JP2000295869A - Chopper output power supply and battery simulator - Google Patents
Chopper output power supply and battery simulatorInfo
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、チョッパ出力型
電源およびこの電源を用いたバッテリシミュレータに関
する。The present invention relates to a chopper output type power supply and a battery simulator using the power supply.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、排気ガスを出さないクリーンな移
動手段として注目されている電気自動車およびそのバッ
テリの開発が精力的に進められている。この電気自動車
の開発には、バッテリのパラメータを色々と変化させて
特性試験を行うことが欠かせない。しかし、実物のバッ
テリを用いて特性試験をすると、試験を行う毎にバッテ
リの充放電を繰り返さなければならず、また、接続方法
等を変更するのにも手間がかかり、試験の進行が遅くな
る。このため、作業効率の向上を図るべくバッテリシミ
ュレータが実用化されている。2. Description of the Related Art In recent years, the development of electric vehicles and their batteries, which have attracted attention as clean transportation means that emit no exhaust gas, has been vigorously pursued. For the development of this electric vehicle, it is indispensable to perform a characteristic test by changing various parameters of the battery. However, when a characteristic test is performed using a real battery, the charge and discharge of the battery must be repeated each time the test is performed, and it takes time and effort to change the connection method and the like, and the progress of the test is slowed down. . For this reason, battery simulators have been put to practical use in order to improve work efficiency.
【０００３】このバッテリシミュレータは、充電率の低
下や出力電流値の増大により電圧が降下するという供試
バッテリの垂下特性に基づいて、出力電圧を制御する直
流模擬電源である。図２はこの種のバッテリシミュレー
タの構成例を示すブロック図である。[0003] This battery simulator is a simulated DC power supply that controls the output voltage based on the drooping characteristics of a test battery in which the voltage drops due to a decrease in the charging rate or an increase in the output current value. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of this type of battery simulator.
【０００４】図２に示すように、このバッテリシミュレ
ータ２０は、データ入力部２１と、電圧シミュレーショ
ン部２２とにより構成されており、電圧シミュレーショ
ン部２２は、コントローラ２３と可変電圧電源２４とに
より構成されている。As shown in FIG. 2, the battery simulator 20 includes a data input unit 21 and a voltage simulation unit 22. The voltage simulation unit 22 includes a controller 23 and a variable voltage power supply 24. ing.
【０００５】ここで、データ入力部２１は、供試バッテ
リの垂下特性をコントローラ２３に入力するための手段
である。この垂下特性は、バッテリの充放電を繰り返し
つつ出力電流等のパラメータを変化させて人手により測
定されるものである。可変電圧電源２４は、例えば電気
自動車用インバータ等の被試験体２５に対し、直流電圧
を印加して駆動する手段である。コントローラ２３は、
可変電圧電源２４の出力電圧を可変制御する手段であ
る。The data input section 21 is a means for inputting the drooping characteristics of the test battery to the controller 23. This drooping characteristic is measured manually by changing parameters such as output current while repeatedly charging and discharging the battery. The variable voltage power supply 24 is means for applying a DC voltage to a device under test 25 such as an inverter for an electric vehicle and driving the device under test 25. The controller 23
This is a means for variably controlling the output voltage of the variable voltage power supply 24.
【０００６】このような構成のバッテリシミュレータ２
０を用いるに当たり、予め人手により供試バッテリの垂
下特性の測定が行われる。そして、この垂下特性が人手
によりデータ入力部２１からコントローラ２３に入力さ
れる。データ入力部２１から垂下特性のデータが入力さ
れると、コントローラ２３は、測定点数を補うためにデ
ータの補間を行った後、コントローラ２３内のメモリに
一時記憶する。そして、コントローラ２３は、上記メモ
リに記憶された垂下特性に基づいて可変電圧電源２４を
制御する。The battery simulator 2 having such a configuration
Before using 0, the drooping characteristics of the test battery are measured manually in advance. Then, the drooping characteristics are manually input from the data input unit 21 to the controller 23. When the data of the drooping characteristic is input from the data input unit 21, the controller 23 interpolates the data to compensate for the number of measurement points, and then temporarily stores the data in a memory in the controller 23. Then, the controller 23 controls the variable voltage power supply 24 based on the drooping characteristics stored in the memory.
