JP2022108970A - 電源ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】コンバータの動作モードの連続モードと不連続モードとの境界を精度良く判定することができる電源ユニットを提供する。【解決手段】制御部は、第２スイッチをスイッチングしてデューティ比を制御することにより、電源からの出力電流値を制御し、前記制御部は、前記スイッチングの周期内に少なくともｎ（ｎは２以上の整数）回以上の頻度で電流センサが取得するリアクトルの電流値を検出し、前記制御部は、前記スイッチングの周期内で計測されるｎ個の電流値の点のうち閾値以下である電流値の点がない場合、前記スイッチングの周期内で計測されるｎ個の電流値の点のうち閾値以下である電流値の点がある場合と比較して、デューティ比の変化速度を小さくすることを特徴とする電源ユニット。【選択図】図２

Description

本開示は、電源ユニットに関する。
燃料電池車両等の車両に車載されて用いられるシステムに備えられるコンバータに関して種々の研究がなされている。
例えば特許文献１では、昇圧コンバータが予期せぬ大電流を出力することを抑制できる技術が開示されている。
また、特許文献２では、コンバータが燃料電池から入力される実際の電圧を過剰に昇圧して出力することを防止する燃料電池システムが開示されている。
また、特許文献３では、電流不連続モードでＰＷＭ制御またはスイッチング周波数制御を行い、出力電圧の発振を防止することが可能なＤＣ－ＤＣコンバータおよびその制御方法が開示されている。
特開２０２０－０８８９７１号公報 特開２０１８－１１６８６４号公報 特開２００８－１３１７６０号公報
コンバータの動作モードには、Ｄｕｔｙ（デューティ比）に対する電流値の感度が鈍い不連続モードと、Ｄｕｔｙに対する電流値の感度が高い連続モードがある。
コンバータの動作モードにおいて、通常、連続モードでは、デューティ比の上昇量に対するコンバータの出力電流の変化量が不連続モードのときより大きい。そのため、連続モードでは、例えば、デューティ比のわずかな算出結果のずれが生じた場合等に、必要とされている電流よりも過度に大きい予期せぬ大電流がコンバータから出力されてしまう可能性がある。
上記特許文献１においては、リアクトルインダクタンス、キャリア周波数、コンバータ入口電圧、及びコンバータ出口電圧に基づいて算出される不連続モード用フィードフォワード項と、コンバータ入口電圧、及びコンバータ出口電圧に基づいて算出される連続モード用フィードフォワード項の内、いずれか小さい方で、現時点の運転モードが連続モードか不連続モードかを判定している。ところが、製品バラツキ等によりリアクトルインダクタンスが狙い値とずれていた場合、並びにコンバータ入口電圧及びコンバータ出口電圧のセンサ値に測定バラツキがある場合等に、制御装置が連続モードと不連続モードとの境界を正しく認識できないおそれがある。例えば、本来連続モードであるのに制御部が不連続モードと誤認し、上昇速度の制限値を高く設定したことにより、電流のハンチングが発生するおそれがある。また、本来不連続モードであるのに制御部が連続モードと誤認し、デューティ比の上昇速度の制限値を低く設定したために、電流変化の応答性が低下するおそれがある。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、コンバータの動作モードの連続モードと不連続モードとの境界を精度良く判定することができる電源ユニットを提供することを主目的とする。
本開示においては、電源と、当該電源の出力電圧の昇圧及び降圧からなる群より選ばれる少なくとも一つを行うコンバータと、を備える電源ユニットであって、
前記コンバータは、リアクトルと、第１スイッチと、第２スイッチと、電流センサと、制御部とを備え、
前記リアクトルは、前記電源の陽極側に接続され、
前記第１スイッチは、前記リアクトルと出力ノードとの間に接続され、
前記第２スイッチは、前記リアクトルと前記第１スイッチとの中間領域と前記電源の陰極側とを接続し、
