JP2008199771A - 昇圧回路制御装置、及び昇圧回路 - Google Patents

昇圧回路制御装置、及び昇圧回路 Download PDF

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JP2008199771A JP2007031926A JP2007031926A JP2008199771A JP 2008199771 A JP2008199771 A JP 2008199771A JP 2007031926 A JP2007031926 A JP 2007031926A JP 2007031926 A JP2007031926 A JP 2007031926A JP 2008199771 A JP2008199771 A JP 2008199771A
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Ryosuke Kurokawa
亮介 黒川
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Denso Ten Ltd
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Abstract

【課題】昇圧回路50内での発熱を抑えることができ、昇圧の効率についても向上させ
ることのできる昇圧回路制御装置を提供すること。
【解決手段】バッテリの出力側に接続されるコイルLと、コイルLの出力側に接続され
たトランジスタQ1、Q2と、トランジスタQ2の出力側に接続されたコンデンサC2と
を備えた昇圧回路50を制御する昇圧回路制御装置61に、トランジスタQ1のオン/オ
フを制御することによって、コイルLでのエネルギーの蓄積と放出とを繰り返させ、コン
デンサC2に昇圧電圧を充電させる手段と、トランジスタQ1がオフされた後、トランジ
スタQ2をオンする手段と、トランジスタQ1がオンされていた時にコイルLを流れてい
た電流の変化量よりも、トランジスタQ1がオフされている時にコイルLを流れる電流の
変化量が大きくならないように、トランジスタQ2をオフする手段とを装備する。
【選択図】図8

Description

本発明は昇圧回路制御装置、及び昇圧回路に関し、より詳細には、スイッチング素子を
オン/オフさせることによって入力より高い電圧を取り出せる昇圧回路を制御する昇圧回
路制御装置、及び昇圧回路に関する。
運転者の操舵力を補助する電動パワーステアリングシステムは、運転者がステアリング
ホイールを操作した際に発生する操舵トルクに応じて、アシストモータを使って操舵力を
補助するシステムである。図1は、従来の電動パワーステアリングシステムの要部を概略
的に示したブロック図である。
図中1は電動パワーステアリング制御装置を示しており、電動パワーステアリング制御
装置1は図示しないCPU、ROM、及びRAMを備えたマイコン2と、I/F(入出力
インターフェース)3と、3相モータ(ブラシレスモータ)のアシストモータ11を駆動
するモータ駆動回路4と、抵抗Ru、Rv、Rw間に現れた電圧からアシストモータ11
に流れる電流値を検出するモータ電流検出回路5と、マイコン2を作動させるための定電
圧回路6とを含んで構成されている。
ステアリング軸に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ12、及び車速を検出
する車速センサ13がI/F3に接続されており、トルクセンサ12で検出された操舵ト
ルクを示す信号、及び車速センサ13で検出された車速を示す信号がI/F3を介してマ
イコン2に送信されるようになっている。
マイコン2にはモータ電流検出回路5が接続され、アシストモータ11に流れる電流値
を示す信号を読み込むことができるようになっている。また、マイコン2には定電圧回路
6が接続され、マイコン2へは一定の電圧(例えば、5Vの電圧)電源が供給されるよう
になっている。
また、定電圧回路6にはヒューズ回路14、及びイグニッションスイッチなどのキース
イッチ15を介してバッテリ16の電力が供給されるようになっている。
マイコン2はROMに格納されたプログラムを実行することによって、目標電流設定部
21、PI制御演算部22、及びPWM信号生成部23として機能することができるよう
になっている。目標電流設定部21はトルクセンサ12から得られた操舵トルクを示す信
号、及び車速センサ13から得られた車速を示す信号に基づいて、アシストモータ11に
流すべき目標電流値Itを設定するものである。
PI制御演算部22は、モータ電流検出回路5から得られたアシストモータ11に流れ
る電流値Inを示す信号に基づいて、目標電流設定部21で設定された目標電流値Itと
電流値Inとの偏差ΔIを算出し、目標電流値Itがアシストモータ11で実現されるよ
うに、フィードバック制御(比例積分制御)を行い、モータ駆動回路4に与えるべき指令
値を算出するものである。
PWM信号生成部23は、PI制御演算部22で算出された指令値に応じたデューティ
比のパルス信号(すなわち、この指令値に応じてパルス幅の変化するPWM信号)を生成
し、そのパルス信号をモータ駆動回路4へ出力するものである。
モータ駆動回路4はプリドライバ41、及び6つのFET42a〜42c、43a〜4
3cを含んで構成されている。FET42a、43aの直列回路、FET42b、43b
の直列回路、及びFET42c、43cの直列回路は、バッテリ16の電源ラインと(抵
抗Ru、Rv、Rwを介して)接地ラインとの間に、FET42a〜42cがバッテリ1
6側にFET43a〜43cが接地側になるように、並列に接続されている。
FET42a、43aの直列回路、FET42b、43bの直列回路、及びFET42
c、43cの直列回路にはそれぞれヒューズ回路17を介してバッテリ16からの電圧(
例えば、12[V])が印加されるようになっている。また、FET42a、43a間の
接続点44a、FET42b、43b間の接続点44b、及びFET42c、43c間の
接続点44cはそれぞれ出力端子となっており、アシストモータ11に接続されている。
また、プリドライバ41は、PWM信号生成部23で生成されたPWM信号のパルス幅
に応じた電圧をアシストモータ11に印加するように、FET42a〜42c、43a〜
43cを電子制御するものである。
ところで、このような電動パワーステアリングシステムでは、大きなトルクを得るため
に大電流を必要とする。そのため、図2に示したような昇圧回路50及び昇圧回路制御装
置51を設けた電動パワーステアリングシステムが提案されている(例えば、下記の特許
文献1参照)。
昇圧回路50は、バッテリ16(図1)からのバッテリ電圧VIN(例えば、12V)の
印加点P1とアシストモータ11への電圧印加点P2との間に設けられるものであり、例
えば、図1に示したヒューズ回路17とモータ駆動回路4(FET42a〜42c)との
