JP2019022294A - 車載用の信号発生回路及び車載用電源装置 - Google Patents

車載用の信号発生回路及び車載用電源装置 Download PDF

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Abstract

【課題】PWM信号の周期を変化させることができ、且つPWM信号のデューティを目標とするデューティにより近づけることができる技術を提供する。【解決手段】信号発生回路1において、出力デューティ設定部104は、目標デューティ設定部102で設定された目標デューティDaを反映した値である理想デューティD1と、周期設定部105で設定された周期設定値Tsとに基づくオン時間を第1オン時間ty1とし、所定の分解能に基づいて定められた複数の設定候補値の中で第1オン時間ty1に近い値を第2オン時間ty2としたとき、調整比率(周期設定値Tsを増加又は減少させた周期調整値に対する第2オン時間ty2の比率)が理想デューティD1に近づくように周期調整値を生成する。そして、周期調整値をPWM信号の周期とし、第2オン時間ty2をPWM信号のオン時間とするように出力デューティDrを設定する。【選択図】図2

Description

本発明は、車載用の信号発生回路及び車載用電源装置に関するものである。
従来、スイッチング素子をPWM(Pulse Width Modulation)信号で駆動することによって電圧を変換する電圧変換装置が広く利用されている。このPWM制御方式の電圧変換装置では、例えば電圧の目標値に基づいて電圧指令値を算出し、算出した電圧指令値に応じた値をPWM信号の発生部に設定することによって、設定された値に応じたデューティを有するPWM信号を発生する。このように、スイッチング素子を駆動するPWM信号のデューティを電圧の目標値に応じて変化させることにより、電圧の目標値に応じた出力電圧が得られる。
ここで、PWM信号の生成部に設定可能な値の最小単位(即ち最小の増分)が比較的大きい場合は、目標値の変化に対してPWM信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧が階段状に変化することとなる。また例えば、PWM制御による操作量としてPWM信号の生成部に設定すべき目標の値が算出される場合、目標の値の最小単位よりも設定可能値の最小単位の方が大きいときは、電圧の目標値の変化及び負荷変動に対してPWM信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧に誤差が生じる。
これに対し、特許文献1には、PWM信号のオン/オフ時間をPWM制御の1周期毎に演算する際に、電圧指令値を被除数とする除算の剰余を切り捨てて演算することによってオン/オフ時間を算出し、算出結果に基づいてPWMパルスを出力するPWMインバータが開示されている。上記の演算で生じた剰余は、オン/オフ時間に反映されずに切り捨てられた電圧指令値に相当する。
このPWMインバータでは、切り捨てた剰余を次の周期以降の演算における電圧指令値に順次加算することにより、前回の演算でオン/オフ時間に反映されなかった剰余が次回の演算の際に新たなオン/オフ時間に反映され、その際の剰余が更に次の演算に反映されことが繰り返される。このため、PWM信号の発生部に対して設定されるオン/オフ時間の平均値を、本来設定されるべき目標のオン/オフ時間に近づけることができる。つまり、発生部に設定される値の最小単位を、平均的には実際の最小単位よりも小さくすることができる。
一方、PWM制御に関する別の課題として、PWM周期を固定化することに起因するノイズの問題がある。このようなノイズを低減する手法として、周波数拡散PWM制御が提案されており、この周波数拡散PWM制御では、PWM周期をランダムに変更することでノイズの発生を抑える。この周波数拡散PWM制御に関する技術としては、例えば特許文献2のようなものがある。
特開平3−98470号公報 特開2010−130850号公報
しかし、特許文献1のように発生部に設定される値の最小単位を実際の最小単位よりも実質的に小さくする時分割制御の手法と、特許文献2のように周波数拡散によってノイズ低減の手法とを組み合わせようとする技術は提案されておらず、従来技術では、両手法の利点を共に享受することはできなかった。仮に、特許文献1のような時分割制御の技術と特許文献2のような周波数拡散の技術とを組み合わせたとしても、それぞれが互いに及ぼす影響を考慮せずに併用してしまうと、それぞれの効果を十分に発揮できない事態が生じてしまう。例えば、特許文献1のような時分割制御を用いてデューティ比を調整する場合、単に、周波数拡散技術を組み合わせてしまうと、時分割制御によってデューティを細かく調整することを試みてもランダムに周期が変化してしまうため、狙ったデューティが想定通りに設定されなくなり、時分割制御の効果を十分に発揮できなくなってしまう。
本発明は上述した事情に基づいてなされたものであり、PWM信号の周期を変化させることができ、且つPWM信号のデューティを目標とするデューティにより近づけることができる技術を提供することを目的とする。
本発明の一つの例である車載用の信号発生回路は、
PWM信号に応じたスイッチのオンオフ動作により入力電圧を変換して出力電圧を出力する電圧変換装置に与えるPWM信号を発生させる車載用の信号発生回路であって、
PWM信号を前記電圧変換装置に発生させる発生部と、
前記電圧変換装置の出力に基づいてPWM信号のデューティの目標値である目標デューティを設定する目標デューティ設定部と、
PWM信号の周期設定値を設定する構成をなし、設定する前記周期設定値を時間経過に応じて変化させる周期設定部と、
前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティと、前記周期設定部で設定された前記周期設定値とに基づくデューティの値である出力デューティを前記発生部に設定する出力デューティ設定部とを有し、
前記発生部は、前記出力デューティ設定部で設定された前記出力デューティをデューティの値としたPWM信号を発生させ、
前記出力デューティ設定部は、
前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティを反映した値である理想デューティと前記周期設定部で設定された前記周期設定値とに基づくオン時間を第1オン時間とし、所定の分解能に基づいて定められた複数の設定候補値の中で前記第1オン時間に近い値を第2オン時間としたとき、
前記周期設定値を増加又は減少させた周期調整値に対する前記第2オン時間の比率である調整比率が前記理想デューティに近づくように前記周期調整値を生成し、
前記周期調整値をPWM信号の周期とし、前記第2オン時間をPWM信号のオン時間とするように前記出力デューティを設定する。
本発明の他の例である車載用電源装置は、上記車載用の信号発生回路と、電圧変換装置と、目標デューティ生成部と、を含む。
本発明では、信号発生回路がPWM信号の周期を変化させる機能を有し、周期を固定化せずに変化させることができるため、周期の固定化に起因するノイズを低減することができる。
