JP6154349B2

JP6154349B2 - Power conversion system

Info

Publication number: JP6154349B2
Application number: JP2014074042A
Authority: JP
Inventors: 薫纐纈; 誠二居安
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2017-06-28
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015198481A

Description

共通の電気負荷に対して、複数の電力変換部から電力供給を行う電力変換システムに関する。 The present invention relates to a power conversion system that supplies power from a plurality of power conversion units to a common electric load.

電力変換システムの信頼性の向上や供給電流の増大を目的として、複数の電力変換部を共通の電気負荷に対して並列接続し、複数の電力変換部から共通の電気負荷に対して電力供給を行う電力変換システムが知られている。ここで、電力変換部とは、電源装置から供給される電力をＡＣ／ＤＣ変換又はＤＣ／ＡＣ変換したり、電源装置から供給される電力を昇圧又は降圧したりするものである。 In order to improve the reliability of the power conversion system and increase the supply current, multiple power converters are connected in parallel to a common electrical load, and power is supplied from the multiple power converters to the common electrical load. Power conversion systems to perform are known. Here, the power conversion unit performs AC / DC conversion or DC / AC conversion on the power supplied from the power supply device, and boosts or steps down the power supplied from the power supply device.

各電力変換部の電力変換効率の向上や、各電力変換部を構成する素子に対する負担の均等化を目的として、各電力変換部から出力される出力電流を均等化する技術が知られている（例えば、特許文献１）。 A technique for equalizing the output current output from each power conversion unit is known for the purpose of improving the power conversion efficiency of each power conversion unit and equalizing the burden on the elements constituting each power conversion unit ( For example, Patent Document 1).

特開２００６−１７４６７９号公報JP 2006-174679 A

上記の技術は、電気負荷に対して供給されている負荷電流を検出し、その負荷電流を各電力変換部に対して出力電流の指令値として配分するものである。ここで、負荷電流を検出する際、負荷電流を検出する電流センサと電力変換部の制御部との間でＡＤ変換を行う必要がある。また、ノイズ対策として、電流センサと制御部との間にローパスフィルタを設けることが望ましい。 In the above technique, a load current supplied to an electric load is detected, and the load current is distributed to each power conversion unit as a command value of an output current. Here, when detecting the load current, it is necessary to perform AD conversion between the current sensor that detects the load current and the control unit of the power conversion unit. Further, as a noise countermeasure, it is desirable to provide a low pass filter between the current sensor and the control unit.

各電力変換部の出力電流は、電気負荷における消費電力の変動や電源装置から電力変換部に入力される入力電流の変動に伴って変化する。上記ＡＤ変換やローパスフィルタによって生じる遅延によって、出力電流の変化に速やかに追従できないという問題が起こりうる。 The output current of each power conversion unit varies with variations in power consumption in the electrical load and variations in input current input from the power supply device to the power conversion unit. Due to the delay caused by the AD conversion and the low-pass filter, there may be a problem that the change in the output current cannot be quickly followed.

本発明は、上記の課題を解決するために為されたものであり、複数の電力変換部から共通の電気負荷に対して電力供給を行う電力変換システムにおいて、各電力変換部の出力を安定化させた上で出力電流の配分を行うことが可能な電力変換システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and stabilizes the output of each power conversion unit in a power conversion system that supplies power to a common electrical load from a plurality of power conversion units. It is an object of the present invention to provide a power conversion system capable of distributing output current after having been made.

本発明は、共通の電気負荷（６０）に対して互いに並列接続される複数の電力変換部（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）を備え、前記電力変換部の出力電圧の目標値である目標電圧が、前記電気負荷の動作電圧に設定される電力変換システムであって、前記各電力変換部は、開状態と閉状態とが切り替わることで、前記出力電圧を制御するための電圧制御電流を調整するスイッチ素子（Ｑ１〜Ｑ４，１５ｃ）と、前記目標電圧と、電圧検出手段（Ｓ１）による前記出力電圧の検出値との電圧偏差に基づいて、前記電圧制御電流の目標値である目標電流を算出する目標電流算出手段（２６，２７）と、前記目標電流に基づいて前記スイッチ素子の制御を行うことで、前記出力電圧を前記目標電圧に調整するスイッチ制御手段（２２）と、を備え、前記電力変換部ごとの前記目標電流を取得し、その目標電流の合計を各電力変換部に配分して配分電流を算出する配分電流算出手段（２４）と、前記電力変換部ごとの前記目標電流及び前記配分電流を取得し、前記配分電流と前記目標電流との電流偏差に基づいて、前記目標電流が前記配分電流に近づくように前記目標電圧及び前記出力電圧の検出値の少なくとも一方を補正する補正手段（２３，２５）とを備えることを特徴とする。 The present invention includes a plurality of power conversion units (10a, 10b, 10c, 10d) connected in parallel to a common electrical load (60), and a target voltage that is a target value of an output voltage of the power conversion unit Is a power conversion system set to the operating voltage of the electric load, wherein each power conversion unit adjusts a voltage control current for controlling the output voltage by switching between an open state and a closed state Based on the voltage deviation between the switching elements (Q1 to Q4, 15c), the target voltage, and the detected value of the output voltage by the voltage detecting means (S1), the target current which is the target value of the voltage control current is determined. Target current calculating means (26, 27) for calculating, and switch control means (22) for adjusting the output voltage to the target voltage by controlling the switch element based on the target current. , A distribution current calculation means (24) for acquiring the target current for each power conversion unit, distributing the total of the target currents to each power conversion unit and calculating a distribution current, and the target for each power conversion unit Obtaining the current and the distributed current, and correcting at least one of the detected value of the target voltage and the output voltage based on the current deviation between the distributed current and the target current so that the target current approaches the distributed current And correcting means (23, 25).

本発明における電力変換部は、目標電圧と出力電圧の検出値との電圧偏差に基づいて目標電流を算出し、電圧制御電流（例えば、スイッチ素子に流れるスイッチ電流）が目標電流となるようにスイッチ素子の制御を行う電流モード制御型の電力変換部である。 The power conversion unit according to the present invention calculates a target current based on a voltage deviation between the target voltage and the detected value of the output voltage, and switches the voltage control current (for example, the switch current flowing through the switch element) to be the target current. This is a current mode control type power converter that controls the element.

電力変換部を並列に接続する構成において、各電力変換部の出力電圧が目標電圧となるようにスイッチ制御を行うと、全ての電力変換部の出力電圧は目標電圧で等しくなり、各電力変換部から出力される出力電流は等しくなるはずである。しかしながら、各電力変換部の出力電圧の検出における検出精度のばらつきや、各電力変換部と電気負荷との間の配線抵抗のばらつきによって、各電力変換部の出力電圧の検出値に相違が生じるおそれがある。このように各電力変換部の出力電圧の検出値に相違が生じている状況化では、各電力変換部から出力される出力電流に差異が生じるおそれがある。 In the configuration in which the power conversion units are connected in parallel, when the switch control is performed so that the output voltage of each power conversion unit becomes the target voltage, the output voltage of all the power conversion units becomes equal to the target voltage, and each power conversion unit The output currents output from should be equal. However, the detection value of the output voltage of each power conversion unit may vary due to variations in detection accuracy in detection of the output voltage of each power conversion unit and variations in wiring resistance between each power conversion unit and the electric load. There is. As described above, in a situation where a difference occurs in the detected value of the output voltage of each power conversion unit, there is a possibility that a difference occurs in the output current output from each power conversion unit.

そこで、本発明の電力変換システムでは、各電力変換部の目標電流の合計値を各電力変換部に配分電流として配分する。その配分電流と目標電流との電流偏差に基づいて目標電圧又は出力電圧の検出値を補正することで、各電力変換部の目標電流が配分電流に近づいていき、結果として出力電圧の検出値の相違分を解消できる。このように、各電力変換部の電圧制御電流を好適に配分することで、電力変換部を構成する素子の負担を均等化させることや、各電力変換部の電力変換効率を向上させることが可能になる。 Therefore, in the power conversion system of the present invention, the total value of the target current of each power conversion unit is distributed to each power conversion unit as a distribution current. By correcting the detection value of the target voltage or output voltage based on the current deviation between the distribution current and the target current, the target current of each power converter approaches the distribution current, and as a result, the detection value of the output voltage Differences can be resolved. As described above, by appropriately allocating the voltage control current of each power conversion unit, it is possible to equalize the burden on the elements constituting the power conversion unit and improve the power conversion efficiency of each power conversion unit. become.

