JP6260587B2 - 電源装置 - Google Patents

電源装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6260587B2
JP6260587B2 JP2015129524A JP2015129524A JP6260587B2 JP 6260587 B2 JP6260587 B2 JP 6260587B2 JP 2015129524 A JP2015129524 A JP 2015129524A JP 2015129524 A JP2015129524 A JP 2015129524A JP 6260587 B2 JP6260587 B2 JP 6260587B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
timings
switching elements
power supply
timing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015129524A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017017790A (ja
Inventor
英嗣 浜田
英嗣 浜田
橋本 俊哉
俊哉 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2015129524A priority Critical patent/JP6260587B2/ja
Priority to EP16175890.9A priority patent/EP3113347B1/en
Priority to US15/190,441 priority patent/US10243360B2/en
Priority to KR1020160079113A priority patent/KR101866643B1/ko
Priority to CN201610482955.4A priority patent/CN106300979B/zh
Publication of JP2017017790A publication Critical patent/JP2017017790A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6260587B2 publication Critical patent/JP6260587B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

本発明は、電源装置に関する。
従来、この種の電源装置としては、第1,第2電源と、第1〜第4スイッチング素子,第1〜第4ダイオード,第1,第2リアクトルを有すると共に第1電源と第2電源と負荷とに接続されるコンバータと、を備え、第1〜第4スイッチング素子の制御によって、第1,第2電源からの電力を電圧の昇圧を伴って負荷に供給するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電源装置では、第1電源の出力を制御するための第1制御パルス信号と、第2電源の出力を制御するための第2制御パルス信号と、の論理演算に基づいて第1〜第4スイッチング素子の制御信号を生成し、この制御信号を用いて第1〜第4スイッチング素子のスイッチング制御を行なう。そして、この際に、第1制御パルス信号の立ち上がりのタイミングと第2制御パルス信号の立ち上がりのタイミングとが重なるようにしている。
特開2015−5002号公報
上述の電源装置では、第1,第2制御パルス信号から第1〜第4スイッチング素子の制御信号を生成する際に、演算装置によって論理演算を逐次行なうか演算装置と第1〜第4スイッチング素子との間に論理回路を設ける必要がある。前者の場合、演算装置の処理負荷が比較的大きくなり、後者の場合、電源装置の構成部品が比較的多くなる、という課題がある。
本発明の電源装置は、コンバータを制御するための制御装置で論理演算を逐次行なったり制御装置とコンバータの4つのスイッチング素子との間に論理回路を設けたりすることなく、コンバータの4つのスイッチング素子のスイッチング制御を行なえるようにすることを主目的とする。
本発明の電源装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の第1の電源装置は、
第1電源と、
第2電源と、
前記第1電源が接続された第1電力ラインと前記第2電源が接続された第2電力ラインと負荷が接続された第3電力ラインとに接続され、前記第1,第2電力ラインの電力を電圧の昇圧を伴って前記第3電力ラインに供給可能なコンバータと、
前記コンバータを制御するための制御装置と、
を備える電源装置であって、
前記コンバータは、前記第3電力ラインの正極母線と前記第1,第3電力ラインの負極母線との間に直列に接続された第1〜第4スイッチング素子と、前記第1〜第4スイッチング素子の各々に並列に接続された第1〜第4ダイオードと、前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との接続点と前記第1電力ラインの正極母線とに接続された第1リアクトルと、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接続点と前記第2電力ラインの正極母線とに接続された第2リアクトルと、を有し、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との接続点が前記第2電力ラインの負極母線に接続されており、
前記制御装置は、
前記第1電力ラインから前記第3電力ラインに供給する第1電力を制御するための第1目標デューティ比と該第1電力を制御するための第1搬送波とによって定まる前記第1搬送波の1周期における2つのタイミング、および、前記第2電力ラインから前記第3電力ラインに供給する第2電力を制御するための第2目標デューティ比と該第2電力を制御するための搬送波であって前記第1搬送波と同一周期である第2搬送波とによって定まる前記第2搬送波の1周期における2つのタイミング、に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子のスイッチング用の目標タイミングを設定し、
前記設定した目標タイミングの各々に応じて前記第1〜第4スイッチング素子側にスイッチング指令を出力する、
ことを要旨とする。
この本発明の第1の電源装置では、制御装置は、第1電力ラインから第3電力ラインに供給する第1電力を制御するための第1目標デューティ比と第1電力を制御するための第1搬送波とによって定まる第1搬送波の1周期における2つのタイミング、および、第2電力ラインから第3電力ラインに供給する第2電力を制御するための第2目標デューティ比と第2電力を制御するための搬送波であって第1搬送波と同一周期である第2搬送波とによって定まる第2搬送波の1周期における2つのタイミング、に応じて第1,第2搬送波の1周期における第1〜第4スイッチング素子のスイッチング用の目標タイミングを設定し、設定した目標タイミングの各々に応じて第1〜第4スイッチング素子側にスイッチング指令を出力する。これにより、制御装置で論理演算を逐次行なったり制御装置と第1〜第4スイッチング素子との間に論理回路を設けたりすることなく、第1〜第4スイッチング素子のスイッチング制御を行なうことができる。この結果、制御装置で論理演算を逐次行なうものに比して制御装置の処理負荷を低減することができると共に論理回路を設けるものに比して電源装置の構成部品の数を低減することができる。
こうした本発明の第1の電源装置において、前記第1搬送波は、ノコギリ波または逆ノコギリ波であり、前記第2搬送波は、ノコギリ波または逆ノコギリ波で、且つ、前記第1搬送波とリセットタイミングが一致しており、前記第1搬送波の1周期における前記2つのタイミングは、前記リセットタイミングと該リセットタイミング以外のタイミングであり、前記第2搬送波の1周期における前記2つのタイミングは、前記リセットタイミングと該リセットタイミング以外のタイミングであり、前記制御装置は、前記第1,第2搬送波の1周期における前記リセットタイミングと該リセットタイミング以外の2つのタイミングとの3つのタイミングに応じて、前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子の前記目標タイミングを設定するものとしてもよい。こうすれば、第1,第2搬送波の1周期における3つのタイミングに応じてその周期における第1〜第4スイッチング素子の目標タイミングを設定することができる。
第1,第2搬送波の1周期における3つのタイミングに応じて第1,第2搬送波の1周期における第1〜第4スイッチング素子の目標タイミングを設定する態様の本発明の第1の電源装置において、前記制御装置は、前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つのタイミングに応じて、前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子の各々についての前記目標タイミングを個別に設定し、前記設定した目標タイミングの各々に至ったときに、前記第1〜第4スイッチング素子のうち対応するスイッチング素子側に前記スイッチング指令を出力するものとしてもよい。こうすれば、第1,第2搬送波の1周期における第1〜第4スイッチング素子の各々についての目標タイミングを個別に設定することによって、第1〜第4スイッチング素子を制御することができる。
第1,第2搬送波の1周期における第1〜第4スイッチング素子の各々についての目標タイミングを個別に設定する態様の本発明の第1の電源装置において、前記制御装置は、前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つのタイミングと、前記第1,第2目標デュ−ティ比の和と値1との大小関係または前記第1目標デューティ比と前記第2目標デューティ比との大小関係と、に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子の各々についての前記目標タイミングを個別に設定するものとしてもよい。この場合、前記制御装置は、前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つのタイミングと、前記第1,第2目標デュ−ティ比の和と値1との大小関係または前記第1目標デューティ比と前記第2目標デューティ比との大小関係と、前記第1搬送波がノコギリ波か逆ノコギリ波かと、前記第2搬送波がノコギリ波か逆ノコギリ波かと、に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子の各々についての前記目標タイミングを個別に設定するものとしてもよい。
また、第1,第2搬送波の1周期における第1〜第4スイッチング素子の各々についての目標タイミングを個別に設定する態様の本発明の第1の電源装置において、前記制御装置は、前記第1〜第4スイッチング素子のスイッチングの際に必要なデッドタイムを考慮して前記第1〜第4スイッチング素子の各々についての前記目標タイミングを個別に設定するものとしてもよい。こうすれば、デッドタイムを考慮して、第1,第2搬送波の1周期における第1〜第4スイッチング素子の各々についての目標タイミングを個別に設定することができる。
第1,第2搬送波の1周期における3つのタイミングに応じて第1,第2搬送波の1周期における第1〜第4スイッチング素子の目標タイミングを設定する態様の本発明の第1の電源装置において、前記制御装置は、前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つのタイミングを、前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子の3つの前記目標タイミングとして設定し、前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つの目標タイミングの各々についての前記第1〜第4スイッチング素子のオンオフ状態の組み合わせを設定し、前記設定した目標タイミングの各々に至ったときに、前記設定した組み合わせと前記第1〜第4スイッチング素子のオンオフ状態とに応じて、前記第1〜第4スイッチング素子の各々側に前記スイッチング指令または保持指令を出力するものとしてもよい。こうすれば、第1,第2搬送波の1周期における3つの目標タイミングの各々についての第1〜第4スイッチング素子のオンオフ状態の組み合わせを設定することによって、第1〜第4スイッチング素子を制御することができる。
第1,第2搬送波の1周期における3つの目標タイミングの各々についての第1〜第4スイッチング素子のオンオフ状態の組み合わせを設定する態様の本発明の第1の電源装置において、前記制御装置は、前記第1,第2目標デュ−ティ比の和と値1との大小関係または前記第1目標デューティ比と前記第2目標デューティ比との大小関係に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つの目標タイミングの各々についての前記組み合わせを設定するものとしてもよい。この場合、前記制御装置は、前記第1,第2目標デュ−ティ比の和と値1との大小関係または前記第1目標デューティ比と前記第2目標デューティ比との大小関係と、前記第1搬送波がノコギリ波か逆ノコギリ波かと、前記第2搬送波がノコギリ波か逆ノコギリ波かと、に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つの目標タイミングの各々についての前記組み合わせを設定するものとしてもよい。
第1,第2搬送波の1周期における3つの目標タイミングの各々についての第1〜第4スイッチング素子のオンオフ状態の組み合わせを設定する態様の本発明の第1の電源装置において、前記第1〜第4スイッチング素子のスイッチングの際に必要なデッドタイムを前記制御装置からの出力に付加して前記第1〜第4スイッチング素子に出力するデッドタイム生成回路を有するものとしてもよい。ここで、前記デッドタイム生成回路は、前記制御装置からの出力がオフからオンの前記スイッチング指令のときにはデッドタイムを付加して出力し、前記制御装置からの出力がオンからオフの前記スイッチング指令または前記保持指令のときにはデッドタイムを付加せずに出力するものとしてもよい。
