JP2012157145A - Bidirectional converter, control circuit thereof, and control method thereof - Google Patents
Bidirectional converter, control circuit thereof, and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012157145A JP2012157145A JP2011013584A JP2011013584A JP2012157145A JP 2012157145 A JP2012157145 A JP 2012157145A JP 2011013584 A JP2011013584 A JP 2011013584A JP 2011013584 A JP2011013584 A JP 2011013584A JP 2012157145 A JP2012157145 A JP 2012157145A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- current
- storage device
- electric power
- power storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電気蓄電装置と負荷装置との間に置かれ、直流電圧の大きさを変換する双方向コンバータ、その制御回路およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a bidirectional converter that is placed between an electric power storage device and a load device and converts the magnitude of a DC voltage, its control circuit, and its control method.
例えば、ハイブリッド自動車や電車では、力行運転時には電気蓄電装置の電力をモータに供給し、一方、回生運転時にはモータを発電機として機能させ、モータから出力される電力を電気蓄電装置に供給する。
このような車両等では、モータの駆動力を高めるために電気蓄電装置の電圧を昇圧してモータに印加する。また、モータによって発電された電圧を降圧して電気蓄電装置に印加し、電気蓄電装置を充電する。このため、電圧を変換するための双方向コンバータが電気蓄電装置とモータを含む負荷装置との間に設けられる。
For example, in a hybrid vehicle or a train, the electric power of the electric power storage device is supplied to the motor during power running operation, while the motor functions as a generator during the regenerative operation, and the electric power output from the motor is supplied to the electric power storage device.
In such a vehicle or the like, the voltage of the electric power storage device is boosted and applied to the motor in order to increase the driving force of the motor. Further, the voltage generated by the motor is stepped down and applied to the electric power storage device to charge the electric power storage device. For this reason, a bidirectional converter for converting the voltage is provided between the electric power storage device and the load device including the motor.
このような双方向コンバータの制御方法として、特許文献1は、目標電圧と負荷装置側の電圧の差が少なくなるようにPI(比例・積分)制御を行い、昇圧動作と降圧動作の区別なく双方向コンバータに含まれる2個のスイッチング素子をPWM(Pulth Width Modulation)制御する方法を開示する。
また、特許文献2は、目標電圧と負荷装置側の電圧の差が少なくなるようにPI制御を行い、双方向コンバータに含まれる2個のスイッチング素子のうち、昇圧時には昇圧用のスイッチング素子をPWM制御し、降圧時には昇圧用のスイッチング素子をPWM制御する方法を開示する。
As a control method of such a bidirectional converter, Patent Document 1 performs PI (proportional / integral) control so that the difference between the target voltage and the voltage on the load device side is reduced, and both the boost operation and the step-down operation are not distinguished. Disclosed is a method for PWM (Pulse Width Modulation) control of two switching elements included in a directional converter.
Further, Patent Document 2 performs PI control so that the difference between the target voltage and the voltage on the load device side is reduced, and among the two switching elements included in the bidirectional converter, the switching element for boosting is PWMed during boosting. Disclosed is a method of controlling and PWM controlling a step-up switching element during step-down.
ここで、電気蓄電装置から負荷装置に流れる電流の向きを正とし、負荷装置から電気蓄電装置に流れる電流の向きを負とする。すなわち、回生運転時には負の電流が流れ、力行運転時には正の電流が流れると定義する。 Here, the direction of the current flowing from the electrical storage device to the load device is positive, and the direction of the current flowing from the load device to the electrical storage device is negative. That is, it is defined that a negative current flows during regenerative operation and a positive current flows during power running operation.
特許文献1に開示されている制御方法を用いた双方向コンバータでは、モータが発電機の機能を停止し、電気蓄電装置の電圧により駆動され始めるとき、電気蓄電装置と負荷装置の間に流れる電流を巨視的に見ると、その電流IAは負から0を経て正に変化し、電気蓄電装置の充電から放電に切り換わる。
このとき、理想的には、巨視的に見た電流IAは直線的に変化し、その電流値が0である状態は瞬間的にしか発生しない。しかし、実際には、双方向コンバータの応答性が悪化し、電流IAの値が0付近に張り付く現象が発生する。この現象が発生すると、電流IAの値はなかなか上昇せず、理想的な電流IAに比べて実際の電流IAは小さくなる。そして、この電流IAの値が0付近に停滞する状態が長い時間続いた後、通常の昇圧動作が可能な状態になると、電流IAの値が瞬間的に大きくなり、サージが発生する。
In the bidirectional converter using the control method disclosed in Patent Document 1, when the motor stops the function of the generator and starts to be driven by the voltage of the electric power storage device, the current flowing between the electric power storage device and the load device When the current I A is viewed macroscopically, the current I A changes from negative to positive through zero and switches from charging to discharging of the electric power storage device.
In this case, ideally, the current I A when viewed macroscopically linearly changed, the state current value thereof is 0 only occur instantaneously. However, in practice, the response of the bi-directional converter is deteriorated, the value of the current I A phenomenon occurs sticking around 0. When this occurs, the value of the current I A does not easily increase, the actual current I A is smaller than the ideal current I A. Then, after the value of the current I A is followed by a long time the state of stagnant near 0, the normal boosting operation is ready, the value of the current I A is momentarily increased, the surge is generated.
また、特許文献2に開示されている制御方法を用いた双方向コンバータでは、昇圧動作と降圧動作の切替点に近い電流が微小な領域において、電流の応答が遅れるため昇圧動作又は降圧動作を適切に行うことができない不感帯領域が現れる。このため、特許文献2に記載の発明では、不感帯領域にあるか否かを判定し、不感帯領域にある場合にはPI制御の比例ゲインと積分ゲインを増大させて応答性を向上させる。 In the bidirectional converter using the control method disclosed in Patent Document 2, the current response is delayed in a region where the current close to the switching point between the step-up operation and the step-down operation is small. A dead zone area that cannot be performed appears. For this reason, in the invention described in Patent Document 2, it is determined whether or not it is in the dead zone region, and if it is in the dead zone region, the proportional gain and integral gain of PI control are increased to improve the responsiveness.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、昇圧動作と降圧動作の区別なく制御することができ、電気蓄電装置の充電と放電が切り換わるときの応答性を改善することができる双方向コンバータ、その制御回路およびその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can be controlled without distinction between a step-up operation and a step-down operation, and both can improve responsiveness when charging and discharging of an electric power storage device are switched. An object of the present invention is to provide a direction converter, a control circuit thereof, and a control method thereof.