更に、デューティ設定部は、調整比率(周期設定値を増加又は減少させた周期調整値に対する第2オン時間の比率)が理想デューティに近づくように周期調整値を生成し、周期調整値をPWM信号の周期とし且つ第2オン時間をPWM信号のオン時間とするように出力デューティを設定する。このようにすれば、周期設定値(周期設定部で設定された値)及び第2オン時間(分解能に応じて定められたオン時間)だけで出力デューティを設定しても理想デューティとの乖離が大きくなるような場合に、周期設定値を増加又は減少させるように周期の微調整を行い、出力デューティに対応する微調整後の比率(調整比率)を目標デューティに近づけることができる。
実施例1の車載用の信号発生回路を備えた車載用電源システムを概略的に例示する回路図である。 実施例1の車載用の信号発生回路における各機能を概念的に示す機能ブロック図である。 実施例1の車載用の信号発生回路で実行される出力デューティ設定制御の流れを例示するフローチャートである。 図3で示す出力デューティ設定制御における調整処理1の流れを例示するフローチャートである。 図3で示す出力デューティ設定制御における調整処理2の流れを例示するフローチャートである。 周期候補値の設定例、及び周期候補値から変更し得る各周期について説明する説明図である。 (A)は、理想デューティ、周期設定値、第1オン時間の設定例を示す説明図であり、(B)は、(A)の条件のときの第2オン時間の決定方法を説明する説明図である。 周期設定値を変動させて周期調整値を取得し、理想デューティとの差を縮小させる例について説明する説明図である。
発明の望ましい形態を以下に例示する。
信号発生回路は、目標デューティ設定部で設定された目標デューティと、出力デューティ設定部で設定された出力デューティとの差に基づいて、出力デューティ設定部で次回以降に用いる補正値を生成する補正値生成部を有していてもよい。出力デューティ設定部は、目標デューティ設定部で設定された目標デューティを補正値生成部で前回以前に生成された補正値によって補正した値である理想デューティと、周期設定部で設定された周期設定値と、に基づいて定まるオン時間を第1オン時間としてもよい。
このようにすれば、各回において出力デューティを目標デューティに近づけることを可能としつつ、目標デューティのうちの出力デューティに反映されなかった分を次回以降の出力デューティに反映することも可能となり、複数回の生成処理を通じて一層精度が高まる。
出力デューティ設定部は、補正値生成部によって前回生成された補正値を目標デューティに加算して得られる加算値を理想デューティとし、周期設定値を理想デューティに乗じて得られる乗算値を第1オン時間とし、複数の設定候補値の中で第1オン時間に最も近い値を第2オン時間とするものであってもよい。
このようにすれば、目標デューティのうちの出力デューティに反映されなかった分を次回以降の出力デューティにより確実に反映することができる。
出力デューティ設定部は、周期設定値に対する第2オン時間の比率である基準比率と理想デューティとの差が所定値未満である場合に、基準比率を出力デューティとし、基準比率と理想デューティとの差が所定値以上である場合に、周期調整値を生成し、周期調整値をPWM信号の周期とし且つ第2オン時間をPWM信号のオン時間として出力デューティを設定するように動作してもよい。
このようにすれば、基準比率と理想デューティとの差が小さい場合には、基準比率をそのまま出力デューティとすることができ、目標デューティを高精度に反映した出力デューティを迅速に生成することができる。一方、基準比率と理想デューティとの差が大きい場合には、周期設定値を増加又は減少させて周期調整値を生成し、理想デューティに近い調整比率を得ることができる。よって、基準比率と理想デューティとの差が大きい場合であっても、理想デューティから大きく乖離した出力デューティが設定される事態を防ぐことができる。
周期設定部は、第1の周期間隔で定められた複数の周期候補値の中からいずれかの値を選択するように周期設定値を設定するものであってもよい。出力デューティ設定部は、周期設定部で設定された周期設定値を第1の周期間隔よりも短い第2の周期間隔で変化させて周期調整値を生成するものであってもよい。
このようにすれば、周期設定部で設定された周期設定値をより細かく変化させて周期調整値を得ることができ、調整比率を理想デューティに近づける上でより望ましい周期調整値が得られやすくなる。
本発明において、「所定の分解能」とは、「設定可能なオン時間の分解能」のことであり、具体的には、信号発生回路が変化させ得るオン時間の細かさを意味する。分解能が大きければ、発生部が変化させ得るオン時間の最小単位が大きくなる。逆に、分解能が小さければ、発生部が変化させ得るオン時間の最小単位が小さくなる。本発明において、「所定の分解能に基づいて定められた複数の設定候補値の中で第1オン時間に近い値を第2オン時間とする」とは、発生部が出力し得るオン時間(分解能に応じて切り替え得るオン時間)の中から第1オン時間に近いオン時間を選定することを意味する。
<実施例1>
以下、本発明を具体化した実施例1について説明する。
図1で示す車載用電源システム100は、主に、信号発生回路1及び電圧変換装置2によって構成される車載用電源装置90(以下、電源装置90ともいう)と、電源部としてのバッテリ3と、電力供給対象としての負荷4とを備え、バッテリ3からの電力に基づいて車載用の負荷4に電力を供給する車載用の電源システムとして構成される。
バッテリ3は、例えば、鉛蓄電池等の公知の蓄電手段によって構成され、所定電圧を発生させる。バッテリ3の高電位型の端子は、第1導電路31に電気的に接続され、バッテリ3の低電位側の端子は、例えばグラウンドに電気的に接続される。
電圧変換装置2は、PWM信号に応じたスイッチ21、22のオンオフ動作により入力電圧を変換して出力電圧を生成する機能を有するものである。電圧変換装置2は、外部のバッテリ3及び負荷4に電気的に接続されており、バッテリ3からの直流電圧を降圧して負荷4に供給する機能を有する。この電圧変換装置2は、直流電圧を降圧するコンバータCVと、コンバータCVを駆動する駆動回路26と、コンバータCVが降圧した電圧を平滑化するコンデンサ25と、出力電流を検出するための電流検出回路28とを備える。コンバータCVからの出力電流は、電流検出回路28を介して負荷4に供給され、負荷4に供給される電圧が信号発生回路1に与えられる。
コンバータCVは所謂単相コンバータであり、第1導電路31と第2導電路32との間に設けられ、スイッチ21,22とインダクタ23とを備え、スイッチ21,22のスイッチング動作によって電圧変換を行うものである。ハイサイド側のスイッチ21は、例えば半導体スイッチング素子として構成され、図1の例では、バッテリ3から供給された直流電圧(第1導電路31に印加される直流電圧)がドレインに印加されるNチャネル型のMOSFETとなっている。ローサイド側のスイッチ22は、例えば半導体スイッチング素子として構成され、図1の例では、Nチャネル型のMOSFETとして構成されている。スイッチ22は、スイッチ21及びインダクタ23の接続点にドレインが電気的に接続され、ソース接地として構成されている。インダクタ23は、一端がコンデンサ25に電気的に接続されており、他端がスイッチ21のソースに電気的に接続されている。
