JP2021191171A - Power supply device - Google Patents

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Abstract

To provide a power supply device capable of appropriately limiting the output voltage even when an input voltage of a converter changes for protecting the converter from overheating.SOLUTION: A power supply device includes a converter 20 having at least one switching element that converts DC power between an input terminal and an output terminal, and a control circuit 50 that controls a switching element on and off such that an output voltage Vout approaches a target output voltage Vouto, and the control circuit 50 limits the target output voltage Vouto to the upper limit by a first upper limit value when the temperature TC of the converter exceeds a first determination value, and decreases the first upper limit value as the input voltage Vin becomes smaller.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本願は、電源装置に関する。 The present application relates to a power supply device.

入力端子と出力端子との間で直流電力を変換するコンバータを備えた電源装置において、コンバータの構成部品の過熱保護のために、コンバータの温度に応じて、コンバータから出力される出力電圧の上限値を制限するものがある（例えば、特許文献１の第２の実施形態）。 In a power supply unit equipped with a converter that converts DC power between the input terminal and the output terminal, the upper limit of the output voltage output from the converter is determined according to the temperature of the converter in order to protect the components of the converter from overheating. (For example, the second embodiment of Patent Document 1).

特許第３７３２８２８号Patent No. 3732828

コンバータに入力される入力電圧に応じて、同じ出力電圧でも、コンバータの損失が異なる。そのため、出力電圧の上限値を制限しても、入力電圧によっては、コンバータの損失を十分に低減できず、コンバータの温度を十分に低減できない場合がある。そのため、コンバータの損失の低減、コンバータの冷却性能の向上、コンバータの耐熱性能の向上のために、コンバータの重量が増加し、大型化する。 Depending on the input voltage input to the converter, even if the output voltage is the same, the loss of the converter will be different. Therefore, even if the upper limit of the output voltage is limited, the loss of the converter may not be sufficiently reduced and the temperature of the converter may not be sufficiently reduced depending on the input voltage. Therefore, the weight of the converter is increased and the size is increased in order to reduce the loss of the converter, improve the cooling performance of the converter, and improve the heat resistance performance of the converter.

そこで、本願は、コンバータの過熱保護のために、コンバータの入力電圧が変化しても、出力電圧を適切に上限制限することができる電源装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present application is to provide a power supply device capable of appropriately limiting the upper limit of the output voltage even if the input voltage of the converter changes in order to protect the converter from overheating.

本願に係る電源装置は、
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、少なくとも一つのスイッチング素子を有するコンバータと、
前記コンバータの温度を検出する温度検出回路と、
前記入力端子の電圧である入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、
前記出力端子の電圧である出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、
目標出力電圧を設定し、前記出力電圧が目標出力電圧に近づくように、前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記コンバータの温度が、第１の判定値を超えた場合に、前記目標出力電圧を、第１の上限値により上限制限し、
前記入力電圧が小さくなるに従って、前記第１の上限値を小さくするものである。 The power supply device according to the present application is
A converter having at least one switching element that converts DC power between the input terminal and the output terminal,
A temperature detection circuit that detects the temperature of the converter, and
An input voltage detection circuit that detects the input voltage, which is the voltage of the input terminal,
An output voltage detection circuit that detects the output voltage, which is the voltage of the output terminal,
A control circuit for setting a target output voltage and controlling the switching element on and off so that the output voltage approaches the target output voltage is provided.
When the temperature of the converter exceeds the first determination value, the control circuit limits the target output voltage by the first upper limit value.
As the input voltage becomes smaller, the first upper limit value is made smaller.

本願の電源装置によれば、コンバータの温度が、第１の判定値を上回り、過熱保護を行う必要がある場合は、目標出力電圧を、第１の上限値により上限制限し、出力電圧を低下させることができる。入力電圧が小さくなるに従って、同じコンバータ損失になる出力電圧が低下する。入力電圧が小さくなるに従って、第１の上限値が小さくされるので、入力電圧に関わらず、適切にコンバータ損失を低下させることができる。よって、コンバータの発熱量を低減し、コンバータの温度上昇を抑制し、過熱保護を行うことができる。 According to the power supply device of the present application, when the temperature of the converter exceeds the first determination value and it is necessary to perform overheat protection, the target output voltage is limited by the first upper limit value and the output voltage is lowered. Can be made to. As the input voltage decreases, the output voltage that results in the same converter loss decreases. As the input voltage becomes smaller, the first upper limit value becomes smaller, so that the converter loss can be appropriately reduced regardless of the input voltage. Therefore, it is possible to reduce the heat generation amount of the converter, suppress the temperature rise of the converter, and perform overheat protection.

実施の形態１に係る電源装置及び回転電機の構成図である。It is a block diagram of the power supply device and the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る制御回路のブロック図である。It is a block diagram of the control circuit which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る制御回路のハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of the control circuit which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係るＰＷＭ制御及び電流挙動を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating PWM control and current behavior which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係るリアクトル損失を説明する図である。It is a figure explaining the reactor loss which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係るスイッチング素子損失を説明する図である。It is a figure explaining the switching element loss which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係るモータ要求下限電圧を説明する図である。It is a figure explaining the motor required lower limit voltage which concerns on Embodiment 1. 実施の形態１に係る第１の上限値の設定を説明する図である。It is a figure explaining the setting of the 1st upper limit value which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る制御挙動を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the control behavior which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る下限値の設定を説明する図である。It is a figure explaining the setting of the lower limit value which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態２に係る電源装置及び回転電機の構成図である。It is a block diagram of the power supply device and the rotary electric machine which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態２に係る昇圧比が２以上の場合のＰＷＭ制御及び電流挙動を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating PWM control and current behavior when the step-up ratio which concerns on Embodiment 2 is 2 or more. 実施の形態２に係る昇圧比が２以下の場合のＰＷＭ制御及び電流挙動を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating PWM control and current behavior when the step-up ratio which concerns on Embodiment 2 is 2 or less. 実施の形態２に係るリアクトル損失を説明する図である。It is a figure explaining the reactor loss which concerns on Embodiment 2. 実施の形態２に係るスイッチング素子損失を説明する図である。It is a figure explaining the switching element loss which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態３に係る第１の時間遅れ処理を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the first time delay processing which concerns on Embodiment 3. 実施の形態４に係る第１の上限値及び第２の上限値の設定を説明する図である。It is a figure explaining the setting of the 1st upper limit value and the 2nd upper limit value which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態４に係る温度上昇が短期間の場合の制御挙動を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the control behavior when the temperature rise according to Embodiment 4 is a short term. 実施の形態４に係る温度上昇が長期間の場合の制御挙動を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the control behavior when the temperature rise according to Embodiment 4 is a long term.

１．実施の形態１
実施の形態１に係る電源装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る電源装置の構成図である。 1. 1. Embodiment 1
The power supply device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply device according to the present embodiment.

１−１．コンバータ２０
コンバータ２０は、入力端子１と出力端子２との間で直流電力を変換するＤＣ−ＤＣコンバータである。コンバータ２０は、少なくとも一つのスイッチング素子を備えている。また、コンバータ２０は、少なくとも一つのリアクトルを備えている。 1-1. Converter 20
The converter 20 is a DC-DC converter that converts DC power between the input terminal 1 and the output terminal 2. The converter 20 includes at least one switching element. Further, the converter 20 includes at least one reactor.

本実施の形態では、コンバータ２０は、入力端子１から出力端子２に直流電圧を昇圧して供給する昇圧チョッパ回路と、出力端子２から入力端子１に直流電圧を降圧して供給する降圧チョッパ回路と、から構成される双方向のチョッパ回路とされている。 In the present embodiment, the converter 20 has a step-up chopper circuit that boosts and supplies a DC voltage from the input terminal 1 to the output terminal 2, and a step-down chopper circuit that boosts and supplies the DC voltage from the output terminal 2 to the input terminal 1. It is a bidirectional chopper circuit composed of.

コンバータ２０は、出力端子２の正極側端子２ａと負極側端子２ｂとの間に直列接続された正極側のスイッチング素子Ｓａと負極側のスイッチング素子Ｓｂとを有している。正極側のスイッチング素子Ｓａと負極側のスイッチング素子Ｓｂとの間の接続点と、入力端子１の正極側端子１ａとの間に、リアクトルＬが直列接続されている。入力端子１の負極側端子１ｂと出力端子２の負極側端子２ｂとが接続されている。 The converter 20 has a positive electrode side switching element Sa and a negative electrode side switching element Sb connected in series between the positive electrode side terminal 2a and the negative electrode side terminal 2b of the output terminal 2. The reactor L is connected in series between the connection point between the switching element Sa on the positive electrode side and the switching element Sb on the negative electrode side and the positive electrode side terminal 1a of the input terminal 1. The negative electrode side terminal 1b of the input terminal 1 and the negative electrode side terminal 2b of the output terminal 2 are connected.

各スイッチング素子には、ダイオードが逆並列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ダイオードが逆並列接続されたＦＥＴ（Field Effect Transistor）、逆並列接続されたダイオードの機能を有するＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ダイオードが逆並列接続されたバイポーラトランジスタ等が用いられる。各スイッチング素子のゲート端子は、制御回路５０に接続されている。各スイッチング素子は、制御回路５０から出力される制御信号によりオン又はオフされる。 Each switching element has an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) in which diodes are connected in anti-parallel connection, a FET (Field Effect Transistor) in which diodes are connected in anti-parallel connection, and a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor) that has the functions of a diode connected in anti-parallel connection. Field Effect Transistor), bipolar transistors in which diodes are connected in antiparallel, etc. are used. The gate terminal of each switching element is connected to the control circuit 50. Each switching element is turned on or off by a control signal output from the control circuit 50.

入力端子１の正極側端子１ａと負極側端子１ｂとの間には、入力側の平滑コンデンサＣ１が接続されている。出力端子２の正極側端子２ａと負極側端子２ｂとの間には、出力側の平滑コンデンサＣ２が接続されている。 A smoothing capacitor C1 on the input side is connected between the positive electrode side terminal 1a and the negative electrode side terminal 1b of the input terminal 1. A smoothing capacitor C2 on the output side is connected between the positive electrode side terminal 2a and the negative electrode side terminal 2b of the output terminal 2.

入力端子１の正極側端子１ａと負極側端子１ｂとの間には、入力端子１の電圧である入力電圧Ｖｉｎを検出する入力電圧検出回路３が設けられている。入力電圧検出回路３の出力信号は、制御回路５０に入力される。出力端子２の正極側端子２ａと負極側端子２ｂとの間には、出力端子２の電圧である出力電圧Ｖｏｕｔを検出する出力電圧検出回路４が設けられている。出力電圧検出回路４の出力信号は、制御回路５０に入力される。 An input voltage detection circuit 3 for detecting the input voltage Vin, which is the voltage of the input terminal 1, is provided between the positive electrode side terminal 1a and the negative electrode side terminal 1b of the input terminal 1. The output signal of the input voltage detection circuit 3 is input to the control circuit 50. An output voltage detection circuit 4 for detecting the output voltage Vout, which is the voltage of the output terminal 2, is provided between the positive electrode side terminal 2a and the negative electrode side terminal 2b of the output terminal 2. The output signal of the output voltage detection circuit 4 is input to the control circuit 50.

コンバータ２０の温度を検出する温度検出回路５が設けられている。温度検出回路５は、サーミスタ等が用いられる。温度検出回路５は、リアクトル及びスイッチング素子の一方又は双方の温度を検出するように設けられている。例えば、温度検出回路５は、温度が高くなり易い、許容上限温度が低い等、温度条件が最も厳しいリアクトル又はスイッチング素子に設けられる。なお、温度検出回路５は、複数設けられてもよい。 A temperature detection circuit 5 for detecting the temperature of the converter 20 is provided. A thermistor or the like is used for the temperature detection circuit 5. The temperature detection circuit 5 is provided so as to detect the temperature of one or both of the reactor and the switching element. For example, the temperature detection circuit 5 is provided in a reactor or a switching element having the strictest temperature conditions such as a high temperature and a low allowable upper limit temperature. A plurality of temperature detection circuits 5 may be provided.

入力端子１は、外部の直流電源３０に接続されている。出力端子２は、外部の電気負荷３１に接続されている。 The input terminal 1 is connected to an external DC power supply 30. The output terminal 2 is connected to an external electric load 31.