本発明の第1の電源装置において、前記制御装置は、前記第1目標デューティ比と前記第1搬送波とを用いて前記第1電力を制御するための第1制御信号を生成すると共に前記第2目標デューティ比と前記第2搬送波とを用いて前記第2電力を制御するための第2制御信号を生成し、前記第1制御信号の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングを前記第1搬送波の1周期における前記2つのタイミングとすると共に前記第2制御信号の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングを前記第2搬送波の1周期における前記2つのタイミングとするものとしてもよい。
本発明の第2の電源装置は、
第1電源と、
第2電源と、
前記第1電源が接続された第1電力ラインと前記第2電源が接続された第2電力ラインと負荷が接続された第3電力ラインとに接続され、前記第1,第2電力ラインの電力を電圧の昇圧を伴って前記第3電力ラインに供給可能なコンバータと、
前記コンバータを制御するための制御装置と、
を備える電源装置であって、
前記コンバータは、前記第3電力ラインの正極母線と前記第1,第3電力ラインの負極母線との間に直列に接続された第1〜第4スイッチング素子と、前記第1〜第4スイッチング素子の各々に並列に接続された第1〜第4ダイオードと、前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との接続点と前記第1電力ラインの正極母線とに接続された第1リアクトルと、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接続点と前記第2電力ラインの正極母線とに接続された第2リアクトルと、を有し、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との接続点が前記第2電力ラインの負極母線に接続されており、
前記制御装置は、
前記第1電力ラインから前記第3電力ラインに供給する第1電力を制御するための第1制御信号の1周期における立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングと、前記第2電力ラインから前記第3電力ラインに供給する第2電力を制御するための第2制御信号の1周期における立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングと、に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子のスイッチング用の目標タイミングを設定し、
前記設定した目標タイミングの各々に応じて前記第1〜第4スイッチング素子側にスイッチング指令を出力する、
ことを要旨とする。
この本発明の第2の電源装置では、制御装置は、第1電力ラインから第3電力ラインに供給する第1電力を制御するための第1制御信号の1周期における立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングと、第2電力ラインから第3電力ラインに供給する第2電力を制御するための第2制御信号の1周期における立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングと、に応じて第1,第2搬送波の1周期における第1〜第4スイッチング素子のスイッチング用の目標タイミングを設定し、設定した目標タイミングの各々に応じて第1〜第4スイッチング素子側にスイッチング指令を出力する。これにより、制御装置で論理演算を逐次行なったり制御装置と第1〜第4スイッチング素子との間に論理回路を設けたりすることなく、スイッチング素子のスイッチング制御を行なうことができる。この結果、制御装置で論理演算を逐次行なうものに比して制御装置の処理負荷を低減することができると共に論理回路を設けるものに比して電源装置の構成部品の数を低減することができる。
本発明の第1実施例の電源装置20の構成の概略を示す構成図である。 コンバータ40を第1電源用コンバータとして機能させる際の様子を示す説明図である。 コンバータ40を第1電源用コンバータとして機能させる際の様子を示す説明図である。 コンバータ40を第2電源用コンバータとして機能させる際の様子を示す説明図である。 コンバータ40を第2電源用コンバータとして機能させる際の様子を示す説明図である。 比較例の電源装置20Bの構成の概略を示す構成図である。 比較例の電源装置20Bにおけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。 第1実施例の電子制御ユニット60によって実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを示す説明図である。 第1実施例の電源装置20におけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。 変形例の処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを示す説明図である。 変形例の搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを示す説明図である。 変形例の搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを示す説明図である。 第2実施例の電源装置120の構成の概略を示す構成図である。 第2実施例の電子制御ユニット60によって実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 搬送波Ca1,Ca2の次周期における目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを示す説明図である。 目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合に制御信号S1a〜S4aの組み合わせを一致出力部にセットする様子を示す説明図である。 第2実施例の電源装置120におけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。 変形例の処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の搬送波Ca1,Ca2の次周期における目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを示す説明図である。 変形例の搬送波Ca1,Ca2の次周期における目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを示す説明図である。 変形例の搬送波Ca1,Ca2の次周期における目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを示す説明図である。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図1は、本発明の第1実施例の電源装置20の構成の概略を示す構成図である。第1実施例の電源装置20は、負荷10に電力を供給するための装置として構成されており、図示するように、第1電源としてのバッテリ22と、第2電源としてのバッテリ32と、コンバータ40と、電子制御ユニット60と、を備える。なお、負荷10としては、モータおよびこのモータを駆動するためのインバータなどを考えることができる。
コンバータ40は、バッテリ22が接続された電力ライン24とバッテリ32が接続された電力ライン34と負荷10が接続された電力ライン14とに接続されており、電力ライン24,34(バッテリ22,32)の電力を電圧の昇圧を伴って電力ライン14(負荷10)に供給することができるように構成されている。このコンバータ40は、スイッチング素子S1〜S4と、ダイオードD1〜D4と、リアクトルL1,L2と、を備える。スイッチング素子S1〜S4は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)として構成されており、電力ライン14の正極母線14aと電力ライン14,24の負極母線14b,24bとの間にこの順に直列に接続されている。ダイオードD1〜D4は、スイッチング素子S1〜S4の各々に逆方向に並列に接続されている。第1リアクトルL1は、スイッチング素子S2とスイッチング素子S3との接続点C1と電力ライン24の正極母線24aとに接続されている。第2リアクトルL2は、スイッチング素子S1とスイッチング素子S2との接続点C2と電力ライン34の正極母線34aとに接続されている。さらに、スイッチング素子S3とスイッチング素子S4との接続点C3は、電力ライン34の負極母線34bに接続されている。なお、電力ライン14には、平滑用のコンデンサ16が接続されており、電力ライン24には、平滑用のコンデンサ26が接続されており、電力ライン34には、平滑用のコンデンサ36が接続されている。
電子制御ユニット60は、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,計時を行なうタイマ,設定値にタイマの計時値が一致したときに所定の出力を行なう一致出力部,入出力ポートを備える。
電子制御ユニット60には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット60に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・コンデンサ16の端子間に取り付けられた電圧センサ16aからのコンデンサ16(電力ライン14)の電圧VH
・コンデンサ26の端子間に取り付けられた電圧センサ26aからのコンデンサ26(電力ライン24)の電圧VL1
・スイッチング素子S2とスイッチング素子S3との接続点とリアクトルL1との間に取り付けられた電流センサ41からの電流IL1
・スイッチング素子S1とスイッチング素子S2との接続点とリアクトルL2との間に取り付けられた電流センサ42からの電流IL2
・コンデンサ36の端子間に取り付けられた電圧センサ36aからのコンデンサ36(電力ライン14)の電圧VL2
・バッテリ22の端子間に取り付けられた電圧センサからの電源電圧VB1
・バッテリ22の正極端子に取付られた電流センサからの電池電流IB1
・バッテリ32の端子間に取り付けられた電圧センサからの電源電圧VB2
・バッテリ32の正極端子に取付られた電流センサからの電池電流IB2
電子制御ユニット60からは、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aが出力ポートを介して出力されている。また、電子制御ユニット60は、電流センサからの電池電流Ib1,電池電流Ib2に基づいてバッテリ22,32の蓄電割合SOC1,SOC2を演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ22,32の全容量に対するバッテリ22,32から放電可能な電力の容量の割合である。
こうして構成された第1実施例の電源装置20では、コンバータ40は、電力ライン24と電力ライン14との間では、即ち、バッテリ22に対しては、スイッチング素子S1,S2を上アームとすると共にスイッチング素子S3,S4を下アームとするコンバータ(以下、「第1電源用コンバータ」という)として機能する。
この場合、下アーム(スイッチング素子S3,S4)がオンで且つ上アーム(スイッチング素子S1,S2)がオフの状態(以下、「第1蓄積状態」という)とすると、図2に示すように、バッテリ22,電力ライン24の正極母線24a,リアクトルL1,スイッチング素子S3,スイッチング素子S4,電力ライン24の負極母線24b,バッテリ22の順に電流が流れる回路(以下、「第1蓄積回路」という)が形成される。このとき、リアクトルL1にエネルギが蓄積される。そして、第1蓄積状態から、下アーム(スイッチング素子S3,S4)がオフで且つ上アーム(スイッチング素子S1,S2)がオンの状態(以下、「第1放出状態」という)に切り替えると、第1蓄積回路から、図3に示すように、バッテリ22,電力ライン24の正極母線24a,リアクトルL1,ダイオードD2,ダイオードD1,電力ライン14の正極母線14a,負荷10,電力ライン14の負極母線14b,電力ライン24の負極母線24b,バッテリ22の順に電流が流れる回路(以下、「第1放出回路」という)に切り替わる。このとき、リアクトルL1のエネルギが電力ライン24(バッテリ22)のエネルギと共に電力ライン14(負荷10)に供給される。したがって、第1蓄積状態と第1放出状態とを交互に形成させることにより、第1蓄積回路と第1放出回路とが交互に形成され、電力ライン24の電力が電圧の昇圧を伴って電力ライン14に供給される。
また、コンバータ40は、電力ライン34と電力ライン14との間では、即ち、バッテリ32に対しては、スイッチング素子S1,S4を上アームとすると共にスイッチング素子S2,S3を下アームとするコンバータ(以下、「第2電源用コンバータ」という)として機能する。
この場合、下アーム(スイッチング素子S2,S3)がオンで且つ上アーム(スイッチング素子S1,S4)がオフの状態(以下、「第2蓄積状態」という)とすると、図4に示すように、バッテリ32,電力ライン34の正極母線34a,リアクトルL2,スイッチング素子S2,スイッチング素子S3,電力ライン34の負極母線34b,バッテリ32の順に電流が流れる回路(以下、「第2蓄積回路」という)が形成される。このとき、リアクトルL2にエネルギが蓄積される。そして、第2蓄積状態から、下アーム(スイッチング素子S2,S3)がオフで且つ上アーム(スイッチング素子S1,S4)がオンの状態(以下、「第2放出状態」という)に切り替えると、第2蓄積回路から、図5に示すように、バッテリ32,電力ライン34の正極母線34a,リアクトルL2,ダイオードD1,電力ライン14の正極母線14a,負荷10,電力ライン14の負極母線14b,ダイオードD4,電力ライン34の負極母線34b,バッテリ32の順に電流が流れる回路(以下、「第2放出回路」という)に切り替わる。このとき、リアクトルL2のエネルギが電力ライン34(バッテリ32)のエネルギと共に電力ライン14(負荷10)に供給される。したがって、第2蓄積状態と第2放出状態とを交互に形成させることにより、第2蓄積回路と第2放出回路とが交互に形成され、電力ライン34の電力が電圧の昇圧を伴って電力ライン14に供給される。
