JP2023511819A - 電圧変換器の制御方法、装置及び電圧制御システム - Google Patents

電圧変換器の制御方法、装置及び電圧制御システム Download PDF

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Abstract

本願は、電圧変換器の制御方法、装置及び電圧制御システムを開示する。該制御装置は、電圧変換器の出力電圧及び所定の電圧値に基づいて電流基準値を取得するために用いられる第１の制御モジュールと、電圧変換器の出力電流が第１の電流閾値よりも大きい場合、電流基準値を減少させるために用いられる電流変調モジュールと、減少された電流基準値及び出力電流に基づいて、電圧変換器の出力電流を制御するために用いられる第２の制御モジュールと、を含む。

Description

本願は、２０２０年１２月３１日に提出された名称が「電圧変換器の制御方法、装置及び電圧制御システム」である中国特許出願２０２０１１６２０１５８．０の優先権を要求し、該出願の全ての内容は引用により本明細書に組み込まれている。
本願は、電力の分野に属し、特に電圧変換器の制御方法、装置及び電圧制御システムに関する。
電力技術の発展に伴い、電圧変換器を利用して電圧を変換することができる。例えば、交流電圧－交流電圧の間、交流電圧－直流電圧の間又は直流電圧－直流電圧の間で変換することができる。
電圧変換の正確な制御を実現するために、電圧変換器の出力電圧及び出力電流をフィードバック信号とし、かつフィードバック信号を一定の方式で制御の入力端に戻し、入力端に対し制御影響を与えることができる。
そして、従来の制御方式では、制御過程全体の遅延時間が長くなり、電圧変換器の出力電流をタイムリーに調整することができない。
本願の実施例が提供する電圧変換器の制御方法、装置及び電圧制御システムは、電圧変換器の出力電流が過電流になった時に、それをタイムリーに調整することができる。
第１の態様において、本願の実施例は、
電圧変換器の出力電圧及び所定の電圧値に基づいて電流基準値を取得する第１の制御モジュールと、
電圧変換器の出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させる電流変調モジュールと、
減少された電流基準値及び出力電流に基づいて、電圧変換器の出力電流を制御する第２の制御モジュールと、を含む電圧変換器の制御装置を提供する。
第２の態様において、本願の実施例は、
電圧変換器の出力電圧及び所定の電圧値に基づいて電流基準値を取得する工程と、
電圧変換器の出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させる工程と、
減少された電流基準値及び出力電流に基づいて、電圧変換器の出力電流を制御する工程と、を含む電圧変換器の制御方法を提供する。
第３の態様において、本願の実施例は、
第１の態様又は第１の態様のいずれかの選択可能な実施形態に係る制御装置と、
電圧変換器と、を含む電圧制御システムを提供する。
本願の実施例に係る電圧変換器の制御方法、装置及び電圧制御システムでは、電圧変換器の出力電流が過電流になった時、即ち、電圧変換器の出力端から収集された出力電流が第１の電流閾値よりも大きい場合、電流基準値を減少させ、かつ減少された電流基準値及び出力電流を利用して電圧変換器の出力電流を制御することができる。従来の電圧変換器の制御方式に比べて、電圧変換器の出力電流が過電流になった時に、電流基準値をタイムリーに減少させることができ、それにより電圧変換器の出力電流が過電流になった時に、電圧変換器のタイムリーな調整を実現することができる。
本願の実施例に係る技術案をより明確に説明するために、以下は本願の実施例に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に説明された図面は、本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。
本願の実施例が提供する電圧制御システムのシステムアーキテクチャ図である。 本願の実施例が提供する別の電圧制御システムのシステムアーキテクチャ図である。 本願の実施例が提供する第１種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。 本願の実施例が提供する第２種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。 本願の実施例が提供する第３種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。 本願の実施例が提供する第４種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。 本願の実施例が提供する例示的な電圧変換器の制御装置の制御ロジックの概略図である。 本願の実施例が提供する第５種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。 本願の実施例が提供する第６種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。 本願の実施例が提供する別の例示的な電圧変換器の制御装置の制御ロジックの概略図である。 本願の実施例が提供する電圧変換器の制御方法のフローチャートである。 本願の実施例が提供する別の電圧変換器の制御方法のフローチャートである。 本願の実施例が提供する電圧変換器の制御デバイスのハードウェア構成図を示す。
以下に本願の各態様の特徴及び例示的な実施例を詳細に説明し、本願の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下に図面及び具体的な実施例を参照して、本願をさらに詳細に説明する。理解すべきことは、ここで説明された具体的な実施例は本願を解釈するためのものであり、本願を限定するものではない。当業者にとって、本願はこれらの特定の詳細のいくつかを必要とせずに実施することができる。以下に実施例の説明は単に本願の例を示すことにより本願をよりよく理解するためのものである。