１−２．回転電機４０
本実施の形態では、外部の電気負荷３１は、回転電機４０とされている。回転電機４０は、直流電力を交流電力に変化して複数相（本例では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）の巻線に供給するインバータ４１と、複数相の巻線が設けられたステータ及びロータを有する回転電機本体４２と、を備えている。インバータ４１には、正極側のスイッチング素子Ｓｍａと負極側のスイッチング素子Ｓｍｂとの直列回路が、３相各相に対応して３セット設けられている。各スイッチング素子は、制御回路５０によりオンオフされる。各相の直列回路の２つのスイッチング素子Ｓｍａ、Ｓｍｂの間の接続点が、対応する相の巻線に接続されている。各相の巻線の接続線上に、各相の巻線を流れる電流を検出する巻線電流検出回路４３が設けられている。また、回転電機本体４２には、ロータの回転角度を検出する回転検出回路４４が設けられている。巻線電流検出回路４３及び回転検出回路４４の出力信号は、制御回路５０に入力される。 1-2. Rotating electric machine 40
In the present embodiment, the external electric load 31 is a rotary electric machine 40. The rotary electric machine 40 is provided with an inverter 41 that converts DC power into AC power and supplies it to the windings of a plurality of phases (in this example, three phases of U phase, V phase, and W phase), and a plurality of phase windings. It is provided with a rotary electric machine main body 42 having a stator and a rotor. The inverter 41 is provided with three sets of a series circuit of the switching element Sma on the positive electrode side and the switching element Smb on the negative electrode side corresponding to each of the three phases. Each switching element is turned on and off by the control circuit 50. The connection point between the two switching elements Sma, Smb of the series circuit of each phase is connected to the winding of the corresponding phase. A winding current detection circuit 43 for detecting the current flowing through the windings of each phase is provided on the connection line of the windings of each phase. Further, the rotary electric machine main body 42 is provided with a rotation detection circuit 44 for detecting the rotation angle of the rotor. The output signals of the winding current detection circuit 43 and the rotation detection circuit 44 are input to the control circuit 50.

１−３．制御回路５０
制御回路５０は、コンバータ２０を制御する。本実施の形態では、制御回路５０は、コンバータ２０に加えて、回転電機も制御する。なお、回転電機は、別の制御回路により制御されてもよい。この場合は、別の制御回路から制御回路５０に回転電機の動作状態の情報が入力される。 1-3. Control circuit 50
The control circuit 50 controls the converter 20. In the present embodiment, the control circuit 50 controls the rotary electric machine in addition to the converter 20. The rotary electric machine may be controlled by another control circuit. In this case, information on the operating state of the rotary electric machine is input from another control circuit to the control circuit 50.

図２に示すように、制御回路５０は、後述する電圧検出部５１、温度検出部５２、及び出力電圧制御部５３、及び回転電機制御部５４等を備えている。制御回路５０の各機能は、制御回路５０が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御回路５０は、図３に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、及び演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３等を備えている。 As shown in FIG. 2, the control circuit 50 includes a voltage detection unit 51, a temperature detection unit 52, an output voltage control unit 53, a rotary electric machine control unit 54, and the like, which will be described later. Each function of the control circuit 50 is realized by the processing circuit provided in the control circuit 50. Specifically, as shown in FIG. 3, the control circuit 50 includes an arithmetic processing unit 90 (computer) such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device 91 for exchanging data with the arithmetic processing unit 90, as a processing circuit. The arithmetic processing unit 90 includes an input circuit 92 for inputting an external signal, an output circuit 93 for outputting a signal from the arithmetic processing unit 90 to the outside, and the like.

演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路９２は、入力電圧検出回路３、出力電圧検出回路４、温度検出回路５、巻線電流検出回路４３、及び回転検出回路４４等の各種のセンサが接続され、これらセンサ、スイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３は、コンバータ２０及び回転電機４０のスイッチング素子をオンオフ駆動するゲート駆動回路等の電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置９０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。 The arithmetic processing device 90 is provided with an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an IC (Integrated Circuit), a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), various logic circuits, various signal processing circuits, and the like. You may. Further, as the arithmetic processing unit 90, a plurality of the same type or different types may be provided, and each processing may be shared and executed. The storage device 91 includes a RAM (Random Access Memory) configured to be able to read and write data from the arithmetic processing unit 90, a ROM (Read Only Memory) configured to be able to read data from the arithmetic processing unit 90, and the like. Has been done. Various sensors such as an input voltage detection circuit 3, an output voltage detection circuit 4, a temperature detection circuit 5, a winding current detection circuit 43, and a rotation detection circuit 44 are connected to the input circuit 92, and the output signals of these sensors and switches are connected to the input circuit 92. Is provided with an A / D converter or the like for inputting to the arithmetic processing device 90. The output circuit 93 includes a drive circuit or the like to which an electric load such as a gate drive circuit for on / off driving the switching element of the converter 20 and the rotary electric machine 40 is connected and a control signal is output from the arithmetic processing device 90 to these electric loads. ..

そして、制御回路５０が備える図２の各制御部５１〜５４等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、及び出力回路９３等の制御回路５０の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各制御部５１〜５４等が用いる判定値、上限値、解除値、目標出力電圧の基本値、モータ要求下限電圧等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。以下、制御回路５０の各機能について詳細に説明する。 Then, in each function of the control units 51 to 54 of FIG. 2 included in the control circuit 50, the arithmetic processing unit 90 executes software (program) stored in the storage device 91 such as a ROM, and the storage device 91, It is realized by cooperating with other hardware of the control circuit 50 such as the input circuit 92 and the output circuit 93. The setting data such as the judgment value, the upper limit value, the release value, the basic value of the target output voltage, the lower limit voltage required by the motor, etc. used by each control unit 51 to 54, etc. are stored in the ROM or the like as a part of the software (program). It is stored in the device 91. Hereinafter, each function of the control circuit 50 will be described in detail.

１−３−１．回転電機制御部５４
回転電機制御部５４は、巻線電流検出回路４３及び回転検出回路４４の出力信号に基づいて、ロータの回転角度θ、回転速度ω、及び各相の巻線電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。そして、回転電機制御部５４は、公知の電流ベクトル制御法を用い、回転角度θ、回転速度ω、及び各相の巻線電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づいて、回転電機が目標トルクを出力するように、各相の巻線に印加する電圧指令値を算出し、各相の電圧指令値及び出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて、ＰＷＭ制御により、各相の２つのスイッチング素子Ｓｍａ、Ｓｍｂをオンオフする。 1-3-1. Rotating electric machine control unit 54
The rotary electric machine control unit 54 detects the rotation angle θ of the rotor, the rotation speed ω, and the winding currents Iu, Iv, and Iw of each phase based on the output signals of the winding current detection circuit 43 and the rotation detection circuit 44. .. Then, the rotary electric machine control unit 54 uses a known current vector control method, and the rotary electric machine outputs a target torque based on the rotation angle θ, the rotation speed ω, and the winding currents Iu, Iv, and Iw of each phase. As described above, the voltage command value applied to the winding of each phase is calculated, and the two switching elements Sma and Smb of each phase are turned on and off by PWM control based on the voltage command value of each phase and the output voltage Vout.

１−３−２．電圧検出部５１
電圧検出部５１は、出力電圧検出回路４の出力信号に基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔを検出する。また、電圧検出部５１は、入力電圧検出回路３の出力信号に基づいて、入力電圧Ｖｉｎを検出する。 1-3-2. Voltage detector 51
The voltage detection unit 51 detects the output voltage Vout based on the output signal of the output voltage detection circuit 4. Further, the voltage detection unit 51 detects the input voltage Vin based on the output signal of the input voltage detection circuit 3.

１−３−３．温度検出部５２
温度検出部５２は、温度検出回路５の出力信号に基づいて、コンバータ温度ＴＣを検出する。コンバータ温度ＴＣとして、リアクトルＬ及びスイッチング素子の一方又は双方の温度が検出される。複数のスイッチング素子温度が検出される場合は、最も温度が高いスイッチング素子温度が、コンバータ温度ＴＣとして選択されてもよい。 1-3-3. Temperature detector 52
The temperature detection unit 52 detects the converter temperature TC based on the output signal of the temperature detection circuit 5. As the converter temperature TC, the temperature of one or both of the reactor L and the switching element is detected. When a plurality of switching element temperatures are detected, the switching element temperature having the highest temperature may be selected as the converter temperature TC.

１−３−４．出力電圧制御部５３
本実施の形態では、出力電圧制御部５３は、目標電圧設定部５３１、及び電圧フィードバック制御部５３２を備えている。 1-3-4. Output voltage control unit 53
In the present embodiment, the output voltage control unit 53 includes a target voltage setting unit 531 and a voltage feedback control unit 532.

１−３−４−１．電圧フィードバック制御部５３２
電圧フィードバック制御部５３２は、出力電圧Ｖｏｕｔが目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに近づくように、コンバータ２０のスイッチング素子をオンオフ制御する。目標出力電圧Ｖｏｕｔｏは、後述する目標電圧設定部５３１により設定される。例えば、電圧フィードバック制御部５３２は、出力電圧Ｖｏｕｔを、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに近づける電圧制御量Ｄｖを算出する。例えば、電圧フィードバック制御部５３２は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏと出力電圧Ｖｏｕｔとの偏差に対してＰＩＤ制御を行って、電圧制御量Ｄｖを算出する。ＰＩＤ制御の他に、ＰＩ制御等の各種のフィーバック制御が用いられてもよい。 1-3-4-1. Voltage feedback control unit 532
The voltage feedback control unit 532 controls the switching element of the converter 20 on and off so that the output voltage Vout approaches the target output voltage Vouto. The target output voltage Vouto is set by the target voltage setting unit 531 described later. For example, the voltage feedback control unit 532 calculates the voltage control amount Dv that brings the output voltage Vout closer to the target output voltage Vouto. For example, the voltage feedback control unit 532 performs PID control on the deviation between the target output voltage Vouto and the output voltage Vout, and calculates the voltage control amount Dv. In addition to PID control, various feedback controls such as PI control may be used.

電圧制御量Ｄｖは、ＰＷＭ制御のデューティ比とされている。電圧フィードバック制御部５３２は、電圧制御量Ｄｖを、０から１の範囲内に制限する（０≦Ｄｖ≦１）。 The voltage control amount Dv is a duty ratio of PWM control. The voltage feedback control unit 532 limits the voltage control amount Dv within the range of 0 to 1 (0 ≦ Dv ≦ 1).

図４のタイムチャートに示すように、電圧フィードバック制御部５３２は、電圧制御量Ｄｖ（デューティ比）に基づいて、ＰＷＭ制御により、コンバータ２０の正極側及び負極側のスイッチング素子をオンオフするパルス信号を生成する。本実施の形態では、電圧フィードバック制御部５３２は、コンバータ２０の電圧制御量Ｄｖ（デューティ比）でオンする正極側のスイッチング素子Ｓａのパルス信号Ｐｓａを生成し、正極側のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓａを反転させて負極側のスイッチング素子Ｓｂのパルス信号Ｐｓｂを生成する。各パルス信号は、対応するスイッチング素子のゲート端子に入力される。図示は省略するが、正極側のスイッチング素子Ｓａのオン期間と負極側のスイッチング素子Ｓｂのオン期間との間には、正極側及び負極側のスイッチング素子の双方をオフにするデッドタイム（短絡防止期間）が設けられる。 As shown in the time chart of FIG. 4, the voltage feedback control unit 532 outputs a pulse signal for turning on / off the switching elements on the positive electrode side and the negative electrode side of the converter 20 by PWM control based on the voltage control amount Dv (duty ratio). Generate. In the present embodiment, the voltage feedback control unit 532 generates a pulse signal Psa of the switching element Sa on the positive electrode side that is turned on by the voltage control amount Dv (duty ratio) of the converter 20, and the pulse signal Psa of the switching element on the positive electrode side. Is inverted to generate a pulse signal Psb of the switching element Sb on the negative electrode side. Each pulse signal is input to the gate terminal of the corresponding switching element. Although not shown, a dead time (short-circuit prevention) for turning off both the positive electrode side and the negative electrode side switching element is between the on period of the switching element Sa on the positive electrode side and the on period of the switching element Sb on the negative electrode side. Period) is provided.