これらを踏まえて、第1実施例では、第1電源用コンバータとしての機能によって電力ライン14の電圧VHがその目標電圧VH*となる(目標電圧VH*と電圧VHとの差分が打ち消される)と共に第2電源用コンバータとしての機能によってリアクトルL2を流れる電流IL2が目標電流IL2*となる(目標電流IL2*と電流IL2との差分が打ち消される)ようにコンバータ40のスイッチング素子S1〜S4をスイッチング制御するものとした。ここで、電力ライン14の目標電圧VH*は、負荷10の目標電力(負荷10がモータの場合、モータの目標トルクおよび回転数)などに基づいて設定することができる。また、リアクトルL2の目標電流IL2*は、バッテリ22,32の蓄電割合SOC1,SOC2などに基づいて設定することができる。
ここで、第1実施例の電源装置20におけるスイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御について説明する前に、比較例の電源装置20Bにおけるスイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御について説明する。比較例の電源送装置20Bは、図6に示すように、第1実施例の電源装置20のハード構成に加えて、電子制御ユニット60Bとスイッチング素子S1〜S4との間に論理回路50Bおよびデッドタイム生成回路52Bを備える。また、比較例の電源装置20Bの電子制御ユニット60Bは、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aに代えて後述の第1,第2電源用コンバータの上下アームの制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lを出力する点で、第1実施例の電源装置20の電子制御ユニット60とは異なる。
図7は、比較例の電源装置20Bにおけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。比較例では、電力ライン24(バッテリ22)から電力ライン14(負荷10)に供給する第1電力を制御するための搬送波Ca1としてノコギリ波を用いると共に、電力ライン34(バッテリ32)から電力ライン14(負荷10)に供給する第2電力を制御するための搬送波Ca2として、搬送波Ca1と同一周期で且つリセットタイミングが一致する逆ノコギリ波を用いるものとした。ここで、ノコギリ波は、値0から値1までの増加と値0へのリセットとを繰り返す波形を意味し、逆ノコギリ波は、値1から値0までの減少と値1へのリセットとを繰り返す波形を意味する。また、図7中、「τw」は、搬送波Ca1,Ca2の1周期に相当する時間(周期時間)であり、「Tw」は、搬送波Ca1,Ca2の現在周期の最終時刻(リセットタイミング)である。したがって、時刻(Tw−τw)よりも遅く且つ時刻Tw以前の範囲は、搬送波Ca1,Ca2の現在周期に相当し、時刻Twよりも遅く且つ時刻(Tw+τw)以前の範囲は、搬送波Ca1,Ca2の次周期に相当する。
この比較例では、電子制御ユニット60Bは、搬送波Ca1,Ca2の現在周期で、まず、電圧センサ16aからの電力ライン14の電圧VHと電流センサ42からのリアクトルL2に流れる電流IL2とを取得する。続いて、電力ライン14の電圧VHが目標電圧VH*となるように搬送波Ca1の次周期における第1電源用コンバータの目標デューティ比Du1*を設定すると共に、リアクトルL2に流れる電流IL2が目標電流IL2*となるように搬送波Ca2の次周期における第2電源用コンバータの目標デューティ比Du2*を設定する。ここで、目標デューティ比Du1*,Du2*は、上述の第1,第2電力を制御するためのものである。
そして、搬送波Ca1,Ca2の次周期で、逐次、第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*と搬送波Ca1,Ca2とに基づいて第1,第2電源用コンバータの上下アームの制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lを生成して論理回路50Bに出力する。制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lの生成方法は、具体的には、以下の通りである。第1電源用コンバータの下アームの制御信号B1Lについては、搬送波Ca1の増加中に搬送波Ca1と目標デューティ比Du1*とが等しくなるタイミング(時刻(Tw+τd1))で第1電源用コンバータの下アームがオンからオフとなり、搬送波Ca1のリセットタイミング(時刻(Tw+τw))で第1電源用コンバータの下アームがオフからオンとなるように、生成する。第1電源用コンバータの上アームの制御信号B1Uについては、第1電源用コンバータの下アームの制御信号B1Lの背反(相補出力)となるように、生成する。第2電源用コンバータの下アームの制御信号B2Lについては、搬送波Ca2の減少中に搬送波Ca2と目標デューティ比Du2*とが等しくなるタイミング(時刻(Tw+τw−τd2))で第2電源用コンバータの下アームがオフからオンとなり、搬送波Ca2のリセットタイミング(時刻(Tw+τw))に第2電源用コンバータの下アームがオンからオフとなるように、生成する。第2電源用コンバータの上アームの制御信号B2Uについては、第2電源用コンバータの下アームの制御信号B2Lの背反(相補出力)となるように、生成する。ここで、「τd1」は、搬送波Ca1の周期時間τwに目標デューティ比Du1*を乗じて得られる時間であり、搬送波Ca1の周期時間τwにおける第1電源用コンバータの下アームの制御信号B1Lのオン時間に相当する。また、「τd2」は、搬送波Ca2の周期時間τwに目標デューティ比Du2*を乗じて得られる時間であり、搬送波Ca2の周期時間τwにおける第2電源用コンバータの下アームの制御信号B2Lのオン時間に相当する。
論理回路50Bは、複数のOR素子を用いて構成され、電子制御ユニット60Bからの第1,第2電源用コンバータの上下アームの制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lに基づいてスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1x〜S4xを生成し、この制御信号S1x〜S4xをデッドタイム生成回路52Bに出力する。制御信号S1x〜S4xの生成方法は、具体的には、図6に示すように、以下の通りである。スイッチング素子S1の制御信号S1xについては、制御信号B1U,B2Uの論理和として生成する。これは、スイッチング素子S1が第1,第2電源用コンバータの各々の上アームの一部を形成することに基づくものである。スイッチング素子S2の制御信号S2xについては、制御信号B1U,B2Lの論理和として生成する。これは、スイッチング素子S2が第1電源用コンバータの上アームの一部を形成すると共に第2電源用コンバータの下アームの一部を形成することに基づくものである。スイッチング素子S3の制御信号S3xについては、制御信号B1L,B2Lの論理和として生成する。これは、スイッチング素子S3が第1,第2電源用コンバータの各々の下アームの一部を形成することに基づくものである。スイッチング素子S4の制御信号S4xについては、制御信号B1L,B2Uとの論理和として生成する。これは、スイッチング素子S4が第1電源用コンバータの下アームの一部を形成すると共に第2電源用コンバータの上アームの一部を形成することに基づくものである。
デッドタイム生成回路52Bは、抵抗とダイオードとコンデンサとを用いて構成され、論理回路50Bからのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1x〜S4xの各々に、スイッチング素子S1〜S4のスイッチングの際に必要なデッドタイム(電力ライン14の正極母線14aと負極母線14bとの短絡を回避するために必要な時間)を付加することによって、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1y〜S4yを生成し、この制御信号S1y〜S4yをスイッチング素子S1〜S4に出力する。制御信号S1y〜S4yの生成方法は、具体的には、以下の通りである。制御信号S1x〜S4xの各々がオフ(Low)からオン(High)に切り替わるときには、制御信号S1x〜S4xよりもデッドタイムだけ遅れて制御信号S1y〜S4yがオフからオンとなるように制御信号S1y〜S4yを生成する。また、それ以外のときには、制御信号S1x〜S4aと制御信号S1y〜S4yとが同一となるように制御信号S1y〜S4yを生成する。
このように、比較例の場合、電子制御ユニット60Bとスイッチング素子S1〜S4との間に論理回路50Bとデッドタイム生成回路52Bとを設ける必要がある。これに対して、論理回路50Bを設けずに、電子制御ユニット60Bで、論理回路50Bでの処理に相当する論理演算を逐次行なうことも考えられるが、この場合、電子制御ユニット60Bの処理負荷が比較的大きくなるという課題がある。したがって、論理回路50Bを設けたり論理回路50Bでの処理に相当する論理演算を電子制御ユニット60Bで逐次行なったりすることなく、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なえるようにすることが要請されている。
次に、第1実施例の電源装置20におけるスイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御について説明する。第1実施例では、比較例と同様に、搬送波Ca1としてノコギリ波を用いると共に、搬送波Ca2として、搬送波Ca1と同一周期で且つリセットタイミングが一致する逆ノコギリ波を用いるものとした。図8は、第1実施例の電子制御ユニット60によって実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、搬送波Ca1,Ca2の現在周期で、電圧センサ16aからの電力ライン14の電圧VHと電流センサ42からのリアクトルL2に流れる電流IL2とを取得すると、実行される。
図8の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット60は、まず、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*を設定する(ステップS100)。この処理は、上述の比較例と同様に行なうことができる。
続いて、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*に基づいて、その周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジ(立ち上がり,立ち下がり)の目標タイミングを個別に設定する(ステップS110)。図9は、搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを示す説明図である。図9中、「Tw」,「τd1」,「τd2」については上述した。「τdt」は、デッドタイムである。図9に示すように、制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングは、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合と値1以上の場合とで異なる。
図9において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合には、制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、スイッチング素子S1をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、時刻(Tw+τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、時刻(τw+τd1)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw−τd2+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、時刻(Tw+τw−τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。
また、図9において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1よりも大きい場合には、制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、時刻(Tw+τw−τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、時刻(Tw+τw−τd2+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、スイッチング素子S3をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、時刻(Tw+τd1)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。
さらに、図9において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1に等しい場合には、制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、スイッチング素子S1をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、時刻(Tw+τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、スイッチング素子S3をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、時刻(Tw+τw−τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。
このようにして、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和と値1との大小関係に応じて、搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを適切に設定することができる。なお、何れの場合においても、時刻(Tw+τw+τdt)は、搬送波Ca1,Ca2の次周期の時刻ではないが、時刻(Tw+τw)にデッドタイムτdtを付加した時刻であるから、第1実施例では、搬送波Ca1,Ca2の次周期の時刻として扱うものとした。
