JP5401729B2 - 電力変換装置の制御回路および制御方法 - Google Patents
電力変換装置の制御回路および制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5401729B2 JP5401729B2 JP2011551960A JP2011551960A JP5401729B2 JP 5401729 B2 JP5401729 B2 JP 5401729B2 JP 2011551960 A JP2011551960 A JP 2011551960A JP 2011551960 A JP2011551960 A JP 2011551960A JP 5401729 B2 JP5401729 B2 JP 5401729B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- overshoot
- undershoot
- suppression amount
- time
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/618—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series and in parallel with the load as final control devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/1566—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with means for compensating against rapid load changes, e.g. with auxiliary current source, with dual mode control or with inductance variation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
また、電力変換系では、通常、安定出力を得るためにフィードバック制御を行う。たとえば、ディジタル制御方式の電力変換器では制御スイッチのオン時間を調整することにより電力変換制御を行っている。図13(A)のスイッチング電源では、制御装置は制御回路91とドライブ回路92とからなる。制御回路91は、スイッチング電源90の出力電圧eoと出力電流ioの値を取得し、これらの値に基づき図13(B)に示すようなトランジスタスイッチTrのオン・オフのためのタイミング信号をドライブ回路92に与えている。ドライブ回路92は、受け取ったタイミング信号に基づきトランジスタスイッチTrを動作させる。
図13(A)のスイッチング電源では、制御回路91が、スイッチング電源90の出力電圧eoと出力電流ioの値を取得し、これらの値に基づき図13(B)に示すようなトランジスタスイッチTrのオン・オフのタイミング信号をドライブ回路92に与えており、ドライブ回路92はこの信号に基づきトランジスタスイッチTrを動作させる。
圧eoが、図14(A)に示すように目標値(あるいは基準値)eo1に収束するに際して、出力電圧eoにはオーバシュートやアンダシュートが生じる。
さらに、出力電圧eoは、図14(C)に示すように、オーバシュートやアンダシュートに至らない緩やかな過渡特性を持つことがある。
(1)
オーバシュートまたはアンダシュートを検出するオーバシュート/アンダシュート検出部と、
オーバシュート抑制量またはアンダシュート抑制量を生成するオーバシュート/アンダシュート抑制量生成部を有し、
オーバシュート/アンダシュート抑制量生成部は、
前記オーバシュート/アンダシュート検出部が、オーバシュートを検出したときは、1オーバシュート期間の少なくとも初期において経時減衰するオーバシュート抑制量、または、1オーバシュート期間の少なくとも初期において作用する経時減衰抑制量が含まれるオーバシュート抑制量により当該オーバシュートを抑制し、
または、
前記オーバシュート/アンダシュート検出部が、アンダシュートを検出したときは、1アンダシュート期間の少なくとも初期において経時減衰するアンダシュート抑制量、または、1アンダシュート期間の少なくとも初期において作用する経時減衰抑制量が含まれるアンダシュート抑制量により当該アンダシュートを抑制する、
ことを特徴とする電力変換装置の制御回路。
たとえば、オーバシュート抑制量に含まれる経時減衰抑制量は、1オーバシュート期間のほぼ全部において定めてもよいし、1オーバシュート期間の一部において定めてもよい。また、アンダシュート抑制量に含まれる経時減衰抑制量も、1アンダシュート期間のほぼ全部において定めてもよいし、1アンダシュート期間の一部において定めてもよい。
ここで、1オーバシュート期間の一部、または1アンダシュート期間の一部には、1オーバシュート期間や1アンダシュート期間の初期の僅かな期間が含まれる。
以上の処理により、オーバシュートやアンダシュートを短時間に抑制できるし、当該オーバシュートの後に表れるアンダシュートや、当該アンダシュートの後に表れるオーバシュートも、速やかに抑制することができる。
アンダシュートとオーバシュートとが繰り返す場合に、当該繰り返しに応じて、フィードバック制御信号に、アンダシュート抑制量とオーバシュート抑制量とを、少なくとも2回、順次繰り返して加えることができる。
