JP7305348B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
ては、昇圧動作時と降圧動作時とで回路の伝達関数が異なる。このため、フィードフォワード制御を適用する場合において、昇圧動作及び降圧動作のそれぞれに対し異なる制御が必要となるが、その制御方法は確立されていない。例えば、入力電圧のリプル成分が大きいと、出力電圧指令が入力電圧に対し高くなったり低くなったりすることが生じ得るが、この場合に、昇圧動作時と降圧動作時とで適宜制御内容を切り替えて制御を実行することに関して、有効な方法は提案されていない。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る電力変換装置100の全体構成を示すブロック図である。この電力変換装置100は、交流電力、例えば商用電源の交流電力を直流に変換するとともに、更に所望の電圧値の直流電圧に変換する機能を有する直流電源回路である。この電力変換装置100は、検出出力電圧と設定出力電圧との差分をフィードバックして出力電圧の安定化を図るフィードバック機能を備えるとともに、入力電圧を監視して制御に反映するフィードフォワード機能とを備えている。
次に、本発明の第2の実施の形態の電力変換装置について、図8を参照して説明する。この第2の実施の形態の電力変換装置の全体的な構成は、第1の実施の形態と略同一である(図1、図2、図4)。ただし、この第2の実施の形態では、昇圧動作時において関数設定部108で採用される第2制御量P2とデューティ比D2の関数が、第1の実施の形態とは異なる。この異なる関数が採用されることにより、第2の実施の形態は、第2制御量P2の変化に対し、電力変換装置の昇降圧比を線形に変化させる(昇降圧比が第2制御量P2に比例する)ことができる。
Claims (4)
- スイッチング素子のオンデューティ比Dを変化させることにより、直流の入力電圧を直流の出力電圧に変換する電力変換回路と、
前記出力電圧と設定出力電圧との偏差に基づいて第1制御量を出力するフィードバック制御部と、
前記入力電圧と設定入力電圧との偏差に基づいて前記第1制御量を補正した第2制御量を出力するフィードフォワード制御部と
を備え、
前記フィードフォワード制御部は、
前記第1制御量に基づいて、前記電力変換回路が降圧動作を行おうとしているのか昇圧動作を行おうとしているのかを判定する判定部と、
前記電力変換回路が降圧動作を行おうとしていると判定した場合、前記入力電圧と前記設定入力電圧とに基づいて前記第1制御量の補正を行い、前記第2制御量として出力する降圧側制御量補正部と、
前記電力変換回路が昇圧動作を行おうとしていると判定した場合、前記入力電圧と前記設定入力電圧とに基づいて前記第1制御量の補正を行い、前記第2制御量として出力する昇圧側制御量補正部と
前記降圧側制御量補正部又は前記昇圧側制御量補正部から出力された前記第2制御量に基づいて、前記第2制御量と前記スイッチング素子のオンデューティ比Dとの間の関係を示す関数を設定し、この関数に従って、降圧動作又は昇圧動作をするための前記スイッチング素子のオンデューティ比Dを定める関数設定部と
を備えることを特徴とする、電力変換装置。 - 前記電力変換回路は、前記降圧動作の実行時には前記入力電圧に対する前記出力電圧の比がオンデューティ比Dとなり、前記昇圧動作の実行時には前記入力電圧に対する前記出力電圧の比が、オフデューティ比(1-D)の逆数である1/(1-D)に等しい値となる特性を有する、請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記電力変換回路は、
入力端子と基準電圧端子の間に直列に接続される第1スイッチ及び第2スイッチを含み、前記第1スイッチは前記入力端子と前記第2スイッチとの間に接続され、前記第2スイッチは前記第1スイッチと前記基準電圧端子との間に接続される、第1スイッチ群と、
出力端子と前記基準電圧端子の間に直列に接続される第3スイッチ及び第4スイッチを含み、前記第3スイッチは前記出力端子と前記第4スイッチとの間に接続され、前記第4スイッチは前記第3スイッチと前記基準電圧端子との間に接続される、第2スイッチ群と、
前記第1スイッチ群の中間ノードと前記第2スイッチ群の中間ノードとの間に接続されるインダクタと、
を備え、
前記オンデューティ比Dは、前記第1スイッチ群に対するオンデューティ比であるD1と、前記第2スイッチ群に対するオンデューティ比であるD2とを有し、
前記第1スイッチ群は、前記降圧動作の実行時に、第1の関数に従って前記第2制御量に基づき設定されたオンデューティ比D1によりPWM動作し、前記第2スイッチ群は、前記昇圧動作の実行時に、前記第1の関数とは異なる第2の関数に従って前記第2制御量に基づき設定されたオンデューティ比D2によりPWM動作する、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1の関数は、前記第2制御量と前記オンデューティ比D1が比例する関係を与える関数であり、
前記第2の関数は、前記第2制御量をP2とした場合、前記第2制御量と前記オンデューティ比D2とに、D2=1-1/P2の関係を与える関数である、請求項3に記載の電力変換装置。
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