リアクトルＬに印加される印加電圧ＶＬは、正極側のスイッチング素子Ｓａのオン期間は、入力電圧Ｖｉｎになり、リアクトルＬを流れるリアクトル電流ＩＬは、Ｖｉｎ／インダクタンスの傾きで増加する。一方、リアクトルの印加電圧ＶＬは、負極側のスイッチング素子Ｓａのオン期間は、入力電圧Ｖｉｎから出力電圧Ｖｏｕｔを減算した電圧になり、リアクトル電流ＩＬは、（Ｖｉｎ―Ｖｏｕｔ）／インダクタンスの傾きで減少する。電圧制御量Ｄｖが増加するに従って、出力電圧Ｖｏｕｔが増加する。 The applied voltage VL applied to the reactor L becomes the input voltage Vin during the ON period of the switching element Sa on the positive electrode side, and the reactor current IL flowing through the reactor L increases with the slope of Vin / inductance. On the other hand, the applied voltage VL of the reactor becomes a voltage obtained by subtracting the output voltage Vout from the input voltage Vin during the ON period of the switching element Sa on the negative electrode side, and the reactor current IL decreases with the slope of (Vin-Vout) / inductance. do. As the voltage control amount Dv increases, the output voltage Vout increases.

１−３−４−２．目標電圧設定部５３１
＜入力電圧及び出力電圧に応じたコンバータの損失＞
まず、リアクトル損失、及びスイッチング素子（ダイオードを含む）の損失が最も大きいスイッチング素子の損失を説明する。 1-3-4-2. Target voltage setting unit 531
<Conversion loss according to input voltage and output voltage>
First, the reactor loss and the loss of the switching element having the largest loss of the switching element (including the diode) will be described.

図５に、横軸を入力電圧Ｖｉｎとし、縦軸を出力電圧Ｖｏｕｔとし、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの各動作点におけるリアクトル損失の特性を等高線で示している。図６に、横軸を入力電圧Ｖｉｎとし、縦軸を出力電圧Ｖｏｕｔとし、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの各動作点におけるスイッチング素子損失の特性を等高線で示している。 In FIG. 5, the horizontal axis is the input voltage Vin, the vertical axis is the output voltage Vout, and the characteristics of the reactor loss at each operating point of the input voltage Vin and the output voltage Vout are shown by contour lines. In FIG. 6, the horizontal axis is the input voltage Vin, the vertical axis is the output voltage Vout, and the characteristics of the switching element loss at each operating point of the input voltage Vin and the output voltage Vout are shown by contour lines.

目標出力電圧Ｖｏｕｔｏは、入力電圧Ｖｉｎ以上に設定されるので、出力電圧Ｖｏｕｔが、入力電圧Ｖｉｎ以下になる領域は、コンバータの動作範囲外になり、リアクトル損失及びスイッチング素子損失を示していない。 Since the target output voltage Vouto is set to be equal to or higher than the input voltage Vin, the region where the output voltage Vout is equal to or lower than the input voltage Vin is out of the operating range of the converter, and the reactor loss and the switching element loss are not shown.

同じリアクトル損失になる出力電圧Ｖｏｕｔは、入力電圧Ｖｉｎが小さくなるほど、小さくなる。また、同じスイッチング素子損失になる出力電圧Ｖｏｕｔは、入力電圧Ｖｉｎが小さくなるほど、小さくなる。よって、リアクトルの発熱量及びスイッチング素子の発熱量を低減するために、各損失を低減する必要があり、出力電圧Ｖｏｕｔを低下させる必要がある。しかし、同程度に各損失を低減させるためには、入力電圧Ｖｉｎが小さくなるほど、低下後の出力電圧Ｖｏｕｔを小さくする必要がある。入力電圧Ｖｉｎの変化に関わらず、昇圧比（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ）を低くする必要がある。 The output voltage Vout having the same reactor loss becomes smaller as the input voltage Vin becomes smaller. Further, the output voltage Vout that causes the same switching element loss becomes smaller as the input voltage Vin becomes smaller. Therefore, in order to reduce the calorific value of the reactor and the calorific value of the switching element, it is necessary to reduce each loss, and it is necessary to reduce the output voltage Vout. However, in order to reduce each loss to the same extent, it is necessary to reduce the output voltage Vout after the decrease as the input voltage Vin becomes smaller. It is necessary to lower the boost ratio (Vout / Vin) regardless of the change in the input voltage Vin.

＜回転電機から要求されるモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎ＞
図７に、横軸を回転電機の回転速度ωとし、縦軸を回転電機のトルクＴとし、回転速度ω及びトルクＴの各動作点において、所望のトルクを出力させるために、最低限必要な出力電圧Ｖｍｇｍｉｎ（以下、モータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎと称す）の特性を等高線で示している。回転電機のトルクＴ及び回転速度ωに応じて、モータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎが変化する。具体的には、トルクＴが大きいほど、回転速度ωが大きいほど、モータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎが大きくなる。これは、回転速度ωが大きいほど、巻線に生じる誘起電圧が大きくなり、所望のトルクを出力させるためにモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎが大きくなり、出力トルクＴが大きいほど、巻線の印加電圧が大きくなり、所望のトルクを出力させるためにモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎが大きくなるためである。このモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎは、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの下限値になる。 <Motor required lower limit voltage Vmgmin required by rotary electric machine>
In FIG. 7, the horizontal axis is the rotational speed ω of the rotary electric machine, the vertical axis is the torque T of the rotary electric machine, and the minimum required to output the desired torque at each operating point of the rotation speed ω and the torque T. The characteristics of the output voltage Vmgmin (hereinafter referred to as the motor required lower limit voltage Vmgmin) are shown by contour lines. The motor required lower limit voltage Vmgmin changes according to the torque T and the rotation speed ω of the rotary electric machine. Specifically, the larger the torque T and the larger the rotation speed ω, the larger the motor required lower limit voltage Vmgmin. This is because the larger the rotation speed ω, the larger the induced voltage generated in the winding, the larger the motor required lower limit voltage Vmgmin to output the desired torque, and the larger the output torque T, the larger the applied voltage of the winding. This is because the lower limit voltage Vmgmin required for the motor becomes larger in order to output a desired torque. This motor required lower limit voltage Vmgmin becomes the lower limit value of the target output voltage Vouto.

よって、設定可能であれば、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏは、回転電機の回転速度ω及びトルクＴに応じて定まるモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎ以上に設定されることが望ましい。 Therefore, if it can be set, it is desirable that the target output voltage Vouto is set to the motor required lower limit voltage Vmgmin or more, which is determined according to the rotation speed ω and the torque T of the rotary electric machine.

＜コンバータ温度ＴＣに応じた、目標出力電圧の上限制限＞
コンバータ２０の昇圧比（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ）が大きくなれば、図５及び図６に示すように、リアクトル損失及びスイッチング素子損失が大きくなるため、リアクトルＬ及びスイッチング素子等のコンバータ２０の構成部品の発熱量が増加し、コンバータ温度ＴＣが上昇する。コンバータ温度ＴＣが許容温度よりも上昇しないように、過熱保護を行う必要がある。 <Upper limit of target output voltage according to converter temperature TC>
As shown in FIGS. 5 and 6, when the boost ratio (Vout / Vin) of the converter 20 becomes large, the reactor loss and the switching element loss become large, so that the heat generated by the components of the converter 20 such as the reactor L and the switching element becomes large. The amount increases and the converter temperature TC rises. It is necessary to perform overheat protection so that the converter temperature TC does not rise above the allowable temperature.

コンバータ温度ＴＣが低い場合、コンバータ２０の構成部品の発熱量を低減するために、昇圧比を低下させる必要がない。そのため、目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが、第１の判定値Ｖｔｈ１よりも低い場合は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、入力電圧Ｖｉｎ以上の範囲に設定する。本実施の形態は、目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、入力電圧Ｖｉｎ以上であって、回転電機の回転速度ω及びトルクＴに応じて定まるモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎ以上の範囲に設定する。例えば、目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの設定可能な範囲内で、コンバータ２０の損失及び回転電機４０（インバータ４１及び回転電機本体４２）の損失が小さくなるような出力電圧Ｖｏｕｔに、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを設定する。 When the converter temperature TC is low, it is not necessary to lower the step-up ratio in order to reduce the calorific value of the components of the converter 20. Therefore, when the converter temperature TC is lower than the first determination value Vth1, the target voltage setting unit 531 sets the target output voltage Vouto in the range of the input voltage Vin or higher. In this embodiment, the target voltage setting unit 531 sets the target output voltage Vouto to a range of the input voltage Vin or more and the motor required lower limit voltage Vmgmin or more determined according to the rotation speed ω and the torque T of the rotary electric machine. do. For example, the target voltage setting unit 531 sets the output voltage Vout so that the loss of the converter 20 and the loss of the rotary electric machine 40 (inverter 41 and the rotary electric machine main body 42) are small within the settable range of the target output voltage Vouto. Set the target output voltage Vouto.

例えば、目標電圧設定部５３１は、入力電圧Ｖｉｎと目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂとの関係が予め設定された基本値設定マップを参照し、現在の入力電圧Ｖｉｎに対応する目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを算出する。目標電圧設定部５３１は、図７に示すような回転電機の回転速度ω及びトルクＴとモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎとの関係が予め設定された回転電機下限電圧マップを参照し、現在の回転電機の回転速度ω及び目標トルクＴｏに対応するモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎを算出する。 For example, the target voltage setting unit 531 refers to a basic value setting map in which the relationship between the input voltage Vin and the basic value Voutob of the target output voltage is set in advance, and the basic value of the target output voltage corresponding to the current input voltage Vin. Calculate the voltage. The target voltage setting unit 531 refers to the rotary electric machine lower limit voltage map in which the relationship between the rotational speed ω and torque T of the rotary electric machine and the motor required lower limit voltage Vmgmin as shown in FIG. 7 is set in advance, and refers to the current rotary electric machine. The motor required lower limit voltage Vmgmin corresponding to the rotation speed ω and the target torque To is calculated.

そして、目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを、回転電機のモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎにより下限制限した値を、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏとして算出する。基本値設定マップの目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂは、各入力電圧Ｖｉｎの動作点において、入力電圧Ｖｉｎ以上であって、各損失が低くなる出力電圧Ｖｏｕｔに予め設定される。 Then, the target voltage setting unit 531 calculates a value obtained by limiting the basic value Voutob of the target output voltage to the lower limit by the motor required lower limit voltage Vmgmin of the rotary electric machine as the target output voltage Vouto. The basic value Voutob of the target output voltage of the basic value setting map is preset to the output voltage Vout which is equal to or higher than the input voltage Vin and whose loss is low at the operating point of each input voltage Vin.

しかし、コンバータ温度ＴＣが高くなり、過熱保護を行う必要がある場合は、昇圧比を低下させ、発熱量を低下させるために、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを上限制限する必要がある。そこで、目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが、第１の判定値Ｖｔｈ１を超えた場合に、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限する。図８に示すように、目標電圧設定部５３１は、入力電圧Ｖｉｎが小さくなるに従って、第１の上限値Ｖｕｐ１を小さくする。なお、第１の上限値Ｖｕｐ１は、入力電圧Ｖｉｎ以上の値に設定される。 However, when the converter temperature TC becomes high and it is necessary to perform overheat protection, it is necessary to limit the upper limit of the target output voltage Vouto in order to lower the step-up ratio and lower the calorific value. Therefore, when the converter temperature TC exceeds the first determination value Vth1, the target voltage setting unit 531 limits the target output voltage Vouto by the first upper limit value Vup1. As shown in FIG. 8, the target voltage setting unit 531 reduces the first upper limit value Vup1 as the input voltage Vin becomes smaller. The first upper limit value Vup1 is set to a value equal to or higher than the input voltage Vin.