なお、本明細書において、第１及び第２などのような関係用語は、一つのエンティティ又は操作を他のエンティティ又は操作と区別するために用いられ、必ずしもこれらのエンティティ又は操作の間にいかなるこのような実際の関係又は順序が存在することを要求するか又は暗示するものではない。また、「備える」、「含む」という用語又はその他の任意の変形体は、非排他的な包含をカバーすることを意図し、それにより一連の要素を含む過程、方法、物品又はデバイスは、それらの要素を含むだけでなく、明確に列挙されていない他の要素も含み、又は、このような過程、方法、物品又はデバイスに固有の要素をさらに含む。より多くの制限がない場合に、「～を備える」という文で要素を限定することは、その要素を備える過程、方法、物品又はデバイスにおいて他の同じ要素が更に存在することを排除しない。
現段階において、電圧変換を必要とする場合、電圧変換器を利用して電圧変換を実現することができる。出力電圧及び出力電流の正確性を向上させるために、クローズドループメカニズムを採用して出力電圧及び出力電流を変調することができる。例えば、電圧アウターループ、電流インナーループの二重クローズドループポリシーを採用することができ、即ち、出力電圧と出力電流をフィードバック信号とし、入力端に戻し、それにより入力端に対し制御影響を与える制御関係である。
しかしながら、従来の二重クローズドループ制御ポリシーにおいて、アウターループの出力電圧が急変する場合、インナーループ電流の迅速な応答により、大きなオーバーシュート量を引き起こし、この時に生成された過渡電流は出力電流の過電流をもたらす。
例えば、電池の分野を例として、外部への車のエネルギー伝送（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ、Ｖ２Ｘ）シーンで、出力電流にオーバーシュートが発生すると、電圧変換器の出力端に接続されたデバイスの使用性能に対し深刻な影響を与える。
本願をよりよく理解するために、本願の実施例は、順に電圧変換器、電池、Ｖ２Ｘシーン等の概念を具体的に説明する。
（１）電圧変換器
本願の実施例において、電圧変換器は、直流電圧の間の変換を行うための直流－直流（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ、ＤＣＤＣ）変換モジュールを含むことができる。或いは、交流電圧の間の変換を行うための（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ、ＡＣＡＣ）変換モジュールを含むことができる。或いは、交流－直流（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ、ＤＣＡＣ）変換モジュールを含むことができる。
本願の実施例において、Ｖ２Ｘモードでは、電圧変換器は、ＤＣＡＣ双方向変換モジュールを選択することができる。
（２）電池
本願の実施例における電池は、リチウムイオン電池、リチウム金属電池、鉛酸電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム硫黄電池、リチウム空気電池又はナトリウムイオン電池等であってもよいが、ここで限定しない。規模から言えば、測定対象の電池パックは、電池セル単体であってもよく、電池モジュール又は電池パックであってもよいが、ここで限定しない。応用シーンから見て、電池は、自動車、船舶等の動力装置に適用することができる。例えば、電気自動車に適用することができ、電気自動車のモータに給電し、電気自動車の動力源とする。電池はさらに電気自動車における他の電気装置に電力を供給することができ、例えば車内エアコン、車載プレーヤなどに電力を供給することができる。
（３）Ｖ２Ｘシーン
電気自動車内に取り付けられた電池の使用シーンは、Ｖ２Ｘシーンと呼ばれてもよく、具体的には、Ｖ２Ｘシーンは、電力網から車両までのエネルギー伝送（Ｇｒｉｄ ｔｏ Ｖｅｈｉｃｌｅ、Ｇ２Ｖ）シーン、車両から電力網までのエネルギー伝送（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｇｒｉｄ、Ｖ２Ｇ）シーン、車両から負荷までのエネルギー伝送（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｌｏａｄ、Ｖ２Ｌ）シーン等を含むことができる。
ここで、Ｇ２Ｖモードで、電力網は入力端と呼ばれ、電池は出力端と呼ばれてもよい。Ｇ２Ｖモードでは、電力網の電気エネルギーを利用して電池を充電することができる。
Ｖ２Ｇシーンで、電池は、入力端と呼ばれ、電力網は出力端と呼ばれてもよい。Ｖ２Ｇモードでは、電気自動車は、電圧変換器により逆方向に電力網に放電することができる。例えば、電気自動車は、非動作時に、電圧変換器により電力網に接続され、電池のアイドル電気エネルギーを電力網に販売することができる。
Ｖ２Ｌモードで、電池は、入力端と呼ばれ、交流側負荷は出力端と呼ばれてもよい。Ｖ２Ｌモードで、電池の電気エネルギーを利用して交流側電気負荷に電力を供給することができる。
上記概念を説明した後、関連する技術的問題を解決するために、本願の実施例は電圧変換器の制御方法、装置及び電圧制御システムを提供する。
理解を容易にするために、本願の実施例に係る下記部分では、図面を参照して本願の実施例に係る電圧制御システムを先に展開して具体的に説明する。
図１は、本願の実施例が提供する電圧制御システムのシステムアーキテクチャー図である。図１に示すように、電圧制御システムは、電圧変換器の制御装置１０及び電圧変換器２０を含むことができる。
電圧変換器２０は、電圧変換を行うために用いられる。
電圧変換器の制御装置１０は、電圧変換器２０が電圧変換を行う過程において、電圧変換器の出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させ、かつ減少された電流基準値に基づいて、電圧変換器２０の出力電流を制御するために用いられる。
本願の実施例に係る電圧制御システムは、電圧変換器の出力電流が過電流になった時、即ち電圧変換器の出力端から収集された出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させ、かつ減少された電流基準値及び出力電流を利用して電圧変換器の出力電流を制御することができる。従来の電圧変換器の制御方式に比べて、電圧変換器の出力電流が過電流になった時に、電流基準値をタイムリーに減少させることができ、それにより電圧変換器の出力電流が過電流になった時に、電圧変換器のタイムリーな調整を実現することができる。