そして、搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを一致出力部にセットして(ステップS120)、本ルーチンを終了する。すると、その後に、タイマの計時値が制御信号S1a〜S4aの各々についてのエッジの目標タイミングに至ったときに、対応する制御信号の出力をオフ(Low)からオン(High)に或いはオンからオフに切り替える。
ここで、上述のステップS110の処理について説明する。目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合を考える。この場合、比較例の説明で用いた図7から分かるように、搬送波Ca1,Ca2の次周期において、時刻(Tw+τd1)と時刻(Tw+τw−τd2)と時刻(Tw+τw)との3つの時刻(タイミング)の各々で、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1x〜S4xの一部のオンオフが切り替わる。具体的には、以下の通りである。時刻(Tw+τd1)で、スイッチング素子S2の制御信号S2xがオフからオンに切り替わると共にスイッチング素子S3の制御信号S3xがオンからオフに切り替わる。また、時刻(Tw+τw−τd2)で、スイッチング素子S3の制御信号S3xがオフからオンに切り替わると共にスイッチング素子S4の制御信号S4xがオンからオフに切り替わる。さらに、時刻(Tw+τw)で、スイッチング素子S2の制御信号S2xがオンからオフに切り替わると共にスイッチング素子S4の制御信号S4xがオフからオンに切り替わる。図9は、これを踏まえて、更に、デッドタイムτdtを考慮して、制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを定めたものである。したがって、図9を用いて制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定することにより、制御信号S1a〜S4aの波形を、比較例の制御信号S1y〜S4y(制御信号S1x〜S4xにデッドタイムを付加した制御信号)の波形に整合させることができる。例えば、スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、制御信号S2yの立ち上がりの時刻(Tw+τd1+τdt)を制御信号S2aの立ち上がりの目標タイミングに設定し、制御信号S2yの立ち下がりの時刻(Tw+τw)を制御信号S2aの立ち下がりの目標タイミングに設定することにより、制御信号S2aの波形を、比較例の制御信号S2yの波形に整合させることができる。目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1よりも大きい場合および値1に等しい場合についても、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合と同様に考えることができる。
こうした手法により、論理回路を設けたり論理回路での処理に相当する論理演算を逐次行なったりすることなく、更に、デッドタイム生成回路を設けることなく、比較例の制御信号S1y〜S4yと整合する制御信号S1a〜S4aをスイッチング素子S1〜S4に出力して、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。この結果、論理回路およびデッドタイム生成回路を設けるものに比して電源装置20の構成部品の数を低減することができると共に、電子制御ユニット60で論理演算を逐次行なうものに比して電子制御ユニット60の処理負荷を低減することができる。
なお、搬送波Ca1,Ca2のリセットタイミングを互いに一致させない場合には、搬送波Ca1の次周期における4つのタイミングに応じて制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定する必要がある。これに対して、第1実施例では、搬送波Ca1,Ca2のリセットタイミングを互いに一致させることにより、搬送波Ca1の次周期における3つのタイミングに応じて制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定すればよい。
図10は、第1実施例の電源装置20におけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。第1実施例では、比較例とは異なり、第1,第2電源用コンバータの上下アームの制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lを生成しない。したがって、図10において、これらの図示は省略した。また、図10は、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合を示す。さらに、図10中、時刻T2r*,T2f*は、スイッチング素子S2の制御信号S2aの立ち上がり,立ち下がりの目標タイミング(Tw+τd1+τdt),(Tw+τw)である。時刻T3f*,T3r*は、スイッチング素子S3の制御信号S3aの立ち下がり,立ち上がりの目標タイミング(Tw+τd1),(Tw+τw−τd2+τdt)である。時刻T4f*,T4r*は、スイッチング素子S4の制御信号S4aの立ち下がり,立ち上がりの目標タイミング(Tw+τw−τd2),(Tw+τw+τdt)である。第1実施例では、搬送波Ca1,Ca2の現在周期で、搬送波Ca1,Ca2の次周期における制御信号S2a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定し、これを一致出力部にセットする。これにより、搬送波Ca1,Ca2の次周期で、比較例の制御信号S1y〜S4yと整合する制御信号S1a〜S4aをスイッチング素子S1〜S4に出力して、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。
以上説明した第1実施例の電源装置20では、電子制御ユニット60は、搬送波Ca1,Ca2の次周期における、搬送波Ca1の増加中に搬送波Ca1と目標デューティ比Du1*とが等しくなるタイミング,搬送波Ca2の減少中に搬送波Ca2と目標デューティ比Du2*とが等しくなるタイミング,搬送波Ca1,Ca2のリセットタイミングの3つのタイミングに応じて、その周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定する。そして、電子制御ユニット60は、この目標タイミングの各々を一致出力部にセットし、タイマの計時値が制御信号S1a〜S4aの各々についてのエッジの目標タイミングに至ったときに、対応する制御信号の出力をオフ(Low)からオン(High)に或いはオンからオフに切り替える。これにより、論理回路を設けたり論理回路での処理に相当する論理演算を逐次行なったりすることなく、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。この結果、論理回路を設けるものに比して電源装置20の構成部品の数を低減することができると共に、電子制御ユニット60で論理演算を逐次行なうものに比して電子制御ユニット60の処理負荷を低減することができる。
また、第1実施例の電源装置20では、電子制御ユニット60は、デッドタイムを考慮して、搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定する。これにより、電子制御ユニット60とスイッチング素子S1〜S4との間にデッドタイム生成回路を設ける必要がないから、電源装置20の構成部品の数をより低減することができる。
第1実施例の電源装置20では、電子制御ユニット60は、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*に基づいて、その周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定するものとした。しかし、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの上下アームの制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lのエッジのタイミングに基づいて、その周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定するものとしてもよい。この場合の処理ルーチンの一例を図11に示す。
図11の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット60は、まず、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*を設定する(ステップS200)。この処理は、上述の比較例および図8の処理ルーチンのステップS100の処理と同様に行なうことができる。
続いて、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*に基づいて、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの上下アームの制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lを生成する(ステップS210)。この処理は、上述の比較例と同様に行なうことができる。
そして、搬送波Ca1,Ca2の次周期における制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lのエッジ(立ち上がり,立ち下がり)のタイミングに基づいて、その周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定する(ステップS220)。この処理は、図8の処理ルーチンのステップS110の処理と同様に、図9を用いて行なうことができる。図7から分かるように、搬送波Ca1,Ca2の次周期において、時刻(Tw+τd1)と時刻(Tw+τw)とで第1電源用コンバータの上下アームの制御信号B1U,B1Lのオンオフが切り替わり、時刻(Tw+τw−τd2)と時刻(Tw+τw)とで第2電源用コンバータの上下アームの制御信号B2U,B2Lのオンオフが切り替わる。そして、時刻(Tw+τd1)と時刻(Tw+τw−τd2)と時刻(Tw+τw)との3つの時刻(タイミング)の各々で、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1x〜S4xの一部のオンオフが切り替わる。したがって、制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lのエッジのタイミングと制御信号S1x〜S4xのエッジのタイミングとの関係を考えると、図8の処理ルーチンのステップS110の処理と同様にステップS220の処理を行なうことにより、制御信号S1a〜S4aの波形を、比較例の制御信号S1y〜S4y(制御信号S1x〜S4xにデッドタイムを付加した制御信号)の波形に整合させることができると考えられる。
そして、搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを一致出力部にセットして(ステップS230)、本ルーチンを終了する。この処理は、図8の処理ルーチンのステップS120の処理と同様に行なうことができる。
こうした手法により、第1実施例と同様に、論理回路を設けたり論理回路での処理に相当する論理演算を逐次行なったりすることなく、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。
第1実施例の電源装置20では、電子制御ユニット60は、デッドタイムを考慮して、搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定するものとした。しかし、デッドタイムを考慮せずに、搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定するものとしてもよい。この場合、電子制御ユニット60とスイッチング素子S1〜S4との間にデッドタイム生成回路を設ける必要があるが、第1実施例と同様に、論理回路を設けたり論理回路での処理に相当する論理演算を逐次行なったりすることなく、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。
第1実施例の電源装置20では、搬送波Ca1としてノコギリ波を用いると共に搬送波Ca2として逆ノコギリ波を用いるものとした。しかし、搬送波Ca1として逆ノコギリ波を用いると共に搬送波Ca2としてノコギリ波を用いるものとしてもよいし、搬送波Ca1,Ca2として共にノコギリ波を用いるものとしてもよいし、搬送波Ca1,Ca2として共に逆ノコギリ波を用いるものとしてもよい。図12は、搬送波Ca1として逆ノコギリ波を用いると共に搬送波Ca2としてノコギリ波を用いる場合の搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを示す説明図である。図13は、搬送波Ca1,Ca2として共にノコギリ波を用いる場合の搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを示す説明図である。図14は、搬送波Ca1,Ca2として共に逆ノコギリ波を用いる場合の搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを示す説明図である。以下、順に説明する。
図12において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合には、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、スイッチング素子S1をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、時刻(Tw+τw−τd1)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、時刻(Tw+τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw−τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、時刻(Tw+τd2+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。