間に設けられるものである。また、昇圧回路50は、コンデンサC1、C2、コイルL、
及びトランジスタQ1、Q2を含んで構成されている。なお、ダイオードD1、D2はト
ランジスタQ1、Q2それぞれの寄生ダイオードである。
昇圧回路50においては、印加点P1と電圧印加点P2との間にコイルL及びトランジ
スタQ2が接続されている。トランジスタQ2は、ソースが電圧印加点P2に接続され、
ドレインがコイルLの出力側に接続されている。また、トランジスタQ2のゲートは昇圧
回路制御装置51に接続されている。
トランジスタQ1は、ソースが接地され、ドメインがコイルLとトランジスタQ2との
間に接続されている。また、トランジスタQ1のゲートは昇圧回路制御装置51に接続さ
れている。
コンデンサC1の一端は印加点P1とコイルLとの間に接続され、もう一端は接地され
ている。また、コンデンサC2の一端は電圧印加点P2とトランジスタQ2との間に接続
され、もう一端は接地されている。なお、このコンデンサC2が、コイルLによる昇圧電
圧を充電する平滑用コンデンサとなる。
昇圧回路制御装置51は、図示しないCPU、ROM、及びRAMを備えたマイコンを
含んで構成されている。また、電圧印加点P2が昇圧回路制御装置51に接続され、昇圧
回路制御装置51で電圧印加点P2に生じる出力電圧VOUTを検出することができるよう
になっている。
昇圧回路制御装置51は、ROMに予め記憶された目標昇圧電圧(例えば、36V)を
電圧印加点P2で実現するために、目標出力電圧と実際の出力電圧VOUTとの偏差を算出
し、その偏差を縮小すべく(すなわち、フィードバック制御を行うべく)、比例(P)、
積分(I)、微分(D)処理を施して、昇圧回路50のトランジスタQ1の制御量を算出
するようになっている。
さらに、昇圧回路制御装置51は、この制御量に応じて、トランジスタQ1に対するデ
ューティ比を算出し、このデューティ比に基づいてトランジスタQ1に対し、デューティ
比駆動信号を出力し、トランジスタQ1のオン/オフをデューティ制御するようになって
いる。図3は、昇圧回路制御装置51からトランジスタQ1のゲートへ出力されるデュー
ティ比駆動信号の波形の一例を示した波形図である。図中TONはトランジスタQ1のオン
時間を示し、Tはパルス周期を示している。従って、デューティ比はTON/Tで表される
トランジスタQ1がオンされると、図4(a)に示したように、コイルLに電流が流れ
て、コイルLにエネルギーが蓄積されることになる。このとき、コイルLの入力側が正電
位となり、出力側が負電位となる。トランジスタQ1のオン抵抗による電圧降下VQ1を0
Vとすれば、コイルLの出力側は0Vとなって、ダイオードD2はオフとなる。
トランジスタQ1がオフされると、図4(b)に示したように、コイルLの両端に逆起
電力VLが発生して、高い電圧が点Aに発生し、バッテリ16からコイルL及びダイオー
ドD2を通過して、コンデンサC2へと電流が流れ、コンデンサC2にエネルギーが蓄積
されることになる。すなわち、コイルLに蓄積されたエネルギーがバッテリ16の入力電
源に乗せて解放され、それがコンデンサC2に蓄積されることになる。このとき、コイル
Lの出力側が正電位となり、入力側が負電位となる。また、出力電圧VOUTは下記の式で
表される。
OUT≒VIN+VL−VF
OUT : 出力電圧
IN : バッテリ電圧
L : コイルLにかかる電圧
F : ダイオードD2の順方向電圧
トランジスタQ1が再度オンされると、図4(c)に示したように、コイルLに電流が
流れて、コイルLにエネルギーが蓄積されることになる。コンデンサC2に蓄積されたエ
ネルギーは、モータ駆動回路4の制御に応じて解放される。すなわち、モータ駆動回路4
の制御に応じて、コンデンサC2からモータ駆動回路4へと電流が流れることになる。
昇圧回路制御装置51(図2)は、上記したように、トランジスタQ1のオン/オフを
デューティ制御するようになっている。また、昇圧回路制御装置51は、アシストモータ
11の回転数が高く、アシストモータ11が高負荷状態である場合、図5(a)に示した
ように、トランジスタQ1とトランジスタQ2とを交互にオン/オフするようになってい
る。すなわち、昇圧回路制御装置51は、アシストモータ11が高負荷状態である場合、
同期整流方式でトランジスタQ1、Q2のオン/オフを制御するようになっている。なお
、図中ILはコイルLを流れる電流値であり、トランジスタQ1がオンされている時、電
流ILは徐々に増加し、トランジスタQ1がオフされている時、電流ILは徐々に減少す
ることを示している。
これによって、アシストモータ11が回生状態に入って、出力電圧VOUTが大きく上昇
したとしても、トランジスタQ2のオンによって、回生電流をトランジスタQ2を介して
バッテリ16に流して吸収させることができる。その結果、出力電圧VOUTが過度に上昇
してコンデンサC2が破壊されるといった事態が生じるのを回避することができる。
一方、アシストモータ11の回転数が低く、アシストモータ11が低負荷状態である場
合、昇圧回路制御装置51は、図5(b)に示したように、トランジスタQ1のみをオン
/オフ制御し、トランジスタQ2はオフのままにしておくようになっている。すなわち、
昇圧回路制御装置51は、アシストモータ11が低負荷状態である場合、非同期整流方式
でトランジスタQ1、Q2のオン/オフを制御するようになっている。
アシストモータ11が低負荷状態である場合、モータ駆動回路4へ流れる電流量は少な
いため、デューティ比は小さくなる。そのため、アシストモータ11が低負荷状態である
場合に、図6に示したように、同期整流方式でトランジスタQ1、Q2のオン/オフを制
御すると、コイルLを流れる電流ILが減少して0A以下になって、電流ILの流れる向
きが変わり、電流がバッテリ16へ逆流することになる。
すなわち、アシストモータ11が低負荷状態である場合に、トランジスタQ1のみをオ
ン/オフ制御し、トランジスタQ2をオフのままにしておくのは、コンデンサC2に蓄積
されたエネルギーがバッテリ16側に無駄に放出されるのを防ぐためである。
ところで、図5(b)に示したように、トランジスタQ1がオフの時に、トランジスタ
Q2をオフのままにしておくと、コンデンサC2に流れ込む電流はダイオードD2を通過
することになる。ここで使用されるダイオードとしては、順方向電圧が0.7V程度のも
のが多く(特性の良いもので0.3V程度)、例えば、ダイオードD2の順方向電圧VF
が0.7Vで、電流ILが20Aであれば、ダイオードD2で14W(=20A×0.7
V)の電力が消費されることになる。
一方、トランジスタQ2をオンしておけば、コンデンサC2に流れ込む電流はトランジ
スタQ2を通過することになる。ここで使用されるトランジスタとしては、オン抵抗が1
0mΩ程度のものが多く、例えば、トランジスタQ2のオン抵抗が10mΩで、電流IL
が20Aであれば、トランジスタQ2で4W(=20A×20A×10mΩ)の電力が消
