JP7247991B2 - 電力供給システム、制御装置及びリアクトル電流測定方法 - Google Patents

電力供給システム、制御装置及びリアクトル電流測定方法 Download PDF

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Description

本発明は、入力された直流電力を変圧するＤＣ－ＤＣコンバータを有する電力供給システム、そのようなＤＣ－ＤＣコンバータを制御する制御装置、及びＤＣ－ＤＣコンバータが有するリアクトルに流れるリアクトル電流を測定するリアクトル電流測定方法に関する。
燃料電池などの直流電源から供給される直流電力を昇圧するために、昇圧型のＤＣ－ＤＣコンバータ（以下、ＤＣ－ＤＣコンバータを、単にコンバータと呼ぶ）が利用されることがある。このような昇圧型のコンバータは、例えば、リアクトルと、スイッチング素子を有する。そして、スイッチング素子のスイッチング周期に対する、スイッチング素子がオンとなる期間の比であるデューティ比を制御することで、リアクトルを流れる電流（以下、単にリアクトル電流と呼ぶことがある）が制御され、その結果としてコンバータに入力される電圧に対するコンバータから出力される電圧の変圧比（この例では、昇圧比）が制御される。そのため、変圧比を適切に制御するためには、リアクトル電流を正確に測定することが求められる。そこで、コンバータのリアクトル電流を測定する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
例えば、特許文献１に記載された平均リアクトル電流検出装置は、スイッチング素子のスイッチング制御の周期においてリアクトルの電流値が非線形的に変化する期間が存在するか否か判定する。そしてこの平均リアクトル電流検出装置は、そのような期間が存在する場合に、電圧変換器の入力電圧、出力電圧、リアクトルの値、及び、スイッチング素子のＯＮ期間とＯＦＦ期間との比率に基づいて、スイッチング制御の周期におけるリアクトルの電流量の平均値を推定する。
特開２０１０－２７９１５１号公報
上記の技術により、昇圧コンバータのスイッチング素子のスイッチング制御の周期におけるリアクトル電流の平均値の測定値の信頼性が向上する。しかし、昇圧コンバータのリアクトル電流をより精度良く測定する手法が求められている。
そこで、本発明は、ＤＣ－ＤＣコンバータのリアクトル電流の測定精度を向上することが可能な電力供給システムを提供することを目的とする。
本発明の一つの形態によれば、電力供給システムが提供される。この電力供給システムは、直流電力を供給する電源と、電源と接続されるリアクトルと、リアクトルの一端に接続されるスイッチング素子とを有し、スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すことでリアクトル電流に流れるリアクトル電流を制御して電源から供給される直流電力を変圧するＤＣ－ＤＣコンバータと、ＤＣ－ＤＣコンバータを制御する制御装置とを有する。制御装置は、リアクトル電流を測定する電流計によるリアクトル電流の測定値をサンプリングするサンプリング周期を、スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すスイッチング周期においてリアクトル電流が増加する第１の期間の長さとサンプリング周期の整数倍間の差分と、スイッチング周期においてリアクトル電流が減衰する第２の期間の長さとサンプリング周期の整数倍間の差分との和が最小化されるように設定するサンプリング周期設定部と、設定されたサンプリング周期ごとに電流計によるリアクトル電流の測定値をサンプリングし、スイッチング周期においてサンプリングされたリアクトル電流の測定値を平均化することで、スイッチング周期におけるリアクトル電流の平均値を測定する電流測定部とを有する。
この電力供給システムにおいて、制御装置のサンプリング周期設定部は、複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについて、その候補に対応するスイッチング周期におけるサンプリング回数に、スイッチング周期に対するスイッチング素子がオンとなる期間のデューティ比を乗じた値から、その値に最も近い整数までの第１の距離を算出し、複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについての第１の距離に基づいて、複数のサンプリング周期の候補のうち、第１の期間の長さとその候補の整数倍間の差分が最小となる候補を決定し、決定した候補をサンプリング周期として設定することが好ましい。
また、この電力供給システムは、ＤＣ－ＤＣコンバータへの入力電圧を測定する第１の電圧計と、ＤＣ－ＤＣコンバータからの出力電圧を測定する第２の電圧計とをさらに有することが好ましい。そして制御装置は、入力電圧及び出力電圧と、デューティ比とに基づいて、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作モードが、スイッチング周期中にリアクトル電流が流れない期間が存在する不連続モードかスイッチング周期中にリアクトル電流が流れない期間が存在しない連続モードかを判定する動作モード判定部をさらに有し、サンプリング周期設定部は、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作モードが不連続モードである場合、複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについて、その候補に相当するスイッチング周期におけるサンプリング回数にスイッチング周期に対する第２の期間の比を乗じた値から、その値に最も近い整数までの第２の距離をさらに算出し、複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについての第１の距離及び第２の距離に基づいて、複数のサンプリング周期の候補のうち、第１の期間の長さとその候補の整数倍間の差分と、第２の期間の長さとその候補の整数倍間の差分との和が最小化される候補を決定し、決定した候補をサンプリング周期として設定することが好ましい。
この場合において、サンプリング周期設定部は、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作モードが連続モードである場合、複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについて、第１の距離と１から第１の距離を減じた値の積をその候補に対応するスイッチング周期におけるサンプリング回数の２乗で除した判定値を算出し、その判定値が最小となる候補を、サンプリング周期として設定することが好ましい。
あるいは、サンプリング周期設定部は、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作モードが不連続モードである場合、複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについて、第１の距離と１から第１の距離を減じた値の積と、第２の距離と１から第２の距離を減じた値の積に入力電圧に対する出力電圧の比に応じた係数を乗じた値との和をその候補に対応するスイッチング周期におけるサンプリング回数の２乗で除した判定値を算出し、その判定値が最小となる候補を、サンプリング周期として設定することが好ましい。