この構成によれば、コンバータの温度ＴＣが、第１の判定値Ｖｔｈ１を上回り、過熱保護を行う必要がある場合は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限することができる。入力電圧Ｖｉｎが小さくなるに従って、同じリアクトル損失及びスイッチング素子損失になる出力電圧Ｖｏｕｔが低下する。入力電圧Ｖｉｎが小さくなるに従って、第１の上限値Ｖｕｐ１が小さくされるので、入力電圧Ｖｉｎに関わらず、適切にリアクトル損失及びスイッチング素子損失を低下させることができる。よって、リアクトル及びスイッチング素子の発熱を低減し、コンバータの温度上昇を抑制し、過熱保護を行うことができる。 According to this configuration, when the temperature TC of the converter exceeds the first determination value Vth1 and it is necessary to perform overheat protection, the target output voltage Vouto can be limited by the first upper limit value Vup1. .. As the input voltage Vin becomes smaller, the output voltage Vout that has the same reactor loss and switching element loss decreases. As the input voltage Vin becomes smaller, the first upper limit value Vup1 becomes smaller, so that the reactor loss and the switching element loss can be appropriately reduced regardless of the input voltage Vin. Therefore, it is possible to reduce the heat generation of the reactor and the switching element, suppress the temperature rise of the converter, and perform overheat protection.

第１の判定値Ｖｔｈ１は、過熱保護の必要性が生じるコンバータ温度ＴＣに基づいて、予め設定されている。第１の上限値Ｖｕｐ１は、各入力電圧Ｖｉｎの動作点において、コンバータ温度ＴＣが許容温度以下に低下するような値に予め設定されている。目標電圧設定部５３１は、入力電圧Ｖｉｎと第１の上限値Ｖｕｐ１との関係が予め設定された第１上限値設定マップを参照し、現在の入力電圧Ｖｉｎに対応する第１の上限値Ｖｕｐ１を算出する。 The first determination value Vth1 is preset based on the converter temperature TC in which the need for overheat protection arises. The first upper limit value Vup1 is preset to a value such that the converter temperature TC drops below the permissible temperature at the operating point of each input voltage Vin. The target voltage setting unit 531 refers to the first upper limit value setting map in which the relationship between the input voltage Vin and the first upper limit value Vup1 is set in advance, and sets the first upper limit value Vup1 corresponding to the current input voltage Vin. calculate.

目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが第１の判定値Ｖｔｈ１よりも低い場合に算出される目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限する。例えば、目標電圧設定部５３１は、入力電圧Ｖｉｎと目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂとの関係が予め設定された基本値設定マップを参照し、現在の入力電圧Ｖｉｎに対応する目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを算出する。そして、目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを、回転電機のモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎで下限制限した値を、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限した値を、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏとして算出する。 The target voltage setting unit 531 limits the target output voltage Vouto calculated when the converter temperature TC is lower than the first determination value Vth1 by the first upper limit value Vup1. For example, the target voltage setting unit 531 refers to a basic value setting map in which the relationship between the input voltage Vin and the basic value Voutob of the target output voltage is set in advance, and the basic value of the target output voltage corresponding to the current input voltage Vin. Calculate the voltage. Then, the target voltage setting unit 531 limits the basic value Voutob of the target output voltage to the lower limit by the motor required lower limit voltage Vmgmin of the rotary electric machine, and limits the upper limit by the first upper limit value Vup1 to the target output voltage Vouto. Calculated as.

ここで、ＡをＢで上限制限する処理は、ＡとＢとのいずれか小さい方の値を出力する処理に相当する。また、ＡをＢで下限制限する処理は、ＡとＢとのいずれか大きい方の値を出力する処理に相当する。 Here, the process of limiting the upper limit of A by B corresponds to the process of outputting the smaller value of A and B. Further, the process of limiting the lower limit of A by B corresponds to the process of outputting the larger value of A and B.

本実施の形態では、目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが第１の判定値Ｖｔｈ１を上回った後、コンバータ温度ＴＣが第１の解除値Ｖｓｔ１を下回った場合に、第１の上限値Ｖｕｐ１による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を終了する。第１の解除値Ｖｓｔ１は、第１の判定値Ｖｔｈ１以下の値に予め設定される。上限制限処理の開始と終了とが短時間で繰り返し行われないように、例えば、第１の解除値Ｖｓｔ１は、第１の判定値Ｖｔｈ１よりも１０度程度小さい値に設定される。 In the present embodiment, the target voltage setting unit 531 has a first upper limit value Vup1 when the converter temperature TC exceeds the first determination value Vth1 and then the converter temperature TC falls below the first release value Vst1. Ends the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto. The first release value Vst1 is preset to a value equal to or less than the first determination value Vth1. For example, the first release value Vst1 is set to a value about 10 degrees smaller than the first determination value Vth1 so that the start and end of the upper limit limiting process are not repeated in a short time.

＜制御挙動＞
図９に制御挙動の例を示す。時刻ｔ０１までは、目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが、第１の判定値Ｖｔｈ１よりも低いと判定し、第１の上限値Ｖｕｐ１による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を行わずに、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを設定する。本実施の形態では、目標電圧設定部５３１は、入力電圧Ｖｉｎ以上であって、モータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎ以上の範囲において、各損失が低くなる目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを算出し、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂをそのまま目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定する。 <Control behavior>
FIG. 9 shows an example of control behavior. Until the time t01, the target voltage setting unit 531 determines that the converter temperature TC is lower than the first determination value Vth1, and does not perform the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the first upper limit value Vup1. Set the target output voltage Vouto. In the present embodiment, the target voltage setting unit 531 calculates the basic value Voutob of the target output voltage at which the loss is low in the range of the input voltage Vin or more and the motor required lower limit voltage Vmgmin or more, and the target output voltage. The basic value Voutob of is set to the target output voltage Vouto as it is.

時刻ｔ０１で、何らかの要因で、コンバータ２０を冷却する冷却水の温度が過大に上昇する異常が生じている。その後、コンバータ温度ＴＣが、次第に上昇していき、時刻ｔ０２で、目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが、第１の判定値Ｖｔｈ１よりも高いと判定し、第１の上限値Ｖｕｐ１による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を開始する。本実施の形態では、目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を行わない場合と同様に目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを算出し、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限した値を、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定する。図９の例では、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂが、第１の上限値Ｖｕｐ１を超えており、第１の上限値Ｖｕｐ１が、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定される。 At time t01, an abnormality has occurred in which the temperature of the cooling water for cooling the converter 20 rises excessively for some reason. After that, the converter temperature TC gradually rises, and at time t02, the target voltage setting unit 531 determines that the converter temperature TC is higher than the first determination value Vth1, and the target according to the first upper limit value Vup1. The upper limit limiting process of the output voltage Vouto is started. In the present embodiment, the target voltage setting unit 531 calculates the basic value Voutob of the target output voltage as in the case where the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto is not performed, and sets the basic value Voutob of the target output voltage to the first. The upper limit value of Vup1 is set to the target output voltage Vouto. In the example of FIG. 9, the basic value Voutob of the target output voltage exceeds the first upper limit value Vup1, and the first upper limit value Vup1 is set to the target output voltage Vouto.

その後、出力電圧の低下により、コンバータの損失及び発熱量が低下し、コンバータ温度ＴＣを第１の判定値Ｖｔｈ１よりも低下させることができ、コンバータの過熱保護を行うことができている。 After that, due to the decrease in the output voltage, the loss and the calorific value of the converter are reduced, the converter temperature TC can be lowered from the first determination value Vth1, and the converter can be protected from overheating.

時刻ｔ０３で、冷却水の温度が過大に上昇する異常が解消している。時刻ｔ０３の後、コンバータ温度ＴＣが次第に減少している。時刻ｔ０４で、目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが、第１の解除値Ｖｓｔ１を下回ったので、第１の上限値Ｖｕｐ１による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を終了し、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂをそのまま目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定している。 At time t03, the abnormality that the temperature of the cooling water rises excessively has been resolved. After time t03, the converter temperature TC is gradually decreasing. At time t04, the target voltage setting unit 531 ends the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the first upper limit value Vup1 because the converter temperature TC has fallen below the first release value Vst1, and the target output voltage The basic value Voutob is set to the target output voltage Vouto as it is.

＜目標出力電圧の下限値＞
以上では、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏ（目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂ）が入力電圧Ｖｉｎ以上の値に設定される場合を例に説明した。しかし、出力電圧Ｖｏｕｔが、入力電圧Ｖｉｎに近い場合、コンバータ２０に流れる電流、又は入力電圧Ｖｉｎに過渡的な変動があった場合に、出力電圧Ｖｏｕｔの制御が不安定になる場合がある。そのため、図１０に示すように、目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、入力電圧Ｖｉｎに予め設定された正のオフセット値を加えた下限値Ｖｍｉｎにより下限制限してもよい。すなわち、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏ（目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂ）が下限値Ｖｍｉｎ以上の値に設定されてもよい。第１の上限値Ｖｕｐ１は、下限値Ｖｍｉｎ以上の値に設定される。 <Lower limit of target output voltage>
In the above, the case where the target output voltage Vouto (basic value Voutob of the target output voltage) is set to a value equal to or higher than the input voltage Vin has been described as an example. However, when the output voltage Vout is close to the input voltage Vin, the control of the output voltage Vout may become unstable when there is a transient fluctuation in the current flowing through the converter 20 or the input voltage Vin. Therefore, as shown in FIG. 10, the target voltage setting unit 531 may limit the target output voltage Vouto to the lower limit value Vmin by adding a preset positive offset value to the input voltage Vin. That is, the target output voltage Vouto (basic value Voutob of the target output voltage) may be set to a value equal to or higher than the lower limit value Vmin. The first upper limit value Vup1 is set to a value equal to or higher than the lower limit value Vmin.

２．実施の形態２
実施の形態２に係る電源装置について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る電源装置の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、コンバータ２０の構成が実施の形態１と異なる。図１１は、本実施の形態に係るコンバータ２０の構成図である。 2. 2. Embodiment 2
The power supply device according to the second embodiment will be described. The description of the same components as those in the first embodiment will be omitted. The basic configuration of the power supply device according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the converter 20 is different from that of the first embodiment. FIG. 11 is a block diagram of the converter 20 according to the present embodiment.

本実施の形態では、コンバータ２０は、出力端子２の正極側端子２ａと負極側端子２ｂとの間に、正極側から順番に直列接続された、第１のスイッチング素子Ｓ１、第２のスイッチング素子Ｓ２、第３のスイッチング素子Ｓ３、及び第４のスイッチング素子Ｓ４を有している。各スイッチング素子のゲート端子は、制御回路５０に接続されている。各スイッチング素子は、制御回路５０から出力される制御信号によりオン又はオフされる。 In the present embodiment, the converter 20 is a first switching element S1 and a second switching element connected in series between the positive electrode side terminal 2a and the negative electrode side terminal 2b of the output terminal 2 in order from the positive electrode side. It has S2, a third switching element S3, and a fourth switching element S4. The gate terminal of each switching element is connected to the control circuit 50. Each switching element is turned on or off by a control signal output from the control circuit 50.

第２のスイッチング素子Ｓ２と第３のスイッチング素子Ｓ３との間の接続点と、入力端子１の正極側端子１ａとの間に、リアクトルＬが直列接続されている。 The reactor L is connected in series between the connection point between the second switching element S2 and the third switching element S3 and the positive electrode side terminal 1a of the input terminal 1.

第１のスイッチング素子Ｓ１と第２のスイッチング素子Ｓ２との間の接続点と、第３のスイッチング素子Ｓ３と第４のスイッチング素子Ｓ４との間の接続点との間に、充放電用のコンデンサＣ３が接続されている。充放電用のコンデンサＣ３の端子間の電圧である中間電圧Ｖｍｉｄを検出する中間電圧検出回路６が設けられている。中間電圧検出回路６の出力信号は、制御回路５０に入力される。 A capacitor for charging and discharging between the connection point between the first switching element S1 and the second switching element S2 and the connection point between the third switching element S3 and the fourth switching element S4. C3 is connected. An intermediate voltage detection circuit 6 for detecting an intermediate voltage Vmid, which is a voltage between the terminals of the charging / discharging capacitor C3, is provided. The output signal of the intermediate voltage detection circuit 6 is input to the control circuit 50.

