JP6347756B2 - 電源装置 - Google Patents
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Description
2つのLLC共振型コンバータを並列動作させる場合、共振回路を構成している共振インダクタ、励磁インダクタ、及び共振コンデンサの各々のばらつきにより、並列接続された各コンバータが有する図2の周波数/ゲイン特性が異なってくる。この状態において、制御部により、各コンバータを同一の周波数制御により動作させる場合、各コンバータが出力する電流に差分が生じることとなり、負荷電流分担が均等に行えない。
図1は、本発明の実施例1における電源装置の構成を示す概略の回路図である。
図1の電源装置内の第1、第2コンバータ10,20間にばらつきがない場合において、図2中のLLC共振の通常動作範囲(a)における動作を説明する。
図3は、図1の第1、第2コンバータ10,20における周波数/ゲイン特性の一例を示す模式的な波形図である。
本実施例1の電源装置によれば、次の(1)、(2)のような効果がある。
図1に示す実施例1では、2つの第1、第2コンバータ10,20が並列に接続されているが、本発明は、それに限定されず、3つ以上のコンバータが並列に接続された電源装置にも適用できる。
その他の構成は、実施例1と同様である。
図4の電源装置内の第1、第2、第3コンバータ10,20,30間にばらつきがない場合、図2中のLLC共振の通常動作範囲(a)における制御部40Aの動作は、実施例1と略同様である。
第1、第2、第3コンバータ10,20,30間にばらつきがある場合、第1、第2、第3コンバータ10,20,30側から制御部40A内の第2演算手段42Aへそれぞれ与えられる第1、第2、第3電流検出値io1,io2,io3がそれぞれ異なる。第2演算手段42A内の基準電流値算出部42aでは、第1、第2、第3電流検出値io1,io2,io3の平均値を算出して基準電流値irを求め、この基準電流値irを差分演算部42bへ与える。差分演算部42bは、第1、第2、第3電流検出値io1,io2,io3から基準電流値irをそれぞれ減算して第1、第2、第3誤差電流値Δi1,Δi2,Δi3を求め、この第1、第2、第3誤差電流値Δi1,Δi2,Δi3を周波数差分演算部44Aへ与える。
本実施例2の電源装置によれば、次の(1)、(2)のような効果がある。
本発明は、上記実施例1、2に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(1)〜(4)のようなものがある。
4a,4b 出力端子
10,20,30 第1、第2、第3コンバータ
13,23 スイッチング回路
14,24 共振回路
15,25 トランス
16,26 整流平滑回路
18,28,38 電流検出手段
19 電圧検出手段
40,40A 制御部
41 第1演算手段
42,42A 第2演算手段
42a 基準電流値算出部
42b 差分演算部
43 定電圧制御部
44,44A 周波数差分演算部
45,45A 第3演算手段
45a 加算器
45b,45c,45d,45e 減算器
46,46A スイッチングパルス生成部
Claims (8)
- 直流電力を入力する入力端子と、
前記入力端子に接続され、直流入力電圧を、第1スイッチング周波数を有する第1スイッチングパルスでスイッチングして交流電圧に変換し、この交流電圧に対して共振した電圧を、整流及び平滑して第1直流電圧を得る第1コンバータと、
前記入力端子に並列に接続され、前記直流入力電圧を、第2スイッチング周波数を有する第2スイッチングパルスでスイッチングして交流電圧に変換し、この交流電圧に対して共振した電圧を、整流及び平滑して第2直流電圧を得る第2コンバータと、
前記第1コンバータの出力側及び前記第2コンバータの出力側に共通に接続され、合流された直流出力電流を負荷へ出力する出力端子と、
前記第1スイッチング周波数及び前記第2スイッチング周波数を制御して前記第1スイッチングパルス及び前記第2スイッチングパルスを出力する制御部と、
を備える電源装置であって、
前記制御部は、
前記出力端子から出力される直流出力電圧から検出された出力電圧検出値と、基準電圧値と、の差分をとって誤差電圧値を求める第1演算手段と、
前記第1コンバータから出力される第1直流電流から検出された第1電流検出値と、前記第2コンバータから出力される第2直流電流から検出された第2電流検出値と、の差分をとって誤差電流値を求める第2演算手段と、
前記誤差電圧値を減少させて前記直流出力電圧が一定の電圧値になるような制御用周波数信号を生成する定電圧制御部と、
前記誤差電流値に対して周波数差分演算を行い、前記第1コンバータ及び前記第2コンバータのゲインが同一になるような誤差周波数信号を生成する周波数差分演算部と、
前記制御用周波数信号と前記誤差周波数信号とを演算し、前記第1スイッチング周波数を制御するための第1周波数制御信号と前記第2スイッチング周波数を制御するための第2周波数制御信号とを生成する第3演算手段と、
