JP2017158373A - Control method for multi-phase step-up converter, and multi-phase step-up converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は多相昇圧コンバータの制御方法に関し、例えば、複数の昇圧コンバータを並列接続し、当該複数の昇圧コンバータを複数の異なる位相の駆動信号により制御する多相昇圧コンバータの制御方法に関する。 The present invention relates to a control method for a multiphase boost converter, for example, a control method for a multiphase boost converter in which a plurality of boost converters are connected in parallel and the plurality of boost converters are controlled by a plurality of drive signals having different phases.
昇圧コンバータの1つに複数の昇圧コンバータを並列接続して、当該複数の昇圧コンバータを複数の異なる位相の駆動信号により制御する多相昇圧コンバータがある。多相昇圧コンバータは、単相の昇圧コンバータよりも高負荷では1相当りの負荷を減らすことができるため、小型化が可能である。この多相昇圧コンバータの一例が特許文献1に開示されている。
There is a multiphase boost converter in which a plurality of boost converters are connected in parallel to one of the boost converters, and the plurality of boost converters are controlled by a plurality of drive signals having different phases. Since the multiphase boost converter can reduce the load equivalent to 1 at a higher load than the single phase boost converter, the multiphase boost converter can be downsized. An example of this multiphase boost converter is disclosed in
特許文献1に記載の多相昇圧コンバータの制御方法では、多相昇圧コンバータへの入力電力が予め定められた基準値を超えたタイミングで駆動相数を切り替える。具体的には、その基準値が、負荷(例えばモータなど)への供給電力が不足することになる入力電力値として予め設定されている。そのため、特許文献1に記載の技術を用いた場合、必ずしも多相昇圧コンバータの電力効率を高い状態で維持することができない虞があった。
In the control method of the multiphase boost converter described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、多相昇圧コンバータの電力効率を高く維持することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to maintain high power efficiency of a multiphase boost converter.
本発明にかかる多相昇圧コンバータの制御方法の一態様は、負荷回路に供給する出力電圧が出力される出力端子に対して並列に接続された複数の昇圧回路を有する多相昇圧コンバータの制御方法であって、前記多相昇圧コンバータの電力効率が最も高くなる駆動相数と前記多相昇圧コンバータへの入力電流との対応を示すマップを異なる出力電圧値毎に予め準備するマップ準備ステップと、前記多相昇圧コンバータの前記出力電圧を検出し、検出した前記出力電圧に基づいて、前記マップの1つを選択するマップ選択ステップと、前記多相昇圧コンバータの前記入力電流を検出し、選択した前記マップに基づいて、検出した前記入力電流において最も前記電力効率が高くなる前記駆動相数を選択する駆動相数選択ステップと、を有する。 One aspect of a control method for a multi-phase boost converter according to the present invention is a control method for a multi-phase boost converter having a plurality of boost circuits connected in parallel to an output terminal from which an output voltage supplied to a load circuit is output. A map preparation step for preparing in advance a map showing the correspondence between the number of drive phases in which the power efficiency of the multiphase boost converter is highest and the input current to the multiphase boost converter for each different output voltage value; A map selection step of detecting the output voltage of the multiphase boost converter and selecting one of the maps based on the detected output voltage; and detecting and selecting the input current of the multiphase boost converter And a drive phase number selection step of selecting the number of drive phases where the power efficiency is highest in the detected input current based on the map.
上記本発明の一態様によれば、入力電力の大小によらず、その時点で電力効率が最も高くなる駆動相数を選択しながら多相昇圧コンバータを制御するため高い電力効率を維持するように多相制御コンバータを動作させることができる。 According to the above aspect of the present invention, high power efficiency is maintained because the multi-phase boost converter is controlled while selecting the number of drive phases with the highest power efficiency at that time regardless of the magnitude of the input power. A multi-phase control converter can be operated.