実施の形態１と同様に、入力端子１の正極側端子１ａと負極側端子１ｂとの間には、入力側の平滑コンデンサＣ１が接続されている。出力端子２の正極側端子２ａと負極側端子２ｂとの間には、出力側の平滑コンデンサＣ２が接続されている。入力端子１の正極側端子１ａと負極側端子１ｂとの間には、入力端子１の電圧である入力電圧Ｖｉｎを検出する入力電圧検出回路３が設けられている。出力端子２の正極側端子２ａと負極側端子２ｂとの間には、出力端子２の電圧である出力電圧Ｖｏｕｔを検出する出力電圧検出回路４が設けられている。 Similar to the first embodiment, the smoothing capacitor C1 on the input side is connected between the positive electrode side terminal 1a and the negative electrode side terminal 1b of the input terminal 1. A smoothing capacitor C2 on the output side is connected between the positive electrode side terminal 2a and the negative electrode side terminal 2b of the output terminal 2. An input voltage detection circuit 3 for detecting the input voltage Vin, which is the voltage of the input terminal 1, is provided between the positive electrode side terminal 1a and the negative electrode side terminal 1b of the input terminal 1. An output voltage detection circuit 4 for detecting the output voltage Vout, which is the voltage of the output terminal 2, is provided between the positive electrode side terminal 2a and the negative electrode side terminal 2b of the output terminal 2.

本実施の形態では、電圧検出部５１は、中間電圧検出回路６の出力信号に基づいて、中間電圧Ｖｍｉｄを検出する。 In the present embodiment, the voltage detection unit 51 detects the intermediate voltage Vmid based on the output signal of the intermediate voltage detection circuit 6.

電圧フィードバック制御部５３２は、出力電圧Ｖｏｕｔが目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに近づくように、コンバータ２０のスイッチング素子をオンオフ制御する。例えば、電圧フィードバック制御部５３２は、出力電圧Ｖｏｕｔを、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに近づける電圧制御量Ｄｖを算出する。本実施の形態では、電圧フィードバック制御部５３２は、中間電圧Ｖｍｉｄを、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの半分値（Ｖｏｕｔｏ／２）に近づける中間電圧制御量Ｄｍｉｄを算出する。そして、図１２、図１３に示すように、電圧フィードバック制御部５３２は、電圧制御量Ｄｖ及び中間電圧制御量Ｄｍｉｄに基づいて、第１、第２、第３及び第４のスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のそれぞれをオンオフするパルス信号Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３、Ｐｓ４を生成する。このパルス信号の生成には、国際公開第２０１２／０１４９１２号等に開示されている公知の方法が用いられる。 The voltage feedback control unit 532 controls the switching element of the converter 20 on and off so that the output voltage Vout approaches the target output voltage Vouto. For example, the voltage feedback control unit 532 calculates the voltage control amount Dv that brings the output voltage Vout closer to the target output voltage Vouto. In the present embodiment, the voltage feedback control unit 532 calculates the intermediate voltage control amount Dmid that brings the intermediate voltage Vmid closer to the half value (Vouto / 2) of the target output voltage Vouto. Then, as shown in FIGS. 12 and 13, the voltage feedback control unit 532 has the first, second, third and fourth switching elements S1 and S2 based on the voltage control amount Dv and the intermediate voltage control amount Dmid. , S3, S4 are turned on and off, respectively, and pulse signals Ps1, Ps2, Ps3, and Ps4 are generated. A known method disclosed in International Publication No. 2012/014912 or the like is used to generate this pulse signal.

図１２及び図１３のタイムチャートに、スイッチング素子のオンオフ挙動を示す。図１２は、昇圧比が２以上である場合であり、図１３は、昇圧比が１以上２以下である場合である。 The time charts of FIGS. 12 and 13 show the on / off behavior of the switching element. FIG. 12 shows a case where the step-up ratio is 2 or more, and FIG. 13 shows a case where the step-up ratio is 1 or more and 2 or less.

第１のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ１と第４のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ４とが、反転した信号になる。図示は省略するが、第１のスイッチング素子のオン期間と第４のスイッチング素子のオン期間との間には、デッドタイム（短絡防止期間）が設けられる。第２のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ２と第３のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ３とが、反転した信号になる。図示は省略するが、第２のスイッチング素子のオン期間と第３のスイッチング素子のオン期間との間には、デッドタイム（短絡防止期間）が設けられる。第１及び第４のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ１、Ｐｓ４と、第２及び第３のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ２、Ｐｓ３との間には、位相差が設けられている。 The pulse signal Ps1 of the first switching element and the pulse signal Ps4 of the fourth switching element become inverted signals. Although not shown, a dead time (short circuit prevention period) is provided between the on period of the first switching element and the on period of the fourth switching element. The pulse signal Ps2 of the second switching element and the pulse signal Ps3 of the third switching element become inverted signals. Although not shown, a dead time (short circuit prevention period) is provided between the on period of the second switching element and the on period of the third switching element. A phase difference is provided between the pulse signals Ps1 and Ps4 of the first and fourth switching elements and the pulse signals Ps2 and Ps3 of the second and third switching elements.

昇圧比を２以上にする図１２について説明する。リアクトルＬに印加される印加電圧ＶＬは、第３のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ３及び第４のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ４の両方がオンである場合に、入力電圧Ｖｉｎになり、リアクトル電流ＩＬは、Ｖｉｎ／インダクタンスの傾きで増加する。一方、リアクトルの印加電圧ＶＬは、第２のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ２及び第４のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ４の両方がオンである場合、及び第１のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ１及び第３のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ３の両方がオンである場合に、Ｖｉｎ−Ｖｏｕｔ／２になり、リアクトル電流ＩＬは、（Ｖｉｎ―Ｖｏｕｔ／２）／インダクタンスの傾きで減少する。 FIG. 12 for setting the boost ratio to 2 or more will be described. The applied voltage VL applied to the inductance L becomes the input voltage Vin when both the pulse signal Ps3 of the third switching element and the pulse signal Ps4 of the fourth switching element are on, and the reactor current IL becomes the reactor current IL. It increases with the slope of Vin / inductance. On the other hand, the applied voltage VL of the reactor is the case where both the pulse signal Ps2 of the second switching element and the pulse signal Ps4 of the fourth switching element are on, and the pulse signals Ps1 and the third of the first switching element. When both the pulse signals Ps3 of the switching element are on, it becomes Vin-Vout / 2, and the reactor current IL decreases with the gradient of (Vin-Vout / 2) / inductance.

昇圧比を１以上２以下にする図１３について説明する。リアクトルＬの印加電圧ＶＬは、第２のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ２及び第４のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ４の両方がオンである場合、及び第１のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ１及び第３のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ３の両方がオンである場合に、Ｖｉｎ−Ｖｏｕｔ／２になり、リアクトル電流ＩＬは、（Ｖｉｎ−Ｖｏｕｔ／２）／インダクタンスの傾きで増加する。一方、リアクトルの印加電圧ＶＬは、第１のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ１及び第２のスイッチング素子のパルス信号Ｐｓ２の両方がオンである場合に、Ｖｉｎ−Ｖｏｕｔになり、リアクトル電流ＩＬは、（Ｖｉｎ―Ｖｏｕｔ）／インダクタンスの傾きで減少する。 FIG. 13 will be described in which the step-up ratio is 1 or more and 2 or less. The applied voltage VL of the reactor L is when both the pulse signal Ps2 of the second switching element and the pulse signal Ps4 of the fourth switching element are on, and the pulse signals Ps1 and the third switching of the first switching element. When both of the pulse signals Ps3 of the element are on, it becomes Vin-Vout / 2, and the reactor current IL increases with the gradient of (Vin-Vout / 2) / inductance. On the other hand, the applied voltage VL of the reactor becomes Vin-Vout when both the pulse signal Ps1 of the first switching element and the pulse signal Ps2 of the second switching element are on, and the reactor current IL becomes (Vin). -Vout) / Decreases with the slope of the inductance.

図１４に、横軸を入力電圧Ｖｉｎとし、縦軸を出力電圧Ｖｏｕｔとし、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの各動作点におけるリアクトル損失の特性を等高線で示している。図１５に、横軸を入力電圧Ｖｉｎとし、縦軸を出力電圧Ｖｏｕｔとし、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの各動作点におけるスイッチング素子損失の特性を等高線で示している。 In FIG. 14, the horizontal axis is the input voltage Vin, the vertical axis is the output voltage Vout, and the characteristics of the reactor loss at each operating point of the input voltage Vin and the output voltage Vout are shown by contour lines. In FIG. 15, the horizontal axis is the input voltage Vin, the vertical axis is the output voltage Vout, and the characteristics of the switching element loss at each operating point of the input voltage Vin and the output voltage Vout are shown by contour lines.

目標出力電圧Ｖｏｕｔｏは、入力電圧Ｖｉｎ以上に設定されるので、出力電圧Ｖｏｕｔが、入力電圧Ｖｉｎ以下になる領域は、コンバータの動作範囲外になり、リアクトル損失及びスイッチング素子損失を示していない。 Since the target output voltage Vouto is set to be equal to or higher than the input voltage Vin, the region where the output voltage Vout is equal to or lower than the input voltage Vin is out of the operating range of the converter, and the reactor loss and the switching element loss are not shown.

リアクトル損失及びスイッチング素子損失は、昇圧比（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ）が、１付近で小さくなり、昇圧比が１付近から１．３付近に近づくほど、損失が大きくなる。また、昇圧比が１．３付近から２付近に近づくほど、損失が小さくなり、昇圧比が２付近から大きくなるのど、損失が再び大きくなる。 As for the reactor loss and the switching element loss, the step-up ratio (Vout / Vin) becomes smaller near 1, and the loss increases as the step-up ratio approaches from around 1 to around 1.3. Further, as the step-up ratio approaches from the vicinity of 1.3 to the vicinity of 2, the loss decreases, and as the step-up ratio increases from the vicinity of 2, the loss increases again.

上述したように、リアクトル及びスイッチング素子の発熱量を低減させるために、各損失を低減させる必要がある。各損失を低減させるためには、昇圧比を１．３付近（又は２付近）に変化させる必要がある。そのためには、入力電圧Ｖｉｎが小さくなるほど、低下後の出力電圧を小さくする必要がある。 As described above, it is necessary to reduce each loss in order to reduce the calorific value of the reactor and the switching element. In order to reduce each loss, it is necessary to change the boost ratio to around 1.3 (or around 2). For that purpose, it is necessary to reduce the output voltage after the decrease as the input voltage Vin becomes smaller.

実施の形態１と同様に、目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが、第１の判定値Ｖｔｈ１よりも低い場合は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、入力電圧Ｖｉｎ以上の範囲に設定する。また、目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、入力電圧Ｖｉｎ以上であって、回転電機の回転速度及びトルクに応じて定まるモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎ以上の範囲に設定する。例えば、目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの設定可能な範囲内で、コンバータ２０の損失及び回転電機４０（インバータ４１及び回転電機本体４２）の損失が小さくなるような出力電圧Ｖｏｕｔに、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを設定する。 Similar to the first embodiment, the target voltage setting unit 531 sets the target output voltage Vouto in the range of the input voltage Vin or higher when the converter temperature TC is lower than the first determination value Vth1. Further, the target voltage setting unit 531 sets the target output voltage Vouto in the range of the input voltage Vin or more and the motor required lower limit voltage Vmgmin or more determined according to the rotation speed and torque of the rotary electric machine. For example, the target voltage setting unit 531 sets the output voltage Vout so that the loss of the converter 20 and the loss of the rotary electric machine 40 (inverter 41 and the rotary electric machine main body 42) are small within the settable range of the target output voltage Vouto. Set the target output voltage Vouto.

実施の形態１と同様に、目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが、第１の判定値Ｖｔｈ１を超えた場合に、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限する。図８に示すように、目標電圧設定部５３１は、入力電圧Ｖｉｎが小さくなるに従って、第１の上限値Ｖｕｐ１を小さくする。目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが第１の判定値Ｖｔｈ１よりも低い場合に算出される目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限する。 Similar to the first embodiment, the target voltage setting unit 531 limits the target output voltage Vouto by the first upper limit value Vup1 when the converter temperature TC exceeds the first determination value Vth1. As shown in FIG. 8, the target voltage setting unit 531 reduces the first upper limit value Vup1 as the input voltage Vin becomes smaller. The target voltage setting unit 531 limits the target output voltage Vouto calculated when the converter temperature TC is lower than the first determination value Vth1 by the first upper limit value Vup1.

