JP6436055B2 - 多相コンバータ - Google Patents
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Description
入力された電圧を変換して出力する電圧変換部を複数備えた多相変換部と、
出力が目標値となるように各々の前記電圧変換部を制御信号によって個々に制御し、前記多相変換部の動作開始に伴い、各々の前記電圧変換部に対して出力の目標値を次第に上昇させるソフトスタート制御を行い、前記電圧変換部毎に又は前記電圧変換部の組毎にソフトスタート制御の期間をずらして行う制御部と、
複数の前記電圧変換部からの共通の出力経路における出力電流又は出力電圧の少なくともいずれかを反映した値を検出する検出部と、
前記制御部によって各々のソフトスタート制御が行われる各期間における前記検出部での検出結果に基づき、異常電流又は異常電圧を生じさせる異常の電圧変換部又は異常の電圧変換部の組を特定する異常特定部とを含み、
前記異常特定部によって前記異常の電圧変換部又は前記異常の電圧変換部の組が所定回数特定された場合に、前記所定回数特定された前記異常の電圧変換部又は前記異常の電圧変換部の組を示す異常特定情報を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に前記異常特定情報が記憶されている場合、前記多相変換部の動作開始の際に、前記異常特定情報に該当する電圧変換部又は該当する電圧変換部の組のソフトスタート制御を行わずに電圧変換を中止させ、非該当の電圧変換部に対してソフトスタート制御を行い、
前記異常特定部は、前記非該当の電圧変換部に対するソフトスタート制御の期間における前記検出部での検出結果に基づいて、前記非該当の電圧変換部が異常電流又は異常電圧を生じさせるか否かを特定する。
本発明の第2態様の多相コンバータは、
入力された電圧を変換して出力する電圧変換部を複数備えた多相変換部と、
出力が目標値となるように各々の前記電圧変換部を制御信号によって個々に制御し、前記多相変換部の動作開始に伴い、各々の前記電圧変換部に対して出力の目標値を次第に上昇させるソフトスタート制御を行い、前記電圧変換部毎に又は前記電圧変換部の組毎にソフトスタート制御の期間をずらして行う制御部と、
複数の前記電圧変換部からの共通の出力経路における出力電流又は出力電圧の少なくともいずれかを反映した値を検出する検出部と、
前記制御部によって各々のソフトスタート制御が行われる各期間における前記検出部での検出結果に基づき、異常電流又は異常電圧を生じさせる異常の電圧変換部又は異常の電圧変換部の組を特定する異常特定部とを含み、
前記異常特定部によって前記異常の電圧変換部又は前記異常の電圧変換部の組が特定される毎に、特定された前記異常の電圧変換部又は前記異常の電圧変換部の組を示す相情報と特定回数とを対応付けて記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記多相変換部の動作開始に伴い、前記記憶部に前記相情報が記憶され且つ前記相情報の対象となる電圧変換部又は対象となる電圧変換部の組の前記特定回数が所定の複数回に達しているときには、前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組のソフトスタート制御を行わずに電圧変換を中止させ、前記記憶部に前記相情報が記憶され且つ前記特定回数が前記所定の複数回に達していないときには、前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組のソフトスタート制御を行い、
前記異常特定部は、前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組のソフトスタート制御を行う場合、前記検出部での検出結果に基づき、前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組が異常電流又は異常電圧を生じさせるか否かを再度特定し、
前記制御部は、
前記多相変換部の動作開始に伴い、前記異常特定部により前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組が異常電流又は異常電圧を生じさせると再度特定された場合、前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組の電圧変換を中止させ、再度特定されない場合、少なくとも前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組の電圧変換を継続する。