【０００７】以下、電圧シミュレーション部２２におい
て、コントーラ２３により行われる可変電圧電源２４の
出力電圧の制御について説明する。被試験体２５の試験
のためにバッテリシミュレータ２０の使用を開始する
と、コントローラ２３は、無負荷状態における起電力に
基づいて可変電圧電源２４を制御する。このとき被試験
体２５は動作していないので、可変電圧電源２４により
被試験体２５に印加される直流電圧Ｖは、無負荷状態で
の起電力にほぼ等しい。Hereinafter, the control of the output voltage of the variable voltage power supply 24 performed by the controller 23 in the voltage simulation section 22 will be described. When the use of the battery simulator 20 for testing the device under test 25 is started, the controller 23 controls the variable voltage power supply 24 based on the electromotive force in the no-load state. At this time, since the DUT 25 is not operating, the DC voltage V applied to the DUT 25 by the variable voltage power supply 24 is substantially equal to the electromotive force in the no-load state.
【０００８】次に被試験体２５の駆動が開始されると、
可変電圧電源２４から被試験体２５に電力が供給され
る。ここで、可変電圧電源２４から電流が出力されるの
に伴って、コントローラ２３は上記垂下特性を基に出力
電圧Ｖの制御値を降下させる。このようにして、上記バ
ッテリシミュレータ２０により、供試バッテリの垂下特
性が再現されるのである。なお、この種のバッテリシミ
ュレータについては、例えば特開平１０−１４４３５５
号公報に開示されている。Next, when driving of the device under test 25 is started,
Power is supplied from the variable voltage power supply 24 to the device under test 25. Here, as the current is output from the variable voltage power supply 24, the controller 23 lowers the control value of the output voltage V based on the drooping characteristic. In this way, the battery simulator 20 reproduces the drooping characteristics of the test battery. Note that this type of battery simulator is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-144355.
No. 6,009,045.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したバ
ッテリシミュレータの可変電圧電源としては、広範囲に
亙って出力電圧の可変制御が可能なものが求められる。
そして、このバッテリシミュレータ用の可変電圧電源と
して、チョッパ出力型の電源が一般に用いられている。
このチョッパ出力型の電源は、２本のアーム（電源線）
間に例えば２個のスイッチング素子を直列に介挿してな
るチョッパを有しており、これらのスイッチング素子の
スイッチングを行うことにより両スイッチング素子の共
通接続端からチョッパ出力を得るとともに、両スイッチ
ング素子をオン状態とするゲートパルスの幅を変調する
ことにより出力電圧の可変制御を行うことができる。By the way, as the variable voltage power supply of the above-mentioned battery simulator, one capable of variably controlling the output voltage over a wide range is required.
As a variable voltage power supply for the battery simulator, a chopper output type power supply is generally used.
This chopper output type power supply has two arms (power supply line)
It has a chopper in which, for example, two switching elements are inserted in series, and by performing switching of these switching elements, a chopper output is obtained from a common connection terminal of both switching elements, and both switching elements are connected. The output voltage can be variably controlled by modulating the width of the gate pulse to be turned on.
【００１０】しかし、このチョッパ出力型電源では、両
スイッチング素子を貫通して過大な電流が流れるのを防
止するため、両スイッチング素子がいずれもオフ状態と
なるデッドタイムを確保してスイッチングタイミングの
制御を行っている。このデッドタイムは、電圧制御上の
外乱要素となり、特にスイッチング素子をオンさせるパ
ルス幅が狭くなる最大電圧付近あるいは最低電圧付近の
電圧のチョッパ出力を行う場合にその影響が大きくな
る。このため、例えば負荷運転時に負荷への出力電圧が
不安定になる等の現象が現れる。However, in this chopper output type power supply, in order to prevent an excessive current from flowing through both switching elements, a dead time during which both switching elements are turned off is secured to control switching timing. It is carried out. This dead time becomes a disturbance element in voltage control, and its influence becomes large particularly when a chopper output of a voltage near the maximum voltage or near the minimum voltage where the pulse width for turning on the switching element is narrowed is performed. For this reason, for example, a phenomenon that the output voltage to the load becomes unstable during the load operation appears.