ここで、各電力変換部から実際に出力される出力電流は、電気負荷の動作状態の変化や、電気負荷及び電力変換部自身が備える誘導成分によって一時的な変動が大きい。つまり、電力変換部の出力電流の検出値に基づいて配分電流を算出する方法では、この出力電流の一時的な変動に起因して、各電力変換部の出力が不安定になるおそれがある。本発明における配分電流は、目標電圧と出力電圧の検出値との偏差から算出された算出値である目標電流の合計値に基づいて算出されるものである。各電力変換部の出力電圧は出力電流に比べて変動が小さいため、各電力変換部の出力を安定化させた上で、出力電流の配分を行うことが可能となる。 Here, the output current actually output from each power conversion unit has a large temporary fluctuation due to a change in the operating state of the electric load and an inductive component included in the electric load and the power conversion unit itself. That is, in the method of calculating the distribution current based on the detected value of the output current of the power conversion unit, the output of each power conversion unit may become unstable due to the temporary fluctuation of the output current. The distribution current in the present invention is calculated based on the total value of the target current, which is a calculated value calculated from the deviation between the target voltage and the detected value of the output voltage. Since the output voltage of each power converter varies less than the output current, it is possible to distribute the output current after stabilizing the output of each power converter.

第１実施形態における電力変換システムの電気的構成図。The electric block diagram of the power conversion system in 1st Embodiment. 第１実施形態における制御部の機能ブロック図。The functional block diagram of the control part in 1st Embodiment. 第２実施形態における制御部の機能ブロック図。The functional block diagram of the control part in 2nd Embodiment. 第３実施形態における制御部の機能ブロック図。The functional block diagram of the control part in 3rd Embodiment. 第５実施形態における電力変換システムの電気的構成図。The electrical block diagram of the power conversion system in 5th Embodiment. 第５実施形態における制御部の機能ブロック図。The functional block diagram of the control part in 5th Embodiment.

（第１実施形態）
図１に本実施形態の電力変換システムを示す。本電力変換システムは、第１電力変換部１０ａ及び第２電力変換部１０ｂが共通の電気負荷６０に対して並列接続されて構成されている。電力変換部１０ａ，１０ｂは共通の直流電源である二次電池５０に並列接続されており、その二次電池５０から直流電力を供給される。電気負荷６０は電力変換部１０ａ，１０ｂによって所定の電圧に昇圧又は降圧された直流電力が供給されて駆動する。なお、本実施形態の電力変換システムは、説明の便宜のために、２つの電力変換部１０ａ，１０ｂが並列接続されて構成されているが、３以上の電力変換部が並列接続されて構成されるものであってもよい。 (First embodiment)
FIG. 1 shows a power conversion system according to this embodiment. The present power conversion system is configured by connecting a first power conversion unit 10 a and a second power conversion unit 10 b in parallel to a common electric load 60. The power conversion units 10 a and 10 b are connected in parallel to a secondary battery 50 that is a common DC power source, and DC power is supplied from the secondary battery 50. The electric load 60 is driven by being supplied with DC power that has been stepped up or down to a predetermined voltage by the power converters 10a and 10b. Note that the power conversion system of the present embodiment is configured by connecting two power conversion units 10a and 10b in parallel for convenience of explanation, but is configured by connecting three or more power conversion units in parallel. It may be a thing.

電力変換部１０ａ，１０ｂは、共にフルブリッジ型のＤＣ／ＤＣコンバータである。第１電力変換部１０ａは第１制御部２０ａによって、第２電力変換部１０ｂは第２制御部２０ｂによってそれぞれ制御される。以下、第１電力変換部１０ａの説明を行う。なお、電力変換部１０ａ，１０ｂは構成が同一であるため、第２電力変換部１０ｂの説明は省略する。 The power converters 10a and 10b are both full-bridge DC / DC converters. The first power converter 10a is controlled by the first controller 20a, and the second power converter 10b is controlled by the second controller 20b. Hereinafter, the first power conversion unit 10a will be described. Since the power converters 10a and 10b have the same configuration, the description of the second power converter 10b is omitted.

第１電力変換部１０ａの交流変換回路１２は、入力側平滑コンデンサ１１を介して二次電池５０に接続されている。交流変換回路１２は、フルブリッジ型であり、４つの半導体スイッチＱ１〜Ｑ４から構成されている。半導体スイッチＱ１〜Ｑ４はＭＯＳ−ＦＥＴによって構成されている。交流変換回路１２は、二次電池５０から供給される直流電力を所定の周波数の交流に変換する。なお、入力側平滑コンデンサ１１は、主として交流変換回路１２のスイッチ動作に伴うノイズが二次電池５０側へと流れ込むことを抑制する。 The AC conversion circuit 12 of the first power conversion unit 10 a is connected to the secondary battery 50 via the input side smoothing capacitor 11. The AC conversion circuit 12 is a full bridge type, and includes four semiconductor switches Q1 to Q4. The semiconductor switches Q1 to Q4 are constituted by MOS-FETs. The AC conversion circuit 12 converts DC power supplied from the secondary battery 50 into AC having a predetermined frequency. Note that the input-side smoothing capacitor 11 mainly suppresses the noise accompanying the switching operation of the AC conversion circuit 12 from flowing into the secondary battery 50 side.

交流変換回路１２は、トランス１３の１次側コイルに接続されている。トランス１３は、１次側コイルに交流変換回路１２から入力される電力を昇圧又は降圧し、二次側コイルから出力する。トランス１３の二次側コイルは全波整流回路１４に入力される。全波整流回路１４は、フルブリッジ型であり、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４から構成されている。全波整流回路１４は、トランス１３から入力される交流電力を直流電力に変換してリアクトル１５に出力する。リアクトル１５は供給される直流電力を蓄積し、出力電圧を平滑化する出力側平滑コンデンサ１６を介して電気負荷６０に直流電力を出力する。 The AC conversion circuit 12 is connected to the primary side coil of the transformer 13. The transformer 13 steps up or down the power input from the AC conversion circuit 12 to the primary side coil, and outputs it from the secondary side coil. The secondary coil of the transformer 13 is input to the full wave rectifier circuit 14. The full-wave rectifier circuit 14 is a full-bridge type, and includes four diodes D1 to D4. The full-wave rectifier circuit 14 converts AC power input from the transformer 13 into DC power and outputs the DC power to the reactor 15. The reactor 15 accumulates the supplied DC power and outputs the DC power to the electric load 60 via the output-side smoothing capacitor 16 that smoothes the output voltage.

出力側平滑コンデンサ１６の端子間に出力電圧センサＳ１が設けられている。入力側平滑コンデンサ１１と交流変換回路１２とを接続する経路上に電流センサＳ２が設けられている。制御部２０ａ，２０ｂは、出力電圧センサＳ１の検出値を電力変換部１０ａ，１０ｂから電気負荷６０への出力電圧Ｖｏｕｔとして、電流センサＳ２の検出値を交流変換回路１２の半導体スイッチＱ１〜Ｑ４に流れる電流であるスイッチ電流Ｉｍｏｓとしてそれぞれ取得する。制御部２０ａ，２０ｂはこれら取得した検出値Ｖｏｕｔ，Ｉｍｏｓに基づいて、電力変換部１０ａに対してピーク電流モード制御を行う。以下、本実施形態における制御部２０ａ，２０ｂによる制御について説明する。 An output voltage sensor S <b> 1 is provided between the terminals of the output side smoothing capacitor 16. A current sensor S2 is provided on a path connecting the input side smoothing capacitor 11 and the AC conversion circuit 12. The control units 20a and 20b use the detection value of the output voltage sensor S1 as the output voltage Vout from the power conversion units 10a and 10b to the electric load 60, and the detection value of the current sensor S2 to the semiconductor switches Q1 to Q4 of the AC conversion circuit 12. Each is acquired as a switch current Imos which is a flowing current. The control units 20a and 20b perform peak current mode control on the power conversion unit 10a based on the acquired detection values Vout and Imos. Hereinafter, control by the control units 20a and 20b in the present embodiment will be described.

図２に制御部２０ａ，２０ｂの機能ブロック図を示す。制御部２０ａ，２０ｂは、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｒｅｆに等しい電圧値で一定となるように一定電圧制御を行う電圧制御手段２１を備える。また、電圧制御手段２１は、ピーク電流モード制御を行うピーク電流制御手段２２を備える。 FIG. 2 shows a functional block diagram of the control units 20a and 20b. The control units 20a and 20b include voltage control means 21 that performs constant voltage control so that the output voltage Vout is constant at a voltage value equal to the target voltage Vref. Moreover, the voltage control means 21 is provided with the peak current control means 22 which performs peak current mode control.