本発明にかかる多相昇圧コンバータの制御方法の別の態様は、負荷回路に供給する出力電圧が出力される出力端子に対して並列に接続された複数の昇圧回路を有する多相昇圧コンバータの制御方法であって、前記複数の昇圧回路に与える駆動信号の周波数をキャリア周波数とし、異なる前記キャリア周波数毎に前記多相昇圧コンバータの電力効率が最も高くなる駆動相数と前記多相昇圧コンバータへの入力電流との対応を示すマップを予め準備するマップ準備ステップと、前記多相昇圧コンバータの現在の前記キャリア周波数に基づいて、前記マップの1つを選択するマップ選択ステップと、前記多相昇圧コンバータの前記入力電流を検出し、選択した前記マップに基づいて、検出した前記入力電流において最も前記電力効率が高くなる前記駆動相数を選択する駆動相数選択ステップと、を有する。 Another aspect of the control method of the multi-phase boost converter according to the present invention is to control a multi-phase boost converter having a plurality of boost circuits connected in parallel to an output terminal from which an output voltage supplied to a load circuit is output. The frequency of drive signals applied to the plurality of booster circuits is a carrier frequency, and the number of drive phases in which the power efficiency of the multiphase boost converter is highest for each of the different carrier frequencies and the number of drive phases to the multiphase boost converter. A map preparing step of preparing a map showing a correspondence with an input current in advance; a map selecting step of selecting one of the maps based on the current carrier frequency of the multiphase boost converter; and the multiphase boost converter The input current is detected, and based on the selected map, the power efficiency is the highest in the detected input current. Has a number of drive phases selecting step of selecting the dynamic phase number, the.
上記本発明の一態様によれば、入力電力の大小によらず、その時点で電力効率が最も高くなる駆動相数を選択しながら多相昇圧コンバータを制御するため高い電力効率を維持するように多相制御コンバータを動作させることができる。 According to the above aspect of the present invention, high power efficiency is maintained because the multi-phase boost converter is controlled while selecting the number of drive phases with the highest power efficiency at that time regardless of the magnitude of the input power. A multi-phase control converter can be operated.
本発明にかかる多相昇圧コンバータの制御方法によれば、多相昇圧コンバータの電力効率を高く維持しながら多相昇圧コンバータを動作させることができる。 According to the control method of the multiphase boost converter according to the present invention, the multiphase boost converter can be operated while maintaining the power efficiency of the multiphase boost converter high.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For clarity of explanation, the following description and drawings are omitted and simplified as appropriate. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as necessary.
まず、図1に実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータを含むシステム1の概略図を示す。図1に示すように、実施の形態1にかかるシステム1は、入力電源10、多相昇圧コンバータ11、電力制御ユニット20を有する。
First, FIG. 1 shows a schematic diagram of a
入力電源10は、例えば、燃料電池である。システム1では、燃料電池10が生成する入力電圧Vinを多相昇圧コンバータ11で昇圧して電力制御ユニット20に与える出力電圧VHを生成する。つまり、電力制御ユニット20は、多相昇圧コンバータ11に対する負荷回路である。多相昇圧コンバータ11は、負荷回路(例えば、電力制御ユニット20)に供給する出力電圧が出力される出力端子に対して複数の昇圧回路を、同一周波数を有する複数の駆動信号により駆動するものである。また、電力制御ユニット20は、車載高圧バッテリー電圧をシステム電圧まで昇圧する昇圧コンバータと、直流電圧を交流電圧に変換して車輌の動力源となるモータを駆動するインバータと、を有する。