前記電流センサは、前記リアクトルを流れる電流値を取得し、
前記制御部は、前記第２スイッチをスイッチングしてデューティ比を制御することにより、前記電源からの出力電流値を制御し、
前記制御部は、前記スイッチングの周期内に少なくともｎ（ｎは２以上の整数）回以上の頻度で前記電流センサが取得する前記リアクトルの電流値を検出し、
前記制御部は、前記スイッチングの周期内で計測されるｎ個の電流値の点のうち閾値以下である電流値の点がない場合、前記スイッチングの周期内で計測されるｎ個の電流値の点のうち閾値以下である電流値の点がある場合と比較して、デューティ比の変化速度を小さくすることを特徴とする電源ユニットを提供する。
本開示の電源ユニットは、前記制御部は、前記リアクトルの電流値が閾値以下である電流値の点が１個以上かつｍ（ｍは２以上の整数）個未満である場合は、前記リアクトルの電流値が閾値以下である電流値の点がｍ個以上の場合と比較して、デューティ比の変化速度を小さくしてもよい。
本開示の電源ユニットは、前記制御部は、前記スイッチングの周期内に少なくともｘ（ｘは３以上の整数）回以上の頻度で前記電流センサが取得する前記リアクトルの電流値を検出し、
前記スイッチングの周期中の前記第２スイッチをオフからオンに切り替える直前のタイミングにおける前記制御部が前記リアクトルの電流値を検出する周期は、前記スイッチングの周期中の前記直前のタイミング以外のタイミングにおける前記制御部が前記リアクトルの電流値を検出する周期よりも短くしてもよい。
本開示の電源ユニットによれば、コンバータの動作モードの連続モードと不連続モードとの境界を精度良く判定することができる。
図１は、電源ユニットを含むシステムの回路構成の一例を示す図である。 図２は、デューティ比の変化速度を決定する制御の一例を示すフローチャートである。 図３は、デューティ比の変化速度を決定する制御の別の一例を示すフローチャートである。 図４は、連続モードでのスイッチング周期中のリアクトルを流れる電流値の推移を示す図である。 図５は、不連続モード（１）でのスイッチング周期中のリアクトルを流れる電流値の推移を示す図である。 図６は、不連続モード（２）でのスイッチング周期中のリアクトルを流れる電流値の推移を示す図である。 図７は、要求電流の傾きが大きい場合の時間に対するデューティ比変化速度の関係を示す図である。 図８は、要求電流の傾きが小さい場合の時間に対するデューティ比変化速度の関係を示す図である。 図９は、不連続モード（３）でのスイッチング周期中のリアクトルを流れる電流値の推移を示す図である。
本開示においては、電源と、当該電源の出力電圧の昇圧及び降圧からなる群より選ばれる少なくとも一つを行うコンバータと、を備える電源ユニットであって、
前記コンバータは、リアクトルと、第１スイッチと、第２スイッチと、電流センサと、制御部とを備え、
前記リアクトルは、前記電源の陽極側に接続され、
前記第１スイッチは、前記リアクトルと出力ノードとの間に接続され、
前記第２スイッチは、前記リアクトルと前記第１スイッチとの中間領域と前記電源の陰極側とを接続し、
前記電流センサは、前記リアクトルを流れる電流値を取得し、
前記制御部は、前記第２スイッチをスイッチングしてデューティ比を制御することにより、前記電源からの出力電流値を制御し、
前記制御部は、前記スイッチングの周期内に少なくともｎ（ｎは２以上の整数）回以上の頻度で前記電流センサが取得する前記リアクトルの電流値を検出し、
前記制御部は、前記スイッチングの周期内で計測されるｎ個の電流値の点のうち閾値以下である電流値の点がない場合、前記スイッチングの周期内で計測されるｎ個の電流値の点のうち閾値以下である電流値の点がある場合と比較して、デューティ比の変化速度を小さくすることを特徴とする電源ユニットを提供する。
図１は、電源ユニットを含むシステムの回路構成の一例を示す図である。