更に、制御部２０ａ，２０ｂは、電力変換部１０ａ，１０ｂの各出力電流が所定の比率となるような制御を行うバランス制御手段２３を備える。本実施形態のバランス制御手段２３は、電力変換部１０ａ，１０ｂの各出力電流が互いに等しくなるように制御を行う。 Furthermore, the control units 20a and 20b include a balance control unit 23 that performs control so that the output currents of the power conversion units 10a and 10b have a predetermined ratio. The balance control means 23 of this embodiment performs control so that the output currents of the power converters 10a and 10b are equal to each other.

電圧制御手段２１には、所定の目標電圧Ｖｒｅｆが入力される。目標電圧Ｖｒｅｆは、電力変換部１０ａ，１０ｂから電気負荷６０の動作に適した出力電圧（電気負荷６０の動作電圧）が出力されるように定められている。第１加算手段２５において、目標電圧Ｖｒｅｆに対して、バランス制御手段２３から入力される電圧調整値ΔＶｒｅｆを加算して補正することで、電力変換部１０ａ，１０ｂの出力電流のバランス調整を行う。このバランス調整の詳細については後述する。 A predetermined target voltage Vref is input to the voltage control means 21. The target voltage Vref is determined such that an output voltage suitable for the operation of the electric load 60 (the operating voltage of the electric load 60) is output from the power conversion units 10a and 10b. In the first addition means 25, the voltage adjustment value ΔVref input from the balance control means 23 is added to the target voltage Vref for correction, thereby adjusting the balance of the output currents of the power conversion units 10a and 10b. Details of this balance adjustment will be described later.

偏差算出手段２６において、第１加算手段２５の出力である補正後の目標電圧（Ｖｒｅｆ＋ΔＶｒｅｆ）と、出力電圧Ｖｏｕｔとの偏差を算出する。偏差算出手段２６により算出された偏差は、ＰＩ制御手段２７に入力される。ＰＩ制御手段２７は、偏差を減らすべく、偏差に比例する値と偏差の時間積分値に比例する値との和を、スイッチ電流Ｉｍｏｓの目標値である目標電流Ｉｒｅｆとして、ピーク電流制御手段２２に出力する。ここで、ＰＩ制御手段２７の出力である目標電流Ｉｒｅｆは、電流制限手段２８により、所定の上限値及び所定の下限値の範囲内となるように制限された上で、ピーク電流制御手段２２に対して出力される。ここで、電流制限手段２８による目標電流Ｉｒｅｆの制限は、スイッチＱ１〜Ｑ４における過電流の抑制を主たる目的とする。 In the deviation calculation means 26, the deviation between the corrected target voltage (Vref + ΔVref), which is the output of the first addition means 25, and the output voltage Vout is calculated. The deviation calculated by the deviation calculating unit 26 is input to the PI control unit 27. In order to reduce the deviation, the PI control means 27 uses the sum of the value proportional to the deviation and the value proportional to the time integral value of the deviation as the target current Iref that is the target value of the switch current Imos to the peak current control means 22. Output. Here, the target current Iref, which is the output of the PI control unit 27, is limited by the current limiting unit 28 so as to be within the range of the predetermined upper limit value and the predetermined lower limit value, and then is supplied to the peak current control unit 22. Are output. Here, the limitation of the target current Iref by the current limiting means 28 is mainly intended to suppress overcurrent in the switches Q1 to Q4.

ピーク電流制御手段２２のＤＡ変換器２９は、入力される目標電流Ｉｒｅｆを、デジタル値からアナログ値に変換する。そして、そのアナログ値に変換された目標電流Ｉｒｅｆが、コンパレータ３０の−端子に対して入力される。また、ピーク電流制御手段２２の第２加算手段３１には、スイッチ電流Ｉｍｏｓとスロープ補償信号とが入力される。そして、スイッチ電流Ｉｍｏｓとスロープ補償信号との和（補償後スイッチ電流）が第２加算手段３１からコンパレータ３０の＋端子に入力される。なお、スロープ補償信号は、リアクトル１５に流れる電流の変動に伴う発振を抑制するものである。 The DA converter 29 of the peak current control means 22 converts the input target current Iref from a digital value to an analog value. Then, the target current Iref converted to the analog value is input to the − terminal of the comparator 30. Further, the switch current Imos and the slope compensation signal are input to the second addition means 31 of the peak current control means 22. The sum of the switch current Imos and the slope compensation signal (post-compensation switch current) is input from the second addition means 31 to the + terminal of the comparator 30. The slope compensation signal suppresses oscillation associated with fluctuations in the current flowing through the reactor 15.

コンパレータ３０は、目標電流Ｉｒｅｆと補償後スイッチ電流との比較を行い、補償後スイッチ電流が目標電流Ｉｒｅｆより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３２のＲ端子に入力する。また、ＲＳフリップフロップ３２のＳ端子には、クロック信号が入力される。ＲＳフリップフロップ３２の出力は、デューティ制限手段３３によってデューティの上限値を設定された上で、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を駆動するゲート回路に出力される。 The comparator 30 compares the target current Iref with the compensated switch current, and inputs a high state signal to the R terminal of the RS flip-flop 32 in a period in which the compensated switch current is smaller than the target current Iref. A clock signal is input to the S terminal of the RS flip-flop 32. The output of the RS flip-flop 32 is output to a gate circuit that drives the semiconductor switches Q1 to Q4 after the upper limit value of the duty is set by the duty limiting means 33.

半導体スイッチＱ１，Ｑ４又は半導体スイッチＱ２，Ｑ３がオン状態とされている間、リアクトル１５に流れるリアクトル電流の増加に伴い、スイッチ電流Ｉｍｏｓは増加する。そして、スイッチ電流Ｉｍｏｓと目標電流Ｉｒｅｆとが等しくなるとコンパレータ３０の出力がハイ状態からロー状態となり、半導体スイッチＱ１，Ｑ４又は半導体スイッチＱ２，Ｑ３がオフ状態にされる。半導体スイッチＱ１，Ｑ４又は半導体スイッチＱ２，Ｑ３がオフ状態とされている期間、リアクトル電流が減少していく。そして、ＲＳフリップフロップ３２に対してクロックが入力されるタイミングで半導体スイッチＱ１，Ｑ４又は半導体スイッチＱ２，Ｑ３は再びオン状態にされ、再びリアクトル電流及びスイッチ電流Ｉｍｏｓが増加していく。 While the semiconductor switches Q1 and Q4 or the semiconductor switches Q2 and Q3 are in the on state, the switch current Imos increases as the reactor current flowing through the reactor 15 increases. When the switch current Imos and the target current Iref become equal, the output of the comparator 30 changes from the high state to the low state, and the semiconductor switches Q1, Q4 or the semiconductor switches Q2, Q3 are turned off. The reactor current decreases while the semiconductor switches Q1, Q4 or the semiconductor switches Q2, Q3 are in the OFF state. Then, at the timing when the clock is input to the RS flip-flop 32, the semiconductor switches Q1 and Q4 or the semiconductor switches Q2 and Q3 are turned on again, and the reactor current and the switch current Imos increase again.

ここで、例えば、目標電圧Ｖｒｅｆが４００Ｖとされている場合に、出力電圧Ｖｏｕｔ１が３９８Ｖとして検出され、出力電圧Ｖｏｕｔ２が４０２Ｖとして検出されたとする。ここで、第１電力変換部１０ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１と第２電力変換部１０ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２との差は、それぞれの出力電圧センサＳ１の検出誤差、及び、電気負荷６０と電力変換部１０ａ，１０ｂとの間の配線抵抗などに起因する。 Here, for example, when the target voltage Vref is 400V, the output voltage Vout1 is detected as 398V, and the output voltage Vout2 is detected as 402V. Here, the difference between the output voltage Vout1 of the first power converter 10a and the output voltage Vout2 of the second power converter 10b is the detection error of each output voltage sensor S1, and the electric load 60 and the power converter 10a, This is due to the wiring resistance to 10b.