また、第1態様の多相コンバータは、記憶部に異常特定情報が記憶されている場合、即ち、いずれかの電圧変換部又は電圧変換部の組の異常が所定回数特定されている場合、多相変換部の動作開始の際に、その電圧変換部又は電圧変換部の組のソフトスタート制御を行わずに電圧変換を中止することができる。つまり、故障の可能性の高い電圧変換部又は電圧変換部の組については再検査を行うことなく電圧変換を中止して迅速に保護を図ることができる。特に、異常特定情報に該当する電圧変換部のソフトスタート制御が除かれるため、残りの電圧変換部を駆動する上で、動作開始からソフトスタート制御が終了するまでの期間を短縮することができる。また、異常特定情報に該当しない非該当の電圧変換部については、ソフトスタート制御中に異常特定部によって再度検査がなされるため、中止された電圧変換部以外で新たな異常が生じていても、その異常を特定することができる。
第2態様の多相コンバータは、いずれかの電圧変換部又は電圧変換部の組の異常が所定の複数回特定されている場合、多相変換部の動作開始の際に、その電圧変換部又は電圧変換部の組のソフトスタート制御を行わずに電圧変換を中止することができる。つまり、故障等の可能性の高い電圧変換部又は電圧変換部の組については再検査を行うことなく電圧変換を中止して迅速に保護を図ることができる。特に、異常が所定の複数回特定された電圧変換部のソフトスタート制御が除かれるため、残りの電圧変換部を駆動する上で、動作開始からソフトスタート制御が終了するまでの期間を短縮することができる。
一方、異常が特定されているものの所定の複数回に達していない電圧変換部又は電圧変換部の組については、多相変換部の動作開始の際にソフトスタート制御を行い、再度検査することができる。そして、そのソフトスタート制御の期間に異常電流又は異常電圧を生じさせると再度特定された場合には、その電圧変換部又は電圧変換部の組の電圧変換を中止して迅速に保護することができる。逆に、そのソフトスタート制御の期間に異常電流又は異常電圧を生じさせると再度特定されない場合には、その電圧変換部又は電圧変換部の組による電圧変換を継続することができる。つまり、いずれかの電圧変換部又は電圧変換部の組について何らかの原因により過去に異常が特定されたとしても、異常の特定回数が少なく且つ新たに多相変換部を動作させる際に異常状態となっていない場合には、過去の異常特定が一時的な原因(ノイズ等)によるものであった可能性がある。このように根本的な故障等が生じていない可能性が高い場合には、その電圧変換部又は電圧変換部の組による電圧変換を継続し、相数を確保することができる。
本発明において、制御部は、異常特定部によって異常の電圧変換部又は異常の電圧変換部の組が特定された場合、異常の電圧変換部又は異常の電圧変換部の組の電圧変換を停止させ、多相変換部のうち、停止させた異常の電圧変換部又は異常の電圧変換部の組を少なくとも除いた残余の電圧変換部に電圧変換を行わせ、残余の電圧変換部による出力の目標値を、多相変換部の全部を動作させる場合の目標値よりも小さく設定する構成であってもよい。
以下、本発明を具体化した実施例1について説明する。
図1で示す多相コンバータ1は、例えば、車載用の多相型DCDCコンバータとして構成されており、入力側導電路6に印加された直流電圧(入力電圧)を多相方式且つ降圧方式で電圧変換し、入力電圧を降圧した出力電圧を出力側導電路7に出力する構成となっている。
多相コンバータ1は、所定の動作開始条件の成立に伴い、制御部3が図2の流れで制御を行う。動作開始条件は、例えばイグニッション信号のオフからオンへの切り替わり等であり、これ以外の動作開始条件であってもよい。
本構成の多相コンバータ1は、m個の電圧変換部CV1,CV2…CVmの各々を制御信号(PWM信号)によって個々に制御する制御部3を備える。この制御部3は、多相変換部2の動作開始に伴い、電圧変換部CV1,CV2…CVmの各々に対して出力の目標値を次第に上昇させるソフトスタート制御を行い、電圧変換部毎にソフトスタート制御の期間をずらして行う。このような構成により出力開始時の突入電流を抑え、且つ電圧変換部CV1,CV2…CVmの各々のみがソフトスタート制御を行う各期間を設定することができる。
次に、実施例2について説明する。
実施例2では、ハードウェア構成が実施例1と同様となっている。つまり、実施例2の多相コンバータ1も、図1のように、入力された電圧を変換して出力するm個の電圧変換部CV1,CV2…CVmを備えた多相変換部2と、m個の電圧変換部CV1,CV2…CVmからの共通の出力経路(出力側導電路7)における出力電流及び出力電圧を反映した値を検出する検出部8とを備える。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(2)実施例1では、kを1〜mの自然数とし、各相のローサイド側にスイッチング素子SBkを設けたが、接地電位にアノードが接続されたダイオードに置き換えることが可能である。また、スイッチング素子SAk,SBkは、Pチャネル型のMOSFETであってもよく、バイポーラトランジスタ等の他のスイッチング素子であってもよい。
(3)実施例1における一次側電源部91や二次側電源部92の具体例はあくまで一例であり、蓄電手段の種類や発生電圧は上述した例に限定されず、様々に変更することができる。また、例えば二次側電源部が存在しない構成とすることもできる。