いくつかの実施例において、本願の実施例が提供する電圧制御システムは、電気自動車のシーンで用いることができる。
それに応じて、図２は本願の実施例が提供する別の電圧制御システムのシステムアーキテクチャ図である。図２に示すように、電圧変換器２０の一端は電池３０に接続され、電圧変換器２０の他端は電力網４１又は交流負荷４２に接続される。ここで、直感的な区別を容易にするために、図２において選択可能な接続関係を破線で示す。
いくつかの実施例において、電圧制御システムは、さらに出力電圧を収集するための電圧収集モジュール、及び出力電流を収集するための電流収集モジュールを含むことができる。
電圧制御システムを説明した後、以下に本願の実施例が提供する電圧変換器の制御装置を説明する。
図３は、本願の実施例が提供する第１種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。図３に示すように、電圧変換器の制御装置１０は、第１の制御モジュール１１、電流変調モジュール１２及び第２の制御モジュール１３を含む。
第１の制御モジュール１１は、電圧変換器２０の出力電圧及び所定の電圧値に基づいて電流基準値を取得するために用いられる。
ここで、所定の電圧値は、具体的なシーン及び実際の需要に応じて設定することができる。例示的には、Ｖ２Ｇモード又はＶ２Ｌモードで、所定の電圧値は、電池３０の最小放電電圧であってもよい。別の例示的には、Ｇ２Ｖモードで、所定の電圧値は、電池３０の公称充電電圧であってもよい。
いくつかの実施例において、まず減算器により電圧変換器の出力電圧と所定の電圧値との間の差分値を計算し、次に比例積分制御器（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ、ＰＩ）を介して電流基準値を取得することができる。
電流変調モジュール１２は、電圧変換器２０の出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させるために用いられる。
いくつかの実施例において、第１の電流閾値は、通常の出力電流に基づいて決定されてもよく、例えば予め設定された倍数の通常の出力電流であってもよい。ここで、予め設定された倍数は１よりも大きい。
別の実施例において、第１の電流閾値は、過電流と非過電流との間の限界値を表すことができる。即ち、出力電流が第１の電流閾値を超えると、出力電流が過電流になったことを示す。
いくつかの実施例において、比較器を利用して電圧変換器２０の出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きいか否かを判断することができる。
いくつかの実施例において、減算器により電流基準値を減少させることができる。
第２の制御モジュール１３は、減少された電流基準値及び出力電流に基づいて、電圧変換器の出力電流を制御するために用いられる。
本願の実施例に係る電圧変換器の制御装置では、電圧変換器の出力電流が過電流になった時、即ち電圧変換器の出力端から収集された出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させ、かつ減少された電流基準値及び出力電流を利用して電圧変換器の出力電流を制御することができる。従来の電圧変換器の制御方式に比べて、電圧変換器の出力電流が過電流になった時に、電流基準値をタイムリーに減少させることができ、それにより電圧変換器の出力電流が過電流になった時に、電圧変換器のタイムリーな調整を実現することができる。
いくつかの実施例において、図４は、本願の実施例が提供する第２種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。図４と図３の違いは、電流変調モジュール１２が第１の比較ユニット１２１及び電流変調ユニット１２２を含むことである。
第１の比較ユニット１２１は、出力電流と第１の電流閾値を取得し、かつ出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、第１の信号を出力するために用いられる。
ここで、第１の比較ユニット１２１が第１の信号を出力する場合、電圧変換器の出力電流が過電流になったことを示す。
一例において、出力電流が第１の比較ユニット１２１の非反転入力端に供給され、第１の電流閾値が第１の比較ユニット１２１の反転入力端に供給されると、第１の信号はローレベル信号であってもよい。即ち、出力電流が第１の電流閾値よりも大きい場合、第１の比較ユニット１２１はローレベル信号を出力する。具体的な例において、第１の電流閾値は関連レジスタによって提供されてもよく、ユーザはソフトウェアにより関連レジスタにおける第１の電流閾値を調整することができる。例示的には、デジタル量をアナログ量に変換する（ＤＡ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＤＡ）コンバータにより第１の電流閾値を設定することができる。
実施例において、第１の比較ユニットは、第１の比較サブシステム（Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ、ＣＭＰＳＳ）を含む。
なお、純粋なソフトウェア制御ポリシーを採用する関連技術において、以下のフローを経て過電流保護機能を実現する必要がある。まず、保護対象回路の予め設定された期間内における複数の電流データ（保護対象回路を指標する実際の部品パラメータ）を収集し、次に複数の電流データに対して有効電流選別を行う必要がある。選別処理後の結果に基づいて、保護対象回路に対応する目標過電流保護値を決定する。以上より、ソフトウェアにより過電流保護を実現し、サンプループ及びフィルタループを行う必要があり、電流応答時間遅延が相対的に長くなる。電圧変換器のスイッチ、例えば金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＭＯＳＦＥＴ）のハードウェア特性に求められる電流応答時間遅延が短いため、純粋なソフトウェアの実現方式は、リスクが大きい。
別の純粋なハードウェア制御ポリシーの関連技術において、純粋なハードウェア方式で過電流制限保護機能を実現するには、少なくとも以下のデバイスユニットであるサンプループユニット、フィルタループユニット、演算処理ユニット、比較動作ユニットを必要とするため、コストが高くなる。