この場合、第１制御部２０ａにおいては、偏差ΔＶ１＝Ｖｏｕｔ１−Ｖｒｅｆ＝−２Ｖを解消するべく、目標電流Ｉｒｅｆ１を増加させる。その結果、第１制御部２０ａのデューティが増加する。また、第２制御部２０ｂにおいては、偏差ΔＶ２＝Ｖｏｕｔ２−Ｖｒｅｆ＝＋２Ｖを解消するべく、目標電流Ｉｒｅｆ２を減少させる。その結果、第２制御部２０ｂのデューティが減少する。 In this case, in the first control unit 20a, the target current Iref1 is increased in order to eliminate the deviation ΔV1 = Vout1−Vref = −2V. As a result, the duty of the first control unit 20a increases. In the second control unit 20b, the target current Iref2 is decreased in order to eliminate the deviation ΔV2 = Vout2-Vref = + 2V. As a result, the duty of the second control unit 20b decreases.

このように両制御部２０ａ，２０ｂにおいてデューティを変化させたとしても、両電力変換部１０ａ，１０ｂの出力側が並列接続されているため、両出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２は殆ど変化しない。つまり、偏差ΔＶ１，ΔＶ２は解消されないままであり、第１制御部２０ａはデューティを増加させ続け、第２制御部２０ｂはデューティを減少させ続ける。その結果、第１制御部２０ａのみが電流出力を行う状態となる。 Thus, even if the duty is changed in both control units 20a and 20b, both output voltages Vout1 and Vout2 hardly change because the output sides of both power conversion units 10a and 10b are connected in parallel. That is, the deviations ΔV1 and ΔV2 remain unresolved, the first control unit 20a continues to increase the duty, and the second control unit 20b continues to decrease the duty. As a result, only the first control unit 20a is in a state of performing current output.

このような出力電流の偏りを防止するべく、バランス制御手段２３が各制御部２０ａ，２０ｂに設けられている。バランス制御手段２３は、両制御部２０ａ，２０ｂの出力電流に偏差がある場合に、その偏差を解消するべく動作する。 In order to prevent such a bias in output current, balance control means 23 is provided in each of the control units 20a and 20b. When there is a deviation in the output currents of both control units 20a, 20b, the balance control means 23 operates to eliminate the deviation.

バランス制御手段２３には、目標電流Ｉｒｅｆと、各制御部２０ａ，２０ｂの目標電流Ｉｒｅｆの平均値である平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅとが入力される。配分電流算出手段２４は、各電力変換部１０ａ，１０ｂごとの目標電流Ｉｒｅｆを各制御部２０ａ，２０ｂから取得し、その目標電流Ｉｒｅｆの合計を各電力変換部１０ａ，１０ｂに配分して配分電流を算出する。本実施形態における配分電流算出手段２４は、配分電流として各目標電流Ｉｒｅｆの平均値である平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅを算出し、その平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅを各バランス制御手段２３に対して出力する。配分電流算出手段２４は、制御部２０ａ，２０ｂのいずれかに設けられていればよく、例えば、制御部２０ａに設けられている。なお、配分電流算出手段２４は、制御部２０ａ，２０ｂの外部に別体として設けられていてもよい。 The balance control means 23 receives a target current Iref and an average current Iref_ave that is an average value of the target currents Iref of the controllers 20a and 20b. The distribution current calculation means 24 acquires the target current Iref for each power conversion unit 10a, 10b from each control unit 20a, 20b, distributes the total of the target current Iref to each power conversion unit 10a, 10b, and distributes the current. Is calculated. The distribution current calculation means 24 in the present embodiment calculates an average current Iref_ave that is an average value of each target current Iref as the distribution current, and outputs the average current Iref_ave to each balance control means 23. The distribution current calculation unit 24 may be provided in either of the control units 20a and 20b, for example, in the control unit 20a. The distribution current calculation means 24 may be provided separately from the control units 20a and 20b.

バランス制御手段２３の第２偏差算出手段３４は、平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅと、各制御部２０ａ，２０ｂの目標電流Ｉｒｅｆとの偏差を算出する。そして、その偏差がＰＩ制御手段３５に入力される。ＰＩ制御手段３５の出力は、各制御部２０ａ，２０ｂにおける目標電流Ｉｒｅｆと平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅとの偏差を減らすべく、第１加算手段２５に対して入力される。ここで、ＰＩ制御手段３５の出力は、電圧制限手段３６により、所定の上限値及び所定の下限値の範囲内（例えば、−５Ｖ〜＋５Ｖ）となるように制限された上で、第１加算手段２５に対して入力される。ここで、電圧制限手段３６による制限は、各電力変換部１０ａ，１０ｂの出力電圧Ｖｏｕｔにおける変動を目標電圧Ｖｒｅｆを基準として所定の範囲内にすることを主たる目的とする。 The second deviation calculating means 34 of the balance control means 23 calculates the deviation between the average current Iref_ave and the target current Iref of each control unit 20a, 20b. Then, the deviation is input to the PI control means 35. The output of the PI control unit 35 is input to the first addition unit 25 in order to reduce the deviation between the target current Iref and the average current Iref_ave in each control unit 20a, 20b. Here, the output of the PI control unit 35 is limited by the voltage limiting unit 36 to be within a range between a predetermined upper limit value and a predetermined lower limit value (for example, −5 V to +5 V), and then the first addition Input to means 25. Here, the limitation by the voltage limiting means 36 is mainly intended to make the fluctuation in the output voltage Vout of each power conversion unit 10a, 10b within a predetermined range with the target voltage Vref as a reference.

例えば、上記のように、目標電圧Ｖｒｅｆが４００Ｖとされている場合に、第１電力変換部１０ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１が３９８Ｖとして検出され、第２電力変換部１０ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２が４０２Ｖとして検出されたとする。この場合、出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２のフィードバック制御により、第１電力変換部１０ａの目標電流Ｉｒｅｆ１が増加し、また、第２電力変換部１０ｂの目標電流Ｉｒｅｆ２が減少していく。そして、目標電流Ｉｒｅｆ１が目標電流Ｉｒｅｆ２より大きくなることに伴い、各電力変換部１０ａ，１０ｂの出力電流に偏りが生じることになることが懸念される。 For example, as described above, when the target voltage Vref is 400V, the output voltage Vout1 of the first power conversion unit 10a is detected as 398V, and the output voltage Vout2 of the second power conversion unit 10b is detected as 402V. Suppose. In this case, the target current Iref1 of the first power converter 10a increases and the target current Iref2 of the second power converter 10b decreases by feedback control of the output voltages Vout1 and Vout2. There is a concern that the output currents of the power converters 10a and 10b may be biased as the target current Iref1 becomes larger than the target current Iref2.

上述の出力電流の偏りを解消するべく、第１制御部２０ａのバランス制御手段２３では、負の値となるΔＶｒｅｆが出力される。つまり、第１制御部２０ａの第１加算手段２５の出力（バランス調整後の目標電圧）は、バランス調整によって減少し、正の値である偏差ΔＶ１は小さくなり０に近づく。また、第２制御部２０ｂのバランス制御手段２３では、正の値となるΔＶｒｅｆが出力される。つまり、第２制御部２０ｂの第１加算手段２５の出力（バランス調整後の目標電圧）は、バランス調整によって増加し、負の値である偏差ΔＶ２は大きくなり０に近づく。 In order to eliminate the bias of the output current described above, the balance control means 23 of the first control unit 20a outputs ΔVref that is a negative value. That is, the output (target voltage after balance adjustment) of the first addition means 25 of the first control unit 20a is reduced by balance adjustment, and the positive value deviation ΔV1 becomes smaller and approaches zero. Further, the balance control means 23 of the second control unit 20b outputs a positive value ΔVref. That is, the output (the target voltage after balance adjustment) of the first addition means 25 of the second control unit 20b increases due to the balance adjustment, and the negative value deviation ΔV2 increases and approaches zero.

このように、補正手段としてのバランス制御手段２３及び第１加算手段２５の動作によって、偏差ΔＶ１及び偏差ΔＶ２はそれぞれ０に近づくため、目標電流Ｉｒｅｆ１と目標電流Ｉｒｅｆ２とは等しい値（平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅ）になる。その結果、第１電力変換部１０ａのスイッチ電流Ｉｍｏｓ及び第２電力変換部１０ｂのスイッチ電流Ｉｍｏｓのそれぞれのピーク電流は等しくなるように制御され、第１電力変換部１０ａの出力電流と第２電力変換部１０ｂの出力電流とは等しくなる。 As described above, since the deviation ΔV1 and the deviation ΔV2 approach 0 by the operations of the balance control unit 23 and the first addition unit 25 as the correction unit, the target current Iref1 and the target current Iref2 are equal (average current Iref_ave). become. As a result, the peak currents of the switch current Imos of the first power converter 10a and the switch current Imos of the second power converter 10b are controlled to be equal, and the output current and the second power of the first power converter 10a are controlled. It becomes equal to the output current of the converter 10b.