ハイサイド側のスイッチ21のドレインには、入力側の導電路としての第1導電路31が電気的に接続され、ソースには、ローサイド側のスイッチ22のドレイン及びインダクタ23の一端が電気的に接続されている。スイッチ21のゲートには、駆動回路26からの駆動信号(オン信号)及び非駆動信号(オフ信号)が入力されるようになっており、駆動回路26からの信号に応じてスイッチ21がオン状態とオフ状態とに切り替わるようになっている。同様に、スイッチ22のゲートには、駆動回路26からの駆動信号(オン信号)及び非駆動信号(オフ信号)が入力されるようになっており、駆動回路26からの信号に応じてスイッチ22がオン状態とオフ状態とに切り替わるようになっている。
駆動回路26は、発生部16から与えられたPWM信号に基づいて、スイッチ21,22夫々を各制御周期で交互にオンするためのオン信号を、スイッチ21,22のゲートに印加する。スイッチ21のゲートには、スイッチ22のゲートに与えられるオン信号に対して位相が反転しており且つ所謂デッドタイムが確保されたオン信号が与えられる。
信号発生回路1は、電源装置90の一部をなし、電源装置90において電圧変換装置2に与えるPWM信号を発生させる構成をなす。信号発生回路1は、設定された目標値(後述する目標オン時間ta)に基づき、電圧変換装置2に出力するPWM信号のオン時間を、予め定められた複数の設定可能値から選択してそれぞれ設定し得る回路として構成されている。信号発生回路1の詳細については後述する。
制御部10は、CPU11を有するマイクロコンピュータを含んでなる。CPU11は、プログラム等の情報を記憶するROM12、一時的に発生した情報を記憶するRAM13、アナログの電圧をデジタル値に変換するA/D変換器14と互いにバス接続されている。CPU11には、更に、発生部16がバス接続されている。A/D変換器14には、電流検出回路28からの検出電圧と、負荷4に供給される出力電圧とが与えられる。本構成では、電流検出回路28とA/D変換器14に電圧を入力する経路18とが出力検出部を構成し、コンバータCV(電圧変換部)からの出力電流及び出力電圧を検出するように機能する。なお、図1の例では、経路18は、出力側の第2導電路32の電圧をA/D変換器14に入力する構成であるが、第2導電路32の電圧を分圧してA/D変換器14に入力する構成であってもよい。
発生部16は、公知のPWM信号発生回路として構成されており、制御部10で設定された周期及びオン信号のPWM信号を生成する。発生部16は、例えば、不図示の内部クロックを備え、内部クロックの周期の整数倍のオン時間を有するPWM信号を生成する。発生部16が生成したPWM信号は、駆動回路26に与えられる。
電流検出回路28は、抵抗器24及び差動増幅器27を有する。コンバータCVからの出力電流によって抵抗器24に生じた電圧降下は、差動増幅器27で増幅されて出力電流に応じた検出電圧となり、A/D変換器14でデジタル値に変換される。
このように構成される電圧変換装置2は、同期整流方式の降圧型コンバータとして機能し、ローサイド側のスイッチ22のオン動作とオフ動作との切り替えを、ハイサイド側のスイッチ21の動作と同期させて行うことで、第1導電路31に印加された直流電圧を降圧し、第2導電路32に対して降圧された出力電圧を印加する。「第1導電路31に印加される直流電圧」は、コンバータCVへの入力電圧であり、具体器には、第1導電路31の電位と所定の基準電位(グラウンド電位)との電位差である。「第2導電路32に印加される直流電圧」は、コンバータCVからの出力電圧であり、具体器には、第2導電路32の電位と所定の基準電位(グラウンド電位)との電位差である。図1で示す電圧変換装置2では、駆動回路26から各スイッチ21,22のゲートに相補的に与えられる各PWM信号により、スイッチ21をオン状態とし、スイッチ22をオフ状態とした第1状態と、スイッチ21をオフ状態とし、スイッチ22をオン状態とした第2状態とがデットタイムを設定しつつ交互に切り替えられ、この動作によって第1導電路31に印加された直流電圧が降圧され、第2導電路32に出力される。第2導電路32の出力電圧は、スイッチ21のゲートに与えるPWM信号のデューティ比に応じて定まる。
次に、信号発生回路1の詳細を説明する。
信号発生回路1は、PWM信号によって出力が制御される電圧変換装置2(制御対象部)を含んでなる電源装置90(制御装置)において、電圧変換装置2に与えるPWM信号を発生させる回路として構成される。
信号発生回路1の制御部10は、図2で示すような各機能を有し、図3で示す流れで演算制御を行う。図3で示す演算制御は、制御部10によって実行される制御であり、例えばPWM信号の1周期毎に実行される制御である。
図3で示すように、PWM信号の各周期において図3の制御を実行する場合、ステップS1において、電圧変換装置2の出力側の導電路(第2導電路32)に印加される出力電圧を取得する。図2で示す出力電圧取得部101としての機能は、具体的には、A/D変換器14及びCPU11によって行われ、第2導電路32に印加される電圧(出力電圧)の値が取得される。この出力電圧は、制御部10内の記憶部に一時的に保持される。
図3で示すステップS1にて第2導電路32に印加される電圧(出力電圧V2)が取得された後には、ステップS2の処理が実行され、目標デューティDaが設定される。図2で示す目標デューティ設定部102は、ステップS2の機能を実現する部分であり、具体的には、制御部10(又は、制御部10と記憶手段)が目標デューティ設定部102としての機能を有し、電圧変換装置2の出力に基づいてPWM信号のデューティの目標値である目標デューティDaを設定する。目標デューティDaは、予め定められた基準周期Tbに対する目標オン時間taの比率ta/Tbであり、ステップS2では、目標デューティDaを決める値として基準周期Tbと目標オン時間taとが特定される。基準周期Tbは、予め定められた固定値であり、基準周期設定部102Bで設定されている。基準周期設定部102Bは、基準周期Tbを固定値として保持し得る構成であればよく、例えば、ROM12などの記憶部によって実現できる。基準周期Tbが固定値であるため、目標オン時間taが決まれば、目標デューティDaが設定されることになる。よって、ステップS2では、目標オン時間taを算出する。
制御部10は、ステップS2において、ステップS1で取得した出力電圧V2と予め定められた目標電圧Vtとに基づいて、公知のフィードバック演算方式によって操作量(目標オン時間ta)を算出する。ステップS2の処理を実行するフィードバック演算部(PID演算部)102A(図2)としての機能は、具体的にはCPU11よって行われ、CPU11は、電圧変換装置2の出力に基づいて操作量を設定するフィードバック演算部として機能する。この例では、出力電圧がPID制御における制御量に相当し、オン時間がPID制御における操作量に相当する。より具体的には、第2導電路32に印加される出力電圧V2と予め定められた目標電圧Vtとの偏差に基づいて、公知のPID演算方式でフィードバック演算を行い、次回の周期で目標とするオン時間(目標オン時間ta)を操作量として設定する。PID方式でフィードバック演算を行うときの比例ゲイン、微分ゲイン、積分ゲインの設定方法は限定されず、様々に設定することができる。このように操作量(目標オン時間ta)と基準周期Tbを得ることが、ステップS2における「目標デューティDaの設定」である。
