JP2017153322A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御周期をキャリア周期の二倍とした場合でも、デューティの更新をキャリア周期ごとにし、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性を向上させる電力変換装置を提供する。
【解決手段】第一の電力変換回路２ａと、第一の電力変換回路２ａに並列に接続される第二の電力変換回路２ｂと、ＰＷＭ制御をするとき、第一の電力変換回路２ａのデューティに対して第二の電力変換回路２ｂのデューティを半周期ずらして制御する制御回路４と、を備え、制御回路４は、第一の制御周期をキャリア周期の二倍とし、第一の電力変換回路２ａのデューティの更新を、第一のキャリア周期及び第二のキャリア周期ごとにし、第二の制御周期をキャリア周期の二倍とし、第二の電力変換回路のデューティの更新を、第三のキャリア周期及び第四のキャリア周期ごとにする電力変換装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

二つの電力変換回路を並列接続して用いる電力変換装置（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータなど）では、電力変換回路それぞれをＰＷＭ制御する場合、一方の電力変換回路のデューティに対して他方の電力変換回路のデューティを半周期（位相１８０度）ずらすことで、電力変換回路それぞれに発生する電流リプルを相殺している（インターリーブ動作）。

関連する技術として、半導体スイッチ素子、コイルを有する電力変換回路（ブリッジ回路）及び制御回路を備えるＤＣ−ＤＣコンバータが知られている。例えば、特許文献１を参照。

特開２０１５−００９７９１号公報

しかしながら、二つの電力変換回路をそれぞれＰＷＭ制御する場合、制御回路の処理負荷は、一つの電力変換回路を制御する場合の二倍の処理負荷となる。そのため、通常はキャリア周期と制御周期を同じにしているが、制御回路の処理負荷が増加して処理が追いつかない場合には、制御周期をキャリア周期の二倍にしなければならない。ところが、通常デューティ指令値は制御周期ごとに演算されるため、制御周期をキャリア周期の二倍とした場合、キャリア周期二回分同じデューティ指令値が続くことになる。つまり、キャリア周期と制御周期が同じ場合より、デューティ指令値の更新が遅くなる。従って、デューティが更新されるまでの時間が長くなるため、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性が低下することになる。

本発明の一側面に係る目的は、制御周期をキャリア周期の二倍とした場合でも、デューティの更新をキャリア周期ごとにし、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性を向上させる電力変換装置を提供することである。

本発明に係る一つの形態である電力変換装置は、第一の電力変換回路と、第一の電力変換回路に並列に接続される第二の電力変換回路と、第一の電力変換回路と第二の電力変換回路とをＰＷＭ制御をするとき、第一の電力変換回路のデューティに対して第二の電力変換回路のデューティを半周期ずらして制御する制御回路と、を備える。

制御回路は、第一の電力変換回路の第一の制御周期を第一の電力変換回路のキャリア周期の二倍とし、第一の電力変換回路のデューティの更新を、第一の電力変換回路のキャリア周期の前半の第一のキャリア周期及び後半の第二のキャリア周期ごとにする。また、制御回路は、第二の電力変換回路の第二の制御周期を第二の電力変換回路のキャリア周期の二倍とし、第二の電力変換回路のデューティの更新を、第二の電力変換回路のキャリア周期の前半の第三のキャリア周期及び後半の第四のキャリア周期ごとにする。

また、制御回路は、第一の制御周期の一つ前の第三の制御周期において、第一の電力変換回路の第三の制御周期を第一の電力変換回路のキャリア周期の二倍とし、第一の電力変換回路のデューティの更新を、第一の電力変換回路のキャリア周期の前半の第五のキャリア周期及び後半の第六のキャリア周期ごとにし、第二の制御周期の一つ前の第四の制御周期において、第二の電力変換回路の第四の制御周期を第二の電力変換回路のキャリア周期の二倍とし、第二の電力変換回路のデューティの更新を、第二の電力変換回路のキャリア周期の前半の第七のキャリア周期及び後半の第八のキャリア周期ごとにする。