費されることになる。
すなわち、コンデンサC2に流れ込む電流を、トランジスタQ2ではなく、ダイオード
D2で通過させると、電力の損失が大きくなり、昇圧の効率が低下することになる。また
、ダイオードD2での発熱量が大きくなり、昇圧回路50の温度が上昇して、昇圧回路5
0に不具合が生じるおそれがある。
特開2003−319700号公報
課題を解決するための手段及びその効果
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、昇圧回路内での発熱を抑えることがで
き、昇圧の効率についても向上させることのできる昇圧回路制御装置、及び昇圧回路を提
供することを目的としている。
上記目的を達成するために本発明に係る昇圧回路制御装置(1)は、直流電源の出力側
に接続される昇圧用コイルと、該昇圧用コイルの出力側に接続された第1のスイッチング
素子及び第2のスイッチング素子と、該第2のスイッチング素子の出力側に接続された平
滑用コンデンサとを備えた昇圧回路を制御する昇圧回路制御装置において、前記第1のス
イッチング素子のオン/オフを制御することによって、前記昇圧用コイルでのエネルギー
の蓄積と放出とを繰り返させ、前記平滑用コンデンサに昇圧電圧を充電させる第1の制御
手段と、前記第1のスイッチング素子がオフされた後、前記第2のスイッチング素子をオ
ンする第2の制御手段と、前記第1のスイッチング素子がオンされていた時に前記昇圧用
コイルを流れていた電流の変化量よりも、前記第1のスイッチング素子がオフされている
時に前記昇圧用コイルを流れる電流の変化量が大きくならないように、前記第2のスイッ
チング素子をオフする第3の制御手段とを備えていることを特徴としている。
上記昇圧回路制御装置(1)によれば、前記第1のスイッチング素子がオンされている
間に前記昇圧用コイルで蓄積されたエネルギーが、前記第1のスイッチング素子がオフさ
れると、前記直流電源にのせて解放されて、前記平滑用コンデンサに蓄積される。すなわ
ち、前記平滑用コンデンサに昇圧電圧が充電される。
また、前記第1のスイッチング素子がオフされた後、前記第2のスイッチング素子がオ
ンされるので、前記昇圧用コイルから前記平滑用コンデンサへ流れ込む電流は、前記第2
のスイッチング素子を通過することになる。これによって、前記第2のスイッチング素子
の寄生ダイオードでの発熱及び電力損失を低減することができる。
図7は、コイルLに流れる電流ILの変化の一例を示した図である。図中TONはトラン
ジスタQ1がオンされている時間を示し、TOFFはトランジスタQ1がオフされている時
間を示している。VLONはトランジスタQ1がオンされている時にコイルLにかかる電圧
を示し、VLOFFはトランジスタQ1がオフされている時にコイルLにかかる電圧を示して
いる。また、ILPはコイルLに流れる電流のピーク値を示し、ILSはトランジスタQ1が
オンされた時にコイルLに流れていた電流の大きさを示している。
トランジスタQ1がオンされている時、電流ILは徐々に増大し、トランジスタQ1が
オフされている時、電流ILは徐々に減少する。コイルLにかかる電圧VLは、コイルL
に流れる電流ILの微分に比例し、下記の式で表される。そのため、電流ILの変化の傾
きはVL/L(=dIL/dt)で表すことができる。
L=L・dIL/dt
L : インダクタンス
図7に示したように、トランジスタQ1がオンされている時にコイルLを流れる電流I
Lの変化量ΔILONよりも、トランジスタQ1がオフされている時にコイルLを流れる電
流ILの変化量ΔILOFFが大きければ、コイルLに流れる電流ILは電流値ILSを下回る
ことになる。すなわち、電流値ILSが0Aであった場合、コイルLに流れる電流ILがバ
ッテリ16側に逆流することになる。
ところが、上記昇圧回路制御装置(1)によれば、前記第1のスイッチング素子がオン
されていた時に前記昇圧用コイルを流れていた電流の変化量よりも、前記第1のスイッチ
ング素子がオフされている時に前記昇圧用コイルを流れる電流の変化量が大きくならない
ように(すなわち、前記昇圧用コイルに流れる電流の向きが変わらないように)、前記第
2のスイッチング素子がオフされるので、前記平滑用コンデンサに蓄積されたエネルギー
が前記直流電源側に流れるのを防止することができる。すなわち、無駄にエネルギーが放
出されるといった事態が生じるのを回避することができる。
また、本発明に係る昇圧回路制御装置(2)は、直流電源の出力側に接続される昇圧用
コイルと、該昇圧用コイルの出力側に接続された第1のスイッチング素子及び第2のスイ
ッチング素子と、該第2のスイッチング素子の出力側に接続された平滑用コンデンサとを
備えた昇圧回路を制御する昇圧回路制御装置において、前記第1のスイッチング素子のオ
ン/オフを制御することによって、前記昇圧用コイルでのエネルギーの蓄積と放出とを繰
り返させ、前記平滑用コンデンサに昇圧電圧を充電させる第1の制御手段と、前記第1の
スイッチング素子がオフされた後、前記第2のスイッチング素子をオンする第2の制御手
段と、前記第2のスイッチング素子の入力側の電圧が、前記第2のスイッチング素子の出
力側の電圧よりも小さくならないように、前記第2のスイッチング素子をオフする第3の
制御手段とを備えていることを特徴としている。
上記昇圧回路制御装置(2)によれば、前記第1のスイッチング素子がオンされている
間に前記昇圧用コイルで蓄積されたエネルギーが、前記第1のスイッチング素子がオフさ
れると、前記直流電源にのせて解放されて、前記平滑用コンデンサに蓄積される。すなわ
ち、前記平滑用コンデンサに昇圧電圧が充電される。
また、前記第1のスイッチング素子がオフされた後、前記第2のスイッチング素子がオ
ンされるので、前記昇圧用コイルから前記平滑用コンデンサへ流れ込む電流は、前記第2
のスイッチング素子を通過することになる。これによって、前記第2のスイッチング素子
の寄生ダイオードでの発熱及び電力損失を低減することができる。
さらに、上記昇圧回路制御装置(2)によれば、前記第2のスイッチング素子の入力側
の電圧が、前記第2のスイッチング素子の出力側の電圧よりも小さくならないように(す
なわち、前記昇圧用コイルに流れる電流の向きが変わらないように)、前記第2のスイッ
チング素子がオフされるので、前記平滑用コンデンサに蓄積されたエネルギーが前記直流
電源側に流れるのを防止することができる。すなわち、無駄にエネルギーが放出されると
いった事態が生じるのを回避することができる。
また、本発明に係る昇圧回路制御装置(3)は、直流電源の出力側に接続される昇圧用
コイルと、該昇圧用コイルの出力側に接続された第1のスイッチング素子及び第2のスイ
ッチング素子と、該第2のスイッチング素子の出力側に接続された平滑用コンデンサとを
備えた昇圧回路を制御する昇圧回路制御装置において、前記第1のスイッチング素子のオ
ン/オフを制御することによって、前記昇圧用コイルでのエネルギーの蓄積と放出とを繰