本実施例において、ＣＭＰＳＳは、デジタル信号処理（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ＤＳＰ）チップの構成モジュールであり、ＣＭＰＳＳは、アナログ回路機能を内蔵し、それにより電流応答時間遅延を低減し、電圧変換器の安全性を向上させることができ、かつ純粋なハードウェア方式に比べてコストを低減することができる。
また、ＣＭＰＳＳは、ハイサイド比較ユニット（ＣＯＭＰＨ）を備えるため、正電流と第１の電流閾値の正の値を比較することができ、かつＣＭＰＳＳは、さらにローサイド比較ユニット（ＣＯＭＰＬ）を備えるため、負電流と第１の電流閾値の負の値を比較することができる。したがって、電気自動車の使用シーンでは、例えばＶ２ＧとＧ２Ｖモードで、電流の流れ方向が逆であっても、ＣＭＰＳＳを利用して出力電流と第１の電流閾値との比較を実現することができる。例示的には、ＣＯＭＰＨユニットにおいて、第１の電流閾値は、正の値であってもよく、例えば５５アンペア（Ａ）であり、ＣＯＭＰＬユニットにおいて、第１の電流閾値は負の値であってもよく、例えば－５５Ａである。具体的には、関連レジスタは、第１の電流閾値を生成した後、ＤＡコンバータを介して第１の電流閾値の正の値と第１の電流閾値の負の値を取得することができる。
電流変調ユニット１２２は、第１の信号に応答して、電流基準値を減少させるために用いられる。
本実施例において、二重クローズドループ制御ポリシーにおいて、電流がオーバーシュートする場合、第１の比較ユニット１２１により電流信号をタイムリーにフィードバックし、電流インナーループの電流基準値を調整することができ、ＰＩループの制御パラメータを修正する必要がなく、ＰＩループの動的応答速度を保証する状況で、ＰＩループのオーバーシュートをできるだけ回避することができる。
一つの実施例において、図５は、本願の実施例が提供する第３種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。図５と図４の違いは、電流変調ユニット１２２が処理サブユニット１２２１及び電流変調サブユニット１２２２を含むことである。
処理サブユニット１２２１は、第１の信号に応答して、電流減少量を決定するために用いられる。いくつかの実施例において、電流減少量は、一定値であってもよい。例示的には、第１の比較ユニット１２１から送信されたローレベル信号を受信すれば、電流減少量を生成する。
電流変調サブユニット１２２２は、電流基準値を電流減少量だけ減少させ、減少された電流基準値を取得するために用いられる。ここで、減少された電流基準値は、減少前の電流基準量と電流減少量との差分値に等しくてもよい。
例示的には、電流変調サブユニット１２２２は、具体的には減算器として実現することができる。具体的には、電流基準値及び電流減少量を減算器に入力した後、減少された電流基準値を出力することができる。
いくつかの実施例において、図６は、本願の実施例が提供する第４種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。図６と図３の違いは、第２の制御モジュール１３が制御ユニット１３１及び第１の信号生成ユニット１３２を含むことである。
制御ユニット１３１は、減少された電流基準値及び出力電流に基づいて、出力電流の調整量を生成するために用いられる。
いくつかの実施例において、制御ユニット１３１は、具体的に減算器及びＰＩ制御器として実現することができる。具体的には、電流基準値と出力電流をＰＩ制御器に入力した後、両者の差分値を取得し、次にＰＩ制御器を介して出力電流の調整量を取得する。
第１の信号生成ユニット１３２は、出力電流の調整量に基づいて、電圧変換器の制御信号を生成するために用いられる。
実施例において、第１の信号生成ユニット１３２は、第１の改良型パルス幅変調（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ、ｅＰＷＭ）ユニットを含む。具体的には、ｅＰＷＭにより、制御信号の周期及びデューティ比を生成することができる。
一例において、ｅＰＷＭユニットとＣＭＰＳＳは、同じＤＳＰチップの構成ユニットであり、合理的に配置することにより、一つのＤＳＰチップを利用して電圧変換器に対する制御を実現することができ、それによりハードウェア回路コストを低減することができる。例示的には、ＤＳＰチップの型番は、ＤＳＰ２８３３７Ｄであってもよい。
いくつかの実施例において、制御ユニット１３１は、差分値決定サブユニット及び調整量決定サブユニットを含む。
差分値決定サブユニットは、減少された電流基準値と出力電流との差分値を決定するために用いられる。
一例において、差分値決定サブユニットは、具体的に減算器として実現することができる。
調整量決定サブユニットは、差分値に基づいて調整量を決定するために用いられる。
具体的な例において、調整量決定サブユニットは、具体的にＰＩ制御器として実現することができる。
なお、差分値決定サブユニット及び調整量決定サブユニットは、制御ユニット１３１の関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。
理解を容易にするために、図７は、本願の実施例が提供する例示的な電圧変換器の制御装置の制御ロジックの概略図である。
図７に示すように、電圧変換器２０の出力電圧Ｖｂａｔと所定の電圧値ＶｂａｔＢＭＳは減算を行った後、電圧差分値を取得する。電圧差分値をＰＩ演算した後、電流基準値を取得する。
第１のＣＭＰＳＳは、出力電流Ｉｏｕｔを取得し、出力電流Ｉｏｕｔの絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、第１の信号を出力する。
電流基準値と第１の信号を減算した後、減少された電流基準値を取得する。そして、減少された電流基準値と出力電流Ｉｏｕｔを減算し、両者の差分値を取得する。次に、両者の差分値をＰＩ演算した後、出力電流の調整量を取得する。例示的な実施例において、ＰＩ演算は、比例－積分－共振（ＰＩ－ＲＥＳ）コントローラにより実現することができる。
最後に、出力電流の調整量を第１のｅＰＷＭユニットに入力し、電圧変換器２０の制御信号を取得する。