本発明の他の形態によれば、電源と接続されるリアクトルと、リアクトルの一端に接続されるスイッチング素子とを有し、スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すことでリアクトルに流れるリアクトル電流を制御して電源から供給される直流電力を変圧するＤＣ－ＤＣコンバータを制御する制御装置が提供される。この制御装置は、リアクトルに流れるリアクトル電流を測定する電流計によるリアクトル電流の測定値をサンプリングするサンプリング周期を、スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すスイッチング周期においてリアクトル電流が増加する第１の期間の長さとサンプリング周期の整数倍間の差分と、スイッチング周期においてリアクトル電流が減衰する第２の期間の長さとサンプリング周期の整数倍間の差分との和が最小化されるように設定するサンプリング周期設定部と、設定されたサンプリング周期ごとに電流計によるリアクトル電流の測定値をサンプリングし、スイッチング周期においてサンプリングされたリアクトル電流の測定値を平均化することで、スイッチング周期におけるリアクトル電流の平均値を測定する電流測定部とを有する。
本発明のさらに他の形態によれば、電源と接続されるリアクトルと、リアクトルの一端に接続されるスイッチング素子とを有し、スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すことでリアクトルに流れるリアクトル電流を制御して電源から供給される直流電力を変圧するＤＣ－ＤＣコンバータにおいてリアクトルに流れるリアクトル電流の測定方法が提供される。この測定方法は、リアクトルに流れるリアクトル電流を測定する電流計によるリアクトル電流の測定値をサンプリングするサンプリング周期を、スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すスイッチング周期においてリアクトル電流が増加する第１の期間の長さとサンプリング周期の整数倍間の差分と、スイッチング周期においてリアクトル電流が減衰する第２の期間の長さとサンプリング周期の整数倍間の差分との和が最小化されるように設定し、設定されたサンプリング周期ごとに電流計によるリアクトル電流の測定値をサンプリングし、スイッチング周期においてサンプリングされたリアクトル電流の測定値を平均化することで、スイッチング周期におけるリアクトル電流の平均値を測定することを含む。
本発明に係る電力供給システムは、ＤＣ－ＤＣコンバータのリアクトル電流の測定精度を向上できるという効果を奏する。
一つの実施形態による電力供給システムの概略構成図である。 リアクトル電流測定処理を含むＤＣ－ＤＣコンバータの制御処理に関する、コントローラのプロセッサの機能ブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、比較例として、スイッチング周期中におけるオン期間がサンプリング周期の整数倍とならない場合における、スイッチング周期中におけるリアクトル電流の平均値の測定値の一例を示す図である。 スイッチング周期中におけるオン期間がサンプリング周期の整数倍となる場合における、スイッチング周期中におけるリアクトル電流の平均値の測定値の一例を示す図である。 昇圧コンバータが連続モードで動作する場合における、サンプリング周期の設定の概要の説明図である。 昇圧コンバータが不連続モードで動作する場合における、サンプリング周期の設定の概要の説明図である。 本実施形態による、リアクトル電流測定処理を含む、ＤＣ－ＤＣコンバータの制御処理の動作フローチャートである。
以下、図を参照しつつ、コンバータを有する電力供給システム、コンバータを制御する制御装置、及び、その電力供給システムで実行されるリアクトル電流測定処理について説明する。この電力供給システムは、コンバータが有するスイッチング素子がオンとなる状態とオフとなる状態とを繰り返す周期、すなわちスイッチング周期における、リアクトルに流れる電流（すなわち、リアクトル電流）の平均値を測定する。その際、この電力供給システムは、スイッチング周期中においてスイッチング素子がオンとなる期間及びスイッチング素子がオンからオフになるタイミングからリアクトル電流がゼロまたは極小値になるまでの期間のそれぞれと、リアクトル電流の測定値をサンプリングするサンプリング周期の整数倍との差分の和が最小化されるようにそのサンプリング周期を設定する。これにより、この電力供給システムは、リアクトル電流の測定値をサンプリングするタイミングによらずに、スイッチング周期におけるリアクトル電流の平均値の測定値の誤差を小さくして、そのリアクトル電流の平均値の測定精度の向上を図る。なお、以下では、説明の便宜上、スイッチング素子がオンとなる期間（すなわち、リアクトル電流が増加する第１の期間）を、単にオン期間と呼ぶことがある。また、スイッチング素子がオンからオフになるタイミングからリアクトル電流がゼロまたは極小値になるまでの期間（すなわち、リアクトル電流が減衰する第２の期間）を、単に減衰期間と呼ぶことがある。さらに、スイッチング周期におけるリアクトル電流の平均値を、単に平均電流と呼ぶことがある。
以下では、リアクトル電流の測定対象となるコンバータが、昇圧型のコンバータ（以下、単に昇圧コンバータと呼ぶ）であるとして、電力供給システム、制御装置及びリアクトル電流測定処理について説明する。しかし、リアクトル電流の測定対象となるコンバータは、昇圧コンバータに限られず、降圧型のコンバータ（以下、単に降圧コンバータと呼ぶ）であってもよく、あるいは、昇圧または降圧の何れも可能なコンバータ（以下、単に昇降圧コンバータと呼ぶ）であってもよい。
図１は、一つの実施形態による電力供給システムの概略構成図である。図１に示されるように、電力供給システム１は、電源２と、昇圧コンバータ３と、二つの電圧計４、５と、電流計６と、コントローラ７とを有する。そして電力供給システム１は、電源２から供給される直流電力を昇圧コンバータ３により昇圧し、昇圧された直流電力を負荷回路８へ供給する。なお、図１に示される例では、電源２に接続される昇圧コンバータ３の数は一つであるが、電源２に対して並列に複数の昇圧コンバータが接続されてもよい。そしてコントローラ７が複数の昇圧コンバータを制御してもよい。この場合には、昇圧コンバータごとに、図１に示されるようにその昇圧コンバータに対して接続される二つの電圧計及び一つの電流計が設けられればよい。
電源２は、直流電力を供給する電源であり、本実施形態では、燃料電池とすることができる。なお、電源２は、燃料電池に限られず、鉛蓄電池あるいはリチウムイオン電池など、他の方式の直流電源であってもよい。電源２から供給される直流電力は、昇圧コンバータ３に入力される。
昇圧コンバータ３は、電源２から供給された直流電力を昇圧し、昇圧された直流電力を負荷回路８へ出力する。そのために、昇圧コンバータ３は、リアクトル１１と、ダイオード１２と、スイッチング素子１３と、平滑コンデンサ１４とを有する。
リアクトル１１は、電源２と負荷回路８との間に接続される。ダイオード１２は、リアクトル１１と平滑コンデンサ１４との間に、ダイオード１２のアノードがリアクトル１１の一端と接続され、ダイオード１２のカソードが平滑コンデンサ１４の一端と接続されるように配置される。すなわち、ダイオード１２は、リアクトル１１から平滑コンデンサ１４へ向けてリアクトル電流が流れるように配置される。