図3で示すステップS2の後には、ステップS3の処理が実行され、理想デューティD1が決定される。図2で示す理想デューティ決定部104Aは、ステップS2の機能を実現する部分であり、具体的には、制御部10が理想デューティ決定部104Aとしての機能を有し、理想デューティD1を決定する。理想デューティD1は、目標デューティ設定部102で設定された目標デューティDaを反映して得られる理想的なデューティであり、具体的には、目標デューティDaを補正値生成部109で前回以前に生成された補正値Dfによって補正した値(より詳しくは、補正値生成部109によって前回生成された補正値Dfを目標デューティDaに加算して得られる加算値(Da+Df))である。理想デューティ決定部104Aは、PWM信号の1周期毎にステップS3の処理を行い、目標デューティDa(フィードバック演算部102Aによって設定された最新の目標オン時間taを基準周期Tbで除した値ta/Tb)と、補正値生成部109で決定している最新の補正値Df(前周期の余り)とを加算して得られる値を理想デューティD1として算出する。つまり、PWM信号の1周期毎にD1=ta/Tb+Dfを演算式で理想デューティD1を算出する。
図3で示すステップS3の後には、ステップS4の処理が行われ、周期設定値Tsが取得される。図2で示す周期設定部105は、ステップS4の機能を実現する部分であり、具体的には、CPU11及び記憶部(例えばROM12など)が周期設定部105としての機能を有する。周期設定部105では、発生部16で設定可能な周期であって且つ所定の周期範囲内の周期である複数の周期が候補として予定されており、これら複数の周期の中からいずれかの周期をランダムに設定するようになっている。例えば、発生部16で設定可能な周期であって且つ所定の周期範囲内の周期である複数の周期をテーブル化したデータ(周波数拡散テーブル)がROM12に記憶されており、CPU11は、周期毎に行われるステップS4の処理において周波数拡散テーブルからいずれかの周期をランダムに選定する。選定された周期の値は、周期設定値Tsとして記憶部(例えばRAM13など)に保持される。周期設定値Tsは、次に新しく発せられるPWM信号の実際の周期に反映される値であり、所定の第1条件のときには、周期設定値Tsがそのまま実際の周期となり、所定の第2条件のときには、周期設定値Tsを後述する方法(図4、図5等で示す方法)で微調整した値が実際の周期となる。このように、周期設定部105は、周期設定値Tsを設定する機能を有し、更に、時間経過に応じて周期設定値Tsを変化させるように機能する。図3の例では、PWM信号の1周期毎にステップS4の処理が行われ、ステップS4の処理が行われる毎に周期設定値Tsの値が更新される。
図3で示すステップS4の後には、ステップS5の処理が行われ、第1オン時間ty1(理想オン時間)が決定される。図2で示す第1オン時間決定部104Bは、ステップS5の機能を実現する部分であり、具体的には、CPU11が第1オン時間決定部104Bとしての機能を有する。第1オン時間ty1は、周期設定値Tsのときに理想デューティD1を得るための理想的なオン時間であり、理想デューティD1と周期設定値Tsとに基づくオン時間(より詳しくは、周期設定値Tsを理想デューティD1に乗じて得られる乗算値(D1×Ts))である。第1オン時間決定部104Bは、PWM信号の1周期毎にステップS5の処理を行い、ステップS3で決定した理想デューティD1(フィードバック演算部102Aによって設定された最新の目標オン時間taを基準周期Tbで除した値と補正値生成部109によって決定されている最新の補正値Df(前回の余り)とを加算して得られる値)に対し、周期設定部105によって決定された最新の周期設定値Tsを乗じることで第1オン時間ty1(理想オン時間)を決定する。つまり、PWM信号の1周期毎にステップS5においてty1=Ts×D1の演算を行い、第1オン時間ty1を取得する。
このように、理想デューティ決定部104A及び第1オン時間決定部104Bは、PWM信号の1周期毎にS3及びS5の処理を行い、最新の理想デューティD1と、最新の周期設定値Tsとに基づいて第1オン時間ty1を決定する。
図3で示すステップS5の後には、ステップS6の処理が行われ、第2オン時間ty2(実際のオン時間)が決定される。図2で示す第2オン時間決定部104Cは、ステップS6の機能を実現する部分であり、具体的には、CPU11が第2オン時間決定部104Cとしての機能を有し、第1オン時間ty1(理想オン時間)とPWM分解能とに基づいて第2オン時間ty2(実際のオン時間)を決定する。第2オン時間ty2は、信号発生回路1におけるオン時間を設定する上での分解能(所定の分解能)に基づいて定められた複数の設定候補値の中で第1オン時間ty1に近い値(より詳しくは、複数の設定候補値の中で第1オン時間ty1に最も近い値)である。第2オン時間決定部104Cは、PWM信号の1周期毎にステップS6の処理を行い、発生部16が出力可能なオン時間の値である複数の設定候補値の中から第1オン時間決定部104Bで決定された最新の第1オン時間ty1に近い設定候補値を第2オン時間ty2として決定する。ここでいう設定候補値とは、発生部16に設定されたときに出力のPWM信号の変化に反映される最小単位(最小の増分)の整数倍の値をいう。このときの最小単位が分解能であり、設定可能なオン時間の間隔を意味する。具体的には、発生部16が出力するPWM信号のオン時間は、上記最小単位の整数倍の値(設定候補値)の中から選択されようになっており、第2オン時間決定部104Cは、予め定められた複数の設定候補値の中から第1オン時間決定部104Bで決定された最新の第1オン時間ty1以上又は以下の最も近い設定候補値を第2オン時間ty2として決定する。
図3で示すステップS6の後には、ステップS7〜S10の処理が行われ、出力デューティの設定が行われる。図2で示すPWM出力設定部104Dは、ステップS7〜S10の機能を実現する部分であり、具体的には、CPU11がPWM出力設定部104Dとしての機能を有し、目標デューティ設定部で設定された目標デューティDaと、周期設定部で設定された周期設定値Tsとに基づき、PWM信号で実際に用いるデューティの値である出力デューティを設定する。PWM出力設定部104Dとして機能するCPU11は、まず、ステップS7の処理を行い、理想デューティD1と基準比率Dbとを比較する。基準比率Dbは、周期設定値Tsに対する第2オン時間ty2の比率(ty2/Ts)である。即ち、Db=ty2/Tsである。CPU11は、ステップS7において、D1とDbとを比較し、D1=Dbであれば、ステップS8の行い、D1<Dbであれば、ステップS9の処理を行い、D1>Dbであれば、ステップS10の処理を行う。