The
多相昇圧コンバータ11は、リアクトルL1〜L4、ダイオードD1〜D4、駆動トランジスタSTr1〜STr4、制御部12、電流検出部13、出力電圧検出部14、コンデンサC1を有する。多相昇圧コンバータ11では、1つのリアクトルと、1つのダイオードと、1つの駆動トランジスタと、により1つの昇圧回路が形成される。
図1に示す例では、リアクトルL1〜L4の一端がそれぞれ多相昇圧コンバータ11の入力端子に接続される。そして、ダイオードD1は、リアクトルL1の他端にアノードが接続され、多相昇圧コンバータ11の出力端子にカソードが接続される。ダイオードD2は、リアクトルL2の他端にアノードが接続され、多相昇圧コンバータ11の出力端子にカソードが接続される。ダイオードD3は、リアクトルL3の他端にアノードが接続され、多相昇圧コンバータ11の出力端子にカソードが接続される。ダイオードD4は、リアクトルL4の他端にアノードが接続され、多相昇圧コンバータ11の出力端子にカソードが接続される。
In the example shown in FIG. 1, one end of each of reactors L <b> 1 to L <b> 4 is connected to the input terminal of
また、駆動トランジスタSTr1は、コレクタがリアクトルL1とダイオードD1との間に接続され、エミッタが接地配線に接続され、ベースにU相の駆動信号SCuが与えられる。駆動トランジスタSTr2は、コレクタがリアクトルL2とダイオードD2との間に接続され、エミッタが接地配線に接続され、ベースにV相の駆動信号SCvが与えられる。駆動トランジスタSTr3は、コレクタがリアクトルL3とダイオードD3との間に接続され、エミッタが接地配線に接続され、ベースにW相の駆動信号SCwが与えられる。駆動トランジスタSTr4は、コレクタがリアクトルL4とダイオードD4との間に接続され、エミッタが接地配線に接続され、ベースにX相の駆動信号SCxが与えられる。 The drive transistor STr1 has a collector connected between the reactor L1 and the diode D1, an emitter connected to the ground wiring, and a U-phase drive signal SCu supplied to the base. The drive transistor STr2 has a collector connected between the reactor L2 and the diode D2, an emitter connected to the ground wiring, and a V-phase drive signal SCv applied to the base. The drive transistor STr3 has a collector connected between the reactor L3 and the diode D3, an emitter connected to the ground wiring, and a W-phase drive signal SCw applied to the base. The drive transistor STr4 has a collector connected between the reactor L4 and the diode D4, an emitter connected to the ground wiring, and an X-phase drive signal SCx applied to the base.
実施の形態1にかかるシステム1では、多相昇圧コンバータ11の出力端子にコンデンサC1が配置され、電力制御ユニット20の入力端子にコンデンサC2が配置される。コンデンサC1は、多相昇圧コンバータ11の出力電圧を平滑化する。コンデンサC2は、電力制御ユニット20に与えられる電圧において電力制御ユニット20の消費電流に応じて発生する変動を抑制するバイパスコンデンサである。
In the
電流検出部13は、多相昇圧コンバータ11の入力端子と複数の昇圧回路との間を接続する電源配線上に設けられ、多相昇圧コンバータ11に入力される入力電流の大きさを検出する。電流検出部13は、検出した入力電流の大きさの情報を入力電流値Iinとして出力する。
The current detection unit 13 is provided on a power supply wiring that connects between the input terminal of the
出力電圧検出部14は、接地配線と多相昇圧コンバータ11の出力配線との間に設けられ、多相昇圧コンバータ11の出力電圧の大きさを検出する。出力電圧検出部14は、検出した出力電圧の大きさの情報を出力電圧値VHとして出力する。
The output
制御部12は、例えば、演算回路と、メモリ、ADコンバータ、DAコンバータ、タイマ等の周辺回路と、が1つのパッケージに収められたマイクロコントローラユニット(以下MCUと称す)である。制御部12は、同一周波数を有する複数の駆動信号(例えば駆動信号SCu、SCv、SCw、SCx)により複数の昇圧回路を駆動する。ここで、制御部12は、電流検出部13から入力電流値Iinに応じて昇圧回路に出力する駆動信号の数を変更することで、多相昇圧コンバータ11の駆動相数を切り替える。また、制御部12は、異なる出力電圧値VH毎に設けられるマップを複数含むマップ群を有する。このマップ群は、例えば、制御部12内のメモリに格納される。また、制御部12は、内部のメモリに、後述する多相昇圧コンバータ11の制御を行うためのプログラムを格納し、演算回路により当該プログラムを実行することで、以下で説明する多相昇圧コンバータ11の制御を行うものとする。
The
ここで、制御部12に格納されるマップ群について説明する。実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11では、設計段階で測定、或いは、予測される多相昇圧コンバータ11の特性に基づきマップ群を予め準備する。具体的には、多相昇圧コンバータ11の特性に基づき、多相昇圧コンバータの電力効率が最も高くなる駆動相数と前記多相昇圧コンバータへの入力電流との対応関係を求めることでマップを作成する。また、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11では、異なる出力電圧値毎にマップを作成し、作成された複数のマップを1つのマップ群として制御部12のメモリ等に格納する。