スイッチング素子１３は、例えば、MOSFETあるいは絶縁ゲートバイポーラトランジスタといった、半導体によるスイッチング素子とすることができる。スイッチング素子１３は、リアクトル１１の電源２と接続される側の一端と反対側のリアクトル１１の他端に接続される。すなわち、スイッチング素子１３は、リアクトル１１とダイオード１２との間に一端が接続され、他端が接地され、かつ、コントローラ７からの制御信号に従ってオン・オフが切り替えられるように設けられる。そしてコントローラ７がスイッチング素子１３をオンにすると、スイッチング素子１３を介してリアクトル１１に流れるリアクトル電流によりリアクトル１１にエネルギーが蓄積される。そしてコントローラ７がスイッチング素子１３をオフにすると、リアクトル１１に蓄積されていたエネルギーによるリアクトル電流が平滑コンデンサ１４へ流れる。
平滑コンデンサ１４は、リアクトル１１から流入するリアクトル電流により蓄積される電力を平滑化して負荷回路８へ出力する。したがって、コントローラ７がスイッチング素子１３についてオン・オフを周期的に切り替えることで平滑コンデンサ１４に蓄積される電力が増加し、その結果として昇圧コンバータ３に供給された直流電力は昇圧されてから出力されることになる。
電圧計４は、第１の電圧計の一例であり、電源２と昇圧コンバータ３との間に設けられ、昇圧コンバータ３へ入力される電圧（以下、単に入力電圧と呼ぶことがある）を測定する。そして電圧計４は、入力電圧の測定値をコントローラ７へ出力する。
電圧計５は、第２の電圧計の一例であり、ダイオード１２と、平滑コンデンサ１４との間に設けられ、昇圧コンバータ３から出力される電圧（以下、単に出力電圧と呼ぶことがある）を測定する。なお、電圧計５は、平滑コンデンサ１４と負荷回路８との間に設けられてもよい。そして電圧計５は、出力電圧の測定値をコントローラ７へ出力する。
電流計６は、リアクトル１１とダイオード１２との間においてスイッチング素子１３が接続される箇所よりもリアクトル１１側に設けられ、リアクトル１１を流れるリアクトル電流を測定する。そして電流計６は、そのリアクトル電流の測定値をコントローラ７へ出力する。なお、電流計６は、昇圧コンバータ３と別個に設けられてもよく、あるいは、昇圧コンバータ３の一部品として、昇圧コンバータ３に組み込まれていてもよい。
コントローラ７は、制御装置の一例であり、昇圧コンバータ３を含む電力供給システム１全体を制御する。具体的に、コントローラ７は、他の装置、例えば、電力供給システム１が組み込まれる装置の制御装置から通知された、電源２から供給される電力の目標値（以下、単に目標電力値と呼ぶ）に基づいて昇圧コンバータ３に対する電流指令値を求め、求めた電流指令値に従って、スイッチング素子１３のスイッチング周期に対する、スイッチング素子１３がオンとなる期間の比であるデューティ比を設定する。そしてコントローラ７は、所定のスイッチング周期ごとに、設定したデューティ比で、スイッチング素子１３に対してオン・オフを切り替えさせる。また、コントローラ７は、昇圧コンバータ３のリアクトルの平均電流を測定し、測定した平均電流に従ってデューティ比を更新する。
そのために、コントローラ７は、通信インターフェース２１と、メモリ２２と、プロセッサ２３とを有する。通信インターフェース２１、メモリ２２及びプロセッサ２３は、互いに別個の回路として構成されてもよく、あるいは、一つの集積回路として構成されてもよい。
通信インターフェース２１は、二つの電圧計４、５、電流計６及び他の装置とコントローラ７とを接続するためのインターフェース回路と、昇圧コンバータ３のスイッチング素子１３への制御信号を出力するためのゲートドライバなどを有する。そして通信インターフェース２１は、電圧計４から受け取った、昇圧コンバータ３への入力電圧の測定値、電圧計５から受け取った、昇圧コンバータ３からの出力電圧の測定値、電流計６からのリアクトル電流の測定値をプロセッサ２３へわたす。また、通信インターフェース２１は、プロセッサ２３からの制御信号を昇圧コンバータ３のスイッチング素子１３へ出力する。さらに、通信インターフェース２１は、他の装置から受け取った、目標電力値をプロセッサ２３へわたす。さらにまた、通信インターフェース２１は、プロセッサ２３から受け取った、スイッチング周期におけるリアクトル電流の平均値を表す情報を、他の装置へ出力してもよい。
メモリ２２は、記憶部の一例であり、例えば、不揮発性の半導体メモリ及び揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ２２は、電力供給システム１の制御に利用される各種の情報を記憶する。例えば、メモリ２２は、電流指令値とデューティ比との対応関係を表すテーブル、及び、昇圧コンバータ３のリアクトルの平均電流を測定するために利用される各種の情報を記憶する。さらに、メモリ２２は、電力供給システム１が動作している間にプロセッサ２３により算出される各種のデータを一時的に記憶する。
プロセッサ２３は、例えば、１以上の演算回路と、その周辺回路とを有する。さらに、プロセッサ２３は、サンプリング周期が可変なサンプリング回路を有する。そしてプロセッサ２３は、昇圧コンバータ３のスイッチング素子１３のデューティ比を設定し、スイッチング周期ごとに、設定したデューティ比に従って、スイッチング素子１３のオン・オフを切り替えさせる。さらに、プロセッサ２３は、所定の周期ごとに、昇圧コンバータ３のリアクトルの平均電流を測定し、測定したリアクトルの平均電流に従ってデューティ比を更新する。
図２は、リアクトル電流測定処理を含むコンバータの制御処理に関する、プロセッサ２３の機能ブロック図である。プロセッサ２３は、動作モード判定部３１と、サンプリング周期設定部３２と、電流測定部３３と、制御部３４とを有する。
動作モード判定部３１は、所定の周期ごと（例えば、昇圧コンバータ３のスイッチング素子１３のスイッチング周期ごと）に、昇圧コンバータ３の動作モードを判定する。本実施形態では、動作モード判定部３１は、入力電圧、出力電圧及びデューティ比に基づいて、昇圧コンバータ３の動作モードが、スイッチング周期中にリアクトル電流がゼロとなり、リアクトル電流が流れない期間が存在する不連続モードと、そのような期間が存在しない連続モードのうちの何れのモードに該当するか判定する。
本実施形態では、昇圧コンバータ３の特性上、出力電圧VHと入力電圧VLの差(VH-VL)に対する出力電圧VHの比にデューティ比Dを乗じて得られるモード判定値{D×VH/(VH-VL)}が1以上であれば、スイッチング周期中でリアクトル電流がゼロにならず、昇圧コンバータ３の動作モードは連続モードとなる。一方、モード判定値が1未満であれば、スイッチング周期中でリアクトル電流がゼロとなる期間が存在し、昇圧コンバータ３の動作モードは不連続モードとなる。したがって、動作モード判定部３１は、電圧計４から受信した昇圧コンバータ３の入力電圧VLと、電圧計５から受信した昇圧コンバータ３からの出力電圧VHとスイッチング素子１３のデューティ比Dとからモード判定値を算出し、算出したモード判定値が1未満か否か判定する。そしてモード判定値が1未満である場合、動作モード判定部３１は、昇圧コンバータ３の現在の動作モードは不連続モードであると判定する。一方、モード判定値が1以上である場合、動作モード判定部３１は、昇圧コンバータ３の現在の動作モードは連続モードであると判定する。