いくつかの実施例において、二重クローズドループ制御ポリシーによる出力電流のオーバーシュート現象をさらに防止するために、図８は、本願の実施例が提供する第５種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。図８と図３との違いは、電圧変換器の制御装置１０がさらに第３の制御モジュール１４を含むことである。
第３の制御モジュール１４は、出力電流の絶対値が第２の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電圧変換器が出力電流を停止するように制御するために用いられる。
ここで、第２の電流閾値の絶対値は、第１の電流閾値の絶対値よりも大きい。
ここで、第２の電流閾値の具体的な内容は、第１の電流閾値の関連説明を参照することができるが、ここでは説明を省略する。
例示的に、第１の電流閾値が５５Ａであれば、第２の電流閾値は６０Ａであってもよい。なお、第１の電流閾値及び第２の電流閾値は、実際のシーン及び具体的な需要に応じて設定することができ、例えば第２の電流閾値を第１の電流閾値の予め設定された倍数に設定することができ、予め設定された倍数は１よりも大きい。出力電流の絶対値が第２の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、深刻なオーバーシュートが発生することを示し、例えば、第２の電流閾値は、電圧変換器の最大許容電流に基づいて設定することができる。
一つの実施例において、図９は、本願の実施例が提供する第６種類の電圧変換器の制御装置の構造概略図である。図９と図８との違いは、第３の制御モジュール１４が第２の比較ユニット１４１及び第２の信号生成ユニット１４２を含むことである。
第２の比較ユニット１４１は、出力電流と第２の電流閾値を取得し、かつ出力電流の絶対値が第２の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、制御指令を出力するために用いられる。
ここで、制御指令は、電圧変換器が出力電流を停止するように制御するために用いられる。例示的には、電圧変換器２０の全てのスイッチユニットをオフにするように制御することにより、出力電流の停止を実現することができる。
一例では、第２の比較ユニット１４１は、第２のＣＭＰＳＳを含む。なお、第２のＣＭＰＳＳと第１のＣＭＰＳＳは、二つの異なるＣＭＰＳＳであってもよい。
第２のＣＭＰＳＳの具体的な内容は、第１のＣＭＰＳＳの関連説明を参照することができるが、ここで説明を省略する。例示的には、第２のＣＭＰＳＳのＣＯＭＰＨユニットにおいて、第２の電流閾値は正の値であってもよく、例えば６０Ａであり、第２のＣＭＰＳＳのＣＯＭＰＬユニットにおいて、第２の電流閾値は負の値であってもよく、例えば－６０Ａである。
第２の信号生成ユニット１４２は、さらに制御指令に応答して、電圧変換器２０の制御信号を生成するために用いられる。この制御信号は、変換器の作動停止を制御するためのものである。
一例において、第２の信号生成ユニット１４２は、制御指令に応答して、制御信号をローレベル信号に変調するために用いられるイベントトリガサブユニットを含む。この時、イベントトリガサブユニットにより、強制イベントをトリガし、この時に電圧変換器２０の制御信号を強制的にローレベル信号に変調する。
例示的に、第２の信号生成ユニットは、第２のｅＰＷＭユニットを含む。それに応じて、イベントトリガサブユニットは、第２のｅＰＷＭユニットにおけるトリガ（Ｔｒｉｐ）サブモジュールであってもよく、Ｔｒｉｐサブモジュールは第２のｅＰＷＭユニットの強制イベントをトリガすることができる。
理解を容易にするために、図１０は、本願の実施例が提供する別の例示的な電圧変換器の制御装置の制御ロジックの概略図である。
図１０に示すように、第２のＣＭＰＳＳは、出力電流Ｉｏｕｔを取得した後、出力電流Ｉｏｕｔの絶対値が第２の電流閾値の絶対値よりも大きいと決定すると、第２のｅＰＷＭユニットに制御指令を出力し、第２のｅＰＷＭユニットは該制御指令に応答して、強制イベントをトリガし、制御信号を強制的にローレベル信号に変調し、出力電流Ｉｏｕｔをゼロに等しくするように制御する。
同様の出願構想に基づいて、本願の実施例は、電圧変換器の制御装置の他に、それに対応する電圧変換器の制御方法を提供する。
以下に図面を参照して、本願の実施例に基づいて提供された電圧変換器の制御方法を詳細に説明する。
図１１は、本願の実施例が提供する電圧変換器の制御方法のフローチャートである。図１１に示すように、電圧変換器の制御方法は、Ｓ１１１０～Ｓ１１３０を含む。
Ｓ１１１０では、電圧変換器の出力電圧及び所定の電圧値に基づいて電流基準値を取得する。
Ｓ１１２０では、電圧変換器の出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させる。
Ｓ１１３０では、減少された電流基準値及び出力電流に基づいて、電圧変換器の出力電流を制御する。
本願の実施例に係る電圧変換器の制御方法では、電圧変換器の出力電流が過電流になった時、即ち電圧変換器の出力端から収集された出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させ、かつ減少された電流基準値及び出力電流を利用して電圧変換器の出力電流を制御することができる。従来の電圧変換器の制御方式に比べて、電圧変換器の出力電流が過電流になった時に、電流基準値をタイムリーに減少させることができ、それにより電圧変換器の出力電流が過電流になった時に、電圧変換器のタイムリーな調整を実現することができる。
本願のいくつかの実施例において、Ｓ１１２０は、具体的に、
出力電流と第１の電流閾値を取得し、かつ出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、第１の信号を出力する工程と、
第１の信号に応答して、電流基準値を減少させる工程と、を含む。
本願のいくつかの実施例において、Ｓ１１３０は、具体的に、
減少された電流基準値及び出力電流に基づいて、出力電流の調整量を生成する工程と、
調整量に基づいて、電圧変換器の制御信号を生成する工程と、を含む。
本願のいくつかの実施例において、Ｓ１１３０における調整量に基づいて電圧変換器の制御信号を生成することは、具体的には、
減少された電流基準値と出力電流との差分値を決定するための差分値決定サブユニットと、
差分値に基づいて調整量を決定するための調整量決定サブユニットと、を含む。
