JP7165692B2 - 多相コンバータ制御装置 - Google Patents
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Description
上記制御装置は、第1PWM信号を生成し、第1PWM信号を用いて第1コンバータを制御する。また、制御装置は、第2PWM信号を生成し、第2PWM信号を用いて第2コンバータを制御する。
ただし、モータMは、モータジェネレータであってもよい。すなわち、モータMは、車両のエンジンにより駆動される発電機としての機能を有してもよい。例えば、モータMは、三相(U、V、W)のブラシレスモータである。
リアクトルL1は一端が一次側コンデンサ5の一端に接続されており、他端がパワーモジュールP1に接続されている。
スイッチング素子Q2のエミッタ端子は、直流電源Eのマイナス端子に接続されている。
また、スイッチング素子Q1のエミッタ端子とスイッチング素子Q2のコレクタ端子との接続点は、リアクトルL1の他端に接続されている。スイッチング素子Q1及びスイッチング素子Q2のゲート端子は、それぞれ制御装置4に接続されている。
リアクトルL2は一端が一次側コンデンサ5の一端に接続されており、他端がパワーモジュールP2に接続されている。なお、リアクトルL1とリアクトルL2とは、互いに磁気結合されている。すなわち、リアクトルL1とリアクトルL2は、磁気結合型のリアクトルである。
スイッチング素子Q4のエミッタ端子は、直流電源Eのマイナス端子に接続されている。
また、スイッチング素子Q3のエミッタ端子とスイッチング素子Q4のコレクタ端子との接続点は、リアクトルL2の他端に接続されている。スイッチング素子Q3及びスイッチング素子Q4のゲート端子は、それぞれ制御装置4に接続されている。
制御装置4は、制御部11及び駆動部12を備える。
駆動部12は、第1PWM信号及び第2PWM信号に基づいて、コンバータ6a,6bを制御する。すなわち、駆動部12は、第1PWM信号に基づいたゲート信号をコンバータ6aに出力し、第2PWM信号に基づいたゲート信号をコンバータ6bに出力する。例えば、駆動部12は、ゲートドライバ回路である。
キャリア周波数設定部31は、例えば、第1電圧センサ8で検出された一次側電圧Vp、目標電圧Vth及び電流指令値iL´に基づいてキャリア周波数fcを設定する。ただし、これに限定されず、キャリア周波数設定部31は、公知の方法を用いてキャリア周波数fcを設定してもよい。
以下に、本実施形態に係るPWM制御部40の概略構成を説明する。
指令値生成部41は、1電圧指令値VL1´を第1比較部45に出力し、第2電圧指令値VL2´を補正部43に出力する。
第1比較部45は、指令値生成部41から第1電圧指令値VL1´を取得する。また、第1比較部45は、キャリア波生成部32からキャリア波Cを取得する。そして、第1比較部45は、第1電圧指令値VL1´と、キャリア波Cとを比較することで、第1PWM信号を生成する。
ここで、キャリア周波数fcが固定されている場合には、n+1番目のキャリア波C(図3のC´(n+1))は、n番目のキャリア波C(n)と同一のキャリア周波数fcとなる。ただし、本実施形態のキャリア波Cは、キャリア波Cの谷のタイミングで新たなキャリア周波数fcに更新される。よって、n+1番目のキャリア波Cのキャリア周波数fc(n+1)は、n番目のキャリア波C(n)のキャリア周波数fc(n)と同一とならず、高くなったり、低くなったりと変動する場合がある。図3に示す例ではキャリア周波数fc(n)<キャリア周波数fc(n+1)である。
よって、期間tn+1において、キャリア波C(n+1)と第2電圧指令値VL2´とが比較されて第2PWM信号が生成されると、第2PWM信号の位相は、第1PWM信号の位相に対して180度だけずれた位相とはならず、制御安定性が確保できない。すなわち、図3に示す例では、スイッチング素子Q3の第2PWM信号が図3に示すtm1のタイミングで立下り、スイッチング素子Q4の第2PWM信号がtm1のタイミングで立上がるため、第2PWM信号は、第1PWM信号の位相から180度だけずれた位相とはならない。よって、キャリア波Cが更新される場合には、ハンチングや制御発振等が発生しまい、制御安定性が確保できない。
(b)制御部11は、各スイッチング素子Q2,Q4がオン状態からオフ状態に切り替えられた場合に電流センサ10から出力される各相電流iLを、それぞれ変化点相電流A,Bとして取得する。