なお、昇圧コンバータ３の代わりに降圧コンバータが電力供給システムに含まれる場合、モード判定値は{D×VL/VH}となる。そしてモード判定値が1以上であれば、降圧コンバータの動作モードは連続モードとなり、一方、モード判定値が1未満であれば、降圧コンバータの動作モードは不連続モードとなる。同様に、昇圧コンバータ３の代わりに昇降圧コンバータが電力供給システムに含まれる場合、モード判定値は{D×(VH+VL)/VH}となる。そしてモード判定値が1以上であれば、昇降圧コンバータの動作モードは連続モードとなり、一方、モード判定値が1未満であれば、昇降圧コンバータの動作モードは不連続モードとなる。したがって、降圧コンバータまたは昇降圧コンバータが電力供給システムに含まれる場合も、動作モード判定部３１は、上記の実施形態と同様にモード判定値を算出し、算出したモード判定値が1未満か否かで、コンバータの動作モードを判定すればよい。
動作モード判定部３１は、昇圧コンバータ３の動作モードを判定する度に、判定した動作モードをサンプリング周期設定部３２へ通知する。
サンプリング周期設定部３２は、昇圧コンバータ３のスイッチング素子１３のスイッチング周期中において電流計６により測定されたリアクトル電流をサンプリングするサンプリング回数及びそのサンプリング周期を設定する。本実施形態では、サンプリング周期設定部３２は、動作モード判定部３１から通知された、昇圧コンバータ３の動作モードに応じて、オン期間とサンプリング周期の整数倍間の差分と減衰期間とサンプリング周期の整数倍間の差分の和を最小化するように、そのサンプリング周期を設定する。
本実施形態では、サンプリング周期設定部３２は、以下の手順に従ってサンプリング周期を設定する。
（１）昇圧コンバータ３のスイッチング素子１３のスイッチング周期T中に設定可能なサンプリング回数の最大値Nmax（以下、最大サンプリング回数と呼ぶことがある）の算出
（２）最大サンプリング回数Nmax以下の各整数、すなわち、サンプリング回数候補N(N=1,2,..,Nmax)について、そのサンプリング回数候補Nとデューティ比Dとの積とその積に最も近い整数間の距離（第１の距離）k[N]を算出
（３）昇圧コンバータ３の動作モードに応じて、各サンプリング回数候補Nについて算出した距離k[N]から、スイッチング周期中におけるオン期間及び減衰期間のそれぞれとサンプリング周期の整数倍間の差分の和が最小となるサンプリング回数Noptを設定するとともに、サンプリング周期Tsample=T/Noptを設定
手順（１）について、サンプリング周期設定部３２は、次式を満たす整数Nのうち、最大の整数を最大サンプリング回数Nmaxとする。
Figure 0007247991000001
 ここで、Tsampleminは、プロセッサ２３が有するサンプリング回路の性能上、設定可能なサンプリング周期の最小値である。またTは、上記のように、昇圧コンバータ３のスイッチング素子１３のスイッチング周期である。これらの値は、例えば、メモリ２２に予め記憶されていればよい。
例えば、設定可能なサンプリング周期の最小値Tsampleminが2μsであり、スイッチング周期Tが50μsであるとすると、最大サンプリング回数Nmaxは50/2=25となる。
なお、スイッチング周期が一定である場合には、最大サンプリング回数Nmaxも一定値となる。そこでこの場合には、メモリ２２に最大サンプリング回数Nmaxは予め記憶されていてもよい。そして手順（１）は省略されてもよい。
手順（２）について、サンプリング周期設定部３２は、最大サンプリング回数Nmax以下の各サンプリング回数候補N(N=1,2,..,Nmax)について、そのサンプリング回数候補Nとデューティ比Dとの積とその積に最も近い整数間の距離k[N]を算出する。そしてサンプリング周期設定部３２は、各サンプリング回数候補Nとその距離k[N]とを対応付けてメモリ２２に記憶する。
例えば、デューティ比Dが38.1%である場合における、距離k[N]の一例を以下に示す。以下に示す例では、サンプリング回数候補Nの値が15～25のときの距離k[N]が示される。
Figure 0007247991000002
 例えば、表中に示される、N=15の場合、N×D=5.715となるので、N×Dに最も近い整数までの距離k[N]は|5.715-6|=0.285となる。また、N=21の場合、N×D=8.001となるので、N×Dに最も近い整数までの距離k[N]は|8.001-8|=0.001となる。
手順（３）について、サンプリング周期設定部３２は、昇圧コンバータ３の動作モードに応じて、各サンプリング回数候補Nについて算出した距離k[N]から、スイッチング周期中におけるオン期間及び減衰期間のそれぞれとサンプリング周期の整数倍間の差分の和が最小となるようにサンプリング回数Nopt及びサンプリング周期Tsampleを設定する。
昇圧コンバータ３の動作モードが連続モードである場合、サンプリング周期設定部３２は、次式が最小となるサンプリング回数候補Nを、サンプリング回数Noptとして算出する。そしてサンプリング周期設定部３２は、サンプリング周期TsampleをT/Noptに設定する。
Figure 0007247991000003
ここで、（２）式の値を最小化するサンプリング回数候補Nが、スイッチング周期中におけるオン期間及び減衰期間のそれぞれとサンプリング周期の整数倍間の差分の和を最小化すること、及び、スイッチング周期中におけるオン期間及び減衰期間のそれぞれとサンプリング周期の整数倍間の差分の和が最小化される場合に、リアクトル１１の平均電流の差分が最小化されることについて説明する。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、それぞれ、比較例として、スイッチング周期中におけるオン期間がサンプリング周期の整数倍とならない場合における、スイッチング周期中におけるリアクトル電流の平均値の測定値の一例を示す図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）のそれぞれにおいて、横軸は時間を表し、縦軸はリアクトル電流の大きさを表す。そして波形３００は、昇圧コンバータ３が連続モードで動作する場合における、リアクトル電流の時間変化を表す。さらに、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される例では、スイッチング周期中におけるオン期間Ton(=T×D)が、サンプリング周期Tsampleの2.5倍になっている。なお、昇圧コンバータ３が連続モードで動作する場合、スイッチング周期とオン期間との差が減衰期間になるので、オン期間がサンプリング周期の整数倍にならない場合、減衰期間もサンプリング周期の整数倍にならない。
図３（ａ）に示される例では、サンプリング周期が、リアクトル電流が極小値となるタイミングtminを基準として設定されている。そのため、個々のサンプリング点３０１のうちの一つが、リアクトル電流が極小値となるタイミングtminに設定されることとなる。そのため、各サンプリング点３０１におけるリアクトル電流の測定値の平均値Imeasureは、スイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流Iaveよりも小さくなる。このことは、各サンプリング点３０１にておけるリアクトル電流の測定値の平均値Imeasureとスイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流Iaveとの関係を表す次式から明らかである。
Figure 0007247991000004
 なお、ΔIは、リアクトル電流の極大値と極小値との差を表す。（３）式の右辺の第２項は常に負となるので、この例では、リアクトル電流の測定値の平均値Imeasureは、スイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流Iaveよりも小さくなる。