【００１１】例えばチョッパのスイッチング周波数が５
ｋＨｚ、デッドタイムが１０μｓｅｃの場合を考える
と、１ｓｅｃの間に発生するデッドタイムの総和は、 １０μｓｅｃ×５ｋＨｚ＝０．０５ｓｅｃ となる。従って、アーム間に与えられるチョッパの１次
電圧に対して５％のエラーがデッドタイムによりチョッ
パ出力に生じることになる。このエラーは負荷電流の方
向によって極性が変わり、電源から負荷に電流が供給さ
れる力行動作時においては電源の出力電圧を減少させる
方向の外乱となって現れ、負荷から電源に電流が戻され
る回生動作時においては電源の出力電圧を増加させる方
向の外乱となって現れる。また、この外乱は、その大き
さが負荷電流の大小とは無関係であり、スイッチング周
波数とデッドタイムとによって決定される固定のエラー
電圧となる。従って、特に電源の出力電圧が低い場合
に、出力電圧に占める固定エラー電圧の割合が大きくな
る。For example, if the switching frequency of the chopper is 5
Considering the case where the dead time is 1 kHz and the dead time is 10 μsec, the total sum of the dead time generated during 1 sec is 10 μsec × 5 kHz = 0.05 sec. Therefore, an error of 5% with respect to the primary voltage of the chopper applied between the arms occurs in the chopper output due to the dead time. This error changes its polarity depending on the direction of the load current, and appears as a disturbance in the direction of decreasing the output voltage of the power supply during power running operation in which current is supplied from the power supply to the load. During operation, it appears as a disturbance in the direction of increasing the output voltage of the power supply. The magnitude of the disturbance is independent of the magnitude of the load current, and becomes a fixed error voltage determined by the switching frequency and the dead time. Therefore, especially when the output voltage of the power supply is low, the ratio of the fixed error voltage to the output voltage increases.
【００１２】このように従来のバッテリシミュレータ
は、可変電圧電源として用いられているチョッパ出力型
電源の出力電圧に固定エラー電圧が発生し、これにより
電圧制御性が阻害され、出力電圧範囲の下限が制限され
ていたのである。As described above, in the conventional battery simulator, a fixed error voltage is generated in the output voltage of the chopper output type power supply used as the variable voltage power supply, thereby impairing the voltage controllability and lowering the lower limit of the output voltage range. It was restricted.
【００１３】この発明は以上説明した事情に鑑みてなさ
れたものであり、上記デッドタイム回路に起因した固定
エラー電圧の除去された出力電圧を得ることができるチ
ョッパ出力型電源およびこの電源を用いたバッテリシミ
ュレータを提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the circumstances described above, and uses a chopper output type power supply capable of obtaining an output voltage from which a fixed error voltage caused by the dead time circuit has been removed, and using this power supply. The purpose is to provide a battery simulator.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
１次電圧が印加される電源線間に少なくとも２個のスイ
ッチング素子を直列に介挿してなり、両スイッチング素
子の共通接続端から出力電圧を発生するチョッパと、前
記チョッパと負荷との間で授受される負荷電流を検出す
る電流検出器と、電圧設定値と前記チョッパによって負
荷に与えられる出力電圧との差分および前記電流検出器
によって検出された負荷電流に基づいて電圧指令値を生
成する電圧指令値生成手段と、前記電圧指令値によって
パルス幅変調されたパルスを発生するＰＷＭパルス発生
手段と、前記電源線間を前記スイッチング素子によって
短絡させることのない少なくとも２相のゲートパルスを
前記パルス発生手段によって発生されたパルスから発生
し、前記チョッパにおける各スイッチング素子に供給す
るデッドタイム回路とを有するチョッパ出力型電源にお
いて、前記電圧指令値に対し、前記電流検出器によって
検出された負荷電流の極性に対応した極性の補償信号を
付加する補償信号付加手段を具備することを特徴とする
チョッパ出力型電源を提供するものである。The invention according to claim 1 is
A chopper for interposing at least two switching elements in series between a power supply line to which a primary voltage is applied and generating an output voltage from a common connection terminal of the two switching elements, and transmitting and receiving between the chopper and a load Current detector for detecting a load current to be detected, and a voltage command for generating a voltage command value based on a difference between a voltage setting value and an output voltage given to the load by the chopper and the load current detected by the current detector. Value generation means, PWM pulse generation means for generating a pulse width-modulated by the voltage command value, and at least two-phase gate pulses which do not short-circuit between the power supply lines by the switching element. Of the dead time generated from the pulse generated by the chopper and supplied to each switching element in the chopper. And a compensation signal adding means for adding, to the voltage command value, a compensation signal having a polarity corresponding to the polarity of the load current detected by the current detector. A chopper output type power supply is provided.