(4)図1の例では、入力側導電路や出力側導電路に接続される発電機や負荷などは省略して示したが、様々な装置や電子部品を入力側導電路や出力側導電路に接続することができる。
(5)図1では、4つの電圧変換部CV1,CV2,CV3,CV4が並列に接続された4相構造の多相コンバータ1を代表例として例示したが、電圧変換部の数は4未満の複数であってもよく、5以上の複数であってもよい。
2…多相変換部
3…制御部(異常特定部)
7…出力側導電路(共通の出力経路)
8…検出部
14…記憶部
CV1,CV2,CV3,CV4…電圧変換部
Claims (2)
- 入力された電圧を変換して出力する電圧変換部を複数備えた多相変換部と、
出力が目標値となるように各々の前記電圧変換部を制御信号によって個々に制御し、前記多相変換部の動作開始に伴い、各々の前記電圧変換部に対して出力の目標値を次第に上昇させるソフトスタート制御を行い、前記電圧変換部毎に又は前記電圧変換部の組毎にソフトスタート制御の期間をずらして行う制御部と、
複数の前記電圧変換部からの共通の出力経路における出力電流又は出力電圧の少なくともいずれかを反映した値を検出する検出部と、
前記制御部によって各々のソフトスタート制御が行われる各期間における前記検出部での検出結果に基づき、異常電流又は異常電圧を生じさせる異常の電圧変換部又は異常の電圧変換部の組を特定する異常特定部とを含み、
前記異常特定部によって前記異常の電圧変換部又は前記異常の電圧変換部の組が所定回数特定された場合に、前記所定回数特定された前記異常の電圧変換部又は前記異常の電圧変換部の組を示す異常特定情報を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に前記異常特定情報が記憶されている場合、前記多相変換部の動作開始の際に、前記異常特定情報に該当する電圧変換部又は該当する電圧変換部の組のソフトスタート制御を行わずに電圧変換を中止させ、非該当の電圧変換部に対してソフトスタート制御を行い、
前記異常特定部は、前記非該当の電圧変換部に対するソフトスタート制御の期間における前記検出部での検出結果に基づいて、前記非該当の電圧変換部が異常電流又は異常電圧を生じさせるか否かを特定する多相コンバータ。 - 入力された電圧を変換して出力する電圧変換部を複数備えた多相変換部と、
出力が目標値となるように各々の前記電圧変換部を制御信号によって個々に制御し、前記多相変換部の動作開始に伴い、各々の前記電圧変換部に対して出力の目標値を次第に上昇させるソフトスタート制御を行い、前記電圧変換部毎に又は前記電圧変換部の組毎にソフトスタート制御の期間をずらして行う制御部と、
複数の前記電圧変換部からの共通の出力経路における出力電流又は出力電圧の少なくともいずれかを反映した値を検出する検出部と、
前記制御部によって各々のソフトスタート制御が行われる各期間における前記検出部での検出結果に基づき、異常電流又は異常電圧を生じさせる異常の電圧変換部又は異常の電圧変換部の組を特定する異常特定部とを含み、
前記異常特定部によって前記異常の電圧変換部又は前記異常の電圧変換部の組が特定される毎に、特定された前記異常の電圧変換部又は前記異常の電圧変換部の組を示す相情報と特定回数とを対応付けて記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記多相変換部の動作開始に伴い、前記記憶部に前記相情報が記憶され且つ前記相情報の対象となる電圧変換部又は対象となる電圧変換部の組の前記特定回数が所定の複数回に達しているときには、前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組のソフトスタート制御を行わずに電圧変換を中止させ、前記記憶部に前記相情報が記憶され且つ前記特定回数が前記所定の複数回に達していないときには、前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組のソフトスタート制御を行い、
前記異常特定部は、前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組のソフトスタート制御を行う場合、前記検出部での検出結果に基づき、前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組が異常電流又は異常電圧を生じさせるか否かを再度特定し、
前記制御部は、
前記多相変換部の動作開始に伴い、前記異常特定部により前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組が異常電流又は異常電圧を生じさせると再度特定された場合、前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組の電圧変換を中止させ、再度特定されない場合、少なくとも前記対象となる電圧変換部又は前記対象となる電圧変換部の組の電圧変換を継続する多相コンバータ。
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