CPU11(PWM出力設定部104D)は、ステップS7においてD1=Dbと判定した場合、ステップS8において、基準比率Db(ty2/Ts)を出力デューティDrに設定する。D1=Dbの場合とは、周期設定値Tsの周期且つ第2オン時間ty2のオン時間としたときのデューティが、理想デューティD1と一致する場合である。この場合、周期設定値Tsの周期且つ第2オン時間ty2のオン時間でPWM信号を生成しても、そのデューティ(基準比率)と理想デューティD1との誤差が無いため、基準比率を出力デューティとする。この場合、PWM信号の周期はTsに更新され、PWM信号のオン時間はty2に更新され、それぞれの値が記憶部などに保持される。CPU11(PWM出力設定部104D)により、PWM信号の周期がTsに更新され、PWM信号のオン時間がty2に更新された場合、発生部16は、周期をTsとし、オン時間をty2とし、基準比率Db(ty2/Ts)を出力デューティDrとするPWM信号を発生させることになる。なお、発生部16は、PWM信号の1周期毎に記憶部などに保持された周期及び第2オン時間(出力デューティ設定部104で設定された最新の周期及びオン時間(第2オン時間)を反映させ、PWM信号を発生させるようになっている。
また、ステップS8において、基準比率Db(ty2/Ts)を出力デューティDrとする場合、補正値生成部109において補正値Dfが0に更新される。この場合、次回のステップS3で理想デューティD1を生成する際に用いられる補正値Dfは0となる。なお、ステップS7、S8では、理想デューティD1と基準比率Dbとの差が完全に0の場合だけでなく、理想デューティD1と基準比率Dbとの差が所定値(例えば、0よりも大きい微小値)未満である場合を、D1=Dbとみなすこともできる。
次に、図3で示す調整処理1について説明する。CPU11(PWM出力設定部104D)は、ステップS7においてD1<Dbと判定した場合、ステップS9において、図4で示す調整処理1を行う。図4の調整処理では、周期設定値Tsを所定の増加範囲で増加させた変更周期Trを複数求め、得られた複数の変更周期Trの中で、変更比率Dc(ty2/Tr)が理想デューティD1に最も近くなる値を求める。具体的には、まず、ステップS21にてN=1とする。そして、ステップS22では、現在のNの値のときの変更周期TrをTr=Ts+N×D2とし、そのときの変更比率Dcを、Dc=ty2/Trとして算出する。そして、CPU11(PWM出力設定部104D)は、ステップS22の後のステップS23において、現在のNの値が最大値Nmaxであるか否かを判定し、現在のNの値が最大値Nmax未満であれば、ステップS24においてNに1を加算して新たなNとする処理(Nのインクリメント)を行う。そして、ステップS24の後には、ステップS22に戻ってステップS22以降の処理を行う。このように、Nの値を1からNmaxまで順番に変化させ、Nが各値のときの各変更周期及び各変更比率を求める。
CPU11(PWM出力設定部104D)は、ステップS23において現在のNの値が最大値Nmaxであると判定した場合(ステップS23でYesの場合)Nの値を1からNmaxまで順番に変化させたときに複数得られた変更比率Dc(ty2/Tr)の中で、理想デューティD1に最も近い変更比率を特定し、その変更比率のときの変更周期を周期調整値Txとして選択する(ステップS25)。このように、調整比率Dg(周期設定値Tsを増加させた周期調整値Txに対する第2オン時間ty2の比率ty2/Tx)が理想デューティD1に近づくように周期調整値Txが生成される。
CPU11(PWM出力設定部104D)は、ステップS25の後、周期調整値TxをPWM信号の周期とし、第2オン時間ty2をPWM信号のオン時間とし、調整比率Dg(周期調整値Txに対する第2オン時間ty2の比率ty2/Tx)を出力デューティDrに設定する(ステップS26)。この場合、PWM信号の周期はTxに更新され、PWM信号のオン時間はty2に更新され、それぞれの値が記憶部などに保持される。
このように、CPU11(PWM出力設定部104D)は、D1<Dbの場合、即ち、基準比率Db(ty2/Ts)と理想デューティD1との差が所定値以上であり、且つ理想デューティD1よりも基準比率Dbが大きい場合に、周期調整値Txを生成し、周期調整値TxをPWM信号の周期とし且つ第2オン時間ty2をPWM信号のオン時間として出力デューティを設定することになる。そして、発生部16は、周期がTxであり、オン時間がty2であり、出力デューティDrが調整比率Dg(ty2/Tx)であるPWM信号を発生させることになる。
更に、ステップS26の後、ステップS27の処理が行われる。図2で示す補正値生成部109は、ステップS26の機能を実現する部分であり、具体的には、CPU11及び記憶部(RAM13など)が補正値生成部109としての機能を有する。CPU11(補正値生成部109)は、PWM信号の1周期毎にステップS8〜S10のいずれかの処理を行い、フィードバック演算部102Aによって設定された最新の目標オン時間taと、基準周期Tbと、前回の周期のステップS8〜S10で設定された最新の補正値Dfと、周期設定部105で設定された最新の周期の値Tsと、第2オン時間決定部104Cで決定された最新の第2オン時間ty2とに基づいて、次回に理想デューティ決定部104Aで用いる補正値Dfを決定する。なお、ステップS8の処理が行われる場合、上述したように補正値Dfは0に更新される。
ステップS27で補正値を生成する場合、CPU11(補正値生成部109)は、直近のステップS3で決定された理想デューティD1と、直近のステップS26で設定された出力デューティDrとの差(余り)を補正値Dfとする。即ち、Df=D1−Drである。このように算出された補正値Df(デューティの差(余り))は、最新の補正値として記憶部(RAM13など)に保持され、次回のステップS3での演算(次回の周期)において理想デューティ決定部104Aで用いる補正値となる。
次に、図3で示す調整処理2について説明する。CPU11(PWM出力設定部104D)は、図3のステップS7においてD1>Dbと判定した場合、ステップS10において、図5で示す調整処理2を行う。図5の調整処理2は、基本的に図4で示す調整処理1と同様であり、ステップS32における変更周期Trの定め方のみが図4の調整処理1と異なっている。図5で示す調整処理2では、周期設定値Tsを所定の増加範囲で減少させた変更周期Trを複数求め、得られた複数の変更周期Trの中で、変更比率Dc(ty2/Tr)が理想デューティD1に最も近くなる値を求める。
図5の処理では、ステップS31においてN=1とする。ステップS32では、現在のNの値のときの変更周期TrをTr=Ts−N×D2とし、そのときの変更比率Dcを、Dc=ty2/Trとして算出する。CPU11(PWM出力設定部104D)は、ステップS32の後のステップS33において、現在のNの値が最大値Nmaxであるか否かを判定し、現在のNの値が最大値Nmax未満であれば、ステップS34においてNに1を加算して新たなNとする処理(Nのインクリメント)を行う。そして、ステップS34の後には、ステップS32に戻ってステップS32以降の処理を行う。このように、Nの値を1からNmaxまで順番に変化させ、Nが各値のときの各変更周期及び各変更比率を求める。