最初のオーバシュート、または最先のM回(Mは2以上の整数)のオーバシュートとアンダシュートにおいてのみ、前記オーバシュート抑制量に前記経時減衰抑制量が含まれ、または、
最初のアンダシュート、または最先のM回(Mは2以上の整数)のアンダシュートとオーバシュートにおいてのみ、前記アンダシュート抑制量に前記経時減衰抑制量が含まれる、
ことを特徴とする(1)に記載の電力変換装置の制御回路。
出力をフィードバック制御する(1)または(2)に記載の電力変換装置の制御回路において、
さらに、前記出力が基準値に近づくようにフィードバック制御信号を生成するフィードバック回路と、
前記フィードバック回路が生成したフィードバック制御信号に、前記オーバシュート/アンダシュート抑制量生成回路が生成したオーバシュート抑制量またはアンダシュート抑制量を加えて加算制御信号を出力する制御信号加算部と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置の制御回路。
PWM信号を生成する(1)から(3)の何れかに記載の電力変換装置の制御回路において、
オーバシュート/アンダシュート抑制量生成回路は、前記PWM信号のスイッチのオン時間値またはオフ時間値を、サンプリング時間の経過とともに減衰させることで、経時減衰する前記オーバシュート抑制量または前記アンダシュート抑制量を生成する、
ことを特徴とする電力変換装置の制御回路。
パワースイッチのオン時間を調整することにより、前記変換出力を制御する(1)から(4)の何れかに記載の電力変換装置の制御回路において、
前記オン時間が、フィードバック制御信号に基づく時間と、前記アンダシュート抑制量または前記オーバシュート抑制量に基づく時間との和、
TON,n=TFB,n+TOU,n
TON,n:パワースイッチのオン時間
TFB,n:フィードバック制御信号に基づく時間
TOU,n:アンダシュート抑制量またはオーバシュート抑制量に基づく時間
であり、前記オーバシュー抑制量または前記アンダシュー抑制量に基づく時間TOU,nが、
TOU,n=TBIAS+kc2・Δioexp(−kc1・n)
+kv2・Δeoexp(−kv1・n)
TBIAS:一定時間
eo:出力電圧
ei:入力電流
kc1,kc2,kv1,kv2:定数
n:何回目のサンプリングであるかを示す数値
で表されることを特徴とする電力変換装置の制御回路。
制御信号が、出力電圧、出力電流、出力電力またはこれらに基づき導出される電気的物理信号(本発明では、具体的には、抵抗,キャパシタンス,インダクタンス,インピーダンス)であることを特徴とする(1)から(5)の何れかに記載の電力変換装置の制御回路。
前記オーバシュート抑制量または前記アンダシュート抑制量は、
入力電圧、出力電圧、出力電流、出力電力、または、これらに基づき導出される電気的物理量、あるいは、
パワースイッチを流れる電流、電力変換装置の出力側に設けたリアクトルを流れる電流、または、電力変換装置の出力側に設けたコンデンサを流れる電流、
のうち少なくとも1つから生成されることを特徴とする(1)から(6)の何れかに記載の電力変換装置の制御回路。
経時減衰する前記オーバシュート抑制量または前記アンダシュート抑制量が、指数関数、ユニット関数または多段階のステップ関数で表されることを特徴とする(1)から(7)の何れかに記載の電力変換装置の制御回路。
前記オーバシュート/アンダシュート抑制量生成回路は、前記フィードバック回路とは独立に動作することを特徴とする(1)から(8)の何れかに記載の電力変換装置の制御回路。
フィードバック制御部は、通常、PID制御,PD制御,PI制御,P制御、FIRフィルタを用いた制御,IIRフィルタを用いた制御,デッドビート(Dead Beat)制御等を行っている。
(10)
オーバシュートまたはアンダシュートを検出して、オーバシュート抑制量またはアンダシュート抑制量を生成し、
前記オーバシュートを検出したときは、1オーバシュート期間の少なくとも初期において経時減衰するオーバシュート抑制量、または、1オーバシュート期間の少なくとも初期において作用する経時減衰抑制量が含まれるオーバシュート抑制量により当該オーバシュートを抑制し、
または、
前記アンダシュートを検出したときは、1アンダシュート期間の少なくとも初期において経時減衰するアンダシュート抑制量、または、1アンダシュート期間の少なくとも初期において作用する経時減衰抑制量が含まれる前記アンダシュート抑制量により当該アンダシュートを抑制する、
ことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
アンダシュートとオーバシュートとが繰り返す場合に、当該繰り返しに応じて、フィードバック制御信号に、アンダシュート抑制量とオーバシュート抑制量とを、少なくとも2回、順次繰り返して加えることができる。
最初のオーバシュート、または最先のM回(Mは2以上の整数)のオーバシュートとアンダシュートにおいてのみ、前記オーバシュート抑制量に前記経時減衰抑制量を含み、または、
最初のアンダシュート、または最先のM回(Mは2以上の整数)のアンダシュートとオーバシュートにおいてのみ、前記アンダシュート抑制量に前記経時減衰抑制量を含む、
ことを特徴とする(10)に記載の電力変換装置の制御方法。