図３（ｂ）に示される例では、サンプリング周期が、リアクトル電流が極大値となるタイミングtmaxを基準として設定されている。そのため、個々のサンプリング点３０２のうちの一つが、リアクトル電流が極大値となるタイミングtmaxに設定されることとなる。そのため、各サンプリング点３０２におけるリアクトル電流の測定値の平均値Imeasureは、スイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流Iaveよりも大きくなる。このことは、各サンプリング点３０２におけるリアクトル電流の測定値の平均値Imeasureとスイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流Iaveとの関係を表す次式から明らかである。
Figure 0007247991000005
 （４）式の右辺の第２項は常に正となるので、この例では、リアクトル電流の測定値の平均値Imeasureは、スイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流Iaveよりも大きくなる。このように、オン期間がサンプリング周期の整数倍にならない場合、リアクトル電流の測定値の平均値Imeasureとスイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流Iaveとの間に、個々のサンプリング点の設定タイミングに応じた誤差が生じることになる。
図４は、スイッチング周期中におけるオン期間がサンプリング周期の整数倍となる場合における、スイッチング周期中におけるリアクトル電流の平均値の測定値の一例を示す図である。図４において、横軸は時間を表し、縦軸はリアクトル電流の大きさを表す。そして波形４００は、昇圧コンバータ３が連続モードで動作する場合における、リアクトル電流の時間変化を表す。オン期間Ton(=D×T)がサンプリング周期Tsampleの整数倍となる場合、サンプリング点のタイミングによらず、各サンプリング点におけるリアクトル電流の測定値の平均値Imeasureは、スイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流Iaveと等しくなる。この場合、リアクトル電流が極大値及び極小値のそれぞれとなるタイミングがサンプリング点４０１の一つとして設定される場合に限らず、個々のサンプリング点４０１よりも所定時間だけ遅延したタイミングにサンプリング点４０２が設定されてもよい。これは、リアクトル電流が増加する期間とリアクトル電流が減少する期間とで、サンプリング点のタイミングのずれによるリアクトル電流の値のずれが互いに打ち消されるためである。
このように、オン期間がサンプリング周期の整数倍となる場合、個々のサンプリング点のタイミングによらず、各サンプリング点におけるリアクトル電流の測定値を平均することで、スイッチング周期におけるリアクトルの平均電流が正確に測定される。そこで、サンプリング周期設定部３２は、オン期間とサンプリング周期の整数倍間の差分が最小化されるように、サンプリング周期を設定する。なお、昇圧コンバータ３が連続モードで動作する場合、減衰期間の長さは、スイッチング周期とオン期間の長さの差に等しいので、オン期間とサンプリング周期の整数倍間の差分が最小化されれば、減衰期間とサンプリング周期の整数倍間の差分も最小化される。さらに、サンプリング周期設定部３２は、（２）式に示されるように、上記の差分を最小化した上で、サンプリング周期ができるだけ短くなるようにサンプリング周期を設定することが好ましい。
図５は、昇圧コンバータ３が連続モードで動作する場合における、サンプリング周期の設定の概要の説明図である。図５において、横軸は時間を表し、縦軸はリアクトル電流を表す。そして波形５００は、リアクトル電流の時間変化を表す。図５に示されるように、スイッチング周期TにおいてN個のサンプリング点５０１が設定され（すなわち、サンプリング周期T/N）、リアクトル電流が極小値となるタイミングから最初のサンプリング点までの遅延時間がtdであり、リアクトル電流が極大値となるタイミングからその直前のサンプリング点までの時間差がtαであるとする。また、リアクトル電流の極大値とリアクトル電流の極小値の差がΔIであるとする。この場合、スイッチング周期Tにおける、各サンプリング点５０１におけるリアクトル電流の測定値の平均値Imeasureは次式で表される。
Figure 0007247991000006
 ここで、I(t)は、サンプリング点tにおけるリアクトル電流の測定値を表し、Iaveは、スイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流を表す。
図５に示される波形５００から明らかなように、スイッチング周期T中のサンプリング回数候補Nとデューティ比Dとの積が整数である場合、(td+tα)N/Tは1となる。このことから、(td+tα)N/Tの小数部分とN×Dの小数部分とは一致する。そこで、（５）式において、時間差tαを距離k[N]で置換するとともに、各サンプリング点５０１におけるリアクトル電流の測定値の平均値Imeasureとスイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流Iave間の誤差が最大化されるよう、遅延時間tdを設定することで、次式が得られる。
Figure 0007247991000007
したがって、（６）式の右辺の第２項の絶対値が小さいほど、各サンプリング点５０１におけるリアクトル電流の測定値の平均値Imeasureとスイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流Iave間の誤差が小さくなることが分かる。そして（６）式の第２項の絶対値を最小化するためには、（２）式が最小化されればよいことが分かる。
したがって、サンプリング周期設定部３２は、（２）式が最小化されるサンプリング回数候補Nを、サンプリング回数Noptとして算出し、サンプリング周期をT/Noptに設定する。距離k[N]の定義により、距離k[N]の取り得る値の範囲は0～0.5であるので、距離k[N]が最小値となる場合に、（２）式が最小化されることになる。そして距離k[N]が最小となる場合、スイッチング周期中におけるオン期間とサンプリング周期の整数倍間の差分が最小化される。また上記のように、減衰期間とサンプリング周期の整数倍間の差分も最小化される。さらに、サンプリング周期が短いほど、（２）式の値は小さくなる。ただし、距離k[N]がゼロとなる場合、すなわち、オン期間とサンプリング周期の整数倍間の差分がゼロになる場合には、（２）式はゼロとなる。そのため、オン期間とサンプリング周期の整数倍間の差分がゼロになるサンプリング周期の候補が複数存在する場合には、サンプリング周期設定部３２は、その複数の候補の何れをサンプリング周期に設定してもよい。
次に、昇圧コンバータ３の動作モードが不連続モードである場合における、サンプリング周期の設定について説明する。昇圧コンバータ３の動作モードが不連続モードである場合、サンプリング周期設定部３２は、次式が最小となるサンプリング回数候補Nを、サンプリング回数Noptとして算出する。
Figure 0007247991000008