上記目的を達成するため、本発明の双方向コンバータは、
充電と放電が可能な電気蓄電装置と直流電力の授受が可能な負荷装置との間にあり、当該電気蓄電装置の電圧と当該負荷装置の電圧を変換する双方向コンバータであって、
電圧の変換の程度を指定するデューティ比に応じて、前記電気蓄電装置の電圧と前記負荷装置の電圧とを変換する電圧変換部と、
前記負荷装置の電圧の目標を示す目標電圧と前記負荷装置の電圧との差に基づいて前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流の目標を示す目標電流を求め、当該目標電流と前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流との差に基づいて前記デューティ比を求める制御部と、
を備える。
In order to achieve the above object, the bidirectional converter of the present invention comprises:
A bi-directional converter for converting the voltage of the electrical storage device and the voltage of the load device between the electrical storage device capable of charging and discharging and a load device capable of transferring DC power,
A voltage conversion unit that converts the voltage of the electric power storage device and the voltage of the load device according to a duty ratio that specifies a degree of voltage conversion;
Based on the difference between the target voltage indicating the voltage target of the load device and the voltage of the load device, a target current indicating the target of the current that flows during charging and discharging of the electric power storage device is obtained, and the target current and the electric power A control unit for obtaining the duty ratio based on a difference between a current flowing during charging and discharging of the power storage device;
Is provided.
好ましくは、本発明の双方向コンバータは、
前記電圧変換部が、前記電気蓄電装置の充電時および放電時に電流が流れることによって両端に電圧が生じるコイルを備え、
前記制御部が、
前記目標電圧と前記負荷装置の電圧との差に基づくPI制御により前記目標電流を求め、
前記目標電流と前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流との差に基づくPI制御により補正電圧を求め、
前記電気蓄電装置の電圧と前記コイルの両端に生じる電圧と前記補正電圧とに基づいて前記デューティ比を求める。
Preferably, the bidirectional converter of the present invention comprises:
The voltage conversion unit includes a coil that generates a voltage at both ends due to a current flowing when the electric power storage device is charged and discharged.
The control unit is
Obtaining the target current by PI control based on the difference between the target voltage and the voltage of the load device;
A correction voltage is obtained by PI control based on a difference between the target current and a current flowing during charging and discharging of the electric power storage device,
The duty ratio is obtained based on the voltage of the electric power storage device, the voltage generated at both ends of the coil, and the correction voltage.
好ましくは、本発明の双方向コンバータは、
前記電圧変換部が、
前記電気蓄電装置と前記負荷装置の両方に接続される負極ラインと、
前記電気蓄電装置と前記コイルの一端に接続される第1の正極ラインと、
前記負荷装置に接続される第2の正極ラインと、
前記デューティ比に基づいて第1のゲート信号と第2のゲート信号を生成するゲート信号生成部と、
一端が前記第2の正極ラインに接続され、他端が前記コイルの他端に接続されており、前記第1のゲート信号によって導通と非導通が制御される第1の導電路と、当該第1の導電路の他端から一端に向かう方向にのみ電流を流す第2の導電路とを有する第1の素子と、
一端が前記第1の素子の導電路の他端に接続され、他端が前記負極ラインに接続されており、前記第2のゲート信号によって導通と非導通が制御される第3の導電路と、当該第3の導電路の他端から一端に向かう方向にのみ電流を流す第4の導電路とを有する第2の素子と、
を備え、
前記制御部が、
前記目標電圧を設定する目標電圧設定部と、
前記目標電圧設定部によって設定された目標電圧と前記負荷装置の電圧との差を求め、当該差に基づくPI制御により前記目標電流を求める目標電流決定部と、
前記目標電流決定部によって求められた目標電流と前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流との差を求め、当該差に基づくPI制御により前記補正電圧を求める補正電圧決定部と、
前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流に基づいて前記コイルの両端に生じる電圧を求めるコイル電圧取得部と、
前記補正電圧決定部で求められた補正電圧と、前記コイル電圧取得部で求められた前記コイルの両端に生じる電圧と、前記電気蓄電装置の電圧とに基づいてデューティ比に応じた電圧を求める電圧決定部と、
前記電圧決定部によって求められた前記デューティ比に応じた電圧と前記負荷装置の電圧とに基づいて前記デューティ比を求めるデューティ比決定部と、
を備える。
Preferably, the bidirectional converter of the present invention comprises:
The voltage converter is
A negative electrode line connected to both the electric power storage device and the load device;
A first positive electrode line connected to the electric power storage device and one end of the coil;
A second positive line connected to the load device;
A gate signal generation unit that generates a first gate signal and a second gate signal based on the duty ratio;
A first conductive path having one end connected to the second positive electrode line and the other end connected to the other end of the coil, the conduction and non-conduction of which are controlled by the first gate signal; A first element having a second conductive path that allows current to flow only in a direction from the other end of the one conductive path toward the one end;
One end connected to the other end of the conductive path of the first element, the other end connected to the negative electrode line, and a third conductive path whose conduction and non-conduction are controlled by the second gate signal; A second element having a fourth conductive path that allows current to flow only in a direction from the other end of the third conductive path toward the one end;
With
The control unit is
A target voltage setting unit for setting the target voltage;
A target current determination unit that obtains a difference between the target voltage set by the target voltage setting unit and the voltage of the load device, and obtains the target current by PI control based on the difference;
A correction voltage determining unit that calculates a difference between the target current determined by the target current determining unit and a current that flows when the electric power storage device is charged and discharged, and calculates the correction voltage by PI control based on the difference;
A coil voltage acquisition unit for obtaining a voltage generated at both ends of the coil based on a current flowing during charging and discharging of the electric power storage device;
A voltage for obtaining a voltage corresponding to a duty ratio based on the correction voltage obtained by the correction voltage determination unit, the voltage generated at both ends of the coil obtained by the coil voltage acquisition unit, and the voltage of the electric power storage device A decision unit;
A duty ratio determining unit for determining the duty ratio based on a voltage corresponding to the duty ratio determined by the voltage determining unit and a voltage of the load device;
Is provided.
好ましくは、本発明の双方向コンバータは、
前記制御部が、
前記電気蓄電装置の充放電特性に合わせて充電時に流れる電流の電流制限値および放電時に流れる電流の電流制限値が記憶されている記憶部と、
前記電気蓄電装置の充電時または放電時に、前記記憶部に記憶されている電流制限値を前記目標電流の値が超える場合に、前記目標電流の値を前記記憶部に記憶されている電流制限値に置き換えるリミッタと、
を備える。
Preferably, the bidirectional converter of the present invention comprises:
The control unit is
A storage unit storing a current limit value of a current flowing during charging and a current limit value of a current flowing during discharging according to the charge / discharge characteristics of the electric power storage device,
When the electric power storage device is charged or discharged, when the target current value exceeds the current limit value stored in the storage unit, the current limit value stored in the storage unit Limiter to replace with
Is provided.