制御信号が、出力電圧、出力電流、出力電力またはこれらに基づき導出される電気的物理信号であることを特徴とする(10)または(11)に記載の電力変換装置の制御方法。
前記オーバシュート抑制量または前記アンダシュート抑制量は、
入力電圧、出力電圧、出力電流、出力電力、または、これらに基づき導出される電気的物理量、あるいは、
パワースイッチを流れる電流、電力変換装置の出力側に設けたリアクトルを流れる電流、または、電力変換装置の出力側に設けたコンデンサを流れる電流、
のうち少なくとも1つから生成されることを特徴とする(10)から(12)の何れかに記載の電力変換装置の制御方法。
経時減衰する前記オーバシュート抑制量または前記アンダシュート抑制量が、指数関数、ユニット関数または多段階のステップ関数で表されることを特徴とする(10)から(13)の何れかに記載の電力変換装置の制御方法。
前記オーバシュート/アンダシュート抑制量が、前記フィードバック制御量とは独立に生成されることを特徴とする(10)から(14)の何れかに記載の電力変換装置の制御方法。
(16)
オーバシュートまたはアンダシュート以外の過渡変化を検出する過渡変化検出部と、
過渡変化抑制量を生成する過渡抑制量生成部を有し、
過渡変化抑制量生成部は、
前記過渡変化検出部が、過渡変化を検出したときは、その少なくとも初期において経時減衰する過渡変化抑制量により当該過渡変化を抑制する、
ことを特徴とする電力変換装置の制御回路。
制御信号が、出力電圧、出力電流、出力電力またはこれらに基づき導出される電気的物理信号であることを特徴とする(16)に記載の電力変換装置の制御装置。
前記過渡変化抑制量は、
入力電圧、出力電圧、出力電流、出力電力、または、これらに基づき導出される電気的物理量、あるいは、
パワースイッチを流れる電流、電力
変換装置の出力側に設けたリアクトルを流れる電流、または、電力変換装置の出力側に設けたコンデンサを流れる電流、
のうち少なくとも1つから生成されることを特徴とする(16)に記載の電力変換装置の制御装置。
経時減衰する前記過渡変化抑制量が、指数関数、ユニット関数または多段階のステップ関数で表されることを特徴とする請求項16の何れかに記載の電力変換装置の制御装置。
前記過渡変化抑制量が、フィードバック制御量とは独立に生成されることを特徴とする(16)に記載の電力変換装置の制御装置。
本発明では、たとえばオーバシュート(またはアンダシュート)が生じたときは、当該オーバシュート(またはアンダシュート)が生じている期間においてオーバシュートごと(またはアンダシュートごと)に定義された経時減衰抑制量をオーバシュート抑制量(またはアンダシュート抑制量)に含めることで、短時間内にオーバシュート(またはアンダシュート)を抑制することができる。これにより、負荷が変化したときの過渡特性や、定常時における制御応答の改善を図ることができる。
αA,n=kA,n×exp(−λA,n×n×Tsamp) (1B)
αA,n:経時減衰抑制量
Ts:オン・オフ周期
Tsamp:サンプリング周期
E* i:入力電圧定格値
E* o:出力電圧定格値
ΔEo:出力電圧の変化分
kA,n:nにより決まる定数(nによらない定数であってもよい.通常は負の値)
λA,n:nにより決まる定数(nによらない定数であってもよい)
n:何番目のサンプリングであるかを示す整数
Tsamp:サンプリング周期
なお、Ton_MM,nは、オーバシュート抑制量NTon_MM,nに所定クロックCLKの周期を乗算した値と等価である。
NTon,n=NTon_MM,n−NTon_PID,n
としてカウンタ116に出力する。
なお、トランジスタスイッチTrのオン時間Ton,nは、オーバシュート抑制量NTon,nに所定クロックCLKの周期を乗算した値と等価である。
図3の実施形態では、電力変換装置2Bには制御回路11Bが接続され制御回路11Bはドライブ回路12に接続されている。制御回路11Bとドライブ回路12とが電力制御装置1Bを構成している。
この実施形態では、次式((2A),(2B))に示すように、入力電圧Ei、出力電流IoおよびIoの変化分ΔIoに基づいて、オーバシュート抑制量NTon_MM,nを求めている。
=(Ts/Ei){E* o+r×(Io+αB,n×ΔIo)} (2A)
αB,n=kB,n×exp(−λB,n×n×Tsamp) (2B)
αB,n:経時減衰抑制量
Ts:オン・オフ周期
Tsamp:サンプリング周期
Ei:入力電圧
E* o:出力電圧基準値
Io:出力電流
ΔIo:出力電流の変化分
kB,n:nにより決まる定数(nによらない定数であってもよい.通常は負の値)
λB,n:nにより決まる定数(nによらない定数であってもよい)
n:何番目のサンプリングであるかを示す整数
NTon,n=NTon_MM,n−NTon_PID,n
としてカウンタ116に出力する。
図5の実施形態では、電力変換装置2Cには制御回路11Cが接続され制御回路11Cはドライブ回路12に接続されている。制御回路11Cとドライブ回路12とが電力制御装置1Cを構成している。
Ton_MM,n
=NTs×{2E* oL(Io+αC,n×ΔIo)}1/2
×{Ei(Ei−E* o)Ts}-1/2 (3A)
αC,n=kC,n×exp(−λC,n×n×Tsamp) (3B)
αC,n:経時減衰抑制量
L:リアクトルのインダクタンス