また、図12において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1よりも大きい場合には、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、時刻(Tw+τw−τd1)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τd2+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、時刻(Tw+τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、スイッチング素子S3をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、時刻(Tw+τw−τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。
さらに、図12において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1に等しい場合には、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、スイッチング素子S1をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、時刻(Tw+τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、スイッチング素子S3をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、時刻(Tw+τw−τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。
図13において、目標デューティ比Du1*が目標デューティ比Du2*未満の場合には、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、時刻(Tw+τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、スイッチング素子S2をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、時刻(Tw+τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、時刻(Tw+τd1)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τd2+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。
また、図13において、目標デューティ比Du1*が目標デューティ比Du2*よりも大きい場合には、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、時刻(Tw+τd2+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、時刻(Tw+τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、時刻(Tw+τd1)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、スイッチング素子S4をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。
さらに、図13において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*とが等しい場合には、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、時刻(Tw+τd2+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、スイッチング素子S2をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、時刻(Tw+τd1)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、スイッチング素子S4をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。
図14において、目標デューティ比Du1*が目標デューティ比Du2*未満の場合には、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、時刻(Tw+τw−τd1)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、スイッチング素子S2をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、時刻(Tw+τw−τd2+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、時刻(Tw+τw−τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw−τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。
また、図14において、目標デューティ比Du1*が目標デューティ比Du2*よりも大きい場合には、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、時刻(Tw+τw−τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、時刻(Tw+τw−τd1)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw−τd2+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、時刻(Tw+τw−τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、スイッチング素子S4をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。
さらに、図14において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*とが等しい場合には、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを以下のように設定する。スイッチング素子S1の制御信号S1aについては、時刻(Tw+τw−τd2)を立ち下がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち上がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S2の制御信号S2aについては、スイッチング素子S2をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。スイッチング素子S3の制御信号S3aについては、時刻(Tw+τw−τd1+τdt)を立ち上がりの目標タイミングに設定すると共に時刻(Tw+τw)を立ち下がりの目標タイミングに設定する。スイッチング素子S4の制御信号S4aについては、スイッチング素子S4をオンで保持するために、エッジの目標タイミングを設定しない。
これらのように、搬送波Ca1として逆ノコギリ波を用いると共に搬送波Ca2としてノコギリ波を用いる場合,搬送波Ca1,Ca2として共にノコギリ波を用いる場合,搬送波Ca1,Ca2として共に逆ノコギリ波を用いる場合には、図12〜図14を用いて搬送波Ca1,Ca2の次周期におけるスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定する。これにより、第1実施例と同様に、論理回路を設けたり論理回路での処理に相当する論理演算を逐次行なったりすることなく、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。
第1実施例の電源装置20やその変形例では、搬送波Ca1,Ca2は、互いに同一周期で且つリセットタイミングが一致するノコギリ波または逆ノコギリ波を用いるものとした。しかし、搬送波Ca1,Ca2は、互いに同一周期であれば、互いにリセットタイミングが異なるノコギリ波または逆ノコギリ波を用いるものとしてもよい。この場合、搬送波Ca1,Ca2の1周期における4つのタイミングに応じて、制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定すればよい。
第1実施例の電源装置20やその変形例では、搬送波Ca1,Ca2は、互いに同一周期のノコギリ波または逆ノコギリ波を用いるものとした。しかし、搬送波Ca1,Ca2は、互いに同一周期の三角波を用いるものとしてもよい。この場合、搬送波Ca1,Ca2の1周期における4つのタイミングに応じて、制御信号S1a〜S4aの各々のエッジの目標タイミングを個別に設定すればよい。なお、4つのタイミングは、搬送波Ca1の増加中,減少中に搬送波Ca1と目標デューティ比Du1*とが等しくなるタイミング,搬送波Ca2の増加中,減少中に搬送波Ca2と目標デューティ比Du2*とが等しくなるタイミングである。
図15は、第2実施例の電源装置120の構成の概略を示す構成図である。第2実施例の電源装置120は、電子制御ユニット60とスイッチング素子S1〜S4との間にデッドタイム生成回路152を備える点を除いて、第1実施例の電源装置20と同一のハード構成をしている。したがって、重複する説明を回避するために、第2実施例の電源装置120のうち第1実施例の電源装置20と同一のハード構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。デッドタイム生成回路152は、上述の比較例で説明したデッドタイム生成回路と同様であり、電子制御ユニット60からのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々にデッドタイムを付加して制御信号S1b〜S4bを生成し、この制御信号S1b〜S4bをスイッチング素子S1〜S4に出力する。
次に、第2実施例の電源装置120におけるスイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御について説明する。第2実施例では、第1実施例と同様に、搬送波Ca1としてノコギリ波を用いると共に、搬送波Ca2として、搬送波Ca1と同一周期で且つリセットタイミングが一致する逆ノコギリ波を用いるものとした。図16は、第2実施例の電子制御ユニット60によって実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図8の処理ルーチンと同様のタイミングで実行される。
図16の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット60は、まず、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*を設定する(ステップS300)。この処理は、図8の処理ルーチンのステップS100の処理と同様に行なうことができる。
続いて、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*に基づいて、その周期における目標タイミングT11〜T13(T11<T12<T13)を設定し(ステップS310)、目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを設定する(ステップS320)。図17は、搬送波Ca1,Ca2の次周期における目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを示す説明図である。図17に示すように、目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についての制御信号S1a〜S4aの組み合わせは、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合と値1よりも大きい場合と値1に等しい場合とで異なる。
図17において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合には、時刻(Tw+τd1),(Tw+τw−τd2),(Tw+τw)を目標タイミングT11,T12,T13に設定する。これは、時刻(Tw+τd1)が時刻(Tw+τw−τd2)よりも早い時刻となるためである。そして、目標タイミングT11については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,0,1)を設定する。目標タイミングT12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,1,0)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,0,1,1)を設定する。
また、図17において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1よりも大きい場合には、時刻(Tw+τw−τd2),(Tw+τd1),(Tw+τw)を目標タイミングT11,T12,T13に設定する。これは、時刻(Tw+τd1)が時刻(Tw+τw−τd2)よりも遅い時刻となるためである。そして、目標タイミングT11については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(0,1,1,1)を設定する。目標タイミングT12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,1,0)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,0,1,1)を設定する。