本願のいくつかの実施例において、Ｓ１１２０における第１の信号に応答して、電流基準値を減少させることは、具体的に、
第１の信号に応答して、電流減少量を決定する工程と、
電流基準値を電流減少量だけ減少させ、減少された電流基準値を取得する工程と、を含む。
本願のいくつかの実施例において、図１２は、本願の実施例が提供する他の電圧変換器の制御方法のフローチャートである。図１２と図１１との違いは、Ｓ１１３０の後に、電圧変換器の制御方法がさらにＳ１１４０を含むことである。
Ｓ１１４０では、出力電流の絶対値が第２の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電圧変換器を制御して出力電流を停止する。
ここで、第２の電流閾値の絶対値は第１の電流閾値の絶対値よりも大きい。
本願のいくつかの実施例において、Ｓ１１４０は、具体的に、
出力電流と第２の電流閾値を取得し、かつ出力電流の絶対値が第２の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電圧変換器が出力電流を停止するように制御するために用いられる制御指令を出力する工程と、
制御指令に応答して、電圧変換器の制御信号を生成する工程と、を含む。
本願のいくつかの実施例において、Ｓ１１４０における制御指令に応答して電圧変換器の制御信号を生成することは、具体的に、
制御指令に応答して、制御信号をローレベル信号に変調する工程を含む。
本願の実施例に係る電圧変換器の制御方法の他の詳細は、以上図３～図１０に示す実施例を参照して説明された電圧変換器の制御装置と類似し、かつそれに対応する技術的効果を達成することができ、簡潔に説明するために、ここでは説明を省略する。
図１３は、本願の実施例が提供する電圧変換器の制御デバイスのハードウェア構成図を示す。
電圧変換器の制御デバイスは、プロセッサ１３０１とコンピュータプログラム指令を記憶したメモリ１３０２とを含むことができる。
具体的には、上記プロセッサ１３０１は、中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＣＰＵ）、又は特定の集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）を含むことができ、又は本願の実施例に係る一つ又は複数の集積回路を実施するように構成されてもよい。
メモリ１３０２は、データや指令のための大容量のメモリを含んでもよい。例えば、メモリ１３０２は、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ、ＨＤＤ）、フレキシブルディスクドライブ、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ又はユニバーサルシリアルバス（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ、ＵＳＢ）ドライブ又は二つ以上のこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、メモリ１３０２は除去可能又は除去不可能（又は固定）の媒体を含むことができ、又はメモリ１３０２は不揮発性固体メモリである。いくつかの実施例において、メモリ１３０２は電圧変換器の制御デバイスの内部又は外部に位置することができる。
いくつかの実施例において、メモリ１３０２は、リードオンリーメモリ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）であってもよい。一実施例において、該ＲＯＭはマスクプログラムのＲＯＭ、プログラム可能なＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、電気的に書き換え可能なＲＯＭ（ＥＡＲＯＭ）又はフラッシュメモリ又は二つ以上のこれらの組み合わせであってもよい。
メモリ１３０２は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体デバイス、光記憶媒体デバイス、フラッシュメモリデバイス、電気、光学又は他の物理／有形のメモリ記憶デバイスを含むことができる。したがって、一般的に、メモリは、コンピュータ実行可能な指令を含むソフトウェアをコードした一つ以上の有形（非一時的）コンピュータ可読記憶媒体（例えば、メモリデバイス）を含み、かつ該ソフトウェアが実行される（例えば、一つ又は複数のプロセッサにより）場合、それは本開示の一態様に係る方法で説明された操作を操作して実行することができる。
プロセッサ１３０１は、メモリ１３０２に記憶されたコンピュータプログラム指令を読み出して実行することにより、図１１及び図１２に示される実施例における方法を実現し、かつ図１１及び図１２に示される実施例がその方法を実行することによる対応する技術的効果を達成し、簡潔に説明するためにここで説明を省略する。
一例において、電圧変換器の制御デバイスは、さらに通信インタフェース１３０３及びバス１３１０を含むことができる。ここで、図１３に示すように、プロセッサ１３０１、メモリ１３０２、通信インタフェース１３０３はバス１３１０を介して接続され、かつ相互間の通信を完了する。
通信インタフェース１３０３は、主に本願の実施例における各モジュール、装置、ユニット及び／又はデバイスの間の通信を実現するために用いられる。
バス１３１０は、ハードウェア、ソフトウェア又は両者を含み、オンラインデータ流量課金装置の部品を互いに結合する。例えば、バスは、アクセラブルグラフィーポート（Ａｃｅｒａｔｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｏｒｔ、ＡＧＰ）又は他のグラフィックスバス、拡張業界標準アーキテクチャ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ、ＥＩＳＡ）バス、フロントサイドバス（Ｆｒｏｎｔ Ｓｉｄｅ Ｂｕｓ、ＦＳＢ）、ハイパートランスポート（Ｈｙｐｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ、ＨＴ）相互接続、業界標準アーキテクチャ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ、ＩＳＡ）バス、無限帯域幅相互接続、低ピンイン数（ＬＰＣ）バス、メモリバス、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ）バス、周辺機器コンポーネント相互接続（ＰＣＩ）バス、ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩ－Ｘ）バス、シリアル高度な技術アクセサリ（ＳＡＴＡ）バス、ビデオ電子標準協会ローカル（ＶＬＢ）バス又は他の適切なバス又は二つ以上のこれらの組み合わせを含むことができる。適切な状況で、バス１３１０は、一つ又は複数のバスを含むことができる。本願の実施例は、特定のバスを説明して示したが、本願は任意の適切なバス又は相互接続を考慮する。