Ts:オン・オフ周期
Tsamp:サンプリング周期
NTs:オン・オフ周期のクロック数
Ei:入力電圧
E* o:出力電圧基準値
Io:出力電流
ΔIo:出力電流の変化分
kC,n:nにより決まる定数(nによらない定数であってもよい.通常は負の値)
λC,n:nにより決まる定数(nによらない定数であってもよい)
n:何番目のサンプリングであるかを示す整数
図7の実施形態では、電力変換装置3Dには制御回路11Dが接続され制御回路11Dはドライブ回路12に接続されている。制御回路11Dとドライブ回路12とが電力制御装置1Dを構成している。
本実施形態では、次式((4A),(4B))に示すように、入力電圧Ei、出力電流Ioに基づいて、オーバシュート抑制量NTon_MM,nを求めている。
=(Ts/Ei){E* o+r×Io×(1+αD,n)} (4A)
αD,n=kD,n×exp(−λD,n×n×Tsamp) (4B)
αD,n:経時減衰抑制量
Ts:オン・オフ周期
Tsamp:サンプリング周期
Ei:入力電圧
E* o:出力電圧基準値
Io:出力電流
kD,n:nにより決まる定数(nによらない定数であってもよい)
λD,n:nにより決まる定数(nによらない定数であってもよい.通常は負の値)
n:何番目のサンプリングであるかを示す整数
図9(A)では横軸に時間(n×Ts=t)をとり、縦軸に経時減衰抑制量αnをとっており、αnをkn×exp(−λn×n×Tsamp)で表してある。
上述したように、nは何番目のサンプリングであるかを示す整数であり、Tsはサンプリング周期、knはnにより決まる定数(nによらない定数であってもよい)ある。
本発明では、経時減衰抑制量として図9(A)に示した指数関数に代えて図9(B)に示すようなユニット関数、や図9(C)に示すような階段関数を使用することもできる。
図9(B)のユニット関数および図9(C)の階段関数でも横軸に時間(n×Ts=t)をとり、縦軸に経時減衰抑制量αnをとっている。
図9(B)のユニット関数は、nがゼロからN1までの期間(0〜N1×Ts)は経時減衰抑制量αnがαN1であるが、nがN1を超えた後は経時減衰抑制量αnが「0」となる。
図9(C)の階段関数は、nがゼロからN1までの期間(0〜N1×Ts)は経時減衰抑制量αnがαN1で、nがN1からN2までの期間(N1×Ts〜N2×Ts)は経時減衰抑制量αnがαN2で、nがN2からN3までの期間(N2×Ts〜N3×Ts)は経時減衰抑制量αnがαN3である。
これらの図に示すように、本発明によれればオーバシュートやアンダシュートを抑制できることはもちろん、オーバシュートやアンダシュート以外の過渡特性に対しても、速やかな応答を実現することができる。
なお、本発明において、過渡変化を抑制する場合には前記オーバシュートやアンダシュートの抑制手法と基本的に同じであるので説明は省略する。
2A,2B,2C,2D 電力変換装置
11A,11B,11C,11D 制御回路
12 ドライブ回路
13 オーバシュート/アンダシュート検出回路
90 スイッチング電源
91 制御回路
92 ドライブ回路
111 増幅回路
112 ADコンバータ
113 PID制御量生成部
115 加算部
116 カウンタ
131 コンパレータ
132 バッファ回路
133 判別部
1141 オーバシュート/アンダシュート抑制量生成部
1142 オーバシュート/アンダシュート検出部
BUF バッファ
C 平滑コンデンサ
CLK 基準クロック
Ei 入力電圧
Eo 出力電圧
Er 直流電圧
FD フライホイールダイオード
Ii 入力電流(ディジタル値)
Io 出力電流(ディジタル値)
L 平滑リアクトル
M 何回目のオーバ/アンダシュートかを示す整数
NEi 入力電圧Eiのディジタル値
NTon_PID PID制御量
NTon_MM,n オーバシュート抑制量
NTon 所定クロックCLKの個数
Neo 出力電圧のディジタル値
Nes 出力電流のディジタル値
R 負荷
Rs 出力電流検出用抵抗
Tr トランジスタスイッチ
Tsamp サンプリング周期
ZD ツェナーダイオード
a1,a2 入力端子
b1,b2 出力端子
ec キャパシタ電圧
eo 出力電圧
eref 目標値
es 出力電流の換算電圧値
iL インダクタ電流
iTr スイッチ電流
ic キャパシタ電流
io 出力電流
kA,n,kB,n,kC,n,kD,n nにより決まる定数(nによらない定数であってもよい。通常は負の値)
n 何番目のサンプリングであるかを示す整数
λA,n,λB,n,λC,n,λD,n nにより決まる定数(nによらない定数であってもよい)
αn,αA,n,αB,n,αC,n,αD,n 経時減衰抑制量
ΔEo 出力電圧の変化分
ΔIo 出力電流の変化分
Claims (20)
- オーバシュートまたはアンダシュートを検出するオーバシュート/アンダシュート検出部と、
オーバシュート抑制量またはアンダシュート抑制量を生成するオーバシュート/アンダシュート抑制量生成部を有し、
オーバシュート/アンダシュート抑制量生成部は、
前記オーバシュート/アンダシュート検出部が、オーバシュートを検出したときは、1オーバシュート期間の少なくとも初期において経時減衰するオーバシュート抑制量、または、1オーバシュート期間の少なくとも初期において作用する経時減衰抑制量が含まれるオーバシュート抑制量により当該オーバシュートを抑制し、