以下、本実施形態の効果を述べる。 The effects of this embodiment will be described below.

本実施形態における電力変換システムでは、各電力変換部１０ａ，１０ｂの目標電流Ｉｒｅｆの平均値を各電力変換部１０ａ，１０ｂに平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅとして配分する。その平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅと目標電流Ｉｒｅｆとの電流偏差に基づいて目標電圧Ｖｒｅｆを補正することで、各電力変換部１０ａ，１０ｂの目標電流Ｉｒｅｆが平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅに近づいていき、各電力変換部１０ａ，１０ｂのスイッチ電流Ｉｍｏｓが平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅとなる。その結果、各電力変換部１０ａ，１０ｂの出力電流が等しくなる。このように、各電力変換部１０ａ，１０ｂに流れる電流を好適に配分することで、電力変換部１０ａ，１０ｂを構成する素子の負担を均等化させることや、各電力変換部１０ａ，１０ｂの電力変換効率を向上させることが可能になる。 In the power conversion system in the present embodiment, the average value of the target currents Iref of the power conversion units 10a and 10b is distributed to the power conversion units 10a and 10b as the average current Iref_ave. By correcting the target voltage Vref based on the current deviation between the average current Iref_ave and the target current Iref, the target current Iref of each power converter 10a, 10b approaches the average current Iref_ave, and each power converter 10a, The switch current Imos of 10b becomes the average current Iref_ave. As a result, the output currents of the power converters 10a and 10b are equal. As described above, by appropriately allocating the current flowing through each of the power conversion units 10a and 10b, it is possible to equalize the load on the elements constituting the power conversion units 10a and 10b, and to reduce the power of the power conversion units 10a and 10b. It becomes possible to improve the conversion efficiency.

ここで、各電力変換部１０ａ，１０ｂから実際に出力される出力電流は、電気負荷６０の動作状態の変化や、電気負荷６０の誘導成分及び電力変換部１０ａ，１０ｂ自身が備える誘導成分（リアクトル１５）によって大きな一時的変動が生じる。つまり、電力変換部１０ａ，１０ｂの出力電流の検出値や電気負荷６０に流れる負荷電流の検出値に基づいて平均電流を算出する方法では、この出力電流の一時的な変動に起因して、各電力変換部１０ａ，１０ｂの出力が不安定になるおそれがある。本実施形態における平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅは、目標電圧Ｖｒｅｆと出力電圧の検出値Ｖｏｕｔとの偏差から算出された算出値である目標電流Ｉｒｅｆの平均値として算出される。各電力変換部１０ａ，１０ｂの出力電圧は出力電流に比べて変動が小さいため、各電力変換部１０ａ，１０ｂの出力を安定化させた上で、出力電流の配分を行うことが可能となる。 Here, the output current actually output from each of the power conversion units 10a and 10b is a change in the operating state of the electric load 60, an inductive component of the electric load 60, and an inductive component (reactor) included in the power conversion units 10a and 10b itself. 15) causes large temporary fluctuations. That is, in the method of calculating the average current based on the detected value of the output current of the power converters 10a and 10b and the detected value of the load current flowing through the electric load 60, There is a possibility that the outputs of the power conversion units 10a and 10b become unstable. The average current Iref_ave in the present embodiment is calculated as an average value of the target current Iref, which is a calculated value calculated from the deviation between the target voltage Vref and the output voltage detection value Vout. Since the output voltage of each of the power conversion units 10a and 10b varies less than the output current, the output current can be distributed after the outputs of the power conversion units 10a and 10b are stabilized.

また、電力変換部１０ａ，１０ｂは、出力電流の変動に対し応答性の高いピーク電流モード制御を行うものである。そして、ピーク電流モード制御を行う電力変換部１０ａ，１０ｂのそれぞれの目標電流Ｉｒｅｆ、及び、目標電流Ｉｒｅｆの平均値である平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅに基づいて、目標電圧Ｖｒｅｆを補正値を算出する構成とした。これにより、出力電流の変動に対して応答性の高い出力電流の配分を行うことが可能になる。 The power converters 10a and 10b perform peak current mode control with high responsiveness to fluctuations in output current. The target voltage Vref is calculated based on the target current Iref of each of the power conversion units 10a and 10b performing the peak current mode control and the average current Iref_ave that is the average value of the target current Iref. . This makes it possible to distribute the output current with high responsiveness to fluctuations in the output current.

また、各電力変換部１０ａ，１０ｂの制御部２０ａ，２０ｂごとにバランス制御手段２３を設ける構成にした。そして、各バランス制御手段２３において、各電力変換部１０ａ，１０ｂの目標電流Ｉｒｅｆと平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅとの偏差を算出し、その偏差が解消されるように、目標電圧Ｖｒｅｆを補正する。このような構成にすることで、各電力変換部１０ａ，１０ｂのスイッチ電流Ｉｍｏｓを好適に平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅとなるように制御することが可能になる。 Moreover, it was set as the structure which provides the balance control means 23 for every control part 20a, 20b of each power converter 10a, 10b. Then, each balance control unit 23 calculates a deviation between the target current Iref and the average current Iref_ave of each of the power conversion units 10a and 10b, and corrects the target voltage Vref so that the deviation is eliminated. With such a configuration, it is possible to control the switch current Imos of each of the power conversion units 10a and 10b to be preferably the average current Iref_ave.

（第２実施形態）
上記実施形態では、各バランス制御手段２３がそれぞれ平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅと目標電流Ｉｒｅｆとの偏差ΔＩｒｅｆを算出し、その偏差ΔＩｒｅｆに基づいて、それぞれ目標電圧Ｖｒｅｆの補正値を算出する構成にした。 (Second Embodiment)
In the above embodiment, each balance control unit 23 calculates the deviation ΔIref between the average current Iref_ave and the target current Iref, and calculates the correction value of the target voltage Vref based on the deviation ΔIref.

図３に示す第２実施形態では、２つのバランス制御手段２３ａ，２３ｂのうち第１制御部２０ａが備えるバランス制御手段２３ａにおいて、偏差ΔＩｒｅｆを算出し、その偏差ΔＩｒｅｆに基づいて第１電力変換部１０ａの目標電圧Ｖｒｅｆ１の補正値を算出する。そして、第２制御部２０ｂが備えるバランス制御手段２３ｂにおいて、バランス制御手段２３ａが算出した第１電力変換部１０ａの目標電圧Ｖｒｅｆ１の補正値を取得するとともに、積算手段３７により、その正負を反転させる。そして、正負を反転させた値を第２電力変換部１０ｂの目標電圧Ｖｒｅｆ２の補正値として用いる。 In the second embodiment shown in FIG. 3, the balance control means 23a included in the first control section 20a of the two balance control means 23a and 23b calculates the deviation ΔIref, and the first power conversion section based on the deviation ΔIref. A correction value of the target voltage Vref1 of 10a is calculated. Then, in the balance control unit 23b provided in the second control unit 20b, the correction value of the target voltage Vref1 of the first power conversion unit 10a calculated by the balance control unit 23a is acquired, and the positive / negative is inverted by the integration unit 37. . Then, a value obtained by inverting the sign is used as a correction value for the target voltage Vref2 of the second power conversion unit 10b.

各電力変換部１０ａ，１０ｂの目標電流Ｉｒｅｆが変動する場合に、平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅの算出に用いられた目標電流Ｉｒｅｆと、現在のＩｒｅｆとが大きく異なる場合がある。このような場合に、一方の目標電流Ｉｒｅｆのみに基づいて、ΔＶｒｅｆを算出することで、目標電流Ｉｒｅｆが変動することを抑制することが可能となる。 When the target current Iref of each of the power conversion units 10a and 10b varies, the target current Iref used for calculating the average current Iref_ave may be greatly different from the current Iref. In such a case, it is possible to suppress fluctuation of the target current Iref by calculating ΔVref based on only one target current Iref.

また、第１電力変換部１０ａ及び第２電力変換部１０ｂの目標電圧の補正値の平均値が０となるため、電力変換システムとしての出力電圧が補正前の目標電圧とほぼ等しくなる。このため、バランス制御が電力変換システムとしての出力電圧に干渉せず、電力変換システムの出力電圧が安定することが可能となる。 Moreover, since the average value of the correction value of the target voltage of the 1st power converter 10a and the 2nd power converter 10b becomes 0, the output voltage as a power conversion system becomes substantially equal to the target voltage before correction. For this reason, balance control does not interfere with the output voltage as the power conversion system, and the output voltage of the power conversion system can be stabilized.

