JP6153144B1 - Dc/dcコンバータの制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1におけるDC/DCコンバータシステムを示す構成図である。図1におけるDC/DCコンバータシステムは、電力変換回路10、低圧側電圧検出器21、電流検出器22および高圧側電圧検出器23を有するDC/DCコンバータと、DC/DCコンバータの制御装置30(以下、制御装置30と略す)とを備える。なお、図1では、電力変換回路10の低圧側に接続されているバッテリ1と、電力変換回路10の高圧側に接続されている電動機2も併せて図示されている。
本発明の実施の形態2では、先の実施の形態1と比較して電力変換回路10の構成が異なるDC/DCコンバータを制御する制御装置30について説明する。なお、本実施の形態2では、先の実施の形態1と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
Vout>Vin>Vcf
低圧側平滑コンデンサ11→リアクトル12→第3のスイッチング素子133→充放電コンデンサ15→第1のスイッチング素子131
低圧側平滑コンデンサ11→リアクトル12→第3のスイッチング素子133→第4のスイッチング素子134→高圧側平滑コンデンサ14
低圧側平滑コンデンサ11→リアクトル12→第2のスイッチング素子132→充放電コンデンサ15→第4のスイッチング素子134→高圧側平滑コンデンサ14
低圧側平滑コンデンサ11→リアクトル12→第3のスイッチング素子133→第4のスイッチング素子134→高圧側平滑コンデンサ14
Vout>Vcf>Vin
低圧側平滑コンデンサ11→リアクトル12→第2のスイッチング素子132→第1のスイッチング素子131
低圧側平滑コンデンサ11→リアクトル12→第3のスイッチング素子133→充放電コンデンサ15→第1のスイッチング素子131
低圧側平滑コンデンサ11→リアクトル12→第2のスイッチング素子132→第1のスイッチング素子131
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Vout>Vin>Vcf
低圧側平滑コンデンサ11←リアクトル12←第3のスイッチング素子133←充放電コンデンサ15←第1のスイッチング素子131
低圧側平滑コンデンサ11←リアクトル12←第3のスイッチング素子133←第4のスイッチング素子134←高圧側平滑コンデンサ14
低圧側平滑コンデンサ11←リアクトル12←第2のスイッチング素子132←充放電コンデンサ15←第4のスイッチング素子134←高圧側平滑コンデンサ14
Vout>Vcf>Vin
低圧側平滑コンデンサ11←リアクトル12←第2のスイッチング素子132←第1のスイッチング素子131
低圧側平滑コンデンサ11←リアクトル12←第3のスイッチング素子133←充放電コンデンサ15←第1のスイッチング素子131
低圧側平滑コンデンサ11←リアクトル12←第2のスイッチング素子132←第1のスイッチング素子131
低圧側平滑コンデンサ11←リアクトル12←第2のスイッチング素子132←充放電コンデンサ15←第4のスイッチング素子134←高圧側平滑コンデンサ14
Vout/Vin=1/(1−D1) (10)
IL=Io/(1−D1) (11)
D1=D2 (12)
Claims (10)
- 一端が直流電源に接続されているリアクトルと、複数のスイッチング素子を含んで構成され前記リアクトルの他端に接続されているスイッチング回路とを有し、前記直流電源から入力された入力電圧を変換し、変換後の前記入力電圧を出力電圧として出力する電力変換回路と、
前記入力電圧を検出して出力する低圧側電圧検出器と、
前記出力電圧を検出して出力する高圧側電圧検出器と、
を備えたDC/DCコンバータにおいて、制御用演算値を用いて、前記複数のスイッチング素子のそれぞれのオンおよびオフを切り替え制御する制御装置であって、
目標出力電圧と、前記高圧側電圧検出器から出力された前記出力電圧との差電圧を入力とし、特定の制御方式に従って第1の演算値を演算して出力する制御器と、
前記制御器から出力された前記第1の演算値と、前記低圧側電圧検出器から出力された前記入力電圧とから、前記制御用演算値を演算する演算器と、
を備え、
前記演算器は、
前記制御器から出力された前記第1の演算値と、前記低圧側電圧検出器から出力された前記入力電圧とを加算した加算値を演算し、前記第1の演算値を前記加算値で除した値を前記制御用演算値として演算する
DC/DCコンバータの制御装置。 - 一端が直流電源に接続されているリアクトルと、複数のスイッチング素子を含んで構成され前記リアクトルの他端に接続されているスイッチング回路とを有し、前記直流電源から入力された入力電圧を変換し、変換後の前記入力電圧を出力電圧として出力する電力変換回路と、
前記入力電圧を検出して出力する低圧側電圧検出器と、
前記出力電圧を検出して出力する高圧側電圧検出器と、
を備えたDC/DCコンバータにおいて、制御用演算値を用いて、前記複数のスイッチング素子のそれぞれのオンおよびオフを切り替え制御する制御装置であって、
目標出力電圧と、前記高圧側電圧検出器から出力された前記出力電圧との差電圧を入力とし、特定の制御方式に従って第1の演算値を演算して出力する制御器と、
前記制御器から出力された前記第1の演算値と、前記低圧側電圧検出器から出力された前記入力電圧とから、前記制御用演算値を演算する演算器と、
を備え、
前記DC/DCコンバータは、
前記リアクトルに流れるリアクトル電流を検出して出力する電流検出器をさらに備え、
前記演算器は、