 ここで、k2[N]は、積{N×D×VL/(VH-VL)}と、その積に最も近い整数までの距離（第２の距離）を表す。なお、この積における項{D×VL/(VH-VL)}は、スイッチング周期Tに対する、減衰期間の長さの比を表す。減衰期間の長さは、昇圧コンバータ３が有するリアクトル１１についてのインダクタの平衡条件から導出される。このことから、k2[N]は、スイッチング周期中のサンプリング回数がN回である場合における、減衰期間とサンプリング周期の整数倍間の差分を表す。したがって、（７）式を最小化するためには、オン期間とサンプリング周期の整数倍間の差分と、減衰期間とサンプリング周期の整数倍間の差分の和を最小化するとともに、サンプリング周期をできるだけ短くすればよいことが分かる。
なお、昇圧コンバータ３の代わりに降圧コンバータまたは昇降圧コンバータが用いられている場合、サンプリング周期設定部３２は、次式が最小となるサンプリング回数候補Nを、サンプリング回数Noptとして算出すればよい。
Figure 0007247991000009
降圧コンバータが用いられている場合、k2[N]は、積{N×D×(VL-VH)/VH}と、その積に最も近い整数までの距離（第２の距離）を表す。そして項{D×(VL-VH)/VH}は、スイッチング周期Tに対する、減衰期間の長さの比を表す。また、昇降圧コンバータが用いられている場合、k2[N]は、積{N×D×VL/VH}と、その積に最も近い整数までの距離（第２の距離）を表す。そして項{D×VL/VH}は、スイッチング周期Tに対する、減衰期間の長さの比を表す。
あるいは、サンプリング周期設定部３２は、次式が最小となるサンプリング回数候補Nを、サンプリング回数Noptとして算出してもよい。
Figure 0007247991000010
 ここで、係数rは、昇圧コンバータ３による目標昇圧比(VH/VL)であり、例えば、1に設定される。
また、昇圧コンバータ３の代わりに降圧コンバータまたは昇降圧コンバータが用いられている場合、サンプリング周期設定部３２は、次式が最小となるサンプリング回数候補Nを、サンプリング回数Noptとして算出してもよい。
Figure 0007247991000011
サンプリング周期設定部３２は、（７）式または（８）式に従って算出されたサンプリング回数Noptに基づいて、サンプリング周期Tsample(=T/Nopt)を設定すればよい。また、サンプリング周期設定部３２は、昇圧コンバータ３の代わりに降圧コンバータが用いられている場合、（７－１）式または（８－１）式に従って算出されたサンプリング回数Noptに基づいて、サンプリング周期Tsample(=T/Nopt)を設定すればよい。さらにまた、サンプリング周期設定部３２は、昇圧コンバータ３の代わりに昇降圧コンバータが用いられている場合、（７－２）式または（８－２）式に従って算出されたサンプリング回数Noptに基づいて、サンプリング周期Tsample(=T/Nopt)を設定すればよい。
図６は、昇圧コンバータ３が不連続モードで動作する場合における、サンプリング周期の設定の概要の説明図である。図６において、横軸は、サンプリング周期で正規化された時間を表し、縦軸はリアクトル電流を表す。そして波形６００は、リアクトル電流の時間変化を表す。図６に示されるように、スイッチング周期TにおいてN個のサンプリング点６０１が設定され（すなわち、サンプリング周期T/N）、リアクトル電流が極小値となるタイミングから最初のサンプリング点までの遅延時間をサンプリング周期で正規化した値がγであり、リアクトル電流が極大値となるタイミングからその直前のサンプリング点までの時間差をサンプリング周期で正規化した値がαであるとする。また、リアクトル電流がゼロになるタイミングからその直前のサンプリング点までの時間差をサンプリング周期で正規化した値がβであるとする。さらに、リアクトル電流の極大値とリアクトル電流の極小値の差がIpであるとする。さらにまた、α、β、γの関係から、α、βを、k、k2、γを用いて表すように、k、k2、γで置換し、さらにImeasureの誤差が最大となるようにγを設定することによって、スイッチング周期Tにおける、各サンプリング点６０１におけるリアクトル電流の測定値の平均値Imeasureは次式で表される。
Figure 0007247991000012
 ここで、I(ti)(i=0,1,...,N-1)は、サンプリング点tiにおけるリアクトル電流の測定値を表し、D2は、D×VL/(VH-VL)である。また、昇圧コンバータ３の代わりに降圧コンバータが用いられている場合、（９）式において、項{(VH/VL)-1}の代わりに、項{VH/(VL-VH)}が用いられればよい。同様に、昇圧コンバータ３の代わりに昇降圧コンバータが用いられている場合、（９）式において、項{(VH/VL)-1}の代わりに、項{VH/VL}が用いられればよい。
（９）式から明らかなように、右辺の第１項が、オン期間及び減衰期間における実際のリアクトルの電流の平均値となる。したがって、（９）式の右辺の第２項の絶対値が小さいほど、各サンプリング点６０１におけるリアクトル電流の測定値の平均値Imeasureとスイッチング周期における実際のリアクトルの平均電流間の誤差が小さくなることが分かる。そして（９）式の第２項の絶対値を最小化するためには、（７）式が最小化されればよいことが分かる。また、昇圧コンバータ３の入力電圧VL及び出力電圧VHの測定精度が、サンプリング周期の設定において不十分である場合、（７）式においてk2[N]=0.5、VH/VL=rと仮定することで（８）式が得られる。したがって、サンプリング周期設定部３２は、（８）式が最小化されるように、サンプリング回数Noptを設定してもよい。
サンプリング周期設定部３２は、設定したサンプリング回数Nopt及びサンプリング周期Tsampleを電流測定部３３へ通知する。
電流測定部３３は、サンプリング回路を介して、サンプリング周期設定部３２から通知されたサンプリング周期Tsampleごとに電流計６により測定されたリアクトル電流の測定値を取得する。そして電流測定部３３は、スイッチング周期におけるサンプリング回数Nopt分のリアクトル電流の測定値をそのサンプリング回数Noptで平均化することで、スイッチング周期におけるリアクトルの平均電流Iaveを測定する。そして電流測定部３３は、測定したそのリアクトルの平均電流を制御部３４へ通知する。
制御部３４は、電流測定部３３から通知された、スイッチング周期におけるリアクトルの平均電流Iaveに基づいて、昇圧コンバータ３を制御する。例えば、制御部３４は、他の装置からコントローラ７が受信した目標電力値を、電源２から出力される電圧、すなわち、昇圧コンバータ３への入力電圧で除することで、電流指令値を算出する。そして制御部３４は、メモリ２２に予め記憶されている、電流指令値と昇圧コンバータ３のスイッチング素子１３のデューティ比との対応関係を表すテーブルを参照することで、電流指令値に対応するデューティ比を決定する。制御部３４は、スイッチング周期ごとに、決定したデューティ比で昇圧コンバータ３のスイッチング素子１３がオン・オフを繰り返すようにスイッチング素子１３に対する制御信号を出力することで、昇圧コンバータ３を制御する。また、制御部３４は、目標電力値と昇圧コンバータ３への入力電圧とに基づいて、目標昇圧比を設定してもよい。
そして制御部３４は、電流測定部３３から通知された、スイッチング周期におけるリアクトルの平均電流Iaveと電流指令値との差が小さくなるように、デューティ比を更新することで、昇圧コンバータ３をフィードバック制御する。その際、制御部３４は、例えば、比例制御、比例積分制御あるいはPID制御の何れかに従って、デューティ比を更新すればよい。
図７は、本実施形態による、リアクトル電流測定処理を含む、コンバータの制御処理の動作フローチャートである。プロセッサ２３は、所定の周期ごとに、以下に示す動作フローチャートに従ってコンバータの制御処理を実行すればよい。なお、以下に示す動作フローチャートの各ステップのうち、ステップＳ１０１～Ｓ１０８の処理がリアクトル電流測定処理に含まれる。