また、バランス制御手段２３ａは、平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅが所定の閾値Ｉｂより小さい場合に、第１制御部２０ａの第１加算手段２５に対して所定の正の値（例えば、＋５Ｖ）を出力する。これにより、第１電力変換部１０ａから出力される電流は徐々に増加していく。また、バランス制御手段２３ａは、バランス制御手段２３ｂに対して所定の正の値（例えば、＋５Ｖ）を出力する。バランス制御手段２３ｂに対して所定の正の値が入力されることで、バランス制御手段２３ｂから第２制御部２０ｂの第１加算手段２５に対して出力される値が所定の負の値（例えば、−５Ｖ）となる。つまり、第２電力変換部１０ｂの目標電圧Ｖｒｅｆ２に、所定の負の値が加算されることとなる。これにより、第２電力変換部１０ｂから出力される電流は徐々に減少して０Ａとなる。ここで、所定の閾値Ｉｂは、電力変換部１０ａのみが電流出力を行った場合に、電力変換効率が向上するような値に設定されている。このように配分電流が所定の閾値Ｉｂより小さい場合に、一方の電力変換部（第１電力変換部１０ａ）のみから出力電流が出力されることになり、より電力変換効率を向上させることが可能になる。さらに、平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅが所定の閾値Ｉｂ以上となった場合に、速やかに２つの電力変換部１０ａ，１０ｂから電流出力を行うことが可能になる。 Further, the balance control unit 23a outputs a predetermined positive value (for example, + 5V) to the first addition unit 25 of the first control unit 20a when the average current Iref_ave is smaller than the predetermined threshold value Ib. Thereby, the current output from the first power conversion unit 10a gradually increases. Further, the balance control unit 23a outputs a predetermined positive value (for example, + 5V) to the balance control unit 23b. When a predetermined positive value is input to the balance control unit 23b, the value output from the balance control unit 23b to the first addition unit 25 of the second control unit 20b becomes a predetermined negative value (for example, -5V). That is, a predetermined negative value is added to the target voltage Vref2 of the second power conversion unit 10b. Thereby, the current output from the second power converter 10b gradually decreases to 0A. Here, the predetermined threshold value Ib is set to a value that improves the power conversion efficiency when only the power conversion unit 10a outputs a current. As described above, when the distributed current is smaller than the predetermined threshold value Ib, the output current is output from only one of the power conversion units (first power conversion unit 10a), and the power conversion efficiency can be further improved. become. Furthermore, when the average current Iref_ave becomes equal to or greater than the predetermined threshold value Ib, it is possible to quickly output current from the two power conversion units 10a and 10b.

（第３実施形態）
図４に示す第３実施形態は、２つの制御部２０ａ，２０ｂにおいて、制御部２０ａのみがバランス制御手段２３を備える構成である。本実施形態における電力変換システムにおいても、各電力変換部１０ａ，１０ｂにおける出力電流の偏りを調整することができる。 (Third embodiment)
In the third embodiment shown in FIG. 4, in the two control units 20 a and 20 b, only the control unit 20 a includes the balance control means 23. Also in the power conversion system in the present embodiment, it is possible to adjust the bias of the output current in each of the power conversion units 10a and 10b.

（第４実施形態）
第４実施形態の配分電流算出手段は、目標電流Ｉｒｅｆの合計値と所定の閾値Ｉａを比較し、Ｉｒｅｆの合計値が所定の閾値Ｉａより小さい場合に、一方の電力変換部１０ａが電流を出力し、他方の電力変換部１０ｂが電流を出力しないような制御を行う。具体的には、一方のバランス制御手段２３ａに対しＩｒｅｆの合計値を出力し、他方のバランス制御手段２３ｂに対し０を出力する。ここで、所定の閾値Ｉａは、１台の電力変換部１０ａのみが電流出力を行った場合に、電力変換効率が向上するような値に設定されている。このように出力電流の配分を行うことで、より電力変換効率を向上させることが可能になる。さらに、目標電流Ｉｒｅｆの合計値が所定の閾値Ｉａ以上となった場合に、速やかに２つの電力変換部１０ａ，１０ｂから電流出力を行うことが可能になる。 (Fourth embodiment)
The distributed current calculation means of the fourth embodiment compares the total value of the target current Iref and a predetermined threshold value Ia, and when the total value of Iref is smaller than the predetermined threshold value Ia, one power conversion unit 10a outputs a current. Then, control is performed so that the other power converter 10b does not output current. Specifically, the total value of Iref is output to one balance control means 23a, and 0 is output to the other balance control means 23b. Here, the predetermined threshold value Ia is set to a value that improves the power conversion efficiency when only one power conversion unit 10a outputs a current. By distributing the output current in this way, it is possible to further improve the power conversion efficiency. Furthermore, when the total value of the target current Iref becomes equal to or greater than the predetermined threshold value Ia, it is possible to quickly output current from the two power conversion units 10a and 10b.

同様にｎ台（ｎは３以上の自然数）の電力変換部を備える電力変換システムにおいては、Ｉｒｅｆの合計値と所定の閾値Ｉａ＿ｍを比較し、Ｉｒｅｆの合計値が所定の閾値Ｉａ＿ｍより小さい場合に、ｍ台の電力変換部のみが電流出力を行うように出力電流の配分を行うようにするとよい。ここで、ｍは１≦ｍ≦ｎ−１となる自然数であり、閾値Ｉａ＿ｍは、Ｉａ＿ｍ＝Ｉａ×ｍである。 Similarly, in a power conversion system including n power converters (n is a natural number of 3 or more), the total value of Iref is compared with a predetermined threshold value Ia_m, and the total value of Iref is smaller than the predetermined threshold value Ia_m. The output current may be distributed so that only the m power conversion units perform current output. Here, m is a natural number satisfying 1 ≦ m ≦ n−1, and the threshold value Ia_m is Ia_m = Ia × m.

（第５実施形態）
上記実施形態は、ＤＣ／ＤＣコンバータとしての電力変換部を備える電力変換システムに適用されるものであったが、これを変更し、ＡＣ／ＤＣコンバータとしての電力変換部を備える電力変換システムに適用されるものであってもよい。 (Fifth embodiment)
Although the said embodiment was applied to a power conversion system provided with the power converter as a DC / DC converter, it changed this and applied to a power conversion system provided with the power converter as an AC / DC converter. It may be done.

図５に示す本実施形態の電力変換システムでは、第１電力変換部１０ｃ及び第２電力変換部１０ｄが共通の電気負荷６１に対して並列接続されて構成されている。電力変換部１０ｃ，１０ｄは共通の交流電源５１に対して並列接続されており、その交流電源５１から交流電力を供給される。電気負荷６１は電力変換部１０ｃ，１０ｄによって直流に変換され、所定の電圧に昇圧又は降圧された直流電流が供給されて駆動する。 In the power conversion system of this embodiment shown in FIG. 5, the first power conversion unit 10 c and the second power conversion unit 10 d are configured to be connected in parallel to the common electric load 61. The power conversion units 10 c and 10 d are connected in parallel to a common AC power supply 51, and AC power is supplied from the AC power supply 51. The electric load 61 is converted into direct current by the power conversion units 10c and 10d, and is driven by being supplied with a direct current that is stepped up or down to a predetermined voltage.

電力変換部１０ｃ，１０ｄは共にＰＦＣ回路付きのＡＣ／ＤＣコンバータである。以下、第１電力変換部１０ｃの説明を行う。なお、電力変換部１０ｃ，１０ｄは構成が同一であるため、第２電力変換部１０ｄの説明は省略する。 The power converters 10c and 10d are both AC / DC converters with a PFC circuit. Hereinafter, the first power conversion unit 10c will be described. Since the power converters 10c and 10d have the same configuration, the description of the second power converter 10d is omitted.

第１電力変換部１０ｃの整流回路１２ｃは、ローパスフィルタ１１ｃを介して交流電源５１に接続されている。整流回路１２ｃは、フルブリッジ型であり、４つのダイオードから構成されている。整流回路１２ｃは、交流電源５１から供給される交流電力を全波整流することで直流電力に変換する。 The rectifier circuit 12c of the first power conversion unit 10c is connected to the AC power source 51 via the low-pass filter 11c. The rectifier circuit 12c is a full bridge type, and includes four diodes. The rectifier circuit 12c converts the AC power supplied from the AC power supply 51 into DC power by full-wave rectification.