また、目標電圧設定部５３１は、コンバータ温度ＴＣが第１の判定値Ｖｔｈ１を上回った後、コンバータ温度ＴＣが第１の解除値Ｖｓｔ１を下回った場合に、第１の上限値Ｖｕｐ１による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を終了する。目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、入力電圧Ｖｉｎに予め設定された正のオフセット値を加えた下限値Ｖｍｉｎにより下限制限してもよい。 Further, the target voltage setting unit 531 has a target output voltage according to the first upper limit value Vup1 when the converter temperature TC exceeds the first determination value Vth1 and then the converter temperature TC falls below the first release value Vst1. The upper limit processing of Vouto is terminated. The target voltage setting unit 531 may limit the target output voltage Vouto by a lower limit value Vmin obtained by adding a preset positive offset value to the input voltage Vin.

３．実施の形態３
実施の形態３に係る電源装置について説明する。上記の実施の形態１又は２と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る電源装置の基本的な構成は実施の形態１又は２と同様であるが、目標電圧設定部５３１の処理が実施の形態１又は２と異なる。 3. 3. Embodiment 3
The power supply device according to the third embodiment will be described. The same components as those of the above-described first and second embodiments will be omitted. The basic configuration of the power supply device according to the present embodiment is the same as that of the first or second embodiment, but the processing of the target voltage setting unit 531 is different from that of the first or second embodiment.

＜第１の時間遅れ処理＞
図１６に示すように、第１の上限値Ｖｕｐ１による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理が行われているときに、入力電圧Ｖｉｎに急峻な変動があった場合を説明する。図８に示すように、入力電圧Ｖｉｎの急峻な変動に応じて第１の上限値Ｖｕｐ１も変動し、第１の上限値Ｖｕｐ１に上限制限された目標出力電圧Ｖｏｕｔｏも急峻に変動する。 <First time delay processing>
As shown in FIG. 16, a case where the input voltage Vin has a steep fluctuation when the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto is performed by the first upper limit value Vup1 will be described. As shown in FIG. 8, the first upper limit value Vup1 also fluctuates according to the steep fluctuation of the input voltage Vin, and the target output voltage Vouto whose upper limit is limited to the first upper limit value Vup1 also fluctuates steeply.

目標出力電圧Ｖｏｕｔｏが急峻に変動すると、出力電圧Ｖｏｕｔが急峻に変動する。そうなると、コンバータ２０の動作、電気負荷３１（本例では、回転電機４０）の動作が不安定になる可能性がある。 When the target output voltage Vout fluctuates steeply, the output voltage Vout fluctuates steeply. In that case, the operation of the converter 20 and the operation of the electric load 31 (in this example, the rotary electric machine 40) may become unstable.

そこで、本実施の形態では、目標電圧設定部５３１は、入力電圧Ｖｉｎに対して第１の時間遅れ処理を行った値に基づいて、第１の上限値Ｖｕｐ１を設定する。この構成によれば、入力電圧Ｖｉｎが急峻に変動しても、第１の上限値Ｖｕｐ１が急峻に変動することを抑制でき、出力電圧Ｖｏｕｔが急峻に変動することを抑制できる。なお、目標電圧設定部５３１は、実施の形態１と同様に入力電圧Ｖｉｎに基づいて第１の上限値Ｖｕｐ１を設定し、第１の上限値Ｖｕｐ１に対して第１の時間遅れ処理を行った値を、最終的な第１の上限値Ｖｕｐ１として用いてもよい。 Therefore, in the present embodiment, the target voltage setting unit 531 sets the first upper limit value Vup1 based on the value obtained by performing the first time delay processing with respect to the input voltage Vin. According to this configuration, even if the input voltage Vin fluctuates sharply, it is possible to suppress the first upper limit value Vup1 from fluctuating sharply, and it is possible to suppress the output voltage Vout from fluctuating sharply. The target voltage setting unit 531 sets the first upper limit value Vup1 based on the input voltage Vin as in the first embodiment, and performs the first time delay processing with respect to the first upper limit value Vup1. The value may be used as the final first upper limit value Vup1.

例えば、第１の時間遅れ処理は、１次遅れ処理等のローパスフィルタ処理とされる。コンバータ温度ＴＣ変化の時間遅れが、第１の時間遅れ処理の時間遅れよりも大きくなるように、コンバータの構成部品の熱時定数が設定されている。この構成によれば、第１の時間遅れ処理により低減される入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの急峻な変動成分により生じるコンバータ温度ＴＣ変化が小さくなる。そのため、第１の時間遅れ処理を行っても、コンバータ温度ＴＣ上昇の抑制性能を維持できる。 For example, the first time delay process is a low-pass filter process such as a first-order delay process. The thermal time constants of the components of the converter are set so that the time delay of the converter temperature TC change is larger than the time delay of the first time delay process. According to this configuration, the converter temperature TC change caused by the steep fluctuation components of the input voltage Vin and the output voltage Vout reduced by the first time delay processing becomes small. Therefore, even if the first time delay processing is performed, the performance of suppressing the increase in the converter temperature TC can be maintained.

コンバータ温度ＴＣ変化の特性は、コンバータの各構成部品の熱容量、及び冷却系統等によって定まる。例えば、昇圧比のステップ変化に対するコンバータ温度ＴＣの変化の時定数が、第１の時間遅れ処理の時定数よりも大きくなるように、リアクトル及びスイッチング素子等のコンバータの構成部品の熱時定数（熱容量）が設定されている。 The characteristics of the converter temperature TC change are determined by the heat capacity of each component of the converter, the cooling system, and the like. For example, the thermal time constant (heat capacity) of the components of the converter such as the reactor and the switching element so that the time constant of the change of the converter temperature TC with respect to the step change of the step-up ratio becomes larger than the time constant of the first time delay processing. ) Is set.

或いは、第１の時間遅れ処理の時間遅れが、コンバータ温度ＴＣの変化の時間遅れよりも小さくなるように、第１の時間遅れ処理の時定数が設定されてもよい。 Alternatively, the time constant of the first time delay processing may be set so that the time delay of the first time delay processing is smaller than the time delay of the change of the converter temperature TC.

＜第２の時間遅れ処理＞
目標電圧設定部５３１は、外部の電気負荷３１の動作状態（本例では、回転電機４０の回転速度及びトルク）に基づいて、上限制限前の目標出力電圧（目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂ）を設定し、外部の電気負荷の動作状態又は上限制限前の目標出力電圧に対して、第２の時間遅れ処理を行う。 <Second time delay processing>
The target voltage setting unit 531 sets the target output voltage (basic value Voutob of the target output voltage) before the upper limit limit based on the operating state of the external electric load 31 (in this example, the rotation speed and torque of the rotary electric machine 40). The second time delay processing is performed with respect to the operating state of the external electric load or the target output voltage before the upper limit limit.

本実施の形態では、目標電圧設定部５３１は、回転電機の回転速度ω及びトルクＴに基づいて、回転電機のモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎを算出し、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを、モータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎにより下限制限する。目標電圧設定部５３１は、回転電機の回転速度ω及びトルクＴ、又はモータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎによる下限制限後の目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂに対して第２の時間遅れ処理を行う。 In the present embodiment, the target voltage setting unit 531 calculates the motor required lower limit voltage Vmgmin of the rotary electric machine based on the rotational speed ω and the torque T of the rotary electric machine, and sets the basic value Voutob of the target output voltage to the motor required lower limit. The lower limit is limited by the voltage Vmgmin. The target voltage setting unit 531 performs a second time delay process with respect to the basic value Voutob of the target output voltage after the lower limit limit by the rotation speed ω and torque T of the rotary electric machine or the motor required lower limit voltage Vmgmin.

この構成によれば、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏが、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限されておらず、モータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎにより下限制限された値に設定されている場合に、外部の電気負荷３１の動作状態（回転電機４０の回転速度及びトルク）の急峻な変動により、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏが急峻に変動することを抑制でき、出力電圧Ｖｏｕｔが急峻に変動することを抑制できる。よって、コンバータ２０の動作、電気負荷３１（回転電機４０）の動作が不安定になることを抑制できる。 According to this configuration, when the target output voltage Vouto is not limited by the first upper limit value Vup1 but is set to a value whose lower limit is limited by the motor required lower limit voltage Vmgmin, the external electric load 31 It is possible to suppress the steep fluctuation of the target output voltage Vouto and the steep fluctuation of the output voltage Vout due to the steep fluctuation of the operating state (rotational speed and torque of the rotary electric machine 40). Therefore, it is possible to prevent the operation of the converter 20 and the operation of the electric load 31 (rotary electric machine 40) from becoming unstable.

第２の時間遅れ処理の時間遅れよりも、第１の時間遅れ処理の時間遅れが大きい。例えば、第２の時間遅れ処理の時定数よりも、第１の時間遅れ処理の時定数が大きくされる。第２の時間遅れ処理の時間遅れは、回転電機４０の回転速度及びトルクの変化に応じて、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを変化させても、コンバータ２０の動作、電気負荷３１（回転電機４０）の動作が不安定にならないように設定される。よって、第１の時間遅れ処理の時間遅れは、第２の時間遅れ処理の時間遅れよりも大きいため、入力電圧Ｖｉｎの変化に対する目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの変化速度は、回転電機４０の回転速度及びトルクの変化に対する目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの変化速度よりも大きくなる。よって、入力電圧Ｖｉｎの変化に応じて、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを変化させても、コンバータ２０の動作、電気負荷３１（回転電機４０）の動作が不安定にならないように、安全サイドで動作できる。 The time delay of the first time delay processing is larger than the time delay of the second time delay processing. For example, the time constant of the first time delay processing is made larger than the time constant of the second time delay processing. The time delay of the second time delay processing is the operation of the converter 20 and the operation of the electric load 31 (rotary electric machine 40) even if the target output voltage Vouto is changed according to the changes in the rotation speed and torque of the rotary electric machine 40. Is set so that it does not become unstable. Therefore, since the time delay of the first time delay processing is larger than the time delay of the second time delay processing, the change speed of the target output voltage Vouto with respect to the change of the input voltage Vin is the rotation speed and torque of the rotary electric machine 40. It becomes larger than the change speed of the target output voltage Vouto with respect to the change of. Therefore, even if the target output voltage Vouto is changed according to the change of the input voltage Vin, the operation of the converter 20 and the operation of the electric load 31 (rotary electric machine 40) can be operated on the safe side so as not to become unstable.

４．実施の形態４
実施の形態４に係る電源装置について説明する。上記の実施の形態１又は２と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る電源装置の基本的な構成は実施の形態１又は２と同様であるが、温度検出回路５の構成及び目標電圧設定部５３１の処理が実施の形態１又は２と異なる。 4. Embodiment 4
The power supply device according to the fourth embodiment will be described. The same components as those of the above-described first and second embodiments will be omitted. The basic configuration of the power supply device according to the present embodiment is the same as that of the first or second embodiment, but the configuration of the temperature detection circuit 5 and the processing of the target voltage setting unit 531 are different from those of the first or second embodiment.

本実施の形態では、温度検出回路５として、リアクトル温度ＴＬを検出する第１の温度検出回路と、スイッチング素子温度ＴＳを検出する第２の温度検出回路とが設けられている。 In the present embodiment, the temperature detection circuit 5 is provided with a first temperature detection circuit for detecting the reactor temperature TL and a second temperature detection circuit for detecting the switching element temperature TS.

温度検出部５２は、第１の温度検出回路の出力信号に基づいて、リアクトル温度ＴＬを検出し、第２の温度検出回路の出力信号に基づいて、スイッチング素子温度ＴＳを検出する。 The temperature detection unit 52 detects the reactor temperature TL based on the output signal of the first temperature detection circuit, and detects the switching element temperature TS based on the output signal of the second temperature detection circuit.

本実施の形態では、リアクトルの熱時定数は、スイッチング素子の熱時定数よりも大きい。そのため、冷却系統の異常発生、昇圧比の増加等に対して、スイッチング素子温度ＴＳが、リアクトル温度ＴＬよりも先に上昇する。 In this embodiment, the thermal time constant of the reactor is larger than the thermal time constant of the switching element. Therefore, the switching element temperature TS rises before the reactor temperature TL in response to an abnormality in the cooling system, an increase in the boost ratio, and the like.

