JP6669630B2 - Dc/dcコンバータの制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態における電力変換装置(DC/DCコンバータ)100の基本構成を示す。電力変換装置100は、直流電源10、リアクトル12、第1スイッチング素子14、第2スイッチング素子16及びコンデンサ18を含んで構成される。
第1の実施の形態では、リアクトル12を実際に流れるリアクトル電流iLを計測し、そのリアクトル電流iLに基づいてデューティ比dを制御する制御装置104の構成について説明した。第2の実施の形態では、電力変換装置200は、図6に示すように、リアクトル12を流れるリアクトル電流iLを計測するためのセンサを備えない。その代わりに、図7に示すように、制御装置104aに含まれるオブザーバ22aでは、誤差デューティ比推定値Δd〜(=Δd〜(k)(チルダ))に加えて、リアクトル12を流れる電流の推定値であるリアクトル電流推定値iL 〜(チルダ)を算出して出力する。
第1及び第2の実施の形態では、リアクトル12を流れる電流の予測値であるリアクトル電流予測値iL ^(ハット)に基づいてデューティ比dを制御する構成について説明した。第3の実施の形態では、コンデンサ18の電圧の予測値であるコンデンサ電圧予測値vc ^(ハット)に基づいてデューティ比dを制御する構成について説明する。
電力変換装置100,200において、リアクトル電流に応じてリアクトル12の値L(インダクタンス)は変化する。そこで、第1〜第3の実施の形態における制御において、リアクトル12に流れるリアクトル電流iL又はその予測値であるリアクトル電流推定値iL 〜に応じてリアクトル12の値L(インダクタンス)を変更することが好適である。
上記実施の形態では、数式(1)にデッドタイムを考慮した誤差デューティ比Δdを組み込んだ数式(2)を元に制御を行ったが、数式(1)に基づいて状態方程式を離散化させた数式(14)を用いて状態値を予測する処理を行ってもよい。
Claims (8)
- DC/DCコンバータを制御する制御装置であって、
前記DC/DCコンバータの状態方程式を用いて、前記DC/DCコンバータに含まれるスイッチング素子のオン時間の比であるデューティ比dを複数の異なる値に変化させたときの前記DC/DCコンバータにおける所定状態値に対する予測値を算出し、前記所定状態値の目標を示す指令値と前記予測値との差に応じて前記DC/DCコンバータを制御するモデル予測制御器を備えることを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記DC/DCコンバータは、電源に接続されるリアクトルと、前記リアクトルに流れる電流を制御する第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子と、前記リアクトルからの出力電圧を平滑化させるコンデンサと、を備え、
前記モデル予測制御器は、前記電源の電源電圧vb、前記コンデンサの両端のコンデンサ電圧vc、前記DC/DCコンバータの出力電流imを前記状態方程式に適用することにより前記予測値を算出し、前記指令値と前記予測値との差に応じて前記デューティ比dを制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項2に記載の制御装置であって、
前記DC/DCコンバータの現在の状態値に応じて前記デューティ比dに対する誤差デューティ比推定値Δd〜(チルダ)を推定するオブザーバを備え、
前記電源電圧vb、前記コンデンサ電圧vc、前記出力電流imに加えて、前記誤差デューティ比推定値Δd〜(チルダ)を前記状態方程式に適用することにより前記予測値を算出し、前記指令値と前記予測値との差に応じて前記デューティ比dを制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項3に記載の制御装置であって、
前記所定状態値は、前記リアクトルに流れるリアクトル電流iLであり、
前記モデル予測制御器は、前記DC/DCコンバータにおけるリアクトル電流iLに対する予測値iL ^(ハット)を算出し、リアクトル電流指令値iL *と前記予測値iL ^(ハット)との差に応じて前記DC/DCコンバータを制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項3に記載の制御装置であって、
前記所定状態値は、前記コンデンサの両端のコンデンサ電圧vcであり、
前記モデル予測制御器は、前記DC/DCコンバータにおけるコンデンサ電圧vcに対する予測値vc ^を算出し、コンデンサ電圧指令値vc *と前記予測値vc ^(ハット)との差に応じて前記DC/DCコンバータを制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の制御装置であって、
前記リアクトルに流れる電流に応じて前記リアクトルの値を設定し、当該リアクトルの値を前記状態方程式に適用することを特徴とする制御装置。
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