CPU11(PWM出力設定部104D)は、ステップS33において現在のNの値が最大値Nmaxであると判定した場合(ステップS33でYesの場合)Nの値を1からNmaxまで順番に変化させたときに複数得られた変更比率Dc(ty2/Tr)の中で、理想デューティD1に最も近い変更比率を特定し、その変更比率のときの変更周期を周期調整値Txとして選択する(ステップS35)。このように、調整比率Dg(周期設定値Tsを減少させた周期調整値Txに対する第2オン時間ty2の比率ty2/Tx)が理想デューティD1に近づくように周期調整値Txが生成される。CPU11(PWM出力設定部104D)は、ステップS35の後、周期調整値TxをPWM信号の周期とし、第2オン時間ty2をPWM信号のオン時間とし、調整比率Dg(周期調整値Txに対する第2オン時間ty2の比率ty2/Tx)を出力デューティDrに設定する(ステップS36)。この場合、PWM信号の周期はTxに更新され、PWM信号のオン時間はty2に更新され、それぞれの値が記憶部などに保持される。
このように、CPU11(PWM出力設定部104D)は、D1>Dbの場合、即ち、基準比率Db(ty2/Ts)と理想デューティD1との差が所定値以上であり、且つ理想デューティD1よりも基準比率Dbが小さい場合に、周期調整値Txを生成し、周期調整値TxをPWM信号の周期とし且つ第2オン時間ty2をPWM信号のオン時間として出力デューティを設定することになる。そして、発生部16は、周期がTxであり、オン時間がty2であり、出力デューティDrが調整比率Dg(ty2/Tx)であるPWM信号を発生させることになる。
更に、ステップS36の後、ステップS37の処理が行われる。ステップ37で補正値を生成する場合、CPU11(補正値生成部109)は、直近のステップS3で決定された理想デューティD1と、直近のステップS36で設定された出力デューティDrとの差(余り)を補正値Dfとする。即ち、Df=D1−Drである。このように算出された補正値Df(デューティの差(余り))は、最新の補正値として記憶部(RAM13など)に保持され、次回のステップS3での演算(次回の周期)において理想デューティ決定部104Aで用いる補正値となる。
図6〜図8は、上述した制御の具体例を示す説明図である。本構成では、図2で示す周期設定部105が、周期設定値Tsを設定する場合、第1の周期間隔で定められた複数の周期候補値の中からいずれかの値を選択するように周期設定値Tsを設定するようになっている。図6の例では、第1の周期間隔が50nsとなっており、・・・10175、10225、10275・・・といった具合に、50nsおきに周期候補値が定められている。周期設定部105は、これらの複数の周期候補値をテーブル化した周期テーブルやこれらの複数の周期候補値の中からいずれかをランダムに選択する乱数生成部などを有しており、ステップS4が実行されるタイミングで、このように決められた複数の周期候補値の中からいずれかの値を選択して周期設定値Tsとする。また、ステップS4の実行毎に新たな周期候補値を設定し、周期設定値Tsを更新する。
一方、図4のステップS22で用いられる変動幅D2は、上述した周期候補値の間隔(第1の周期間隔)よりも短い第2の周期間隔となっており、図4、図5の調整処理1、2では、CPU11(出力デューティ設定部104)は、周期設定部105で設定された周期設定値Tsを第1の周期間隔よりも短い第2の周期間隔(変動幅D2)で変化させて周期調整値Txを生成するようになっている。図6の例では、第2の周期間隔(変動幅D2)は5nsとなっている。また、図6の例では、図4、図5におけるNmaxが4となっている。例えば、周期設定値Tsが10225で設定された場合、周期を10230、10235、10240、10245の各値に増加することができ、10220、10215、10210、10205の各値に減少することができる。
このように周期候補値が定められた場合において、図7(A)のように、ステップS3で理想デューティD1が23.40%で決定し、ステップS4で周期設定値Tsが10225nsで決定した場合について説明する。このように、周期設定値Tsが10225nsとなり、理想デューティD1が23.40%となった場合、ステップS5で決定する第1オン時間ty1(理想オン時間)は、2392.65nsとなる。
図7(B)のように、オン時間の分解能が5nsであり、設定可能なオン時間の設定候補値が図7(B)のように定められている場合、第1オン時間ty1(理想オン時間)である2392.65nsに最も近い設定候補値は2395nsであるため、第2オン時間ty2(実際のオン時間)として2395nsが選択される。この場合、基準比率(ty2/Ts)は、23.4230%となるが、理想デューティD1と基準比率(ty2/Ts)との差が、依然として0.0230%残ってしまう。
そこで、図4の処理では、設定されている周期設定値Ts(10225ns)を第2の周期間隔(変動幅D2:5ns)ずつ増加させて変更周期Trを得る。図8はこの点について説明する図であり、10225nsから5nsずつ増加させ、10230、10235、10240、10245の変更周期をそれぞれ得ている。そして、それぞれの変更周期に対応した変更比率(ty2/Tr)を得る。図8の例では、10230に対応した変更比率23.4115%、10235に対応した変更比率23.4001%といった具合に変更比率を得ている。そして、複数得られた変更比率(各周期でのデューティ)の中で、理想デューティD1に最も近い変更比率は、23.4001であり、このときの周期(変更周期Tr)は、10235nsである。この場合、周期調整値Txとして10235nsが選択され、この値がPWM信号で実際に用いる周期となる。また、この周期調整値Txのときの変更比率(即ち、ty2/Tx)がPWM信号の出力デューティDrとなる。そして、このときの出力デューティDrと理想デューティD1とを比較すると、出力デューティDrが0.0001%だけ大きいため、この値を新たな補正値Dfとして記憶しておく。補正値Dfは、次のPWM周期に繰り越すことになる。
ここで、本構成の効果を例示する。
本発明では、信号発生回路1がPWM信号の周期を変化させる機能を有し、周期を固定化せずに変化させることができるため、周期の固定化に起因するノイズを低減することができる。
更に、デューティ設定部104は、調整比率(周期設定値Tsを増加又は減少させた周期調整値Txに対する第2オン時間ty2の比率)が理想デューティD1に近づくように周期調整値Txを生成し、周期調整値TxをPWM信号の周期とし且つ第2オン時間ty2をPWM信号のオン時間とするように出力デューティDrを設定する。このようにすれば、周期設定値Ts(周期設定部105で設定された値)及び第2オン時間ty2(分解能に応じて定められたオン時間)だけで出力デューティを設定しても理想デューティD1との乖離が大きくなるような場合に、周期設定値Tsを増加又は減少させるように周期の微調整を行い、出力デューティに対応する微調整後の比率(調整比率)を目標デューティDaに近づけることができる。