【００１５】かかる発明によれば、補償信号が電圧指令
値に付加され、その影響によって結果的に固定エラー電
圧が相殺され、電圧設定値通りの出力電圧が得られる。According to this invention, the compensation signal is added to the voltage command value, and as a result, the fixed error voltage is canceled out by the influence of the compensation signal, and the output voltage according to the voltage set value is obtained.
【００１６】請求項２に係る発明は、前記補償信号付加
手段は、前記電流検出器によって検出された負荷電流の
絶対値が所定値Ｉ0以下の場合には該負荷電流に応じた
大きさの補償信号を前記変調信号に付加し、前記負荷電
流の絶対値が所定値Ｉ0を越える場合は前記負荷電流の
極性に対応した極性を有し、かつ、所定の絶対値Ｖ0を
有する補償信号を前記電圧指令値に付加することを特徴
とする請求項１に記載のチョッパ出力型電源を提供する
ものである。According to a second aspect of the present invention, when the absolute value of the load current detected by the current detector is equal to or less than a predetermined value I 0 , the compensation signal adding means has a magnitude corresponding to the load current. the compensation signal is added to the modulated signal, when the absolute value of the load current exceeds the predetermined value I 0 has a polarity corresponding to the polarity of the load current, and the compensation signal having a predetermined absolute value V 0 Is added to the voltage command value, and the chopper output type power supply according to claim 1 is provided.
【００１７】かかる発明によれば、上記請求項１に係る
チョッパ出力型電源において、負荷電流値が０付近であ
る場合に補償信号のレベルが不安定な状態になるのを防
止することができる。According to this invention, in the chopper output type power supply according to the first aspect, it is possible to prevent the level of the compensation signal from becoming unstable when the load current value is near zero.
【００１８】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に記載のチョッパ出力型電源を可変電圧電源として具備
することを特徴とするバッテリシミュレータを提供する
ものである。The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2
A battery simulator characterized by comprising the chopper output type power supply described in (1) as a variable voltage power supply.
【００１９】かかる発明によれば、請求項１または２に
記載のチョッパ出力型電源を可変電圧電源として使用し
ているので、広範囲に亙って出力電圧を正確に制御する
ことができるという利点がある。According to this invention, since the chopper output type power supply according to claim 1 or 2 is used as a variable voltage power supply, the output voltage can be accurately controlled over a wide range. is there.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施形
態であるチョッパ出力型電源の構成を示すブロック図で
ある。このチョッパ出力型電源は、前掲図２のバッテリ
シミュレータにおいて可変電圧電源２４として用いられ
るものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a chopper output type power supply according to an embodiment of the present invention. This chopper output type power supply is used as the variable voltage power supply 24 in the battery simulator shown in FIG.
【００２１】図１において、アーム１および２間には、
１次電圧が印加される。そして、このアーム１および２
間には、逆並列接続されたスイッチングトランジスタ１
１およびダイオード１２と、逆並列接続されたスイッチ
ングトランジスタ１３および１４とが直列に介挿され、
これらによりチョッパ１０が構成されている。また、ア
ーム１および２間には、１次電源を理想電圧源に近いも
のとするためのキャパシタ１５が介挿されている。In FIG. 1, between arms 1 and 2
A primary voltage is applied. And the arms 1 and 2
The switching transistors 1 connected in anti-parallel are
1 and a diode 12, and switching transistors 13 and 14 connected in anti-parallel are inserted in series,
These constitute a chopper 10. Further, a capacitor 15 is inserted between the arms 1 and 2 to make the primary power supply close to the ideal voltage source.