または、
前記オーバシュート/アンダシュート検出部が、アンダシュートを検出したときは、1アンダシュート期間の少なくとも初期において経時減衰するアンダシュート抑制量、または、1アンダシュート期間の少なくとも初期において作用する経時減衰抑制量が含まれるアンダシュート抑制量により当該アンダシュートを抑制する、
ことを特徴とする電力変換装置の制御回路。 - 最初のオーバシュート、または最先のM回(Mは2以上の整数)のオーバシュートとアンダシュートにおいてのみ、前記オーバシュート抑制量に前記経時減衰抑制量が含まれ、または、
最初のアンダシュート、または最先のM回(Mは2以上の整数)のアンダシュートとオーバシュートにおいてのみ、前記アンダシュート抑制量に前記経時減衰抑制量が含まれる、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置の制御回路。 - 出力をフィードバック制御する請求項1に記載の電力変換装置の制御回路において、
さらに、前記出力が基準値に近づくようにフィードバック制御信号を生成するフィードバック回路と、
前記フィードバック回路が生成したフィードバック制御信号に、前記オーバシュート/アンダシュート抑制量生成回路が生成したオーバシュート抑制量またはアンダシュート抑制量を加えて加算制御信号を出力する制御信号加算部と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置の制御回路。 - PWM信号を生成する請求項1に記載の電力変換装置の制御回路において、
オーバシュート/アンダシュート抑制量生成回路は、前記PWM信号のスイッチのオン時間値またはオフ時間値を、サンプリング時間の経過とともに減衰させることで、経時減衰する前記オーバシュート抑制量または前記アンダシュート抑制量を生成する、
ことを特徴とする電力変換装置の制御回路。 - パワースイッチのオン時間を調整することにより、前記変換出力を制御する請求項1に記載の電力変換装置の制御回路において、
前記オン時間が、フィードバック制御信号に基づく時間と、前記アンダシュート抑制量または前記オーバシュート抑制量に基づく時間との和、
TON,n=TFB,n+TOU,n
TON,n:パワースイッチのオン時間
TFB,n:フィードバック制御信号に基づく時間
TOU,n:アンダシュート抑制量またはオーバシュート抑制量に基づく時間
であり、前記オーバシュー抑制量または前記アンダシュー抑制量に基づく時間TOU,nが、
TOU,n=TBIAS+kc2・Δioexp(−kc1・n)
+kv2・Δeoexp(−kv1・n)
TBIAS:一定時間
eo:出力電圧
ei:入力電流
kc1,kc2,kv1,kv2:定数
n:何回目のサンプリングであるかを示す数値
で表されることを特徴とする電力変換装置の制御回路。 - 制御信号が、出力電圧、出力電流、出力電力またはこれらに基づき導出される電気的物理信号であることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置の制御回路。
- 前記オーバシュート抑制量または前記アンダシュート抑制量は、
入力電圧、出力電圧、出力電流、出力電力、または、これらに基づき導出される電気的物理量、あるいは、
パワースイッチを流れる電流、電力変換装置の出力側に設けたリアクトルを流れる電流、または、電力変換装置の出力側に設けたコンデンサを流れる電流、
のうち少なくとも1つから生成されることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置の制御回路。 - 経時減衰する前記オーバシュート抑制量または前記アンダシュート抑制量が、指数関数、ユニット関数または多段階のステップ関数で表されることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置の制御回路。
- 前記オーバシュート/アンダシュート抑制量生成回路は、前記フィードバック回路とは独立に動作することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置の制御回路。
- オーバシュートまたはアンダシュートを検出して、オーバシュート抑制量またはアンダシュート抑制量を生成し、
前記オーバシュートを検出したときは、1オーバシュート期間の少なくとも初期において経時減衰するオーバシュート抑制量、または、1オーバシュート期間の少なくとも初期において作用する経時減衰抑制量が含まれるオーバシュート抑制量により当該オーバシュートを抑制し、
または、
前記アンダシュートを検出したときは、1アンダシュート期間の少なくとも初期において経時減衰するアンダシュート抑制量、または、1アンダシュート期間の少なくとも初期において作用する経時減衰抑制量が含まれる前記アンダシュート抑制量により当該アンダシュートを抑制する、
ことを特徴とする電力変換装置の制御方法。 - 最初のオーバシュート、または最先のM回(Mは2以上の整数)のオーバシュートとアンダシュートにおいてのみ、前記オーバシュート抑制量に前記経時減衰抑制量を含み、または、
最初のアンダシュート、または最先のM回(Mは2以上の整数)のアンダシュートとオーバシュートにおいてのみ、前記アンダシュート抑制量に前記経時減衰抑制量を含む、