り返させ、前記平滑用コンデンサに昇圧電圧を充電させる第1の制御手段と、前記第1の
スイッチング素子がオフされた後、前記第2のスイッチング素子をオンする第2の制御手
段と、前記第2のスイッチング素子を流れる電流の向きが変わらないように、前記第2の
スイッチング素子をオフする第3の制御手段とを備えていることを特徴としている。
上記昇圧回路制御装置(3)によれば、前記第1のスイッチング素子がオンされている
間に前記昇圧用コイルで蓄積されたエネルギーが、前記第1のスイッチング素子がオフさ
れると、前記直流電源にのせて解放されて、前記平滑用コンデンサに蓄積される。すなわ
ち、前記平滑用コンデンサに昇圧電圧が充電される。
また、前記第1のスイッチング素子がオフされた後、前記第2のスイッチング素子がオ
ンされるので、前記昇圧用コイルから前記平滑用コンデンサへ流れ込む電流は、前記第2
のスイッチング素子を通過することになる。これによって、前記第2のスイッチング素子
の寄生ダイオードでの発熱及び電力損失を低減することができる。
さらに、上記昇圧回路制御装置(3)によれば、前記第1のスイッチング素子がオフさ
れ、前記第2のスイッチング素子がオンされた後、前記第2のスイッチング素子を流れる
電流の向きが変わらないように(すなわち、前記昇圧用コイルに流れる電流の向きが変わ
らないように)、前記第2のスイッチング素子がオフされるので、前記平滑用コンデンサ
に蓄積されたエネルギーが前記直流電源側に流れるのを防止することができる。すなわち
、無駄にエネルギーが放出されるといった事態が生じるのを回避することができる。
また、本発明に係る昇圧回路(1)は、直流電源の出力側に接続される昇圧用コイルと
、該昇圧用コイルの出力側に接続された第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング
素子と、該第2のスイッチング素子の出力側に接続された平滑用コンデンサとを備えた昇
圧回路において、前記昇圧用コイルと前記第2のスイッチング素子との間を流れる電流値
を検出する検出手段と、該検出手段により得られた検出値と基準値とを比較し、その比較
結果に基づいて、前記第2のスイッチング素子をオン/オフするための信号を出力する比
較手段とを備えていることを特徴としている。
上記昇圧回路(1)によれば、前記昇圧用コイルと前記第2のスイッチング素子との間
を流れる電流値に基づいて、前記第2のスイッチング素子をオン/オフすることができる
ので、前記第2のスイッチング素子をオンした後、前記昇圧用コイルに流れる電流の向き
が変わらないタイミングで、前記第2のスイッチング素子をオフすることができる。
従って、前記平滑用コンデンサに蓄積されたエネルギーが前記直流電源側に流れるのを
防止することができる。すなわち、無駄にエネルギーが放出されるといった事態が生じる
のを回避することができる。また、前記第2のスイッチング素子のオン/オフがハード的
に行われ、前記昇圧回路を制御する制御装置が電流をモニタし続ける必要がないので、前
記制御装置の処理負荷を軽減することができる。
以下、本発明に係る昇圧回路制御装置、及び昇圧回路の実施の形態を図面に基づいて説
明する。図8は実施の形態(1)に係る昇圧回路制御装置、及び昇圧回路を含んで構成さ
れる昇圧システムの要部を概略的に示したブロック図である。なお、ここでは図1に示し
た電動パワーステアリングシステムにこれら昇圧回路制御装置及び昇圧回路を設けた場合
について説明する。
図中50は昇圧回路を示しており、昇圧回路50は、バッテリ16(図1)からのバッ
テリ電圧VIN(例えば、12V)の印加点P1とアシストモータ11への電圧印加点P2
との間に設けられるものであり、例えば、図1に示したヒューズ回路17とモータ駆動回
路4(FET42a〜42c)との間に設けられるものである。また、昇圧回路50は、
コンデンサC1、C2、コイルL、及びトランジスタQ1、Q2を含んで構成されている
。なお、ダイオードD1、D2はトランジスタQ1、Q2それぞれの寄生ダイオードであ
る。
昇圧回路50においては、印加点P1と電圧印加点P2との間にコイルL及びトランジ
スタQ2が接続されている。トランジスタQ2は、ソースが電圧印加点P2に接続され、
ドレインがコイルLの出力側に接続されている。また、トランジスタQ2のゲートは昇圧
回路制御装置61に接続されている。
トランジスタQ1は、ソースが接地され、ドメインがコイルLとトランジスタQ2との
間に接続されている。また、トランジスタQ1のゲートは昇圧回路制御装置61に接続さ
れている。
コンデンサC1の一端は印加点P1とコイルLとの間に接続され、もう一端は接地され
ている。また、コンデンサC2の一端は電圧印加点P2とトランジスタQ2との間に接続
され、もう一端は接地されている。なお、このコンデンサC2が、コイルLによる昇圧電
圧を充電する平滑用コンデンサとなる。
昇圧回路制御装置61は、図示しないCPU、ROM、及びRAMを備えたマイコンを
含んで構成されている。また、電圧印加点P2は昇圧回路制御装置61に接続され、昇圧
回路制御装置61で電圧印加点P2に生じる出力電圧VOUTを検出することができるよう
になっている。
昇圧回路制御装置61は、ROMに予め記憶された目標昇圧電圧(例えば、36V)を
電圧印加点P2で実現するために、目標出力電圧と実際の出力電圧VOUTとの偏差を算出
し、その偏差を縮小すべく(すなわち、フィードバック制御を行うべく)、比例(P)、
積分(I)、微分(D)処理を施して、昇圧回路50のトランジスタQ1の制御量を算出
するようになっている。
さらに、昇圧回路制御装置61は、この制御量に応じて、トランジスタQ1に対するデ
ューティ比を算出し、このデューティ比に基づいてトランジスタQ1に対し、デューティ
比駆動信号を出力し、トランジスタQ1のオン/オフをデューティ制御するようになって
いる。図3に、昇圧回路制御装置61からトランジスタQ1へ出力されるデューティ比駆
動信号の波形の一例を示している。また、図4に、トランジスタQ1のオン/オフをデュ
ーティ制御した場合における電流の流れなどを示している。
また、昇圧回路制御装置61は、下記のa〜cの処理を行うようになっている。
〈a〉トランジスタQ1がオンされている時に、コイルLを流れる電流ILの変化量Δ
LONを算出する。
ΔILON=VLON・TON/L
LON : トランジスタQ1のオン時にコイルLにかかる電圧
ON : トランジスタQ1がオンされている時間
L : コイルLのインダクタンス
トランジスタQ1がオンされている時に、コイルLにかかる電圧VLONについては、下
記の式より求めることができる。
LON=VIN−VQ1−VIL
IN : バッテリ電圧
Q1 : トランジスタQ1のオン抵抗による電圧降下
IL : その他の昇圧回路50内における電圧降下
なお、バッテリ電圧VINや、トランジスタQ1のオン抵抗による電圧降下VQ1に比べて