【００２２】スイッチングトランジスタ１１および１３
の共通接続点は、チョッパ１０の出力端である。負荷２
５は、その一端がこの出力端にリアクトル１６を介して
接続されるとともに、他端がアーム２に接続されてい
る。また、負荷２５に対して並列にキャパシタ１７が接
続されている。このキャパシタ１７およびリアクトル１
６は、チョッパ１０によって負荷２５に与えられる出力
電圧のリップルを除去し、平滑するための手段を構成し
ている。電流検出器１８は、チョッパ１０と負荷２５と
の間で授受される負荷電流を検出するための手段であ
る。Switching transistors 11 and 13
Are common output points of the chopper 10. Load 2
5 has one end connected to this output end via a reactor 16 and the other end connected to the arm 2. The capacitor 17 is connected in parallel with the load 25. This capacitor 17 and reactor 1
6 constitutes means for removing and smoothing the ripple of the output voltage applied to the load 25 by the chopper 10. The current detector 18 is means for detecting a load current transmitted and received between the chopper 10 and the load 25.
【００２３】減算器３１と、自動電圧調整器（以下、Ａ
ＶＲという）３２と、減算器３３と、自動電流調整器
（以下、ＡＣＲという）３４は、後述するパルス幅変調
のための電圧指令値を生成する電圧指令値生成手段を構
成している。さらに詳述すると、減算器３１は、コント
ローラ２３（図２参照）から与えられる直流電圧設定値
Ｖ*からキャパシタ１７の両端の電圧値を差し引き、こ
の結果得られる電圧誤差信号を出力する。ＡＶＲ３２
は、この電圧誤差信号を０にするための電流指令値を発
生する。減算器３３は、電流検出器１８によって検出さ
れた負荷電流値をこの電流指令値から差し引き、ＡＣＲ
３４はこの減算結果に基づいて電圧指令値を発生するの
である。A subtractor 31 and an automatic voltage regulator (hereinafter referred to as A
The VR 32, a subtracter 33, and an automatic current regulator (hereinafter, ACR) 34 constitute a voltage command value generating unit that generates a voltage command value for pulse width modulation described later. More specifically, the subtracter 31 subtracts the voltage value at both ends of the capacitor 17 from the DC voltage set value V * given from the controller 23 (see FIG. 2), and outputs a voltage error signal obtained as a result. AVR32
Generates a current command value for setting the voltage error signal to zero. The subtracter 33 subtracts the load current value detected by the current detector 18 from the current command value,
Numeral 34 generates a voltage command value based on the result of the subtraction.
【００２４】ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）
４１と、補償信号発生器４２と、加算器４３は、上記電
圧指令値に対し、電流検出器によって検出された負荷電
流の極性に対応した極性の補償信号を付加する補償信号
付加手段を構成している。Low-pass filter (hereinafter referred to as LPF)
The compensation signal generator 41, the compensation signal generator 42, and the adder 43 constitute compensation signal adding means for adding a compensation signal having a polarity corresponding to the polarity of the load current detected by the current detector to the voltage command value. ing.
【００２５】さらに詳述すると、ＬＰＦ４１は、電流検
出器１８によって検出された負荷電流の時間平均値Ｉを
出力する。補償信号発生器４２は、この負荷電流の時間
平均値Ｉの絶対値が所定値Ｉ0以下の場合は、所定値Ｖ0
以下であって該時間平均値に比例した大きさの補償信号
を出力する。また、負荷電流の時間平均値Ｉの絶対値が
所定値Ｉ0を越える場合には、負荷電流の極性に対応し
た極性を有し、かつ、所定の絶対値Ｖ0を有する補償信
号を出力する。More specifically, the LPF 41 outputs a time average value I of the load current detected by the current detector 18. When the absolute value of the time average value I of the load current is equal to or smaller than the predetermined value I 0 , the compensation signal generator 42 sets the predetermined value V 0
The following outputs a compensation signal having a magnitude proportional to the time average value. Further, when the absolute value of the time average value I of the load current exceeds the predetermined value I 0 has a polarity corresponding to the polarity of the load current, and outputs a compensation signal having a predetermined absolute value V 0 .
【００２６】ここで、所定値Ｖ0は、上述した固定エラ
ー電圧に対応した値であり、ｋを所定の比例定数、ｆｃ
をチョッパ周波数、ｔｄを後述するデッドタイム回路６
０のデッドタイムとした場合に、下記の式により求める
ことができる。 Ｖ0＝ｋ・ｆｃ・ｔｄHere, the predetermined value V 0 is a value corresponding to the above-mentioned fixed error voltage, and k is a predetermined proportional constant, fc
Is a chopper frequency, and td is a dead time circuit 6 described later.