ことを特徴とする請求項10に記載の電力変換装置の制御方法。 - 制御信号が、出力電圧、出力電流、出力電力またはこれらに基づき導出される電気的物理信号であることを特徴とする請求項10に記載の電力変換装置の制御方法。
- 前記オーバシュート抑制量または前記アンダシュート抑制量は、
入力電圧、出力電圧、出力電流、出力電力、または、これらに基づき導出される電気的物理量、あるいは、
パワースイッチを流れる電流、電力変換装置の出力側に設けたリアクトルを流れる電流、または、電力変換装置の出力側に設けたコンデンサを流れる電流、
のうち少なくとも1つから生成されることを特徴とする請求項10に記載の電力変換装置の制御方法。 - 経時減衰する前記オーバシュート抑制量または前記アンダシュート抑制量が、指数関数、ユニット関数または多段階のステップ関数で表されることを特徴とする請求項10の何れかに記載の電力変換装置の制御方法。
- 前記オーバシュート/アンダシュート抑制量が、前記フィードバック制御量とは独立に生成されることを特徴とする請求項10に記載の電力変換装置の制御方法。
- オーバシュートまたはアンダシュート以外の過渡変化を検出する過渡変化検出部と、
過渡変化抑制量を生成する過渡抑制量生成部を有し、
過渡変化抑制量生成部は、
前記過渡変化検出部が、過渡変化を検出したときは、その少なくとも初期において経時減衰する過渡変化抑制量により当該過渡変化を抑制する、
ことを特徴とする電力変換装置の制御回路。 - 制御信号が、出力電圧、出力電流、出力電力またはこれらに基づき導出される電気的物理信号であることを特徴とする請求項16に記載の電力変換装置の制御方法。
- 前記過渡変化抑制量は、
入力電圧、出力電圧、出力電流、出力電力、または、これらに基づき導出される電気的物理量、あるいは、
パワースイッチを流れる電流、電力変換装置の出力側に設けたリアクトルを流れる電流、または、電力変換装置の出力側に設けたコンデンサを流れる電流、
のうち少なくとも1つから生成されることを特徴とする請求項16に記載の電力変換装置の制御方法。 - 経時減衰する前記過渡変化抑制量が、指数関数、ユニット関数または多段階のステップ関数で表されることを特徴とする請求項16の何れかに記載の電力変換装置の制御方法。
- 前記過渡変化抑制量が、フィードバック制御量とは独立に生成されることを特徴とする請求項16に記載の電力変換装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011551960A JP5401729B2 (ja) | 2010-01-31 | 2011-01-31 | 電力変換装置の制御回路および制御方法 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010019833 | 2010-01-31 | ||
JP2010019833 | 2010-01-31 | ||
JP2011551960A JP5401729B2 (ja) | 2010-01-31 | 2011-01-31 | 電力変換装置の制御回路および制御方法 |
PCT/JP2011/051971 WO2011093500A1 (ja) | 2010-01-31 | 2011-01-31 | 電力変換装置の制御回路および制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2011093500A1 JPWO2011093500A1 (ja) | 2013-06-06 |
JP5401729B2 true JP5401729B2 (ja) | 2014-01-29 |
Family
ID=44319477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011551960A Active JP5401729B2 (ja) | 2010-01-31 | 2011-01-31 | 電力変換装置の制御回路および制御方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9389627B2 (ja) |
EP (1) | EP2530819A4 (ja) |
JP (1) | JP5401729B2 (ja) |
KR (1) | KR101383989B1 (ja) |
WO (1) | WO2011093500A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5750067B2 (ja) | 2012-02-21 | 2015-07-15 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 制御装置及びデジタル制御電源並びに制御方法 |
JP5858533B2 (ja) * | 2012-03-31 | 2016-02-10 | 国立大学法人 長崎大学 | 制御装置および電力変換回路の制御装置 |
US9444331B2 (en) | 2013-07-29 | 2016-09-13 | Infineon Technologies Ag | System and method for a converter circuit |