信号発生回路1は、目標デューティ設定部102で設定された目標デューティDaと、出力デューティ設定部104で設定された出力デューティDrとの差(具体的には、理想デューティD1と出力デューティDrとの差)に基づいて、出力デューティ設定部104で次回以降に用いる補正値Dfを生成する補正値生成部109を有する。出力デューティ設定部104は、目標デューティ設定部102で設定された目標デューティDaを補正値生成部109で前回以前に生成された補正値Dfによって補正した値である理想デューティD1と、周期設定部105で設定された周期設定値Tsと、に基づいて定まるオン時間を第1オン時間ty1とする。
このようにすれば、各回において出力デューティを目標デューティDaに近づけることを可能としつつ、目標デューティDaのうちの出力デューティDrに反映されなかった分を次回以降の出力デューティに反映することも可能となり、複数回の生成処理を通じて一層精度が高まる。
出力デューティ設定部104は、補正値生成部109によって前回生成された補正値Dfを目標デューティDaに加算して得られる加算値を理想デューティD1とし、周期設定値Tsを理想デューティD1に乗じて得られる乗算値を第1オン時間ty1とし、複数の設定候補値の中で第1オン時間ty1に最も近い値を第2オン時間ty2とする。このようにすれば、目標デューティDaのうちの出力デューティDrに反映されなかった分を次回以降の出力デューティにより確実に反映することができる。
出力デューティ設定部104は、周期設定値Tsに対する第2オン時間ty2の比率である基準比率(ty2/Ts)と理想デューティD1との差が所定値未満である場合に、基準比率(ty2/Ts)を出力デューティDrとし、基準比率(ty2/Ts)と理想デューティD1との差が所定値以上である場合に、周期調整値Txを生成し、周期調整値TxをPWM信号の周期とし且つ第2オン時間ty2をPWM信号のオン時間として出力デューティDrを設定する。
このようにすれば、基準比率(ty2/Ts)と理想デューティD1との差が小さい場合には、基準比率(ty2/Ts)をそのまま出力デューティDrとすることができ、理想デューティD1を高精度に反映した出力デューティDrを迅速に生成することができる。一方、基準比率(ty2/Ts)と理想デューティD1との差が大きい場合には、周期設定値Tsを増加又は減少させて周期調整値Txを生成し、理想デューティD1に近い調整比率(ty2/Tx)を得ることができる。よって、基準比率(ty2/Ts)と理想デューティD1との差が大きい場合であっても、理想デューティD1から大きく乖離した出力デューティが設定される事態を防ぐことができる。
周期設定部105は、第1の周期間隔で定められた複数の周期候補値の中からいずれかの値を選択するように周期設定値Tsを設定する。出力デューティ設定部104は、周期設定部105で設定された周期設定値Tsを第1の周期間隔よりも短い第2の周期間隔(変動幅D2)で変化させて周期調整値Txを生成する。このようにすれば、周期設定部105で設定された周期設定値Tsをより細かく変化させて周期調整値Txを得ることができ、調整比率(ty2/Tx)を理想デューティD1に近づける上でより望ましい周期調整値Txが得られやすくなる。
<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
実施例1では、電圧変換装置として降圧型のDCDCコンバータを例示したが、実施例1又は実施例1を変更したいずれの例においても、PWM信号によって制御される電圧変換装置であればよく、昇圧型のDCDCコンバータであってもよく、昇降圧型のDCDCコンバータであってもよい。また、電圧変換装置は、入力側と出力側が固定化された一方向型のDCDCコンバータであってもよく、双方向型のDCDCコンバータであってもよい。
実施例1では、単相型のDCDCコンバータを例示したが、実施例1又は実施例1を変更したいずれの例においても、多相型のDCDCコンバータとしてもよい。
実施例1では、同期整流式のDCDCコンバータを例示したが、実施例1又は実施例1を変更したいずれの例においても、一部のスイッチング素子をダイオードに置き換えたダイオード方式のDCDCコンバータとしてもよい。
実施例1では、電圧変換回路のスイッチング素子として、Nチャネル型のMOSFETとして構成されるスイッチ21,22を例示したが、実施例1又は実施例1を変更したいずれの例においても、Pチャネル型のMOSFETであってもよいし、バイポーラトランジスタ等の他のスイッチング素子であってもよい。
実施例1では、制御部10がマイクロコンピュータとして構成され、制御部10での設定に基づいて発生部16によりPWM信号を発生させる構成としたが、発生部16の機能が制御部10に含まれていてもよい。例えば、マイクロコンピュータが発生部16の機能を実行し得る構成であってもよい。
実施例1では、制御部10がマイクロコンピュータを主体として構成されていたが、マイクロコンピュータ以外の複数のハードウェア回路によって実現されてもよい。
実施例1では、フィードバック演算部として機能するフィードバック演算部102Aにより、第2導電路32に印加される出力電圧V2と予め定められた目標電圧Vtとの偏差に基づいて、PID方式でフィードバック演算を行い、次回の周期で目標とするオン時間(目標オン時間ta)を操作量として算出する例を示したが、実施例1又は実施例1を変更したいずれの例においても、第2導電路32に印加される出力電圧V2と予め定められた目標電圧Vtとに基づき、出力電圧V2を目標電圧Vtに近づけるように目標オン時間taを決定するようなフィードバック演算方式であれば、公知の様々なフィードバック演算方式を用いることができる。
実施例1では、第2オン時間決定部104Cは、複数の設定候補値の中から第1オン時間決定部104Bで決定された最新の第1オン時間ty1以上又は以下の最も近い設定候補値を第2オン時間ty2として決定したが、実施例1又は実施例1を変更したいずれの例においても、第1オン時間決定部104Bで決定された最新の第1オン時間ty1以下の複数の設定候補値の中から最も近い設定候補値を第2オン時間ty2として決定してもよく、第1オン時間決定部104Bで決定された最新の第1オン時間ty1以上の複数の設定候補値の中から最も近い設定候補値を第2オン時間ty2として決定してもよい。
実施例1では、補正値生成部109が設けられ、補正値Dfを反映して理想デューティD1を生成する構成を例示したが、補正値生成部109が設けられていない構成であってもよい。この場合、目標デューティDaを理想デューティD1とすればよい。
1…車載用の信号発生回路
2…電圧変換装置
16…発生部
21,22…スイッチ
90…車載用電源装置
102…目標デューティ設定部
104…出力デューティ設定部
105…周期設定部
109…補正値生成部