When the dead time is set to 0, it can be obtained by the following equation. V 0 = k · fc · td
【００２７】また、負荷電流の時間平均値Ｉが所定値Ｉ
0以下の場合に時間平均値Ｉに比例した大きさの補償信
号を出力するようにしているのは、時間平均値Ｉが０付
近にあるときに、補償信号の値が頻繁に＋Ｖ0から−Ｖ0
に変化したり、その逆の変化をするのを防止するためで
ある。The time average value I of the load current is equal to a predetermined value I.
The reason why the compensation signal having a magnitude proportional to the time average value I is output when the value is 0 or less is that when the time average value I is near 0, the value of the compensation signal frequently changes from + V 0 to −V. V 0
This is for preventing the change to the opposite or the reverse.
【００２８】加算器４３は、以上説明した補償信号発生
器４２から出力される補償信号をＡＣＲ３４から出力さ
れる電圧指令値に加算する手段である。The adder 43 is means for adding the compensation signal output from the compensation signal generator 42 described above to the voltage command value output from the ACR 34.
【００２９】三角波発生器５１およびコンパレータ５２
は、ＰＷＭパルス発生手段を構成している。すなわち、
三角波発生器５１は、チョッパ周波数ｆｃに対応した三
角波を発生し、コンパレータ５２はこの三角波と加算器
４３から出力される電圧指令値とを比較することによ
り、電圧指令値に応じてパルス幅が変調されたパルスを
発生するのである。The triangular wave generator 51 and the comparator 52
Constitutes a PWM pulse generating means. That is,
The triangular wave generator 51 generates a triangular wave corresponding to the chopper frequency fc, and the comparator 52 compares the triangular wave with the voltage command value output from the adder 43 to modulate the pulse width according to the voltage command value. The generated pulse is generated.
【００３０】デッドタイム回路６０は、コンパレータ５
２から得られるパルスから、スイッチングトランジスタ
１１および１３に供給すべき２相のゲートパルスを生成
する手段である。この２相のゲートパルスは、同時にア
クティブレベル（スイッチングトランジスタをオン状態
とするレベル）になることはなく、２相とも非アクティ
ブレベルとなるデッドタイムｔｄを有している。The dead time circuit 60 includes a comparator 5
This is a means for generating a two-phase gate pulse to be supplied to the switching transistors 11 and 13 from the pulse obtained from Step 2. These two-phase gate pulses are not simultaneously at the active level (the level at which the switching transistor is turned on), but have a dead time td at which both the phases become inactive.
【００３１】以上説明したチョッパ出力型電源によれ
ば、チョッパ１０へ供給されるゲートパルスのＰＷＭ制
御により、負荷２５に対する出力電圧を電圧設定値Ｖ*
に一致させる制御が行われる。ここで、ゲートパルスは
デッドタイム回路６０を介してチョッパ１０に与えられ
るため、仮にＡＣＲ３４から得られる電圧指令値のみを
用いてゲートパルスのＰＷＭ制御を行うものとすると、
このゲートパルスがデッドタイム回路６０を通過するこ
とに起因した固定エラー電圧が出力電圧に発生する。そ
して、既に説明したように、この固定エラー電圧はその
大きさが出力電圧とは無関係な電圧であり、負荷電流が
チョッパ１０から負荷２５に向かって流れる力行動作時
においては減少させる極性となり、負荷電流が負荷２５
からチョッパ１０に戻される回生動作時においては出力
電圧を増加させる極性となる。According to the chopper output type power supply described above, the output voltage to the load 25 is changed to the voltage set value V * by the PWM control of the gate pulse supplied to the chopper 10 .
Is performed so as to match with. Here, since the gate pulse is given to the chopper 10 via the dead time circuit 60, if it is assumed that the PWM control of the gate pulse is performed using only the voltage command value obtained from the ACR 34,
A fixed error voltage resulting from the passage of the gate pulse through the dead time circuit 60 is generated in the output voltage. As described above, the fixed error voltage is a voltage whose magnitude is irrelevant to the output voltage. The fixed error voltage has a polarity that decreases during the power running operation in which the load current flows from the chopper 10 to the load 25, and Current is load 25
During the regenerative operation in which the output voltage is returned to the chopper 10, the output voltage is increased.