前記制御器から出力された前記第1の演算値から、前記電流検出器から出力された前記リアクトル電流を減算した値を、第2の演算値として演算し、
前記第2の演算値と、前記低圧側電圧検出器から出力された前記入力電圧とを加算した加算値を演算し、前記第2の演算値を前記加算値で除した値を前記制御用演算値として演算する
DC/DCコンバータの制御装置。 - 一端が直流電源に接続されているリアクトルと、複数のスイッチング素子を含んで構成され前記リアクトルの他端に接続されているスイッチング回路とを有し、前記直流電源から入力された入力電圧を変換し、変換後の前記入力電圧を出力電圧として出力する電力変換回路と、
前記入力電圧を検出して出力する低圧側電圧検出器と、
前記出力電圧を検出して出力する高圧側電圧検出器と、
を備えたDC/DCコンバータにおいて、制御用演算値を用いて、前記複数のスイッチング素子のそれぞれのオンおよびオフを切り替え制御する制御装置であって、
目標出力電圧と、前記高圧側電圧検出器から出力された前記出力電圧との差電圧を入力とし、特定の制御方式に従って第1の演算値を演算して出力する制御器と、
前記制御器から出力された前記第1の演算値と、前記低圧側電圧検出器から出力された前記入力電圧とから、前記制御用演算値を演算する演算器と、
を備え、
前記DC/DCコンバータは、
前記リアクトルに流れるリアクトル電流を検出して出力する電流検出器をさらに備え、
前記演算器は、
前記制御器から出力された前記第1の演算値から、前記電流検出器から出力された前記リアクトル電流に設定定数を乗算した値を減算した値を、第2の演算値として演算し、
前記第2の演算値と、前記低圧側電圧検出器から出力された前記入力電圧とを加算した加算値を演算し、前記第2の演算値を前記加算値で除した値を前記制御用演算値として演算する
DC/DCコンバータの制御装置。 - 前記スイッチング回路は、
第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子と直列に接続されている第2のスイッチング素子と、
を含んで構成され、
前記リアクトルの前記他端は、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子との接続部に接続されている
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータの制御装置。 - 前記スイッチング回路は、
第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子と直列に接続されている第2のスイッチング素子と、
前記第2のスイッチング素子と直列に接続されている第3のスイッチング素子と、
前記第3のスイッチング素子と直列に接続されている第4のスイッチング素子と、
を含んで構成され、
前記電力変換回路は、
直列に接続されている前記第2のスイッチング素子および前記第3のスイッチング素子に対して、並列に接続されているコンデンサをさらに有し、
前記リアクトルの前記他端は、前記第2のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子との接続部に接続されている
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータの制御装置。 - 前記特定の制御方式は、PI制御であり、
前記PI制御の折れ点周波数は、前記電力変換回路の共振点以下の周波数となるように設定されている
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータの制御装置。 - 前記特定の制御方式は、PI制御、P制御、PD制御またはPID制御である
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータの制御装置。 - 前記複数のスイッチング素子のそれぞれは、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された半導体素子を有する
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータの制御装置。 - 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドである
請求項8に記載のDC/DCコンバータの制御装置。 - 一端が直流電源に接続されているリアクトルと、複数のスイッチング素子を含んで構成され前記リアクトルの他端に接続されているスイッチング回路とを有し、前記直流電源から入力された入力電圧を変換し、変換後の前記入力電圧を出力電圧として出力する電力変換回路と、
前記入力電圧を検出して出力する低圧側電圧検出器と、
前記出力電圧を検出して出力する高圧側電圧検出器と、
を備えたDC/DCコンバータにおいて、制御用演算値を用いて、前記複数のスイッチング素子のそれぞれのオンおよびオフを切り替え制御する制御方法であって、
目標出力電圧と、前記高圧側電圧検出器から出力された前記出力電圧との差電圧を入力とし、特定の制御方式に従って第1の演算値を演算するステップと、
前記第1の演算値と、前記低圧側電圧検出器から出力された前記入力電圧とから、前記制御用演算値を演算するステップと、
を備え、
前記制御用演算値を演算するステップでは、
前記第1の演算値と、前記低圧側電圧検出器から出力された前記入力電圧とを加算した加算値を演算し、前記第1の演算値を前記加算値で除した値を前記制御用演算値として演算する
DC/DCコンバータの制御方法。
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