、その他の昇圧回路50内における電圧降下VILは非常に小さいため、コイルLにかかる
電圧VLONを下記の式より求めても良い。
LON≒VIN−VQ1
電圧降下VQ1は、トランジスタQ1のオン抵抗RQ1と、オン時にトランジスタQ1に流
れる電流(すなわち、コイルLに流れる電流IL)の平均値との積から求めることができ
る。トランジスタQ1がオンされている時にコイルLに流れる電流ILは、図7に示した
ように、電流値ILSから電流値ILP(=ILS+ΔILON)まで変化することになる。
従って、オン時にトランジスタQ1に流れる電流の平均値はILS+ΔILON/2で表す
ことができ、例えば、電流値ILSが0Aである場合、オン時にトランジスタQ1に流れる
電流の平均値はΔILON/2となる。
〈b〉トランジスタQ1がオフされている時に、コイルLを流れる電流ILの変化量Δ
Lが変化量ΔILONに到達する時間Xを算出する。
ΔIL=ΔILON …(1)
ΔIL=VLOFF・X/L …(2)
上記(1)、(2)式より、X=ΔILON・L/VLOFFが求められる。
LOFF : トランジスタQ1のオフ時にコイルLにかかる電圧
トランジスタQ1がオフされている時に、コイルLにかかる電圧VLOFFについては、下
記の式より求めることができる。
LOFF=VOUT+VF+VOL−VIN−VIL
OUT: 電圧印加点P2に生じる出力電圧
F : ダイオードD2の順方向電圧
OL : 昇圧回路50外(例えば、モータ駆動回路4)における電圧降下
IN : バッテリ電圧
IL : その他の昇圧回路50内における電圧降下
なお、コイルLにかかる電圧VLOFFや、出力電圧VOUT、ダイオードD2の順方向電圧
Fに比べて、昇圧回路50外における電圧降下VOLやその他の昇圧回路50内における
電圧降下VILは非常に小さいため、コイルLにかかる電圧VLOFFを下記の式より求めても
良い。
LOFF≒VOUT+VF−VIN
〈c〉トランジスタQ1をオフした後、トランジスタQ2をオンし、時間Xが経過した
後、トランジスタQ2をオフする。但し、時間XがトランジスタQ1のオフ時間TOFF
りも長い場合には、トランジスタQ2をオンし、時間TOFFが経過した後、トランジスタ
Q2をオフする。
図9、図10は、上記a〜cの処理を行った場合における、コイルLに流れる電流IL
の変化の一例を示した図である。これら図から、トランジスタQ1がオンされている時、
電流ILは徐々に増大し、トランジスタQ1がオフされている時、電流ILは徐々に減少
するが、電流ILの変化量ΔILOFFが変化量ΔILONに到達した時に、トランジスタQ2
がオフされるので、それ以上電流ILは減少しないことが分かる。
上記実施の形態(1)に係る昇圧回路制御装置によれば、トランジスタQ1がオンされ
ている間にコイルLで蓄積されたエネルギーが、トランジスタQ1がオフされると、バッ
テリ16の直流電源にのせて解放されて、コンデンサC2に蓄積される。すなわち、コン
デンサC2に昇圧電圧が充電される。
また、トランジスタQ1がオフされた後、トランジスタQ2がオンされるので、コイル
LからコンデンサC2へ流れ込む電流は、トランジスタQ2を通過することになる。これ
によって、トランジスタQ2の寄生ダイオードであるダイオードD2での発熱及び電力損
失を低減することができる。
また、トランジスタQ1がオンされていた時にコイルLを流れていた電流ILの変化量
ΔILONよりも、トランジスタQ1がオフされている時にコイルLを流れる電流ILの変
化量ΔILOFFが大きくならないように(すなわち、コイルLに流れる電流ILの向きが変
わらないように)、トランジスタQ2がオフされるので、コンデンサC2に蓄積されたエ
ネルギーがバッテリ16側に流れ、無駄にエネルギー放出されるといった事態が生じるの
を回避することができる。
なお、バッテリ電圧VINは変動するため、図11に示したように、別の実施の形態に係
る昇圧回路制御装置では、印加点P1に昇圧回路制御装置61Aを接続し、昇圧回路制御
装置61Aでバッテリ電圧VINを検出することができるようにしても良い。これにより、
より一層精度の高い制御を実現することができる。
図12は実施の形態(2)に係る昇圧回路制御装置、及び昇圧回路を含んで構成される
昇圧システムの要部を概略的に示したブロック図である。なお、ここでも図1に示した電
動パワーステアリングシステムにこれら昇圧回路制御装置及び昇圧回路を設けた場合につ
いて説明する。また、図8に示した昇圧システムと同様の構成部分については同符号を付
し、ここではその説明を省略する。
図中71は昇圧回路制御装置を示しており、昇圧回路制御装置71は、図示しないCP
U、ROM、及びRAMを備えたマイコンを含んで構成されている。また、電圧印加点P
2が昇圧回路制御装置71に接続され、昇圧回路制御装置71で電圧印加点P2に生じる
出力電圧VOUTを検出することができるようになっている。また、コイルLとトランジス
タQ2との接続点Bが昇圧回路制御装置71に接続され、昇圧回路制御装置71で接続点
Bに生じる電圧VBを検出することができるようになっている。
昇圧回路制御装置71は、ROMに予め記憶された目標昇圧電圧(例えば、36V)を
電圧印加点P2で実現するために、目標出力電圧と実際の出力電圧VOUTとの偏差を算出
し、その偏差を縮小すべく(すなわち、フィードバック制御を行うべく)、比例(P)、
積分(I)、微分(D)処理を施して、昇圧回路50のトランジスタQ1の制御量を算出
するようになっている。
さらに、昇圧回路制御装置71は、この制御量に応じて、トランジスタQ1に対するデ
ューティ比を算出し、このデューティ比に基づいてトランジスタQ1に対し、デューティ
比駆動信号を出力し、トランジスタQ1のオン/オフをデューティ制御するようになって
いる。図3に、昇圧回路制御装置71からトランジスタQ1へ出力されるデューティ比駆
動信号の波形の一例を示している。また、図4に、トランジスタQ1のオン/オフをデュ
ーティ制御した場合における電流の流れなどを示している。
また、昇圧回路制御装置71は、下記のa〜cの処理を行うようになっている。
〈a〉トランジスタQ1をオフした後、トランジスタQ2をオンする。
〈b〉トランジスタQ2をオンしている間、接続点Bに生じる電圧VBと電圧印加点P
2に生じる出力電圧VOUTとを比較する。
トランジスタQ1がオフされ、トランジスタQ2がオンされた直後は、接続点Bに高い
電圧が発生し、出力電圧VOUTよりも電圧VBの方が大きくなるが、その後、コンデンサ
C2での充電が開始され、出力電圧VOUTが上昇することになる。
〈c〉接続点Bに生じる電圧VBと電圧印加点P2に生じる出力電圧VOUTとが等しく
なったと判断すれば、トランジスタQ2をオフする。
上記a〜cの処理を行った場合における、コイルLに流れる電流ILの変化は図10に
示したようになる。トランジスタQ1がオフされ、トランジスタQ2がオンされた直後は