好ましくは、本発明の双方向コンバータは、
前記負荷装置が、発電機として機能するモータを含み、
前記制御部のリミッタは、前記電気蓄電装置の充電時に流れる電流の電流制限値に基づいて求められたモータの出力電流の電流制限値を前記目標電流の値が超える場合に、前記目標電流の値を前記モータの出力電流の電流制限値に置き換える、
ことを特徴とする請求項4に記載の双方向コンバータ。
Preferably, the bidirectional converter of the present invention comprises:
The load device includes a motor that functions as a generator,
The limiter of the control unit, when the value of the target current exceeds the current limit value of the output current of the motor determined based on the current limit value of the current that flows when charging the electric power storage device, the value of the target current Is replaced with a current limit value of the output current of the motor,
The bidirectional converter according to claim 4.
また、本発明の双方向コンバータの制御回路は、
充電と放電が可能な電気蓄電装置と直流電力の授受が可能な負荷装置との間にあり、電圧の変換の程度を指定するデューティ比に応じて当該電気蓄電装置の電圧と当該負荷装置の電圧を変換する電圧変換部を備える双方向コンバータの制御回路であって、
前記負荷装置の電圧の目標を示す目標電圧と前記負荷装置の電圧との差に基づいて前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流の目標を示す目標電流を求め、当該目標電流と前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流との差に基づいて前記デューティ比を求める。
The control circuit of the bidirectional converter of the present invention is
The voltage of the electric power storage device and the voltage of the load device are between the electric power storage device capable of charging and discharging and the load device capable of transferring DC power, and the voltage of the electric power storage device according to the duty ratio that specifies the degree of voltage conversion A bidirectional converter control circuit comprising a voltage converter for converting
Based on the difference between the target voltage indicating the voltage target of the load device and the voltage of the load device, a target current indicating the target of the current that flows during charging and discharging of the electric power storage device is obtained, and the target current and the electric power The duty ratio is obtained based on the difference between the current flowing when the power storage device is charged and discharged.
また、本発明の双方向コンバータの制御方法は、
充電と放電が可能な電気蓄電装置と直流電力の授受が可能な負荷装置との間にあり、電圧の変換の程度を指定するデューティ比に応じて当該電気蓄電装置の電圧と当該負荷装置の電圧を変換する電圧変換部を備える双方向コンバータの制御方法であって、
前記負荷装置の電圧の目標を示す目標電圧と前記負荷装置の電圧との差に基づいて前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流の目標を示す目標電流を求めるステップと、
前記目標電流と前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流との差に基づいて前記デューティ比を求めるステップと、
を備える。
Further, the bidirectional converter control method of the present invention includes:
The voltage of the electric power storage device and the voltage of the load device are between the electric power storage device capable of charging and discharging and the load device capable of transferring DC power, and the voltage of the electric power storage device according to the duty ratio that specifies the degree of voltage conversion A bidirectional converter control method including a voltage conversion unit for converting
Obtaining a target current indicating a target of a current flowing during charging and discharging of the electric power storage device based on a difference between a target voltage indicating a target voltage of the load device and a voltage of the load device;
Obtaining the duty ratio based on a difference between the target current and a current flowing when the electric power storage device is charged and discharged;
Is provided.
本発明によれば、昇圧動作と降圧動作の区別なく制御することができ、電気蓄電装置の充電と放電が切り換わるときにおける双方向コンバータの応答性を改善することができる。 According to the present invention, the step-up operation and the step-down operation can be controlled without distinction, and the responsiveness of the bidirectional converter when the charging and discharging of the electric power storage device is switched can be improved.
以下、本発明の実施形態に係る双方向コンバータについて図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a bidirectional converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る双方向コンバータ10を含む電源システムの構成の一例を示す。
この電源システムは、双方向コンバータ10と、電気蓄電装置20と、平滑用コンデンサ30とで構成される。
双方向コンバータ10は、電気蓄電装置20と負荷装置40の間に配置される。双方向コンバータ10は電気蓄電装置20が放電しているときに電気蓄電装置20の電圧を負荷装置40の電圧に昇圧し、電気蓄電装置20が充電されているときに負荷装置40の電圧を電気蓄電装置20の電圧に降圧する。
電気蓄電装置20は、正極端子と負極端子がそれぞれ正極ラインPL1と負極ラインNLに接続される。電気蓄電装置20は、充放電可能な直流電源であり、例えば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池、大容量のコンデンサ等で構成される。電気蓄電装置20の電圧VBは正極ラインPL1と負極ラインNLの間の直流電圧である。
平滑用コンデンサ30は、正極ラインPL2と負極ラインNLの間に負荷装置40と並列に接続される。平滑用コンデンサ30は、負荷装置40の電圧VDCを平滑化する。