プロセッサ２３の動作モード判定部３１は、電圧計４により測定される昇圧コンバータ３への入力電圧VL、電圧計５により測定される昇圧コンバータ３からの出力電圧VH、及び、昇圧コンバータ３のスイッチング素子１３に適用されるデューティ比Dに基づいて、昇圧コンバータ３の現在の動作モードを判定する（ステップＳ１０１）。
プロセッサ２３のサンプリング周期設定部３２は、スイッチング素子１３のスイッチング周期中に設定可能なサンプリング回数の最大値Nmaxを算出する（ステップＳ１０２）。また、サンプリング周期設定部３２は、1から設定可能なサンプリング回数の最大値Nmaxまでの各整数（すなわち、サンプリング周期の候補に対応する、サンプリング回数の候補）Nについて、その整数Nとデューティ比Dとの積とその積に最も近い整数間の距離k[N]を算出する（ステップＳ１０３）。
さらに、サンプリング周期設定部３２は、動作モード判定部３１から通知された昇圧コンバータ３の現在の動作モードが不連続モードか否か判定する（ステップＳ１０４）。
昇圧コンバータ３の現在の動作モードが連続モードである場合（ステップＳ１０４－Ｎｏ）、サンプリング周期設定部３２は、1～Nmaxまでのそれぞれのサンプリング回数候補Nについての距離k[N]に基づいて、スイッチング素子１３がオンとなっているオン期間とサンプリング周期の整数倍間の差分の和が最小化されるように、スイッチング周期T中のサンプリング回数Nopt及びサンプリング周期Tsampleを設定する（ステップＳ１０５）。
一方、昇圧コンバータ３の現在の動作モードが不連続モードである場合（ステップＳ１０４－Ｙｅｓ）、サンプリング周期設定部３２は、1から設定可能なサンプリング回数の最大値Nmaxまでの各サンプリング回数候補Nについて、その候補NとD×VL/(VH-VL)との積とその積に最も近い整数間の距離k2[N]を算出する（ステップＳ１０６）。なお、上記のように、昇圧コンバータ３の代わりに降圧コンバータが用いられている場合、サンプリング周期設定部３２は、候補NとD×(VL-VH)/VHとの積とその積に最も近い整数間の距離を、距離k2[N]として算出すればよい。また、昇圧コンバータ３の代わりに昇降圧コンバータが用いられている場合、サンプリング周期設定部３２は、候補NとD×VL/VHとの積とその積に最も近い整数間の距離を、距離k2[N]として算出すればよい。そしてサンプリング周期設定部３２は、1～Nmaxまでのそれぞれのサンプリング回数候補Nについての距離k[N]及び距離k2[N]に基づいて、オン期間とサンプリング周期の整数倍間の差分と減衰期間とサンプリング周期の整数倍間の差分との和が最小化されるように、スイッチング周期T中のサンプリング回数Nopt及びサンプリング周期Tsampleを設定する（ステップＳ１０７）。
ステップＳ１０５またはＳ１０７の後、プロセッサ２３の電流測定部３３は、設定されたサンプリング周期Tsampleごとに、電流計６によるリアクトル電流の測定値を取得し、取得したリアクトル電流の測定値をサンプリング回数Noptで平均化することで、スイッチング周期中のリアクトルの平均電流Iaveを求める（ステップＳ１０８）。
プロセッサ２３の制御部３４は、求められたスイッチング周期中のリアクトルの平均電流Iaveと電流指令値との差が小さくなるように、昇圧コンバータ３をフィードバック制御する（ステップＳ１０９）。そしてプロセッサ２３は、昇圧コンバータ３の制御処理を終了する。
以上に説明してきたように、この電力供給システムは、昇圧コンバータが有するスイッチング素子のスイッチング周期における、リアクトルに流れるリアクトル電流の平均値を測定する。その際、この電力供給システムは、オン期間及び減衰期間のそれぞれと、リアクトル電流の測定値をサンプリングするサンプリング周期の整数倍との差分の和が最小化されるようにそのサンプリング周期を設定する。これにより、この電力供給システムは、リアクトル電流の測定値をサンプリングするタイミングによらずに、スイッチング周期におけるリアクトル電流の平均値の測定値の誤差を小さくして、そのリアクトル電流の平均値の測定精度を向上することができる。
なお、上記の実施形態において、昇圧コンバータは、いわゆる磁気結合型の昇圧コンバータであってもよい。この場合でも、コントローラ７は、上記の実施形態と同様の処理を各相のリアクトルに対して適用することで、各相についてスイッチング周期におけるリアクトルの平均電流を求めることができる。
さらに他の変形例によれば、電流測定部３３により求められた、スイッチング周期におけるリアクトルの平均電流Iaveは、昇圧コンバータ３の制御以外に利用されてもよい。例えば、プロセッサ２３は、電源２から供給される電力を算出するためにその平均電流Iaveを利用してもよい。すなわち、プロセッサ２３は、電源２からの出力電圧に、その平均電流Iaveを乗じることで、電源２から供給される電力を求めることができる。
以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。
１ 電力供給システム
２ 電源
３ 昇圧コンバータ
４、５ 電圧計
６ 電流計
７ コントローラ
８ 負荷回路
１１ リアクトル
１２ ダイオード
１３ スイッチング素子
１４ 平滑コンデンサ
２１ 通信インターフェース
２２ メモリ
２３ プロセッサ
３１ 動作モード判定部
３２ サンプリング周期設定部
３３ 電流測定部
３４ 制御部

Claims (6)

  1. 直流電力を供給する電源と、
    前記電源と接続されるリアクトルと、前記リアクトルの一端に接続されるスイッチング素子とを有し、前記スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すことで前記リアクトルに流れるリアクトル電流を制御して前記電源から供給される直流電力を変圧するＤＣ－ＤＣコンバータと、
    前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御する制御装置と、
    を有し、
    前記制御装置は、
    前記リアクトル電流を測定する電流計による前記リアクトル電流の測定値をサンプリングするサンプリング周期を、前記スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すスイッチング周期において前記リアクトル電流が増加する第１の期間の長さと前記サンプリング周期の整数倍間の差分と、前記スイッチング周期において前記リアクトル電流が減衰する第２の期間の長さと前記サンプリング周期の整数倍間の差分との和が最小化されるように設定するサンプリング周期設定部と、
    前記設定されたサンプリング周期ごとに前記電流計による前記リアクトル電流の測定値をサンプリングし、前記スイッチング周期においてサンプリングされた前記リアクトル電流の測定値を平均化することで、前記スイッチング周期における前記リアクトル電流の平均値を測定する電流測定部と、
    を有し、
    前記サンプリング周期設定部は、
    複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについて、当該候補に対応する前記スイッチング周期におけるサンプリング回数に、前記スイッチング周期に対する前記スイッチング素子がオンとなる期間のデューティ比を乗じた値から、当該値に最も近い整数までの第１の距離を算出し、前記複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについての前記第１の距離に基づいて、前記複数のサンプリング周期の候補のうち、前記第１の期間の長さと当該候補の整数倍間の差分が最小となる候補を決定し、決定した当該候補を前記サンプリング周期として設定する電力供給システム。