そして、制御回路は、第六のキャリア周期になると、第八のデューティ指令値を第八のキャリア周期で反映させるための設定をする処理と、第一のキャリア周期で反映させる第一のデューティ指令値と、第二のキャリア周期で反映させる第二のデューティ指令値とを算出する処理と、第一のデューティ指令値を、第一のキャリア周期で反映させるための設定をする処理と、第八のキャリア周期になると、第三のキャリア周期で反映させる第三のデューティ指令値と、第四のキャリア周期で反映させる第四のデューティ指令値とを算出する処理と、第三のデューティ指令値を、第三のキャリア周期で反映させるための設定をする処理と、第一のキャリア周期になると、第二のデューティ指令値を第二のキャリア周期で反映させるための設定をする処理と、を実行する。

また、電力変換装置の第一の端子とバッテリとが接続され、電力変換装置の第二の端子とストレージとが接続される。

制御周期をキャリア周期の二倍とした場合でも、デューティの更新をキャリア周期ごとにし、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性を向上させることができる。

二つの電力変換回路を有する電力変換装置の一実施例を示す図である。 制御回路の処理と、第一の電力変換回路のデューティ指令値及び第二の電力変換回路のデューティ指令値との関係を示す図である。 電力変換回路を並列接続して用いる電力変換装置の動作の一実施例を示すフロー図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
電力変換装置１の構成について説明する。
図１は、二つの電力変換回路２ａ、２ｂを有する電力変換装置１の一実施例を示す図である。電力変換装置１は、電力変換回路２ａ（第一の電力変換回路）、２ｂ（第二の電力変換回路）、増幅回路３ａ、３ｂ、シャント抵抗Ｒａ、Ｒｂ、制御回路４を備える、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータなどである。また、電力変換装置１は二つの電力変換回路２ａ、２ｂは、互いに並列接続されている。

電力変換回路２ａ（双方向昇降圧型）は、スイッチ素子Ｓ１ａのドレインと入出力端子５（第一の端子）とが接続され、スイッチ素子Ｓ１ａのソースとスイッチ素子Ｓ２ａのドレインとコイルＬａの一方の端子とが接続され、スイッチ素子Ｓ３ａのドレインと入出力端子６（第二の端子）とが接続され、スイッチ素子Ｓ３ａのソースとスイッチ素子Ｓ４ａのドレインとコイルＬａの他方の端子とが接続される。電力変換回路２ｂ（双方向昇降圧型）は、スイッチ素子Ｓ１ｂのドレインと入出力端子５とが接続され、スイッチ素子Ｓ１ｂのソースとスイッチ素子Ｓ２ｂのドレインとコイルＬｂの一方の端子とが接続され、スイッチ素子Ｓ３ｂのドレインと入出力端子６とが接続され、スイッチ素子Ｓ３ｂのソースとスイッチ素子Ｓ４ｂのドレインとコイルＬｂの他方の端子とが接続される。なお、スイッチ素子Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などである。

増幅回路３ａはシャント抵抗Ｒａの両端の電圧を増幅する。また、増幅回路３ｂはシャント抵抗Ｒｂの両端の電圧を増幅する。増幅回路３ａ及び増幅回路３ｂは、例えば、オペアンプなどを備えた回路である。

シャント抵抗Ｒａは、一方の端子がスイッチ素子Ｓ２ａのソースとスイッチ素子Ｓ４ａのソースとに接続され、他方の端子がグランド端子７、８に接続される。また、シャント抵抗Ｒｂは、一方の端子がスイッチ素子Ｓ２ｂのソースとスイッチ素子Ｓ４ｂのソースとに接続され、他方の端子がグランド端子７、８に接続される。

なお、本例では、増幅回路３ａとシャント抵抗Ｒａ、増幅回路３ｂとシャント抵抗Ｒｂを用いて電流検出をしているが、電流センサを用いてもよい。
制御回路４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）などを用いて構成される回路である。制御回路４の端子は、制御線により、スイッチ素子Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂのそれぞれのゲート（制御端子）と接続され、制御回路４の他の端子は増幅回路３ａ、３ｂの出力端子と信号線により接続されている。