、接続点Bに高い電圧が発生し、出力電圧VOUTよりも電圧VBの方が大きくなるため、
コンデンサC2への充電が行われ、出力電圧VOUTが上昇していく。このとき、コイルL
を流れる電流ILはコンデンサC2側に流れる。そして、出力電圧VOUTが電圧VBに到
達する(すなわち、電流ILが0Aになる)と、トランジスタQ2がオフされる。
上記実施の形態(2)に係る昇圧回路制御装置によれば、トランジスタQ1がオンされ
ている間にコイルLで蓄積されたエネルギーが、トランジスタQ1がオフされると、バッ
テリ16の直流電源にのせて解放されて、コンデンサC2に蓄積される。すなわち、コン
デンサC2に昇圧電圧が充電される。
また、トランジスタQ1がオフされた後、トランジスタQ2がオンされるので、コイル
LからコンデンサC2へ流れ込む電流は、トランジスタQ2を通過することになる。これ
によって、トランジスタQ2の寄生ダイオードであるダイオードD2での発熱及び電力損
失を低減することができる。
また、トランジスタQ1がオフされ、トランジスタQ2がオンされた後、接続点Bに生
じる電圧VBが電圧印加点P2に生じる出力電圧VOUTよりも小さくならないように(す
なわち、コイルLに流れる電流ILの向きが変わらないように)、トランジスタQ2がオ
フされるので、コンデンサC2に蓄積されたエネルギーがバッテリ16側に流れ、無駄に
エネルギー放出されるといった事態が生じるのを回避することができる。
図13は実施の形態(3)に係る昇圧回路制御装置、及び昇圧回路を含んで構成される
昇圧システムの要部を概略的に示したブロック図である。なお、ここでも図1に示した電
動パワーステアリングシステムにこれら昇圧回路制御装置及び昇圧回路を設けた場合につ
いて説明する。また、図8に示した昇圧システムと同様の構成部分については同符号を付
し、ここではその説明を省略する。
図中80は昇圧回路を示しており、昇圧回路80は、バッテリ16(図1)からのバッ
テリ電圧VIN(例えば、12V)の印加点P1とアシストモータ11への電圧印加点P2
との間に設けられるものであり、例えば、図1に示したヒューズ回路17とモータ駆動回
路4(FET42a〜42c)との間に設けられるものである。また、昇圧回路80は、
コンデンサC1、C2、コイルL、トランジスタQ1、Q2、及びコイルLとトランジス
タQ2との間を流れる電流IBを検出する電流モニタ素子81を含んで構成されている。
なお、ダイオードD1、D2はトランジスタQ1、Q2それぞれの寄生ダイオードである
昇圧回路80においては、印加点P1と電圧印加点P2との間にコイルL及びトランジ
スタQ2が接続されている。トランジスタQ2は、ソースが電圧印加点P2に接続され、
ドレインがコイルLの出力側に接続されている。また、トランジスタQ2のゲートは昇圧
回路制御装置82に接続されている。
トランジスタQ1は、ソースが接地され、ドメインがコイルLとトランジスタQ2との
間に接続されている。また、トランジスタQ1のゲートは昇圧回路制御装置82に接続さ
れている。
コンデンサC1の一端は印加点P1とコイルLとの間に接続され、もう一端は接地され
ている。また、コンデンサC2の一端は電圧印加点P2とトランジスタQ2との間に接続
され、もう一端は接地されている。なお、このコンデンサC2が、コイルLによる昇圧電
圧を充電する平滑用コンデンサとなる。
昇圧回路制御装置82は、図示しないCPU、ROM、及びRAMを備えたマイコンを
含んで構成されている。また、電圧印加点P2が昇圧回路制御装置82に接続され、昇圧
回路制御装置82で電圧印加点P2に生じる出力電圧VOUTを検出することができるよう
になっている。また、電流モニタ素子81が昇圧回路制御装置82に接続され、昇圧回路
制御装置82でコイルLとトランジスタQ2との間に流れる電流IBを検出することがで
きるようになっている。
昇圧回路制御装置82は、ROMに予め記憶された目標昇圧電圧(例えば、36V)を
電圧印加点P2で実現するために、目標出力電圧と実際の出力電圧VOUTとの偏差を算出
し、その偏差を縮小すべく(すなわち、フィードバック制御を行うべく)、比例(P)、
積分(I)、微分(D)処理を施して、昇圧回路80のトランジスタQ1の制御量を算出
するようになっている。
さらに、昇圧回路制御装置82は、この制御量に応じて、トランジスタQ1に対するデ
ューティ比を算出し、このデューティ比に基づいてトランジスタQ1に対し、デューティ
比駆動信号を出力し、トランジスタQ1のオン/オフをデューティ制御するようになって
いる。図3に、昇圧回路制御装置82からトランジスタQ1へ出力されるデューティ比駆
動信号の波形の一例を示している。また、図4に、トランジスタQ1のオン/オフをデュ
ーティ制御した場合における電流の流れなどを示している。
また、昇圧回路制御装置82は、下記のa〜cの処理を行うようになっている。
〈a〉トランジスタQ1をオフした後、トランジスタQ2をオンする。
〈b〉トランジスタQ2をオンしている間、コイルLとトランジスタQ2との間に流れ
る電流IBをモニタする。
トランジスタQ1がオフされ、トランジスタQ2がオンされた直後は、コイルLの出力
側に高い電圧が発生し、その後、コンデンサC2での充電が開始され、コイルL側からト
ランジスタQ2へ電流が流れることになる。
〈c〉電流IBが0Aになったと判断すれば、トランジスタQ2をオフする。
上記a〜cの処理を行った場合における、コイルLに流れる電流ILの変化は図10に
示したようになる。トランジスタQ1がオフされ、トランジスタQ2がオンされた直後は
、コイルLの出力側に高い電圧が発生するため、コンデンサC2への充電が行われ、コイ
ルL側からトランジスタQ2へ流れる電流IBは減少していく。そして、電流IBが0A
まで減少する(すなわち、電流ILが0Aになる)と、トランジスタQ2がオフされる。
上記実施の形態(3)に係る昇圧回路制御装置によれば、トランジスタQ1がオンされ
ている間にコイルLで蓄積されたエネルギーが、トランジスタQ1がオフされると、バッ
テリ16の直流電源にのせて解放されて、コンデンサC2に蓄積される。すなわち、コン
デンサC2に昇圧電圧が充電される。
また、トランジスタQ1がオフされた後、トランジスタQ2がオンされるので、コイル
LからコンデンサC2へ流れ込む電流は、トランジスタQ2を通過することになる。これ
によって、トランジスタQ2の寄生ダイオードであるダイオードD2での発熱及び電力損
失を低減することができる。
また、トランジスタQ1がオフされ、トランジスタQ2がオンされた後、コイルLに流
れる電流ILの向きが変わらないように、トランジスタQ2がオフされるので、コンデン
サC2に蓄積されたエネルギーがバッテリ16側に流れ、無駄にエネルギー放出されると
いった事態が生じるのを回避することができる。
図14は実施の形態(4)に係る昇圧回路制御装置、及び昇圧回路を含んで構成される
昇圧システムの要部を概略的に示したブロック図である。なお、ここでも図1に示した電