  2. 前記ＤＣ－ＤＣコンバータへの入力電圧を測定する第１の電圧計と、
    前記ＤＣ－ＤＣコンバータからの出力電圧を測定する第２の電圧計とをさらに有し、
    前記制御装置は、
    前記入力電圧及び前記出力電圧と、前記デューティ比とに基づいて、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの動作モードが、前記スイッチング周期中に前記リアクトル電流が流れない期間が存在する不連続モードか前記スイッチング周期中に前記リアクトル電流が流れない期間が存在しない連続モードかを判定する動作モード判定部をさらに有し、
    前記サンプリング周期設定部は、
    前記ＤＣ－ＤＣコンバータの動作モードが前記不連続モードである場合、前記複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについて、当該候補に相当する前記スイッチング周期におけるサンプリング回数に前記スイッチング周期に対する前記第２の期間の比を乗じた値から、当該値に最も近い整数までの第２の距離をさらに算出し、前記複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについての前記第１の距離及び前記第２の距離に基づいて、前記複数のサンプリング周期の候補のうち、前記第１の期間の長さと当該候補の整数倍間の差分と、前記第２の期間の長さと当該候補の整数倍間の差分との和が最小化される候補を決定し、決定した当該候補を前記サンプリング周期として設定する、請求項１に記載の電力供給システム。
  3. 前記サンプリング周期設定部は、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの動作モードが前記連続モードである場合、前記複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについて、前記第１の距離と１から前記第１の距離を減じた値の積を当該候補に対応する前記スイッチング周期におけるサンプリング回数の２乗で除した判定値を算出し、当該判定値が最小となる候補を、前記サンプリング周期として設定する、請求項２に記載の電力供給システム。
  4. 前記サンプリング周期設定部は、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの動作モードが前記不連続モードである場合、前記複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについて、前記第１の距離と１から前記第１の距離を減じた値の積と、前記第２の距離と１から前記第２の距離を減じた値の積に前記入力電圧に対する前記出力電圧の比に応じた係数を乗じた値との和を当該候補に対応する前記スイッチング周期におけるサンプリング回数の２乗で除した判定値を算出し、当該判定値が最小となる候補を、前記サンプリング周期として設定する、請求項２に記載の電力供給システム。
  5. 電源と接続されるリアクトルと、前記リアクトルの一端に接続されるスイッチング素子とを有し、前記スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すことで前記リアクトルに流れるリアクトル電流を制御して前記電源から供給される直流電力を変圧するＤＣ－ＤＣコンバータを制御する制御装置であって、
    前記制御装置は、
    前記リアクトル電流を測定する電流計による前記リアクトル電流の測定値をサンプリングするサンプリング周期を、前記スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すスイッチング周期において前記リアクトル電流が増加する第１の期間の長さと前記サンプリング周期の整数倍間の差分と、前記スイッチング周期において前記リアクトル電流が減衰する第２の期間の長さと前記サンプリング周期の整数倍間の差分との和が最小化されるように設定するサンプリング周期設定部と、
    前記設定されたサンプリング周期ごとに前記電流計による前記リアクトル電流の測定値をサンプリングし、前記スイッチング周期においてサンプリングされた前記リアクトル電流の測定値を平均化することで、前記スイッチング周期における前記リアクトル電流の平均値を測定する電流測定部と、
    を有し、
    前記サンプリング周期設定部は、
    複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについて、当該候補に対応する前記スイッチング周期におけるサンプリング回数に、前記スイッチング周期に対する前記スイッチング素子がオンとなる期間のデューティ比を乗じた値から、当該値に最も近い整数までの第１の距離を算出し、前記複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについての前記第１の距離に基づいて、前記複数のサンプリング周期の候補のうち、前記第１の期間の長さと当該候補の整数倍間の差分が最小となる候補を決定し、決定した当該候補を前記サンプリング周期として設定する制御装置。
  6. 電源と接続されるリアクトルと、前記リアクトルの一端に接続されるスイッチング素子とを有し、前記スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すことで前記リアクトルに流れるリアクトル電流を制御して前記電源から供給される直流電力を変圧するＤＣ－ＤＣコンバータにおいて前記リアクトルに流れるリアクトル電流の測定方法であって、
    前記リアクトル電流を測定する電流計による前記リアクトル電流の測定値をサンプリングするサンプリング周期を、前記スイッチング素子がオンとオフとを繰り返すスイッチング周期において前記リアクトル電流が増加する第１の期間の長さと前記サンプリング周期の整数倍間の差分と、前記スイッチング周期において前記リアクトル電流が減衰する第２の期間の長さと前記サンプリング周期の整数倍間の差分との和が最小化されるように設定し、
    前記設定されたサンプリング周期ごとに前記電流計による前記リアクトル電流の測定値をサンプリングし、前記スイッチング周期においてサンプリングされた前記リアクトル電流の測定値を平均化することで、前記スイッチング周期における前記リアクトル電流の平均値を測定する、
    ことを含み、
    前記サンプリング周期の設定は、
    複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについて、当該候補に対応する前記スイッチング周期におけるサンプリング回数に、前記スイッチング周期に対する前記スイッチング素子がオンとなる期間のデューティ比を乗じた値から、当該値に最も近い整数までの第１の距離を算出し、前記複数のサンプリング周期の候補のそれぞれについての前記第１の距離に基づいて、前記複数のサンプリング周期の候補のうち、前記第１の期間の長さと当該候補の整数倍間の差分が最小となる候補を決定し、決定した当該候補を前記サンプリング周期として設定することを含む測定方法。
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