制御回路４について説明する。
制御回路４は、二つの電力変換回路２ａ、２ｂそれぞれをＰＷＭ制御し、インターリーブ動作させるために、電力変換回路２ａのデューティに対して電力変換回路２ｂのデューティを半周期（位相１８０度）ずらして制御する。

また、制御回路４は、電力変換回路２ａ、２ｂそれぞれの制御周期をキャリア周期の二倍にしてＰＷＭ制御をする。すなわち、制御回路４は、電力変換回路２ａの制御周期を、電力変換回路２ａのキャリア周期の二倍とする。例えば、第一の制御周期の前半のキャリア周期を第一のキャリア周期と呼び、後半のキャリア周期を第二のキャリア周期と呼ぶ。また、制御回路４は、電力変換回路２ｂの制御周期を、電力変換回路２ｂのキャリア周期の二倍とする。例えば、第二の制御周期の前半のキャリア周期を第三のキャリア周期と呼び、後半のキャリア周期を第四のキャリア周期と呼ぶ。

また、制御回路４は、電力変換回路２ａのデューティ指令値の更新を、電力変換回路２ａの第一のキャリア周期及び第二のキャリア周期ごとにする。すなわち、制御回路４は、第一のキャリア周期では第一のデューティ指令値に基づくデューティを反映させ、第二のキャリア周期では第二のデューティ指令値に基づくデューティを反映させる。なお、第一のデューティ指令値と第二のデューティ指令値とは異なる値にする。また、制御回路４は、電力変換回路２ｂのデューティ指令値の更新を、電力変換回路２ｂの第三のキャリア周期及び第四のキャリア周期ごとにする。すなわち、制御回路４は、第三のキャリア周期では第三のデューティ指令値に基づくデューティを反映させ、第四のキャリア周期では第四のデューティ指令値に基づくデューティを反映させる。なお、第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値とは異なる値にする。

ここで、第一のデューティ指令値と第二のデューティ指令値を異なる値にする理由、及び、第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値を異なる値にする理由は、第一のデューティ指令値と第二のデューティ指令値を同じ値にし、第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値を同じ値にすると、同じデューティが連続するため、次の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すような不具合が生じるためである。
（Ａ）キャリア周期二回分同じデューティ指令値が続くと、デューティが更新されるまでの時間が長くなるため、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性が低下する。
（Ｂ）デューティ指令値が１［％］に近づくにつれて、ハードウェアの制約により、実際に算出したデューティ指令値をキャリア周期に反映できなくなるため、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性が低下する。例えば、ＰＷＭ制御において電流推定を行うためには、シャント抵抗Ｒａ、Ｒｂの両端電圧を増幅回路３ａ、３ｂが増幅する必要がある。その場合に、増幅回路３ａ、３ｂが増幅を正しく行うためには、増幅回路３ａ、３ｂが安定するまでの時間（追従時間）を待たなければならない。そうすると追従時間と、制御回路４に増幅回路３ａ、３ｂが増幅した電圧を取り込む時間（サンプリング時間）とが必要となるため、この時間よりデューティを短くすることができない。すなわち、デューティ指令値が小さくなると、このハードウェアの制限により、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性が低下する。
（Ｃ）スイッチ素子Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂの駆動と停止を切り替える際にスイッチングノイズが発生するが、ノイズを除去又は分散させることが難しい。
（Ｄ）スイッチ素子Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂの駆動と停止を切り替える際に、コイルＬａ、Ｌｂや電力変換装置１の周辺回路として設けられるコンデンサなどに流れる電流により、コイルＬａ、Ｌｂ、コンデンサなどが音鳴きを発生するが、この音鳴きを除去又は分散させることが難しい。