US10942561B2 (en) * | 2017-09-08 | 2021-03-09 | Texas Instruments Incorporated | Determination of one or more operating parameters for a switched-mode power supply |
JP2022090953A (ja) * | 2020-12-08 | 2022-06-20 | オムロン株式会社 | 電力変換装置の制御回路及び電力変換装置 |
US11594965B2 (en) * | 2020-12-14 | 2023-02-28 | Psemi Corporation | Power converter counter circuit with under-regulation detector |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5779A (en) * | 1980-05-29 | 1982-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | Load fluctuation compensator |
JPS63174563A (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | 直流電源装置 |
JP2005130616A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源システム |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5909370A (en) * | 1997-12-22 | 1999-06-01 | Honeywell Inc. | Method of predicting overshoot in a control system response |
US6605931B2 (en) * | 2000-11-07 | 2003-08-12 | Microsemi Corporation | Switching regulator with transient recovery circuit |
JP4493456B2 (ja) | 2003-12-10 | 2010-06-30 | ローム株式会社 | 電源装置、及びそれを用いた携帯機器 |
US7327128B2 (en) * | 2004-12-29 | 2008-02-05 | Intel Corporation | Switching power supply transient suppression |
US20060290336A1 (en) * | 2005-06-28 | 2006-12-28 | Intel Corporation | Voltage regulator load compensator |
US7489119B2 (en) * | 2005-08-17 | 2009-02-10 | Nexem, Inc. | DC to DC converter with reference voltage loop disturbance compensation |
TWI328157B (en) * | 2006-08-31 | 2010-08-01 | Asustek Comp Inc | Transient voltage compensation apparatus and switching power using the same |
JP2008206239A (ja) * | 2007-02-17 | 2008-09-04 | Seiko Instruments Inc | 半導体装置 |
US8487600B2 (en) * | 2007-04-10 | 2013-07-16 | Aleksandar Prodic | Continuous-time digital controller for high-frequency DC-DC converters |
US7923977B2 (en) * | 2007-12-12 | 2011-04-12 | Upi Semiconductor Corporation | DC-DC converters with transient response control |
-
2011
- 2011-01-31 EP EP11737209.4A patent/EP2530819A4/en active Pending
- 2011-01-31 KR KR1020127020096A patent/KR101383989B1/ko active IP Right Grant
- 2011-01-31 JP JP2011551960A patent/JP5401729B2/ja active Active
- 2011-01-31 WO PCT/JP2011/051971 patent/WO2011093500A1/ja active Application Filing
- 2011-01-31 US US13/576,379 patent/US9389627B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5779A (en) * | 1980-05-29 | 1982-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | Load fluctuation compensator |