前記第1周波数制御信号及び前記第2周波数制御信号に対してパルス周波数変調を行い、前記第1スイッチングパルス及び前記第2スイッチングパルスを生成するスイッチングパルス生成部と、
を有することを特徴とする電源装置。 - 前記直流出力電圧を検出して前記出力電圧検出値を出力する電圧検出手段と、
前記第1直流電流を検出して前記第1電流検出値を出力する第1電流検出手段と、
前記第2直流電流を検出して前記第2電流検出値を出力する第2電流検出手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載の電源装置。 - 前記周波数差分演算では、
前記誤差電流値に対して所定の係数を乗算して前記誤差周波数信号を求めることを特徴とする請求項1又は2記載の電源装置。 - 前記第1演算手段は、
前記出力電圧検出値と前記基準電圧値との差分をとって前記誤差電圧値を求める減算器により構成され、
第2演算手段は、
前記第1電流検出値と前記第2電流検出値との差分をとって前記誤差電流値を求める減算器により構成され、
前記第3演算手段は、
前記制御用周波数信号と前記誤差周波数信号とを加減算し、前記第1周波数制御信号及び前記第2周波数制御信号を生成する加算器及び減算器により構成されている、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の電源装置。 - 直流電力を入力する入力端子と、
前記入力端子に接続され、直流入力電圧を、第1スイッチング周波数を有する第1スイッチングパルスでスイッチングして交流電圧に変換し、この交流電圧に対して共振した電圧を、整流及び平滑して第1直流電圧を得る第1コンバータと、
前記入力端子に並列に接続され、前記直流入力電圧を、第2スイッチング周波数を有する第2スイッチングパルスでスイッチングして交流電圧に変換し、この交流電圧に対して共振した電圧を、整流及び平滑して第2直流電圧を得る第2コンバータと、
前記入力端子に並列に接続され、前記直流入力電圧を、第3スイッチング周波数を有する第3スイッチングパルスでスイッチングして交流電圧に変換し、この交流電圧に対して共振した電圧を、整流及び平滑して第3直流電圧を得る1つ又は複数の第3コンバータと、
前記第1コンバータの出力側、前記第2コンバータの出力側及び前記第3コンバータの出力側に共通に接続され、合流された直流出力電流を負荷へ出力する出力端子と、
前記第1スイッチング周波数、前記第2スイッチング周波数及び前記第3スイッチング周波数を制御して前記第1スイッチングパルス、前記第2スイッチングパルス及び前記第3スイッチングパルスを出力する制御部と、
を備える電源装置であって、
前記制御部は、
前記出力端子から出力される直流出力電圧から検出された出力電圧検出値と、基準電圧値と、の差分をとって誤差電圧値を求める第1演算手段と、
前記第1コンバータから出力される第1直流電流から検出された第1電流検出値と、前記第2コンバータから出力される第2直流電流から検出された第2電流検出値と、前記第3コンバータから出力される第3直流電流から検出された第3電流検出値と、の平均値を算出して基準電流値を求め、前記第1電流検出値、前記第2電流検出値及び前記第3電流検出値と、前記基準電流値と、の差分演算を行って3つの誤差電流値を求める第2演算手段と、
前記誤差電圧値を減少させて前記直流出力電圧が一定の電圧値になるような制御用周波数信号を生成する定電圧制御部と、
前記3つの誤差電流値に対して周波数差分演算を行い、前記第1コンバータ、前記第2コンバータ及び前記第3コンバータのゲインが同一になるような3つの誤差周波数信号を生成する周波数差分演算部と、
前記制御用周波数信号と前記3つの誤差周波数信号とを演算し、前記第1スイッチング周波数を制御するための第1周波数制御信号と前記第2スイッチング周波数を制御するための第2周波数制御信号と前記第3スイッチング周波数を制御するための第3周波数制御信号とを生成する第3演算手段と、
前記第1周波数制御信号、前記第2周波数制御信号及び前記第3周波数制御信号に対してパルス周波数変調を行い、前記第1スイッチングパルス、前記第2スイッチングパルス及び前記第3スイッチングパルスを生成するスイッチングパルス生成部と、
を有することを特徴とする電源装置。 - 前記直流出力電圧を検出して前記出力電圧検出値を出力する電圧検出手段と、
前記第1直流電流を検出して前記第1電流検出値を出力する第1電流検出手段と、
前記第2直流電流を検出して前記第2電流検出値を出力する第2電流検出手段と、
前記第3直流電流を検出して前記第3電流検出値3を出力する第3電流検出手段と、
を有することを特徴とする請求項5記載の電源装置。 - 前記周波数差分演算では、
前記3つの誤差電流値に対してそれぞれ所定の係数を乗算して前記3つの誤差周波数信号を求めることを特徴とする請求項5又は6記載の電源装置。 - 前記各コンバータは、
LLC共振型コンバータであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の電源装置。
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