該電圧変換器の制御デバイスは、本願の実施例における電圧変換器の制御方法を実行することができ、それにより図３～図１２を参照して説明した電圧変換器の制御方法及び装置を実現する。
また、上記実施例における電圧変換器の制御方法を合わせて、本願の実施例は、コンピュータ記憶媒体を提供して実現することができる。該コンピュータ記憶媒体にコンピュータプログラム指令が記憶される。該コンピュータプログラム指令がプロセッサにより実行される時に上記実施例のいずれかの電圧変換器の制御方法を実現する。
なお、本願は、上記説明した且つ図に示された特定の構成及び処理に限定されるものではない。簡単のために、ここで既知の方法の詳細な説明を省略する。上記実施例において、いくつかの具体的なステップを例として説明して示す。しかしながら、本願の方法過程は記述及び示された具体的なステップに限定されず、当業者は本願の精神を理解した後に、様々な変更、修正及び追加を行い、又はステップの間の順序を変更することができる。
以上に述べた構成ブロック図に示された機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせとして実現することができる。ハードウェア方式で実現する場合、それは例えば電子回路、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）、適切なファームウェア、プラグイン、機能カード等であってもよい。ソフトウェア方式で実現する場合、本願の要素は必要なタスクを実行するためのプログラム又はコードセグメントである。プログラム又はコードセグメントは、機器可読媒体に記憶されてもよく、又は搬送波に搬送されたデータ信号により伝送媒体又は通信リンクに伝送されてもよい。「機器読み取り可能な媒体」には、情報を記憶または送信可能な任意の媒体が含まれ得る。機器可読媒体の例は、電子回路、半導体メモリ装置、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、消去可能ＲＯＭ（ＥＲＯＭ）、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、光ディスク、ハードディスク、光ファイバ媒体、無線周波数（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）リンク等を含む。コードセグメントは、インターネット、イントラネット等のコンピュータネットワークを介してダウンロードされてもよい。
なお、本願で言及した例示的な実施例は、一連のステップ又は装置に基づいていくつかの方法又はシステムを説明する。しかしながら、本願は上記ステップの順序に限定されず、即ち、実施例に言及された順序に応じてステップを実行することができ、実施例における順序と異なり、又は複数のステップを同時に実行することもできる。
以上本開示の実施例に係る方法、装置、デバイス及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び／又はブロック図を参照して本開示の各態様を説明する。理解すべきことは、フローチャート及び／又はブロック図における各ブロック、及びフローチャート及び／又はブロック図における各ブロックの組み合わせはコンピュータプログラム指令によって実現されてもよい。これらのコンピュータプログラム指令は汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラマブルなデータ処理装置のプロセッサに提供され、それにより機器を生成することにより、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサにより実行されたこれらの指令はフローチャート及び／又はブロック図の一つ又は複数のブロックに指定された機能／動作を実現する。このようなプロセッサは、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、特殊アプリケーションプロセッサ又はフィールドプログラマブルロジック回路であってもよいが、それらに限定されない。理解されるように、ブロック図及び／又はフローチャートにおける各ブロック、及びブロック図及び／又はフローチャートにおけるブロックの組み合わせは、指定された機能又は動作を実行する専用ハードウェアで実現されてもよく、又は専用ハードウェアとコンピュータ指令の組み合わせで実現されてもよい。
以上、本願の具体的な実施形態に過ぎず、当業者であれば、説明の便宜上簡潔にするために、上記説明したシステム、モジュール及びユニットの具体的な動作過程は、前述の方法実施例における対応するプロセスを参照することができることが分かるが、ここでは説明を省略する。理解すべきことは、本願の保護範囲はこれに限定されるものではなく、当業者が本願の開示する技術的範囲内に、様々な等価な修正又は置換を容易に想到でき、これらの修正又は置換はいずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims (20)

  1. 電圧変換器の制御装置であって、
    前記電圧変換器の出力電圧及び所定の電圧値に基づいて電流基準値を取得するために用いられる第１の制御モジュールと、
    前記電圧変換器の出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させるために用いられる電流変調モジュールと、
    前記減少された電流基準値及び前記出力電流に基づいて、前記電圧変換器の出力電流を制御するために用いられる第２の制御モジュールと、を含む電圧変換器の制御装置。
  2. 前記電流変調モジュールは、