例えば、リアクトルの構成部材の比熱、質量を大きくすることで、リアトルクの熱容量を増加させて、リアクトルの熱時定数を、スイッチング素子の熱時定数よりも大きくする。 For example, by increasing the specific heat and mass of the components of the reactor, the heat capacity of the rear torque is increased, and the thermal time constant of the reactor is made larger than the thermal time constant of the switching element.

本実施の形態では、目標電圧設定部５３１は、リアクトル温度ＴＬが、第１の判定値Ｖｔｈ１を超えておらず、スイッチング素子温度ＴＳが、第２の判定値Ｖｔｈ２を超えた場合に、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、第２の上限値Ｖｕｐ２により上限制限する。図１７に示すように、第２の上限値Ｖｕｐ２は、第１の上限値Ｖｕｐ１よりも大きく、入力電圧Ｖｉｎに応じて変化しない。 In the present embodiment, the target voltage setting unit 531 outputs the target when the reactor temperature TL does not exceed the first determination value Vth1 and the switching element temperature TS exceeds the second determination value Vth2. The voltage Vouto is limited by the second upper limit value Vup2. As shown in FIG. 17, the second upper limit value Vup2 is larger than the first upper limit value Vup1 and does not change according to the input voltage Vin.

目標電圧設定部５３１は、リアクトル温度ＴＬが、第１の判定値Ｖｔｈ１を超えた場合に、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限する。 When the reactor temperature TL exceeds the first determination value Vth1, the target voltage setting unit 531 limits the target output voltage Vouto by the first upper limit value Vup1.

この構成によれば、温度上昇速度が速いスイッチング素子温度ＴＳが、第２の判定値Ｖｔｈ２を超えた場合に、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを第２の上限値Ｖｕｐ２により上限制限することにより、スイッチング素子の発熱量を低下させ、スイッチング素子温度ＴＳの上昇を抑制することができる。第２の判定値Ｖｔｈ２は、過熱保護の必要性が生じるスイッチング素子の温度に基づいて、予め設定されている。第２の上限値Ｖｕｐ２は、スイッチング素子の温度上昇を抑制できる程度の出力電圧Ｖｏｕｔに設定される。 According to this configuration, when the temperature TS of the switching element having a high temperature rise rate exceeds the second determination value Vth2, the target output voltage Vouto is limited by the second upper limit value Vup2 to limit the switching element. It is possible to reduce the amount of heat generated and suppress an increase in the switching element temperature TS. The second determination value Vth2 is preset based on the temperature of the switching element in which the need for overheat protection arises. The second upper limit value Vup2 is set to an output voltage Vout that can suppress the temperature rise of the switching element.

第２の上限値Ｖｕｐ２による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理が行われている状態でも、リアクトルの温度上昇を抑制できない場合は、リアクトル温度ＴＬは、比較的に緩やかに増加する。そして、リアクトル温度ＴＬが、第１の判定値Ｖｔｈ１を超えた場合に、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを、第２の上限値Ｖｕｐ２よりも小さい第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限することにより、リアクトル及びスイッチング素子の発熱量を更に低下させ、リアクトル温度ＴＬの上昇を抑制することができる。第１の判定値Ｖｔｈ１は、過熱保護の必要性が生じるリアクトルの温度に基づいて、予め設定されている。第１の上限値Ｖｕｐ１は、リアクトルの温度上昇を抑制できる程度の出力電圧Ｖｏｕｔに設定される。 Even in the state where the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the second upper limit value Vup2 is performed, if the temperature rise of the reactor cannot be suppressed, the reactor temperature TL increases relatively slowly. Then, when the reactor temperature TL exceeds the first determination value Vth1, the target output voltage Vouto is limited to the upper limit by the first upper limit value Vup1 smaller than the second upper limit value Vup2, thereby performing the reactor and switching. The calorific value of the element can be further reduced, and an increase in the reactor temperature TL can be suppressed. The first determination value Vth1 is preset based on the temperature of the reactor in which the need for overheat protection arises. The first upper limit value Vup1 is set to an output voltage Vout that can suppress the temperature rise of the reactor.

実施の形態１と同様に、目標電圧設定部５３１は、入力電圧Ｖｉｎ以上の範囲内に、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを算出する。例えば、目標電圧設定部５３１は、入力電圧Ｖｉｎ以上であって、モータ要求下限電圧Ｖｍｇｍｉｎ以上の範囲において、各損失が低くなる目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを算出する。そして、目標電圧設定部５３１は、第１の上限値Ｖｕｐ１又は第２の上限値Ｖｕｐ２による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を行わない場合は、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを、そのまま目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定する。 Similar to the first embodiment, the target voltage setting unit 531 calculates the basic value Voutob of the target output voltage within the range of the input voltage Vin or higher. For example, the target voltage setting unit 531 calculates the basic value Voutob of the target output voltage at which each loss is low in the range of the input voltage Vin or more and the motor required lower limit voltage Vmgmin or more. When the target voltage setting unit 531 does not perform the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the first upper limit value Vup1 or the second upper limit value Vup2, the target output voltage basic value Voutob is used as it is. Set to Vouto.

目標電圧設定部５３１は、第１の上限値Ｖｕｐ１による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を行う場合は、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限した値を、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定する。目標電圧設定部５３１は、第２の上限値Ｖｕｐ２による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を行う場合は、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを、第２の上限値Ｖｕｐ２により上限制限した値を、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定する。 When the target voltage setting unit 531 performs the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the first upper limit value Vup1, the target voltage setting unit 531 sets the upper limit limit of the basic value Voutob of the target output voltage by the first upper limit value Vup1. Set the output voltage to Vouto. When the target voltage setting unit 531 performs the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the second upper limit value Vup2, the target voltage setting unit 531 sets the upper limit limit of the basic value Voutob of the target output voltage by the second upper limit value Vup2. Set the output voltage to Vouto.

＜制御挙動＞
図１８及び図１９に制御挙動の例を示す。図１８の例は、温度上昇の発生要因が短期間発生する場合であり、図１９の例は、温度上昇の発生要因が長期間発生する場合である。 <Control behavior>
18 and 19 show examples of control behavior. The example of FIG. 18 is a case where the factor causing the temperature rise occurs for a short period of time, and the example of FIG. 19 is the case where the factor causing the temperature rise occurs for a long period of time.

まず、図１８について説明する。時刻ｔ１１までは、目標電圧設定部５３１は、リアクトル温度ＴＬが第１の判定値Ｖｔｈ１よりも低いと判定し、スイッチング素子温度ＴＳが第２の判定値Ｖｔｈ２よりも低いと判定し、第１の上限値Ｖｕｐ１及び第２の上限値Ｖｕｐ２による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を行わずに、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂをそのまま目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを設定する。 First, FIG. 18 will be described. Until time t11, the target voltage setting unit 531 determines that the reactor temperature TL is lower than the first determination value Vth1, and determines that the switching element temperature TS is lower than the second determination value Vth2. The target output voltage Vouto is set as it is with the basic value Voutob of the target output voltage without performing the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the upper limit value Vup1 and the second upper limit value Vup2.

時刻ｔ１１で、何らかの要因で、コンバータ２０を冷却する冷却水の温度が過大に上昇する異常が生じている。その後、スイッチング素子温度ＴＳが、比較的速く上昇していき、時刻ｔ１２で、目標電圧設定部５３１は、スイッチング素子温度ＴＳが、第２の判定値Ｖｔｈ２よりも高いと判定し、第２の上限値Ｖｕｐ２による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を開始する。目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを、第２の上限値Ｖｕｐ２により上限制限した値を、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定する。一方、リアクトルの熱時定数は、スイッチング素子の熱時定数よりも大きいため、リアクトル温度ＴＬは、比較的に緩やかに増加しており、リアクトル温度ＴＬは、第１の判定値Ｖｔｈ１よりも高くなっていない。 At time t11, an abnormality has occurred in which the temperature of the cooling water for cooling the converter 20 rises excessively for some reason. After that, the switching element temperature TS rises relatively quickly, and at time t12, the target voltage setting unit 531 determines that the switching element temperature TS is higher than the second determination value Vth2, and the second upper limit. The upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the value Vup2 is started. The target voltage setting unit 531 sets the target output voltage Vouto at a value obtained by limiting the basic value Voutob of the target output voltage by the second upper limit value Vup2. On the other hand, since the thermal time constant of the reactor is larger than the thermal time constant of the switching element, the reactor temperature TL increases relatively slowly, and the reactor temperature TL becomes higher than the first determination value Vth1. Not.

その後、出力電圧の低下により、コンバータの損失及び発熱量が低下し、スイッチング素子温度ＴＳを第２の判定値Ｖｔｈ２よりも低下させることができ、スイッチング素子の過熱保護を行うことができている。 After that, due to the decrease in the output voltage, the loss and the calorific value of the converter are reduced, the switching element temperature TS can be made lower than the second determination value Vth2, and the switching element can be protected from overheating.

時刻ｔ１３で、冷却水の温度が過大に上昇する異常が解消している。時刻ｔ１３の後、スイッチング素子温度ＴＳが比較的速く低下している。時刻ｔ１４で、目標電圧設定部５３１は、スイッチング素子温度ＴＳが、第２の解除値Ｖｓｔ２を下回ったので、第２の上限値Ｖｕｐ２による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を終了し、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂをそのまま目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定している。第２の解除値Ｖｓｔ２は、第２の上限値Ｖｕｐ２以下に設定される。 At time t13, the abnormality that the temperature of the cooling water rises excessively has been resolved. After time t13, the switching element temperature TS drops relatively quickly. At time t14, the target voltage setting unit 531 ends the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the second upper limit value Vup2 because the switching element temperature TS has fallen below the second release value Vst2, and the target output voltage. The basic value Voutob of is set to the target output voltage Vouto as it is. The second release value Vst2 is set to be equal to or lower than the second upper limit value Vup2.

このように、温度上昇の発生要因が短期間発生する場合は、熱時定数の大きいリアクトル温度ＴＬの上昇は比較的小さく、熱時定数の小さいスイッチング素子温度ＴＳの上昇は比較的大きくなる。そして、スイッチング素子温度ＴＳを低下させるために、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏが、第１の上限値Ｖｕｐ１よりも大きい第２の上限値Ｖｕｐ２まで低下されるので、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの低下量を必要最低限に抑制することができる。 As described above, when the cause of the temperature rise occurs for a short period of time, the rise of the reactor temperature TL having a large thermal time constant is relatively small, and the rise of the switching element temperature TS having a small thermal time constant is relatively large. Then, in order to lower the switching element temperature TS, the target output voltage Vouto is lowered to the second upper limit value Vup2, which is larger than the first upper limit value Vup1, so that the amount of decrease in the target output voltage Vouto is the minimum necessary. Can be suppressed.

次に、図１９について説明する。時刻ｔ２１までは、目標電圧設定部５３１は、リアクトル温度ＴＬが第１の判定値Ｖｔｈ１よりも低いと判定し、スイッチング素子温度ＴＳが第２の判定値Ｖｔｈ２よりも低いと判定し、第１の上限値Ｖｕｐ１及び第２の上限値Ｖｕｐ２による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を行わずに、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂをそのまま目標出力電圧Ｖｏｕｔｏを設定する。 Next, FIG. 19 will be described. Until the time t21, the target voltage setting unit 531 determines that the reactor temperature TL is lower than the first determination value Vth1, and determines that the switching element temperature TS is lower than the second determination value Vth2. The target output voltage Vouto is set as it is with the basic value Voutob of the target output voltage without performing the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the upper limit value Vup1 and the second upper limit value Vup2.

時刻ｔ２１で、何らかの要因で、コンバータ２０を冷却する冷却水の温度が過大に上昇する異常が生じている。その後、スイッチング素子温度ＴＳが、比較的速く上昇していき、時刻ｔ２２で、目標電圧設定部５３１は、スイッチング素子温度ＴＳが、第２の判定値Ｖｔｈ２よりも高いと判定し、第２の上限値Ｖｕｐ２による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を開始する。目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを、第２の上限値Ｖｕｐ２により上限制限した値を、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定する。 At time t21, an abnormality has occurred in which the temperature of the cooling water for cooling the converter 20 rises excessively for some reason. After that, the switching element temperature TS rises relatively quickly, and at time t22, the target voltage setting unit 531 determines that the switching element temperature TS is higher than the second determination value Vth2, and the second upper limit. The upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the value Vup2 is started. The target voltage setting unit 531 sets the target output voltage Vouto at a value obtained by limiting the basic value Voutob of the target output voltage by the second upper limit value Vup2.