図１に記載のシステムは、例えば車両に搭載され、外部負荷５０として車両の駆動用モータがインバータを介して接続されている。また、図示していないが、燃料電池１０及び昇圧コンバータ２０と並列して、バッテリを備えていても良い。バッテリは、例えば、ニッケル水素二次電池、及び、リチウムイオン二次電池等の従来公知の二次電池が挙げられる。また、バッテリは、電気二重層コンデンサ等の蓄電素子を含むものであってもよい。
電源である燃料電池１０の出力電力は、昇圧コンバータ２０により昇圧された後、さらにインバータにより直流から交流に変換され、モータに供給される。
昇圧コンバータ２０は、内部が互いに並列に接続された６つの昇圧回路を備え、６つの昇圧回路のうち、２つずつが互いに磁気結合されていてもよい。
昇圧回路のリアクトル２１は、燃料電池１０の陽極側に接続され、第１スイッチ（ダイオード）２４は、リアクトル２１と出力ノード２６との間に接続され、第２スイッチ（スイッチング素子）２３は、リアクトル２１と第１スイッチ２４との中間領域と燃料電池１０の陰極側とを接続する。電流センサ２２は、リアクトル２１を流れる電流値を取得する。
制御部３０が、第２スイッチ（スイッチング素子）２３をＯＮ／ＯＦＦするデューティ比を制御することにより、コンバータ２０での昇圧比、及び燃料電池１０からの出力電流値を制御している。
電源ユニットは、電源と、コンバータと、を備える。
電源は、燃料電池であってもよい。燃料電池は単セルを１つのみ有するものであってもよく、単セルを複数個積層した燃料電池スタックであってもよい。
コンバータは、電源の出力電圧の昇圧及び降圧からなる群より選ばれる少なくとも一つを行う。コンバータは、昇圧コンバータであってもよく、降圧コンバータであってもよく、昇降圧コンバータであってもよい。
コンバータは、リアクトルと、第１スイッチと、第２スイッチと、電流センサと、制御部とを備え、必要に応じて、ダイオード、コンデンサ等を備えていてもよい。
リアクトルは、コンバータの回路において、電源の陽極側に接続される。
リアクトルは、コイルと、コアと、を有する。
コアには１つ又は複数のコイルが巻回されていてもよい。
リアクトルが有するコア及びコイルは、従来公知のコンバータに用いられているコア及びコイルを採用してもよい。
第１スイッチは、コンバータの回路において、リアクトルと出力ノードとの間に接続される。
第２スイッチは、コンバータの回路において、リアクトルと第１スイッチとの中間領域と電源の陰極側とを接続する。
第１スイッチ及び第２スイッチは、スイッチング素子であってもよい。スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ、及び、ＭＯＳＦＥＴ等であってもよい。
第１スイッチは、ダイオードであってもよい。
電流センサは、リアクトルを流れる電流値（リアクトル電流）を取得することができるものであれば、特に限定されず、従来公知の電流計等を用いることができる。
制御部は、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等であってもよい。ＥＣＵは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、メモリと、入出力バッファとを含んで構成される。
制御部は、少なくとも第２スイッチをスイッチングしてデューティ比を制御することにより、電源からの出力電流値を制御する。制御部は、必要に応じて第１スイッチをスイッチングしてデューティ比を制御してもよい。
［第１実施形態］
制御部は、スイッチングの周期内に少なくともｎ（ｎは２以上の整数）回以上の頻度で電流センサが取得するリアクトルの電流値を検出する。
本開示において、スイッチングの周期（スイッチング周期）とは、スイッチがオフからオンに切り替わった時点を始期として、再度スイッチがオフからオンに切り替わるまでの期間を意味する。
制御部は、スイッチングの周期内で計測されるｎ個の電流値の点のうち閾値以下である電流値の点がない場合、スイッチングの周期内で計測されるｎ個の電流値の点のうち閾値以下である電流値の点がある場合と比較して、デューティ比の変化速度を小さくする。