Here, the map group stored in the
このマップ群の一例について説明する。そこで、図2に実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータで用いられるマップの構成を説明する図を示す。図2に示すグラフは、横軸を入力電流の大きさ、縦軸を多相昇圧コンバータ11の電力効率とするものである。
An example of this map group will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the map used in the multiphase boost converter according to the first embodiment. In the graph shown in FIG. 2, the horizontal axis represents the magnitude of the input current, and the vertical axis represents the power efficiency of the
図2に示すように、多相昇圧コンバータ11は、駆動相数毎に電力効率曲線において電力効率が最も高くなる入力電流の値が異なる。また、電力効率曲線は、互いに交差する点を持っており、この交差点に対応する入力電流を実施の形態1にかかる制御方法では相数切替閾値と称す。そして、相数切替閾値より小さい入力電流である場合は駆動相数が少ない方が電力効率が高く、相数切替閾値より大きい入力電流である場合は駆動相数が多い方が電力効率が高くなる。また、図2に示すように、出力電圧値VHの大きさの違いに応じて、多相昇圧コンバータ11の変換効率曲線は異なる。
As shown in FIG. 2, the
多相昇圧コンバータ11の変換効率曲線は、上記のような特徴を有する。そこで、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11では、出力電圧値毎に多相昇圧コンバータの電力効率が最も高くなる駆動相数と多相昇圧コンバータへの入力電流との対応を示すマップを作成する。このマップは、図2の上図の例では、1相駆動の電力効率曲線と2相駆動の電力効率曲線とが交わる入力電流値に対応する相数切替閾値TH1aよりも小さい入力電流に対しては1相を選択駆動相数を指定し、2相駆動の電力効率曲線と3相駆動の電力効率曲線とが交わる入力電流値に対応する相数切替閾値TH2aと相数切替閾値TH1aとの間の入力電流に対しては2相を選択駆動相数を指定し、3相駆動の電力効率曲線と4相駆動の電力効率曲線とが交わる入力電流値に対応する相数切替閾値TH3aと相数切替閾値TH2aとの間の入力電流に対しては3相を選択駆動相数を指定し、相数切替閾値TH3aよりも大きな入力電流に対しては4相を選択駆動相数を指定する情報を含む。つまり、相数切替閾値は、最も電力効率が高くなる駆動相数の変化点に対応する入力電流に対応する値として定義される。そして、図2に示した例では、出力電圧値VHの違いに応じて3つのマップを作成し、3つのマップを含むマップ群を制御部12のメモリに格納する。
The conversion efficiency curve of the
続いて、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11の制御手順について説明する。そこで、図3に実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータの制御手順を説明するフローチャートを示す。なお、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11では、図3に示した駆動相数切り替え処理を連続的或いは間欠的に繰り返し実行するものとする。
Subsequently, a control procedure of the
図3に示すように、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11の制御方法では、まず、制御部12のメモリ等に多相昇圧コンバータ11の電力効率が最も高くなる駆動相数と多相昇圧コンバータ11への入力電流値Iinとの対応を示すマップを異なる出力電圧値VH毎に予め準備するマップ準備ステップを行うことで多相昇圧コンバータ11を制御するための準備を整える。
As shown in FIG. 3, in the control method of the
実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11は、マップ準備ステップ完了後に、駆動相数切り替え処理を開始する。まず、ステップS1では、制御部12が入力電流値Iin及び出力電圧値VHを電流検出部13及び出力電圧検出部14から読み込む。次いで、制御部12は、ステップS2として、出力電圧値VHに応じたマップをマップ群から1つ選択し、選択したマップを参照する。制御部12は、このステップS1及びS2により、多相昇圧コンバータ11の出力電圧を検出し、検出した出力電圧に基づいて、マップの1つを選択するマップ選択ステップを行う。
The
次いで、制御部12は、ステップS3として、前サイクルで取得した入力電流値Iinと現サイクルで取得している入力電流値Iinと比較して、入力電流値Iinの変化が相数切替閾値を超えるものであるか否かを判定する。このステップS3で入力電流値Inの変化が相数切替閾値を超えるものでない場合、制御部12は駆動相数切り替え処理の現サイクルを終了する。一方、ステップS3で入力電流値Inの変化が相数切替閾値を超えるものであると判断された場合、制御部12は、入力電流値Iinがヒステリシス範囲を超えたか否かを判定する。
Next, in step S3, the