その後、出力電圧の低下により、コンバータの損失及び発熱量が低下し、スイッチング素子温度ＴＳを第２の判定値Ｖｔｈ２よりも低下させることができ、スイッチング素子の過熱保護を行うことができている。 After that, due to the decrease in the output voltage, the loss and the calorific value of the converter are reduced, the switching element temperature TS can be made lower than the second determination value Vth2, and the switching element can be protected from overheating.

一方、第２の上限値Ｖｕｐ２による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理だけでは、リアクトル温度ＴＬの上昇を抑制するためには十分でない。そのため、時刻２２後も、熱時定数の大きいリアクトル温度ＴＬは、比較的に緩やかに増加していく。 On the other hand, the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the second upper limit value Vup2 alone is not sufficient to suppress the increase in the reactor temperature TL. Therefore, even after time 22, the reactor temperature TL having a large thermal time constant increases relatively slowly.

そして、時刻２３で、目標電圧設定部５３１は、リアクトル温度ＴＬが、第１の判定値Ｖｔｈ１よりも高いと判定し、第１の上限値Ｖｕｐ１による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を開始する。目標電圧設定部５３１は、目標出力電圧の基本値Ｖｏｕｔｏｂを、第１の上限値Ｖｕｐ１により上限制限した値を、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏに設定する。出力電圧が更に低下するので、コンバータの損失及び発熱量が更に低下し、リアクトル温度ＴＬを第１の判定値Ｖｔｈ１よりも低下させることができ、リアクトルの過熱保護を行うことができている。 Then, at time 23, the target voltage setting unit 531 determines that the reactor temperature TL is higher than the first determination value Vth1, and starts the upper limit limiting process of the target output voltage Vouto by the first upper limit value Vup1. The target voltage setting unit 531 sets the target output voltage Vouto at a value obtained by limiting the basic value Voutob of the target output voltage by the first upper limit value Vup1. Since the output voltage is further reduced, the loss and calorific value of the converter are further reduced, the reactor temperature TL can be lowered below the first determination value Vth1, and the reactor can be protected from overheating.

図１９には示していないが、その後、異常が解消し、リアクトル温度ＴＬが、第１の解除値Ｖｓｔ１を下回ると、目標電圧設定部５３１は、第１の上限値Ｖｕｐ１による目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの上限制限処理を終了する。第１の解除値Ｖｓｔ１は、第１の上限値Ｖｕｐ１以下に設定される。 Although not shown in FIG. 19, when the abnormality is subsequently resolved and the reactor temperature TL falls below the first release value Vst1, the target voltage setting unit 531 sets the target output voltage Vouto according to the first upper limit value Vup1. Ends the upper limit processing. The first release value Vst1 is set to be equal to or less than the first upper limit value Vup1.

このように、温度上昇の発生要因が長期間発生する場合は、熱時定数の大きいリアクトル温度ＴＬの上昇も大きくなる。そして、リアクトル温度ＴＬを低下させるために、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏが、第２の上限値Ｖｕｐ２よりも小さい第１の上限値Ｖｕｐ１まで低下されるので、目標出力電圧Ｖｏｕｔｏの低下量を大きくし、リアクトル温度ＴＬを低下させ、リアクトルの過熱保護を行うことができる。 As described above, when the cause of the temperature rise occurs for a long period of time, the rise of the reactor temperature TL having a large thermal time constant also becomes large. Then, in order to lower the reactor temperature TL, the target output voltage Vouto is lowered to the first upper limit value Vup1 which is smaller than the second upper limit value Vup2. The temperature TL can be lowered to protect the reactor from overheating.

〔その他の実施の形態〕
（１）上記の実施の形態１においては、コンバータ２０が、２つのスイッチング素子が直列接続された双方向のチョッパ回路であり、実施の形態２においては、コンバータ２０が、４つのスイッチング素子が直列接続された双方向のチョッパ回路である場合を例として説明した。しかし、コンバータ２０は、入力端子１と出力端子２との間で、直流電力を変換し、リアクトル及びスイッチング素子を有しているＤＣ−ＤＣコンバータであれば、他の種類のものであってもよい。例えば、コンバータ２０は、入力端子１から出力端子２に直流電圧を昇圧して供給する昇圧チョッパ回路であってもよい、この場合は、実施の形態１において正極側のスイッチング素子が、ダイオードであってもよい。或いは、コンバータ２０は、出力端子２から入力端子１に直流電圧を降圧して供給する降圧チョッパ回路であってもよい、この場合は、実施の形態１において負極側のスイッチング素子が、ダイオードであってもよい。或いは、コンバータ２０は、トランス絶縁型であってもよい。 [Other embodiments]
(1) In the first embodiment, the converter 20 is a bidirectional chopper circuit in which two switching elements are connected in series, and in the second embodiment, the converter 20 has four switching elements in series. The case of a connected bidirectional chopper circuit has been described as an example. However, the converter 20 may be of any other type as long as it is a DC-DC converter that converts DC power between the input terminal 1 and the output terminal 2 and has a reactor and a switching element. good. For example, the converter 20 may be a boost chopper circuit that boosts and supplies a DC voltage from the input terminal 1 to the output terminal 2. In this case, in the first embodiment, the switching element on the positive side is a diode. You may. Alternatively, the converter 20 may be a step-down chopper circuit that steps back and supplies a DC voltage from the output terminal 2 to the input terminal 1. In this case, the switching element on the negative electrode side in the first embodiment is a diode. You may. Alternatively, the converter 20 may be a transformer isolated type.

（２）上記の各実施の形態においては、外部の電気負荷３１が、回転電機４０である場合を例として説明した。しかし、外部の電気負荷３１は、回転電機４０以外の任意の電気負荷であってもよく、或いは、並列接続された複数の回転電機４０であってもよい。 (2) In each of the above embodiments, the case where the external electric load 31 is the rotary electric machine 40 has been described as an example. However, the external electric load 31 may be an arbitrary electric load other than the rotary electric machine 40, or may be a plurality of rotary electric machines 40 connected in parallel.

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are applications of a particular embodiment. It is not limited to, but can be applied to embodiments alone or in various combinations. Therefore, innumerable variations not exemplified are envisioned within the scope of the techniques disclosed herein. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.

１ 入力端子、２ 出力端子、３ 入力電圧検出回路、４ 出力電圧検出回路、５ 温度検出回路、２０ コンバータ、３０ 直流電源、３１ 外部の電気負荷、４０ 回転電機、５０ 制御回路、５１ 電圧検出部、５２ 温度検出部、５３ 出力電圧制御部、Ｌ リアクトル、ＴＣ コンバータ温度、ＴＬ リアクトル温度、ＴＳ スイッチング素子温度、Ｖｉｎ 入力電圧、Ｖｏｕｔ 出力電圧、Ｖｏｕｔｏ 目標出力電圧、Ｖｔｈ１ 第１の判定値、Ｖｔｈ２ 第２の判定値、Ｖｕｐ１ 第１の上限値、Ｖｕｐ２ 第２の上限値 1 Input terminal, 2 Output terminal, 3 Input voltage detection circuit, 4 Output voltage detection circuit, 5 Temperature detection circuit, 20 Converter, 30 DC power supply, 31 External electric load, 40 Rotating electric machine, 50 Control circuit, 51 Voltage detector , 52 Temperature detector, 53 Output voltage control unit, L reactor, TC converter temperature, TL reactor temperature, TS switching element temperature, Vin input voltage, Vout output voltage, Vouto target output voltage, Vth1 1st judgment value, Vth2 2nd 2 judgment value, Vup1 first upper limit value, Vup2 second upper limit value

Claims (6)

入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、少なくとも一つのスイッチング素子を有するコンバータと、
前記コンバータの温度を検出する温度検出回路と、
前記入力端子の電圧である入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、
前記出力端子の電圧である出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、
目標出力電圧を設定し、前記出力電圧が目標出力電圧に近づくように、前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記コンバータの温度が、第１の判定値を超えた場合に、前記目標出力電圧を、第１の上限値により上限制限し、
前記入力電圧が小さくなるに従って、前記第１の上限値を小さくする電源装置。 A converter having at least one switching element that converts DC power between the input terminal and the output terminal,
A temperature detection circuit that detects the temperature of the converter, and
An input voltage detection circuit that detects the input voltage, which is the voltage of the input terminal,
An output voltage detection circuit that detects the output voltage, which is the voltage of the output terminal,
A control circuit for setting a target output voltage and controlling the switching element on and off so that the output voltage approaches the target output voltage is provided.
When the temperature of the converter exceeds the first determination value, the control circuit limits the target output voltage by the first upper limit value.
A power supply device that reduces the first upper limit value as the input voltage decreases. 前記制御回路は、前記目標出力電圧を、前記入力電圧に予め設定された正のオフセット値を加えた下限値により下限制限する請求項１記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1, wherein the control circuit limits the target output voltage by a lower limit value obtained by adding a preset positive offset value to the input voltage. 前記制御回路は、前記入力電圧に対して第１の時間遅れ処理を行った値に基づいて、前記第１の上限値を設定し、
前記コンバータの温度変化の時間遅れが、前記第１の時間遅れ処理の時間遅れよりも大きくなるように、前記コンバータの構成部品の熱時定数が設定されている請求項１又は２に記載の電源装置。 The control circuit sets the first upper limit value based on the value obtained by performing the first time delay processing on the input voltage.
The power supply according to claim 1 or 2, wherein the thermal time constant of the component of the converter is set so that the time delay of the temperature change of the converter becomes larger than the time delay of the first time delay processing. Device. 前記制御回路は、前記出力端子に接続される外部の電気負荷の動作状態に基づいて、上限制限前の前記目標出力電圧を設定し、前記外部の電気負荷の動作状態又は前記上限制限前の目標出力電圧に対して、第２の時間遅れ処理を行い、
前記第２の時間遅れ処理の時間遅れよりも前記第１の時間遅れ処理の時間遅れが大きい請求項３に記載の電源装置。 The control circuit sets the target output voltage before the upper limit limit based on the operating state of the external electric load connected to the output terminal, and sets the operating state of the external electric load or the target before the upper limit limit. The output voltage is subjected to the second time delay processing, and the output voltage is subjected to the second time delay processing.
The power supply device according to claim 3, wherein the time delay of the first time delay processing is larger than the time delay of the second time delay processing. 前記外部の電気負荷は、回転電機であり、
前記制御回路は、前記外部の電機負荷の動作状態として、前記回転電機の回転速度及びトルクを用いる請求項４に記載の電源装置。 The external electric load is a rotary electric machine.
The power supply device according to claim 4, wherein the control circuit uses the rotation speed and torque of the rotary electric machine as the operating state of the external electric load. 前記コンバータは、少なくとも一つのリアクトルを有し、
前記温度検出回路は、前記コンバータの温度として、前記スイッチング素子の温度と前記リアクトルの温度とを検出し、
前記リアクトルの温度が、前記第１の判定値を超えておらず、前記スイッチング素子の温度が、第２の判定値を超えた場合に、前記目標出力電圧を、前記第１の上限値よりも大きく前記入力電圧に応じて変化しない第２の上限値により上限制限し、
前記リアクトルの温度が、前記第１の判定値を超えた場合に、前記目標出力電圧を、第１の上限値により上限制限し、
前記リアクトルの熱時定数は、前記スイッチング素子の熱時定数よりも大きい請求項１から５のいずれか一項に記載の電源装置。 The converter has at least one reactor and
The temperature detection circuit detects the temperature of the switching element and the temperature of the reactor as the temperature of the converter.
When the temperature of the reactor does not exceed the first determination value and the temperature of the switching element exceeds the second determination value, the target output voltage is set to be higher than the first upper limit value. The upper limit is limited by the second upper limit value that does not change largely according to the input voltage.
When the temperature of the reactor exceeds the first determination value, the target output voltage is limited by the first upper limit value.
The power supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermal time constant of the reactor is larger than the thermal time constant of the switching element.
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