リアクトルの電流値が閾値以下である電流値の点が１個以上のときは、不連続モードと判断し、連続モードの場合と比較してデューティ比の変化速度を大きい値に設定する。一方、リアクトルの電流値が閾値以下である電流値の点がないときは、連続モードであると判断し、不連続モードの場合と比較してデューティ比の変化速度を小さい値に設定する。
本開示においては、コンバータの動作モードが連続モードか不連続モードかの判定を、あらかじめ部品が備えた特性によって行うのではなく、実際に測定される電流値とその閾値とをモニタしながら行い、必要に応じて電流の測定タイミングによってモニタの頻度を変える。
リアクトルの電流値をスイッチングの周期内に少なくともｎ回以上の頻度で検出（多点サンプリング）することにより、実際に流れる電流値により直接的にコンバータの動作モードが連続モードか不連続モードかを判断しているため、連続モードと不連続モードとの境界を精度良く判定することができる。これにより、デューティ比の変化速度を適切に設定することができ、電流のハンチングの発生を抑制することができ、応答性の低下を抑制することができる。また、スイッチング周期が切り替わる毎に連続モードか不連続モードか判定し、判定結果に応じてデューティ比の変化速度を制御することができる。
図２は、デューティ比の変化速度を決定する制御の一例を示すフローチャートである。
第１実施形態においては、スイッチング周期中にｎ（ｎは２以上の整数）個以上の点でリアクトル電流値を取得し、閾値以下の電流値の点の有無に応じて、デューティ比の変化速度を決定する。
閾値以下の電流値が１個未満である場合は、制御部は連続モードと判断し、デューティ比の変化速度を小さくする。一方、閾値以下の電流値が１個以上である場合は、制御部は不連続モードと判断し、デューティ比の変化速度をそのままとするか、連続モードの場合と比較してデューティ比の変化速度を大きくしてもよい。
［第２実施形態］
制御部は、リアクトルの電流値が閾値以下である電流値の点が１個以上かつｍ（ｍは２以上の整数）個未満である場合は、リアクトルの電流値が閾値以下である電流値の点がｍ個以上の場合と比較して、デューティ比の変化速度を小さくしてもよい。
リアクトルの電流値が閾値以下である電流値の点が１個以上ｍ（ｍは２以上の整数）個未満であるときに、不連続モードだが連続モードに近づいていると判断して、デューティ比の変化速度を不連続モードの時よりも小さい値に設定することができる。
電流サンプリングの周期が、スイッチングの周期に対して十分に短くない場合でも、電流サンプリングの周期を過度に小さくすることなく、且つ、計算時間を過度に増大させることなく、連続モードと不連続モードの境界部分を精度良く判別できる。そのため、連続モードと不連続モードの切り替えのタイミングにおける電流のハンチングの発生をより抑制できる。
閾値は実質的に０であってもよく、電流値が０である点の数をカウントして判断しても良い。閾値が０から離れている場合、リアクトルの電流値が閾値以下の点がある場合は、不連続モードであると判断してもよく、不連続モードだが連続モードに近づいていると判断してもよい。
閾値は、例えば１Ａであってもよい。閾値を０に近い値とすることで、連続モードか不連続モードかを適切に判定できる。実際には電流が流れていなくても、センサの測定誤差等により、わずかな電流値が検出される場合がある。閾値は、これら電流センサの検出誤差等を考慮して設定されても良い。これにより、電流センサの検出誤差により、連続モードと不連続モードとを誤認識することを抑制できる。例えば定格電流の１～３％程度を閾値としてもよい。
連続モードと不連続モードを以下の（Ａ）～（Ｃ）ように判別してもよいが、これに限定されない。
（Ａ）連続モードである場合、スイッチング周期中に、「電流値≒０」の点がない。
（Ｂ）不連続モードである場合、スイッチング周期中で、「電流値≒０」の点が２点以上ある。
（Ｃ）連続モードと不連続モードの境界である場合、スイッチング周期中で、「電流値≒０」の点が１点のみである。