（Ａ）から（Ｄ）の対処方法について説明する。
（Ａ）に対処するため、第一のデューティ指令値と第二のデューティ指令値をそれぞれ求め、第一のキャリア周期と第二のキャリア周期に反映できるように設定する。また、第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値をそれぞれ求め、第三のキャリア周期と第四のキャリア周期に反映できるように設定する。その結果、同じデューティ指令値をキャリア周期二回分用いる場合より、デューティが更新されるまでの時間が短くなるため、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性が向上する。

（Ｂ）に対処するため、第一のデューティ指令値と第二のデューティ指令値を、ハードウェアの制約に基づいて異なる値に設定できるようにする。また、第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値を、ハードウェアの制約に基づいて異なる値に設定できるようにする。

例えば、ハードウェアの制約として、予め設定されたデューティ指令値の下限値が５［％］以下である場合に、算出したデューティ指令値が５［％］であると、通常はデューティ指令値を制御周期ごとに演算されるため、適切なＰＷＭ制御ができなくなる。更に、キャリア周期が二倍になると、適切にＰＷＭ制御ができない時間が二倍になり、通常よりＰＷＭ制御の制御性及び応答性が低下する。

そこで、本実施例ではデューティ指令値が５［％］の場合、第一のデューティ指令値を１０［％］（＝５［％］＋５［％］）とし、第二のデューティ指令値を０［％］とすれば、第一の制御周期において、第一のデューティ指令値と第二のデューティ指令値はそれぞれが５［％］のときと等価となる。その結果、第一の制御周期において正しくＰＷＭ制御ができるようになり、デューティの分解能をあげることができる。すなわち、スムーズにデューティを変更可能にできるため、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性が向上させることができる。このことは第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値についても同じことがいえる。

（Ｃ）に対処するために、第一のデューティ指令値と第二のデューティ指令値に、ノイズが発生し難い異なるデューティ指令値を設定することで、スイッチングタイミングをずらしスイッチング周波数を変化させることで、スイッチングにより発生するノイズを除去又は分散させることができる。また、第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値に、ノイズが発生し難い異なるデューティ指令値を設定することで、スイッチングタイミングをずらしスイッチング周波数を変化させることで、スイッチングにより発生するノイズを除去又は分散させることができる。

例えば、算出したデューティ指令値がＡ［％］の場合、第一のデューティ指令値に（２×Ａ）＋α［％］を設定し、第二のデューティ指令値に（２×Ａ）−α［％］を設定する。ここで、α［％］はスイッチングタイミングをずらすための値である。このことは第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値についても同じことがいえる。

（Ｄ）に対処するために、第一のデューティ指令値と第二のデューティ指令値に、スイッチングにより発生するコイルＬａ、Ｌｂ、コンデンサなどで発生する音鳴りを、発生し難くする異なるデューティ指令値を設定することで、コイルＬａ、Ｌｂ、コンデンサなどから発生する音鳴りを除去又は分散することができる。また、第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値に、スイッチングにより発生するコイルＬａ、Ｌｂ、コンデンサなどにより発生する音鳴りを、発生し難くする異なるデューティ指令値を設定することで、コイルＬａ、Ｌｂ、コンデンサなどから発生する音鳴りを除去又は分散することができる。

例えば、算出したデューティ指令値がＡ［％］の場合、第一のデューティ指令値に（２×Ａ）＋β［％］を設定し、第二のデューティ指令値に（２×Ａ）−β［％］を設定する。ここで、β［％］はコイルＬａ、Ｌｂ、コンデンサなどから発生する音鳴りを除去又は分散するための値である。このことは第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値についても同じことがいえる。

なお、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の対処方法を組み合わせて用いてもよい。
制御回路４の動作について説明する。
図２を用いて、制御回路４が各デューティ指令値を算出し反映するタイミングについて説明する。図２は、制御回路４の処理と、電力変換回路２ａのデューティ指令値及び電力変換回路２ｂのデューティ指令値との関係を示す図である。縦軸に、制御回路４の処理、電力変換回路２ａのデューティ指令値、電力変換回路２ｂのデューティ指令値が示され、横軸に、時間が示されている。