ここで、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11の制御方法において用いられるヒステリシス範囲について説明する。そこで、図4に実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータの制御で用いられるヒステリシス制御を説明するグラフを示す。図4に示すように、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11の制御方法では、入力電流値Iinが相数切替閾値を超えたことに応じて駆動相数を切り替えるが、ヒステリシス範囲を用いてこの駆動相数の切り替え頻度を抑制する。図4に示す例では、相数切替閾値TH1〜TH3のそれぞれに対して各相数切替閾値を超えた範囲で相数の切り替えを禁止するヒステリシス範囲が設定される。実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11の制御方法では、入力電流値Iinが相数切替閾値を超え、かつ、入力電流値Iinがヒステリシス範囲外の大きさとなるまで駆動相数の切り替えを待つ。このようなヒステリシス制御を行うことで、駆動相数の切り替えが短い時間の間に繰り返されるチャタリングを防止して、駆動相数の切替制御を安定化させることができる。
Here, the hysteresis range used in the control method of the
上述したステップS4において、入力電流値Iinがヒステリシス範囲を超えていないと判断された場合、制御部12は駆動相数切り替え処理の現サイクルを終了する。一方、ステップS4で入力電流値Iinがヒステリシス範囲を超えたと判断された場合、制御部12は、現サイクルで取得した入力電流値Iinに対して最も電力効率が高くなる駆動相数に駆動相数を切り替える(ステップS5)。このステップS5の切替処理が終了したことに応じて、制御部12は駆動相数切り替え処理の現サイクルを終了する。
In Step S4 described above, when it is determined that the input current value Iin does not exceed the hysteresis range, the
なお、図3に示すステップS3からS5の処理により、制御部12は、多相昇圧コンバータ11の入力電流を検出し、選択したマップに基づいて、検出した入力電流において最も電力効率が高くなる前記駆動相数を選択する駆動相数選択ステップと、選択した駆動相数が変化した場合、その時点での入力電流と相数切替閾値との差が予め決められるヒステリシス範囲を超えたことに応じて選択した駆動相数を多相昇圧コンバータ11の制御に反映する駆動相数切替ステップと、を実施する。
3, the
上記説明より、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11の制御方法では、予め多相昇圧コンバータ11の入力電流Iinと電力効率が高くなる駆動相数との関係をマップに定義しておき、このマップを参照することで電力効率が最も高くなる駆動相数を入力電流値Iin毎に選択する。これにより、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11を、常に高い変換効率で動作させることが可能になる。
From the above description, in the control method of the
また、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータの制御方法では、出力電圧値VH毎にマップを設け、出力電圧値VHに応じたマップを選択し、選択したマップに基づき駆動相数を決定する。これにより、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11は、出力電圧値VHの違いによる変換効率の低下を防止することができる。
In the control method of the multiphase boost converter according to the first embodiment, a map is provided for each output voltage value VH, a map corresponding to the output voltage value VH is selected, and the number of drive phases is determined based on the selected map. . Thereby, the
実施の形態2
実施の形態2では、マップの作成方法の別の形態について説明する。そこで、図5に実施の形態2にかかる多相昇圧コンバータで用いられるマップの構成を説明する図を示す。図5に示すように、電力効率曲線は、キャリア周波数の違いに応じて異なる形状となる。そこで、実施の形態2にかかる多相昇圧コンバータの制御方法では、出力電圧値VHに代えてキャリア周波数毎に設けられたマップを含むマップ群を参照するマップ群とする。ここで、キャリア周波数とは、複数の昇圧回路に与える駆動信号の周波数を示す周波数である。
In the second embodiment, another embodiment of a map creation method will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of the map used in the multiphase boost converter according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the power efficiency curves have different shapes depending on the carrier frequency. Therefore, in the control method of the multiphase boost converter according to the second embodiment, the map group refers to a map group including a map provided for each carrier frequency instead of the output voltage value VH. Here, the carrier frequency is a frequency indicating the frequency of the drive signal applied to the plurality of booster circuits.