さらに、図17において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1に等しい場合には、時刻(Tw+τd1)=(Tw+τw−τd2),(Tw+τw)を目標タイミングT11=T12,T13に設定する。これは、時刻(Tw+τd1)と時刻(Tw+τw−τd2)とが同一時刻となるためである。そして、目標タイミングT11,T12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,1,0)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,0,1,1)を設定する。
このようにして、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和と値1との大小関係に応じて、目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを適切に設定することができる。
そして、搬送波Ca1,Ca2の次周期における、目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを一致出力部にセットして(ステップS330)、本ルーチンを終了する。目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合に制御信号S1a〜S4aの組み合わせを一致出力部にセットする様子を図18に示す。こうして制御信号S1a〜S4aの組み合わせを一致出力部にセットすると、その後に、タイマの計時値が目標タイミングT11〜T13の各々に至ったときに、対応する制御信号S1a〜S4aの組み合わせを出力する。図18の場合、まず、時刻T11に至ったときに、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせ(1,1,0,1)をデッドタイム生成回路152に出力し、時刻T12に至ったときに、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせ(1,1,1,0)をデッドタイム生成回路152に出力し、時刻T13に至ったときに、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせ(1,0,1,1)をデッドタイム生成回路152に出力する。値が0→0または1→1の場合には、オフ(Low)またはオン(High)の保持指令をデッドタイム生成回路152に出力することになり、値が0→1または1→0の場合には、オフからオンまたはオンからオフのスイッチング指令をデッドタイム生成回路152に出力することになる。デッドタイム生成回路152は、上述したように、電子制御ユニット60からのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの各々にデッドタイムを付加してスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1b〜S4bを生成し、この制御信号S1b〜S4bをスイッチング素子S1〜S4に出力する。
ここで、上述のステップS310,S320の処理について説明する。目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合を考える。この場合、図7から分かるように、搬送波Ca1,Ca2の次周期において、時刻(Tw+τd1)と時刻(Tw+τw−τd2)と時刻(Tw+τw)との3つの時刻(タイミング)の各々で、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1x〜S4xの一部のオンオフが切り替わる。具体的には、以下の通りである。時刻(Tw+τd1)で、スイッチング素子S2の制御信号S2xがオフからオンに切り替わると共にスイッチング素子S3の制御信号S3xがオンからオフに切り替わる。また、時刻(Tw+τw−τd2)で、スイッチング素子S3の制御信号S3xがオフからオンに切り替わると共にスイッチング素子S4の制御信号S4xがオンからオフに切り替わる。さらに、時刻(Tw+τw)で、スイッチング素子S2の制御信号S2xがオンからオフに切り替わると共にスイッチング素子S4の制御信号S4xがオフからオンに切り替わる。図17は、これを踏まえて、時刻(Tw+τd1),(Tw+τw−τd2),(Tw+τw)の各々についての制御信号S1a〜S4aの組み合わせを定めたものである。したがって、図17を用いて、時刻(Tw+τd1),(Tw+τw−τd2),(Tw+τw)を目標タイミングT11〜T13とすると共に目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを設定することにより、制御信号S1a〜S4aの波形を、比較例の制御信号S1x〜S4xの波形に整合させることができる。目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1よりも大きい場合および値1に等しい場合についても、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合と同様に考えることができる。
こうした手法により、論理回路を設けたり論理回路での処理に相当する論理演算を逐次行なったりすることなく、比較例の制御信号S1x〜S4xと整合する制御信号S1a〜S4aをデッドタイム生成回路152に出力することによって、比較例の制御信号S1y〜S4yと整合する制御信号S1b〜S4bをスイッチング素子S1〜S4に出力して、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。この結果、論理回路を設けるものに比して電源装置120の構成部品の数を低減することができると共に、電子制御ユニット60で論理演算を逐次行なうものに比して電子制御ユニット60の処理負荷を低減することができる。
なお、搬送波Ca1,Ca2のリセットタイミングを互いに一致させない場合には、搬送波Ca1の次周期における4つのタイミングを目標タイミングに設定して各目標タイミングの組み合わせを設定する必要がある。これに対して、第2実施例では、搬送波Ca1,Ca2のリセットタイミングを互いに一致させることにより、搬送波Ca1の次周期における3つのタイミングを目標タイミングに設定して各目標タイミングの組み合わせを設定すればよいから、組み合わせの設定数を少なくすることができる。
また、第1実施例の手法と第2実施例の手法とを比較すると、第2実施例の手法は、電子制御ユニット60の処理負荷をより低減させることができるという利点があり、第1実施例の手法は、電子制御ユニット60とスイッチング素子S1〜S4との間にデッドタイム生成回路152を設ける必要がないという利点がある。
図19は、第2実施例の電源装置120におけるタイミングチャートの一例を示す説明図である。図19は、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合を示す。第2実施例では、搬送波Ca1,Ca2の現在周期で、搬送波Ca1,Ca2の次周期における時刻(Tw+τd1),(Tw+τw−τd2),(Tw+τw))を目標タイミングT11〜T13として設定し、この目標タイミングT11〜T13の各々についての制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせ(1,1,0,1),(1,1,1,0),(1,0,1,1)を設定し、これらを一致出力部にセットする。これにより、搬送波Ca1,Ca2の次周期で、比較例の制御信号S1x〜S4xと整合する制御信号S1a〜S4aをデッドタイム生成回路152に出力することによって、比較例の制御信号S1y〜S4yと整合する制御信号S1b〜S4bをスイッチング素子S1〜S4に出力して、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。
以上説明した第2実施例の電源装置120では、電子制御ユニット60は、搬送波Ca1,Ca2の次周期における、搬送波Ca1の増加中に搬送波Ca1と目標デューティ比Du1*とが等しくなるタイミング,搬送波Ca2の減少中に搬送波Ca2と目標デューティ比Du2*とが等しくなるタイミング,搬送波Ca1,Ca2のリセットタイミングを目標タイミングT11〜T13として設定する。続いて、電子制御ユニット60は、この目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせを設定する。そして、電子制御ユニット60は、目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを一致出力部にセットし、タイマの計時値が目標タイミングT11〜T13の各々に至ったときに、対応する組み合わせをデッドタイム生成回路152に出力する。デッドタイム生成回路152は、電子制御ユニット60からのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aにデッドタイムを付加してスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1b〜S4bを生成し、この制御信号S1b〜S4bをスイッチング素子S1〜S4に出力する。これにより、論理回路を設けたり論理回路での処理に相当する論理演算を逐次行なったりすることなく、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。この結果、論理回路を設けるものに比して電源装置20の構成部品の数を低減することができると共に、電子制御ユニット60で論理演算を逐次行なうものに比して電子制御ユニット60の処理負荷を低減することができる。
第2実施例の電源装置120では、電子制御ユニット60は、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*に基づいて、その周期における目標タイミングT11〜T13を設定するものとした。しかし、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの上下アームの制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lのエッジのタイミングを、その周期における目標タイミングT11〜T13として設定するものとしてもよい。この場合の処理ルーチンの一例を図20に示す。
図20の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット60は、まず、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*を設定する(ステップS400)。この処理は、図16の処理ルーチンのステップS300の処理と同様に行なうことができる。
続いて、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの目標デューティ比Du1*,Du2*に基づいて、搬送波Ca1,Ca2の次周期における第1,第2電源用コンバータの上下アームの制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lを生成する(ステップS410)。この処理は、図11の処理ルーチンのステップS210の処理と同様に行なうことができる。
そして、搬送波Ca1,Ca2の次周期における制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lのエッジ(立ち上がり,立ち下がり)のタイミングを、その周期における目標タイミングT11〜T13(T11<T12<T13)として設定し(ステップS420)、目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを設定する(ステップS430)。これらの処理は、図16の処理ルーチンのステップS310,S320の処理と同様に行なうことができる。上述したが、図7から分かるように、搬送波Ca1,Ca2の次周期において、時刻(Tw+τd1)と時刻(Tw+τw)とで第1電源用コンバータの上下アームの制御信号B1U,B1Lのオンオフが切り替わり、時刻(Tw+τw−τd2)と時刻(Tw+τw)とで第2電源用コンバータの上下アームの制御信号B2U,B2Lのオンオフが切り替わる。そして、時刻(Tw+τd1)と時刻(Tw+τw−τd2)と時刻(Tw+τw)との3つの時刻(タイミング)の各々で、スイッチング素子S1〜S4の制御信号S1x〜S4xの一部のオンオフが切り替わる。したがって、制御信号B1U,B1L,B2U,B2Lのエッジのタイミングと制御信号S1x〜S4xのエッジのタイミングとの関係を考えると、図16の処理ルーチンのステップS310,S320の処理と同様にステップS420,S430の処理を行なうことにより、制御信号S1a〜S4aの波形を、比較例の制御信号S1x〜S4xの波形に整合させることができると考えられる。
そして、搬送波Ca1,Ca2の次周期における、目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを一致出力部にセットして(ステップS440)、本ルーチンを終了する。この処理は、図16の処理ルーチンのステップS330の処理と同様に行なうことができる。
こうした手法により、第2実施例と同様に、論理回路を設けたり論理回路での処理に相当する論理演算を逐次行なったりすることなく、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。
第2実施例の電源装置120では、搬送波Ca1としてノコギリ波を用いると共に搬送波Ca2として逆ノコギリ波を用いるものとした。しかし、搬送波Ca1として逆ノコギリ波を用いると共に搬送波Ca2としてノコギリ波を用いるものとしてもよいし、搬送波Ca1,Ca2として共にノコギリ波を用いるものとしてもよいし、搬送波Ca1,Ca2として共に逆ノコギリ波を用いるものとしてもよい。図21は、搬送波Ca1として逆ノコギリ波を用いると共に搬送波Ca2としてノコギリ波を用いる場合の搬送波Ca1,Ca2の次周期における目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを示す説明図である。図22は、搬送波Ca1,Ca2として共にノコギリ波を用いる場合の搬送波Ca1,Ca2の次周期における目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを示す説明図である。図23は、搬送波Ca1,Ca2として共に逆ノコギリ波を用いる場合の搬送波Ca1,Ca2の次周期における目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを示す説明図である。以下、順に説明する。