なお、図２においては、電力変換回路２ａの第一の制御周期の一つ前を第三の制御周期と定義する。そして第一の制御周期の前半のキャリア周期を第一のキャリア周期とし、後半のキャリア周期を第二のキャリア周期とし、第三の制御周期の前半のキャリア周期を第五のキャリア周期とし、後半のキャリア周期を第六のキャリア周期と定義する。また、図２においては、電力変換回路２ｂの第二の制御周期の一つ前を第四の制御周期と定義する。そして第二の制御周期の前半のキャリア周期を第三のキャリア周期とし、後半のキャリア周期を第四のキャリア周期とし、第四の制御周期の前半のキャリア周期を第七のキャリア周期とし、後半のキャリア周期を第八のキャリア周期と定義する。

図２のＡには、制御回路４が、処理２０３より前に算出した第四のデューティ指令値を第四のキャリア周期に反映させる設定をする処理２０１と、第一の制御周期で用いる第一のデューティ指令値と第二のデューティ指令値を算出する処理２０２と、第二の制御周期で用いる第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値を算出する処理２０３と、第一の制御周期で算出した第二のデューティ指令値を第二のキャリア周期に反映させる設定をする処理２０４と、が示されている。

図２のＢには、処理２０２より前に算出した第一のデューティ指令値が反映された処理２０５と、処理２０２より前に算出した第二のデューティ指令値が反映された処理２０６と、処理２０２で算出した第一のデューティ指令値が反映された処理２０７と、処理２０２で算出した第二のデューティ指令値が反映された処理２０８と、が示されている。

図２のＣには、処理２０３より前に算出した第三のデューティ指令値が反映された処理２０９と、処理２０３より前に算出した第四のデューティ指令値が反映された処理２１０と、処理２０３で算出した第三のデューティ指令値が反映された処理２１１と、処理２０３で算出した第四のデューティ指令値が反映された処理２１２と、が示されている。

図２において、第六のキャリア周期になると、時間ｔ０からｔ１のタイミングにおいて、処理２０１を実行し、第四の制御周期の第八のキャリア周期のために算出した第四のデューティ指令値を、処理２１０に対応する第四のキャリア周期で反映させるため、制御回路４は記憶部に設定をする。

続いて、時間ｔ１から、第一の制御周期の第一のキャリア周期で実行する処理２０７で用いる第一のデューティ指令値と第二のキャリア周期で実行する処理２０８で用いる第二のデューティ指令値とを算出する処理２０２を、制御回路４が開始する。

時間ｔ２において、処理２０２で算出した第一のデューティ指令値を、処理２０７に対応する第一のキャリア周期で反映させるため、制御回路４は記憶部に設定をする。時間ｔ２は、処理２０２において第一のデューティ指令値を算出したのちの時間である。

続いて、時間ｔ３になると、時間ｔ０からｔ１のタイミングにおいて設定した第四のデューティ指令値を反映させた処理２１０を、制御回路４が開始する。
続いて、時間ｔ４から、第二の制御周期の第三のキャリア周期で実行する処理２１１で用いる第三のデューティ指令値と第四のキャリア周期で実行する処理２１２で用いる第四のデューティ指令値とを算出する処理２０３を、制御回路４が開始する。

時間ｔ５になると、処理２０３で算出した第三のデューティ指令値を、処理２１１に対応する第三のキャリア周期で反映させるため、制御回路４は記憶部に設定をする。時間ｔ５は、処理２０３において第三のデューティ指令値を算出したのちの時間である。

続いて、時間ｔ６からｔ７のタイミングにおいて、処理２０４を実行し、第一の制御周期の第二のキャリア周期のために算出した第二のデューティ指令値を、処理２０８に対応する第二のキャリア周期で反映させるため、制御回路４は記憶部に設定をする。