なお、実施の形態2にかかる多相昇圧コンバータの制御方法において制御の対象とする多相昇圧コンバータは、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11と同じでも良く、多相昇圧コンバータ11から出力電圧検出部14を除いたものでも良い。また、実施の形態2にかかる多相昇圧コンバータの制御方法で用いるキャリア周波数は制御部12が出力する駆動信号の周波数であり、制御部12が把握している周波数である。
Note that the multiphase boost converter to be controlled in the control method of the multiphase boost converter according to the second embodiment may be the same as the
図6に実施の形態2にかかる多相昇圧コンバータの制御手順を説明するフローチャートを示す。図6に示すように、実施の形態2にかかる多相昇圧コンバータの制御方法では、図3に示した実施の形態1にかかる制御方法のフローチャートのステップS1、S2をステップS11、S12に置き換えたものである。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the control procedure of the multiphase boost converter according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, in the control method of the multiphase boost converter according to the second embodiment, steps S1 and S2 in the flowchart of the control method according to the first embodiment shown in FIG. 3 are replaced with steps S11 and S12. Is.
ステップS11では、制御部12が入力電流値Iinを電流検出部13から読み込むと共に、自身が出力している駆動信号の周波数をキャリア周波数として記憶する。ステップS12では、制御部12が、キャリア周波数に応じたマップをマップ群から1つ選択し、選択したマップを参照する。制御部12は、このステップS11及びS12により、多相昇圧コンバータの現在のキャリア周波数に基づいて、マップの1つを選択するマップ選択ステップを行う。
In step S11, the
その後に行われるステップS3からS5の処理は実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11の制御方法と同じであるため、説明を省略する。
Subsequent steps S3 to S5 are the same as those in the control method of the
上記説明より、実施の形態2にかかる多相昇圧コンバータの制御方法では、キャリア周波数毎にマップを設け、キャリア周波数に応じたマップを選択し、選択したマップに基づき駆動相数を決定する。これにより、実施の形態2にかかる多相昇圧コンバータは、キャリア周波数の違いによる変換効率の低下を防止することができる。 From the above description, in the control method of the multiphase boost converter according to the second embodiment, a map is provided for each carrier frequency, a map corresponding to the carrier frequency is selected, and the number of drive phases is determined based on the selected map. Thereby, the multiphase boost converter according to the second embodiment can prevent a decrease in conversion efficiency due to a difference in carrier frequency.
実施の形態3
実施の形態3では、マップの作成方法の別の形態について説明する。実施の形態3にかかる多相昇圧コンバータの制御方法では、出力電圧値VHとキャリア周波数の組み合わせ毎に設けられたマップを含むマップ群を参照するマップ群とする。なお、実施の形態3にかかる多相昇圧コンバータの制御方法において制御の対象とする多相昇圧コンバータは、実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11と同じである。
In the third embodiment, another embodiment of a map creation method will be described. In the control method of the multiphase boost converter according to the third embodiment, the map group refers to a map group including a map provided for each combination of the output voltage value VH and the carrier frequency. The multiphase boost converter to be controlled in the control method of the multiphase boost converter according to the third embodiment is the same as the
図7に実施の形態3にかかる多相昇圧コンバータの制御手順を説明するフローチャートを示す。図7に示すように、実施の形態3にかかる多相昇圧コンバータの制御方法では、図3に示した実施の形態1にかかる制御方法のフローチャートのステップS1、S2をステップS21、S22に置き換えたものである。 FIG. 7 is a flowchart for explaining the control procedure of the multiphase boost converter according to the third embodiment. As shown in FIG. 7, in the control method of the multiphase boost converter according to the third embodiment, steps S1 and S2 in the flowchart of the control method according to the first embodiment shown in FIG. 3 are replaced with steps S21 and S22. Is.