    前記出力電流と第１の電流閾値を取得し、かつ前記出力電流の絶対値が前記第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、第１の信号を出力するために用いられる第１の比較ユニットと、
    前記第１の信号に応答して、前記電流基準値を減少させるために用いられる電流変調ユニットと、を含む請求項１に記載の電圧変換器の制御装置。
  3. 前記第１の比較ユニットは、第１の比較サブシステムＣＭＰＳＳを含む請求項２に記載の電圧変換器の制御装置。
  4. 前記第２の制御モジュールは、
    前記減少された電流基準値及び前記出力電流に基づいて、前記出力電流の調整量を生成するために用いられる制御ユニットと、
    前記調整量に基づいて、前記電圧変換器の制御信号を生成することにより、前記制御信号を利用して前記電圧変換器の出力電流を制御するために用いられる第１の信号生成ユニットと、を含む請求項１～３のいずれか一項に記載の電圧変換器の制御装置。
  5. 前記第１の信号生成ユニットは、第１の改良型のパルス幅変調ｅＰＷＭユニットを含む請求項４に記載の電圧変換器の制御装置。
  6. 前記制御ユニットは、
    前記減少された電流基準値と前記出力電流との差分値を決定するために用いられる差分値決定サブユニットと、
    前記差分値に基づいて前記調整量を決定するために用いられる調整量決定サブユニットと、を含む請求項４又は５に記載の電圧変換器の制御装置。
  7. 前記出力電流の絶対値が第２の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、前記電圧変換器が出力電流を停止するように制御する第３の制御モジュールをさらに含み、
    前記第２の電流閾値の絶対値は、前記第１の電流閾値の絶対値よりも大きい請求項１～６のいずれか一項に記載の電圧変換器の制御装置。
  8. 前記第３の制御モジュールは、
    前記出力電流と前記第２の電流閾値を取得し、かつ前記出力電流の絶対値が第２の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、前記電圧変換器が出力電流を停止するように制御するために用いられる制御指令を出力する第２の比較ユニットと、
    前記制御指令に応答して、前記電圧変換器の制御信号を生成するために用いられる第２の信号生成ユニットと、を含む請求項７に記載の電圧変換器の制御装置。
  9. 前記第２の比較ユニットは、第２のＣＭＰＳＳを含む請求項８に記載の電圧変換器の制御装置。
  10. 前記第２の信号生成ユニットは、
    前記制御指令に応答して、前記制御信号をローレベル信号に変調するために用いられるイベントトリガサブユニットを含む請求項８又は９に記載の電圧変換器の制御装置。
  11. 前記第２の信号生成ユニットは、第２のｅＰＷＭユニットを含む請求項８～１０のいずれか一項に記載の電圧変換器の制御装置。
  12. 前記電流変調ユニットは、
    前記第１の信号に応答して、電流減少量を決定するために用いられる処理サブユニットと、
    前記電流基準値を前記電流減少量だけ減少させ、減少された電流基準値を取得するために用いられる電流変調サブユニットと、を含む請求項２又は３に記載の電圧変換器の制御装置。
  13. 前記電圧変換器の一端は、電池に接続され、前記電圧変換器の他端は、電力網又は交流負荷に接続される請求項１～１２のいずれか一項に記載の電圧変換器の制御装置。
  14. 電圧変換器の制御方法であって、
    前記電圧変換器の出力電圧及び所定の電圧値に基づいて電流基準値を取得する工程と、
    前記電圧変換器の出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させる工程と、
    前記減少された電流基準値及び前記出力電流に基づいて、前記電圧変換器の出力電流を制御する工程と、を含む制御方法。
  15. 前記電圧変換器の出力電流の絶対値が第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、電流基準値を減少させることは、具体的には、
    前記出力電流と第１の電流閾値を取得し、かつ前記出力電流の絶対値が前記第１の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、第１の信号を出力する工程と、
    前記第１の信号に応答して、電流減少量を決定する工程と、
    前記電流基準値を前記電流減少量だけ減少させ、減少された電流基準値を取得する工程と、を含む請求項１４に記載の方法。
  16. 前記減少された電流基準値及び前記出力電流に基づいて、前記電圧変換器の出力電流を制御することは、具体的に、
    前記減少された電流基準値と前記出力電流に基づいて、前記出力電流の調整量を生成する工程と、
    前記調整量に基づいて、前記電圧変換器の制御信号を生成することにより、前記制御信号を利用して前記電圧変換器の出力電流を制御する工程と、を含む請求項１４又は１５に記載の方法。
  17. 前記電圧変換器の出力電圧及び所定の電圧値に基づいて電流基準値を取得した後、
    前記出力電流の絶対値が第２の電流閾値の絶対値よりも大きい場合、前記電圧変換器が出力電流を停止するように制御する工程をさらに含み、ここで、前記第２の電流閾値の絶対値が前記第１の電流閾値の絶対値よりも大きい請求項１４～１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の電圧変換器の制御装置と、
    前記電圧変換器と、を含む電圧制御システム。
  19. 電圧変換器の制御デバイスであって、
    プロセッサ及びコンピュータプログラム指令を記憶したメモリを含み、
    前記プロセッサは、前記メモリに記憶されたコンピュータプログラム指令を読み出して実行することにより、請求項１４～１７のいずれか一項に記載の電圧変換器の制御方法を実現する制御デバイス。
  20. プロセッサにより実行される場合に請求項１４～１７のいずれか一項に記載の電圧変換器の制御方法を実現するコンピュータプログラム指令が記憶されたコンピュータ記憶媒体。
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