制御回路４の動作について説明する。
図３は、電力変換回路２ａ、２ｂを並列接続して用いる電力変換装置１の動作の一実施例を示すフロー図である。

ステップＳ１では、第四の制御周期の第八のキャリア周期のために算出した第四のデューティ指令値を、第八のキャリア周期で反映させるため、制御回路４が記憶部に設定する。ステップＳ１の処理は図２の時間ｔ０からｔ１で実行する処理２０１に相当する。

ステップＳ２では、第一の制御周期の第一のキャリア周期で用いる第一のデューティ指令値と第二のキャリア周期で用いる第二のデューティ指令値とを、制御回路４で算出する。図２の時間ｔ１からｔ４で実行する処理２０２に相当する。

ステップＳ３では、ステップＳ２で算出した第一のデューティ指令値を、第一のキャリア周期で反映させるため、制御回路４はステップＳ２で算出した第一のデューティ指令値を記憶部に設定する。ステップＳ３の処理は図２の時間ｔ２から実行する。ただし、ステップＳ３の処理は必ずしも時間ｔ２から始めなくてもよく、第一のデューティ指令値を算出したのち、時間ｔ２からｔ５までの間で実行してもよい。例えば、第一のデューティ指令値と第二のデューティ指令値を算出したのち、時間ｔ４からｔ５までの間で実行してもよい。

ステップＳ４では、第八のキャリア周期で第四のデューティ指令値が反映された処理が開始されたか否かを制御回路４が判定し、開始されている場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ５に移行し、開始されていない場合（Ｎｏ）にはステップＳ４に移行して待機する。例えば、図２の時間ｔ３を経過していればステップＳ５に移行する。

ステップＳ５では、第二の制御周期の第三のキャリア周期で用いる第三のデューティ指令値と第四のキャリア周期で用いる第四のデューティ指令値とを、制御回路４が算出する。図２の時間ｔ４からｔ６で実行する処理２０３に相当する。

ステップＳ６では、ステップＳ５で算出した第三のデューティ指令値を、第三のキャリア周期で反映させるため、制御回路４がステップＳ５で算出した第三のデューティ指令値を記憶部に設定する。ステップＳ６の処理は図２の時間ｔ５から実行する。ただし、ステップＳ６の処理は必ずしも時間ｔ５から始めなくてもよく、第三のデューティ指令値を算出したのち、時間ｔ５からｔ７までの間で実行してもよい。例えば、第三のデューティ指令値と第四のデューティ指令値を算出したのち、時間ｔ６からｔ７までの間で実行してもよい。

ステップＳ７では、電力変換回路２ａが第一のキャリア周期で第一のデューティ指令値が反映された処理が開始されたか否かを制御回路４が判定し、開始されている場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ８に移行し、まだ開始されていない場合（Ｎｏ）にはステップＳ７に移行して待機する。例えば、図２の時間ｔ５を経過していればステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、ステップＳ２で算出した第二のデューティ指令値を、第二のキャリア周期で反映させるため、制御回路４が記憶部に設定する。ステップＳ８の処理は図２の時間ｔ６からｔ７で実行する処理２０４に相当する。

なお、ＰＷＭ制御をする際、図３に示すステップＳ１からＳ８の処理を、制御回路４が繰り返し実行する。
このように、制御周期をキャリア周期の二倍とした場合でも、デューティの更新をキャリア周期ごとにすることで、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性を向上させることができる。

すなわち、第一の制御周期が第一のキャリア周期あるいは第二のキャリア周期の二倍で、第二の制御周期が第三のキャリア周期あるいは第四のキャリア周期の二倍の場合でも、第一のデューティ指令値から第四のデューティ指令値の更新を、それぞれが対応する第一のキャリア周期から第四のキャリア周期においてできるため、デューティ指令値の更新が早くなる。従って、デューティが更新されるまでの時間が短くなるので、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性が向上する。