整流回路１２ｃは、昇圧チョッパ型のＰＦＣ回路１３ｃ（ＰｏｗｅｒＦａｃｔｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）に接続されている。ＰＦＣ回路１３ｃはリアクトル１４ｃと半導体スイッチ１５ｃとダイオード１６ｃと出力側平滑コンデンサ１７ｃとから構成されている。ＰＦＣ回路１３ｃは、交流電源５１から入力される電圧及び電流の位相と周波数とを調整することで力率を改善し、交流電源５１から効率よく電力を取り出すことを可能にする。また、ＰＦＣ回路１３ｃの動作により、交流電源５１に対するノイズの混入が抑制される。ＰＦＣ回路１３ｃは、出力側平滑コンデンサ１７ｃを介して電気負荷６１に対して直流電力を出力する。 The rectifier circuit 12c is connected to a step-up chopper type PFC circuit 13c (Power Factor Correction). The PFC circuit 13c includes a reactor 14c, a semiconductor switch 15c, a diode 16c, and an output side smoothing capacitor 17c. The PFC circuit 13 c improves the power factor by adjusting the phase and frequency of the voltage and current input from the AC power supply 51, and makes it possible to efficiently extract power from the AC power supply 51. Further, the operation of the PFC circuit 13c suppresses the mixing of noise into the AC power supply 51. The PFC circuit 13c outputs DC power to the electric load 61 through the output side smoothing capacitor 17c.

また、ローパスフィルタ１１ｃを構成するコンデンサの端子間に入力電圧センサＳ３ｃが設けられている。出力側平滑コンデンサ１７ｃの端子間に出力電圧センサＳ１ｃが設けられている。半導体スイッチ１５ｃのドレイン側にスイッチ電流センサＳ２ｃが設けられている。 Further, an input voltage sensor S3c is provided between the terminals of the capacitors constituting the low-pass filter 11c. An output voltage sensor S1c is provided between the terminals of the output-side smoothing capacitor 17c. A switch current sensor S2c is provided on the drain side of the semiconductor switch 15c.

制御部２０ｃ，２０ｄは、入力電圧センサＳ３ｃの検出値を交流電源５１から電力変換部１０ｃ，１０ｄへの入力電圧Ｖｉｎとして、出力電圧センサＳ１ｃの検出値を電力変換部１０ｃ，１０ｄから電気負荷６１への出力電圧Ｖｏｕｔとして、スイッチ電流センサＳ２ｃの検出値をＰＦＣ回路のスイッチに流れる電流であるスイッチ電流Ｉｍｏｓとしてそれぞれ取得する。制御部２０ｃ，２０ｄはこれら取得した検出値に基づいて、ＰＦＣ回路１３ｃに対してピーク電流モード制御型のＰＦＣ制御を行う。以下、本実施形態における制御部２０ｃ，２０ｄによる制御について説明する。 The control units 20c and 20d use the detection value of the input voltage sensor S3c as the input voltage Vin from the AC power supply 51 to the power conversion units 10c and 10d, and the detection value of the output voltage sensor S1c from the power conversion units 10c and 10d to the electric load 61. As the output voltage Vout, the detection value of the switch current sensor S2c is acquired as the switch current Imos that is the current flowing through the switch of the PFC circuit. The control units 20c and 20d perform peak current mode control type PFC control on the PFC circuit 13c based on the acquired detection values. Hereinafter, control by the control units 20c and 20d in the present embodiment will be described.

図６に本実施形態の機能ブロック図を示す。なお、第１実施形態における制御部２０ａ，２０ｂと同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態における制御部２０ｃ，２０ｄは、電圧周波数取得手段３８と電圧位相取得手段３９と全波整流波形生成手段４０と積算手段４１を備える。 FIG. 6 shows a functional block diagram of the present embodiment. In addition, about the structure same as control part 20a, 20b in 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. The control units 20c and 20d in this embodiment include a voltage frequency acquisition unit 38, a voltage phase acquisition unit 39, a full-wave rectified waveform generation unit 40, and an integration unit 41.

電圧周波数取得手段３８は、入力電圧センサの検出値に基づいて、入力電圧Ｖｉｎの周波数を取得する。また、電圧位相取得手段３９は、入力電圧センサＳ３ｃの検出値に基づいて、入力電圧Ｖｉｎの位相を取得する。全波整流波形生成手段４０は、電圧周波数取得手段３８及び電圧位相取得手段３９及びによって取得された入力電圧Ｖｉｎの位相及び周波数に基づいて、入力電圧Ｖｉｎと同位相及び同周波数の正弦波の全波整流波形を生成する。この全波整流波形の値と、電流制限手段２８によって制限されたＰＩ制御手段２７の出力とが積算手段４１によって積算される。そして、その積算値がピーク電流制御手段２２に出力される。 The voltage frequency acquisition unit 38 acquires the frequency of the input voltage Vin based on the detection value of the input voltage sensor. Moreover, the voltage phase acquisition means 39 acquires the phase of the input voltage Vin based on the detection value of the input voltage sensor S3c. The full-wave rectified waveform generation means 40 is based on the phase and frequency of the input voltage Vin acquired by the voltage frequency acquisition means 38 and the voltage phase acquisition means 39 and all of the sine waves having the same phase and the same frequency as the input voltage Vin. Generate a wave rectified waveform. The value of the full-wave rectified waveform and the output of the PI control means 27 limited by the current limiting means 28 are integrated by the integrating means 41. Then, the integrated value is output to the peak current control means 22.

電力変換部１０ｃ，１０ｄの出力電流は、全波整流波形となる。仮に、この出力電流を検出し、その合計値を各電力変換部１０ｃ，１０ｄに配分すると、各出力電流の位相のずれに起因して、各電力変換部１０ｃ，１０ｄに配分される電流に偏りが生じると考えられる。本実施形態における電力変換部１０ｃ，１０ｄでは、スイッチ電流Ｉｍｏｓ即ち出力電流のピーク値となる目標電流Ｉｒｅｆの合計値が各電力変換部１０ｃ，１０ｄに配分される。このため、各電力変換部１０ｃ，１０ｄの出力する電流に位相のずれが生じていた場合であっても、好適に電流を配分することが可能になる。 The output currents of the power converters 10c and 10d are full-wave rectified waveforms. If this output current is detected and the total value is distributed to each power conversion unit 10c, 10d, it is biased to the current distributed to each power conversion unit 10c, 10d due to the phase shift of each output current. Is considered to occur. In the power conversion units 10c and 10d in the present embodiment, the total value of the target current Iref that is the peak value of the switch current Imos, that is, the output current is distributed to the power conversion units 10c and 10d. For this reason, even if it is a case where the phase shift has arisen in the electric current which each power converter 10c, 10d outputs, it becomes possible to distribute an electric current suitably.

（他の実施形態）
・ピーク電流モード制御を行う制御部において、各電力変換部のスイッチ電流Ｉｍｏｓが目標電流Ｉｒｅｆに達した時に、その時のスイッチ電流Ｉｍｏｓの検出値（ピーク値）を記憶する記憶手段を備える構成とする。そして、上記配分電流算出手段２４及びバランス制御手段２３の第２偏差算出手段３４は、各電力変換部の現在の目標電流Ｉｒｅｆに代えて、記憶手段に記憶されたスイッチ電流Ｉｍｏｓの前回のピーク値を取得する構成とする。ここで、スイッチ電流Ｉｍｏｓの前回のピーク値は、過去の目標電流Ｉｒｅｆに相当する。現在の目標電流Ｉｒｅｆに代えて、スイッチ電流Ｉｍｏｓの前回のピーク値を用いることで、各電力変換部の目標電流の時間的変動によって生じる悪影響を抑制することができる。 (Other embodiments)
The control unit that performs peak current mode control includes a storage unit that stores a detection value (peak value) of the switch current Imos at that time when the switch current Imos of each power conversion unit reaches the target current Iref. . Then, the distribution current calculation unit 24 and the second deviation calculation unit 34 of the balance control unit 23 replace the current target current Iref of each power conversion unit with the previous peak value of the switch current Imos stored in the storage unit. Is obtained. Here, the previous peak value of the switch current Imos corresponds to the past target current Iref. By using the previous peak value of the switch current Imos instead of the current target current Iref, it is possible to suppress adverse effects caused by temporal variations in the target current of each power conversion unit.