【００３２】しかしながら、本実施形態において、例え
ば力行動作時には、上記固定エラー電圧に対応した正の
補償信号が補償信号発生器４２によって発生され、ＡＣ
Ｒ３４からの電圧指令値に加算されるので、本来よりも
固定エラー電圧相当だけ高い電圧を目標値としてゲート
パルスのパルス幅変調が行われる。また、回生動作時に
は、上記固定エラー電圧に対応した負の補償信号が補償
信号発生器４２によって発生され、ＡＣＲ３４からの電
圧指令値に加算されるので、本来よりも固定エラー電圧
相当だけ低い電圧を目標値としてゲートパルスのパルス
幅変調が行われる。However, in the present embodiment, for example, during a power running operation, a positive compensation signal corresponding to the fixed error voltage is generated by the compensation signal generator 42,
Since it is added to the voltage command value from R34, the pulse width modulation of the gate pulse is performed with the target value being a voltage that is higher than the original by a fixed error voltage. In the regenerative operation, a negative compensation signal corresponding to the fixed error voltage is generated by the compensation signal generator 42 and added to the voltage command value from the ACR 34. Pulse width modulation of a gate pulse is performed as a target value.
【００３３】このように、デッドタイム回路６０によっ
て生じる固定エラー電圧と相殺する補償信号を予め電圧
指令値に加算し、ゲートパルスのパルス幅変調を行うの
で、結果的に、固定エラー電圧を含まない電圧設定値Ｖ
*通りの出力電圧が得られるのである。As described above, the compensation signal that cancels out the fixed error voltage generated by the dead time circuit 60 is added to the voltage command value in advance, and the pulse width modulation of the gate pulse is performed. As a result, the fixed error voltage is not included. Voltage setting value V
* The output voltage can be obtained.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、１次電圧が印加される電源線間に少なくとも２個の
スイッチング素子を直列に介挿してなり、両スイッチン
グ素子の共通接続端から出力電圧を発生するチョッパ
と、前記チョッパと負荷との間で授受される負荷電流を
検出する電流検出器と、電圧設定値と前記チョッパによ
って負荷に与えられる出力電圧との差分および前記電流
検出器によって検出された負荷電流に基づいて電圧指令
値を生成する電圧指令値生成手段と、前記電圧指令値に
よってパルス幅変調されたパルスを発生するＰＷＭパル
ス発生手段と、前記電源線間を前記スイッチング素子に
よって短絡させることのない少なくとも２相のゲートパ
ルスを前記パルス発生手段によって発生されたパルスか
ら発生し、前記チョッパにおける各スイッチング素子に
供給するデッドタイム回路とを有するチョッパ出力型電
源またはこれを可変電圧電源として用いたバッテリシミ
ュレータにおいて、前記電圧指令値に対し、前記電流検
出器によって検出された負荷電流の極性に対応した極性
の補償信号を付加する補償信号付加手段を設けたので、
デッドタイム回路に起因した固定エラー電圧の除去され
た出力電圧を得ることができるという効果がある。As described above, according to the present invention, at least two switching elements are inserted in series between the power supply lines to which the primary voltage is applied, and from the common connection end of both switching elements. A chopper for generating an output voltage, a current detector for detecting a load current transmitted and received between the chopper and the load, a difference between a voltage setting value and an output voltage given to the load by the chopper, and the current detector Voltage command value generating means for generating a voltage command value based on the load current detected by the PWM command generating means, a PWM pulse generating means for generating a pulse width modulated by the voltage command value, and the switching element A gate pulse of at least two phases which is not short-circuited from the pulse generated by the pulse generating means; In a chopper output type power supply having a dead time circuit for supplying to each switching element in or a battery simulator using the same as a variable voltage power supply, the voltage command value is set to the polarity of the load current detected by the current detector. Since the compensation signal adding means for adding the compensation signal of the corresponding polarity is provided,
There is an effect that an output voltage from which the fixed error voltage caused by the dead time circuit has been removed can be obtained.
【図１】 この発明の一実施形態であるチョッパ出力型
電源の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a chopper output type power supply according to an embodiment of the present invention.