そして、制御部11は、検出した偏流iLabが無くなるように電圧指令値VL´を補正する。例えば、制御部11は、偏流iLabに対してPI制御やPID制御を行って偏流iLabをゼロに近づけるための指令値V*を求め、V*を電圧指令値VL´(又は第1電圧指令値VL1´と第2電圧指令値VL2´とのそれぞれ)に加算又は減算することで補正してもよい。また、制御部11は、偏流iLabに応じた係数を求め、この係数を偏流電圧指令値VL´に乗算することで補正してもよい。また、制御部11は、偏流iLabに応じた2つの係数を求め、一方の係数を第1偏流電圧指令値VL1´に乗算し、他方の係数を第2偏流電圧指令値VL2´又第3偏流電圧指令値VL2´に乗算することで補正してもよい。
4 制御装置(多相コンバータ制御装置)
11 制御部
12 駆動部
20 フィードバック制御部
30 キャリア波出力部
31 キャリア周波数設定部
32 キャリア波生成部
40 PWM制御部
41 指令値生成部
42 キャリア周期演算部
43補正部
44 PWM信号生成部
Claims (4)
- 第1コンバータと第2コンバータが並列に接続されている多相コンバータの駆動をPWM制御する多相コンバータ制御装置であって、
前記PWM制御に使用するキャリア周波数を一定周期ごとに設定するキャリア周波数設定部と、
前記キャリア周波数設定部で設定された前記キャリア周波数のキャリア波を生成するキャリア波生成部と、
前記キャリア周波数を用いて前記第1コンバータの駆動に用いられる第1PWM信号及び前記第2コンバータの駆動に用いられる第2PWM信号を生成するPWM制御部と、
前記第1PWM信号及び前記第2PWM信号に基づいて、前記第1コンバータと前記第2コンバータを制御する駆動部と、
を備え、
前記PWM制御部は、前記キャリア波の周期の変動量に応じて前記第2PWM信号のデューティ比を補正する、
ことを特徴とする多相コンバータ制御装置。 - 前記キャリア周波数設定部は、前記キャリア周波数の周期で前記キャリア周波数の設定を更新し、
前記PWM制御部は、更新前のキャリア周波数の周期と、更新後のキャリア周波数の周期と、の比率に応じて前記第2PWM信号のデューティ比を補正する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の多相コンバータ制御装置。 - 前記PWM制御部は、
前記多相コンバータの出力電圧が目標電圧に追従させるための第1電圧指令値及び第2電圧指令値を生成する指令値生成部と、
前記第2電圧指令値に対して前記比率を乗算する補正部と、
前記第1電圧指令値と前記キャリア波とを比較することで前記第1PWM信号を生成し、前記補正部により前記比率が乗算された前記第2電圧指令値と前記キャリア波とを比較することで前記第2PWM信号を生成するPWM信号生成部と、
を備える、
請求項2に記載の多相コンバータ制御装置。 - 前記キャリア周波数設定部は、前記キャリア波の山から谷の間で前記キャリア周波数の設定を第1キャリア周波数から第2キャリア周波数に更新し、
前記キャリア波生成部は、前記キャリア波の谷のタイミングで前記第2キャリア周波数のキャリア波を生成し、
前記補正部は、前記キャリア波の谷のタイミングで前記第2電圧指令値に対して前記比率を乗算し、
前記比率は、前記第1キャリア周波数から求められた前記キャリア波の周期と、前記第2キャリア周波数から求められた前記キャリア波の周期と、の比率である、
ことを特徴とする、請求項3に記載の多相コンバータ制御装置。
Priority Applications (1)
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JP2020001427A JP7165692B2 (ja) | 2020-01-08 | 2020-01-08 | 多相コンバータ制御装置 |
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JP2017108517A (ja) | 2015-12-09 | 2017-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | 電圧変換システム |
JP2018074719A (ja) | 2016-10-27 | 2018-05-10 | 住友電気工業株式会社 | 電圧変換装置、スイッチング信号生成方法及びコンピュータプログラム |
WO2019244614A1 (ja) | 2018-06-18 | 2019-12-26 | 株式会社ケーヒン | 電力変換装置 |
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