動パワーステアリングシステムにこれら昇圧回路制御装置及び昇圧回路を設けた場合につ
いて説明する。また、図8に示した昇圧システムと同様の構成部分については同符号を付
し、ここではその説明を省略する。
図中90は昇圧回路を示しており、昇圧回路90は、バッテリ16(図1)からのバッ
テリ電圧VIN(例えば、12V)の印加点P1とアシストモータ11への電圧印加点P2
との間に設けられるものであり、例えば、図1に示したヒューズ回路17とモータ駆動回
路4(FET42a〜42c)との間に設けられるものである。また、昇圧回路90は、
コンデンサC1、C2、コイルL、トランジスタQ1、Q2、コイルLとトランジスタQ
2との間を流れる電流IBを検出する電流モニタ素子91、基準電圧VRE、AND回路9
2、及びコンパレータ93を含んで構成されている。なお、ダイオードD1、D2はトラ
ンジスタQ1、Q2それぞれの寄生ダイオードである。
昇圧回路90においては、印加点P1と電圧印加点P2との間にコイルL及びトランジ
スタQ2が接続されている。トランジスタQ2は、ソースが電圧印加点P2に接続され、
ドレインがコイルLの出力側に接続されている。また、トランジスタQ2のゲートはAN
D回路92の出力側に接続されている。
トランジスタQ1は、ソースが接地され、ドメインがコイルLとトランジスタQ2との
間に接続されている。また、トランジスタQ1のゲートは昇圧回路制御装置94に接続さ
れている。
コンデンサC1の一端は印加点P1とコイルLとの間に接続され、もう一端は接地され
ている。また、コンデンサC2の一端は電圧印加点P2とトランジスタQ2との間に接続
され、もう一端は接地されている。なお、このコンデンサC2が、コイルLによる昇圧電
圧を充電する平滑用コンデンサとなる。
コンパレータ93の非反転入力側には電流モニタ素子91が接続され、反転入力側には
基準電圧VREが接続されている。なお、この基準電圧VREは、電流IBが0Aである時に
電流モニタ素子91から出力される電圧に設定されている。従って、電流IBが0Aより
大きく、コイルLからトランジスタQ2側に電流が流れている場合、コンパレータ93の
出力側からHigh信号「1」が出力され、電流IBが0A以下になった瞬間、コンパレ
ータ93の出力側からLow信号「0」が出力されることになる。
AND回路92の一方の入力側は昇圧回路制御装置94に接続され、もう一方の入力側
はコンパレータ93の出力側に接続されている。
昇圧回路制御装置94は、図示しないCPU、ROM、及びRAMを備えたマイコンを
含んで構成されている。また、電圧印加点P2が昇圧回路制御装置94に接続され、昇圧
回路制御装置94で電圧印加点P2に生じる出力電圧VOUTを検出することができるよう
になっている。
昇圧回路制御装置94は、ROMに予め記憶された目標昇圧電圧(例えば、36V)を
電圧印加点P2で実現するために、目標出力電圧と実際の出力電圧VOUTとの偏差を算出
し、その偏差を縮小すべく(すなわち、フィードバック制御を行うべく)、比例(P)、
積分(I)、微分(D)処理を施して、昇圧回路90のトランジスタQ1の制御量を算出
するようになっている。
さらに、昇圧回路制御装置94は、この制御量に応じて、トランジスタQ1に対するデ
ューティ比を算出し、このデューティ比に基づいてトランジスタQ1に対し、デューティ
比駆動信号を出力し、トランジスタQ1のオン/オフをデューティ制御するようになって
いる。図3に、昇圧回路制御装置94からトランジスタQ1へ出力されるデューティ比駆
動信号の波形の一例を示している。また、図4に、トランジスタQ1のオン/オフをデュ
ーティ制御した場合における電流の流れなどを示している。
また、昇圧回路制御装置94は、下記のa、bの処理を行うようになっている。
〈a〉トランジスタQ1をオフした後、AND回路92の一方の入力側へHigh信号
「1」を出力する。
トランジスタQ1がオフされると、コイルLの出力側に高い電圧が発生し、ダイオード
D2がオンとなり、トランジスタQ2側に電流が流れ、コンパレータ93の非反転入力側
にその電流の大きさに応じた電圧(すなわち、0Aよりも大きい電流に応じた電圧)が印
加されることになる。
トランジスタQ1がオフされた直後は、コンパレータ93の非反転入力側に印加された
電圧は、反転入力側に印加される基準電圧VREよりも大きいため、コンパレータ93の出
力側からHigh信号「1」が出力され、AND回路92のもう一方の入力側へHigh
信号「1」が入力される。
従って、トランジスタQ1がオフされた直後は、AND回路92の入力側へはいずれも
High信号「1」が入力され、AND回路92の出力側からHigh信号「1」が出力
され、トランジスタQ2がオンされることになる。
その後、コンデンサC2での充電が開始され、コイルL側からトランジスタQ2へ電流
が流れ、電流IBが減少していくことになる。
電流IBが0A以下になると、その瞬間にコンパレータ93の出力側からLow信号「
0」が出力され、AND回路92の入力側へLow信号「0」が入力され、AND回路9
2の出力側からLow信号「0」が出力され、トランジスタQ2がオフされることになる

〈b〉トランジスタQ1をオンするタイミングで、AND回路92の一方の入力側へL
ow信号「0」を出力する。
上記a、bの処理を行った場合における、コイルLに流れる電流ILの変化は図10に
示したようになる。トランジスタQ1がオフされた直後は、コイルLの出力側に高い電圧
が発生するため、コンデンサC2への充電が行われ、コイルL側からトランジスタQ2へ
流れる電流IBは減少していく。そして、電流IBが0Aまで減少する(すなわち、電流
Lが0Aになる)と、トランジスタQ2がオフされる。
上記実施の形態(4)に係る昇圧回路制御装置によれば、トランジスタQ1がオンされ
ている間にコイルLで蓄積されたエネルギーが、トランジスタQ1がオフされると、バッ
テリ16の直流電源にのせて解放されて、コンデンサC2に蓄積される。すなわち、コン
デンサC2に昇圧電圧が充電される。
また、トランジスタQ1がオフされた後、トランジスタQ2がオンされるので、コイル
LからコンデンサC2へ流れ込む電流は、トランジスタQ2を通過することになる。これ
によって、トランジスタQ2の寄生ダイオードであるダイオードD2での発熱及び電力損
失を低減することができる。
また、トランジスタQ1がオフされ、トランジスタQ2がオンされた後、コイルLに流
れる電流ILの向きが変わらないように、トランジスタQ2がオフされるので、コンデン
サC2に蓄積されたエネルギーがバッテリ16側に流れ、無駄にエネルギー放出されると
いった事態が生じるのを回避することができる。
また、トランジスタQ2のオン/オフはハード的に行われ、昇圧回路制御装置94は電
流IBをモニタし続ける必要はないので、昇圧回路制御装置94を構成するCPUの処理
負荷を軽減することができる。
なお、ここまで昇圧回路制御装置及び昇圧回路を、電動パワーステアリングシステムに