【図２】 バッテリシミュレータの構成例を示すブロッ
ク図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a battery simulator.
１，２……アーム、１０……チョッパ、１１，１２……
スイッチングトランジスタ、１８……電流検出器、２５
……負荷、３１……減算器、３２……ＡＶＲ、３３……
減算器、３４……ＡＣＲ、４１……ＬＰＦ、４２……補
償信号発生器、４３……加算器、５１……三角波発生
器、５２……コンパレータ、６０……デッドタイム回
路。1,2 ... arm, 10 ... chopper, 11,12 ...
Switching transistor, 18 current detector, 25
...... Load, 31 ... Subtractor, 32 ... AVR, 33 ...
Subtractor, 34 ACR, 41 LPF, 42 Compensation signal generator, 43 Adder, 51 Triangular wave generator, 52 Comparator, 60 Dead time circuit.
Claims (3)
とも２個のスイッチング素子を直列に介挿してなり、両
スイッチング素子の共通接続端から出力電圧を発生する
チョッパと、前記チョッパと負荷との間で授受される負
荷電流を検出する電流検出器と、電圧設定値と前記チョ
ッパによって負荷に与えられる出力電圧との差分および
前記電流検出器によって検出された負荷電流に基づいて
電圧指令値を生成する電圧指令値生成手段と、前記電圧
指令値によってパルス幅変調されたパルスを発生するＰ
ＷＭパルス発生手段と、前記電源線間を前記スイッチン
グ素子によって短絡させることのない少なくとも２相の
ゲートパルスを前記パルス発生手段によって発生された
パルスから発生し、前記チョッパにおける各スイッチン
グ素子に供給するデッドタイム回路とを有するチョッパ
出力型電源において、 前記電圧指令値に対し、前記電流検出器によって検出さ
れた負荷電流の極性に対応した極性の補償信号を付加す
る補償信号付加手段を具備することを特徴とするチョッ
パ出力型電源。1. A chopper having at least two switching elements inserted in series between a power supply line to which a primary voltage is applied and generating an output voltage from a common connection terminal of the two switching elements, and the chopper and a load. A current detector for detecting a load current transmitted and received between the chopper and a voltage command value based on a difference between a voltage set value and an output voltage applied to the load by the chopper and a load current detected by the current detector. And a P for generating a pulse width-modulated by the voltage command value.
A WM pulse generating means, and at least a two-phase gate pulse which does not cause a short circuit between the power supply lines by the switching element, is generated from the pulse generated by the pulse generating means, and is supplied to each switching element in the chopper. A chopper output type power supply having a time circuit, comprising: a compensation signal adding means for adding a compensation signal having a polarity corresponding to the polarity of the load current detected by the current detector to the voltage command value. Chopper output type power supply.
器によって検出された負荷電流の絶対値が所定値Ｉ0以
下の場合には該負荷電流に応じた大きさの補償信号を前
記変調信号に付加し、前記負荷電流の絶対値が所定値Ｉ
0を越える場合は前記負荷電流の極性に対応した極性を
有し、かつ、所定の絶対値Ｖ0を有する補償信号を前記
電圧指令値に付加することを特徴とする請求項１に記載
のチョッパ出力型電源。Wherein said compensating signal adding means, the absolute value of the predetermined value I 0 or less of the modulation signal a compensation signal having a magnitude corresponding to the load current when the detected load current by said current detector And the absolute value of the load current becomes a predetermined value I
2. The chopper according to claim 1, wherein when the value exceeds 0 , a compensation signal having a polarity corresponding to the polarity of the load current and having a predetermined absolute value V0 is added to the voltage command value. Output type power supply.
型電源を可変電圧電源として具備することを特徴とする
バッテリシミュレータ。3. A battery simulator comprising the chopper output type power supply according to claim 1 or 2 as a variable voltage power supply.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093746A JP2000295869A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Chopper output power supply and battery simulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093746A JP2000295869A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Chopper output power supply and battery simulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000295869A true JP2000295869A (en) | 2000-10-20 |
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ID=14091000
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|---|---|---|---|
| JP11093746A Pending JP2000295869A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Chopper output power supply and battery simulator |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000295869A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-03-31 JP JP11093746A patent/JP2000295869A/en active Pending
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