ステップS21では、制御部12が入力電流値Iin及び出力電圧値VHを電流検出部13及び出力電圧検出部14から読み込むと共に、自身が出力している駆動信号の周波数をキャリア周波数として記憶する。ステップS22では、制御部12が、出力電圧値VHとキャリア周波数との組み合わせに応じたマップをマップ群から1つ選択し、選択したマップを参照する。制御部12は、このステップS21及びS22により、多相昇圧コンバータの現在の出力電圧値VH及びキャリア周波数に基づいて、マップの1つを選択するマップ選択ステップを行う。
In step S21, the
その後に行われるステップS3からS5の処理は実施の形態1にかかる多相昇圧コンバータ11の制御方法と同じであるため、説明を省略する。
Subsequent steps S3 to S5 are the same as those in the control method of the
上記説明より、実施の形態3にかかる多相昇圧コンバータの制御方法では、出リュ奥電圧値VHとキャリア周波数との組み合わせ毎にマップを設け、出力電圧値VHとキャリア周波数との組み合わせに応じたマップを選択し、選択したマップに基づき駆動相数を決定する。これにより、実施の形態3にかかる多相昇圧コンバータは、出力電圧値VHの違いと、キャリア周波数の違いと、による変換効率の低下を防止することができる。 From the above description, in the control method of the multiphase boost converter according to the third embodiment, a map is provided for each combination of the output voltage value VH and the carrier frequency, and the map corresponds to the combination of the output voltage value VH and the carrier frequency. A map is selected, and the number of drive phases is determined based on the selected map. Thereby, the multiphase boost converter according to the third embodiment can prevent a decrease in conversion efficiency due to a difference in output voltage value VH and a difference in carrier frequency.
上記説明は、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。 In the above description, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments already described, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that changes are possible.
1 システム
10 入力電源
11 多相昇圧コンバータ
12 制御部
13 電流検出部
14 出力電圧検出部
20 電力制御ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記多相昇圧コンバータの電力効率が最も高くなる駆動相数と前記多相昇圧コンバータへの入力電流との対応を示すマップを異なる出力電圧値毎に予め準備するマップ準備ステップと、
前記多相昇圧コンバータの前記出力電圧を検出し、検出した前記出力電圧に基づいて、前記マップの1つを選択するマップ選択ステップと、
前記多相昇圧コンバータの前記入力電流を検出し、選択した前記マップに基づいて、検出した前記入力電流において最も前記電力効率が高くなる前記駆動相数を選択する駆動相数選択ステップと、
を有する多相昇圧コンバータの制御方法。 A control method of a multi-phase boost converter having a plurality of boost circuits connected in parallel to an output terminal from which an output voltage supplied to a load circuit is output,
A map preparation step of preparing in advance a map showing the correspondence between the number of drive phases in which the power efficiency of the multiphase boost converter is highest and the input current to the multiphase boost converter for each different output voltage value;
A map selection step of detecting the output voltage of the multi-phase boost converter and selecting one of the maps based on the detected output voltage;
A drive phase number selection step of detecting the input current of the multi-phase boost converter and selecting the number of drive phases with the highest power efficiency in the detected input current based on the selected map;
A control method for a multi-phase boost converter.
前記複数の昇圧回路に与える駆動信号の周波数をキャリア周波数とし、異なる前記キャリア周波数毎に前記多相昇圧コンバータの電力効率が最も高くなる駆動相数と前記多相昇圧コンバータへの入力電流との対応を示すマップを予め準備するマップ準備ステップと、
前記多相昇圧コンバータの現在の前記キャリア周波数に基づいて、前記マップの1つを選択するマップ選択ステップと、
前記多相昇圧コンバータの前記入力電流を検出し、選択した前記マップに基づいて、検出した前記入力電流において最も前記電力効率が高くなる前記駆動相数を選択する駆動相数選択ステップと、
を有する多相昇圧コンバータの制御方法。 A control method of a multi-phase boost converter having a plurality of boost circuits connected in parallel to an output terminal from which an output voltage supplied to a load circuit is output,
Correspondence between the number of drive phases in which the power efficiency of the multi-phase boost converter is highest for each of the different carrier frequencies and the input current to the multi-phase boost converter with the frequency of the drive signal applied to the plurality of boost circuits as the carrier frequency A map preparation step for preparing a map indicating
A map selection step of selecting one of the maps based on the current carrier frequency of the multi-phase boost converter;
A drive phase number selection step of detecting the input current of the multi-phase boost converter and selecting the number of drive phases with the highest power efficiency in the detected input current based on the selected map;
A control method for a multi-phase boost converter.
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WO2022138209A1 (en) * | 2020-12-25 | 2022-06-30 | 日立Astemo株式会社 | Voltage transformer |
WO2023026834A1 (en) * | 2021-08-23 | 2023-03-02 | 株式会社村田製作所 | Scalable power supply system |
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