図21において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1未満の場合には、時刻(Tw+τd2),(Tw+τw−τd1),(Tw+τw)を目標タイミングT11〜T13に設定する。そして、目標タイミングT11については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,0,1)を設定する。目標タイミングT12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,0,1,1)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,1,0)を設定する。
また、図21において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1よりも大きい場合には、時刻(Tw+τw−τd1),(Tw+τd2),(Tw+τw)を目標タイミングT11〜T13に設定する。そして、目標タイミングT11については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(0,1,1,1)を設定する。目標タイミングT12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,0,1,1)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,1,0)を設定する。
さらに、図21において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*との和が値1に等しい場合には、時刻(Tw+τd2)=(Tw+τw−τd1),(Tw+τw)を目標タイミングT11=T12,T13に設定する。そして、目標タイミングT11,T12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,0,1,1)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,1,0)を設定する。
図22において、目標デューティ比Du1*が目標デューティ比Du2*未満の場合には、時刻(Tw+τd1),(Tw+τd2),(Tw+τw)を目標タイミングT11〜T13に設定する。そして、目標タイミングT11については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,1,0)を設定する。目標タイミングT12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,0,1)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(0,1,1,1)を設定する。
また、図22において、目標デューティ比Du1*が目標デューティ比Du2*よりも大きい場合には、時刻(Tw+τd2),(Tw+τd1),(Tw+τw)を目標タイミングT11〜T13に設定する。そして、目標タイミングT11については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,0,1,1)を設定する。目標タイミングT12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,0,1)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(0,1,1,1)を設定する。
さらに、図22において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*とが等しい場合には、時刻(Tw+τd1)=(Tw+τd2),(Tw+τw)を目標タイミングT11=T12,T13に設定する。そして、目標タイミングT11,T12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,0,1)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(0,1,1,1)を設定する。
図23において、目標デューティ比Du1*が目標デューティ比Du2*未満の場合には、時刻(Tw+τw−τd2),(Tw+τw−τd1),(Tw+τw)を目標タイミングT11〜T13に設定する。そして、目標タイミングT11については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,1,0)を設定する。目標タイミングT12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(0,1,1,1)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,0,1)を設定する。
また、図23において、目標デューティ比Du1*が目標デューティ比Du2*よりも大きい場合には、時刻(Tw+τw−τd1),(Tw+τw−τd2),(Tw+τw)を目標タイミングT11〜T13に設定する。そして、目標タイミングT11については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,0,1,1)を設定する。目標タイミングT12については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(0,1,1,1)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,0,1)を設定する。
さらに、図23において、目標デューティ比Du1*と目標デューティ比Du2*とが等しい場合には、時刻(Tw+τw−τd2)=(Tw+τw−τd1),(Tw+τw)を目標タイミングT11〜T13に設定する。そして、目標タイミングT11については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(0,1,1,1)を設定する。目標タイミングT13については、制御信号S1a,S2a,S3a,S4aの組み合わせとして(1,1,0,1)を設定する。
これらのように、搬送波Ca1として逆ノコギリ波を用いると共に搬送波Ca2としてノコギリ波を用いる場合,搬送波Ca1,Ca2として共にノコギリ波を用いる場合,搬送波Ca1,Ca2として共に逆ノコギリ波を用いる場合には、図21〜図23を用いて搬送波Ca1,Ca2の次周期における目標タイミングT11〜T13および目標タイミングT11〜T13の各々についてのスイッチング素子S1〜S4の制御信号S1a〜S4aの組み合わせを設定する。これにより、第2実施例と同様に、論理回路を設けたり論理回路での処理に相当する論理演算を逐次行なったりすることなく、スイッチング素子S1〜S4のスイッチング制御を行なうことができる。
第2実施例の電源装置120やその変形例では、搬送波Ca1,Ca2は、互いに同一周期で且つリセットタイミングが一致するノコギリ波または逆ノコギリ波を用いるものとした。しかし、搬送波Ca1,Ca2は、互いに同一周期であれば、互いにリセットタイミングが異なるノコギリ波または逆ノコギリ波を用いるものとしてもよい。この場合、搬送波Ca1,Ca2の1周期における4つのタイミングを各目標タイミングに設定し、その各目標タイミングにおける制御信号S1a〜S4aの組み合わせを設定すればよい。
第2実施例の電源装置120やその変形例では、搬送波Ca1,Ca2は、互いに同一周期のノコギリ波または逆ノコギリ波を用いるものとした。しかし、搬送波Ca1,Ca2は、互いに同一周期の三角波を用いるものとしてもよい。この場合、搬送波Ca1,Ca2の1周期における4つのタイミングを各目標タイミングに設定し、その各目標タイミングにおける制御信号S1a〜S4aの組み合わせを設定すればよい。なお、4つのタイミングは、搬送波Ca1の増加中,減少中に搬送波Ca1と目標デューティ比Du1*とが等しくなるタイミング,搬送波Ca2の増加中,減少中に搬送波Ca2と目標デューティ比Du2*とが等しくなるタイミングである。
第1,第2実施例の電源装置20,120では、第1電源用コンバータとしての機能によって電力ライン14の電圧VHがその目標電圧VH*となると共に第2電源用コンバータとしての機能によってリアクトルL2を流れる電流IL2が目標電流IL2*となるように、コンバータ40のスイッチング素子S1〜S4をスイッチング制御するものとした。しかし、第2電源用コンバータとしての機能によって電力ライン14の電圧VHがその目標電圧VH*となると共に第1電源用コンバータとしての機能によってリアクトルL1を流れる電流IL1が目標電流IL1*となるように、コンバータ40のスイッチング素子S1〜S4をスイッチング制御するものとしてもよい。ここで、リアクトルL1の目標電流IL1*は、バッテリ22,32の蓄電割合SOC1,SOC2などに基づいて設定することができる。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、バッテリ22が「第1電源」に相当し、バッテリ32が「第2電源」に相当し、スイッチング素子S1〜S4とダイオードD1〜D4とリアクトルL1,L2とを有するコンバータ40が「コンバータ」に相当し、電子制御ユニット60が「制御装置」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、電源装置の製造産業などに利用可能である。
10 負荷、14,24,34 電力ライン、14a,24a,34a 正極母線、14b,24b,34b 負極母線、16,26,36 コンデンサ、16a,26a,36a 電圧センサ、20,20B,120 電源装置、22,32 バッテリ、40 コンバータ、41,42 電流センサ、50B 論理回路、52B,152 デッドタイム生成回路、60,60B 電子制御ユニット、D1〜D4 ダイオード、L1,L2 リアクトル、S1〜S4 スイッチング素子。

Claims (10)

  1. 第1電源と、
    第2電源と、
    前記第1電源が接続された第1電力ラインと前記第2電源が接続された第2電力ラインと負荷が接続された第3電力ラインとに接続され、前記第1,第2電力ラインの電力を電圧の昇圧を伴って前記第3電力ラインに供給可能なコンバータと、
    前記コンバータを制御するための制御装置と、
    を備える電源装置であって、
    前記コンバータは、前記第3電力ラインの正極母線と前記第1,第3電力ラインの負極母線との間に直列に接続された第1〜第4スイッチング素子と、前記第1〜第4スイッチング素子の各々に並列に接続された第1〜第4ダイオードと、前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子との接続点と前記第1電力ラインの正極母線とに接続された第1リアクトルと、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接続点と前記第2電力ラインの正極母線とに接続された第2リアクトルと、を有し、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との接続点が前記第2電力ラインの負極母線に接続されており、
    前記制御装置は、
    前記第1電力ラインから前記第3電力ラインに供給する第1電力を制御するための第1目標デューティ比と該第1電力を制御するための第1搬送波とによって定まる前記第1搬送波の1周期における2つのタイミング、および、前記第2電力ラインから前記第3電力ラインに供給する第2電力を制御するための第2目標デューティ比と該第2電力を制御するための搬送波であって前記第1搬送波と同一周期である第2搬送波とによって定まる前記第2搬送波の1周期における2つのタイミング、に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子のスイッチング用の目標タイミングを設定し、
    前記設定した目標タイミングの各々に応じて前記第1〜第4スイッチング素子側にスイッチング指令を出力し、
    前記第1搬送波は、ノコギリ波または逆ノコギリ波であり、
    前記第2搬送波は、ノコギリ波または逆ノコギリ波で、且つ、前記第1搬送波とリセットタイミングが一致しており、
    前記第1搬送波の1周期における前記2つのタイミングは、前記リセットタイミングと該リセットタイミング以外のタイミングであり、
    前記第2搬送波の1周期における前記2つのタイミングは、前記リセットタイミングと該リセットタイミング以外のタイミングであり、
    前記制御装置は、前記第1,第2搬送波の1周期における、前記リセットタイミングと該リセットタイミング以外の2つのタイミングとの3つのタイミングに応じて、前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子の前記目標タイミングを設定する、
    電源装置。
  2. 請求項記載の電源装置であって、
    前記制御装置は、
    前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つのタイミングに応じて、前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子の各々についての前記目標タイミングを個別に設定し、
    前記設定した目標タイミングの各々に至ったときに、前記第1〜第4スイッチング素子のうち対応するスイッチング素子側に前記スイッチング指令を出力する、
    電源装置。
  3. 請求項記載の電源装置であって、