例えば、「スイッチング周期中で電流値が０である点が１個～３個である場合」に、連続モードと不連続モードの境界であると判別しても良い。このとき、電流値が０である点が４個以上である場合を、不連続モードであると判定する。
なお、連続モードと不連続モードの境界と判定するスイッチング周期中で「電流値≒０」である点の数は、特に限定されず、１個または１～３個に限定されず、１～２個であっても良く、１～５個であっても良い。これらの数は、スイッチング周期中の電流のサンプリングの個数、各電流サンプリング間の周期、電源ユニットの使われ方等に応じて、適宜設定してよい。
例えば、各電流サンプリング間の周期が短く、スイッチング周期内の電流のサンプリング数が１００個程度ある場合には、閾値以下の数が例えば２～５個であっても、「不連続モードであるが連続モードに近い」と判断してもよい。
また、要求負荷の変動が大きい電源ユニットでは、電流測定時点で電流が閾値以下の数が例えば２～５個であっても、その直後に連続モードに移行する可能性があり、「不連続モードであるが連続モードに近い」と判断してもよい。
実際の制御においては、コンバータの動作モードを判別した後、機器を動作させるまでに一定のタイムラグが発生する場合がある。上記のように、境界部分の判別に余裕を持たせることによって、タイムラグが発生しても、電流のハンチングの発生を抑制することができる。
また、実際には「電流＝０」になるタイミングがあっても、各電流サンプリング間の周期が十分に短くない場合など、「電流＝０」のときに電流を検知できない場合もある。そこで、例えば電流が０ではないが十分に小さい値によって、判別を行っても良い。例えば、電流値が５Ａ以下である計測点の数をカウントしてもよい。「電流値≦５Ａ」である点の数に応じて、不連続モード、または「連続モードであるが不連続モードに近い」と判断できる。
上述の各実施形態においては、「連続モードと不連続モードの境界である」ことを判別する条件は常に一定であるが、例えば運転条件に応じて、これを変更しても良い。
例えば、デューティ比の変化速度が大きい場合には、速い速度でリアクトル電流の連続モードと不連続モードが切り替わる。
そこで、デューティ比の変化速度が大きい場合には、変化速度が小さい場合と比較して、「連続モードと不連続モードの境界である」と判定するための「電流値≒０」の測定点の数を多くしても良い。これにより、コンバータの動作モードを判別した後、機器を動作させるまでに一定のタイムラグが発生する場合であっても、電流のハンチングの発生を抑制することができる。
図３は、デューティ比の変化速度を決定する制御の別の一例を示すフローチャートである。
スイッチング周期中にｎ（ｎは２以上の整数）個以上の点でリアクトル電流値を取得し、閾値以下の電流値の点の数に応じて、デューティ比の変化速度を決定する。
閾値以下の電流値がない場合は、制御部は連続モードと判断し、デューティ比の変化速度をＶ１に設定する。
閾値以下の電流値がｍ個以上であるときは、制御部は不連続モードと判断し、デューティ比の変化速度をＶ２に設定する。
閾値以下の電流値が１個以上ｍ個未満の時は、制御部は不連続モードであるが連続モードに近いと判断し、デューティ比の変化速度をＶ３に設定する。なお、Ｖ１＜Ｖ３＜Ｖ２である。
図４は、連続モードでのスイッチング周期中のリアクトルを流れる電流値の推移を示す図である。
図５は、不連続モード（１）でのスイッチング周期中のリアクトルを流れる電流値の推移を示す図である。
図６は、不連続モード（２）でのスイッチング周期中のリアクトルを流れる電流値の推移を示す図である。
図４は、連続モードであり、スイッチング周期の間、リアクトルに常に電流が流れている。図５及び図６は、不連続モードであり、スイッチング周期の間で、リアクトルに電流が流れない期間を有する。
図４～６中の黒丸は、多点サンプリングを実施したときの、電流の測定点を示し、スイッチング周期中に１６個の測定点を有する。測定点どうしの時間間隔は均一であり、これらの電流値の平均値を、リアクトルの平均電流値として算出する。