JPS63174563A (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | 直流電源装置 |
JP2005130616A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2530819A1 (en) | 2012-12-05 |
JPWO2011093500A1 (ja) | 2013-06-06 |
US20130106383A1 (en) | 2013-05-02 |
EP2530819A4 (en) | 2017-11-08 |
WO2011093500A1 (ja) | 2011-08-04 |
KR20120132478A (ko) | 2012-12-05 |
KR101383989B1 (ko) | 2014-04-10 |
US9389627B2 (en) | 2016-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102421239B1 (ko) | 피크 제어 부스트 변환기에서의 평균 전류 제한 | |
JP5401729B2 (ja) | 電力変換装置の制御回路および制御方法 | |
US7233135B2 (en) | Ripple converter | |
KR20170002326A (ko) | 영전압 스위칭을 위한 제어 회로 및 이를 포함하는 벅 컨버터 | |
JP3988724B2 (ja) | 力率改善コンバータ及びその制御方法 | |
Corradini et al. | Current-limited time-optimal response in digitally controlled DC–DC converters | |
JP5320424B2 (ja) | Dc−dc変換器制御装置およびdc−dc変換器 | |
TW200726049A (en) | DC-DC converter control circuit and DC-DC converter control method | |
US9653997B2 (en) | Ringing suppression method and apparatus for power converters | |
JP2013165537A (ja) | スイッチングレギュレータとその制御方法及び電源装置 | |
TWI382636B (zh) | And a control method and a device for controlling the maximum output power of the power supply | |
JPWO2017217022A1 (ja) | 多相dc/dcコンバータ、コンピュータプログラム及び多相dc/dcコンバータの制御方法 | |
JP4207824B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2011024305A (ja) | 並列駆動電源装置 | |
EP2251966B1 (en) | DC-DC converter with discontinuous and continuous conduction modes | |
KR20190032682A (ko) | 전력공급장치의 전압강하보상 제어 시스템 및 방법 | |
JP2010154614A (ja) | 直流電源装置 | |
US10591552B2 (en) | Parameter identification circuit, method and power supply system applying the same | |
US10523119B2 (en) | Compensation ramp offset removal | |
JP2017022837A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP5925724B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2013198253A (ja) | Dc/dcコンバータ | |
US11881762B2 (en) | Method and apparatus for adaptive control of regulation control parameter | |
CN116232065A (zh) | 直流电压转换电路、控制方法、装置及设备 | |
JP2019075855A (ja) | スイッチング素子の制御回路、電源装置、スイッチング素子の制御方法及びコンピュータプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130910 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131010 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5401729 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |