JP6013696B2 - Power converter - Google Patents

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本発明は、容量負荷へ充電を行う電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device that charges a capacitive load.

直流電源を用いて容量負荷へ充電を行うものとして、特許文献1記載の電源制御装置がある。特許文献1記載の電源制御装置は、主蓄電装置と、主蓄電装置の電力ラインの間に接続される容量負荷と、主蓄電装置の電力ラインの間に、双方向コンバータを介して容量負荷と並列接続された補機用蓄電装置とを備えている。主蓄電装置と補機用蓄電装置との間での電力の授受は、双方向コンバータを用いて行われる。また、補機用蓄電装置の電力を双方向コンバータを用いて容量負荷へ供給することにより、容量負荷の電圧が主蓄電装置の電圧と等しくなるまで充電が行われる。   There exists a power supply control apparatus of patent document 1 as what charges a capacitive load using DC power supply. The power supply control device described in Patent Document 1 includes a main power storage device, a capacitive load connected between the power lines of the main power storage device, and a capacitive load between the power lines of the main power storage device via a bidirectional converter. And an auxiliary power storage device connected in parallel. Power transfer between the main power storage device and the auxiliary power storage device is performed using a bidirectional converter. Further, by supplying the power of the auxiliary power storage device to the capacitive load using the bidirectional converter, charging is performed until the voltage of the capacitive load becomes equal to the voltage of the main power storage device.

特開2007−295699号公報JP 2007-295699 A

特許文献1記載の電源制御装置における双方向コンバータが、補機用蓄電池側にチョークコイルを備える電流入力型プッシュプル方式DCDCコンバータであった場合には、容量負荷への充電は、チョークコイルの電流の増加と減少を繰り返すことにより行われる。また、特許文献1記載の電源制御装置では、システムの低コスト化や小型化の観点から、突入電流を防止するための制限抵抗等が設けられていない。   When the bidirectional converter in the power supply control device described in Patent Literature 1 is a current input type push-pull DCDC converter having a choke coil on the auxiliary battery, the charging to the capacitive load is performed by the current of the choke coil. This is done by repeating the increase and decrease. Further, the power supply control device described in Patent Document 1 is not provided with a limiting resistor or the like for preventing an inrush current from the viewpoint of cost reduction and miniaturization of the system.

ここで、チョークコイルの電流が減少するための条件は、補機用蓄電池の電圧が、容量負荷の電圧を、双方向コンバータを構成するコイルの巻数比で除算した値より小さいことである。したがって、充電の開始時等、容量負荷の電圧が小さい場合には、チョークコイルの電流は増加し続けることとなる。その結果として、DCDCコンバータの劣化や破損につながるおそれがある。   Here, the condition for reducing the current of the choke coil is that the voltage of the auxiliary storage battery is smaller than the value obtained by dividing the voltage of the capacitive load by the turn ratio of the coils constituting the bidirectional converter. Therefore, when the voltage of the capacitive load is small, such as at the start of charging, the choke coil current continues to increase. As a result, the DCDC converter may be deteriorated or damaged.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、回路中の過剰な電流を抑制しつつ、且つ、容量負荷の充電を速やかに行うことが可能な電力変換装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a main object of the present invention is to provide a power conversion device capable of quickly charging a capacitive load while suppressing an excessive current in the circuit. Is to provide.

本発明は、電力変換装置であって、直流電源と、直流電源の正極に入力端が接続されるチョークコイルと、センタータップを有し、両端がそれぞれ第1スイッチング素子、第2スイッチング素子を介して所定接続点に接続される第1コイルと、第1コイルと磁気的に結合する第2コイルと、第2コイルに整流回路を介して接続される容量負荷と、容量負荷の電圧である容量負荷電圧を検出する容量負荷電圧検出手段と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのそれぞれに、制御周期の等しい第1PWM信号と第2PWM信号とを送信するパルス生成部と、を備え、センタータップが電源の負極に接続され且つ所定接続点がチョークコイルの出力端に接続されており、又は、センタータップがチョークコイルの出力端に接続され且つ所定接続点が電源の負極に接続されており、容量負荷電圧が第1所定値以下の場合には、第1PWM信号と、第2PWM信号との位相差が、制御周期の半分であるとともに、第1PWM信号と第2PWM信号のDuty値は、共に0.5未満の等しい値である第1モードとし、容量負荷電圧が第1所定値より大きい場合には、第1PWM信号と、第2PWM信号との位相差が、制御周期の半分であるとともに、第1PWM信号と第2PWM信号のDuty値は、共に0.5より大きい等しい値である第3モードとすることを特徴とする。   The present invention is a power conversion device, which includes a DC power supply, a choke coil whose input end is connected to the positive electrode of the DC power supply, and a center tap, both ends of which are respectively connected via a first switching element and a second switching element. A first coil connected to a predetermined connection point, a second coil magnetically coupled to the first coil, a capacitive load connected to the second coil via a rectifier circuit, and a capacitance that is a voltage of the capacitive load A capacitive load voltage detecting means for detecting a load voltage, and a pulse generator for transmitting the first PWM signal and the second PWM signal having the same control period to each of the first switching element and the second switching element, The tap is connected to the negative electrode of the power source and the predetermined connection point is connected to the output end of the choke coil, or the center tap is connected to the output end of the choke coil and When the constant connection point is connected to the negative electrode of the power source and the capacitive load voltage is equal to or lower than the first predetermined value, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is half of the control period, and The duty values of the 1 PWM signal and the second PWM signal are set to the first mode in which both are equal values less than 0.5, and when the capacitive load voltage is larger than the first predetermined value, the first PWM signal and the second PWM signal The third mode is characterized in that the phase difference is half of the control period, and the duty values of the first PWM signal and the second PWM signal are both equal values larger than 0.5.

また、本発明は、電力変換装置であって、直流電源と、直流電源の正極に入力端が接続されるチョークコイルと、センタータップを有し、両端がそれぞれ第1スイッチング素子、第2スイッチング素子を介して所定接続点に接続される第1コイルと、第1コイルと磁気的に結合する第2コイルと、第2コイルに整流回路を介して接続される容量負荷と、容量負荷の電圧である容量負荷電圧を検出する容量負荷電圧検出手段と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのそれぞれに、ON信号とOFF信号との一方を送信するパルス生成部と、を備え、センタータップが直流電源の負極に接続され且つ所定接続点がチョークコイルの出力端に接続されており、又は、センタータップがチョークコイルの出力端に接続され且つ所定接続点が直流電源の負極に接続されており、容量負荷電圧が第1所定値以下の場合には、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とを共にOFFとする制御とを、交互に繰り返す第1モードとし、容量負荷電圧が第1所定値より大きい場合には、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とを共にONとする制御とを、交互に繰り返す第3モードとすることを特徴とする。   The present invention is also a power conversion device, which includes a DC power source, a choke coil whose input terminal is connected to the positive electrode of the DC power source, and a center tap, and both ends of the first switching element and the second switching element, respectively. A first coil connected to a predetermined connection point via the second coil, a second coil magnetically coupled to the first coil, a capacitive load connected to the second coil via a rectifier circuit, and a voltage of the capacitive load A capacitive load voltage detecting means for detecting a certain capacitive load voltage; and a pulse generator for transmitting one of an ON signal and an OFF signal to each of the first switching element and the second switching element. Connected to the negative electrode of the DC power source and the predetermined connection point is connected to the output end of the choke coil, or the center tap is connected to the output end of the choke coil and the predetermined connection point Connected to the negative electrode of the DC power supply, and when the capacitive load voltage is equal to or lower than the first predetermined value, one of the first switching element and the second switching element is turned on and the other is turned off; The control for turning off both the switching element and the second switching element is a first mode that repeats alternately, and when the capacitive load voltage is larger than the first predetermined value, the first switching element and the second switching element The third mode is characterized in that the control for turning one on and the other OFF and the control for turning on both the first switching element and the second switching element are alternately repeated.

トランスに対して電源側にチョークコイルを持つ、電流入力型プッシュプルDCDCコンバータでは、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子の両方がONの状態では、第1コイルが短絡状態となるため、第1コイルの電圧はゼロである。したがって、チョークコイルには直流電源の電圧である入力電圧そのものが印加されることとなり、電流が直線的に増加する。   In a current input push-pull DCDC converter having a choke coil on the power supply side with respect to the transformer, the first coil is short-circuited when both the first switching element and the second switching element are ON. The coil voltage is zero. Therefore, the input voltage itself, which is the voltage of the DC power supply, is applied to the choke coil, and the current increases linearly.

また、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子のいずれか一方がONの状態では、入力電圧と、容量負荷の電圧である容量負荷電圧と、コイルの巻数比とに基づいてチョークコイルに流れる電流が増加するか減少するかが決定される。すなわち、入力電圧が、容量負荷電圧を巻数比で除算した値より大きければ、チョークコイルに印加される電圧は正の値となり、チョークコイルの電流は増加する。一方、入力電圧が、容量負荷電圧を巻数比で除算した値より小さければ、チョークコイルに印加される電圧は負の値となり、チョークコイルの電流は減少する。   In addition, when one of the first switching element and the second switching element is ON, the current flowing through the choke coil based on the input voltage, the capacitive load voltage that is the capacitive load voltage, and the coil turns ratio is It is determined whether to increase or decrease. That is, if the input voltage is larger than the value obtained by dividing the capacitive load voltage by the turns ratio, the voltage applied to the choke coil becomes a positive value, and the choke coil current increases. On the other hand, if the input voltage is smaller than the value obtained by dividing the capacitive load voltage by the turn ratio, the voltage applied to the choke coil becomes a negative value, and the current of the choke coil decreases.

さらに、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が共にOFFの状態では、チョークコイルに流れる電流は減少する。   Further, when both the first switching element and the second switching element are OFF, the current flowing through the choke coil decreases.

ここで、容量負荷への充電の開始時等、容量負荷電圧が小さい場合において、入力電圧は、容量負荷電圧を巻数比で除算した値より大きくなる。このため、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子のいずれか一方をONとした場合においても、チョークコイルに流れる電流は増加し続ける。したがって、この場合には、第1PWM信号と、第2PWM信号との位相差が、制御周期の半分であるとともに、第1PWM信号と第2PWM信号のDuty値を、共に0.5未満の等しい値とする第1モードの制御を行う。   Here, when the capacitive load voltage is small, such as at the start of charging of the capacitive load, the input voltage is larger than the value obtained by dividing the capacitive load voltage by the turns ratio. For this reason, even when one of the first switching element and the second switching element is turned ON, the current flowing through the choke coil continues to increase. Therefore, in this case, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is half of the control period, and the duty values of the first PWM signal and the second PWM signal are both equal to less than 0.5. The first mode is controlled.

若しくは、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とを共にOFFとする制御とを、交互に繰り返す第1モードの制御を行う。   Alternatively, the first switching element may alternately repeat the control of turning on one of the first switching element and the second switching element and turning off the other, and the control of turning off both the first switching element and the second switching element. Control the mode.

この第1モードの制御により、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのいずれか一方がONの状態と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が共にOFFとなる状態とが、交互に繰り返されることとなる。したがって、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が共にOFFとなる時間を設けることができ、この期間にチョークコイルに流れる電流を減少させることができる。よって、チョークコイルに蓄積される電流が増加し続けることを防ぐことができ、ひいては、DCDCコンバータの劣化及び故障を抑制することができる。   By the control in the first mode, the state where one of the first switching element and the second switching element is ON and the state where both the first switching element and the second switching element are OFF are alternately repeated. It will be. Therefore, it is possible to provide time for both the first switching element and the second switching element to be OFF, and to reduce the current flowing through the choke coil during this period. Therefore, it can prevent that the electric current accumulate | stored in a choke coil continues increasing, and can suppress degradation and a failure of a DCDC converter as a result.

一方、容量負荷への充電が進行した場合等、容量負荷電圧が大きくなった場合には、入力電圧は、容量負荷電圧を巻数比で除算した値より小さくなる。このため、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのいずれか一方をONとした場合には、チョークコイルに流れる電流は減少することとなる。そこで、容量負荷電圧が第1所定値より大きい場合に、第1PWM信号と、第2PWM信号との位相差が、制御周期の半分であるとともに、第1PWM信号と第2PWM信号のDuty値を、共に0.5より大きい等しい値とする第3モードの制御を行う。   On the other hand, when the capacitive load voltage increases, such as when charging of the capacitive load proceeds, the input voltage becomes smaller than the value obtained by dividing the capacitive load voltage by the turns ratio. For this reason, when one of the first switching element and the second switching element is turned on, the current flowing through the choke coil is reduced. Therefore, when the capacitive load voltage is larger than the first predetermined value, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is half of the control period, and the duty values of the first PWM signal and the second PWM signal are both The third mode is controlled to an equal value greater than 0.5.

若しくは、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とを共にONとする制御とを、交互に繰り返す第3モードの制御を行う。   Alternatively, the third switching element alternately repeats the control of turning on one of the first switching element and the second switching element and turning off the other, and the control of turning on both the first switching element and the second switching element. Control the mode.

この第3モードの制御により、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が共にONの状態と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子のいずれか一方がONの状態とが、交互に繰り返されることとなる。したがって、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が共にONとなる期間にチョークコイルに流れる電流を増加させることができ、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのいずれか一方がONの期間には、チョークコイルに流れる電流を減少させることにより、充電が進行した容量負荷への充電を迅速に行うことができる。   By the control in the third mode, the state in which both the first switching element and the second switching element are ON, and the state in which one of the first switching element and the second switching element is ON are alternately repeated. Become. Therefore, the current flowing through the choke coil can be increased during the period when both the first switching element and the second switching element are ON, and during the period when either one of the first switching element or the second switching element is ON. By reducing the current flowing through the choke coil, the charged capacitive load can be quickly charged.

また、本発明は、電力変換装置であって、直流電源と、直流電源の正極に入力端が接続されるチョークコイルと、センタータップを有し、両端がそれぞれ第1スイッチング素子、第2スイッチング素子を介して所定接続点に接続される第1コイルと、第1コイルと磁気的に結合する第2コイルと、第2コイルに整流回路を介して接続される容量負荷と、容量負荷の電圧である容量負荷電圧を検出する容量負荷電圧検出手段と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのそれぞれに、制御周期の等しい第1PWM信号と第2PWM信号とを送信するパルス生成部と、を備え、センタータップが電源の負極に接続され且つ所定接続点が前記チョークコイルの出力端に接続されており、又は、センタータップがチョークコイルの出力端に接続され且つ所定接続点が電源の負極に接続されており、容量負荷電圧が、第1所定値より小さい値である第2所定値以下の場合には、第1PWM信号と、第2PWM信号との位相差が、制御周期の半分であるとともに、第1PWM信号と第2PWM信号のDuty値は、共に0.5未満の等しい値である第1モードとし、容量負荷電圧が、第2所定値より大きく、且つ、第1所定値以下の場合には、第1PWM信号と、第2PWM信号との位相差が、制御周期の1周期差であるとともに、第1PWM信号と第2PWM信号は、第1Duty値の信号と、第1Duty値と異なる第2Duty値の信号が、制御周期ごとに交互に繰り返されるものであり、且つ、第1Duty値と第2Duty値の和が1未満であり、且つ、第1Duty値の信号がOFFからONへと切り替わるタイミングと、第2Duty値の信号がOFFからONへと切り替わるタイミングとは、制御周期の1周期差である第2モードとし、容量負荷電圧が第1所定値より大きい場合には、第1PWM信号と、第2PWM信号との位相差が、制御周期の半分であるとともに、第1PWM信号と第2PWM信号のDuty値は、共に0.5より大きい等しい値である第3モードとすることを特徴とする。   The present invention is also a power conversion device, which includes a DC power source, a choke coil whose input terminal is connected to the positive electrode of the DC power source, and a center tap, and both ends of the first switching element and the second switching element, respectively. A first coil connected to a predetermined connection point via the second coil, a second coil magnetically coupled to the first coil, a capacitive load connected to the second coil via a rectifier circuit, and a voltage of the capacitive load A capacitive load voltage detecting means for detecting a certain capacitive load voltage; and a pulse generator for transmitting the first PWM signal and the second PWM signal having the same control period to each of the first switching element and the second switching element. The center tap is connected to the negative electrode of the power source and the predetermined connection point is connected to the output end of the choke coil, or the center tap is connected to the output end of the choke coil. And when the predetermined connection point is connected to the negative electrode of the power source and the capacitive load voltage is equal to or lower than the second predetermined value which is smaller than the first predetermined value, the first PWM signal and the second PWM signal are The phase difference is half of the control cycle, and the duty values of the first PWM signal and the second PWM signal are both equal to less than 0.5, and the capacitive load voltage is greater than the second predetermined value. When the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is equal to or less than the first predetermined value, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is one cycle difference of the control period, and the first PWM signal and the second PWM signal are signals having the first duty value. And a signal having a second duty value different from the first duty value is alternately repeated every control cycle, and the sum of the first duty value and the second duty value is less than 1 and the signal of the first duty value is When the switch from OFF to ON and the timing when the second duty value signal switches from OFF to ON are in the second mode, which is one cycle difference of the control cycle, and the capacitive load voltage is greater than the first predetermined value In the third mode, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is half of the control period, and the duty values of the first PWM signal and the second PWM signal are both equal to greater than 0.5. It is characterized by.

また、本発明は、電力変換装置であって、直流電源と、直流電源の正極に入力端が接続されるチョークコイルと、センタータップを有し、両端がそれぞれ第1スイッチング素子、第2スイッチング素子を介して所定接続点に接続される第1コイルと、第1コイルと磁気的に結合する第2コイルと、第2コイルに整流回路を介して接続される容量負荷と、容量負荷の電圧である容量負荷電圧を検出する容量負荷電圧検出手段と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのそれぞれに、ON信号とOFF信号との一方を送信するパルス生成部と、を備え、センタータップが直流電源の負極に接続され且つ所定接続点がチョークコイルの出力端に接続されており、又は、センタータップがチョークコイルの出力端に接続され且つ所定接続点が直流電源の負極に接続されており、容量負荷電圧が、第1所定値より小さい値である第2所定値以下の場合には、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とを共にOFFとする制御とを、交互に繰り返す第1モードとし、容量負荷電圧が、第2所定値より大きく、且つ、第1所定値以下の場合には、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とを共にONとする制御と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とを共にOFFとする制御とを、順に繰り返す第2モードとし、容量負荷電圧が第1所定値より大きい場合には、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とを共にONとする制御とを、交互に繰り返す第3モードとすることを特徴とする。   The present invention is also a power conversion device, which includes a DC power source, a choke coil whose input terminal is connected to the positive electrode of the DC power source, and a center tap, and both ends of the first switching element and the second switching element, respectively. A first coil connected to a predetermined connection point via the second coil, a second coil magnetically coupled to the first coil, a capacitive load connected to the second coil via a rectifier circuit, and a voltage of the capacitive load A capacitive load voltage detecting means for detecting a certain capacitive load voltage; and a pulse generator for transmitting one of an ON signal and an OFF signal to each of the first switching element and the second switching element. Connected to the negative electrode of the DC power source and the predetermined connection point is connected to the output end of the choke coil, or the center tap is connected to the output end of the choke coil and the predetermined connection point When the capacitive load voltage is connected to the negative electrode of the DC power source and the capacitive load voltage is less than or equal to a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value, one of the first switching element and the second switching element is turned ON, The first mode in which the control to turn off the other and the control to turn off both the first switching element and the second switching element are set as a first mode, the capacitive load voltage is greater than the second predetermined value, and the first If the value is equal to or less than 1 predetermined value, the control for turning on both the first switching element and the second switching element, and the control for turning on one of the first switching element and the second switching element and turning off the other, The second mode in which the control to turn off both the first switching element and the second switching element is repeated in order, and when the capacitive load voltage is greater than the first predetermined value, A third mode in which one of the switching element and the second switching element is turned on and the other is turned off and the control of turning on both the first switching element and the second switching element are alternately set to a third mode. It is characterized by.

容量負荷電圧が第1所定値以下の場合では、第1モードの制御による充電で、容量負荷電圧が上昇する。そして、容量負荷電圧をコイルの巻数比で除算した値が入力電圧より大きい場合には、チョークコイルに流れる電流が増加せず、容量負荷電圧をコイルの巻数比で除算した値が入力電圧より小さくても、チョークコイルに流れる電流の増加量が低下し、充電の速度が低下する。   When the capacitive load voltage is equal to or lower than the first predetermined value, the capacitive load voltage increases due to charging by the control in the first mode. When the value obtained by dividing the capacitive load voltage by the coil turns ratio is larger than the input voltage, the current flowing through the choke coil does not increase, and the value obtained by dividing the capacitive load voltage by the coil turns ratio is smaller than the input voltage. However, the amount of increase in the current flowing through the choke coil decreases, and the charging speed decreases.

そこで、容量負荷電圧の閾値として、第1所定値より小さい第2所定値を設定する。そして、容量負荷電圧が、第2所定値より大きく、且つ、第1所定値以下の場合には、第1PWM信号と、第2PWM信号との位相差が、制御周期の1周期差であるとともに、第1PWM信号と第2PWM信号は、第1Duty値と、第1Duty値と異なる第2Duty値が、制御周期ごとに交互に繰り返されるものであり、且つ、第1Duty値と第2Duty値の和が1未満であり、且つ、第1Duty値の信号がOFFからONへと切り替わるタイミングと、第2Duty値の信号がOFFからONへと切り替わるタイミングとが、制御周期の1周期差である第2モードの制御を行うものとする。   Therefore, a second predetermined value smaller than the first predetermined value is set as the threshold value of the capacitive load voltage. When the capacitive load voltage is greater than the second predetermined value and less than or equal to the first predetermined value, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is one cycle difference of the control cycle, In the first PWM signal and the second PWM signal, a first duty value and a second duty value different from the first duty value are alternately repeated every control cycle, and the sum of the first duty value and the second duty value is less than 1. And the second mode control in which the timing at which the first duty value signal is switched from OFF to ON and the timing at which the second duty value signal is switched from OFF to ON is one cycle difference of the control cycle. Assumed to be performed.

若しくは、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とを共にONとする制御と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とを共にOFFとする制御とを、順に繰り返す第2モードの制御を行うものとする。   Alternatively, control for turning on both the first switching element and the second switching element, control for turning on one of the first switching element and the second switching element, and turning off the other, and the first switching element and the second switching element. It is assumed that the control in the second mode is performed by repeating the control for turning off both the two switching elements in order.

この第2モードの制御により、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が共にONとなる期間、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子のいずれか一方がONとなる期間、及び、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子が共にOFFとなる期間を設けることができる。   By the control of the second mode, a period in which both the first switching element and the second switching element are ON, a period in which one of the first switching element and the second switching element is ON, and the first switching element, A period in which both the second switching elements are OFF can be provided.

すなわち、まず、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を同時にONとし、チョークコイルに流れる電流が増加する。次に、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子のいずれか一方のON状態を継続し、他方をOFF状態とする。こうすることにより、入力電圧が、容量負荷電圧を巻数比により除算した値より高ければ、チョークコイルに流れる電流は増加し、入力電圧が、容量負荷電圧を巻数比により除算した値より低ければ、チョークコイルに流れる電流は減少する。この期間に、容量負荷の充電が行われる。その後、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を共にOFFとし、チョークコイルに流れる電流が減少する。   That is, first, the first switching element and the second switching element are simultaneously turned ON, and the current flowing through the choke coil increases. Next, the ON state of one of the first switching element and the second switching element is continued, and the other is turned OFF. By doing this, if the input voltage is higher than the value obtained by dividing the capacitive load voltage by the turns ratio, the current flowing through the choke coil increases, and if the input voltage is lower than the value obtained by dividing the capacitive load voltage by the turns ratio, The current flowing through the choke coil is reduced. During this period, the capacitive load is charged. Thereafter, both the first switching element and the second switching element are turned OFF, and the current flowing through the choke coil decreases.

したがって、容量負荷への充電が進行し、容量負荷電圧が第2所定値以上となった場合において、チョークコイルに流れる電流を大きくすることができ、容量負荷への充電速度を向上させることができる。また、第2モードにおいても、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子の両方がOFFとなる期間を設けることにより、チョークコイルに流れる電流が増加し続けることを防ぐことができる。   Therefore, when charging to the capacitive load proceeds and the capacitive load voltage becomes equal to or higher than the second predetermined value, the current flowing through the choke coil can be increased, and the charging speed to the capacitive load can be improved. . Also in the second mode, it is possible to prevent the current flowing through the choke coil from continuing to increase by providing a period in which both the first switching element and the second switching element are OFF.

第1実施形態に係る電力変換装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power converter concerning a 1st embodiment. (a)は第1スイッチング素子と第2スイッチング素子を共にONとした場合の電力変換装置に流れる電流を示す図であり、(b)はその等価回路である。(A) is a figure which shows the electric current which flows into a power converter device when both a 1st switching element and a 2nd switching element are set to ON, (b) is the equivalent circuit. (a)は第1スイッチング素子がON、第2スイッチング素子がOFFの場合の電力変換装置に流れる電流を示す図であり、(b)はその等価回路である。(A) is a figure which shows the electric current which flows into a power converter device when a 1st switching element is ON and a 2nd switching element is OFF, (b) is the equivalent circuit. 第1実施形態の一連の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of processes of 1st Embodiment. (a)は第1モードでのPWM信号であり、(b)は第2モードでのPWM信号であり、(c)は第3モードでのPWM信号である。(A) is a PWM signal in the first mode, (b) is a PWM signal in the second mode, and (c) is a PWM signal in the third mode. 第3実施形態に係る電力変換装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power converter device which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態における、第1モードでの第1許容最大値とDuty値との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the 1st permissible maximum value and Duty value in the 1st mode in a 4th embodiment. 第4実施形態における、第2モードでの第2許容最大値とDuty値とを説明する図である。It is a figure explaining the 2nd allowable maximum value and Duty value in the 2nd mode in a 4th embodiment. 第5実施形態における制御信号を説明する図であり、(a)は第1モードでの制御信号であり、(b)は第2モードでの制御信号であり、(c)は第3モードでの制御信号である。It is a figure explaining the control signal in 5th Embodiment, (a) is a control signal in 1st mode, (b) is a control signal in 2nd mode, (c) is in 3rd mode. Control signal. 第6実施形態における制御信号を説明する図であり、(a)は第1モードでの制御信号であり、(b)は第2モードでの制御信号であり、(c)は第3モードでの制御信号である。It is a figure explaining the control signal in 6th Embodiment, (a) is a control signal in 1st mode, (b) is a control signal in 2nd mode, (c) is in 3rd mode. Control signal. 第7実施形態に係る電力変換装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power converter device which concerns on 7th Embodiment. 第7実施形態に係る電力変換装置においてパルス生成部が実行する処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the process which a pulse generation part performs in the power converter device which concerns on 7th Embodiment. 第7実施形態における、第2モードでのリアクトル電流を示す図である。It is a figure which shows the reactor current in 2nd mode in 7th Embodiment.

以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。   Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used.

<第1実施形態>
本実施形態に係る電力変換装置は、公称電圧が12Vである鉛バッテリ等の二次電池と、公称電圧が数百Vであるリチウムイオンバッテリ等の高電圧蓄電池とを備えるハイブリッドカーに搭載される。
<First Embodiment>
The power conversion device according to the present embodiment is mounted on a hybrid car including a secondary battery such as a lead battery having a nominal voltage of 12V and a high voltage storage battery such as a lithium ion battery having a nominal voltage of several hundred volts. .

図1は、本実施形態に係る電力変換装置の回路図である。本実施形態に係る電力変換装置は、DCDCコンバータ10と、DCDCコンバータ10の入力端に接続された直流電源である二次電池20と、DCDCコンバータ10の出力端に並列接続された容量負荷30(平滑コンデンサ)と、DCDCコンバータ10の出力端に設けられた接続端子40a、40bを含んでいる。二次電池20に蓄積された電力はDCDCコンバータ10により変圧され、接続端子40a、40bから出力される。接続端子40a、40bから入力された電力は、DCDCコンバータ10により変圧され、二次電池20に入力される。接続端子40a、40bには、図示しない高電圧蓄電池、電気負荷、発電機等が接続されており、二次電池20との間で電力の授受が可能となっている。   FIG. 1 is a circuit diagram of the power conversion device according to the present embodiment. The power conversion device according to the present embodiment includes a DCDC converter 10, a secondary battery 20 that is a DC power source connected to an input end of the DCDC converter 10, and a capacitive load 30 ( Smoothing capacitor) and connection terminals 40 a and 40 b provided at the output end of the DCDC converter 10. The electric power stored in the secondary battery 20 is transformed by the DCDC converter 10 and output from the connection terminals 40a and 40b. The electric power input from the connection terminals 40 a and 40 b is transformed by the DCDC converter 10 and input to the secondary battery 20. A high voltage storage battery, an electric load, a generator, etc. (not shown) are connected to the connection terminals 40a and 40b, and power can be exchanged with the secondary battery 20.

DCDCコンバータ10は、チョークコイル11と、トランスTrと、ブリッジ回路14と、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2とを備えている。   The DCDC converter 10 includes a choke coil 11, a transformer Tr, a bridge circuit 14, a first switching element Q1, and a second switching element Q2.

トランスTrは、互いに磁気的に結合した第1コイルL1と第2コイルL2とにより構成され、第1コイルL1は、センタータップ13を有している。第2コイルL2の巻数は、第1コイルL1の巻数のN/2倍である。すなわち、第2コイルL2の巻数が、第1コイルL1のいずれか一方の端からセンタータップ13までの巻数のN倍となっている。第2コイルL2は、ブリッジ回路14、及び、DCDCコンバータ10の出力端を介して、容量負荷30に接続されている。   The transformer Tr is composed of a first coil L1 and a second coil L2 that are magnetically coupled to each other, and the first coil L1 has a center tap 13. The number of turns of the second coil L2 is N / 2 times the number of turns of the first coil L1. That is, the number of turns of the second coil L2 is N times the number of turns from one end of the first coil L1 to the center tap 13. The second coil L2 is connected to the capacitive load 30 via the bridge circuit 14 and the output terminal of the DCDC converter 10.

ブリッジ回路14は、スイッチング素子及びダイオードを備えており、第1コイルL1側から第2コイルL2側へ電力を供給する際には整流回路として機能し、第2コイルL2側から第1コイルL1側へ電力を供給する際にはスイッチング回路として機能する。   The bridge circuit 14 includes a switching element and a diode, and functions as a rectifier circuit when supplying power from the first coil L1 side to the second coil L2 side, and from the second coil L2 side to the first coil L1 side. When power is supplied to the power supply, it functions as a switching circuit.

第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2はMOSFETであり、第1コイルL1の両端は、それぞれ、第1スイッチング素子Q1のソース、第2スイッチング素子Q2のソースに接続されている。一方、第1スイッチング素子Q1のドレイン及び第2スイッチング素子Q2のドレインは、共に、所定接続点12に接続されている。所定接続点12には、チョークコイル11の出力端が接続され、チョークコイル11の入力端は、DCDCコンバータ10の入力端を介して二次電池20の正極に接続されている。また、第1コイルL1のセンタータップ13は、DCDCコンバータ10の入力端を介して、二次電池20の負極に接続されている。なお、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2は、それぞれ、逆方向に並列接続された第1寄生ダイオードD1、第2寄生ダイオードD2を有している。   The first switching element Q1 and the second switching element Q2 are MOSFETs, and both ends of the first coil L1 are connected to the source of the first switching element Q1 and the source of the second switching element Q2, respectively. On the other hand, the drain of the first switching element Q1 and the drain of the second switching element Q2 are both connected to the predetermined connection point 12. The output terminal of the choke coil 11 is connected to the predetermined connection point 12, and the input terminal of the choke coil 11 is connected to the positive electrode of the secondary battery 20 through the input terminal of the DCDC converter 10. Further, the center tap 13 of the first coil L <b> 1 is connected to the negative electrode of the secondary battery 20 through the input end of the DCDC converter 10. The first switching element Q1 and the second switching element Q2 each have a first parasitic diode D1 and a second parasitic diode D2 that are connected in parallel in opposite directions.

DCDCコンバータ10は、入力電圧検出手段15、容量負荷電圧検出手段16、パルス生成部17、駆動回路18を備えている。入力電圧検出手段15は、二次電池20からチョークコイル11へ入力される電圧である入力電圧Vinを検出する。容量負荷電圧検出手段16は、容量負荷30の電圧である容量負荷電圧Vcを検出する。   The DCDC converter 10 includes an input voltage detection unit 15, a capacitive load voltage detection unit 16, a pulse generation unit 17, and a drive circuit 18. The input voltage detection unit 15 detects an input voltage Vin that is a voltage input from the secondary battery 20 to the choke coil 11. The capacitive load voltage detection means 16 detects a capacitive load voltage Vc that is the voltage of the capacitive load 30.

入力電圧検出手段15が検出した入力電圧Vin、及び、容量負荷電圧検出手段16が検出した容量負荷電圧Vcは、パルス生成部17に入力される。パルス生成部17は、入力された入力電圧Vin及び容量負荷電圧Vcに基づいて、第1スイッチング素子Q1の駆動信号である第1PWM信号、及び、第2スイッチング素子Q2の駆動信号である第2PWM信号を生成し、駆動回路18へ送信する。   The input voltage Vin detected by the input voltage detector 15 and the capacitive load voltage Vc detected by the capacitive load voltage detector 16 are input to the pulse generator 17. Based on the input voltage Vin and capacitive load voltage Vc that are input, the pulse generator 17 includes a first PWM signal that is a drive signal for the first switching element Q1 and a second PWM signal that is a drive signal for the second switching element Q2. Is transmitted to the drive circuit 18.

駆動回路18は、パルス生成部17から受信した第1PWM信号に基づいて第1スイッチング素子Q1を駆動し、第2PWM信号に基づいて第2スイッチング素子Q2を駆動する。   The drive circuit 18 drives the first switching element Q1 based on the first PWM signal received from the pulse generator 17, and drives the second switching element Q2 based on the second PWM signal.

本実施形態では、二次電池20に蓄積された電力により容量負荷30の充電を行う。この際に、DCDCコンバータ10は、電流入力型プッシュプルDCDCコンバータとして機能する。充電は、車両の電源がONとなった場合に、車両に搭載されているECU内で充電開始指令が生成され、開始される。一方、充電は、高電圧蓄電池の電圧に近い電圧を目標電圧とし、容量負荷電圧Vcが目標電圧となるまで行われる。なお、目標電圧は、ECU内のメモリに記憶されている値を用いてもよいし、高電圧蓄電池の電圧の測定値に基づいて目標電圧を演算してもよい。なお、充電開始指令、及び目標電圧の値を、車両外部から取得する手段を採用することもできる。   In the present embodiment, the capacity load 30 is charged with the electric power stored in the secondary battery 20. At this time, the DCDC converter 10 functions as a current input type push-pull DCDC converter. Charging is started when a charging start command is generated in the ECU mounted on the vehicle when the vehicle is powered on. On the other hand, the charging is performed until the voltage close to the voltage of the high voltage storage battery is set as the target voltage and the capacity load voltage Vc reaches the target voltage. In addition, the value memorize | stored in the memory in ECU may be used for a target voltage, and a target voltage may be calculated based on the measured value of the voltage of a high voltage storage battery. It is also possible to adopt means for acquiring the charge start command and the target voltage value from the outside of the vehicle.

図2(a)は、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2の両方をONとした場合の、回路に流れる電流の経路を示している。また、図2(b)は、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2の両方をONとした場合の、等価回路を示している。この状態では、第1コイルL1は短絡状態であるため、第1コイルL1の電圧はゼロである。したがって、チョークコイル11には入力電圧Vinが印加される。   FIG. 2A shows a path of a current flowing through the circuit when both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned on. FIG. 2B shows an equivalent circuit when both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned on. In this state, since the first coil L1 is in a short circuit state, the voltage of the first coil L1 is zero. Therefore, the input voltage Vin is applied to the choke coil 11.

チョークコイル11に流れる電流の単位時間あたりの増加量ΔI(A/s)は、チョークコイル11の自己インダクタンスをL(H)とすると、次式(3)で表される。   The increase amount ΔI (A / s) per unit time of the current flowing through the choke coil 11 is expressed by the following equation (3), where L (H) is the self-inductance of the choke coil 11.

ΔI=Vin/L…(3)
すなわち、チョークコイル電流は、直線的に増加する。なお、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2の両方をONとする期間を、期間αとする。
ΔI = Vin / L (3)
That is, the choke coil current increases linearly. Note that a period during which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned on is a period α.

図3(a)は、第1スイッチング素子Q1をONとし、第2スイッチング素子Q2をOFFとした場合の、回路に流れる電流の経路を示している。また、図3(b)は、第1スイッチング素子Q1がONであり、第2スイッチング素子Q2がOFFである場合の等価回路を示している。ここで、DCDCコンバータ10は定常状態であり、トランスTrの第2コイルL2から出力される電圧である出力電圧Voutと、容量負荷電圧Vcが等しくなっているものとする。この状態では、入力電圧Vinと、容量負荷電圧Vcを巻数比Nで除算した値との大小関係によって、チョークコイル11に印加される電圧が正の値となるか、負の値となるかが決定される。チョークコイル11に印加される電圧が正の値となれば、チョークコイル電流は増加し、負の値となれば、チョークコイル電流は減少する。なお、第1スイッチング素子Q1がOFFであり、第2スイッチング素子Q2がONである場合にも、図3(b)と同様の等価回路となる。なお、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2のいずれか一方をONとする期間を、期間βとする。   FIG. 3A shows a path of a current flowing through the circuit when the first switching element Q1 is turned on and the second switching element Q2 is turned off. FIG. 3B shows an equivalent circuit when the first switching element Q1 is ON and the second switching element Q2 is OFF. Here, it is assumed that the DCDC converter 10 is in a steady state and the output voltage Vout, which is a voltage output from the second coil L2 of the transformer Tr, is equal to the capacitive load voltage Vc. In this state, whether the voltage applied to the choke coil 11 becomes a positive value or a negative value depending on the magnitude relationship between the input voltage Vin and the value obtained by dividing the capacitive load voltage Vc by the turn ratio N. It is determined. If the voltage applied to the choke coil 11 has a positive value, the choke coil current increases. If the voltage applied to the choke coil 11 has a negative value, the choke coil current decreases. Note that, when the first switching element Q1 is OFF and the second switching element Q2 is ON, an equivalent circuit similar to FIG. 3B is obtained. Note that a period during which one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is turned ON is defined as a period β.

チョークコイル電流の単位時間あたりの増減量ΔI(A/s)は、次式(4)で表される。   The increase / decrease amount ΔI (A / s) per unit time of the choke coil current is expressed by the following equation (4).

ΔI=(Vin−Vc/N)/L…(4)
すなわち、入力電圧Vinが、容量負荷電圧Vcを巻数比Nで除算した値より大きければ、ΔIが正の値をとるため、チョークコイル電流は増加する。一方、入力電圧Vinが、容量負荷電圧Vcを巻数比Nで除算した値より小さければ、ΔIが負の値をとるため、チョークコイル電流は減少する。このことは、容量負荷30への充電の開始時等、容量負荷電圧Vcが小さい場合には期間βにおいても、容量負荷30への充電が行われるのに対し、容量負荷30への充電が進行し、容量負荷電圧Vcが大きくなれば、チョークコイル電流は減少し、期間βでの充電速度が低下することを意味する。
ΔI = (Vin−Vc / N) / L (4)
That is, if the input voltage Vin is larger than the value obtained by dividing the capacitive load voltage Vc by the turn ratio N, ΔI takes a positive value, and the choke coil current increases. On the other hand, if the input voltage Vin is smaller than the value obtained by dividing the capacitive load voltage Vc by the turn ratio N, ΔI takes a negative value, so that the choke coil current decreases. This is because, when the capacitive load voltage Vc is small, such as at the start of charging of the capacitive load 30, the capacitive load 30 is charged even during the period β, whereas the capacitive load 30 is being charged. If the capacitive load voltage Vc increases, the choke coil current decreases, which means that the charging rate in the period β decreases.

第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の両方をOFFとした場合、チョークコイル11には入力電圧Vinとは逆極性の逆起電圧が生じ、チョークコイル電流は減少することとなる。なお、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2の両方をOFFとする期間を、期間γとする。   When both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned off, a counter electromotive voltage having a polarity opposite to that of the input voltage Vin is generated in the choke coil 11, and the choke coil current is reduced. Note that a period during which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are OFF is defined as a period γ.

第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の制御は、制御周期の長さがTsである第1モード、第2モード、及び、第3モードにより制御が行われる。第1モード、第2モード、及び、第3モードでは、それぞれ、第1スイッチング素子Q1のON期間の長さ、及び、第2スイッチング素子Q2のON期間の長さを、制御周期の長さTsで除算した値であるDuty値が異なっている。第1モード、第2モード、及び、第3モードは、容量負荷電圧Vcの値と、第1所定値V1、及び、第1所定値V1より小さい値である第2所定値V2との大小関係に基づいて、切り替えられる。   The control of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is performed in the first mode, the second mode, and the third mode in which the length of the control cycle is Ts. In the first mode, the second mode, and the third mode, the length of the ON period of the first switching element Q1 and the length of the ON period of the second switching element Q2 are respectively set to the length Ts of the control cycle. Duty values that are values divided by are different. In the first mode, the second mode, and the third mode, the magnitude relationship between the value of the capacitive load voltage Vc and the second predetermined value V2 that is smaller than the first predetermined value V1 and the first predetermined value V1. Is switched based on

容量負荷電圧Vcが第2所定値V2以下の場合には、第1モードで制御が行われ、容量負荷電圧Vcが第2所定値V2より大きく、且つ、第1所定値V1以下の場合には、第2モードで制御が行われ、容量負荷電圧Vcが第1所定値V1より大きい場合には、第3モードで制御が行われる。   When the capacitive load voltage Vc is less than or equal to the second predetermined value V2, control is performed in the first mode, and when the capacitive load voltage Vc is greater than the second predetermined value V2 and less than or equal to the first predetermined value V1. When the control is performed in the second mode and the capacitive load voltage Vc is larger than the first predetermined value V1, the control is performed in the third mode.

ここで、第2所定値V2は、期間βにおいてチョークコイル11に流れる電流が増加するように設定されている。すなわち、上式(4)で表されるΔIが正の値となるように設定されている。一方、第1所定値V1は、期間βにおいて、チョークコイル11に流れる電流が減少するように設定されている。すなわち、上式(4)で表されるΔIが負の値となるように設定されている。   Here, the second predetermined value V2 is set so that the current flowing through the choke coil 11 increases in the period β. That is, ΔI expressed by the above equation (4) is set to be a positive value. On the other hand, the first predetermined value V1 is set so that the current flowing through the choke coil 11 decreases during the period β. That is, ΔI expressed by the above equation (4) is set to a negative value.

このとき、パルス生成部17が実行する一連の処理について、図4のフローチャートを用いて説明する。図4のフローチャートに係る制御は、所定の制御周期で実行される。   At this time, a series of processes executed by the pulse generator 17 will be described with reference to the flowchart of FIG. The control according to the flowchart of FIG. 4 is executed at a predetermined control cycle.

まず、起動要求を取得したか否かを判定する(S101)。この起動要求の指令信号は、例えば、上位の制御装置であるECU等から送信される。起動要求を取得していない場合(S101:NO)、一連の制御を行わず、待機状態を継続する。   First, it is determined whether an activation request has been acquired (S101). The start request command signal is transmitted from, for example, an ECU or the like, which is a host control device. When the activation request has not been acquired (S101: NO), the standby state is continued without performing a series of controls.

起動要求を取得すれば(S101:YES)、容量負荷電圧Vcを取得し(S102)、その容量負荷電圧Vcが第2所定値V2以下であるか否かを判定する(S103)。容量負荷電圧Vcが第2所定値V2以下であれば(S103:YES)、第1モードでの制御を行う(S104)。容量負荷電圧Vcが第2所定値V2以下でなければ(S103:NO)、続いて、容量負荷電圧Vcが第1所定値V1以下であるか否かを判定する(S105)。容量負荷電圧Vcが第1所定値V1以下であれば(S105:YES)、第2モードで制御を行う(S106)。一方、容量負荷電圧Vcが第1所定値V1以下でなければ(S105:NO)、第3モードで制御を行う(S107)。   If the activation request is acquired (S101: YES), the capacitive load voltage Vc is acquired (S102), and it is determined whether or not the capacitive load voltage Vc is equal to or less than the second predetermined value V2 (S103). If the capacitive load voltage Vc is less than or equal to the second predetermined value V2 (S103: YES), control in the first mode is performed (S104). If the capacitive load voltage Vc is not less than or equal to the second predetermined value V2 (S103: NO), it is subsequently determined whether or not the capacitive load voltage Vc is less than or equal to the first predetermined value V1 (S105). If the capacitive load voltage Vc is less than or equal to the first predetermined value V1 (S105: YES), control is performed in the second mode (S106). On the other hand, if the capacitive load voltage Vc is not less than or equal to the first predetermined value V1 (S105: NO), control is performed in the third mode (S107).

第1モード、第2モード、第3モードのいずれかの制御が所定時間行われた後、制御の終了判定を行う(S108)。S108の処理では、例えば、再度容量負荷電圧Vcを取得し、その容量負荷電圧Vcが所定の上限値以上となったか否かを判定すればよい。なお、容量負荷電圧Vcが所定の上限値以上となったか否かの判定は、S105で否定的な判定がなされた後に行うものとしてもよい。制御を終了すると判定した場合(S108:YES)、一連の処理を終了して起動要求がなされるまで待機する。制御を終了すると判定しない場合(S108:NO)、終了要求を取得したか否かを判定する(S109)。この終了要求の指令信号は、ECU等の上位の制御装置から送信される。終了要求を取得すれば(S109:YES)、一連の処理を終了して起動要求がなされるまで待機する。終了要求を取得しなければ(S109:NO)、S102以降の処理を再度実行する。   After the control in any one of the first mode, the second mode, and the third mode is performed for a predetermined time, the control end determination is performed (S108). In the process of S108, for example, the capacitive load voltage Vc may be acquired again, and it may be determined whether or not the capacitive load voltage Vc is equal to or higher than a predetermined upper limit value. The determination as to whether or not the capacitive load voltage Vc has become equal to or greater than a predetermined upper limit value may be made after a negative determination is made in S105. If it is determined that the control is to be terminated (S108: YES), the process is terminated until a start request is made. If it is not determined to end the control (S108: NO), it is determined whether an end request has been acquired (S109). This end request command signal is transmitted from a host control device such as an ECU. If an end request is acquired (S109: YES), a series of processing is ended and the process waits until an activation request is made. If the end request is not acquired (S109: NO), the processing after S102 is executed again.

なお、図4のフローチャートでは、容量負荷30への充電制御に関する制御のみを示しているが、DCDCコンバータ10は容量負荷30への充電制御以外の電力変換も行う。例えば、接続端子40a,40bを介して供給される電力を降圧し、二次電池20への充電を行う制御が挙げられる。その制御は、周知の制御であるため、説明を省略する。   In the flowchart of FIG. 4, only control related to charging control to the capacitive load 30 is shown, but the DCDC converter 10 performs power conversion other than charging control to the capacitive load 30. For example, there is a control in which the power supplied via the connection terminals 40a and 40b is stepped down and the secondary battery 20 is charged. Since the control is a well-known control, description thereof is omitted.

図5(a)は、第1モードで制御を行う際のPWM信号を示している。第1モードでは、第1PWM信号と第2PWM信号との位相差は、Ts/2差である。第1PWM信号と第2PWM信号は、共に、長さT1のON期間と、長さ(Ts−T1)のOFF期間とにより1制御周期が構成され、ON期間の長さT1は、Ts/2未満である。すなわち、T1/Tsにより示されるDuty値は、0.5未満である。したがって、第1モードでは、長さがT1の期間βと、長さが(Ts/2−T1)の期間γが交互に繰り返されることとなる。   FIG. 5A shows a PWM signal when control is performed in the first mode. In the first mode, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is a Ts / 2 difference. Both the first PWM signal and the second PWM signal form one control cycle by an ON period having a length T1 and an OFF period having a length (Ts−T1), and the length T1 of the ON period is less than Ts / 2. It is. That is, the duty value indicated by T1 / Ts is less than 0.5. Therefore, in the first mode, the period β having the length T1 and the period γ having the length (Ts / 2−T1) are alternately repeated.

第1モードでは、期間βにおいて容量負荷30への充電が行われるとともに、チョークコイル電流が増加する。一方、期間γでは、期間βにおいて増加したチョークコイル電流が回路中で消費される。なお、ON期間の長さT1は、期間γにおいてチョークコイル電流がゼロとなるように設定されている。   In the first mode, the capacitive load 30 is charged in the period β, and the choke coil current increases. On the other hand, in the period γ, the choke coil current increased in the period β is consumed in the circuit. The length T1 of the ON period is set so that the choke coil current becomes zero in the period γ.

図5(b)は、第2モードで制御を行う際のPWM信号を示している。第2モードでは、第1PWM信号と第2PWM信号との位相差は、Ts差である。第1PWM信号と第2PWM信号は、共に、長さT2hのON期間から開始し、長さ(Ts−T2h)のOFF期間により終了する第1制御周期と、長さT2lのON期間から開始し、長さ(Ts−T2l)のOFF期間により終了する第2制御周期とが交互に繰り返される。すなわち、第1PWM信号の長さT2hのON期間が開始されるタイミングと、第2PWM信号の長さT2lのON期間が開始されるタイミングとは同じタイミングであり、第1PWM信号の長さT2lのON期間が開始されるタイミングと、第2PWM信号の長さT2hのON期間が開始されるタイミングとは同じタイミングである。さらに、第1制御周期における第1Duty値であるT2h/Tsの値と、第2制御周期における第2Duty値であるT2l/Tsとの和は、1未満である。   FIG. 5B shows a PWM signal when performing control in the second mode. In the second mode, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is a Ts difference. Both the first PWM signal and the second PWM signal start from the ON period of length T2h, start from the OFF period of length (Ts−T2h), and start from the ON period of length T2l. The second control cycle that ends in the OFF period of the length (Ts−T2l) is alternately repeated. That is, the timing at which the ON period of the length T2h of the first PWM signal is started and the timing at which the ON period of the length T2l of the second PWM signal is started are the same timing, and the ON of the length T2l of the first PWM signal The timing when the period is started and the timing when the ON period of the length T2h of the second PWM signal is started are the same timing. Furthermore, the sum of the value of T2h / Ts, which is the first duty value in the first control cycle, and T21 / Ts, which is the second duty value in the second control cycle, is less than 1.

したがって、第2モードでは、1制御周期の間に長さがT2lの期間α、長さが(T2h−T2l)の期間β、長さが(Ts−T2h)の期間γの順に繰り返されることとなる。   Therefore, in the second mode, a period α having a length of T2l, a period β having a length of (T2h−T2l), and a period γ having a length of (Ts−T2h) are repeated in one control cycle. Become.

第2モードでは、期間αにおいて、チョークコイル電流が増加し、期間βにおいて、入力電圧Vinと、容量負荷電圧Vcを巻数比Nで除算した値との大小関係に基づいて、チョークコイル電流が増加若しくは減少する。そして、期間γにおいて、期間α及び期間βにおいて増加したチョークコイル電流、若しくは、期間βにおいゼロとならなかったチョークコイル電流が回路中で消費される。なお、ON期間の長さT2h及びT2lは、期間γにおいてチョークコイル電流がゼロとなるように設定されている。   In the second mode, the choke coil current increases in the period α, and the choke coil current increases in the period β based on the magnitude relationship between the input voltage Vin and the value obtained by dividing the capacitive load voltage Vc by the turn ratio N. Or decrease. In the period γ, the choke coil current increased in the period α and the period β or the choke coil current that has not become zero in the period β is consumed in the circuit. Note that the lengths T2h and T2l of the ON period are set so that the choke coil current becomes zero in the period γ.

図5(c)は、第3モードで制御を行う際のPWM信号を示している。第3モードでは、第1PWM信号と第2PWM信号との位相差は、Ts/2差である。第1PWM信号と第2PWM信号は、共に、長さT3のON期間と、長さ(Ts−T3)のOFF期間とにより、1制御周期が構成され、ON期間の長さT3は、制御周期の半分の長さであるTs/2より大きい。すなわち、T3/Tsにより示されるDuty値は、0.5より大きい。したがって、第3モードでは、長さが(T3−Ts/2)である期間αと、長さが(Ts−T3)である期間βとが、交互に繰り返されることとなる。   FIG. 5C shows a PWM signal when performing control in the third mode. In the third mode, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is a Ts / 2 difference. Both the first PWM signal and the second PWM signal have one control cycle composed of an ON period having a length T3 and an OFF period having a length (Ts−T3). It is larger than the half length Ts / 2. That is, the duty value indicated by T3 / Ts is greater than 0.5. Therefore, in the third mode, the period α whose length is (T3−Ts / 2) and the period β whose length is (Ts−T3) are alternately repeated.

第3モードでは、期間αにおいてチョークコイル電流が増加する。一方、期間βにおいて、チョークコイル電流が減少し、チョークコイル電流の減少に伴い、容量負荷30への充電が行われる。なお、ON期間の長さT3は、期間αにおけるチョークコイル電流の増加量と、期間βにおけるチョークコイル電流の減少量が等しくなるように設定されている。   In the third mode, the choke coil current increases in the period α. On the other hand, in the period β, the choke coil current is decreased, and charging of the capacitive load 30 is performed as the choke coil current decreases. Note that the length T3 of the ON period is set so that the increase amount of the choke coil current in the period α is equal to the decrease amount of the choke coil current in the period β.

第3モードにおけるDuty値であり、0.5より大きい値であるDuty3は、容量負荷30への充電の進行に伴って変更される。また、Duty3は、第2モードから第3モードへと切り替わった際には、0.5より大きい初期値であるDuty0に設定される。   The duty value in the third mode, which is a value larger than 0.5, is changed as the charging of the capacitive load 30 proceeds. Further, when the duty 3 is switched from the second mode to the third mode, the duty 3 is set to a duty 0 that is an initial value larger than 0.5.

第3モードでは、期間αにおける電流の増加量と、期間βにおける電流の減少量が等しくなる。したがって、上式(3)で表される、期間αにおける単位時間当たりの電流の増加量に、期間αの長さ(T3−Ts/2)を乗算した値と、上式(4)で表される、期間βにおける単位時間当たりの電流の増加量に、期間βの長さ(Ts−T3)を乗算した値との合計値はゼロとなるため、次式(5)が得られる。なお、この場合においては、容量負荷電圧Vcと出力電圧Voutが異なる場合を想定するため、上式(4)において、容量負荷電圧Vcを出力電圧Voutへと置換している。   In the third mode, the amount of increase in current during the period α is equal to the amount of decrease in current during the period β. Therefore, a value obtained by multiplying the amount of increase in current per unit time in the period α expressed by the above expression (3) by the length of the period α (T3−Ts / 2), and the expression expressed by the above expression (4). Since the total value of the increase amount of the current per unit time in the period β and the value obtained by multiplying the length of the period β (Ts−T3) becomes zero, the following expression (5) is obtained. In this case, since it is assumed that the capacitive load voltage Vc and the output voltage Vout are different, the capacitive load voltage Vc is replaced with the output voltage Vout in the above equation (4).

(T3−Ts/2)×Vin+(Ts−T3)×(Vin−Vout/N)=0…(5)
ここで、第3モードにおける、PWM信号のDuty値であるDuty3を用いて、上式(5)を変形すると、トランスTrの出力電圧Voutは、次式(6)で表される。
(T3−Ts / 2) × Vin + (Ts−T3) × (Vin−Vout / N) = 0 (5)
Here, when the above equation (5) is modified using the duty 3 of the PWM signal in the third mode, the output voltage Vout of the transformer Tr is represented by the following equation (6).

Vout=N×Vin/(2×(1−Duty3))…(6)
ここで、第2モードから第3モードへと切り替わった場合、出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとの間に乖離が生じていた場合、回路が抵抗の無い理想的な回路であると仮定すると、大きさが無限大の突入電流が生じることとなる。また、回路が理想的な回路でなくても、突入電流が生じるおそれがある。
Vout = N × Vin / (2 × (1-Duty3)) (6)
Here, when switching from the second mode to the third mode, if there is a divergence between the output voltage Vout and the capacitive load voltage Vc, assuming that the circuit is an ideal circuit without resistance, An inrush current of infinite magnitude will be generated. Even if the circuit is not an ideal circuit, an inrush current may occur.

そこで、第2モードから第3モードへと切り替わる条件である第1所定値V1について、第2モードから第3モードへと切り替わった際に、容量負荷電圧Vcの閾値である第1所定値V1と出力電圧Voutが等しくなるように、上述したDuty0を用いて次式(1)により設定する。   Therefore, when the first predetermined value V1, which is a condition for switching from the second mode to the third mode, is switched from the second mode to the third mode, the first predetermined value V1, which is the threshold value of the capacitive load voltage Vc, It sets by following Formula (1) using Duty0 mentioned above so that the output voltage Vout may become equal.

V1=N×Vin/(2×(1−Duty0))…(1)
すなわち、第2モードから第3モードへと切り替わる際の容量負荷電圧Vcの値である第1所定値V1と、トランスTrの出力電圧Voutが等しくなるようにする。
V1 = N × Vin / (2 × (1-Duty0)) (1)
That is, the first predetermined value V1, which is the value of the capacitive load voltage Vc when switching from the second mode to the third mode, is made equal to the output voltage Vout of the transformer Tr.

ここで、上述したように、第3モードにおけるDuty値であるDuty3の値は、容量負荷30の充電の進行に伴って変更される。そのため、Duty3の値の変更に伴い、出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとの間に乖離が生じた場合、回路が抵抗の無い理想的な回路であると仮定すると、大きさが無限大の突入電流が生じることとなる。また、回路が理想的な回路でなくても、突入電流が生じるおそれがある。そのため、上式(6)について、式を変形し、出力電圧Voutを容量負荷電圧Vcへと置換する。そして、得られた次式(2)によりDuty3の値を設定する。   Here, as described above, the value of Duty3 that is the duty value in the third mode is changed as the charging of the capacitive load 30 proceeds. Therefore, if there is a divergence between the output voltage Vout and the capacitive load voltage Vc due to the change in the value of Duty3, assuming that the circuit is an ideal circuit without resistance, an infinite magnitude is entered. An electric current will be generated. Even if the circuit is not an ideal circuit, an inrush current may occur. Therefore, the above expression (6) is modified to replace the output voltage Vout with the capacitive load voltage Vc. Then, the value of Duty3 is set by the following equation (2) obtained.

Duty3=1−N×Vin/(2×Vc)…(2)
すなわち、容量負荷電圧VcとトランスTrの出力電圧Voutが等しくなるようにDuty3を設定する。
Duty3 = 1−N × Vin / (2 × Vc) (2)
That is, Duty3 is set so that the capacitive load voltage Vc and the output voltage Vout of the transformer Tr are equal.

なお、容量負荷電圧Vcの初期値及び目標値によっては、第1〜第3モードのすべてが行われるわけではない。すなわち、容量負荷電圧Vcの初期値が第2所定値V2以下であり、且つ、容量負荷電圧Vcの目標値が第1所定値V1より大きい場合にのみ、第1〜第3モードにより、充電が行われる。一方、容量負荷電圧Vcの初期値が第2所定値V2以下でない場合、及び/又は、容量負荷電圧Vcの目標値が第1所定値V1以下の場合には、以下の制御が行われる。   Note that not all of the first to third modes are performed depending on the initial value and the target value of the capacitive load voltage Vc. That is, only when the initial value of the capacitive load voltage Vc is equal to or lower than the second predetermined value V2 and the target value of the capacitive load voltage Vc is larger than the first predetermined value V1, the charging is performed in the first to third modes. Done. On the other hand, when the initial value of the capacitive load voltage Vc is not less than or equal to the second predetermined value V2, and / or when the target value of the capacitive load voltage Vc is less than or equal to the first predetermined value V1, the following control is performed.

・容量負荷電圧Vcの目標値が、第2所定値V2以下である場合には、第1モードで充電を開始し、第2モード及び第3モードへ移行せず、第1モードで充電を終了する。   When the target value of the capacitive load voltage Vc is equal to or lower than the second predetermined value V2, charging is started in the first mode, and the charging is terminated in the first mode without shifting to the second mode and the third mode. To do.

・容量負荷電圧Vcの初期値が、第2所定値以下であり、容量負荷電圧Vcの目標値が、第2所定値V2より大きく、第1所定値V1以下である場合には、第1モードで充電を開始し、第3モードへ移行せず、第2モードで充電を終了する。   When the initial value of the capacitive load voltage Vc is less than or equal to the second predetermined value and the target value of the capacitive load voltage Vc is greater than the second predetermined value V2 and less than or equal to the first predetermined value V1, the first mode The charging is started, and the charging is terminated in the second mode without shifting to the third mode.

・容量負荷電圧Vcの初期値が、第2所定値V2より大きく、第1所定値V1以下であり、容量負荷電圧Vcの目標値が、第2所定値V2より大きく、第1所定値V1以下である場合には、第1モードを経ず、第2モードで充電を開始し、第3モードへ移行せず、第2モードで充電を終了する。   The initial value of the capacitive load voltage Vc is greater than the second predetermined value V2 and not greater than the first predetermined value V1, and the target value of the capacitive load voltage Vc is greater than the second predetermined value V2 and not greater than the first predetermined value V1. If not, charging is started in the second mode without passing through the first mode, and charging is terminated in the second mode without shifting to the third mode.

・容量負荷電圧Vcの初期値が、第2所定値V2より大きく、第1所定値V1以下であり、容量負荷電圧Vcの目標値が、第1所定値V1より大きい場合には、第1モードを経ず、第2モードで充電を開始し、第3モードで充電を終了する。   When the initial value of the capacitive load voltage Vc is greater than the second predetermined value V2 and equal to or less than the first predetermined value V1, and the target value of the capacitive load voltage Vc is greater than the first predetermined value V1, the first mode Without charging, charging is started in the second mode, and charging is ended in the third mode.

・容量負荷電圧Vcの初期値が、第1所定値V1より大きい値である場合には、第1モード及び第2モードを経ず、第3モードで充電を開始し、第3モードで充電を終了する。   When the initial value of the capacitive load voltage Vc is larger than the first predetermined value V1, charging is started in the third mode without passing through the first mode and the second mode, and charging is performed in the third mode. finish.

上記構成により、本実施形態は、以下の効果を奏する。   With this configuration, the present embodiment has the following effects.

・容量負荷30への充電の開始時等、容量負荷電圧Vcが小さい場合において、第1モードの制御を行うことにより、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2のいずれか一方がOFFである期間βと、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2が共にOFFである期間γとを設けている。そのため、期間βにおいて増加したチョークコイル11の電流を、期間γで減少させることができる。よって、チョークコイル11に流れる電流が増加し続けることを防ぐことができ、ひいては、DCDCコンバータ10の劣化及び故障を抑制することができる。   -When the capacitive load voltage Vc is small, such as when charging of the capacitive load 30 is started, by performing the control in the first mode, one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is OFF. A period β and a period γ in which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are OFF are provided. Therefore, the current of the choke coil 11 increased in the period β can be decreased in the period γ. Therefore, it can prevent that the electric current which flows into the choke coil 11 continues increasing, and can suppress the deterioration and failure of the DCDC converter 10 by extension.

・容量負荷電圧Vcが第2所定値V2より大きくなった場合において、第2モードの制御を行うことにより、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2が共にONである期間αと、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2のいずれか一方がOFFである期間βと、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2が共にOFFである期間γとを設けている。そのため、期間αでチョークコイル11に流れる電流を大きくすることができ、容量負荷30への充電速度を向上させることができる。また、期間γでチョークコイル11の電流を減少させることができる。よって、チョークコイル11に流れる電流が増加し続けることを防ぐことができ、ひいては、DCDCコンバータ10の劣化及び故障を抑制することができる。   When the capacitive load voltage Vc is greater than the second predetermined value V2, by performing the second mode control, a period α in which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are ON, and the first A period β in which one of the switching element Q1 and the second switching element Q2 is OFF and a period γ in which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are OFF are provided. Therefore, the current flowing through the choke coil 11 in the period α can be increased, and the charging speed to the capacitive load 30 can be improved. In addition, the current of the choke coil 11 can be reduced in the period γ. Therefore, it can prevent that the electric current which flows into the choke coil 11 continues increasing, and can suppress the deterioration and failure of the DCDC converter 10 by extension.

・容量負荷30への充電が進行した場合等、容量負荷電圧Vcが第1所定値V1より大きくなった場合には、第3モードの制御を行うことにより、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2が共にONである期間αと、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2のいずれか一方がONである期間βを設けている。したがって、期間αにおいてチョークコイル11に流れる電流を増加させることができ、期間βにおいて、チョークコイル11に流れる電流を減少させることにより、充電が進行した容量負荷30への充電を迅速に行うことができる。   When the capacitive load voltage Vc becomes larger than the first predetermined value V1, such as when charging to the capacitive load 30 proceeds, the first switching element Q1 and the second switching are performed by performing the control in the third mode. A period α in which both the elements Q2 are ON and a period β in which one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is ON are provided. Therefore, it is possible to increase the current flowing through the choke coil 11 during the period α, and to reduce the current flowing through the choke coil 11 during the period β to quickly charge the capacitive load 30 that has been charged. it can.

・容量負荷電圧Vcが第1所定値V1を超えた際に、トランスTrの出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとに差が生じていた場合、回路が抵抗値を有しない理想的な回路であると仮定すると、突入電流が生じるおそれがあり、これにより回路の破壊につながる可能性が高まる。本実施形態では、容量負荷電圧Vcが第1所定値V1を超えた際に、出力電圧Voutが容量負荷電圧Vcと等しくなるように第1所定値V1を設定しているため、トランスTrの出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとの間に電位差が生じず、それにより、突入電流の発生を抑制することができる。   If the difference between the output voltage Vout of the transformer Tr and the capacitive load voltage Vc occurs when the capacitive load voltage Vc exceeds the first predetermined value V1, the circuit is an ideal circuit having no resistance value. Assuming that, inrush current may occur, which increases the possibility of circuit destruction. In the present embodiment, since the first predetermined value V1 is set so that the output voltage Vout becomes equal to the capacitive load voltage Vc when the capacitive load voltage Vc exceeds the first predetermined value V1, the output of the transformer Tr There is no potential difference between the voltage Vout and the capacitive load voltage Vc, thereby suppressing the occurrence of inrush current.

・第3モードで制御を行う場合に、トランスTrの出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとに差が生じていた場合、回路が抵抗値を有しない理想的な回路であると仮定すると、突入電流が生じるおそれがあり、これにより回路の破壊につながる可能性が高まる。本実施形態では、第3モードで制御を行う場合に、出力電圧Voutが容量負荷電圧Vcと等しくなるようにDuty3を設定しているため、トランスTrの出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとの間に電位差が生じず、それにより、突入電流の発生を抑制することができる。   When performing control in the third mode, if there is a difference between the output voltage Vout of the transformer Tr and the capacitive load voltage Vc, it is assumed that the circuit is an ideal circuit having no resistance value. This may increase the possibility of circuit destruction. In the present embodiment, when the control is performed in the third mode, the duty 3 is set so that the output voltage Vout becomes equal to the capacitive load voltage Vc, and therefore, between the output voltage Vout of the transformer Tr and the capacitive load voltage Vc. Thus, no potential difference is generated, so that inrush current can be suppressed.

<第2実施形態>
本実施形態に係る電力変換装置は、第1実施形態に係る電力変換装置と同様の回路であり、その制御方法が異なっている。本実施形態に係る電力変換装置では、第2モードでの制御を実施せず、第1モードで容量負荷電圧Vcが第1所定値V1となるまで充電を行い、容量負荷電圧Vcが第1所定値V1より大きくなれば、第3モードで充電を行う。ここで、第1所定値V1、及び、第3モードにおけるDuty値であるDuty3の値は、第1実施形態と同様に設定される。
Second Embodiment
The power conversion device according to the present embodiment is a circuit similar to the power conversion device according to the first embodiment, and the control method thereof is different. In the power conversion device according to the present embodiment, the control in the second mode is not performed, charging is performed until the capacitive load voltage Vc reaches the first predetermined value V1 in the first mode, and the capacitive load voltage Vc is the first predetermined value. If it becomes larger than value V1, it will charge in 3rd mode. Here, the first predetermined value V1 and the value of Duty3, which is the duty value in the third mode, are set in the same manner as in the first embodiment.

なお、容量負荷電圧Vcの初期値及び目標値によっては、第1モード及び第3モードが共に行われるわけではない。すなわち、容量負荷電圧Vcの初期値が第1所定値V1以下であり、且つ、容量負荷電圧Vcの目標値が第1所定値V1より大きい場合にのみ、第1モード及び第3モードにより、充電が行われる。一方、容量負荷電圧Vcの初期値が第1所定値V1より大きい場合、又は、容量負荷電圧Vcの目標値が第1所定値V1以下の場合には、以下の制御が行われる。   Note that both the first mode and the third mode are not performed depending on the initial value and the target value of the capacitive load voltage Vc. That is, charging is performed in the first mode and the third mode only when the initial value of the capacitive load voltage Vc is equal to or less than the first predetermined value V1 and the target value of the capacitive load voltage Vc is greater than the first predetermined value V1. Is done. On the other hand, when the initial value of the capacitive load voltage Vc is larger than the first predetermined value V1, or when the target value of the capacitive load voltage Vc is equal to or lower than the first predetermined value V1, the following control is performed.

・容量負荷電圧Vcの初期値が、第1所定値V1より大きい値である場合には、第1モードを経ず、第3モードで充電を開始し、第3モードで充電を終了する。   When the initial value of the capacitive load voltage Vc is larger than the first predetermined value V1, charging is started in the third mode without passing through the first mode, and charging is ended in the third mode.

・容量負荷電圧Vcの目標値が、第1所定値V1以下であった場合には、第1モードで充電を開始し、第3モードへ移行せず、第1モードで充電を終了する。   When the target value of the capacitive load voltage Vc is equal to or less than the first predetermined value V1, charging is started in the first mode, and the charging is terminated in the first mode without shifting to the third mode.

上記構成により、本実施形態に係る電力変換装置は、第1実施形態に係る電力変換装置に準じた効果を奏する。   With the configuration described above, the power conversion device according to the present embodiment has an effect similar to that of the power conversion device according to the first embodiment.

<第3実施形態>
図6は、第3実施形態に係る電力変換装置の回路図を示している。本実施形態に係る電力変換装置は、第1実施形態に係る電力変換装置と同様に、DCDCコンバータ10と、DCDCコンバータ10の入力端に接続された直流電源である二次電池20と、DCDCコンバータ10の出力端に並列接続された容量負荷30(平滑コンデンサ)と、DCDCコンバータ10の出力端に設けられた接続端子40a、40bとを含んでいる。
<Third Embodiment>
FIG. 6 shows a circuit diagram of the power conversion device according to the third embodiment. The power conversion device according to the present embodiment is similar to the power conversion device according to the first embodiment. The DCDC converter 10, the secondary battery 20 that is a DC power source connected to the input terminal of the DCDC converter 10, and the DCDC converter 10 includes a capacitive load 30 (smoothing capacitor) connected in parallel to the output terminal of 10 and connection terminals 40 a and 40 b provided at the output terminal of the DCDC converter 10.

DCDCコンバータ10は、チョークコイル11と、トランスTrと、ブリッジ回路14と、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2とを備えている。   The DCDC converter 10 includes a choke coil 11, a transformer Tr, a bridge circuit 14, a first switching element Q1, and a second switching element Q2.

トランスTrは、互いに磁気的に結合した第1コイルL1と第2コイルL2とにより構成され、第1コイルL1は、センタータップ13を有している。第2コイルL2は、ブリッジ回路14、及び、DCDCコンバータ10の出力端を介して、容量負荷30に接続されている。   The transformer Tr is composed of a first coil L1 and a second coil L2 that are magnetically coupled to each other, and the first coil L1 has a center tap 13. The second coil L2 is connected to the capacitive load 30 via the bridge circuit 14 and the output terminal of the DCDC converter 10.

第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2はMOSFETであり、第1コイルL1の両端は、それぞれ、第1スイッチング素子Q1のドレイン、第2スイッチング素子Q2のドレインに接続されている。一方、第1スイッチング素子Q1のソース及び第2スイッチング素子Q2のソースは、共に、所定接続点12に接続されている。また、所定接続点12は、DCDCコンバータ10の入力端を介して、二次電池20の負極に接続されている。チョークコイル11の入力端は、DCDCコンバータ10の入力端を介して二次電池20の正極に接続され、チョークコイル11の出力端は、センタータップ13に接続されている。なお、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2は、それぞれ、逆方向に並列接続された第1寄生ダイオードD1、第2寄生ダイオードD2を有している。   The first switching element Q1 and the second switching element Q2 are MOSFETs, and both ends of the first coil L1 are connected to the drain of the first switching element Q1 and the drain of the second switching element Q2, respectively. On the other hand, the source of the first switching element Q1 and the source of the second switching element Q2 are both connected to the predetermined connection point 12. The predetermined connection point 12 is connected to the negative electrode of the secondary battery 20 via the input end of the DCDC converter 10. The input end of the choke coil 11 is connected to the positive electrode of the secondary battery 20 via the input end of the DCDC converter 10, and the output end of the choke coil 11 is connected to the center tap 13. The first switching element Q1 and the second switching element Q2 each have a first parasitic diode D1 and a second parasitic diode D2 that are connected in parallel in opposite directions.

本実施形態に係る電力変換装置では、第1実施形態に係る電力変換装置の制御と同様の制御、又は、第2実施形態に係る電力変換装置の制御と同様の制御が行われる。そして、第1実施形態に係る電力変換装置と同様の効果、又は、第2実施形態に係る電力変換装置と同様の効果を奏する。   In the power conversion device according to the present embodiment, the same control as the control of the power conversion device according to the first embodiment or the same control as the control of the power conversion device according to the second embodiment is performed. And there exists an effect similar to the power converter device which concerns on 1st Embodiment, or the power converter device which concerns on 2nd Embodiment.

<第4実施形態>
本実施形態に係る電力変換装置は、第1実施形態又は第3実施形態に係る電力変換装置と同様の回路を用いており、第1モードにおけるDuty値の設定方法と、第2モードにおけるDuty値の設定方法とをより具体化している。本実施形態では、チョークコイル電流について、DCDCコンバータ10の劣化等のおそれが少なく許容することができる最大値として、第1モードについて第1許容最大値Imax1を設けており、第2モードについて第2許容最大値Imax2を設けている。この第1許容最大値Imax1及び第2許容最大値Imax2は、図示しないメモリ等に記憶されている。
<Fourth embodiment>
The power conversion device according to the present embodiment uses a circuit similar to that of the power conversion device according to the first embodiment or the third embodiment, and the duty value setting method in the first mode and the duty value in the second mode. The setting method is more concrete. In the present embodiment, the first allowable maximum value Imax1 is provided for the first mode as the maximum value that can be tolerated for the choke coil current with little risk of deterioration of the DCDC converter 10, and the second for the second mode. An allowable maximum value Imax2 is provided. The first allowable maximum value Imax1 and the second allowable maximum value Imax2 are stored in a memory (not shown) or the like.

図7は、第1モードにおけるDuty値と第1許容最大値Imax1との関係を示している。上式(4)で表される期間βにおける単位時間当たりの電流の増加量ΔIに、期間βの長さT1、すなわち、制御周期であるTsとDuty値であるDuty1との積を乗算した値が、第1許容最大値Imax1となるように、次式(7)によりDuty1を設定する。なお、このとき、期間βにおいて、入力電圧Vin、容量負荷電圧Vc、及び、チョークコイルの自己インダクタンスであるLは、一定であると見なしている。   FIG. 7 shows the relationship between the duty value and the first allowable maximum value Imax1 in the first mode. A value obtained by multiplying the increase amount ΔI of current per unit time in the period β expressed by the above formula (4) by the product of the length T1 of the period β, that is, the control period Ts and the duty value Duty1. However, Duty1 is set by the following equation (7) so that the first allowable maximum value Imax1 is obtained. At this time, in the period β, the input voltage Vin, the capacitive load voltage Vc, and L that is the self-inductance of the choke coil are considered to be constant.

Duty1=Imax1×L/{Ts(Vin−Vc/N)}…(7)
したがって、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とのいずれか一方をONとした後、期間βの長さT1経過後に、チョークコイル電流が第1許容最大値Imax1となる。
Duty1 = Imax1 × L / {Ts (Vin−Vc / N)} (7)
Accordingly, after either one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is turned ON, the choke coil current becomes the first allowable maximum value Imax1 after the length T1 of the period β has elapsed.

図8は、第2モードにおけるDuty値と第2許容最大値Imax2とを示している。第2モードでは、期間αにおけるチョークコイル電流の増加量と、期間βにおけるチョークコイル電流の増加量との合計が、第2許容最大値Imax2となるように、期間αにおけるDuty値であるDuty2lと、期間αと期間βとの合算値に対応するDuty値であるDuty2hとを設定する。   FIG. 8 shows the duty value and the second allowable maximum value Imax2 in the second mode. In the second mode, the duty value in the period α is set to Duty2l so that the sum of the increase amount of the choke coil current in the period α and the increase amount of the choke coil current in the period β becomes the second allowable maximum value Imax2. , Duty2h which is a Duty value corresponding to the sum of the period α and the period β is set.

期間αにおけるチョークコイル電流の増加量は、上式(3)で表される期間αにおける単位時間当たりの電流の増加量ΔIに、期間αの長さT2lを乗算した値となる。このとき、期間αの長さT2lは、制御周期であるTsとDuty値であるDuty2lとの積として表される。そのため、期間αにおけるチョークコイル電流の増加量が第2許容最大値Imax2よりも小さくなるように、Duty2lを次式(8)により設定する。   The increase amount of the choke coil current in the period α is a value obtained by multiplying the increase amount ΔI of the current per unit time in the period α expressed by the above equation (3) by the length T2l of the period α. At this time, the length T2l of the period α is expressed as a product of Ts that is a control cycle and Duty2l that is a duty value. Therefore, Duty2l is set by the following equation (8) so that the increase amount of the choke coil current in the period α is smaller than the second allowable maximum value Imax2.

Duty2l<Imax2×L/(Ts×Vin)…(8)
一方、期間βにおけるチョークコイル電流の増加量は、上式(4)で表される期間βにおける単位時間当たりの電流の増加量ΔIに、期間βの長さ(T2h−T2l)を乗算した値となる。このとき、期間βの長さT2hは、制御周期であるTsと、Duty値の差分(Duty2h−Duty2l)との積として表される。そして、期間αにおけるチョークコイル電流の増加量と、期間βにおけるチョークコイル電流の増加量との合計値が、第2許容最大値Imax2となるように、次式(9)により、Duty2hを設定する。このとき、上式(8)で設定したDuty2lを用いる。なお、期間α及び期間βにおいて、入力電圧Vin、容量負荷電圧Vc、及び、チョークコイルの自己インダクタンスであるLは、一定であると見なしている。
Duty2l <Imax2 × L / (Ts × Vin) (8)
On the other hand, the increase amount of the choke coil current in the period β is a value obtained by multiplying the increase amount ΔI of the current per unit time in the period β expressed by the above equation (4) by the length of the period β (T2h−T2l). It becomes. At this time, the length T2h of the period β is expressed as a product of Ts that is the control cycle and the difference between the duty values (Duty2h−Duty2l). Then, Duty2h is set by the following equation (9) so that the total value of the increase amount of the choke coil current in the period α and the increase amount of the choke coil current in the period β becomes the second allowable maximum value Imax2. . At this time, Duty2l set by the above equation (8) is used. Note that in the period α and the period β, the input voltage Vin, the capacitive load voltage Vc, and L that is the self-inductance of the choke coil are considered to be constant.

Duty2h=(Imax2×L−Vc×Duty2l×Ts/N)/{Ts(Vin−Vc)/N}…(9)
したがって、第2モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とを共にONとした後、期間αと期間βとの合計の長さT2h経過後に、チョークコイル電流が第2許容最大値Imax2となる。
Duty2h = (Imax2 × L−Vc × Duty2l × Ts / N) / {Ts (Vin−Vc) / N} (9)
Accordingly, in the second mode, after both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned on, the choke coil current is set to the second allowable maximum value after the total length T2h of the period α and the period β has elapsed. Imax2.

なお、第1許容最大値Imax1と第2許容最大値Imax2とは、同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。また、本実施形態を、第2実施形態に係る電力変換装置に適用した場合には、第1モードの制御について、上述したDuty1の設定を行えばよい。   Note that the first allowable maximum value Imax1 and the second allowable maximum value Imax2 may be the same value or different values. Moreover, when this embodiment is applied to the power converter device which concerns on 2nd Embodiment, what is necessary is just to set Duty1 mentioned above about control of a 1st mode.

本実施形態に係る電力変換装置は、上記構成により、第1〜3実施形態に係る電力変換装置が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。   In addition to the effect which the power converter device which concerns on 1st-3rd embodiment show | plays, the power converter device which concerns on this embodiment has the following effects by the said structure.

・第1モード、第2モードのそれぞれにおいて、チョークコイル電流が第1許容最大値Imax1、第2許容最大値Imax2を超えないように、Duty値であるDuty1、Duty2l、Duty2hを設定している。ゆえに、チョークコイル電流が過剰に増加することがなく、DCDCコンバータ10の劣化や故障を抑制することができる。   In each of the first mode and the second mode, the duty values Duty1, Duty2l, and Duty2h are set so that the choke coil current does not exceed the first allowable maximum value Imax1 and the second allowable maximum value Imax2. Therefore, the choke coil current does not increase excessively, and deterioration and failure of the DCDC converter 10 can be suppressed.

<第5実施形態>
本実施形態に係る電力変換装置は、第1実施形態又は第3実施形態に係る電力変換装置と同様の回路を用いており、その制御方法が異なっている。本実施形態に係る電力変換装置では、第1実施形態と同様に第1〜第3モードの制御を行うものの、各モードにおける制御信号が異なっている。
<Fifth Embodiment>
The power conversion device according to the present embodiment uses the same circuit as the power conversion device according to the first embodiment or the third embodiment, and the control method is different. In the power conversion device according to the present embodiment, control in the first to third modes is performed as in the first embodiment, but the control signals in the respective modes are different.

図9(a)は、本実施形態における第1モードの制御信号を示している。第1モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とのそれぞれに、制御周期Tsが共通しており、互いに制御周期Tsの半周期の位相差をもつ制御信号を送信する。なお、制御信号は、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2のそれぞれに対して、ON状態とOFF状態との一方を指示する、ON信号とOFF信号の一方である。   FIG. 9A shows a control signal in the first mode in the present embodiment. In the first mode, each of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 has a common control cycle Ts, and transmits a control signal having a phase difference of a half cycle of the control cycle Ts. The control signal is one of an ON signal and an OFF signal that instructs one of the ON state and the OFF state for each of the first switching element Q1 and the second switching element Q2.

第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の制御信号は、それぞれ、制御周期Tsの半周期において、長さT1(<Ts/4)のON期間と、長さ(Ts/4−T1)のOFF期間とが交互に2回ずつ繰り返される。続く半周期(第1所定期間)では、OFF状態が継続される。   The control signals of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 respectively have an ON period of length T1 (<Ts / 4) and a length (Ts / 4-T1) in a half cycle of the control cycle Ts. The OFF period is alternately repeated twice. In the subsequent half cycle (first predetermined period), the OFF state is continued.

すなわち、第1モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方のOFF状態を継続し、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の他方のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す制御を行う。こうすることにより、第1実施形態と同様に、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方がONであり、他方がOFFである期間βと、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の両方がOFFである期間γとが、交互に繰り返されるものとすることができる。   That is, in the first mode, one OFF state of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is continued, and the other ON state and OFF state of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are alternately switched. Repeat the control. By doing so, similarly to the first embodiment, the period β in which one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is ON and the other is OFF, and the first switching element Q1 and the second switching element. The period γ in which both the elements Q2 are OFF can be alternately repeated.

図9(b)は、本実施形態における第2モードの制御信号を示している。第2モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とのそれぞれに、制御周期Tsが共通しており、互いに制御周期Tsの半周期の位相差をもつ制御信号を送信する。   FIG. 9B shows a control signal in the second mode in the present embodiment. In the second mode, each of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 has a common control cycle Ts and transmits a control signal having a phase difference of a half cycle of the control cycle Ts.

第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の制御信号は、それぞれ、制御周期Tsの半周期において、長さT2h(<Ts/4)のON期間と、長さ(Ts/4−T2h)のOFF期間とが交互に2回ずつ繰り返される。続く半周期(第1所定期間)では、長さT2l(<Ts/4)のON期間と、長さ(Ts/4−T2l)のOFF期間とが交互に2回ずつ繰り返される。このとき、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の制御信号のそれぞれにおいて、長さT2hのON期間が開始されるタイミングと、長さT2lのON期間が開始されるタイミングとは、互いにTs/2周期ずれている。したがって、第1スイッチング素子Q1のON期間が開始されるタイミングと、第2スイッチング素子Q2のON期間が開始されるタイミングとは、一致する。   The control signals of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 respectively have an ON period of length T2h (<Ts / 4) and a length (Ts / 4−T2h) in the half cycle of the control period Ts. The OFF period is alternately repeated twice. In the subsequent half cycle (first predetermined period), the ON period of length T2l (<Ts / 4) and the OFF period of length (Ts / 4-T2l) are alternately repeated twice. At this time, in each of the control signals of the first switching element Q1 and the second switching element Q2, the timing at which the ON period of length T2h is started and the timing at which the ON period of length T2l is started are mutually Ts. / 2 periods shifted. Therefore, the timing at which the ON period of the first switching element Q1 is started coincides with the timing at which the ON period of the second switching element Q2 is started.

こうすることにより、第1実施形態と同様に、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の両方がONである期間αと、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方がONであり、他方がOFFである期間βと、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の両方がOFFである期間γとが、順に繰り返されるものとすることができる。   By doing so, as in the first embodiment, the period α in which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are ON, and one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is ON. The period β in which the other is OFF and the period γ in which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are OFF can be sequentially repeated.

図9(c)は、本実施形態における第3モードの制御信号を示している。第3モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とのそれぞれに、制御周期Tsが共通しており、互いに制御周期Tsの半周期の位相差をもつ制御信号を送信する。   FIG. 9C shows a control signal in the third mode in the present embodiment. In the third mode, each of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 has a common control cycle Ts and transmits a control signal having a phase difference of a half cycle of the control cycle Ts.

第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の制御信号は、それぞれ、制御周期Tsの半周期において、長さT3’(<Ts/4)のON期間と、長さ(Ts/4−T3’)のOFF期間とが交互に2回ずつ繰り返される。続く半周期(第1所定期間)では、OFF状態が継続される。   The control signals of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are respectively the ON period of length T3 ′ (<Ts / 4) and the length (Ts / 4−T3 ′) in the half cycle of the control period Ts. ) And the OFF period are repeated twice. In the subsequent half cycle (first predetermined period), the OFF state is continued.

すなわち、第3モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方のON状態を継続し、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の他方のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す制御を行う。こうすることにより、第1実施形態と同様に、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2が共にONである期間αと、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方がONであり、他方がOFFである期間βとが、交互に繰り返されるものとすることができる。   That is, in the third mode, the ON state of one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is continued, and the other ON state and OFF state of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are alternated. Repeat the control. By doing so, as in the first embodiment, the period α in which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are ON, and one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is ON. Yes, and the period β in which the other is OFF can be alternately repeated.

なお、第1〜第3モードにおいて、1/2制御周期において、ON期間をそれぞれ2回ずつ設けるものとしているが、3回以上設けるものとしてもよい。   In the first to third modes, the ON period is provided twice each in the 1/2 control cycle, but may be provided three times or more.

加えて、第1〜第3モードにおける第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2のON期間の長さは、第1実施形態と同様に設定すればよい。また、第1モード及び第2モードにおける第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2のON期間の長さは、第4実施形態と同様に設定してもよい。   In addition, the length of the ON period of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 in the first to third modes may be set in the same manner as in the first embodiment. Further, the lengths of the ON periods of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 in the first mode and the second mode may be set similarly to the fourth embodiment.

また、第2実施形態のごとく、第1、第3モードの制御のみを実施し、第2モードを実施しないものとしてもよい。   Further, as in the second embodiment, only the control in the first and third modes may be performed, and the second mode may not be performed.

上記構成により、本実施形態に係る電力変換装置は、上記各実施形態に準ずる効果を奏する。   With the above configuration, the power conversion device according to the present embodiment has an effect similar to that of each of the above embodiments.

<第6実施形態>
本実施形態に係る電力変換装置は、第1実施形態又は第3実施形態に係る電力変換装置と同様の回路を用いており、その制御方法が異なっている。本実施形態に係る電力変換装置では、第1実施形態と同様に第1〜第3モードの制御を行うものの、各モードにおける制御信号が異なっている。
<Sixth Embodiment>
The power conversion device according to the present embodiment uses the same circuit as the power conversion device according to the first embodiment or the third embodiment, and the control method is different. In the power conversion device according to the present embodiment, control in the first to third modes is performed as in the first embodiment, but the control signals in the respective modes are different.

図10(a)〜(c)は、それぞれ、本実施形態における第1〜第3モードの制御信号を示している。   FIGS. 10A to 10C show control signals in the first to third modes in the present embodiment, respectively.

図10(a)に示すように、第1モードでは、t0〜t2の所定期間(第1所定期間)において、第2スイッチング素子Q2のOFF状態を継続し、第1スイッチング素子Q1のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す。また、t1〜t4の所定期間(第1所定期間)は、第1スイッチング素子Q1のOFF状態を継続し、第2スイッチング素子Q2のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す。さらに、t3〜t5の所定期間(第1所定期間)は、第2スイッチング素子Q2のOFF状態を継続し、第1スイッチング素子Q1のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す。   As shown in FIG. 10A, in the first mode, the OFF state of the second switching element Q2 is continued in the predetermined period (first predetermined period) from t0 to t2, and the ON state of the first switching element Q1 is The OFF state is repeated alternately. Further, during the predetermined period (first predetermined period) from t1 to t4, the OFF state of the first switching element Q1 is continued, and the ON state and the OFF state of the second switching element Q2 are alternately repeated. Furthermore, the OFF state of the 2nd switching element Q2 is continued for the predetermined period (1st predetermined period) of t3-t5, and the ON state and OFF state of the 1st switching element Q1 are repeated alternately.

このとき、第1スイッチング素子Q1のOFF状態を継続する所定期間と、第2スイッチング素子Q2のOFF状態を継続する所定期間とは、同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。また、第1スイッチング素子Q1のOFF状態を継続する所定期間のそれぞれについても、同じ長さであっても、異なる長さであってもよい。第2スイッチング素子Q2についても同様である。加えて、一方をOFF状態としている間における、他方のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す回数は、何回でもよく、また、それぞれは、同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。例えば、図10(a)におけるt0〜t2の所定期間(第1所定期間)に、第1スイッチング素子Q1を1回ないし2回ON状態としてもよく、t1〜t4の所定期間(第1所定期間)に、第2スイッチング素子Q2を複数回ON状態としてもよい。   At this time, the predetermined period for continuing the OFF state of the first switching element Q1 and the predetermined period for continuing the OFF state of the second switching element Q2 may be the same length or different lengths. Good. Also, each of the predetermined periods in which the first switching element Q1 is kept in the OFF state may have the same length or different lengths. The same applies to the second switching element Q2. In addition, the number of times of alternately repeating the ON state and the OFF state of the other while one of them is in the OFF state may be any number, and each may be the same length or a different length. There may be. For example, the first switching element Q1 may be turned on once or twice during a predetermined period (first predetermined period) from t0 to t2 in FIG. 10A, and a predetermined period (first predetermined period) from t1 to t4. ), The second switching element Q2 may be turned on a plurality of times.

すなわち、第1モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方のOFF状態を継続し、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の他方のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す制御を行う。こうすることにより、第1実施形態と同様に、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方がONであり、他方がOFFである期間βと、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の両方がOFFである期間γとが、交互に繰り返されるものとすることができる。   That is, in the first mode, one OFF state of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is continued, and the other ON state and OFF state of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are alternately switched. Repeat the control. By doing so, similarly to the first embodiment, the period β in which one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is ON and the other is OFF, and the first switching element Q1 and the second switching element. The period γ in which both the elements Q2 are OFF can be alternately repeated.

図10(b)に示すように、第2モードでは、t0において第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2を共にONとし、t1において、第2スイッチング素子Q2をOFFとし、t2において、第1スイッチング素子Q1をOFFとする。このOFF期間はt3まで継続される。したがって、t0〜t1は、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2が共にONである期間αとなり、t1〜t2は、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方のみがONである期間βとなり、t2〜t3は、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2が共にOFFである期間γとなる。同様に、t3において第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2を共にONとし、t4において、第2スイッチング素子Q2をOFFとし、t5において、第1スイッチング素子Q1をOFFとする。このOFF期間はt6まで継続される。   As shown in FIG. 10B, in the second mode, both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned on at t0, the second switching element Q2 is turned off at t1, and the first switching element is turned on at t2. The switching element Q1 is turned off. This OFF period continues until t3. Therefore, t0 to t1 is a period α in which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are ON, and t1 to t2 are only one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 being ON. It becomes a certain period β, and t2 to t3 become a period γ in which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are OFF. Similarly, both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned on at t3, the second switching element Q2 is turned off at t4, and the first switching element Q1 is turned off at t5. This OFF period continues until t6.

続いて、t6において第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2を共にONとし、t7において、第1スイッチング素子Q1をOFFとし、t8において、第2スイッチング素子Q2をOFFとする。ゆえに、T7〜t8の期間βでは、ON状態であるスイッチング素子が、t1〜t2の期間β及びt4〜t5の期間βと、異なっている。   Subsequently, both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned on at t6, the first switching element Q1 is turned off at t7, and the second switching element Q2 is turned off at t8. Therefore, in the period β from T7 to t8, the switching elements in the ON state are different from the period β from t1 to t2 and the period β from t4 to t5.

なお、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の一方を、常に先にOFFとする制御をおこなってもよい。   In addition, you may perform control which always turns off one of the 1st switching element Q1 and the 2nd switching element Q2 first.

すなわち、第2モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とを共にONとする制御と、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とを共にONとする制御とが、順に繰り返されるものとすることができる。   That is, in the second mode, both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned on, and one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is turned on and the other is turned off. The control and the control for turning on both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 can be repeated in order.

図10(c)に示すように、第3モードでは、t0〜t2の所定期間(第2所定期間)において、第2スイッチング素子Q2のON状態を継続し、第1スイッチング素子Q1のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す。また、t1以後の所定期間(第2所定期間)は、第1スイッチング素子Q1のON状態を継続し、第2スイッチング素子Q2のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す。   As shown in FIG. 10C, in the third mode, the ON state of the second switching element Q2 is continued during the predetermined period (second predetermined period) from t0 to t2, and the ON state of the first switching element Q1 is The OFF state is repeated alternately. Further, during a predetermined period (second predetermined period) after t1, the ON state of the first switching element Q1 is continued, and the ON state and OFF state of the second switching element Q2 are alternately repeated.

このとき、第1スイッチング素子Q1のON状態を継続する所定期間と、第2スイッチング素子Q2のON状態を継続する所定期間とは、同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。また、第1スイッチング素子Q1のON状態を継続する所定期間のそれぞれについても、同じ長さであっても、異なる長さであってもよい。第2スイッチング素子Q2についても同様である。加えて、一方をON状態としている間における、他方のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す回数は、何回でもよく、また、それぞれは、同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。例えば、図10(c)におけるt0〜t2の所定期間(第2所定期間)に、第1スイッチング素子Q1を1回のみ、もしくは3回以上ON状態としてもよく、t1以後の所定期間(第1所定期間)に、第2スイッチング素子Q2を1回のみ、もしくは3回以上ON状態としてもよい。   At this time, the predetermined period for continuing the ON state of the first switching element Q1 and the predetermined period for continuing the ON state of the second switching element Q2 may be the same length or different lengths. Good. In addition, each of the predetermined periods during which the first switching element Q1 is kept on may have the same length or a different length. The same applies to the second switching element Q2. In addition, the number of times of alternately repeating the ON state and the OFF state of the other while one is in the ON state may be any number, and each may have the same length or a different length. There may be. For example, the first switching element Q1 may be turned on only once or three times or more in a predetermined period (second predetermined period) from t0 to t2 in FIG. In a predetermined period), the second switching element Q2 may be turned on only once or three times or more.

すなわち、第3モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方のON状態を継続し、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の他方のON状態とOFF状態とを交互に繰り返す制御を行う。こうすることにより、第1実施形態と同様に、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の両方がONである期間αと、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方がONであり、他方がOFFである期間βとが、交互に繰り返されるものとすることができる。   That is, in the third mode, the ON state of one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is continued, and the other ON state and OFF state of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are alternated. Repeat the control. By doing so, as in the first embodiment, the period α in which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are ON, and one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is ON. And the period β in which the other is OFF can be alternately repeated.

本実施形態での、第1モード及び第2モードにおける第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2のON期間は、上記第4実施形態のごとく、チョークコイル電流が第1許容最大値Imax1及び第2許容最大値Imax2を超えないように設定してもよい。また、第3モードにおける第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2のON期間は、上記第1実施形態のごとく設定してもよい。   In the present embodiment, the ON period of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 in the first mode and the second mode is the same as the fourth embodiment in that the choke coil current is equal to the first allowable maximum value Imax1 and the first mode. 2 may be set so as not to exceed the allowable maximum value Imax2. Further, the ON periods of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 in the third mode may be set as in the first embodiment.

なお、図10(a)〜(c)で示した制御信号は一例に過ぎず、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の制御は、第1〜第3モードが実行できればよい。   The control signals shown in FIGS. 10A to 10C are merely examples, and the first switching element Q1 and the second switching element Q2 may be controlled in the first to third modes.

加えて、本実施形態では、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2について、それぞれのON時間の累積値を算出するタイマをさらに備えている。そして、所定期間(第3所定期間)において、第1スイッチング素子Q1のON時間の累積値と、第2スイッチング素子Q2のON時間の累積値が等しくなるように、制御を行う。こうすることにより、DCDCコンバータ10の偏磁を防ぐことができるとともに、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の損失及び発熱を均等化することができる。   In addition, in this embodiment, the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are further provided with a timer for calculating the cumulative value of the respective ON times. In a predetermined period (third predetermined period), control is performed so that the accumulated value of the ON time of the first switching element Q1 is equal to the accumulated value of the ON time of the second switching element Q2. By doing so, it is possible to prevent the DCDC converter 10 from being demagnetized and to equalize the loss and heat generation of the first switching element Q1 and the second switching element Q2.

このとき、第1〜第3モードのそれぞれにおいて、第1スイッチング素子Q1のON時間の累積値と、第2スイッチング素子Q2のON時間の累積値とが等しくなるようにしてもよい。また、所定期間(第3所定期間)が複数のモードに亘ってもよい。この場合には、例えば、第1モードにおいて、一方のON時間の累積値と他方のON時間の累積値との間に差が生じていれば、第2モードや第3モードにおいて、その差を埋めるように制御を行えばよい。   At this time, in each of the first to third modes, the cumulative value of the ON time of the first switching element Q1 may be equal to the cumulative value of the ON time of the second switching element Q2. Further, the predetermined period (third predetermined period) may span a plurality of modes. In this case, for example, if there is a difference between the cumulative value of one ON time and the cumulative value of the other ON time in the first mode, the difference is calculated in the second mode and the third mode. Control may be performed so as to fill.

また、容量負荷30への充電が終了した時点で、第1スイッチング素子Q1のON時間の累積値と、第2スイッチング素子Q2のON時間の累積値との間に差が生じていれば、次回の充電の際に、その差を埋めるように制御を行えばよい。   If there is a difference between the cumulative value of the ON time of the first switching element Q1 and the cumulative value of the ON time of the second switching element Q2 at the time when the charging to the capacitive load 30 is completed, the next time Control may be performed to fill the difference when charging.

なお、第1スイッチング素子Q1の累積ON時間と第2スイッチング素子Q2の累積ON時間とが等しくなるように制御を行うものの、「等しくなる」という概念は、完全に一致することのみを意味するわけではなく、所定の誤差を許容する。   Although the control is performed so that the cumulative ON time of the first switching element Q1 and the cumulative ON time of the second switching element Q2 are equal, the concept of “equal” only means that they are completely matched. Instead, a predetermined error is allowed.

上記構成により、本実施形態に係る電力変換装置は、上記各実施形態に準ずる効果を奏する。   With the above configuration, the power conversion device according to the present embodiment has an effect similar to that of each of the above embodiments.

<第7実施形態>
本実施形態に係る電力変換装置は、第1実施形態に係る電力変換装置と回路構成が一部異なっており、且つ、パルス生成部17が実行する処理が異なっている。図11に本実施形態に係る電力変換装置の回路図を示す。
<Seventh embodiment>
The power converter according to this embodiment is partly different in circuit configuration from the power converter according to the first embodiment, and the processing executed by the pulse generator 17 is different. FIG. 11 shows a circuit diagram of the power converter according to the present embodiment.

電力変換装置は、電流検出手段19をさらに備えている。この電流検出手段19は、チョークコイル11に流れる電流であるリアクトル電流ILを検出し、パルス生成部17に入力する。なお、その他の構成は第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。また、電力変換装置を、図6で示した第3実施形態に係る回路構成に準ずるものとしてもよい。   The power conversion device further includes current detection means 19. The current detection means 19 detects a reactor current IL that is a current flowing through the choke coil 11 and inputs it to the pulse generator 17. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted. Moreover, it is good also considering a power converter device as the circuit structure based on 3rd Embodiment shown in FIG.

続いて、本実施形態に係るパルス生成部17が実行する処理について、図12を用いて説明する。   Next, processing executed by the pulse generation unit 17 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

定電流制御部50では、第1モードにおけるリアクトル電流ILの指令値である第1指令値Iref1と、第2モードにおけるリアクトル電流ILの指令値である第2指令値Iref2と、第3モードにおけるリアクトル電流ILの指令値である第3指令値Iref3とを、メモリから読み出して制御に用いる。   The constant current control unit 50 includes a first command value Iref1 that is a command value of the reactor current IL in the first mode, a second command value Iref2 that is a command value of the reactor current IL in the second mode, and a reactor in the third mode. A third command value Iref3, which is a command value of the current IL, is read from the memory and used for control.

第1指令値Iref1は、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方がONである状態から、共にOFFである状態へと遷移した場合に、第1指令値Iref1の値に基づいて発生するアバランシェ電流が過剰とならないように、設定されている。この第1指令値Iref1は、そのまま、定電流制御部50から出力される。   The first command value Iref1 is based on the value of the first command value Iref1 when one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 transitions from the ON state to the OFF state. It is set so that the generated avalanche current does not become excessive. The first command value Iref1 is output from the constant current control unit 50 as it is.

第2指令値Iref2は第1指令値Iref1と同じ値でもよく、異なる値でもよい。すなわち、アバランシェ電流が過剰なものとならないように、第2指令値Iref2が設定されている。   The second command value Iref2 may be the same value as the first command value Iref1, or may be a different value. That is, the second command value Iref2 is set so that the avalanche current does not become excessive.

一方、電流補正部51には、入力電圧Vin及び容量負荷電圧Vcが入力され、第2指令値Iref2に加算する補正値を出力する。この補正値は、加算部52において第2指令値Iref2に加算され、第2補正指令値Iref2’を出力する。なお、入力電圧Vin及び容量負荷電圧Vcと、第2指令値Iref2に加算する補正値との関係は、演算により求めてもよく、記憶されたテーブルに基づいて得るものとしてもよい。   On the other hand, the input voltage Vin and the capacitive load voltage Vc are input to the current correction unit 51, and a correction value to be added to the second command value Iref2 is output. This correction value is added to the second command value Iref2 in the adder 52, and a second correction command value Iref2 'is output. The relationship between the input voltage Vin and the capacitive load voltage Vc and the correction value added to the second command value Iref2 may be obtained by calculation or may be obtained based on a stored table.

この第2指令値Iref2に基づいて制御される第2モードでは、第1スイッチング素子Q1のDuty値は50%に固定し、第2スイッチング素子Q2のDuty値を変更している。具体的には、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2がONである期間αにおいて、リアクトル電流ILが補正された第2補正指令値Iref2’となり、第1スイッチング素子Q1がONであり、第2スイッチング素子Q2がOFFである期間βにおいてリアクトル電流ILが第2指令値Iref2となるように、第2スイッチング素子Q2のDuty値を変更している。   In the second mode controlled based on the second command value Iref2, the duty value of the first switching element Q1 is fixed to 50%, and the duty value of the second switching element Q2 is changed. Specifically, in the period α in which the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are ON, the reactor current IL becomes the corrected second correction command value Iref2 ′, and the first switching element Q1 is ON, The duty value of the second switching element Q2 is changed so that the reactor current IL becomes the second command value Iref2 during the period β in which the second switching element Q2 is OFF.

第2指令値Iref2と第2補正指令値Iref2’との関係について、図13(a)〜(c)を用いて詳述する。   The relationship between the second command value Iref2 and the second correction command value Iref2 'will be described in detail with reference to FIGS.

図13(a)は、入力電圧Vinが、容量負荷電圧Vcを巻数比Nで除算した値よりも大きい場合のリアクトル電流ILを示している。この場合では、第1スイッチング素子Q1がONであり、第2スイッチング素子Q2がOFFである期間βにおいて、リアクトル電流ILが増加する。そのため、第2スイッチング素子Q2をOFFとするタイミングでのリアクトル電流ILを第2指令値Iref2とした場合、リアクトル電流ILが過剰となるおそれがある。そこで、第1スイッチング素子Q1をOFFとするタイミングにおいて、リアクトル電流ILが第2指令値Iref2となるように、期間αに相当する第2スイッチング素子Q2のON期間を設定する。   FIG. 13A shows the reactor current IL when the input voltage Vin is larger than the value obtained by dividing the capacitive load voltage Vc by the turns ratio N. In this case, the reactor current IL increases during the period β in which the first switching element Q1 is ON and the second switching element Q2 is OFF. Therefore, when the reactor current IL at the timing when the second switching element Q2 is turned off is set to the second command value Iref2, the reactor current IL may be excessive. Therefore, the ON period of the second switching element Q2 corresponding to the period α is set so that the reactor current IL becomes the second command value Iref2 at the timing when the first switching element Q1 is turned OFF.

図13(b)は、入力電圧Vinが、容量負荷電圧Vcを巻数比Nで除算した値と等しい場合の、リアクトル電流ILを示している。この場合では、期間βにおいて、リアクトル電流ILは増減しない。このため、第2指令値Iref2と第2補正指令値Iref2’とは等しい値となる。   FIG. 13B shows the reactor current IL when the input voltage Vin is equal to the value obtained by dividing the capacitive load voltage Vc by the turns ratio N. In this case, the reactor current IL does not increase or decrease during the period β. Therefore, the second command value Iref2 and the second correction command value Iref2 'are equal.

図13(c)は、入力電圧Vinが、容量負荷電圧Vcを巻数比Nで除算した値よりも小さい場合のリアクトル電流ILを示している。この場合では、期間βにおいて、リアクトル電流ILは減少する。そのため、第2スイッチング素子Q2をOFFとするタイミングでのリアクトル電流ILを第2指令値Iref2とした場合、期間βでのリアクトル電流ILの減量に伴い、充電時間が増加することとなる。そこで、第1スイッチング素子Q1をOFFとするタイミングにおいて第2指令値Iref2となるように、期間αに相当する第2スイッチング素子Q2のON期間を設定する。   FIG. 13C shows the reactor current IL when the input voltage Vin is smaller than the value obtained by dividing the capacitive load voltage Vc by the turns ratio N. In this case, the reactor current IL decreases during the period β. Therefore, when the reactor current IL at the timing when the second switching element Q2 is turned OFF is set to the second command value Iref2, the charging time increases as the reactor current IL decreases in the period β. Therefore, the ON period of the second switching element Q2 corresponding to the period α is set so that the second command value Iref2 is obtained at the timing when the first switching element Q1 is turned OFF.

第3指令値Iref3は、フィードバック制御部53に入力される。この第3指令値Iref3は、第1指令値Iref1及び第2指令値Iref2よりも十分に大きい値としている。フィードバック制御部53は、加えて、リアクトル電流ILの実電流である平均値IL_aveを取得する。この平均値IL_aveは、電流検出手段19により検出されたリアクトル電流ILを所定期間蓄積し、その値を平均化したものである。第3指令値Iref3と平均値IL_aveは加算部54に入力され、加算部54は、第3指令値Iref3と平均値IL_aveの差分をとる。この差分はPI制御器55に入力され、リミッタ56へ入力される。このリミッタ56では、PI制御器55の出力値が上限値よりも大きければ、その出力値を上限値に制限する。リミッタ56からの出力値は、加算器57において第3指令値Iref3に加算され、フィードバック制御部53から出力される。   The third command value Iref3 is input to the feedback control unit 53. The third command value Iref3 is sufficiently larger than the first command value Iref1 and the second command value Iref2. In addition, the feedback control unit 53 acquires an average value IL_ave that is the actual current of the reactor current IL. The average value IL_ave is obtained by accumulating the reactor current IL detected by the current detection means 19 for a predetermined period and averaging the values. The third command value Iref3 and the average value IL_ave are input to the adder 54, and the adder 54 takes the difference between the third command value Iref3 and the average value IL_ave. This difference is input to the PI controller 55 and input to the limiter 56. In the limiter 56, if the output value of the PI controller 55 is larger than the upper limit value, the output value is limited to the upper limit value. The output value from the limiter 56 is added to the third command value Iref3 by the adder 57 and output from the feedback control unit 53.

一方、電流補正部58には、入力電圧Vin及び容量負荷電圧Vcが入力され、第3指令値Iref3の補正値を出力する。この補正値は、加算部59において第3指令値Iref3に加算され、第3補正指令値Iref3’を出力する。これは、第2モードと同様に、第1スイッチング素子Q1がONであり第2スイッチング素子Q2がOFFである期間βでは、入力電圧Vin及び容量負荷電圧Vcにより、リアクトル電流ILの減少量が変化するため、この減少量を考慮した補正値を加算する必要があるためである。加えて、後述するスロープ補償部73により生ずる、第3指令値Iref3と平均値IL_aveとの乖離を補正する必要もあるためである。   On the other hand, the input voltage Vin and the capacitive load voltage Vc are input to the current correction unit 58, and a correction value of the third command value Iref3 is output. This correction value is added to the third command value Iref3 by the adding unit 59, and a third correction command value Iref3 'is output. As in the second mode, during the period β in which the first switching element Q1 is ON and the second switching element Q2 is OFF, the amount of decrease in the reactor current IL varies depending on the input voltage Vin and the capacitive load voltage Vc. This is because it is necessary to add a correction value that takes this decrease amount into consideration. In addition, it is necessary to correct the deviation between the third command value Iref3 and the average value IL_ave, which is generated by the slope compensation unit 73 described later.

定電流制御部50から出力された第1指令値Iref1、第2補正指令値Iref2’、及び第3補正指令値Iref3’は、モード選択部60に入力される。モード選択部60には、さらに、容量負荷電圧Vcも入力され、その容量負荷電圧Vcと、第1所定値V1及び第2所定値V2とを比較し、第1指令値Iref1、第2補正指令値Iref2’、及び第3補正指令値Iref3’のいずれを出力するかを決定して出力する。   The first command value Iref1, the second correction command value Iref2 ', and the third correction command value Iref3' output from the constant current control unit 50 are input to the mode selection unit 60. Further, the capacitive load voltage Vc is also input to the mode selection unit 60, and the capacitive load voltage Vc is compared with the first predetermined value V1 and the second predetermined value V2, and the first command value Iref1 and the second correction command are compared. Whether to output the value Iref2 ′ or the third correction command value Iref3 ′ is determined and output.

モード選択部60から出力された第1指令値Iref1、第2補正指令値Iref2’、及び第3補正指令値Iref3’のいずれかは、ピーク電流制御部70に入力される。これら第1指令値Iref1、第2補正指令値Iref2’、及び第3補正指令値Iref3’のいずれかは、DA変換器71においてアナログ値に変換され、コンパレータ72のマイナス端子に入力される。   Any of the first command value Iref 1, the second correction command value Iref 2 ′, and the third correction command value Iref 3 ′ output from the mode selection unit 60 is input to the peak current control unit 70. Any of the first command value Iref1, the second correction command value Iref2 ', and the third correction command value Iref3' is converted into an analog value by the DA converter 71 and input to the minus terminal of the comparator 72.

一方、ピーク電流制御部70のスロープ補償部73は、レジスタの値により得られるスロープ信号を生成し、DA変換器74に入力する。このスロープ信号は、各制御周期において0Aから直線的に単調増加する鋸歯状波の信号である。そして、DA変換器74によりアナログ波形とされたスロープ信号とリアクトル電流ILとを、加算部75において加算して、コンパレータ72のプラス端子に入力する。なお、スロープ補償部73は、直接アナログ波形を生成し、DA変換器74を介さずコンパレータ72に入力するものとしてもよい。   On the other hand, the slope compensator 73 of the peak current controller 70 generates a slope signal obtained from the value of the register and inputs it to the DA converter 74. The slope signal is a sawtooth wave signal that monotonously increases linearly from 0A in each control cycle. Then, the slope signal converted into an analog waveform by the DA converter 74 and the reactor current IL are added by the adder 75 and input to the plus terminal of the comparator 72. The slope compensator 73 may directly generate an analog waveform and input it to the comparator 72 without going through the DA converter 74.

このスロープ補償部73は、第1モード及び第2モードでは、スロープ信号の値をゼロとし、第3モードでは、上述した鋸歯状波のスロープ信号を出力するものとしている。これは、第1モード及び第2モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とを共にOFFとするタイミングにおいて、リアクトル電流ILがゼロとなり、その結果として低調波発振現象が発生しないためである。   The slope compensator 73 sets the value of the slope signal to zero in the first mode and the second mode, and outputs the above-mentioned sawtooth wave slope signal in the third mode. This is because, in the first mode and the second mode, the reactor current IL becomes zero at the timing when both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned OFF, and as a result, the subharmonic oscillation phenomenon does not occur. It is.

コンパレータ72は、マイナス端子に入力された、第1指令値Iref1、第2補正指令値Iref2’、第3補正指令値Iref3’のいずれかと、プラス端子に入力された、リアクトル電流ILにスロープ信号が加算された値との比較を行う。そして、プラス端子の入力値がマイナス端子の入力値よりも小さい期間において、ハイ状態の信号をRSフリップフロップ77のS端子に入力し、プラス端子の入力値がマイナス端子の入力値よりも大きい期間において、ロー状態の信号をRSフリップフロップ77のS端子に入力する。また、RSフリップフロップ77のR端子には、クロック76からクロック信号が入力される。   The comparator 72 outputs a slope signal to any one of the first command value Iref1, the second correction command value Iref2 ′, the third correction command value Iref3 ′ input to the minus terminal, and the reactor current IL input to the plus terminal. Compare with the added value. Then, in a period in which the input value of the plus terminal is smaller than the input value of the minus terminal, a signal in a high state is input to the S terminal of the RS flip-flop 77, and the period in which the input value of the plus terminal is larger than the input value of the minus terminal. , A low signal is input to the S terminal of the RS flip-flop 77. A clock signal from the clock 76 is input to the R terminal of the RS flip-flop 77.

RSフリップフロップ77は、第1モードにおいて、入力された信号がハイ状態の信号であれば、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の一方をONとし、他方をOFFとする信号を送信する。一方、第1モードにおいて、入力された信号がロー状態の信号であれば、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2を共にOFFとする信号を出力する。   In the first mode, the RS flip-flop 77 transmits a signal that turns on one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 and turns off the other if the input signal is a high state signal. . On the other hand, if the input signal is a low signal in the first mode, a signal for turning off both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is output.

RSフリップフロップ77は、第2モードにおいて、入力された信号がハイ状態の信号であれば、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とを共にONとする信号を送信する。一方、第2モードにおいて、入力された信号がロー状態の信号であれば、制御周期の半周期まで、すなわち、Duty値が50%となるまでは、第1スイッチング素子Q1をONとし、第2スイッチング素子Q2をOFFとする信号を出力する。そしてDuty値が50%を超えれば、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2を共にOFFとする信号を出力する。なお、入力された信号がロー状態の信号である場合において、Duty値が50%となるまで第1スイッチング素子Q1をONとする制御を、Duty制限部78により処理により行ってもよい。   In the second mode, the RS flip-flop 77 transmits a signal for turning on both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 if the input signal is a high state signal. On the other hand, in the second mode, if the input signal is a low state signal, the first switching element Q1 is turned on until the half period of the control period, that is, until the Duty value reaches 50%, and the second A signal for turning off the switching element Q2 is output. If the duty value exceeds 50%, a signal for turning off both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is output. Note that when the input signal is a low-level signal, the duty limiting unit 78 may perform control to turn on the first switching element Q1 until the duty value becomes 50%.

RSフリップフロップ77は、第3モードにおいて、入力された信号がハイ状態の信号であれば、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とを共にONとする信号を送信する。一方、第3モードにおいて、入力された信号がロー状態の信号であれば、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との一方をONとし、他方をOFFとする信号を出力する。   In the third mode, the RS flip-flop 77 transmits a signal for turning on both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 if the input signal is a high-level signal. On the other hand, in the third mode, if the input signal is a low signal, a signal is output that turns on one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 and turns off the other.

RSフリップフロップ77の出力は、Duty制限部78によってDuty値の上限値及び下限値を設定された上で、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2を駆動する駆動回路18に出力される。具体的には、第1モードでは、第1スイッチング素子Q1のON期間と第2スイッチング素子Q2のON期間とが重ならないように、それぞれのDuty値の上限値を50%以下とする。第2モードでは、上述したとおり、第1スイッチング素子Q1のDuty値を50%としている。このため、第2モードでは、第2スイッチング素子Q2のDuty値が第1スイッチング素子Q1のDuty値よりも大きくならないように、上限値を設定する。第3モードでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2のON期間とが重なる期間が生ずるように、Duty値の下限値を50%よりも大きい値とする。   The output of the RS flip-flop 77 is output to the drive circuit 18 that drives the first switching element Q1 and the second switching element Q2 after the upper limit value and the lower limit value of the duty value are set by the duty limiting unit 78. Specifically, in the first mode, the upper limit value of each Duty value is set to 50% or less so that the ON period of the first switching element Q1 and the ON period of the second switching element Q2 do not overlap. In the second mode, as described above, the duty value of the first switching element Q1 is set to 50%. For this reason, in the second mode, the upper limit value is set so that the duty value of the second switching element Q2 does not become larger than the duty value of the first switching element Q1. In the third mode, the lower limit value of the Duty value is set to a value larger than 50% so that a period in which the ON period of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 overlap is generated.

上記構成により、本実施形態に係る電力変換装置は、第1実施形態に係る電力変換装置が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。   With the configuration described above, the power conversion device according to the present embodiment has the following effects in addition to the effects exhibited by the power conversion device according to the first embodiment.

・ピーク電流制御部70において、定電流制御部50から入力された第1指令値Iref1、第2補正指令値Iref2’、及び第3補正指令値Iref3’を用いて定電流制御を行っている。これにより、入力電圧Vinに変化が生じた場合等において、過電流に対するロバスト性を向上させることができる。   The peak current control unit 70 performs constant current control using the first command value Iref1, the second correction command value Iref2 ', and the third correction command value Iref3' input from the constant current control unit 50. Thereby, in the case where a change occurs in the input voltage Vin, the robustness against overcurrent can be improved.

・第2モードにおいて、一方のスイッチング素子のDuty値を固定し、ピーク電流制御を、他方のスイッチング素子のON期間を変更することにより行っている。そのため、2つのスイッチング素子Q1,Q2のDuty値を共に変更する場合と比べて制御を簡略化することができる。ひいては、過電流に対するロバスト性を向上させることができる。   In the second mode, the duty value of one switching element is fixed, and peak current control is performed by changing the ON period of the other switching element. Therefore, the control can be simplified as compared with the case where the duty values of the two switching elements Q1, Q2 are both changed. As a result, robustness against overcurrent can be improved.

・第2モードにおいて、固定したDuty値を50%以下としているため、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2が共にOFFである期間γを十分に長くとることができる。ゆえに、期間γにおいて、トランスTrに流れる励磁電流を十分に減少させることができ、トランスTrの偏磁、飽和を抑制することができる。   In the second mode, since the fixed duty value is 50% or less, the period γ in which both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are OFF can be made sufficiently long. Therefore, in the period γ, the exciting current flowing through the transformer Tr can be sufficiently reduced, and the bias and saturation of the transformer Tr can be suppressed.

・第1モードの第1指令値Iref1、及び、第2モードの第2指令値Iref2と、第3モードの第3指令値Iref3とを、乖離した値としている。これにより、第1モード及び第2モードでは、リアクトル電流ILが過剰とならない。ゆえに、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2を共にOFFとした場合に、リアクトル電流ILに基づいて生ずるアバランシェ電流が過度に大きくならず、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の故障及び劣化を抑制することができる。加えて、第3モードでは第3指令値Iref3をより大きな値とすることにより、充電時間を短縮することができる。   The first command value Iref1 in the first mode and the second command value Iref2 in the second mode are different from the third command value Iref3 in the third mode. Thereby, the reactor current IL does not become excessive in the first mode and the second mode. Therefore, when both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are turned off, the avalanche current generated based on the reactor current IL is not excessively increased, and the first switching element Q1 and the second switching element Q2 fail. And deterioration can be suppressed. In addition, in the third mode, the charging time can be shortened by setting the third command value Iref3 to a larger value.

・第2モードの定電流制御において、容量負荷電圧Vcと入力電圧Vinとを用いて第2指令値Iref2を補正し、第2補正指令値Iref2’を得ている。そして、この第2補正指令値Iref2’により、第2スイッチング素子Q2のON期間を定めている。これにより、入力電圧Vinが容量負荷電圧Vcを巻数比Nで除算した値よりも大きい場合には、第2補正指令値Iref2’は第2指令値Iref2よりも小さくなり、期間βにおいてリアクトル電流ILが増加した後、第2指令値Iref2となる。そのため、アバランシェ電流が過剰に大きくなる事態を抑制することができる。一方、入力電圧Vinが容量負荷電圧Vcを巻数比Nで除算した値よりも小さい場合には、第2補正指令値Iref2’は第2指令値Iref2よりも大きくなり、期間βにおいてリアクトル電流ILが減少した後、第2指令値Iref2となる。そのため、期間αにおいて、リアクトル電流ILをより大きくすることができ、充電期間を短縮することができる。   In the second mode constant current control, the second command value Iref2 is corrected by using the capacitive load voltage Vc and the input voltage Vin to obtain the second correction command value Iref2 '. The ON period of the second switching element Q2 is determined by the second correction command value Iref2 '. As a result, when the input voltage Vin is larger than the value obtained by dividing the capacitive load voltage Vc by the turn ratio N, the second correction command value Iref2 ′ becomes smaller than the second command value Iref2, and the reactor current IL in the period β. Is increased to become the second command value Iref2. Therefore, the situation where the avalanche current becomes excessively large can be suppressed. On the other hand, when the input voltage Vin is smaller than the value obtained by dividing the capacitive load voltage Vc by the turn ratio N, the second correction command value Iref2 ′ is larger than the second command value Iref2, and the reactor current IL is increased in the period β. After the decrease, the second command value Iref2 is obtained. Therefore, in period α, reactor current IL can be further increased, and the charging period can be shortened.

<変形例>
・上記第1実施形態において、第2モードから第3モードへと切り替える際に、トランスTrの出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとが等しくなるように第1所定値V1を設定した。しかしながら、第1所定値V1を所定の補正値ΔV1を用いて補正し、第1所定値V1を次式(7)により設定してもよい。
<Modification>
In the first embodiment, when switching from the second mode to the third mode, the first predetermined value V1 is set so that the output voltage Vout of the transformer Tr is equal to the capacitive load voltage Vc. However, the first predetermined value V1 may be corrected using the predetermined correction value ΔV1, and the first predetermined value V1 may be set by the following equation (7).

V1=N×Vin/(2×(1−Duty0))−ΔV1…(7)
トランスTrの出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとに差が生じていたとしても、実際には直ちに大電流が生じるとは限らない。すなわち、容量負荷30、配線、第1コイルL1、第2コイルL2の抵抗、各スイッチング素子における損失や、各PWM信号の指令値と実際のDuty値との差異等によって、実際の出力電圧Voutと、理論値との間に差が生じる。そのため、実際には、電流値が無限大となることはない。そして、その電流値が回路中の素子の耐電流より小さい電流値であるならば、その発生を許容することができる。
V1 = N × Vin / (2 × (1-Duty0)) − ΔV1 (7)
Even if there is a difference between the output voltage Vout of the transformer Tr and the capacitive load voltage Vc, a large current is not always generated immediately. That is, the actual output voltage Vout is determined by the capacitive load 30, the wiring, the resistance of the first coil L1 and the second coil L2, the loss in each switching element, the difference between the command value of each PWM signal and the actual duty value, and the like. There is a difference between the theoretical values. Therefore, in practice, the current value does not become infinite. If the current value is smaller than the withstand current of the elements in the circuit, the generation can be permitted.

ところで、第3モードの制御を行った場合、上述したとおり、容量負荷30への充電速度を上昇させることができる。したがって、第1所定値V1から正の補正値であるΔV1を減算し、第3モードの制御をより早期に開始することにより、第1所定値V1として理論値を用いる場合と比較して、容量負荷30への充電速度を上昇させることができる。   By the way, when the control in the third mode is performed, the charging speed to the capacitive load 30 can be increased as described above. Therefore, by subtracting the positive correction value ΔV1 from the first predetermined value V1 and starting the control in the third mode earlier, the capacity is compared with the case where the theoretical value is used as the first predetermined value V1. The charging speed to the load 30 can be increased.

なお、補正値ΔV1は、負の値とすることもできる。この場合は、第1所定値V1が大きくなり第3モードへの移行が遅れるため、容量負荷30への充電速度は低下する。一方、トランスTrの出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとの差により発生する電流を、より一層抑制することができ、回路中の素子へ負荷をかけない回路とすることができる。   The correction value ΔV1 can also be a negative value. In this case, the first predetermined value V1 becomes large and the transition to the third mode is delayed, so the charging speed to the capacitive load 30 decreases. On the other hand, the current generated by the difference between the output voltage Vout of the transformer Tr and the capacitive load voltage Vc can be further suppressed, and a circuit in which no load is applied to the elements in the circuit can be obtained.

・上記第1実施形態において、第3モードの制御を行う際に、トランスTrの出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとが等しくなるようにDuty3を設定した。しかしながら、容量負荷電圧Vcを所定の補正値ΔVcを用いて補正し、Duty3を次式(8)により設定してもよい。   In the first embodiment, when the third mode control is performed, the duty 3 is set so that the output voltage Vout of the transformer Tr and the capacitive load voltage Vc are equal. However, the capacitive load voltage Vc may be corrected using a predetermined correction value ΔVc, and Duty3 may be set by the following equation (8).

Duty3=1−N×Vin/(2×(Vc+ΔVc))…(8)
上述の通りトランスTrの出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとに差が生じていたとしても、実際には直ちに大電流が生じるとは限らない。そこで、Duty3を算出する際に、容量負荷電圧Vcに補正値ΔVcを加算することにより、Duty3を理論値より大きくすることができる。これにより、チョークコイル11への入力電圧Vinの印加時間を長くして充電に用いる電流をより大きくすることができ、ひいては、充電の速度をより上昇させることができる。また、補正値ΔVcは、上記の補正値ΔV1と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。また、補正値ΔVcを、容量負荷電圧Vcの上昇に伴って変化させてもよい。
Duty3 = 1−N × Vin / (2 × (Vc + ΔVc)) (8)
As described above, even if there is a difference between the output voltage Vout of the transformer Tr and the capacitive load voltage Vc, a large current is not always generated immediately. Therefore, when calculating Duty3, Duty3 can be made larger than the theoretical value by adding the correction value ΔVc to the capacitive load voltage Vc. Thereby, the application time of the input voltage Vin to the choke coil 11 can be lengthened, the current used for charging can be increased, and the charging speed can be further increased. Further, the correction value ΔVc may be the same value as the correction value ΔV1 or a different value. Further, the correction value ΔVc may be changed as the capacitive load voltage Vc increases.

なお、補正値ΔV1は、負の値とすることもできる。この場合は、Duty3の値が小さくなり、チョークコイル11の電流が増加する期間である期間αが短くなるため、容量負荷30への充電速度は低下する。一方、トランスTrの出力電圧Voutと容量負荷電圧Vcとの差により発生する電流を、より一層抑制することができ、回路中の素子へ負荷をかけない回路とすることができる。   The correction value ΔV1 can also be a negative value. In this case, since the value of Duty3 becomes small and the period α, which is the period in which the current of the choke coil 11 increases, the charging speed to the capacitive load 30 decreases. On the other hand, the current generated by the difference between the output voltage Vout of the transformer Tr and the capacitive load voltage Vc can be further suppressed, and a circuit in which no load is applied to the elements in the circuit can be obtained.

・上記第1実施形態において、出力電圧Voutが第2所定値V2以下の場合に第1モードとし、出力電圧Voutが第2所定値V2より大きく第1所定値V1以下の場合に第2モードとし、出力電圧Voutが第1所定値V1より大きい場合に第3モードとした。しかしながら、出力電圧Voutが第2所定値V2より小さい場合に第1モードとし、出力電圧Voutが第2所定値V2以上であり第1所定値V1より小さい場合に第2モードとし、出力電圧Voutが第1所定値V1以上の場合に第3モードとしてもよい。第3実施形態についても同様である。   In the first embodiment, the first mode is set when the output voltage Vout is equal to or lower than the second predetermined value V2, and the second mode is set when the output voltage Vout is greater than the second predetermined value V2 and equal to or lower than the first predetermined value V1. The third mode is set when the output voltage Vout is larger than the first predetermined value V1. However, when the output voltage Vout is smaller than the second predetermined value V2, the first mode is set. When the output voltage Vout is equal to or higher than the second predetermined value V2 and smaller than the first predetermined value V1, the second mode is set. It is good also as a 3rd mode when it is more than the 1st predetermined value V1. The same applies to the third embodiment.

・上記第1実施形態において、第1モード、第2モード、及び、第3モードの制御周期は、等しい値であるとしたが、各モードにおいて、制御周期が異なっていてもよい。すなわち、各モードにおいて、第1PWM信号の制御周期と第2PWM信号の制御周期とが等しければよい。また、上記第2実施形態において、第1モードと第3モードの制御周期を異なる値としてもよい。第3実施形態についても同様である。   In the first embodiment, the control periods of the first mode, the second mode, and the third mode are the same value. However, the control periods may be different in each mode. That is, in each mode, it is only necessary that the control cycle of the first PWM signal is equal to the control cycle of the second PWM signal. In the second embodiment, the control periods of the first mode and the third mode may be different values. The same applies to the third embodiment.

・上記各実施形態において、第1モードの期間γの終了時においてチョークコイル電流がゼロとなるように、ON期間の長さT1を設定することが好ましいが、必ずしもこの限りではない。期間γの終了時にチョークコイル電流がゼロとならないように、ON期間の長さT1を設定した場合には、第1モードの制御が繰り返されることにより、チョークコイル電流は漸増する。この場合には、漸増するチョークコイル電流が、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の定格電流値を超えないように、ON期間の長さT1を設定すればよい。   In each of the above embodiments, it is preferable to set the length T1 of the ON period so that the choke coil current becomes zero at the end of the period γ of the first mode, but this is not necessarily limited thereto. When the length T1 of the ON period is set so that the choke coil current does not become zero at the end of the period γ, the choke coil current gradually increases by repeating the control in the first mode. In this case, the ON period length T1 may be set so that the gradually increasing choke coil current does not exceed the rated current values of the first switching element Q1 and the second switching element Q2.

・上記第1実施形態及び第3実施形態において、第2モードの期間γの終了時にチョークコイル電流がゼロとなるように、ON期間の長さT2h及びT2lを設定することが好ましいが、必ずしもこの限りではない。期間γの終了時にチョークコイル電流がゼロとならないように、ON期間の長さT2h及びT2lを設定した場合には、第2モードの制御が繰り返されることにより、チョークコイル電流は漸増する。この場合には、漸増するチョークコイル電流が、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の定格電流値を超えないように、ON期間の長さT2h及びT2lを設定すればよい。   In the first embodiment and the third embodiment, it is preferable to set the lengths T2h and T2l of the ON period so that the choke coil current becomes zero at the end of the second mode period γ. Not as long. When the lengths T2h and T2l of the ON period are set so that the choke coil current does not become zero at the end of the period γ, the choke coil current gradually increases by repeating the control in the second mode. In this case, the lengths T2h and T2l of the ON period may be set so that the gradually increasing choke coil current does not exceed the rated current values of the first switching element Q1 and the second switching element Q2.

・上記各実施形態において、期間αにおけるチョークコイル電流の増加量と、期間βにおけるチョークコイル電流の減少量が等しくなるように、ON期間の長さT3を設定することが好ましいが、必ずしもこの限りではない。期間αにおけるチョークコイル電流の増加量よりも、期間βにおけるチョークコイル電流の減少量が小さくなるように、ON期間の長さT3を設定した場合には、第3モードの制御が繰り返されることにより、チョークコイル電流は漸増する。この場合には、漸増するチョークコイル電流が、第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2の定格電流値を超えないように、ON期間の長さT3を設定すればよい。   In each of the above embodiments, it is preferable to set the length T3 of the ON period so that the increase amount of the choke coil current in the period α is equal to the decrease amount of the choke coil current in the period β. is not. When the ON period length T3 is set so that the decrease amount of the choke coil current in the period β is smaller than the increase amount of the choke coil current in the period α, the third mode control is repeated. The choke coil current increases gradually. In this case, the ON period length T3 may be set so that the gradually increasing choke coil current does not exceed the rated current values of the first switching element Q1 and the second switching element Q2.

・上記第1実施形態の第1モードにおいて、第1スイッチング素子Q1をONとするタイミングから、次に第1スイッチング素子Q1をONとするタイミングまでを1制御周期と定義しているが、制御周期の定義はこれに限られない。例えば、第1スイッチング素子Q1をOFFとするタイミングから、次に第1スイッチング素子Q1をONとするタイミングまでを1制御周期としてもよい。他のモードにおいても同様に、制御周期の定義は、上記の実施形態に限られることはない。また、上記第5実施形態における1制御周期の定義も、上記の例に限られることはない。例えば、図8(a)に示した第1モードの制御において、1/4制御周期としている、期間βと期間γをそれぞれ1回ずつ含む制御周期を、1制御周期として定義してもよい。また、この場合においても、制御周期の始期を、スイッチング素子をOFFとするタイミングとしてもよい。   In the first mode of the first embodiment, one control cycle is defined from the timing when the first switching element Q1 is turned on to the timing when the first switching element Q1 is turned on next. The definition of is not limited to this. For example, one control cycle may be from the timing when the first switching element Q1 is turned OFF to the timing when the first switching element Q1 is turned ON next. Similarly in other modes, the definition of the control period is not limited to the above embodiment. Further, the definition of one control cycle in the fifth embodiment is not limited to the above example. For example, in the control in the first mode shown in FIG. 8A, a control cycle including the period β and the period γ once each may be defined as one control cycle. Also in this case, the start of the control cycle may be the timing at which the switching element is turned off.

・上記第7実施形態において、第2指令値Iref2を補正するものとしたが、この補正を行わないものとしてもよい。この場合には、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2の一方をOFFとしたタイミングで、リアクトル電流ILが第2指令値Iref2となる。また、このような制御を行う場合では、ON期間の短いほうのスイッチング素子のON期間を一定とし、他方のスイッチング素子のON期間を変更するものとしてもよいし、両方のスイッチング素子のON期間を可変としてもよい。   In the seventh embodiment, the second command value Iref2 is corrected. However, this correction may not be performed. In this case, the reactor current IL becomes the second command value Iref2 at the timing when one of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is turned OFF. In the case of performing such control, the ON period of the switching element having the shorter ON period may be constant, the ON period of the other switching element may be changed, and the ON periods of both switching elements may be changed. It may be variable.

・上記第7実施形態において、第2実施形態のごとく、第2モードの制御を行わないものとしてもよい。   In the seventh embodiment, the second mode control may not be performed as in the second embodiment.

・上記各実施形態において、電力変換装置がハイブリッドカーに備えられるものとしたが、ハイブリッドカー以外においても適用可能である。また、DCDCコンバータ10を、双方向に電力の授受を可能なものとしたが、第1コイルL1側から第2コイルL2側への電力の供給のみが可能なものとしてもよく、その場合には、ブリッジ回路14をダイオードブリッジ回路とすればよい。   In each of the above embodiments, the power conversion device is provided in the hybrid car, but the invention can also be applied to other than the hybrid car. In addition, although the DCDC converter 10 can transmit and receive power bidirectionally, it may be configured to be capable of only supplying power from the first coil L1 side to the second coil L2 side. The bridge circuit 14 may be a diode bridge circuit.

11…チョークコイル、12…所定接続点、13…センタータップ、14…ブリッジ回路、16…容量負荷電圧検出手段、17…パルス生成部、20…二次電池、30…容量負荷、L1…第1コイル、L2…第2コイル、Q1…第1スイッチング素子、Q2…第2スイッチング素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Choke coil, 12 ... Predetermined connection point, 13 ... Center tap, 14 ... Bridge circuit, 16 ... Capacitive load voltage detection means, 17 ... Pulse generation part, 20 ... Secondary battery, 30 ... Capacitive load, L1 ... 1st Coil, L2 ... second coil, Q1 ... first switching element, Q2 ... second switching element.

Claims (24)

直流電源(20)と、
前記直流電源の正極に入力端が接続されるチョークコイル(11)と、
センタータップ(13)を有し、両端がそれぞれ第1スイッチング素子(Q1)、第2スイッチング素子(Q2)を介して所定接続点(12)に接続される第1コイル(L1)と、
前記第1コイルと磁気的に結合する第2コイル(L2)と、
前記第2コイルに整流回路(14)を介して接続される容量負荷(30)と、
前記容量負荷の電圧である容量負荷電圧を検出する容量負荷電圧検出手段(16)と、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とのそれぞれに、ON信号とOFF信号との一方を送信するパルス生成部(17)と、を備え、
前記センタータップが前記直流電源の負極に接続され且つ前記所定接続点が前記チョークコイルの出力端に接続されており、又は、前記センタータップが前記チョークコイルの出力端に接続され且つ前記所定接続点が前記直流電源の前記負極に接続されており、
前記容量負荷電圧が第1所定値以下の場合には、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とを共にOFFとする制御とを、交互に繰り返す第1モードとし、
前記容量負荷電圧が前記第1所定値より大きい場合には、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とを共にONとする制御とを、交互に繰り返す第3モードとすることを特徴とする電力変換装置。
A DC power source (20);
A choke coil (11) having an input terminal connected to the positive electrode of the DC power supply;
A first coil (L1) having a center tap (13) and having both ends connected to a predetermined connection point (12) via a first switching element (Q1) and a second switching element (Q2), respectively;
A second coil (L2) magnetically coupled to the first coil;
A capacitive load (30) connected to the second coil via a rectifier circuit (14);
Capacitive load voltage detecting means (16) for detecting a capacitive load voltage which is the voltage of the capacitive load;
A pulse generator (17) that transmits one of an ON signal and an OFF signal to each of the first switching element and the second switching element;
The center tap is connected to the negative electrode of the DC power source and the predetermined connection point is connected to the output end of the choke coil, or the center tap is connected to the output end of the choke coil and the predetermined connection point Is connected to the negative electrode of the DC power supply,
When the capacitive load voltage is less than or equal to a first predetermined value, one of the first switching element and the second switching element is turned on and the other is turned off, and the first switching element and the second switching element The first mode in which the control to turn off both of the switching elements is repeated alternately,
When the capacitive load voltage is greater than the first predetermined value, control is performed to turn on one of the first switching element and the second switching element and turn off the other, and the first switching element and the first switching element. A power conversion device characterized in that a third mode in which the control for turning on both of the two switching elements is alternately repeated is a third mode.
直流電源(20)と、
前記直流電源の正極に入力端が接続されるチョークコイル(11)と、
センタータップ(13)を有し、両端がそれぞれ第1スイッチング素子(Q1)、第2スイッチング素子(Q2)を介して所定接続点(12)に接続される第1コイル(L1)と、
前記第1コイルと磁気的に結合する第2コイル(L2)と、
前記第2コイルに整流回路(14)を介して接続される容量負荷(30)と、
前記容量負荷の電圧である容量負荷電圧を検出する容量負荷電圧検出手段(16)と、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とのそれぞれに、ON信号とOFF信号との一方を送信するパルス生成部(17)と、を備え、
前記センタータップが前記直流電源の負極に接続され且つ前記所定接続点が前記チョークコイルの出力端に接続されており、又は、前記センタータップが前記チョークコイルの出力端に接続され且つ前記所定接続点が前記直流電源の前記負極に接続されており、
前記容量負荷電圧が、第1所定値より小さい値である第2所定値以下の場合には、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とを共にOFFとする制御とを、交互に繰り返す第1モードとし、
前記容量負荷電圧が、前記第2所定値より大きく、且つ、前記第1所定値以下の場合には、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とを共にONとする制御と、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とを共にOFFとする制御とを、順に繰り返す第2モードとし、
前記容量負荷電圧が前記第1所定値より大きい場合には、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との一方をONとし、他方をOFFとする制御と、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とを共にONとする制御とを、交互に繰り返す第3モードとすることを特徴とする電力変換装置。
A DC power source (20);
A choke coil (11) having an input terminal connected to the positive electrode of the DC power supply;
A first coil (L1) having a center tap (13) and having both ends connected to a predetermined connection point (12) via a first switching element (Q1) and a second switching element (Q2), respectively;
A second coil (L2) magnetically coupled to the first coil;
A capacitive load (30) connected to the second coil via a rectifier circuit (14);
Capacitive load voltage detecting means (16) for detecting a capacitive load voltage which is the voltage of the capacitive load;
A pulse generator (17) that transmits one of an ON signal and an OFF signal to each of the first switching element and the second switching element;
The center tap is connected to the negative electrode of the DC power source and the predetermined connection point is connected to the output end of the choke coil, or the center tap is connected to the output end of the choke coil and the predetermined connection point Is connected to the negative electrode of the DC power supply,
A control in which one of the first switching element and the second switching element is turned on and the other is turned off when the capacitive load voltage is equal to or smaller than a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value; The first mode in which the control of turning off both the first switching element and the second switching element is alternately repeated,
A control for turning on both the first switching element and the second switching element when the capacitive load voltage is greater than the second predetermined value and less than or equal to the first predetermined value; A second mode in which one of the switching element and the second switching element is turned on and the other is turned off, and the control of turning off both the first switching element and the second switching element is repeated in order. ,
When the capacitive load voltage is greater than the first predetermined value, control is performed to turn on one of the first switching element and the second switching element and turn off the other, and the first switching element and the first switching element. A power conversion device characterized in that a third mode in which the control for turning on both of the two switching elements is alternately repeated is a third mode.
前記パルス生成部は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とのそれぞれに、制御周期の等しい信号を送信することを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 1, wherein the pulse generation unit transmits a signal having the same control period to each of the first switching element and the second switching element. 直流電源(20)と、
前記直流電源の正極に入力端が接続されるチョークコイル(11)と、
センタータップ(13)を有し、両端がそれぞれ第1スイッチング素子(Q1)、第2スイッチング素子(Q2)を介して所定接続点(12)に接続される第1コイル(L1)と、
前記第1コイルと磁気的に結合する第2コイル(L2)と、
前記第2コイルに整流回路(14)を介して接続される容量負荷(30)と、
前記容量負荷の電圧である容量負荷電圧を検出する容量負荷電圧検出手段(16)と、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とのそれぞれに、制御周期の等しい第1PWM信号と第2PWM信号とを送信するパルス生成部(17)と、を備え、
前記センタータップが前記直流電源の負極に接続され且つ前記所定接続点が前記チョークコイルの出力端に接続されており、又は、前記センタータップが前記チョークコイルの出力端に接続され且つ前記所定接続点が前記直流電源の前記負極に接続されており、
前記容量負荷電圧が第1所定値以下の場合には、前記第1PWM信号と、前記第2PWM信号との位相差が、前記制御周期の半分であるとともに、前記第1PWM信号と前記第2PWM信号のDuty値は、共に0.5未満の等しい値である第1モードとし、
前記容量負荷電圧が前記第1所定値より大きい場合には、前記第1PWM信号と、前記第2PWM信号との位相差が、前記制御周期の半分であるとともに、前記第1PWM信号と前記第2PWM信号のDuty値は、共に0.5より大きい等しい値である第3モードとすることを特徴とする電力変換装置。
A DC power source (20);
A choke coil (11) having an input terminal connected to the positive electrode of the DC power supply;
A first coil (L1) having a center tap (13) and having both ends connected to a predetermined connection point (12) via a first switching element (Q1) and a second switching element (Q2), respectively;
A second coil (L2) magnetically coupled to the first coil;
A capacitive load (30) connected to the second coil via a rectifier circuit (14);
Capacitive load voltage detecting means (16) for detecting a capacitive load voltage which is the voltage of the capacitive load;
A pulse generator (17) for transmitting a first PWM signal and a second PWM signal having the same control period to each of the first switching element and the second switching element;
The center tap is connected to the negative electrode of the DC power source and the predetermined connection point is connected to the output end of the choke coil, or the center tap is connected to the output end of the choke coil and the predetermined connection point Is connected to the negative electrode of the DC power supply,
When the capacitive load voltage is less than or equal to a first predetermined value, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is half of the control period, and the first PWM signal and the second PWM signal The duty value is the first mode in which both are equal values less than 0.5,
When the capacitive load voltage is greater than the first predetermined value, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is half of the control period, and the first PWM signal and the second PWM signal The power conversion device is characterized in that the duty mode of the third mode is set to an equal value both greater than 0.5.
直流電源(20)と、
前記直流電源の正極に入力端が接続されるチョークコイル(11)と、
センタータップ(13)を有し、両端がそれぞれ第1スイッチング素子(Q1)、第2スイッチング素子(Q2)を介して所定接続点(12)に接続される第1コイル(L1)と、
前記第1コイルと磁気的に結合する第2コイル(L2)と、
前記第2コイルに整流回路(14)を介して接続される容量負荷(30)と、
前記容量負荷の電圧である容量負荷電圧を検出する容量負荷電圧検出手段(16)と、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とのそれぞれに、制御周期の等しい第1PWM信号と第2PWM信号とを送信するパルス生成部(17)と、を備え、
前記センタータップが前記直流電源の負極に接続され且つ前記所定接続点が前記チョークコイルの出力端に接続されており、又は、前記センタータップが前記チョークコイルの出力端に接続され且つ前記所定接続点が前記直流電源の前記負極に接続されており、
前記容量負荷電圧が、第1所定値より小さい値である第2所定値以下の場合には、前記第1PWM信号と、前記第2PWM信号との位相差が、前記制御周期の半分であるとともに、前記第1PWM信号と前記第2PWM信号のDuty値は、共に0.5未満の等しい値である第1モードとし、
前記容量負荷電圧が、前記第2所定値より大きく、且つ、前記第1所定値以下の場合には、前記第1PWM信号と、前記第2PWM信号との位相差が、前記制御周期の1周期差であるとともに、前記第1PWM信号と前記第2PWM信号は、第1Duty値の信号と、前記第1Duty値と異なる第2Duty値の信号が、前記制御周期ごとに交互に繰り返されるものであり、且つ、前記第1Duty値と前記第2Duty値の和が1未満であり、且つ、前記第1Duty値の信号がOFFからONへと切り替わるタイミングと、前記第2Duty値の信号がOFFからONへと切り替わるタイミングとは、前記制御周期の1周期差である第2モードとし、
前記容量負荷電圧が前記第1所定値より大きい場合には、前記第1PWM信号と、前記第2PWM信号との位相差が、前記制御周期の半分であるとともに、前記第1PWM信号と前記第2PWM信号のDuty値は、共に0.5より大きい等しい値である第3モードとすることを特徴とする電力変換装置。
A DC power source (20);
A choke coil (11) having an input terminal connected to the positive electrode of the DC power supply;
A first coil (L1) having a center tap (13) and having both ends connected to a predetermined connection point (12) via a first switching element (Q1) and a second switching element (Q2), respectively;
A second coil (L2) magnetically coupled to the first coil;
A capacitive load (30) connected to the second coil via a rectifier circuit (14);
Capacitive load voltage detecting means (16) for detecting a capacitive load voltage which is the voltage of the capacitive load;
A pulse generator (17) for transmitting a first PWM signal and a second PWM signal having the same control period to each of the first switching element and the second switching element;
The center tap is connected to the negative electrode of the DC power source and the predetermined connection point is connected to the output end of the choke coil, or the center tap is connected to the output end of the choke coil and the predetermined connection point Is connected to the negative electrode of the DC power supply,
When the capacitive load voltage is equal to or smaller than a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is half of the control period, The duty values of the first PWM signal and the second PWM signal are set to a first mode in which both are equal values less than 0.5,
When the capacitive load voltage is greater than the second predetermined value and less than or equal to the first predetermined value, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is one cycle difference of the control cycle. And the first PWM signal and the second PWM signal are a signal of a first duty value and a signal of a second duty value different from the first duty value are alternately repeated for each control cycle, and The sum of the first duty value and the second duty value is less than 1, and the timing at which the signal of the first duty value is switched from OFF to ON, and the timing at which the signal of the second duty value is switched from OFF to ON. Is a second mode that is one cycle difference of the control cycle,
When the capacitive load voltage is greater than the first predetermined value, the phase difference between the first PWM signal and the second PWM signal is half of the control period, and the first PWM signal and the second PWM signal The power conversion device is characterized in that the duty mode of the third mode is set to an equal value both greater than 0.5.
前記直流電源の電圧である入力電圧を検出する入力電圧検出手段(15)をさらに備え、
前記第1所定値は、次式(1)により算出されることを特徴とする請求項4又は5に記載の電力変換装置。
V1=N×Vin/(2×(1−Duty0))…(1)
ここで、V1は前記第1所定値であり、Nは前記第1コイルに対する前記第2コイルの巻数比であり、Vinは前記入力電圧であり、Duty0は第3モードの制御を開始する際のDuty値の初期値であり、0.5より大きく1未満の値である。
An input voltage detecting means (15) for detecting an input voltage which is a voltage of the DC power supply;
The power converter according to claim 4 or 5, wherein the first predetermined value is calculated by the following equation (1).
V1 = N × Vin / (2 × (1-Duty0)) (1)
Here, V1 is the first predetermined value, N is the turn ratio of the second coil to the first coil, Vin is the input voltage, and Duty0 is used when starting the control of the third mode. The initial value of the Duty value, which is a value greater than 0.5 and less than 1.
前記直流電源の電圧である入力電圧を検出する入力電圧検出手段(15)をさらに備え、
前記容量負荷電圧が前記第1所定値より大きい場合の前記Duty値が、次式(2)により算出されることを特徴とする請求項4又は5に記載の電力変換装置。
Duty3=1−N×Vin/(2×Vc)…(2)
ここで、Duty3は、第3モードの前記Duty値であり、Nは前記第1コイルに対する前記第2コイルの巻数比であり、Vinは前記入力電圧であり、Vcは前記容量負荷電圧である。
An input voltage detecting means (15) for detecting an input voltage which is a voltage of the DC power supply;
6. The power conversion device according to claim 4, wherein the duty value when the capacitive load voltage is greater than the first predetermined value is calculated by the following equation (2).
Duty3 = 1−N × Vin / (2 × Vc) (2)
Here, Duty3 is the duty value of the third mode, N is the turn ratio of the second coil to the first coil, Vin is the input voltage, and Vc is the capacitive load voltage.
前記容量負荷電圧が前記第1所定値より大きい場合の前記Duty値が、次式(2)により算出されることを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。
Duty3=1−N×Vin/(2×Vc)…(2)
ここで、Duty3は、第3モードの前記Duty値であり、Nは前記第1コイルに対する前記第2コイルの巻数比であり、Vinは前記入力電圧であり、Vcは前記容量負荷電圧である。
The power conversion device according to claim 6, wherein the duty value when the capacitive load voltage is larger than the first predetermined value is calculated by the following equation (2).
Duty3 = 1−N × Vin / (2 × Vc) (2)
Here, Duty3 is the duty value of the third mode, N is the turn ratio of the second coil to the first coil, Vin is the input voltage, and Vc is the capacitive load voltage.
上式(1)により算出される前記第1所定値を、所定の補正値を用いて補正することを特徴とする、請求項6に記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 6, wherein the first predetermined value calculated by the above equation (1) is corrected using a predetermined correction value. 上式(2)により前記容量負荷電圧が前記第1所定値より大きい場合の前記Duty値を算出する際に、前記容量負荷電圧に補正値を加算して前記Duty値を算出することを特徴とする請求項7又は8に記載の電力変換装置。   The duty value is calculated by adding a correction value to the capacitive load voltage when calculating the duty value when the capacitive load voltage is greater than the first predetermined value according to the above equation (2). The power converter according to claim 7 or 8. 前記直流電源の電圧である入力電圧を検出する入力電圧検出手段(15)をさらに備え、
前記第1モードにおける前記Duty値が、次式(7)により算出されることを特徴とする請求項4又は5に記載の電力変換装置。
Duty1=Imax1×L/{Ts(Vin−Vc/N)}…(7)
ここで、Duty1は前記第1モードの前記Duty値であり、Imax1は前記チョークコイルに流れる電流の、前記第1モードにおいて許容することができる最大の値であり、Lは前記チョークコイルの自己インダクタンスであり、Tsは前記制御周期であり、Vinは前記入力電圧であり、Vcは前記容量負荷電圧であり、Nは前記第1コイルに対する前記第2コイルの巻数比である。
An input voltage detecting means (15) for detecting an input voltage which is a voltage of the DC power supply;
The power converter according to claim 4 or 5, wherein the duty value in the first mode is calculated by the following equation (7).
Duty1 = Imax1 × L / {Ts (Vin−Vc / N)} (7)
Here, Duty1 is the Duty value of the first mode, Imax1 is the maximum value of the current flowing through the choke coil that can be allowed in the first mode, and L is the self-inductance of the choke coil. Ts is the control period, Vin is the input voltage, Vc is the capacitive load voltage, and N is a turn ratio of the second coil to the first coil.
前記直流電源の電圧である入力電圧を検出する入力電圧検出手段(15)をさらに備え、
前記第2モードにおける前記第1Duty値及び前記第2Duty値が、次式(8)及び次式(9)により算出されることを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。
Duty2l<Imax2×L/(Ts×Vin)…(8)
Duty2h=(Imax2×L−Vc×Duty2l×Ts/N)/{Ts(Vin−Vc)/N}…(9)
ここで、Duty21は前記第1Duty値と前記第2Duty値との一方であり、Duty2hは前記第1Duty値と前記第2Duty値との他方であるとともに、Duty2lよりも大きい値であり、Imax2は前記チョークコイルに流れる電流の、前記第2モードにおいて許容することができる最大の値であり、Lは前記チョークコイルの自己インダクタンスであり、Tsは前記制御周期であり、Vinは前記入力電圧であり、Vcは前記容量負荷電圧であり、Nは前記第1コイルに対する前記第2コイルの巻数比である。
An input voltage detecting means (15) for detecting an input voltage which is a voltage of the DC power supply;
The power converter according to claim 5, wherein the first duty value and the second duty value in the second mode are calculated by the following expressions (8) and (9).
Duty2l <Imax2 × L / (Ts × Vin) (8)
Duty2h = (Imax2 × L−Vc × Duty2l × Ts / N) / {Ts (Vin−Vc) / N} (9)
Here, Duty21 is one of the first duty value and the second duty value, Duty2h is the other of the first duty value and the second duty value, and is larger than Duty2l, and Imax2 is the choke. The maximum value of the current flowing through the coil that can be allowed in the second mode, L is the self-inductance of the choke coil, Ts is the control period, Vin is the input voltage, and Vc Is the capacitive load voltage, and N is the turn ratio of the second coil to the first coil.
前記第1モードでは、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との一方を、第1所定期間においてOFFとし、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との他方を、前記第1所定期間において、ONとOFFとを交互に繰り返すことを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の電力変換装置。   In the first mode, one of the first switching element and the second switching element is turned OFF during a first predetermined period, and the other of the first switching element and the second switching element is set to the first predetermined element. The power converter according to any one of claims 1 to 3, wherein ON and OFF are alternately repeated in a period. 前記第3モードでは、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との一方を、第2所定期間においてONとし、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との他方を、前記第2所定期間において、ONとOFFとを交互に繰り返すことを特徴とする請求項1〜3、13のいずれか1項に記載の電力変換装置。   In the third mode, one of the first switching element and the second switching element is turned ON for a second predetermined period, and the other of the first switching element and the second switching element is set to the second predetermined element. 14. The power conversion device according to claim 1, wherein ON and OFF are alternately repeated during the period. 第3所定期間における、前記第1スイッチング素子をONとしていた時間の累積値と、前記第2スイッチング素子をONとしていた時間の累積値とは等しいことを特徴とする請求項1〜3、13、14のいずれか1項に記載の電力変換装置。   The accumulated value of the time during which the first switching element is turned on in the third predetermined period is equal to the accumulated value of the time during which the second switching element is turned on. The power conversion device according to any one of 14. 前記チョークコイルの電流値を検出する電流検出手段をさらに備え、
前記第1モード及び前記第3モードにおいて、それぞれ、検出された電流値が予め定められた値である指令値となるように、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を制御することを特徴とする、請求項1に記載の電力変換装置。
A current detecting means for detecting a current value of the choke coil;
In each of the first mode and the third mode, the first switching element and the second switching element are controlled such that the detected current value becomes a command value that is a predetermined value. The power conversion device according to claim 1.
前記第3モードにおける前記指令値は、前記第1モードにおける前記指令値よりも大きいことを特徴とする、請求項16に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 16, wherein the command value in the third mode is larger than the command value in the first mode. 前記チョークコイルの電流値を検出する電流検出手段をさらに備え、
前記第1モード、前記第2モード、及び前記第3モードにおいて、それぞれ、検出された前記電流値が予め定められた値である指令値となるように、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を制御することを特徴とする、請求項2に記載の電力変換装置。
A current detecting means for detecting a current value of the choke coil;
In the first mode, the second mode, and the third mode, the first switching element and the second switching are set so that the detected current value becomes a command value that is a predetermined value, respectively. The power converter according to claim 2, wherein an element is controlled.
前記第3モードにおける前記指令値は、前記第1モードにおける前記指令値、及び、前記第2モードにおける前記指令値よりも大きいことを特徴とする、請求項18に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 18, wherein the command value in the third mode is larger than the command value in the first mode and the command value in the second mode. 前記第2モードにおいて、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との一方のON期間を一定とし、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との他方のON期間を変更することにより、前記電流値が前記指令値となるように制御することを特徴とする、請求項18又は19に記載の電力変換装置。   In the second mode, by making one ON period of the first switching element and the second switching element constant and changing the other ON period of the first switching element and the second switching element, The power conversion device according to claim 18 or 19, wherein control is performed so that the current value becomes the command value. 前記第2モードにおいて、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とのうち、ON期間を一定とした前記スイッチング素子のDuty値を50%以下とすることを特徴とする、請求項20に記載の電力変換装置。   21. The duty value of the switching element in which the ON period is constant among the first switching element and the second switching element in the second mode is 50% or less. Power converter. 前記第2モードにおいて、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子を共にOFFとするタイミングにおける前記電流値が、前記指令値となるように制御することを特徴とする、請求項18〜21のいずれか1項に記載の電力変換装置。   In the second mode, control is performed so that the current value at the timing when both the first switching element and the second switching element are turned OFF becomes the command value. The power converter of any one of Claims. 前記電流値に、鋸歯状波であるスロープ信号を加算するスロープ補償部をさらに備え、
前記スロープ補償部は、前記第1モード及び第2モードにおいて前記スロープ信号の加算を行わず、前記第3モードにおいて前記スロープ信号を加算することを特徴とする、請求項16〜22のいずれか1項に記載の電力変換装置。
A slope compensator for adding a slope signal that is a sawtooth wave to the current value;
The slope compensator does not add the slope signal in the first mode and the second mode, but adds the slope signal in the third mode. The power converter according to item.
前記各モードにおいて、前記電流値を前記指令値とすべく、ピーク電流制御を行うことを特徴とする、請求項16〜23のいずれか1項に記載の電力変換装置。   The power converter according to any one of claims 16 to 23, wherein in each of the modes, peak current control is performed so that the current value becomes the command value.
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