    前記制御装置は、前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つのタイミングと、前記第1,第2目標デュ−ティ比の和と値1との大小関係または前記第1目標デューティ比と前記第2目標デューティ比との大小関係と、に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子の各々についての前記目標タイミングを個別に設定する、
    電源装置。
  4. 請求項記載の電源装置であって、
    前記制御装置は、前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つのタイミングと、前記第1,第2目標デュ−ティ比の和と値1との大小関係または前記第1目標デューティ比と前記第2目標デューティ比との大小関係と、前記第1搬送波がノコギリ波か逆ノコギリ波かと、前記第2搬送波がノコギリ波か逆ノコギリ波かと、に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子の各々についての前記目標タイミングを個別に設定する、
    電源装置。
  5. 請求項2ないし4のいずれか1つの請求項に記載の電源装置であって、
    前記制御装置は、前記第1〜第4スイッチング素子のスイッチングの際に必要なデッドタイムを考慮して前記第1〜第4スイッチング素子の各々についての前記目標タイミングを個別に設定する、
    電源装置。
  6. 請求項記載の電源装置であって、
    前記制御装置は、
    前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つのタイミングを、前記第1,第2搬送波の1周期における前記第1〜第4スイッチング素子の3つの前記目標タイミングとして設定し、
    前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つの目標タイミングの各々についての前記第1〜第4スイッチング素子のオンオフ状態の組み合わせを設定し、
    前記設定した目標タイミングの各々に至ったときに、前記設定した組み合わせとそれまでの前記第1〜第4スイッチング素子のオンオフ状態とに応じて、前記第1〜第4スイッチング素子の各々側に前記スイッチング指令または保持指令を出力する、
    電源装置。
  7. 請求項記載の電源装置であって、
    前記制御装置は、前記第1,第2目標デュ−ティ比の和と値1との大小関係または前記第1目標デューティ比と前記第2目標デューティ比との大小関係に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つの目標タイミングの各々についての前記組み合わせを設定する、
    電源装置。
  8. 請求項記載の電源装置であって、
    前記制御装置は、前記第1,第2目標デュ−ティ比の和と値1との大小関係または前記第1目標デューティ比と前記第2目標デューティ比との大小関係と、前記第1搬送波がノコギリ波か逆ノコギリ波かと、前記第2搬送波がノコギリ波か逆ノコギリ波かと、に応じて前記第1,第2搬送波の1周期における前記3つの目標タイミングの各々についての前
    記組み合わせを設定する、
    電源装置。
  9. 請求項6ないし8のいずれか1つの請求項に記載の電源装置であって、
    前記第1〜第4スイッチング素子のスイッチングの際に必要なデッドタイムを前記制御装置からの出力に付加して前記第1〜第4スイッチング素子に出力するデッドタイム生成回路を有する、
    電源装置。
  10. 請求項1ないし9のいずれか1つの請求項に記載の電源装置であって、
    前記制御装置は、
    前記第1目標デューティ比と前記第1搬送波とを用いて前記第1電力を制御するための第1制御信号を生成すると共に前記第2目標デューティ比と前記第2搬送波とを用いて前記第2電力を制御するための第2制御信号を生成し、
    前記第1制御信号の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングを前記第1搬送波の1周期における前記2つのタイミングとすると共に前記第2制御信号の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングを前記第2搬送波の1周期における前記2つのタイミングとする、
    電源装置。
JP2015129524A 2015-06-29 2015-06-29 電源装置 Active JP6260587B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015129524A JP6260587B2 (ja) 2015-06-29 2015-06-29 電源装置
EP16175890.9A EP3113347B1 (en) 2015-06-29 2016-06-23 Power supply apparatus
US15/190,441 US10243360B2 (en) 2015-06-29 2016-06-23 Power supply apparatus for setting target times of control signals
KR1020160079113A KR101866643B1 (ko) 2015-06-29 2016-06-24 전원 장치
CN201610482955.4A CN106300979B (zh) 2015-06-29 2016-06-27 电源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015129524A JP6260587B2 (ja) 2015-06-29 2015-06-29 電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017017790A JP2017017790A (ja) 2017-01-19
JP6260587B2 true JP6260587B2 (ja) 2018-01-17

Family

ID=56194391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015129524A Active JP6260587B2 (ja) 2015-06-29 2015-06-29 電源装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10243360B2 (ja)
EP (1) EP3113347B1 (ja)
JP (1) JP6260587B2 (ja)
KR (1) KR101866643B1 (ja)
CN (1) CN106300979B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6962203B2 (ja) * 2018-01-11 2021-11-05 株式会社デンソー 昇圧システム

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5829646B2 (ja) * 1974-11-02 1983-06-24 ソニー株式会社 パルス幅変調増幅器
JP5082339B2 (ja) * 2006-08-28 2012-11-28 日産自動車株式会社 電力変換装置
FR2924873B1 (fr) * 2007-12-07 2011-11-25 Valeo Sys Controle Moteur Sas Circuit de controle du courant dans un organe electrique de commande ou de la tension aux bornes dudit organe electrique de commande
US9688154B2 (en) * 2010-03-01 2017-06-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically powered vehicle and method of controlling the same
EP2610698A1 (en) * 2010-08-27 2013-07-03 School Judicial Person Ikutokugakuen Solar power generation system, control device used for solar power generation system, and control method and program for the same
JP5492040B2 (ja) 2010-09-22 2014-05-14 株式会社豊田中央研究所 電源システム
US20130013478A1 (en) * 2011-07-08 2013-01-10 Jonathan Broadbent System and method for incentivizing retirement savings
EP2773011B1 (en) * 2011-10-24 2016-12-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electricity-storage system
JP5714528B2 (ja) 2012-03-19 2015-05-07 株式会社豊田中央研究所 電力変換器および電源システム
JP2013207914A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Toyota Motor Corp 電圧変換装置の制御装置
JP5624176B1 (ja) 2013-06-13 2014-11-12 株式会社豊田中央研究所 電源システム
JP6062327B2 (ja) * 2013-07-09 2017-01-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 インバータ装置および電動車両
JP6256214B2 (ja) * 2014-06-13 2018-01-10 トヨタ自動車株式会社 電動車両及びその制御方法
JP5844006B1 (ja) * 2014-08-28 2016-01-13 三菱電機株式会社 電力変換装置および車両駆動システム
CN105580264B (zh) * 2014-09-05 2018-12-21 三菱电机株式会社 电力变换系统以及电力变换装置
US10084405B2 (en) * 2015-02-16 2018-09-25 Hitachi, Ltd. Control device for power conversion device, power conversion device, electric motor drive system using said devices, compressor drive system, and gas turbine power generation system
JP6278007B2 (ja) * 2015-07-14 2018-02-14 トヨタ自動車株式会社 電源システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR101866643B1 (ko) 2018-06-11
CN106300979A (zh) 2017-01-04
US10243360B2 (en) 2019-03-26
JP2017017790A (ja) 2017-01-19
EP3113347A1 (en) 2017-01-04
US20160380430A1 (en) 2016-12-29
CN106300979B (zh) 2020-01-03
EP3113347B1 (en) 2021-09-15
KR20170002299A (ko) 2017-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5178799B2 (ja) モータ制御装置
US8816612B2 (en) Controller for multi-phase rotary device
US10090832B2 (en) Controller for power converter having a delaying unit
JP5803950B2 (ja) スイッチング素子の駆動装置
US8963453B2 (en) Method and apparatus for synchronization of pulse width modulation
JP6164195B2 (ja) 電力変換器
JP6398949B2 (ja) 半導体素子の駆動装置
JP5480919B2 (ja) 電力変換装置
JP2018148721A (ja) 昇圧コンバータ装置
JPWO2020170315A1 (ja) 電力制御方法、及び、電力制御装置
JP2017063604A (ja) 電力変換回路の制御装置
JP2005117839A (ja) パルス幅変調波形生成方法及び装置
JP4911241B1 (ja) 電力変換装置
JP2011109884A (ja) コンバータの電流値を取得する装置および方法
JP5515800B2 (ja) スイッチング制御装置
JP5939095B2 (ja) スイッチング素子の駆動回路
JP6260587B2 (ja) 電源装置
US9071149B2 (en) Electric power conversion circuit
JP6243448B2 (ja) 電動機駆動装置
US9673735B2 (en) Power converter
JP6103557B1 (ja) 電力変換装置および電力変換装置の制御方法
JP7336183B2 (ja) 電源装置
JP6870589B2 (ja) 電源装置
JP6164146B2 (ja) 制御装置
JP5950614B2 (ja) インバータ装置、インバータシステムおよび太陽光発電システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170913

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171006

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171127

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6260587

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151