nicht, und die Steuereinheit, wenn durch die Anormalitäts-Identifikationseinheit erneut identifiziert wird, dass die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten einen anormalen Strom oder eine anormale Spannung erzeugt, die Ausführung der Spannungswandlung durch die entsprechende Spannungs-Wandlungseinheit oder die entsprechende Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten sperrt und, wenn eine solche Identifikation nicht erneut erfolgt, die Spannungswandlung mindestens der entsprechenden Spannungs-Wandlungseinheit oder Gruppe von Spannungs-Wandlungseinheiten fortsetzt, wenn der Betrieb der Mehrphasen-Wandlungseinheit gestartet wird.
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