負荷装置40は、正極端子と負極端子がそれぞれ正極ラインPL2と負極ラインNLに接続される。負荷装置40は、例えば発電機として機能するモータ等を含む。負荷装置40の電圧VDCは正極ラインPL2と負極ラインNLの間の直流電圧である。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a power supply system including a
This power supply system includes a
Electric
Smoothing
例えば、負荷装置40に含まれるモータが、電気蓄電装置20の電圧により駆動される電動機として機能するとき、電気蓄電装置20は放電し、電気蓄電装置20から負荷装置40に電力が供給される。このとき、電気蓄電装置20から負荷装置40に向けて正の電流IAが流れる。
一方、例えば、負荷装置40に含まれるモータが発電機として機能するとき、負荷装置40から電気蓄電装置20に電力が供給され、電気蓄電装置20は充電される。このとき、負荷装置40から電気蓄電装置20に向けて負の電流IAが流れる。
For example, when a motor included in the
On the other hand, for example, when a motor included in the
双方向コンバータ10は、スイッチング素子11と、スイッチング素子12と、ダイオード13と、ダイオード14と、コイル15と、ゲート信号生成部16と、後述するPWM制御回路100とを含む。
本実施形態では、スイッチング素子11とスイッチング素子12は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)で構成されるものとする。ただし、スイッチング素子11とスイッチング素子12は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やバイポーラトランジスタ等の他のスイッチング素子で構成することもできる。
In the present embodiment, it is assumed that the switching
スイッチング素子11とスイッチング素子12は、正極ラインPL2と負極ラインNLの間に直列に接続される。スイッチング素子11とスイッチング素子12のゲートには、ゲート信号G1とゲート信号G2が入力される。なお、ゲート信号G1とゲート信号G2は、それぞれ第1のゲート信号と第2のゲート信号の一例である。
スイッチング素子11は、コレクタが正極ラインPL2に接続され、エミッタがスイッチング素子12のコレクタに接続される。スイッチング素子11は、コレクタとエミッタの間にゲート信号G1によって導通と非導通が制御される導電路を有する。なお、コレクタとエミッタは、それぞれスイッチング素子11の導電路の一端と他端の一例である。
スイッチング素子12は、コレクタがスイッチング素子11のエミッタに接続され、コレクタが負極ラインNL2に接続される。スイッチング素子12は、コレクタとエミッタの間にゲート信号G2によって導通と非導通が制御される導電路を有する。なお、コレクタとエミッタは、それぞれスイッチング素子12の導電路の一端と他端の一例である。
Switching
Switching
Switching
ダイオード13は、アノードとカソードがそれぞれスイッチング素子11のエミッタとコレクタに接続される。ダイオード13は、スイッチング素子11のエミッタからコレクタに向かう方向にのみ電流を流す。ダイオード14は、アノードとカソードがそれぞれスイッチング素子12のエミッタとコレクタに接続される。ダイオード14は、スイッチング素子12のエミッタからコレクタに向かう方向にのみ電流を流す。
なお、ダイオード13とダイオード14は、それぞれスイッチング素子11とスイッチング素子12に内蔵されて一体化されているものであってもよいし、スイッチング素子11とスイッチング素子12とは別途取り付けるものであってもよい。
The
The
コイル15は、その一端が正極ラインPL1に接続され、その他端がスイッチング素子11のエミッタとスイッチング素子12のコレクタとが接続された接続ノードNDに接続される。接続ノードNDの電圧Veはコイル15の他端と負極ラインNLの間の電圧である。
なお、電流IA(IL)は、電気蓄電装置20の放電時に電気蓄電装置20から負荷装置40に向けて流れ、電気蓄電装置20の充電時に負荷装置40から電気蓄電装置20に向けて流れるが、この電流IA(IL)はコイル15を流れる電流でもある。電流IA(IL)が流れることにより、コイル15の両端に電圧VLが生じる。ここで、後で図3を参照して説明するように、電流ILは実際にコイル15に流れる電流であり、電流IAは巨視的に見た場合のコイル15に流れる電流である。
One end of
The current I A (I L ) flows from the electric
後述するPWM制御回路100(図4参照)は、電気蓄電装置の電圧と負荷装置の電圧の変換の程度を指定するデューティ比αを生成し、ゲート信号生成部16に送る。ゲート信号生成部16は、受け取ったデューティ比αを示す信号に応じて、ゲート信号G1とゲート信号G2を生成する。
図2は、ゲート信号G1とゲート信号G2の基準となるゲート基準信号GBSと、ゲート信号G1と、ゲート信号G2の波形の一例を示す。
ゲート基準信号GBSの周期がTであり、その電位レベルがハイレベルである期間がThであるとき、ゲート基準信号GBSのデューティ比はTh/Tで定義される。ゲート信号生成部16は、ゲート基準信号GBSのデューティ比がPWM制御回路100から送信されるデューティ比αと一致するように、ゲート基準信号GBSを生成する。
そして、ゲート信号生成部16は、ゲート信号G1を、ゲート基準信号GBSの立ち上がりからデッドタイムd1だけ遅れて立ち上がり、ゲート基準信号GBSが立ち下がるとともに立ち下がるように生成する。また、ゲート信号生成部16は、ゲート信号G2を、ゲート基準信号GBSの立ち下がりからデッドタイムd2だけ遅れて立ち上がり、ゲート基準信号GBSが立ち上がるとともに立ち下がるように生成する。
The PWM control circuit 100 (see FIG. 4) described later generates a duty ratio α that specifies the degree of conversion between the voltage of the electric power storage device and the voltage of the load device, and sends the duty ratio α to the gate
FIG. 2 shows an example of the waveforms of the gate reference signal GBS, the gate signal G1, and the gate signal G2, which serve as a reference for the gate signal G1 and the gate signal G2.
When the period of the gate reference signal GBS is T and the period during which the potential level is high is Th, the duty ratio of the gate reference signal GBS is defined as Th / T. The gate
Then, the gate
ゲート信号G1は、スイッチング素子11のゲートに供給される。ゲート信号G1の電位レベルがハイレベルである期間にスイッチング素子11はオン(導通)状態となり、ゲート信号G1の電位レベルがローレベルである期間にスイッチング素子11はオフ(非導通)状態となる。
ゲート信号G2は、スイッチング素子12のゲートに供給される。ゲート信号G2の電位レベルがハイレベルである期間にスイッチング素子12はオン(導通)状態となり、ゲート信号G2の電位レベルがローレベルである期間にスイッチング素子12はオフ(非導通)状態となる。
デッドタイムd1とデッドタイムd2の期間には、スイッチング素子11とスイッチング素子12のいずれもオフとなる。これにより、スイッチング素子11とスイッチング素子12が同時にオン(導通)となって正極ラインPL2と負極ラインNLとが短絡されることが防止される。
The gate signal G1 is supplied to the gate of the switching
The gate signal G2 is supplied to the gate of the switching
During the period of dead time d1 and dead time d2, both switching
デューティ比αが小さくなると、スイッチング素子12がオンである期間が長くなる。このとき、巨視的に見た場合のコイル15に流れる電流IAは、正の方向に増加する。
例えば、ハイブリッド自動車等において、運転手がブレーキを踏んでいる場合、電気蓄電装置20は充電されている。このとき、運転手がブレーキを離し、アクセルを踏んだ場合、負荷装置40側に電流を流すためPWM制御回路100はデューティ比αを小さくする。デューティ比αが小さくなると、図3に示すように、実際にコイルに流れる電流ILはゲート基準信号GBSの周期にあわせて周期的に増減を繰り返すが、巨視的に見た場合のコイル15に流れる電流IAは、最初負であるが、徐々に増加して時刻t0において負から正に変化する。
When the duty ratio α decreases, the period during which the
For example, in a hybrid vehicle or the like, when the driver is stepping on the brake, the electric
逆にデューティ比αが大きくなると、スイッチング素子11がオンである期間が長くなる。このとき、巨視的に見た場合のコイル15に流れる電流IAは負の方向に増加(すなわち、減少)する。
なお、電流IAが負のとき、電流IAは負荷装置40から電気蓄電装置20に向けて流れる。一方、電流IAが正のとき、電流IAは電気蓄電装置20から負荷装置40に向けて流れる。
Conversely, when the duty ratio α increases, the period during which the
Incidentally, when the current I A is negative, the current I A flows toward the electric
図4は、PWM制御回路100の構成の一例を示す。
PWM制御回路100は、目標電圧設定部101と、減算器102と、電圧PI制御部103と、リミッタ104と、減算器105と、電流PI制御部106と、コイル電圧取得部107と、加算器108と、減算器109と、デューティ比決定部110とを有する。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the
The
図示しない2つの電圧センサがそれぞれ電気蓄電装置20の電圧VBと負荷装置40の電圧VDCを検出し、検出された値をPWM制御回路100に送る。
また、図示しない電流センサが実際にコイル15を流れる電流ILを検出し、検出された値をPWM制御回路100に送る。PWM制御回路100は、巨視的に見た場合の電流IAを求める。このとき、PWM制御回路100は、ゲート基準信号GBSの1周期ごとに1回電流ILをサンプリングすることにより電流IAを求めてもよいし、ゲート基準信号GBSの1周期ごとに複数回サンプリングし、それらを平均することにより電流IAを求めてもよい。
Two voltage sensors (not shown) detect the voltage V B of the electric
Further, to detect the current I L flowing through the
目標電圧設定部101は、たとえば負荷装置40に含まれるモータのトルクと回転速度、電気蓄電装置20の残存容量等に基づいて、負荷装置40の電圧VDCの目標を示す目標電圧V* DCを求め、減算器102に送る。
減算器102は、次の(1)式に示すように、目標電圧V* DCと、電圧センサによって負荷装置40の電圧VDCとの差εVを求め、電圧PI制御部103に送る。
The target
The
電圧PI制御部103は、次の(2)式に示すように、差εVを基にPI(比例・積分)制御を行ってコイル15を流れる電流の目標を示す目標電流I*を求め、リミッタ104に送る。ここで、KPiとKliは一般に定数であるが、変数であってもよい。
Voltage
リミッタ104は、過大な電流IAが流れ、電源システム等を損傷させることを防止するために、目標電流I*の値が所定の範囲に入るように制限する。
更に、目標電流I*により、電気蓄電装置20の充放電管理の制御を行うことができる。例えば、電気蓄電装置20の電圧、電流の充放電特性に合わせて電気蓄電装置20の充放電の電流制限値(すなわち、充電時に流れる電流の電流制限値および放電時に流れる電流の電流制限値)を予めROM(Read Only Memory)やフラッシュメモリ等を含むPWM制御回路100内に設けられた記憶部(図示なし)に記憶しておく。充電時または放電時に目標電流I*の値が記憶されている電流制限値を超える場合、リミッタ104が目標電流I*の値を記憶されている電流制限値に置き換えることにより、電気蓄電装置20の充放電管理の制御を同時に行うことができる。
Furthermore, the charge / discharge management of the electric
また、負荷装置40に含まれるモータが発電機として機能する場合に、電気蓄電装置20の充電時に流れる電流の電流制限値により、負荷であるモータの出力電流の電流制限値を連動して設定することも可能である。例えば、パワー不変の原則で、電気蓄電装置20の充電時に流れる電流の電流制限値により、モータの出力電流の電流制限値を算出できる。負荷装置40はインバータで誘導モータを駆動する場合に、次の(3)式の関係がある。
Further, when the motor included in the
ここで、VBは電気蓄電装置20の電圧であり、IA_limは電気蓄電装置20の充電時に流れる電流の電流制限値であり、Vmは誘導モータの電圧であり、Im_lim1は誘導モータの出力電流の電流制限値、COSφは誘導モータの力率である。
また、負荷装置は直流モータの場合、次の(4)式の関係がある。
Here, V B is the voltage of the electric
When the load device is a direct current motor, there is a relationship of the following equation (4).
ここでは、VDCは負荷装置40の電圧、つまり直流モータの電圧であり、Im_lim2は直流モータの出力電流の電流制限値である。
従って、上記(3)式または(4)式により、モータの出力電流の電流制限値Im_lim1、Im_lim2を算出することができる。目標電流I*の値がモータの出力電流の電流制限値を超える場合、リミッタ104が目標電流I*の値をモータの出力電流の電流制限値に置き換えることにより、負荷装置40とモータを保護することができる。
なお、上述した電気蓄電装置20の充電時に流れる電流の電流制限値とモータの出力電流の電流制限値を算出する際に、誤差を考えて、モータの出力電流の電流制限値をやや小さめに設定することが望ましい。
Here, VDC is the voltage of the
Therefore, the current limit values I m_lim1 and I m_lim2 of the motor output current can be calculated by the above formula (3) or (4). When the value of the target current I * exceeds the current limit value of the motor output current, the
When calculating the current limit value of the current flowing when charging the electric
減算器105は、次の(5)式に示すように、目標電流I*とコイル15を流れる電流IAとの差εAを求め、電流PI制御部106に送る。
電流PI制御部106は、次の(6)式に示すように、差εAを基にPI制御を行って補正電圧ΔVを求め、減算器109に送る。ここで、KPvとKlvは一般に定数であるが、変数であってもよい。
The current
コイル電圧取得部107は、次の(7)式に示すように、コイル15を電流IAが流れることによりコイル15の両端に生じる電圧VLを求め、加算器108に送る。ここで、Lはコイル15のインダクタンス値、Tはゲート基準信号GBSの周期、IA(t)は時刻tにコイル15を流れる電流IA、IA(t−T)は時刻(t−T)、すなわち時刻tより1周期T前にコイル15を流れる電流IAである。
Coil
加算器108は、次の(8)式に示すように、電気蓄電装置20の電圧VBとコイル15の両端に生じる電圧VLを加算して電圧Veを求め、減算器109に送る。
As shown in the following equation (8), the
減算器109は、次の(9)式に示すように、電圧Veから上式(6)により求められた補正電圧ΔVを減算し、デューティ比に応じた電圧Vpwmを求め、デューティ比決定部110に送る。
デューティ比決定部110は、次の(10)式に示すように、デューティ比に応じた電圧Vpwmを負荷装置の電圧VDCで割り、デューティ比αを求める。そして、デューティ比決定部110は、デューティ比αをゲート信号生成部16に送る。
As shown in the following equation (10), the duty
PWM制御回路100の各機能をハードウェアで実現するのではなく、コンピュータまたはDSP(Digital Signal Processor)で実現することもできる。この場合、コンピュータまたはDSP(以下、コンピュータ等という。)のCPU(Central Processing Unit)が記憶装置に格納されているPWM制御プログラムを実行することにより、PWM制御回路100の各機能を実現する。
Each function of the
図5は、PWM制御プログラムにおけるPWM制御処理の流れの一例を示す。
図示しない2つの電圧センサと1つの電流センサによって検出された電気蓄電装置20の電圧VB、負荷装置40の電圧VDCおよびコイル15を流れる電流ILは所定の周期でサンプリングされる。そして、これらはA/D(Analog−to−Digital)変換されて、入力装置からコンピュータ等に入力される。その際、電磁ノイズを除去するために、電気蓄電装置20の電圧VB、負荷装置40の電圧VDCがA/D変換された数値をローパスフィルタLPF(Low Pass Filter)、または移動平均などにより平滑化する処理を行うこともできる。
以下では、デジタル信号に変換された電気蓄電装置20の電圧VB、負荷装置40の電圧VDCおよびコイル15を流れる電流ILをそれぞれ電気蓄電装置20の電圧VB、負荷装置40の電圧VDCおよびコイル15を流れる電流ILの測定値という。
FIG. 5 shows an example of the flow of PWM control processing in the PWM control program.
Voltage V B of the electric
In the following, the voltage V B of the electric
CPUは、負荷装置の電圧の目標値V* DCと、電圧センサによって測定された負荷装置の電圧VDCの測定値との差εVを求め(S101)、差εVを基にPI制御を行ってコイルを流れる電流の目標値I*を求める(S102)。そして、CPUは、電流の目標値I*の値が所定の範囲に入るように制限する(S103)。
CPUは、電流の目標値I*とコイルを流れる電流IAの測定値の差εA求め(S104)、差εAを基にPI制御を行ってデューティ比αを求めるための補正値ΔVを求める(S105)。
The CPU obtains a difference ε V between the target value V * DC of the load device voltage and the measured value of the load device voltage V DC measured by the voltage sensor (S101), and performs PI control based on the difference ε V. The target value I * of the current flowing through the coil is obtained (S102). Then, the CPU limits the current target value I * so that it falls within a predetermined range (S103).
The CPU obtains a difference ε A between the target value I * of the current and the measured value of the current I A flowing through the coil (S104), and performs a PI control based on the difference ε A to obtain a correction value ΔV for obtaining the duty ratio α. Obtained (S105).
CPUは、コイル15を電流IAが流れることによりコイル15の両端に生じる電圧VLを求める(S106)。そして、CPUは、電圧VLに電気蓄電装置20の電圧VBを加算して電圧Veを求め、電圧VeからステップS106で求めた補正値ΔVを減算してデューティ比に応じた電圧Vpwmを求める(S107)。
CPUは、デューティ比に応じた電圧Vpwmを負荷装置の電圧VDCで割り、デューティ比αを求める(S108)。そして、CPUは、求められたデューティ比αをゲート信号生成部16に送る。
The CPU obtains the voltage V L generated across the
The CPU divides the voltage V pwm according to the duty ratio by the voltage V DC of the load device to obtain the duty ratio α (S108). Then, the CPU sends the obtained duty ratio α to the gate
上述した実施形態に示したように、デューティ比に応じた電圧Vpwmは、上記(9)式に示すように、電気蓄電装置20の電圧VBとコイル15の両端に生じる電圧VLを加算し、更に補正電圧ΔVを減算することによって求められる。
ここで、上記(7)式から分かるようにコイル15を流れる電流IAの変化が小さくなると、電圧VLは小さくなる。従って、電流IAの値が0付近に停滞するとき、電圧VLは小さくなる。
また、電流IAの値が0付近に停滞するとき、上記(5)式で示される電流の目標値I*とコイル15を流れる電流IAの差εAが大きくなる。差εAが大きくなると、上記(6)式に示される補正電圧ΔVが大きくなる。
As shown in the above-described embodiment, the voltage V pwm corresponding to the duty ratio is obtained by adding the voltage V B of the electric
Here, the change of the current I A flowing through the
Further, when the value of the current I A is stagnant in the vicinity of 0, the difference epsilon A current I A flowing through the target value I * and the
従って、電流IAの値が0付近に停滞するとき、電圧VLが小さくなり、補正電圧ΔVが大きくなるため、上記(7)式で示されるデューティ比に応じた電圧Vpwmは小さくなる。
デューティ比αは上記(8)式に示すようにデューティ比に応じた電圧Vpwmを負荷装置の電圧VDCで割った値であるため、このとき、デューティ比αが小さくなる。
デューティ比αが小さくなるほど、コイル15に流れる電流IAは増加する。
Thus, current when the value of I A stagnates near 0, the voltage V L becomes small, the correction voltage ΔV is increased, the voltage V pwm corresponding to the duty ratio represented by the equation (7) becomes smaller.
Since the duty ratio α is a value obtained by dividing the voltage V pwm corresponding to the duty ratio by the voltage V DC of the load device as shown in the above equation (8), at this time, the duty ratio α becomes small.
As the duty ratio α decreases, the current I A flowing through the
このように、PWM制御回路100は、電流IAの値が0付近に停滞すると、コイル15に流れる電流IAを増加させる。このため、仮に電流IAの値が0付近に張り付く現象が発生したとしても、その現象は早期に解消される。
Thus,
以上説明したように、本発明によれば、負荷装置40の電圧VDCが目標電圧V* DCとなるように制御してコイル15を流れる電流IAの目標電流I*の値を求め、更にコイル15を流れる電流IAがその目標電流I*となるように制御することにより、昇圧動作と降圧動作の区別なく制御することができ、電気蓄電装置の充電と放電が切り換わるときにおける双方向コンバータ10の応答性を改善することができる。
本発明によれば、コイル15を流れる電流IAの値が0付近に張り付く現象がなくなるか、または仮にコイル15を流れる電流IAの値が0付近に張り付く現象が発生したとしても、その現象は早期に解消されるため、双方向コンバータの応答性が改善する。このため、負荷装置と並列に接続される平滑用コンデンサの容量を小さくすることができる。
また、本発明によれば、仮にコイル15を流れる電流IAの値が0付近に張り付く現象が発生したとしても、その現象は早期に解消されるため、特許文献1に記載されている電源システムと異なり、電流IAが0付近に張り付いている状態が終わったとき、電流IAが急激に上昇し、サージが発生することはない。
As described above, according to the present invention, it obtains a target current I * of the value of the current I A flowing through the
According to the present invention, even as a phenomenon in which the value of the current I A flowing or phenomenon that the value of the current I A flowing through the
Further, according to the present invention, if for the phenomenon that the value of the current I A flowing through the
なお、PWM制御回路100は、上述した負荷装置40の電圧VDCが目標電圧V* DCとなるように制御する電圧制御、および電流IAが目標電流I*となるように制御する電流制御をコイル15の電流IL等のサンプリング周期(数十μSECから数百μSEC)の一回毎または複数回毎に実施するために、双方向コンバータ10の応答性が速やかになる。このように応答性が速やかになることによっても負荷装置と並列に接続される平滑用コンデンサの容量を小さくすることができる。
更に、DSP等で実現されたPWM制御回路100の演算スピードに応じてサンプリング周期を短縮すると、コイル15のインダクタンス値Lを小さくすることができる。その場合に、付随効果として双方向コンバータ10のスイッチング音も小さくすることができる。
Incidentally,
Furthermore, if the sampling period is shortened according to the calculation speed of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、本発明の範囲に含まれる。
また、本発明はハイブリッド自動車や電車等の力行運転と回生運転を行う車両等に限らず、電気蓄電装置と負荷装置との間で直流電圧の大きさを変換するシステムであって、電気蓄電装置の充電時には負荷装置から電気蓄電装置に向けて電流が流れ、電気蓄電装置の放電時には電気蓄電装置から負荷装置に向けて電流が流れるシステムに適用することができる。
While the embodiments of the present invention have been described above, various modifications and combinations required for design reasons and other factors are included in the scope of the present invention.
The present invention is not limited to a vehicle that performs power running operation and regenerative operation such as a hybrid vehicle or a train, but is a system that converts the magnitude of a DC voltage between an electric power storage device and a load device, and the electric power storage device The present invention can be applied to a system in which a current flows from the load device toward the electric power storage device during charging, and a current flows from the electric power storage device toward the load device when the electric power storage device is discharged.
10…双方向コンバータ、11…スイッチング素子、12…スイッチング素子、13、14…ダイオード、15…コイル、16…ゲート信号生成部、20…電気蓄電装置、30…平滑用コンデンサ、40…負荷装置、100…PWM制御回路、101…目標電圧設定部、102、105、109…減算器、103…電圧PI制御部、104…リミッタ、106…電流PI制御部、107…コイル電圧取得部、108…加算器、110…デューティ比決定部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
電圧の変換の程度を指定するデューティ比に応じて、前記電気蓄電装置の電圧と前記負荷装置の電圧とを変換する電圧変換部と、
前記負荷装置の電圧の目標を示す目標電圧と前記負荷装置の電圧との差に基づいて前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流の目標を示す目標電流を求め、当該目標電流と前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流との差に基づいて前記デューティ比を求める制御部と、
を備えることを特徴とする双方向コンバータ。 A bi-directional converter for converting the voltage of the electrical storage device and the voltage of the load device between the electrical storage device capable of charging and discharging and a load device capable of transferring DC power,
A voltage conversion unit that converts the voltage of the electric power storage device and the voltage of the load device according to a duty ratio that specifies a degree of voltage conversion;
Based on the difference between the target voltage indicating the voltage target of the load device and the voltage of the load device, a target current indicating the target of the current that flows during charging and discharging of the electric power storage device is obtained, and the target current and the electric power A control unit for obtaining the duty ratio based on a difference between a current flowing during charging and discharging of the power storage device;
A bidirectional converter characterized by comprising:
前記制御部が、
前記目標電圧と前記負荷装置の電圧との差に基づくPI制御により前記目標電流を求め、
前記目標電流と前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流との差に基づくPI制御により補正電圧を求め、
前記電気蓄電装置の電圧と前記コイルの両端に生じる電圧と前記補正電圧とに基づいて前記デューティ比を求める、
ことを特徴とする請求項1に記載の双方向コンバータ。 The voltage conversion unit includes a coil that generates a voltage at both ends due to a current flowing when the electric power storage device is charged and discharged.
The control unit is
Obtaining the target current by PI control based on the difference between the target voltage and the voltage of the load device;
A correction voltage is obtained by PI control based on a difference between the target current and a current flowing during charging and discharging of the electric power storage device,
Obtaining the duty ratio based on the voltage of the electric power storage device, the voltage generated at both ends of the coil, and the correction voltage;
The bidirectional converter according to claim 1.
前記電気蓄電装置と前記負荷装置の両方に接続される負極ラインと、
前記電気蓄電装置と前記コイルの一端に接続される第1の正極ラインと、
前記負荷装置に接続される第2の正極ラインと、
前記デューティ比に基づいて第1のゲート信号と第2のゲート信号を生成するゲート信号生成部と、
一端が前記第2の正極ラインに接続され、他端が前記コイルの他端に接続されており、前記第1のゲート信号によって導通と非導通が制御される第1の導電路と、当該第1の導電路の他端から一端に向かう方向にのみ電流を流す第2の導電路とを有する第1の素子と、
一端が前記第1の素子の導電路の他端に接続され、他端が前記負極ラインに接続されており、前記第2のゲート信号によって導通と非導通が制御される第3の導電路と、当該第3の導電路の他端から一端に向かう方向にのみ電流を流す第4の導電路とを有する第2の素子と、
を備え、
前記制御部が、
前記目標電圧を設定する目標電圧設定部と、
前記目標電圧設定部によって設定された目標電圧と前記負荷装置の電圧との差を求め、当該差に基づくPI制御により前記目標電流を求める目標電流決定部と、
前記目標電流決定部によって求められた目標電流と前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流との差を求め、当該差に基づくPI制御により前記補正電圧を求める補正電圧決定部と、
前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流に基づいて前記コイルの両端に生じる電圧を求めるコイル電圧取得部と、
前記補正電圧決定部で求められた補正電圧と、前記コイル電圧取得部で求められた前記コイルの両端に生じる電圧と、前記電気蓄電装置の電圧とに基づいてデューティ比に応じた電圧を求める電圧決定部と、
前記電圧決定部によって求められた前記デューティ比に応じた電圧と前記負荷装置の電圧とに基づいて前記デューティ比を求めるデューティ比決定部と、
を備える、
ことを特徴とする請求項2に記載の双方向コンバータ。 The voltage converter is
A negative electrode line connected to both the electric power storage device and the load device;
A first positive electrode line connected to the electric power storage device and one end of the coil;
A second positive line connected to the load device;
A gate signal generation unit that generates a first gate signal and a second gate signal based on the duty ratio;
A first conductive path having one end connected to the second positive electrode line and the other end connected to the other end of the coil, the conduction and non-conduction of which are controlled by the first gate signal; A first element having a second conductive path that allows current to flow only in a direction from the other end of the one conductive path toward the one end;
One end connected to the other end of the conductive path of the first element, the other end connected to the negative electrode line, and a third conductive path whose conduction and non-conduction are controlled by the second gate signal; A second element having a fourth conductive path that allows current to flow only in a direction from the other end of the third conductive path toward the one end;
With
The control unit is
A target voltage setting unit for setting the target voltage;
A target current determination unit that obtains a difference between the target voltage set by the target voltage setting unit and the voltage of the load device, and obtains the target current by PI control based on the difference;
A correction voltage determining unit that calculates a difference between the target current determined by the target current determining unit and a current that flows when the electric power storage device is charged and discharged, and calculates the correction voltage by PI control based on the difference;
A coil voltage acquisition unit for obtaining a voltage generated at both ends of the coil based on a current flowing during charging and discharging of the electric power storage device;
A voltage for obtaining a voltage corresponding to a duty ratio based on the correction voltage obtained by the correction voltage determination unit, the voltage generated at both ends of the coil obtained by the coil voltage acquisition unit, and the voltage of the electric power storage device A decision unit;
A duty ratio determining unit for determining the duty ratio based on a voltage corresponding to the duty ratio determined by the voltage determining unit and a voltage of the load device;
Comprising
The bidirectional converter according to claim 2.
前記電気蓄電装置の充放電特性に合わせて充電時および放電時に流れる電流の電流制限値が記憶されている記憶部と、
前記電気蓄電装置の充電時または放電時に、前記記憶部に記憶されている電流制限値を前記目標電流の値が超える場合に、前記目標電流の値を前記記憶部に記憶されている電流制限値に置き換えるリミッタと、
を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の双方向コンバータ。 The control unit is
A storage unit storing a current limit value of a current that flows during charging and discharging according to the charge / discharge characteristics of the electric power storage device,
When the electric power storage device is charged or discharged, when the target current value exceeds the current limit value stored in the storage unit, the current limit value stored in the storage unit Limiter to replace with
The bidirectional converter according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記制御部のリミッタは、前記電気蓄電装置の充電時に流れる電流の電流制限値に基づいて求められたモータの出力電流の電流制限値を前記目標電流の値が超える場合に、前記目標電流の値を前記モータの出力電流の電流制限値に置き換える、
ことを特徴とする請求項4に記載の双方向コンバータ。 The load device includes a motor that functions as a generator,
The limiter of the control unit, when the value of the target current exceeds the current limit value of the output current of the motor determined based on the current limit value of the current that flows when charging the electric power storage device, the value of the target current Is replaced with a current limit value of the output current of the motor,
The bidirectional converter according to claim 4.
前記負荷装置の電圧の目標を示す目標電圧と前記負荷装置の電圧との差に基づいて前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流の目標を示す目標電流を求め、当該目標電流と前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流との差に基づいて前記デューティ比を求めることを特徴とする双方向コンバータの制御回路。 The voltage of the electric power storage device and the voltage of the load device are between the electric power storage device capable of charging and discharging and the load device capable of transferring DC power, and the voltage of the electric power storage device according to the duty ratio that specifies the degree of voltage conversion A bidirectional converter control circuit comprising a voltage converter for converting
Based on the difference between the target voltage indicating the voltage target of the load device and the voltage of the load device, a target current indicating the target of the current that flows during charging and discharging of the electric power storage device is obtained, and the target current and the electric power A control circuit for a bidirectional converter, characterized in that the duty ratio is obtained based on a difference between a current flowing during charging and discharging of a power storage device.
前記負荷装置の電圧の目標を示す目標電圧と前記負荷装置の電圧との差に基づいて前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流の目標を示す目標電流を求めるステップと、
前記目標電流と前記電気蓄電装置の充電時および放電時に流れる電流との差に基づいて前記デューティ比を求めるステップと、
を備えることを特徴とする双方向コンバータの制御方法。 The voltage of the electric power storage device and the voltage of the load device are between the electric power storage device capable of charging and discharging and the load device capable of transferring DC power, and the voltage of the electric power storage device according to the duty ratio that specifies the degree of voltage conversion A bidirectional converter control method including a voltage conversion unit for converting
Obtaining a target current indicating a target of a current flowing during charging and discharging of the electric power storage device based on a difference between a target voltage indicating a target voltage of the load device and a voltage of the load device;
Obtaining the duty ratio based on a difference between the target current and a current flowing when the electric power storage device is charged and discharged;
A control method for a bidirectional converter, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011013584A JP2012157145A (en) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | Bidirectional converter, control circuit thereof, and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011013584A JP2012157145A (en) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | Bidirectional converter, control circuit thereof, and control method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012157145A true JP2012157145A (en) | 2012-08-16 |
Family
ID=46838268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011013584A Pending JP2012157145A (en) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | Bidirectional converter, control circuit thereof, and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012157145A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015109541A (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 株式会社デンソー | Digital filter |
JP2015162951A (en) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 株式会社 日立産業制御ソリューションズ | bidirectional converter |
CN110100381A (en) * | 2016-12-23 | 2019-08-06 | 瑞士优北罗股份有限公司 | The improvement of single inductor multi output adjuster |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007267582A (en) * | 2006-02-28 | 2007-10-11 | Yaskawa Electric Corp | Step-up/step-down chopper device and driving method therefor |
JP2009199764A (en) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Honda Motor Co Ltd | Hybrid direct current power supply system and fuel cell vehicle |
-
2011
- 2011-01-26 JP JP2011013584A patent/JP2012157145A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007267582A (en) * | 2006-02-28 | 2007-10-11 | Yaskawa Electric Corp | Step-up/step-down chopper device and driving method therefor |
JP2009199764A (en) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Honda Motor Co Ltd | Hybrid direct current power supply system and fuel cell vehicle |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015109541A (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 株式会社デンソー | Digital filter |
JP2015162951A (en) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 株式会社 日立産業制御ソリューションズ | bidirectional converter |
CN110100381A (en) * | 2016-12-23 | 2019-08-06 | 瑞士优北罗股份有限公司 | The improvement of single inductor multi output adjuster |
JP2020502988A (en) * | 2016-12-23 | 2020-01-23 | ユー−ブロックス、アクチエンゲゼルシャフトu−blox AG | Improvement of single inductor multi output regulator |
CN110100381B (en) * | 2016-12-23 | 2021-11-12 | 瑞士优北罗股份有限公司 | Single inductor multiple output regulator improvements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7140045B2 (en) | drive circuit | |
US20130234510A1 (en) | Electric vehicle inverter device | |
EP2838187A2 (en) | Resonant converter and method of operating the same | |
JP2011018533A (en) | Secondary battery temperature-increasing control apparatus and vehicle including the same, and secondary battery temperature-increasing control method | |
JP5478190B2 (en) | DCDC converter system | |
US10031190B2 (en) | Voltage detection device | |
US11190117B2 (en) | Apparatus and method for storing energy | |
US9343973B2 (en) | Power conversion apparatus | |
JP2019221063A5 (en) | ||
JP2012157145A (en) | Bidirectional converter, control circuit thereof, and control method thereof | |
US8855953B2 (en) | Electrical power control device and electrical power calculation method in electrical power control device | |
JP2019170073A (en) | Dcdc converter for vehicle | |
JP2011167011A (en) | Dc-dc converter system | |
JP2010004728A (en) | Power conversion apparatus | |
JP6358376B2 (en) | Storage battery conversion device, power supply system, and power supply control method | |
JP2012249348A (en) | Power supply control system | |
JP5273206B2 (en) | Battery heating system | |
JP6350218B2 (en) | Power converter | |
JP6636595B1 (en) | Power converter | |
JP6962379B2 (en) | Power storage device | |
JP2012115018A (en) | Power controller | |
JP5112906B2 (en) | Storage battery drive DC voltage converter and control method of storage battery drive DC voltage converter | |
JPWO2011074154A1 (en) | DC / DC converter | |
JP6378549B2 (en) | Charge / discharge device | |
JP5494191B2 (en) | Chopper circuit manufacturing method, chopper circuit, DC / DC converter, fuel cell system, and control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140910 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140916 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141015 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150310 |