図４の連続モードでは、測定点における電流値はすべて閾値を上回っており、閾値以下である点がない。閾値以下である点がないため、制御部は連続モードと判断し、デューティ比の変化速度を、相対的に低い値：Ｖ１に設定する。
図５の不連続モード（１）では、スイッチング周期中に、測定点の電流値が閾値以下の点が４個ある。電流値が閾値以下の点の個数が２個以上のため、制御部は不連続モードと判断し、デューティ比の変化速度を、連続モードの時よりも高い値：Ｖ２に設定する。
図６の不連続モード（２）では、測定点の電流値が閾値以下の点が１個ある。ここで、電流値が閾値以下の点の個数が１個以上２個未満のため、制御部は不連続モードであるが連続モードに近いと判断し、デューティ比の変化速度を、Ｖ１とＶ２との間の値：Ｖ３に設定する。
図７は、要求電流の傾きが大きい場合の時間に対するデューティ比変化速度の関係を示す図である。
図８は、要求電流の傾きが小さい場合の時間に対するデューティ比変化速度の関係を示す図である。
一般に、制御部がコンバータのデューティ比を変化させる速度は、車両等のシステムからの要求に応じて異なっている。図７～８は、いずれも時間が進むにつれて燃料電池からの出力電流が大きくなる様子を示しているが、図７の場合のほうが図８の場合よりも、燃料電池の出力電流の増加速度が大きい。このとき、コンバータのデューティ比を増加させる速度（グラフの傾き）も、図７の場合のほうが図８の場合よりも大きい。
図７及び図８において、図４のように、電流値が閾値以下の点が０個の場合はデューティ比の変化速度としてＶ１（またはＶ１’）を設定し、図５のように、電流値が閾値以下の点が２個以上の場合はデューティ比の変化速度としてＶ２（またはＶ２’）を設定し、図６のように、電流値が閾値以下の点が１個以上２個未満の場合はデューティ比の変化速度としてＶ３（またはＶ３’）を設定する。
デューティ比の変化速度は、Ｖ１＜Ｖ３＜Ｖ２の関係にあり、Ｖ１’＜Ｖ３’＜Ｖ２’の関係にある。
上記実施形態では、Ｖ１＜Ｖ３＜Ｖ２であったが、別の実施形態では、Ｖ３の値をＶ２と同じにしてもよいし、Ｖ３の値をＶ１と同じにしてもよい。
［第３実施形態］
制御部は、スイッチングの周期内に少なくともｘ（ｘは３以上の整数）回以上の頻度で電流センサが取得するリアクトルの電流値を検出してもよい。
そして、スイッチングの周期中の第２スイッチをオフからオンに切り替える直前のタイミングにおける制御部がリアクトルの電流値を検出する周期は、スイッチングの周期中の直前のタイミング以外のタイミングにおける制御部がリアクトルの電流値を検出する周期よりも短くしてもよい。
図９は、不連続モード（３）でのスイッチング周期中のリアクトルを流れる電流値の推移を示す図である。
白丸、黒丸は、ともに電流のサンプリングのタイミングである。
白丸は等間隔で配置されるのに対して、スイッチＯＮの直前では、さらに黒丸でも電流サンプリングするため、スイッチＯＮの直前では、他よりもサンプリングの周期が短い。
これにより、計算時間を過度に増大させることなく、連続モードと不連続モードの境界を、より精度良く把握することができるため、連続モードと不連続モードの切り替えのタイミングにおける電流のハンチングの発生をより抑制できる。
電流サンプリングの周期が、スイッチングの周期に対して十分に短くない場合には、連続モードと不連続モードの境界部分を正しく判別できない恐れがある。一方、電流サンプリングの周期を過度に小さくすると、計算時間が長くなり、フィードバックが遅れて、制御が収束しにくい恐れがある。
そのため、回路の第２スイッチをＯＦＦからＯＮに切り替える直前の電流サンプリングの周期は、スイッチングの周期中のそれ以外のタイミングにおける周期よりも短くしてもよい。
一般に、電流を多点サンプリングする場合、スイッチングの周期内において、等間隔で電流のサンプリングを行い、それらの平均値を算出することで、平均電流値を算出する。これは、第１実施形態、第２実施形態においても同様である。
例えば、スイッチングの周波数が１０ｋＨｚに対して、電流のサンプリングの周波数を１００ｋＨｚで行う。