使用する場合について説明しているが、本発明に係る昇圧回路制御装置及び昇圧回路は、
電動パワーステアリングシステムへの使用に限定されるものではなく、その他、大きな電
圧を必要とするものに対して有効である。
従来の電動パワーステアリングシステムの要部を概略的に示したブロック図である。 従来の昇圧システムの要部を概略的に示したブロック図である。 昇圧回路制御装置からトランジスタのゲートへ出力されるデューティ比駆動信号の波形の一例を示した波形図である。 昇圧システム内に流れる電流の状態などを説明する説明図であり、(a)はトランジスタがオンされた時であり、(b)はトランジスタがオフされた時であり、(c)はトランジスタが再度オンされた時である。 昇圧用コイルに流れる電流の状態などを説明する説明図であり、(a)はアシストモータが高負荷状態である場合に、同期整流方式でトランジスタのオン/オフを制御した時であり、(b)はアシストモータが低負荷状態である場合に、非同期整流方式でトランジスタのオン/オフを制御した時である。 アシストモータが低負荷状態である場合に、非同期整流方式でトランジスタのオン/オフを制御した時の昇圧用コイルに流れる電流の状態などを説明する説明図である。 昇圧用コイルに流れる電流の変化の一例を示した図である。 本発明の実施の形態(1)に係る昇圧回路制御装置、及び昇圧回路を含んで構成される昇圧システムの要部を概略的に示したブロック図である。 昇圧用コイルに流れる電流の変化の一例を示した図である。 実施の形態(1)に係る昇圧回路制御装置のトランジスタのオン/オフ制御における昇圧用コイルに流れる電流の状態などを説明する説明図である。 別の実施の形態に係る昇圧回路制御装置、及び昇圧回路を含んで構成される昇圧システムの要部を概略的に示したブロック図である。 実施の形態(2)に係る昇圧回路制御装置、及び昇圧回路を含んで構成される昇圧システムの要部を概略的に示したブロック図である。 実施の形態(3)に係る昇圧回路制御装置、及び昇圧回路を含んで構成される昇圧システムの要部を概略的に示したブロック図である。 実施の形態(4)に係る昇圧回路制御装置、及び昇圧回路を含んで構成される昇圧システムの要部を概略的に示したブロック図である。
符号の説明
61、61A、71、82、94 昇圧回路制御装置
80、90 昇圧回路
81、91 電流モニタ素子
92 AND回路
93 コンパレータ

Claims (5)

  1. 直流電源の出力側に接続される昇圧用コイルと、該昇圧用コイルの出力側に接続された
    第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子と、該第2のスイッチング素子の出
    力側に接続された平滑用コンデンサとを備えた昇圧回路を制御する昇圧回路制御装置にお
    いて、
    前記第1のスイッチング素子のオン/オフを制御することによって、前記昇圧用コイル
    でのエネルギーの蓄積と放出とを繰り返させ、前記平滑用コンデンサに昇圧電圧を充電さ
    せる第1の制御手段と、
    前記第1のスイッチング素子がオフされた後、前記第2のスイッチング素子をオンする
    第2の制御手段と、
    前記第1のスイッチング素子がオンされていた時に前記昇圧用コイルを流れていた電流
    の変化量よりも、前記第1のスイッチング素子がオフされている時に前記昇圧用コイルを
    流れる電流の変化量が大きくならないように、前記第2のスイッチング素子をオフする第
    3の制御手段とを備えていることを特徴とする昇圧回路制御装置。
  2. 前記第3の制御手段が、
    前記直流電源の電源電圧、前記第1のスイッチング素子がオンされていた時間、及び前
    記平滑用コンデンサに充電されている昇圧電圧に基づいて、前記第2のスイッチング素子
    のオン時間を算出し、該オン時間に基づいて前記第2のスイッチング素子をオフすること
    を特徴とする請求項1記載の昇圧回路制御装置。
  3. 直流電源の出力側に接続される昇圧用コイルと、該昇圧用コイルの出力側に接続された
    第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子と、該第2のスイッチング素子の出
    力側に接続された平滑用コンデンサとを備えた昇圧回路を制御する昇圧回路制御装置にお
    いて、
    前記第1のスイッチング素子のオン/オフを制御することによって、前記昇圧用コイル
    でのエネルギーの蓄積と放出とを繰り返させ、前記平滑用コンデンサに昇圧電圧を充電さ
    せる第1の制御手段と、
    前記第1のスイッチング素子がオフされた後、前記第2のスイッチング素子をオンする
    第2の制御手段と、
    前記第2のスイッチング素子の入力側の電圧が、前記第2のスイッチング素子の出力側
    の電圧よりも小さくならないように、前記第2のスイッチング素子をオフする第3の制御
    手段とを備えていることを特徴とする昇圧回路制御装置。
  4. 直流電源の出力側に接続される昇圧用コイルと、該昇圧用コイルの出力側に接続された
    第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子と、該第2のスイッチング素子の出
    力側に接続された平滑用コンデンサとを備えた昇圧回路を制御する昇圧回路制御装置にお
    いて、
    前記第1のスイッチング素子のオン/オフを制御することによって、前記昇圧用コイル
    でのエネルギーの蓄積と放出とを繰り返させ、前記平滑用コンデンサに昇圧電圧を充電さ
    せる第1の制御手段と、
    前記第1のスイッチング素子がオフされた後、前記第2のスイッチング素子をオンする
    第2の制御手段と、
    前記第2のスイッチング素子を流れる電流の向きが変わらないように、前記第2のスイ
    ッチング素子をオフする第3の制御手段とを備えていることを特徴とする昇圧回路制御装
    置。
  5. 直流電源の出力側に接続される昇圧用コイルと、該昇圧用コイルの出力側に接続された
    第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子と、該第2のスイッチング素子の出
    力側に接続された平滑用コンデンサとを備えた昇圧回路において、
    前記昇圧用コイルと前記第2のスイッチング素子との間を流れる電流値を検出する検出
    手段と、
    該検出手段により得られた検出値と基準値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記
    第2のスイッチング素子をオン/オフするための信号を出力する比較手段とを備えている
    ことを特徴とする昇圧回路。
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