なお、上記では図１を用いて双方向昇降圧型電力変換装置について説明したが、昇圧型電力変換装置あるいは降圧型電力変換装置にも適用することができる。
また、例えば、電力変換装置１を車両に設ける場合に、入出力端子５には、補機、オルタネータ、スタータモーター、バッテリが接続され、入出力端子６には、充放電可能なストレージ、負荷が接続されるシステムが考えられる。そのようなシステムにおいも、適切なデューティを用いることができるので、デューティ指令値の更新が早くできるため、デューティが更新されるまでの時間を短くできる。従って、ＰＷＭ制御の制御性及び応答性が向上する。

なお、バッテリは、例えば、鉛バッテリなどで、ストレージは、例えば、リチウムイオン電池及びリチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタなどのキャパシタが考えられる。また、上記システムは、不図示のエンジンの始動時又はエンジンの再始動時には、バッテリからスタータモーターに電力が供給され、ストレージから負荷に電力が供給される。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ 電力変換装置
２ａ、２ｂ 電力変換回路
３ａ、３ｂ 増幅回路
４ 制御回路
５、６ 入出力端子
７、８ グランド端子
Ｌａ、Ｌｂ コイル
Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ スイッチ素子
Ｒａ、Ｒｂ シャント抵抗

Claims (3)

1. 第一の電力変換回路と、
   前記第一の電力変換回路に並列に接続される第二の電力変換回路と、
   前記第一の電力変換回路と前記第二の電力変換回路とをＰＷＭ制御をするとき、前記第一の電力変換回路のデューティに対して前記第二の電力変換回路のデューティを半周期ずらして制御する制御回路と、を備える電力変換装置であって、
   前記制御回路は、
   前記第一の電力変換回路の第一の制御周期を前記第一の電力変換回路のキャリア周期の二倍とし、前記第一の電力変換回路のデューティの更新を、前記第一の電力変換回路のキャリア周期の前半の第一のキャリア周期及び後半の第二のキャリア周期ごとにし、
   前記第二の電力変換回路の第二の制御周期を前記第二の電力変換回路のキャリア周期の二倍とし、前記第二の電力変換回路のデューティの更新を、前記第二の電力変換回路のキャリア周期の前半の第三のキャリア周期及び後半の第四のキャリア周期ごとにする、
   ことを特徴とする電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置であって、
   前記制御回路は、
   前記第一の制御周期の一つ前の第三の制御周期において、前記第一の電力変換回路の前記第三の制御周期を前記第一の電力変換回路のキャリア周期の二倍とし、前記第一の電力変換回路のデューティの更新を、前記第一の電力変換回路のキャリア周期の前半の第五のキャリア周期及び後半の第六のキャリア周期ごとにし、
   前記第二の制御周期の一つ前の第四の制御周期において、前記第二の電力変換回路の前記第四の制御周期を前記第二の電力変換回路のキャリア周期の二倍とし、前記第二の電力変換回路のデューティの更新を、前記第二の電力変換回路のキャリア周期の前半の第七のキャリア周期及び後半の第八のキャリア周期ごとにし、
   前記第六のキャリア周期になると、前記第八のデューティ指令値を前記第八のキャリア周期で反映させるための設定をする処理と、
   前記第一のキャリア周期で反映させる前記第一のデューティ指令値と、前記第二のキャリア周期で反映させる前記第二のデューティ指令値とを算出する処理と、
   前記第一のデューティ指令値を、前記第一のキャリア周期で反映させるための設定をする処理と、
   前記第八のキャリア周期になると、前記第三のキャリア周期で反映させる前記第三のデューティ指令値と、前記第四のキャリア周期で反映させる前記第四のデューティ指令値とを算出する処理と、
   前記第三のデューティ指令値を、前記第三のキャリア周期で反映させるための設定をする処理と、
   前記第一のキャリア周期になると、前記第二のデューティ指令値を前記第二のキャリア周期で反映させるための設定をする処理と、
   を実行することを特徴とする電力変換装置。
3. 請求項１又は２に記載の電力変換装置であって、
   前記電力変換装置の第一の端子とバッテリとが接続され、前記電力変換装置の第二の端子とストレージとが接続される、
   ことを特徴とする電力変換装置。