ここで、PWM信号の発生部に設定可能な値の最小単位(即ち最小の増分)が比較的大きい場合は、目標値の変化に対してPWM信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧が階段状に変化することとなる。また例えば、PWM制御による操作量としてPWM信号の発生部に設定すべき目標の値が算出される場合、目標の値の最小単位よりも設定可能値の最小単位の方が大きいときは、電圧の目標値の変化及び負荷変動に対してPWM信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧に誤差が生じる。
このように構成される電圧変換装置2は、同期整流方式の降圧型コンバータとして機能し、ローサイド側のスイッチ22のオン動作とオフ動作との切り替えを、ハイサイド側のスイッチ21の動作と同期させて行うことで、第1導電路31に印加された直流電圧を降圧し、第2導電路32に対して降圧された出力電圧を印加する。「第1導電路31に印加される直流電圧」は、コンバータCVへの入力電圧であり、具体には、第1導電路31の電位と所定の基準電位(グラウンド電位)との電位差である。「第2導電路32に印加される直流電圧」は、コンバータCVからの出力電圧であり、具体には、第2導電路32の電位と所定の基準電位(グラウンド電位)との電位差である。図1で示す電圧変換装置2では、駆動回路26から各スイッチ21,22のゲートに相補的に与えられる各PWM信号により、スイッチ21をオン状態とし、スイッチ22をオフ状態とした第1状態と、スイッチ21をオフ状態とし、スイッチ22をオン状態とした第2状態とがデットタイムを設定しつつ交互に切り替えられ、この動作によって第1導電路31に印加された直流電圧が降圧され、第2導電路32に出力される。第2導電路32の出力電圧は、スイッチ21のゲートに与えるPWM信号のデューティ比に応じて定まる。
図3で示すステップS6の後には、ステップS7〜S10の処理が行われ、出力デューティの設定が行われる。図2で示すPWM出力設定部104Dは、ステップS7〜S10の機能を実現する部分であり、具体的には、CPU11がPWM出力設定部104Dとしての機能を有し、目標デューティ設定部で設定された目標デューティDaと、周期設定部で設定された周期設定値Tsとに基づき、PWM信号で実際に用いるデューティの値である出力デューティを設定する。PWM出力設定部104Dとして機能するCPU11は、まず、ステップS7の処理を行い、理想デューティD1と基準比率Dbとを比較する。基準比率Dbは、周期設定値Tsに対する第2オン時間ty2の比率(ty2/Ts)である。即ち、Db=ty2/Tsである。CPU11は、ステップS7において、D1とDbとを比較し、D1=Dbであれば、ステップS8の処理を行い、D1<Dbであれば、ステップS9の処理を行い、D1>Dbであれば、ステップS10の処理を行う。

Claims (6)

  1. PWM信号に応じたスイッチのオンオフ動作により入力電圧を変換して出力電圧を出力する電圧変換装置に与えるPWM信号を発生させる車載用の信号発生回路であって、
    PWM信号を前記電圧変換装置に発生させる発生部と、
    前記電圧変換装置の出力に基づいてPWM信号のデューティの目標値である目標デューティを設定する目標デューティ設定部と、
    PWM信号の周期設定値を設定する構成をなし、設定する前記周期設定値を時間経過に応じて変化させる周期設定部と、
    前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティと、前記周期設定部で設定された前記周期設定値とに基づくデューティの値である出力デューティを前記発生部に設定する出力デューティ設定部とを有し、
    前記発生部は、前記出力デューティ設定部で設定された前記出力デューティをデューティの値としたPWM信号を発生させ、
    前記出力デューティ設定部は、
    前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティを反映した値である理想デューティと前記周期設定部で設定された前記周期設定値とに基づくオン時間を第1オン時間とし、所定の分解能に基づいて定められた複数の設定候補値の中で前記第1オン時間に近い値を第2オン時間としたとき、
    前記周期設定値を増加又は減少させた周期調整値に対する前記第2オン時間の比率である調整比率が前記理想デューティに近づくように前記周期調整値を生成し、
    前記周期調整値をPWM信号の周期とし、前記第2オン時間をPWM信号のオン時間とするように前記出力デューティを設定する車載用の信号発生回路。
  2. 前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティと、前記出力デューティ設定部で設定された前記出力デューティとの差に基づいて、前記出力デューティ設定部で次回以降に用いる補正値を生成する補正値生成部を有し、
    前記出力デューティ設定部は、前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティを前記補正値生成部で前回以前に生成された前記補正値によって補正した値である前記理想デューティと、前記周期設定部で設定された前記周期設定値と、に基づいて定まるオン時間を前記第1オン時間とする請求項1に記載の車載用の信号発生回路。
  3. 前記出力デューティ設定部は、
    前記補正値生成部によって前回生成された前記補正値を前記目標デューティに加算して得られる加算値を前記理想デューティとし、
    前記周期設定値を前記理想デューティに乗じて得られる乗算値を前記第1オン時間とし、
    前記複数の設定候補値の中で前記第1オン時間に最も近い値を前記第2オン時間とする請求項2に記載の車載用の信号発生回路。
  4. 前記出力デューティ設定部は、
    前記周期設定値に対する前記第2オン時間の比率である基準比率と前記理想デューティとの差が所定値未満である場合に、前記基準比率を前記出力デューティとし、
    前記基準比率と前記理想デューティとの差が前記所定値以上である場合に、前記周期調整値を生成し、前記周期調整値をPWM信号の周期とし且つ前記第2オン時間をPWM信号のオン時間として前記出力デューティを設定する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の車載用の信号発生回路。
  5. 前記周期設定部は、第1の周期間隔で定められた複数の周期候補値の中からいずれかの値を選択するように前記周期設定値を設定し、
    前記出力デューティ設定部は、前記周期設定部で設定された前記周期設定値を前記第1の周期間隔よりも短い第2の周期間隔で変化させて前記周期調整値を生成する請求項1から請求項4の車載用の信号発生回路。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の車載用の信号発生回路と、
    前記電圧変換装置と、
    前記目標デューティ設定部と、
    を含む車載用電源装置。
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