・配分電流算出手段２４は、各電力変換部に対して異なる比率で配分電流を配分するものであってもよい。電力変換部の出力電流特性が異なり、一方の電力変換部が他方の電力変換部に比べて大きな電流を出力するのに適しているような場合に、電力システム全体の電力変換効率を向上させることができる。 The distribution current calculation unit 24 may distribute the distribution current at a different ratio to each power conversion unit. To improve the power conversion efficiency of the entire power system when the output current characteristics of the power converter are different and one power converter is suitable to output a larger current than the other power converter Can do.

・上記実施形態では、電力変換部が接続される電力源が同一のものであったが、これを変更し、異なる電力源から電力を供給されるようなものであってもよい。 In the above embodiment, the power source to which the power conversion unit is connected is the same, but this may be changed and power may be supplied from a different power source.

・ＰＩ制御を行うＰＩ制御手段２７及びＰＩ制御手段３５に代えて、ヒステリシス制御を行うヒステリシス制御手段を設けてもよい。 -Hysteresis control means for performing hysteresis control may be provided instead of the PI control means 27 and PI control means 35 for performing PI control.

・上記バランス制御手段２３及び第１加算手段による目標電圧の補正は、ピーク電流モード制御を行う電力変換部１０ａ〜１０ｄに代えて、平均電流モード制御を行う電力変換部に適用されるものであってもよい。 The correction of the target voltage by the balance control unit 23 and the first addition unit is applied to a power conversion unit that performs average current mode control instead of the power conversion units 10a to 10d that perform peak current mode control. May be.

・第２実施形態に記載の構成のうち、平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅが所定の閾値Ｉｂより小さい場合に、一方の電力変換部１０ａの目標電圧に対して所定の正の補正値を加算し、他方の電力変換部１０ｂの目標電圧に対して所定の負の補正値を加算する構成は、他の実施形態に適用されてもよい。目標電圧に対して所定の正の補正値を加算することで、その電力変換部の出力電流を大きくすることができ、また、目標電圧に対して所定の負の補正値を加算することで、その電力変換部の出力電流を小さくすることができる。なお、複数の電力変換部において、それぞれの目標電圧に対して所定の補正値を加算する必要はなく、少なくとも一つの電力変換部の目標電圧に対して所定の補正値を加算する構成とすればよい。また、目標電圧に所定の補正値を加算する構成に代えて、出力電圧の検出値に所定の補正値を加算する構成としてもよい。 In the configuration described in the second embodiment, when the average current Iref_ave is smaller than the predetermined threshold value Ib, a predetermined positive correction value is added to the target voltage of one power conversion unit 10a, and the other power The configuration in which a predetermined negative correction value is added to the target voltage of the converter 10b may be applied to other embodiments. By adding a predetermined positive correction value to the target voltage, the output current of the power converter can be increased, and by adding a predetermined negative correction value to the target voltage, The output current of the power converter can be reduced. In addition, in the plurality of power conversion units, it is not necessary to add a predetermined correction value to each target voltage, and if a predetermined correction value is added to the target voltage of at least one power conversion unit, Good. Further, instead of a configuration in which a predetermined correction value is added to the target voltage, a configuration in which a predetermined correction value is added to the detected value of the output voltage may be adopted.

・上記実施形態では、第１加算手段２５は、目標電圧Ｖｒｅｆを補正するものであったが、これを変更し、出力電圧の検出値Ｖｏｕｔを補正するものであってもよい。このような構成では、目標電流Ｉｒｅｆが平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅより大きい場合に、出力電圧の検出値Ｖｏｕｔが大きくなるように、目標電流Ｉｒｅｆが平均電流Ｉｒｅｆ＿ａｖｅより小さい場合に、出力電圧の検出値Ｖｏｕｔが小さくなるように補正を行えばよい。 In the above embodiment, the first addition means 25 corrects the target voltage Vref. However, it may be modified to correct the output voltage detection value Vout. In such a configuration, when the target current Iref is smaller than the average current Iref_ave, the detected value Vout of the output voltage is small so that the detected value Vout of the output voltage becomes large when the target current Iref is larger than the average current Iref_ave. Correction may be performed so that

・電力変換部１０ａ，１０ｂとして絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いたが、これを変更し、チョッパ回路のような非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いてもよい。 -Although the insulation type DC / DC converter was used as the power conversion parts 10a and 10b, this may be changed and a non-insulation type DC / DC converter like a chopper circuit may be used.

１０ａ…第１電力変換部、１０ｂ…第２電力変換部、２２…ピーク電流制御手段（スイッチ制御手段）、２３…バランス制御手段（補正手段）、２４…配分電流算出手段、２５…第１加算手段（補正手段）、２６…偏差算出手段（目標電流算出手段）、２７…ＰＩ制御手段（目標電流算出手段）、６０…電気負荷、Ｑ１〜Ｑ４…スイッチ素子、Ｓ１…電圧センサ（電圧検出手段）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10a ... 1st power converter, 10b ... 2nd power converter, 22 ... Peak current control means (switch control means), 23 ... Balance control means (correction means), 24 ... Distribution current calculation means, 25 ... 1st addition Means (correction means), 26 ... Deviation calculation means (target current calculation means), 27 ... PI control means (target current calculation means), 60 ... Electric load, Q1 to Q4 ... Switch element, S1 ... Voltage sensor (voltage detection means) ).

Claims

A plurality of power conversion units (10a, 10b, 10c, 10d) connected in parallel to a common electric load (60) are provided, and a target voltage that is a target value of an output voltage of the power conversion unit is A power conversion system set to the operating voltage of a load,
Each power converter is
Switching elements (Q1 to Q4, 15c) for adjusting a voltage control current for controlling the output voltage by switching between an open state and a closed state;
Target current calculating means (26, 27) for calculating a target current which is a target value of the voltage control current based on a voltage deviation between the target voltage and the detected value of the output voltage by the voltage detecting means (S1); ,
Switch control means (22) for adjusting the output voltage to the target voltage by controlling the switch element based on the target current,
A distributed current calculating means (24) for acquiring the target current for each of the power converters, and distributing the total of the target currents to the respective power converters to calculate a distributed current;
Obtaining the target current and the distributed current for each power conversion unit, and based on a current deviation between the distributed current and the target current, the target voltage and the output voltage so that the target current approaches the distributed current And a correction means (23, 25) for correcting at least one of the detected values.

The voltage control current is a switch current flowing through the switch element,
The switch control means turns on the switch element at a predetermined cycle, and turns on the switch element when the detection value of the switch current by the current detection means (S2) reaches the target current after the switch element is turned on. 2. The power conversion system according to claim 1, wherein the power conversion system is a peak current control unit that is turned off. 3.

When the detected value of the switch current reaches the target current, the storage means for storing the detected value of the switch current at that time,
3. The power conversion according to claim 2, wherein the distribution current calculation unit and the correction unit obtain a detection value of the switch current stored in the storage unit as the target current for each of the power conversion units. system.

4. The power conversion system according to claim 1, wherein the distribution current calculation unit calculates an average value of the target current for each of the power conversion units as the distribution current. 5.

The correction means corrects by adding a predetermined value to at least one of the target voltage and the detected value of the output voltage instead of the correction based on the current deviation when the distributed current is smaller than a predetermined value. The power conversion system according to claim 1, wherein the power conversion system is a power conversion system.

The power conversion system includes two power conversion units including a first power conversion unit and a second power conversion unit,
The correction means calculates a current deviation between the distribution current and the target current for the first power conversion unit, and calculates a correction value of the target voltage of the first power conversion unit based on the calculated current deviation. 6. The calculation according to claim 1, wherein a value obtained by reversing the sign of the correction value of the target voltage of the first power conversion unit is used as the correction value of the target voltage of the second power conversion unit. The power conversion system according to claim 1.

The said correction | amendment means calculates the current deviation of the said distributed current and the said target current for every said power conversion part, and correct | amends the said target voltage based on the current deviation. The power conversion system according to any one of claims.

When the total value of the target current is smaller than a predetermined value, the distribution current calculation means sets at least one of the plurality of power conversion units to zero the distribution current and sets the total value of the target current as the remaining power conversion The power conversion system according to claim 7, wherein the distribution current is calculated by being distributed to a unit.

The power conversion system according to claim 1, wherein each of the plurality of power conversion units is a DC / DC converter.

The power conversion system according to claim 1, wherein each of the plurality of power conversion units is an AC / DC converter.