ところが、リアクトルを流れる電流（リアクトル電流）が連続モードと不連続モードの間で切り替わるタイミングをより正確に捉えるためには、１００ｋＨｚでも不十分な場合がある。つまり、タイミングをより正確に捉えるためには、周波数を例えば２００ｋＨｚとしてもよい。
ところが、全体に亘って、電流サンプリングの周波数を２００ｋＨｚとすると、計算時間が増大し、フィードバックが遅れて、制御が収束しにくい恐れがある。
ここで、連続モードにおいては、電流が常に０よりも大きい数値が流れるのに対して、不連続モードでは、少なくとも回路の第２スイッチがＯＦＦからＯＮになる直前において、電流値が０となる。したがって、連続モードか不連続モードかを判別するためには、当該回路の第２スイッチがＯＦＦからＯＮになる直前のみ電流サンプリングの周期を短く（周波数を大きく）しておけばよい。
第３実施形態においては、スイッチングの周期：１／１０，０００秒に対して、第２スイッチがＯＦＦからＯＮに変わる直前の１／１００，０００のみ、周波数を２００ｋＨｚとし、他の期間を１００ｋＨｚとしてもよい。
これにより、計測点の数を増加させて必要以上に計算時間を増大させずに、リアクトル電流が連続モードと不連続モードとの間で切り替わるタイミングをより正確に捉えることができる。
なお、平均電流値を算出する場合には、スイッチがＯＦＦからＯＮに変わる直前で電流サンプリングを増加させた分を除いて、計算してもよい。これにより、電流サンプリングの周期が不均等であることに起因する平均電流値のずれを抑制できる。
１０：燃料電池
２０：昇圧コンバータ
２１：リアクトル
２２：電流センサ
２３：第２スイッチ（スイッチング素子）
２４：第１スイッチ（ダイオード）
２５：コンデンサ
２６：出力ノード
３０：制御部
５０：外部負荷

Claims (3)

  1. 電源と、当該電源の出力電圧の昇圧及び降圧からなる群より選ばれる少なくとも一つを行うコンバータと、を備える電源ユニットであって、
    前記コンバータは、リアクトルと、第１スイッチと、第２スイッチと、電流センサと、制御部とを備え、
    前記リアクトルは、前記電源の陽極側に接続され、
    前記第１スイッチは、前記リアクトルと出力ノードとの間に接続され、
    前記第２スイッチは、前記リアクトルと前記第１スイッチとの中間領域と前記電源の陰極側とを接続し、
    前記電流センサは、前記リアクトルを流れる電流値を取得し、
    前記制御部は、前記第２スイッチをスイッチングしてデューティ比を制御することにより、前記電源からの出力電流値を制御し、
    前記制御部は、前記スイッチングの周期内に少なくともｎ（ｎは２以上の整数）回以上の頻度で前記電流センサが取得する前記リアクトルの電流値を検出し、
    前記制御部は、前記スイッチングの周期内で計測されるｎ個の電流値の点のうち閾値以下である電流値の点がない場合、前記スイッチングの周期内で計測されるｎ個の電流値の点のうち閾値以下である電流値の点がある場合と比較して、デューティ比の変化速度を小さくすることを特徴とする電源ユニット。
  2. 前記制御部は、前記リアクトルの電流値が閾値以下である電流値の点が１個以上かつｍ（ｍは２以上の整数）個未満である場合は、前記リアクトルの電流値が閾値以下である電流値の点がｍ個以上の場合と比較して、デューティ比の変化速度を小さくする、請求項１に記載の電源ユニット。
  3. 前記制御部は、前記スイッチングの周期内に少なくともｘ（ｘは３以上の整数）回以上の頻度で前記電流センサが取得する前記リアクトルの電流値を検出し、
    前記スイッチングの周期中の前記第２スイッチをオフからオンに切り替える直前のタイミングにおける前記制御部が前記リアクトルの電流値を検出する周期は、前記スイッチングの周期中の前記直前のタイミング以外のタイミングにおける前記制御部が前記リアクトルの電流値を検出する周期よりも短い、請求項１又は２に記載の電源ユニット。
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